专利名称：Led模组的驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及LED照明领域，特别是涉及ー种LED模组的驱动电路。
背景技术：
目前路灯照明所采用光源有白炽灯、高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯、荧光灯等，这些路灯普遍存在不够环保(含有汞、铅、神等重金属物质对环境有害)、高能耗、短寿命等缺点，所以，伴随着全球性环保意识的增强，在世界各国，尤其是发达国家和地区，緑色照明的应用将越来越普及，这些路灯将逐渐被绿色环保的光源所取代。3 5V正向电压的LED模组是一种高效、节能、发光寿命长的绿色环保光源，对于保护环境、节约能源、保护人类健 康都具有重大意义。诚如业界所知，所述的3 5V正向电压的LED模组的亮度是通过调节流过LED的电流来实现，所以对LED的亮度控制一般通过控制LED驱动电路的输出电流来实现。目前，在3 5V正向电压的LED驱动器领域，产品良莠不齐，有的为了降低成本，线路做的十分简单，功率因数只做到O. 5左右，发光效率很低，无法满足市场上对高效节省产品的需求，有的为了追求高性能要求，电路十分复杂，请參阅图1，显示为传统的3 5V正向电压的LED模组驱动电路原理示意图，如图所示，传统的LED驱动电源包括EMI单元121, A/D转换单元122,输入和输出隔离单元123，恒压恒流输出及过压过流(开路短路)保护单元124，以及PFC功率因数调整电源125等，由于上述的驱动电路中用到大量的电解电容和电感等限制性器件，所以在线路上十分繁琐，线路很难做小，成本大大提高；再者，不同产品的具体电路也不相同，电路的开发难度也比较大，増加了开发时间，由于驱动电源的部分线路复杂，因而制得的LED灯具的体积相对较大，严重影响灯具产品的整体设计以及应用的灵活性。目前的LED照明方案中，采用DC驱动的解决方案由于多级电カ转换的过程中增加了一些元件进而使LED灯具的制造成本一直居高不下；另外，采用电阻和线性调节器等分立元件的AC解决方案虽然可以降低成本，但却是以更低的效率和功率因素为代价的，因而，如何提供ー种利用高压方案支持交流电的直接输入，且省掉ー些在直流方案中必需配备的元件的LED模组的驱动电路，实为本技术领域的从业者亟待解决的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供ー种LED模组的驱动电路，用于解决现有技术中的驱动电路中因用到大量的电解电容和电感等限制性器件而带来的线路复杂以及效率和功率因素低等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供ー种LED模组的驱动电路，所述驱动电路至少包括=LED阵列，由多个LED并联连接的多个并联组，且各该并联组之间串联连接；电源模块，连接外部交流或直流电源及所述LED阵列，用于将外部电源转换为驱动所述LED阵列中每ー个LED的12疒75V的正向电压；以及控制模块，连接于所述电源模块以及LED阵列之间，包括对应各该并联组设置用于导通及切断各该并联组供电回路的多个选通开关，以及用于依据检测到的输入电压控制各该选通开关执行导通或切断作业的控制单
J Li ο优选地，所述LED阵列中各LED的功率为IW 4W。优选地，所述电源模块连接于交流电源的两端，包括DB电桥、压敏电阻、TVS ニ极管、以及电容，其中，所述DB电桥的第一端与第二端分别连接所述交流电源的零线与火线，所述DB电桥的第三端接地，第四端连接所述LED阵列及控制模块；所述压敏电阻连接于所述DB电桥的第一端与第二端之间，所述TVS ニ极管连接于所述DB电桥的第三端与第四端之间，所述电容连接于所述DB电桥的第三端与第四端之间。优选地，所述电源模块连接的交流电源为220V交流电源，230V交流电源，277V交流电源或IlOV交流电源。 优选地，所述LED阵列包括依次串联的第一、第二、第三、及第四并联组。优选地，所述控制模块中对应所述第一、第二、第三、及第四并联组设置有第一、第ニ、第三、及第四选通开关。优选地，所述控制模块还包括设定单元，用于预设第一、第二、第三、及第四电压阈值；检测单元，连接所述电源模块，用检测所述电源模块输出的正向电压值，检测到所述正向电压值达到第一电压阈值时，发送指令至所述控制単元令其控制所述第一选通开关导通；检测到所述正向电压值达到第二电压阈值时，发送指令至所述控制単元令其控制所述第一、第二选通开关导通；检测到所述正向电压值达到第三电压阈值时，发送指令至所述控制単元令其控制所述第一、第二、及第三选通开关导通；发送指令至所述控制単元令其控制所述第一、第二、第三、及第四选通开关导通。如上所述，本发明的LED模组的驱动电路，具有以下有益效果LED的线路电压能够紧紧跟随电源的输入电压，当开关控制LED的导通和关闭吋，LED的电流參考值也会跟随电源电压发生相应的变化，这样做有两种作用，低电源损耗(因为在ニ个不同的LED之间只有一个比较小的电压差)和高的功率因数(电流是跟随电压的)；再者，并联连接的LED中每ー个LED都能平分流过他们的电流，这种方法能够使发光效率得到实质性的改善，本发明的解决方案可为LED阵列提供规律的交流电力，并且无需配备电解电容器。该方案还避开了直流电方案的设计缺陷，优化了灯泡的性能，并降低了灯泡的制造成本。与其他照明技术相比,交流电方案降低了 LED的总体拥有成本。
图I显示为传统的3 5V正向电压的LED模组驱动电路原理示意图。图2显示为本发明LED模组的驱动电路原理示意图。图3显示为本发明LED模组的驱动电路具体实例示意图。元件标号说明121 EMI 单元122 A/D转换单元123 输入和输出隔离单元124 保护单元21LED 阵列
211第一并联组212第二并联组213第三并联组214第四并联组22电源模块23控制模块231控制单元232设定单元233检测单元DBlDB 电桥R14压敏电阻TVSTVS ニ极管C电容
具体实施例方式以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式
加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。请參阅图2及图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为ー种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。请參阅图2及图3,图2显示为本发明LED模组的驱动电路原理示意图，图3显示为本发明LED模组的驱动电路具体实例示意图，如图所示，本发明提供ー种LED模组的驱动电路，至少包括LED阵列21，电源模块22，以及控制模块23。所述LED阵列21由多个LED并联连接的多个并联组，且各该并联组之间串联连接；所述LED阵列21中各LED的功率为1W 4W。在本实施例中，优选为I. 5W功率为的LED为例进行说明，由多个LED并联连接组成4个并联组，即依次串联的第一并联组211、第二并联组212、第三并联组213、及第四并联组214。在具体的实例中，所述LED阵列21为由多个单颗封装的LED或者LED COB封装的LED排列成矩形阵列21，LED阵列21可以为正方形、矩形、圆形、或长条形的阵列等。所述电源模块22连接外部交流或直流电源及所述LED阵列21，用于将外部电源转换为驱动所述LED阵列21中每ー个LED的12V 75V的正向电压(Forward Voltage),以驱动各该LED执行点亮作业；于本实施例中，所述电源模块22直接接入交流市电(Main power),例如为中国通用的220V交流电，欧洲通用的230V交流电，北美通用的IIOV交流电，或者其他地区通用的277V交流电源。在本实施例中，请參阅图3中所示的电源模块22具体电路，所述电源模块22连接于交流电源的两端，包括DB电桥DB1、压敏电阻R14、TVS ニ极管TVS、以及电容C，其中，所述DB电桥的第一端与第二端分别连接所述交流电源的零线(ACN)与火线(ACL)，所述DB电桥的第三端接地，第四端连接所述LED阵列21及控制模块23 ;所述压敏电阻连接于所述DB电桥的第一端与第二端之间，所述TVS ニ极管(Transient Voltage Suppressor)连接于所述DB电桥的第三端与第四端之间，所述电容连接于所述DB电桥的第三端与第四端之间。所述控制模块23连接于所述电源模块22以及LED阵列21之间，包括对应各该并联组设置用于导通及切断各该并联组供电回路的多个选通开关，以及用于依据检测到的输入电压控制各该选通开关执行导通或切断作业的控制単元231。于本实施例中，所述控制模块23中对应所述第一并联组211、第二并联组212、第三并联组213、及第四并联组214设置有第一选通开关、第二选通开关、第三选通开关、及第四选通开关。于本实施例中，所述控制模块23还包括设定单元232及检测单元233。所述设定単元232用于预设第一、第二、第三、及第四电压阈值。所述检测単元233连接所述电源模块22及设定单元232，用检测所述电源模块22输出的正向电压值，检测到所述正向电压值 达到第一电压阈值时，发送指令至所述控制単元231令其控制所述第一选通开关导通；检测到所述正向电压值达到第二电压阈值时，发送指令至所述控制単元231令其控制所述第ー选通开关、第二选通开关导通；检测到所述正向电压值达到第三电压阈值时，发送指令至所述控制単元231令其控制所述第一选通开关、第二选通开关、及第三选通开关导通；发送指令至所述控制単元231令其控制所述第一选通开关、第二选通开关、第三选通开关、及第四选通开关导通。于实际的应用实例中，所述控制单元231例如为ー包含其外围电路的控制芯片，所述第一选通开关、第二选通开关、第三选通开关、及第四选通开关为晶体管Q1、晶体管Q2、晶体管Q3、晶体管Q4。在图3所显示的示例中，所述的4个选通开关为晶体管Q1、晶体管Q2、晶体管Q3、晶体管Q4可以将输入至所述LED阵列21的驱动电压划分为4个阶段予以控制，当检测单元233检测到输入至所述LED阵列21的驱动电压达到第一段LED的电压时(即检测到所述正向电压值达到第一电压阈值时)，控制单元231令晶体管Ql开通接地，使第一并联组211对地导通；当检测单元233检测到输入至所述LED阵列21的驱动电压达到第二段LED的电压时(即检测到所述正向电压值达到第二电压阈值时)，控制单元231令晶体管Ql断开，晶体管Q2开通接地，使所述第一并联组211及第ニ并联组212对地导通；当检测单元233检测到输入至所述LED阵列21的驱动电压达到第三段LED的电压时(即检测到所述正向电压值达到第三电压阈值时)，控制单元231令晶体管Q1，晶体管Q2断开，晶体管Q3开通接地，使所述第一并联组211、第二并联组212、及第三并联组213对地导通；当检测单元233检测到输入至所述LED阵列21的驱动电压达到第四段LED的电压时(即检测到所述正向电压值达到第四电压阈值时)，控制单元231令晶体管Q1，晶体管Q2和晶体管Q3断开，晶体管Q4开通接地，使所述第一并联组211、第二并联组212、第三并联组213、及第四并联组214同时对地导通，通过这种控制方式，可以提高电源的效率和功率因数。通过上述描述可知，流过每ー个不同的LED的电流是在同样的而不是四个值，如果颜色的稳定性要求的很严格的话，这种方法可以消除由于电流变化而引起的波长转化(这是LED固有的特性)，另外的一个好处是能够減少小电流时的正向电压，从而降低电流源的损耗，综上所述，本发明LED的线路电压能够紧紧跟随电源的输入电压，当开关控制LED的导通和关闭吋，LED的电流參考值也会跟随电源电压发生相应的变化，这样做有两种作用，低电源损耗(因为在ニ个不同的LED之间只有一个比较小的电压差)和高的功率因数(电流是跟随电压的)；再者，并联连接的LED中每ー个LED都能平分流过他们的电流，这种方法能够使发光效率得到实质性的改善，本发明的解决方案可为LED阵列提供规律的交流电力，并且无需配备电容器。该方案还避开了直流电方案的设计缺陷，优化了灯泡的性能，并降低了灯泡的制造成本。与其他照明技术相比，交流电方案降低了 LED的总体拥有成本。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟 悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所掲示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
权利要求
1.一种LED模组的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路至少包括 LED阵列，由多个LED并联连接的多个并联组，且各该并联组之间串联连接； 电源模块，连接外部交流或直流电源及所述LED阵列，用于将外部电源转换为驱动所述LED阵列中每一个LED的12V 75V的正向电压； 控制模块，连接于所述电源模块以及LED阵列之间，包括对应各该并联组设置用于导通及切断各该并联组供电回路的多个选通开关，以及用于依据检测到的输入电压控制各该选通开关执行导通或切断作业的控制单元。
2.根据权利要求I所述的LED模组的驱动电路，其特征在于所述LED阵列中各LED的功率为1W 4W。
3.根据权利要求I所述的LED模组的驱动电路，其特征在于所述电源模块连接于交流电源的两端，包括DB电桥、压敏电阻、TVS 二极管、以及电容，其中，所述DB电桥的第一端与第二端分别连接所述交流电源的零线与火线，所述DB电桥的第三端接地，第四端连接所述LED阵列及控制模块；所述压敏电阻连接于所述DB电桥的第一端与第二端之间，所述TVS二极管连接于所述DB电桥的第三端与第四端之间，所述电容连接于所述DB电桥的第三端与第四端之间。
4.根据权利要求3所述的LED模组的驱动电路，其特征在于所述电源模块连接的交流电源为220V交流电源，230V交流电源，277V交流电源或IlOV交流电源。
5.根据权利要求I所述的LED模组的驱动电路，其特征在于所述LED阵列包括依次串联的第一、第二、第三、及第四并联组。
6.根据权利要求5所述的LED模组的驱动电路，其特征在于所述控制模块中对应所述第一、第二、第三、及第四并联组设置有第一、第二、第三、及第四选通开关。
7.根据权利要求6所述的LED模组的驱动电路，其特征在于所述控制模块还包括 设定单元，用于预设第一、第二、第三、及第四电压阈值； 检测单元，连接所述电源模块，用检测所述电源模块输出的正向电压值，检测到所述正向电压值达到第一电压阈值时，发送指令至所述控制单元令其控制所述第一选通开关导通；检测到所述正向电压值达到第二电压阈值时，发送指令至所述控制单元令其控制所述第一、第二选通开关导通；检测到所述正向电压值达到第三电压阈值时，发送指令至所述控制单元令其控制所述第一、第二、及第三选通开关导通；发送指令至所述控制单元令其控制所述第一、第二、第三、及第四选通开关导通。
全文摘要
本发明提供一种LED模组的驱动电路，包括由多个并联组之间串联连接的LED阵列；用于将外部电源转换为驱动所述LED阵列中每一个LED的12V~75V的正向电压的电源模块；依据检测到的输入电压控制不同选通开关执行导通或切断作业的控制模块。本发明的解决方案可为LED阵列提供规律的交流电力，并且无需配备电解电容器，本发明还避开了直流电方案的设计缺陷，优化了灯泡的性能，并降低了灯泡的制造成本，与其他照明技术相比，交流电方案降低了LED的总体拥有成本。
文档编号H05B37/02GK102811538SQ20121025838
公开日2012年12月5日 申请日期2012年7月24日 优先权日2012年7月24日
发明者徐小良, 李宝泉, 鲁多·卡诺延西斯, 斯杰夫·德·克里爵 申请人:上海亚明照明有限公司