一种基于ac电源的分段式led驱动电路的制作方法

文档序号:8182311阅读:343来源:国知局
专利名称:一种基于ac电源的分段式led驱动电路的制作方法
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域,更具体地说,涉及一种基于AC电源的分段式LED驱动电路。
背景技术
LED是一种采用电场发光将电能转化成光能的半导体,同采用钨丝发光的白炽灯和采用三基色粉发光的节能灯相比,具有体积小、亮度高、耗电低等诸多优点。伴随着生产技术的发展以及市场需求的不断增大,LED灯也正在逐步取代白炽灯和节能灯,以后必将成为照明系统的主流。LED的发光强度和流过LED的电流大小在一定范围内成正比。当LED的端口电压过高时,流过LED的电流会很大,此时发光强度会很大,会直接损坏LED ;当端口电压过小,以致小于导通阈值电压时,流过LED的电流会很小,此时LED发出的光很小,不能应用于照明领域。因此在实际应用中,设计LED驱动电路,必须调控流过LED元件的电流,保证LED发出合适的光照。常规的LED驱动电路要使用变压器进行转能,其中采用的高压电解电容元件的寿命会随着使用时间的增加而迅速缩短,进而影响整个驱动电路的工作。图1为常规的交流(AC)电源LED驱动电路的电路图,该驱动电路包括整流单元110、滤波电容120、照明单元130和恒流单元140,照明单元130包括LED灯串131 ;整流单元110和滤波电容120将外接的交流(AC)电源转换为直流电源,恒流流单元140确保当照明单元130导通后,流过该照明单元130的电流值恒为I,不随外部电压的变化而变化,从而保证LED照明元件能正常工作,并使发出的光均匀稳定。常规的驱动电路在将交流(AC)电源转换为直流电源的过程中,使用了滤波电容120,增大了电路的体积和成本。

发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述体积大、成本高的缺陷,提供一种体积小、成本低的基于AC电源的分段式LED驱动电路。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造基于AC电源的分段式LED驱动电路,包括用于对所述AC电源进行整流的整流单元,与所述整流单元输出端连接、用于照明的照明单元以及与所述照明单元连接、并在所述照明单元导通时保持其电流恒定的恒流驱动单元;所述照明单元包括多个依次连接的照明子单元,所述每一个照明子单元包括输入端和输出端,所述恒流驱动单元包括多个恒流驱动子单元,所述每一个恒流驱动子单元包括参考电压输入端、接地端和控制端;所述每一个恒流驱动子单元的参考电压输入端分别加入不同的参考电压,所述每一个恒流驱动子单元的接地端连接在一起,所述每一个恒流驱动子单元的控制端分别与其位置对应的所述照明子单元的输出端连接。在本发明所述的基于AC电源的分段式LED驱动电路中,还包括采样电阻,所述每一个恒流驱动子单元的接地端连接在一起后通过所述采样电阻接地。
在本发明所述的基于AC电源的分段式LED驱动电路中,所述多个照明子单元与所述多个恒流驱动子单元的数目相等。在本发明所述的基于AC电源的分段式LED驱动电路中,所述每一个照明子单元包括多个串联的LED,所述每一个照明子单元中第一个LED的阳极为所述照明子单元的输入端,最后一个LED的阴极为所述照明子单元的输出端。 在本发明所述的基于AC电源的分段式LED驱动电路中,所述恒流驱动子单元包括运算放大器和MOS管;所述运算放大器的正相输入端加入参考电压,反向输入端通过所述采样电阻接地,所述反相输入端还与所述MOS管的源极连接,所述MOS管的栅极与所述运算放大器的输出端连接,漏极与对应位置的照明子单元的输出端连接。在本发明所述的基于AC电源的分段式LED驱动电路中,所述多个恒流驱动子单元中的运算放大器的正相输入端加入的参考电压的值按照与所述整流单元输出端之间距离的增大而依次增大。在本发明所述的基于AC电源的分段式LED驱动电路中,所述照明单元导通时的电流恒定保持在当前处在开启状态的恒流驱动子单元中的运算放大器的正相输入端加入的参考电压的值除以所述采样电阻的值。当所述照明子单元两端的电压达到其开启电压阈值时,所述照明子单元导通。在本发明所述的基于AC电源的分段式LED驱动电路中,所述整流单元为桥式整流电路或全波整流电路。实施本发明的基于AC电源的分段式LED驱动电路,具有以下有益效果:由于该分段式LED驱动电路包括整流单元、照明单元以及恒流驱动单元,与传统的LED驱动电路相比,无需大电感、大电容以及控制单元,有效减小了体积,同时降低了电路的成本;由于恒流驱动单元用于在照明单元导通时保持其电流恒定,使照明单元保证照明单元的发光均匀稳定,提闻了电路的稳定性。


图1是背景技术中常规的交流电源LED驱动电路的电路图;图2是本发明基于AC电源的分段式LED驱动电路一个实施例中的电路结构示意图;图3是所述实施例中基于AC电源的分段式LED驱动电路的电路原理图;图4是所述实施例中AC电源经整流后的电压仿真波形;图5是所述实施例中基于AC电源的分段式LED驱动电路的仿真图。
具体实施例方式为了便于本领域的普通技术人员能够理解并实施本发明,下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明。在本发明基于AC电源的分段式LED驱动电路实施例中,该基于AC电源的分段式LED驱动电路的电路图如图2所示。图2中,该基于AC电源的分段式LED驱动电路包括整流单元210、照明单元220和恒流驱动单元230 ;其中,整流单元210用于对AC电源进行整流,使其由交流转变成直流,整流单元210为桥式整流电路或全波整流电路;照明单元220与整流单元210输出端连接并用于照明;恒流驱动单元230与照明单元220连接、并在照明单元220导通时保持其(照明单元220)电流恒定。本实施例中,照明单元220包括多个依次连接的照明子单元(请参见图3,稍后会有描述),每一个照明子单元包括输入端和输出端,恒流驱动单元230包括多个恒流驱动子单元,每一个恒流驱动子单元包括参考电压输入端、接地端和控制端;每一个恒流驱动子单元的参考电压输入端分别加入不同的参考电压,每一个恒流驱动子单元的接地端连接在一起,每一个恒流驱动子单元的控制端分别与其位置对应的照明子单元的输出端连接。每一个照明子单元包括多个串联的LED,上述多个照明子单元中第一个照明子单元的输入端与整流单元210的输出端连接,第一个照明子单元的输出端与上述多个恒流驱动子单元中第一个恒流驱动子单元的输出端连接。值得一提的是,每一个照明子单元中(具体是多个串联的LED中)第一个LED的阳极为照明子单元的输入端,最后一个LED的阴极为照明子单元的输出端。图3是本实施例中基于AC电源的分段式LED驱动电路的电路原理图;图3中,该基于AC电源的分段式LED驱动电路还包括采样电阻R,上述每一个恒流驱动子单元的接地端连接在一起后通过采样电阻R接地GND。整流单元210对AC电源进行整流,为整流单元210输出点到地GND之间的电路提供电压驱动。值得一提的是,上述多个照明子单元与多个恒流驱动子单元的数目相等。本实施例中,多个照明子单元与多个恒流驱动子单元的数目都取值为4,也就是,照明单元220包括4个依次连接的照明子单元,为了描述方便,将这4个照明子单元分别命名 为第一照明子单元221、第二照明子单元222、第三照明子单元223和第四照明子单元224 ;恒流驱动单元230包括4个恒流驱动子单元,为了描述方便,将这4个恒流驱动子单元分别命名为第一恒流驱动子单元231、第二恒流驱动子单元232、第三恒流驱动子单元233和第四恒流驱动子单元234。当然,在本实施例的另外一些情况下,多个照明子单元与多个恒流驱动子单元的数目也可以取其他正整数N,N为不小于2的整数,i=2, 3,5,…,No在本实施例的另外一些情况下,当照明子单元的数目和恒流驱动子单元的数目都为N (N为大于I的整数)时,第一个照明子单元的前端(输入端)同整流单元相连,后端(输出端)同恒流驱动单元的第一恒流驱动子单元的输出端和第二照明子单元的前端连接,第i个照明子单元的前端同第i_l个照明子单元的后端以及恒流驱动单元中第i_l个恒流驱动子单元的输出端连接;恒流驱动单元包括N个恒流驱动子单元,所有的恒流驱动子单元使用的是不同的参考电压VREFi
(i=l,2,3......N), 多个恒流驱动子单元中的运算放大器的正相
输入端加入的参考电压的值按照与整流单元输出端之间距离的增大而依次增大,也即满足VREFj<VREFi+1 (i=1;2,3......n)°本实施例中,每一个恒流驱动子单元包括运算放大器和MOS管;每一个运算放大器的同相输入端加入参考电压,反向输入端通过采样电阻R接地GND,反相输入端还与MOS管的源极连接,MOS管的栅极与运算放大器的输出端连接,漏极与对应位置的照明子单元(负载)的输出端连接。值得一提的是,每一个恒流驱动子单元中的MOS管的源极全部连接在一起(相当于所有恒流驱动子单元中的运算放大器的反相输入端均直接相连),并与采样电阻R—端连接。具体来讲,第一恒流驱动子单元231包括第一运算放大器231a和第一 MOS管Ml ;第二恒流驱动子单元232包括第二运算放大器232a和第二 MOS管M2 ;第三恒流驱动子单元233包括第三运算放大器233a和第三MOS管M3 ;第四恒流驱动子单元234包括第四运算放大器234a和第四MOS管M4。第一运算放大器231a、第二运算放大器232a、第三运算放大器233a和第四运算放大器234a的同相输入端分别加入第一参考电压VREFpVREF2、VREF3和VREF4 ;并且,上述多个恒流驱动子单元中运算放大器的正相输入端加入的参考电压的值按照与整流单元输出端之间距离的增大而依次增大,也就是Vref1Jref2Jref3和Vref4之间的关系是 vref1<vref2<vref3<vref40本实施例中,当照明子单元两端的电压达到其开启电压阈值时,照明子单元导通。具体来讲,当第一照明子单元221、第二照明子单元222、第三照明子单元223和第四照明子单元224两端的电压压降分别达到其对应的开启电压阈值时,则对应的照明子单元导通。照明单元220导通时的电流恒定保持在当前处在开启状态的恒流驱动子单元中的运算放大器的正相输入端加入的参考电压的值除以采样电阻R的值。具体来讲,每一个恒流驱动子单元的电路结构和工作原理相同,以第一恒流驱动子单元231为例,第一 MOS管Ml的漏极与第一照明子单元221的输出端连接,源极分别与第一运算放大器231a的反相输入端和采样电阻R的一端连接。第一恒流驱动子单元231中的第一运算放大器231a的同相输入端连接参考电压VREFp当第一 MOS管Ml的漏极电压足够时,第一恒流驱动子单元231工作在恒流状态,此时第一恒流驱动子单元231的输出电流大小为:
权利要求
1.一种基于AC电源的分段式LED驱动电路,其特征在于,包括用于对所述AC电源进行整流的整流单元,与所述整流单元输出端连接、用于照明的照明单元以及与所述照明单元连接、并在所述照明单元导通时保持其电流恒定的恒流驱动单元;所述照明单元包括多个依次连接的照明子单元,所述每一个照明子单元包括输入端和输出端,所述恒流驱动单元包括多个恒流驱动子单元,所述每一个恒流驱动子单元包括参考电压输入端、接地端和控制端;所述每一个恒流驱动子单元的参考电压输入端分别加入不同的参考电压,所述每一个恒流驱动子单元的接地端连接在一起,所述每一个恒流驱动子单元的控制端分别与其位置对应的所述照明子单元的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的基于AC电源的分段式LED驱动电路,其特征在于,还包括采样电阻,所述每一个恒流驱动子单元的接地端连接在一起后通过所述采样电阻接地。
3.根据权利要求2所述的基于AC电源的分段式LED驱动电路,其特征在于,所述多个照明子单元与所述多个恒流驱动子单元的数目相等。
4.根据权利要求3所述的基于AC电源的分段式LED驱动电路,其特征在于,所述每一个照明子单元包括多个串联的LED,所述每一个照明子单元中第一个LED的阳极为所述照明子单元的输入端,最后一个LED的阴极为所述照明子单元的输出端。
5.根据权利要求4所述的基于AC电源的分段式LED驱动电路,其特征在于,所述恒流驱动子单元包括运算放大器和MOS管;所述运算放大器的正相输入端加入参考电压,反向输入端通过所述采样电阻接地,所述反相输入端还与所述MOS管的源极连接,所述MOS管的栅极与所述运算放大器的输出端连接,漏极与对应位置的照明子单元的输出端连接。
6.根据权利要求5所述的基于AC电源的分段式LED驱动电路,其特征在于,所述多个恒流驱动子单元中的运算放大器的正相输入端加入的参考电压的值按照与所述整流单元输出端之间距离的增大而依次增大。
7.根据权利要求6所述的基于AC电源的分段式LED驱动电路,其特征在于,所述照明单元导通时的电流恒定保持在当前处在开启状态的恒流驱动子单元中的运算放大器的正相输入端加入的参考电压的值除以所述采样电阻的值。
8.根据权利要求7所述的基于AC电源的分段式LED驱动电路,其特征在于,当所述照明子单元两端的电压达到其开启电压阈值时,所述照明子单元导通。
9.根据权利要求8所述的基于AC电源的分段式LED驱动电路,其特征在于,所述整流单元为桥式整流电路或全波整流电路。
全文摘要
本发明涉及一种基于AC电源的分段式LED驱动电路,包括用于对AC电源进行整流的整流单元,与整流单元输出端连接、用于照明的照明单元以及与照明单元连接、并在照明单元导通时保持其电流恒定的恒流驱动单元;照明单元包括多个依次连接的照明子单元,每一个照明子单元包括输入端和输出端,恒流驱动单元包括多个恒流驱动子单元,每一个恒流驱动子单元包括参考电压输入端、接地端和控制端;每一个恒流驱动子单元的参考电压输入端分别加入不同的参考电压,接地端连接在一起,控制端分别与其位置对应的照明子单元的输出端连接。实施本发明的基于AC电源的分段式LED驱动电路,具有以下有益效果体积小、成本低。
文档编号H05B37/00GK103152894SQ201310080348
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月13日 优先权日2013年3月13日
发明者张弛, 王勤, 余佳 申请人:深圳贝特莱电子科技有限公司
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