专利名称：分段式led驱动装置及其驱动方法和led照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及LED照明技术，特别涉及一种分段式LED驱动装置及其驱动方法和LED照明装置。
背景技术：
传统的LED驱动电路中，市电经过整流桥变成直流电后，一般还需要经过电感及电解电容器件进行处理来驱动LED，但电解电容的寿命较短，严重制约了 LED驱动电路的整体寿命，而且转换效率一般在80%左右，其转换效率低，这样严重影响了 LED的照明效果。为了避免在驱动电路中使用电感和电容，设计人员对LED驱动电路进行了 一些改进，如图1所示，其为公开号为CN 102196627的专利的电路图，在该专利中，MOS管88、87、86，用于短路或开路LED短串62、LED短串61、LED短串60。以MOS管87为例，当MOS管87短路LED短串61时，L3和L4之间的电压接近为零；当MOS管87开路LED短串61时，L3和L4之间的电压为16NX3.0V(3.0V为单个LED处于亮态时的两端的电压)。假设市电输入电压为220V，当所有LED点亮时LED上的压降应当接近于整流桥输出的最高电压220X 1.414=311V，可见LED的总数量应当为100左右，所以N至少为2。所以当MOS管87开路LED短串61时，L3和L4之间的电压为16NX3.0V>16X2X3.0V=96V。若所有的LED均处于亮态时，L3地的电压15X3.0V = 45.0V0从上面的分析可以得知，MOS管87的Source (接在L3上)对地最低耐受电压45V，MOS管87的Drain (接在L4上)对地最低耐受电压45+96=141V，而标准MOS管87的Drain和Source端的最低耐受电压为96V。同时MOS管87的gate (接在NG4上)驱动电路也非常复杂。在现有的半导体工艺中，这种MOS不可能集成。因此上述驱动电路的电路结构特别复杂，对器件的耐压要求较高，难于在一个芯片内集成，不满足电子产品日益微型化要求。如图2所示，其为公开号为US 2011/0084619A1的专利的电路图，根据其权利要求2的描述可得知，专利2通过AC同步电路，在不同的时刻选通不同的LED灯串，并根据时间调节LED灯串中的电流。在驱动LED时，在一定的时间点使12B关断、12C打开，12C打开时LED的数量增加，同时LED中的电流增大。然而，在12B关断的瞬间，12B中的122的Drain端电压将会非常高，约为IlA及IlB灯的总数量乘以3.0V，通常LED中的电流为30mA或者更高。假设Ila和Ilb中的灯数量为30个，那么芯片上的功耗为30X3.0VX30mA=2700mff,对于常用的7W LED照明系统而言，其效率将会小于80%。同时芯片上的功耗为2.7W，也会给芯片的封装提出更高的要求。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种分段式LED驱动装置及其驱动方法和LED照明装置，以解决现有技术电路结构复杂，转换效率低的问题。为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案:
一种分段式LED驱动装置，其与整流桥、LED灯串和LED灯组连接，用于点亮或熄灭LED灯串和LED灯组中的LED，其包括:LED灯串开关组，用于点亮或熄灭LED灯串中的LED ；LED灯组开关组，用于点亮或熄灭LED灯组中的LED ；电流检测及纠错单元，用于检测LED的电流变化；控制逻辑单元，用于根据电流检测及纠错单元的检测结果控制LED灯串开关组和LED灯组开关组开启与关闭；
所述整流桥的正输出端连接LED灯串的正极，整流桥的负输出端接地；所述LED灯串的负极连接LED灯串开关组的第一端；LED灯串开关组的第二端连接控制逻辑单元，LED灯串开关组的第三端连接LED灯组开关组的第一端和LED灯组的正极；所述LED灯组开关组的第二端连接控制逻辑单元，LED灯组开关组的第三端连接LED灯组的负极和电流检测及纠错单元的第一端；所述电流检测及纠错单元的第二端连接控制逻辑单元，电流检测及纠错单元的第三端接地。一种上述分段式LED驱动装置的驱动方法，包括:
控制逻辑单元根据电流检测及纠错模块的输出的欠流及过流信号，通过控制第一 LED灯串开关、第一 LED灯组开关的启闭状态，调节处于点亮状态的LED的数量，使得LED电流处于欠流值与过流值之间；其中:
当整流桥输出电压最高时，控制逻辑单元控制第一 LED灯串开关开启，第一 LED灯组开关关断，使第一 LED灯串和第一 LED灯组处于点亮状态；当整流桥输出电压降低时，LED电流降低小于欠流值，控制逻辑单元控制控制第一 LED灯组开关开启，熄灭第一 LED灯组中的LED，使LED电流增加大于电流下限值；
当整流桥输出电压最低时，控制逻辑单元控制第一 LED灯串开关和第一 LED灯组开关均开启，使第一 LED灯组处于点亮状态；当整流桥输出电压升高时，LED电流升高大于过流值，控制第一 LED灯组开关关断，点亮第一 LED灯组中的LED，使LED电流减少小于电流上限值；
在系统初始上电后，控制第一 LED灯串开关开启和第一 LED灯组开关关断，使第一 LED灯串和第一 LED灯组接入整流桥和地之间；之后，按照整流桥输出电压降低时的控制方式，控制第一 LED灯组开关和第一 LED灯组开关的启闭状态，使LED电流在欠流值与过流值之间；之后，依照当前整流桥的输出电压处于上升或下降阶段，采用LED电流在上升或下降阶段的控制方式，控制第一 LED灯组开关和第一 LED灯组开关的启闭状态，来调节点亮状态的LED的数量。一种上述分段式LED驱动装置的驱动方法，包括:
控制逻辑单元根据电流检测及纠错模块的输出的欠流及过流信号，通过控制第二 LED灯串开关、第三LED灯串开关、第四LED灯串开关、第五LED灯串开关、第二 LED灯组开关、第三LED灯组开关的启闭状态，调节处于点亮状态的LED的数量，使得LED电流处于欠流值与过流值之间，其中:
当整流桥输出电压最高时，控制逻辑单元控制控制第五LED灯串开关开启、第二 LED灯组开关和第三LED灯组开关关断，点亮第二 LED灯串、第三LED灯串、第四LED灯串、第五LED灯串、第二 LED灯组和第三LED灯组，所述整流桥的输出电压从最高降低，LED电流降低小于欠流值时，控制第三LED灯组开关开启，熄灭第三LED灯组，使LED电流增加大于欠流值；随着整流桥输出电压降低，LED电流继续降低小于欠流值时，控制第二 LED灯组开关开启，熄灭第二 LED灯组，使LED电流增加大于欠流值；随着整流桥输出电压继续降低，LED电流继续降低小于欠流值时，控制第五LED灯串开关、第二 LED灯组开关和第三LED灯组开关关断，同时控制第四LED灯串开关开启，熄灭第五LED灯串、并点亮第二 LED灯组和第三LED灯组；随着整流桥输出电压继续降低，LED电流降低小于欠流值时，控制第三LED灯组开关开启，熄灭第三LED灯组，使LED电流增加大于欠流值；随着整流桥输出电压继续降低，LED电流继续降低小于欠流值时，控制第二 LED灯组开关开启，继续熄灭第二 LED灯组，使LED电流增加大于欠流值；随着整流桥输出电压降低，LED电流继续降低小于欠流值时，控制第
四LED灯串开关、第二 LED灯组开关和第三LED灯组开关关断，同时控制第三LED灯串开关开启，熄灭第四LED灯串、并点亮第二 LED灯组和第三LED灯组，然后LED电流增加大于欠流值；以此类推，直到整流桥输出电压降至最低时，控制第二 LED灯串开关、第二 LED灯组开关和第三LED灯组开关开启，同时控制第三LED灯串开关、第四LED灯串开关、第五LED灯串开关关断，使第二 LED灯串为点亮状态，第三LED灯串、第四LED灯串、第五LED灯串、第
二LED灯组和第三LED灯组为熄灭状态；
当整流桥输出电压最低时，控制逻辑单元控制控制第五LED灯串开关、第二 LED灯组开关和第三LED灯组开关均开启，仅点亮第二 LED灯组；随着整流桥输出电压升高，LED电流升高超过过流值，控制第三LED灯组开关关断点亮第三LED灯组，使LED电流减少小于过流值；随着整流桥输出电压升高，LED电流升高超过过流值，控制第三LED灯串开关、第二 LED灯组开关和第三LED灯组开关开启，同时控制第二 LED灯串开关关断，点亮第三LED灯串、并熄灭第二 LED灯组和第三LED灯组，使LED电流减少小于过流值；随着整流桥输出电压升高，LED电流升高超过过流值，控制第二 LED灯组开关关断，点亮第二 LED灯组，使LED电流减少小于过流值；随着整流桥输出电压升高，LED电流升高超过过流值，控制第三LED灯组开关关断，点亮第三LED灯组，使LED电流减少小于过流值；随着整流桥输出电压升高，LED电流升高超过过流值，控制第四LED灯串开关、第二 LED灯组开关和第三LED灯组开关开启，同时控制第三LED灯串开关关断，点亮第四LED灯串、并熄灭第二 LED灯组和第三LED灯组，使LED电流减少小于过流值，以此类推，直到整流桥电压升到最高时，控制第五LED灯串开关开启，控制第二 LED灯串开关、第三LED灯串开关、第四LED灯串开关、第二 LED灯组开关和第三LED灯组开关关断，点亮第二 LED灯串、第三LED灯串、第四LED灯串、第五LED灯串、第二 LED灯组和第三LED灯组；
在系统初始上电后，控制第五LED灯串开关开启，同时控制第二 LED灯串开关、第三LED灯串开关、第四LED灯串开关、第二 LED灯组开关和第三LED灯组开关关断，使第二 LED灯串、第三LED灯串、第四LED灯串、第五LED灯串、第二 LED灯组和第三LED灯组接入整流桥和地之间；之后，根据电流检测及纠错电路输出的欠流及过流信号，按照整流桥输出电压下降阶段的方式，控制第二、第三、第四、第五LED灯串开关及第二、第三LED灯组开关的启闭状态，使LED驱动装置在初始上电的电压下，LED电流在欠流值与过流值之间；之后，依照当前整流桥的输出电压处于上升或下降阶段，采用上升或下降阶段的控制方式，控制第二、第
三、第四、第五LED灯串开关及第二、第三LED灯组开关的启闭状态，来调节点亮状态的LED的数量。一种上述分段式LED驱动装置的驱动方法，包括:
控制逻辑单元根据电流检测及纠错模块的输出的欠流及过流信号，通过控制第六LED灯串开关、第七LED灯串开关、第八LED灯串开关、第九LED灯串开关、第四LED灯组开关、第五LED灯组开关，调节处于点亮状态的LED的数量，使得LED电流处于欠流值与过流值之间，其中:
当整流桥输出电压最高时，控制逻辑单元控制第八LED灯串开关、第九LED灯串开关开启，控制第六LED灯串开关、第七LED灯串开关、第四LED灯组开关和第五LED灯组开关关断，点亮第六LED灯串、第七LED灯串、第四LED灯组和第五LED灯组；当整流桥输出电压降低时，LED电流降低小于欠流值，控制第五LED灯组开关开启，熄灭第五LED灯组熄灭，使LED电流增加大于欠流值；当整流桥输出电压降低时，LED电流降低小于欠流值，控制第四LED灯组开关开启，熄灭第四LED灯组，LED电流增加大于欠流值；随着整流桥输出电压降低，LED电流降低小于欠流值，控制第六LED灯串开关和第七LED灯串开关开启，同时控制第八LED灯串开关、第九LED灯串开关、第四LED灯组开关和第五LED灯组开关关断，熄灭第七LED灯串，点亮第四LED灯组和第五LED灯组，使LED电流增加大于欠流值；随着LED电流继续降低，控制第五LED灯组开关开启，熄灭第五LED灯组；随着整流桥输出电压降低，LED电流降低小于欠流值，控制第四LED灯组开关开启，继续熄灭第四LED灯组，LED电流增加大于欠流值；
当整流桥输出电压最低时，控制逻辑单元控制第八LED灯串开关、第九LED灯串开关关断，第六LED灯串开关、第七LED灯串开关、第四LED灯组开关、第五LED灯组开关开启，点亮第七LED灯串；随着整流桥输出电压升高，LED电流升高升高大于过流值，控制第四LED灯组开关关断，点亮第四LED灯组；随着LED电流继续升高，控制第五LED灯组开关关断，继续点亮第五LED灯组，使LED电流减少小于过流值；随着整流桥输出电压升高，LED电流升高大于过流值，控制第八LED灯串开关、第九LED灯串开关、第四LED灯组开关和第五LED灯组开关开启，同时控制第六LED灯串开关、第七LED灯串开关关断，点亮第七LED灯串，同时熄灭第四LED灯组和第五LED灯组，使LED电流减少小于过流值；随着整流桥输出电压升高，LED电流升高大于过流值，控制第四LED灯串开关关断，点亮第四LED灯组，使LED电流减少小于过流值；随着整流桥输出电压升高，LED电流升高大于过流值，控制第五LED灯串开关关断，继续点亮第五LED灯组，LED电流减少小于过流值；
在系统初始上电后，控制第八LED灯串开关、第九LED灯串开关开启，第六LED灯串开关、第七LED灯串开关、第四LED灯组开关和第五LED灯组开关关断，使第六LED灯串、第七LED灯串、第四LED灯组和第五LED灯组，接入整流桥和地之间；之后，根据电流检测及纠错电路输出的欠流及过流信号，按照整流桥输出电压下降阶段的控制方式，控制第六、第七、第八、第九LED灯串开关及第四、第五LED灯组开关的启闭状态，使得在初始上电的电压下，LED电流在欠流值与过流值之间；之后，依照当前整流桥的输出电压处于上升或下降阶段，采用上升或下降阶段的控制方式，控制第二、第三、第四、第五LED灯串开关及第二、第
三LED灯组开关的启闭状态，来调节点亮状态的LED的数量。一种LED照明装置，其包括:用于对输入信号进行整流的整流桥、LED灯串、LED灯组和上述的分段式LED驱动装置；所述整流桥通过分段式LED驱动装置连接LED灯串和LED灯组。相较于现有技术，本发明提供的分段式LED驱动装置及其驱动方法和LED照明装置，在市电经过整流后，直接由LED驱动装置驱动LED，不需要使用电感和电解电容，节省了材料成本，提高了系统的稳定性；同时由LED驱动装置根据整流桥大小实时调节LED灯串和LED灯组中的LED的亮灭状态，大大提高了 LED驱动装置的效率。
图1为公开号为CN 102196627的专利的电路图。图2为公开号为US 2011/0084619A1的专利的电路图。图3为本发明分段式LED驱动装置的电路结构框图。图4为本发明第一较佳实施例提供的分段式LED驱动装置的电路结构框图。图5为本发明第一较佳实施例提供的分段式LED驱动装置的电路原理图。图6为本发明第二较佳实施例提供的分段式LED驱动装置的电路结构框图。图7为本发明第三较佳实施例提供的分段式LED驱动装置的电路结构框图。
具体实施例方式本发明提供一种分段式LED驱动装置及其驱动方法和LED照明装置，根据LED电流的变化实时控制LED的点亮与熄灭数量，从而来提高驱动装置的效率。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明提供的分段式LED驱动装置连接整流桥、LED灯串和LED灯组，用于根据整流桥输出电压幅度，点亮或熄灭LED灯串和LED灯组中的LED，从而来提高LED驱动装置的效率。请参阅图3，其为本发明分段式LED驱动装置的电路结构框图。如图3所示，分段式LED驱动装置可以设计为一种LED驱动芯片以降低照明电路的复杂度，如图3中粗虚线框框出的部分表示分段式LED驱动装置，其包括:LED灯串开关组400、LED灯组开关组500、电流检测及纠错单元600和控制逻辑单元700。在LED灯串200和LED灯组300中，由多颗LED芯片串联构成，LED灯串200和LED灯组300串联构成LED负载，这个LED负载接在整流桥100正输出端和地之间。本实施例中，所述整流桥100的正输出端连接LED灯串200的正极，整流桥100的负输出端接地，用于对输入的交流电进行整流；所述LED灯串200的负极连接LED灯串开关组400的第一端Al ;LED灯串开关组400的第二端A2连接控制逻辑单元700，LED灯串开关组400的第三端A3连接LED灯组开关组500的第一端BI和LED灯组300的正极，用于接受控制逻辑单元700的控制，点亮或熄灭LED灯串200中的LED ;所述LED灯组开关组500的第二端B2连接控制逻辑单元700，LED灯组开关组500的第三端B3连接LED灯组300的负极和电流检测及纠错单元600的第一端Cl，用于接受控制逻辑单元700的控制，点亮或熄灭LED灯组300中的LED。所述电流检测及纠错单元600的第二端C2连接控制逻辑单元700，电流检测及纠错单元600的第三端C3接地，该电流检测及纠错单元600接在LED灯组300的末端，检测LED的电流变化，判断欠流和过流状态，在欠流信号或过流信号有效时，输出一个信号给控制逻辑单元700，通过控制逻辑单元700根据电流检测及纠错单元600的检测结果，及整流桥输出电压的高低来控制LED灯串开关组400和LED灯组开关组500开启与关闭。当控制逻辑单元700控制LED灯串开关组400开启，点亮接在LED灯串开关组第一端Al和整流桥100的正输出端之间的LED灯串200 ;当控制逻辑单元700控制LED灯组开关组500开启时，熄灭与其并联的LED灯组300 ;当LED灯组开关组500关断时，点亮与其并联的LED灯组300。本发明根据电流检测及纠错单元600来检测LED灯串200或者LED灯组300电流中的LED电流的变化(即LED电流的变化)，根据电流的变化实时控制LED灯串开关组400和LED灯组开关组500的开启与关闭状态，相应控制LED灯串200或者LED灯组300的LED的点亮数量，来提高驱动效率。根据上述的分段式LED驱动装置，本发明对应提供三个较佳实施例对本发明的技术方案进行详细说明，请参阅图4，为本发明第一较佳实施例提供的分段式LED驱动装置的电路结构框图。如图4所示，所述的分段式LED驱动装置还包括用于供电的供电单元800 ;其中:所述LED灯串200、LED灯组300、LED灯串开关组400和LED灯组开关组500各为一个，在本实施例中，分别为:第一 LED灯串201、第一 LED灯组301、第一 LED灯串开关401和第一LED灯组开关501。其中，第一 LED灯组301中的LED数量小于第一 LED灯串201中的LED的数量，更优的配置是第一 LED灯组301中LED的数量为第一 LED灯串201中LED数量的1/2。所述供电单元800的一端连接整流桥100的正输出端和第一 LED灯串201的正极，供电单元800的另一端连接第一 LED灯串开关401的第四端A14，用于给第一 LED灯串开关401提供电源电压；所述第一 LED灯串201的负极连接第一 LED灯串开关401的第一端All ;第一 LED灯串开关401的第二端A12连接控制逻辑单元700的Gl端，用于接受控制逻辑单元700输出的控制信号控制第一 LED灯串201点亮与熄灭；所述第一 LED灯串开关401的第三端A13连接第一 LED灯组开关501的第一端Bll和第一 LED灯组301的正极；所述第一 LED灯组开关501的第二端B12连接控制逻辑单元700的PGl端，第一 LED灯组开关501的第三端B13连接第一 LED灯组301的负极，用于接受控制逻辑单元700输出的控制信号控制第一 LED灯组301点亮与熄灭，第一 LED灯组开关501的第三端还连接电流检测及纠错单元600的第一端Cl，即该电流检测及纠错单元600接在第一 LED灯组301的末端(负极)和第一 LED灯组开关501的第三端B13，在第一 LED灯组301点亮时，其用于检测第一 LED灯组301中的LED电流，在第一 LED灯组301熄灭时，其用于检测第一 LED灯串201中的LED电流。所述控制逻辑单元700用于根据整流桥100输出电压的高低，控制第一 LED灯串201和第一 LED灯组301的亮灭状态，使得处于亮态LED的电压值之和，与整流桥100输出电压几乎一致，从而提高的电源效率。其控制方法具体为:控制逻辑单元700根据电流检测及纠错模块的输出的欠流及过流信号，通过控制第一 LED灯串开关401、第一 LED灯组开关501的启闭状态，调节处于点亮状态的LED的数量，使得LED电流处于欠流值与过流值之间，这样处于点亮状态LED的VF值之和与整流桥的输出电压接近。 当整流桥输出电压最高时，控制逻辑单元700控制第一 LED灯串开关401开启，第
一LED灯组开关501关断，使第一 LED灯串201和第一 LED灯组301处于点亮状态；当整流桥输出电压降低时，LED电流降低小于欠流值，控制逻辑单元700控制控制第一 LED灯组开关501开启，熄灭第一 LED灯组301中的LED，使LED电流增加大于电流下限值。
当整流桥输出电压最低时，控制逻辑单元700控制第一 LED灯串开关401和第一LED灯组开关501均开启，使第一 LED灯组301处于点亮状态；当整流桥输出电压升高时，LED电流升高大于过流值，控制第一 LED灯组开关501关断，点亮第一 LED灯组301中的LED,使LED电流减少小于电流上限值。在系统初始上电后，控制第一 LED灯串开关401开启和第一 LED灯组开关501关断，使第一 LED灯串201和第一 LED灯组301接入整流桥和地之间；之后，按照整流桥输出电压降低时的控制方式，控制第一 LED灯组开关501和第一 LED灯组开关501的启闭状态，使LED电流在欠流值与过流值之间；之后，依照当前整流桥的输出电压处于上升或下降阶段，采用LED电流在上升或下降阶段的控制方式，控制第一 LED灯组开关501和第一 LED灯组开关501的启闭状态，来调节点亮状态的LED的数量。根据上述分析可知，在发生欠流时，第一 LED灯串201和第一 LED灯组301的亮灭状态转换的真值表如表I所示，其中Ql_n_l和Ql_n代表第一 LED灯串201的当前状态和下一状态，Qfl_n-1和Qfl_n代表第一 LED灯组301的当前状态和下一状态。
权利要求
1.一种分段式LED驱动装置，其与整流桥、LED灯串和LED灯组连接，用于点亮或熄灭LED灯串和LED灯组中的LED，其特征在于，包括: LED灯串开关组，用于点亮或熄灭LED灯串中的LED ； LED灯组开关组，用于点亮或熄灭LED灯组中的LED ； 电流检测及纠错单元，用于检测LED的电流变化； 控制逻辑单元，用于根据电流检测及纠错单元的检测结果控制LED灯串开关组和LED灯组开关组开启与关闭； 所述整流桥的正输出端连接LED灯串的正极，整流桥的负输出端接地；所述LED灯串的负极连接LED灯串开关组的第一端；LED灯串开关组的第二端连接控制逻辑单元，LED灯串开关组的第三端连接LED灯组开关组的第一端和LED灯组的正极；所述LED灯组开关组的第二端连接控制逻辑单元，LED灯组开关组的第三端连接LED灯组的负极和电流检测及纠错单元的第一端；所述电流检测及纠错单元的第二端连接控制逻辑单元，电流检测及纠错单元的第三端接地。
2.根据权利要求1所述的分段式LED驱动装置，其特征在于，还包括用于供电的供电单元；其中: 所述LED灯串包括第一 LED灯串； 所述LED灯组包括第一 LED灯组； 所述第一 LED灯组中LED的数量小于第一 LED灯串中LED的数量； 所述LED灯串开关组包括第一 LED灯串开关； 所述LED灯组开关组包括第一 LED灯组开关； 所述供电单元的一端连接整流桥的正输出端和第一 LED灯串的正极，供电单元的另一端连接第一 LED灯串开关的第四端；所述第一 LED灯串的负极连接第一 LED灯串开关的第一端；第一 LED灯串开关的第二端连接控制逻辑单元，第一 LED灯串开关的第三端连接第一LED灯组开关的第一端和第一 LED灯组的正极；所述第一 LED灯组开关的第二端连接控制逻辑单元，第一 LED灯组开关的第三端连接第一 LED灯组的负极和电流检测及纠错单元的笛一雜兎顧。
3.根据权利要求2所述的分段式LED驱动装置，其特征在于，所述第一LED灯串开关包括:第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管、第八MOS管和二极管； 所述第一 MOS管的漏极连接第一 LED灯串的负极，第一 MOS管的源极和第八MOS管的源极连接第一 LED灯组开关的第一端，第一 MOS管的栅极连接第六MOS管的漏极和第八MOS管的漏极，第六MOS管的源极和第五MOS管的源极连接供电单元，第五MOS管的漏极连接第六MOS管的栅极和第四MOS管的栅极；第五MOS管的栅极和第八MOS管的栅极连接控制逻辑单元的Gl端；第四MOS管的源极连接供电单元；第四MOS管的漏极连接第三MOS管的漏极，第三MOS管的栅极连接控制逻辑单元的Gl端，第三MOS管的源极连接第二 MOS管的漏极，第二 MOS管的源极接地，第二 MOS管的栅极连接偏置电压源；所述二极管的正极连接所述第一 MOS管的源极和第八MOS管的源极，二极管的负极连接第一MOS管的栅极和第八MOS管的漏极。
4.根据权利要求3所述的分段式LED驱动装置，其特征在于，所述第一LED灯组开关包括第九MOS管、第十MOS管、第i^一 MOS管和电阻； 所述第九MOS管的源极连接第一 MOS管的源极和第一 LED灯组的正极，第九MOS管的漏极连接电流检测及纠错单元的第一端和第一 LED灯组的负极，第九MOS管的栅极连接第十MOS管的漏极、还通过所述电阻连接第一 MOS管的源极和第九MOS管的源极；所述第十MOS管的栅极连接控制逻辑单元的PGl端，第十MOS管的源极连接第十一 MOS管的漏极；第十一 MOS管的源极接地，第十一 MOS管的栅极连接直流偏置电压源。
5.根据权利要求4所述的分段式LED驱动装置，其特征在于，所述电流检测及纠错单元包括:第一比较器、第二比较器、第三比较器、第四比较器、与门、或非门和变阻器； 所述第一比较器的同相输入端、第二比较器的同相输入端、第三比较器的同相输入端和第四比较器的同相输入端连接第一 LED灯组的负极和变阻器的一端，第一比较器的反相输入端、第二比较器的反相输入端、第三比较器的反相输入端和第四比较器的反相输入端连接不同的直流偏置电压；变阻器的另一端接地，所述变阻器的电阻抽头连接控制逻辑单元的SEL端；所述第一比较器的输出端连接与门的第一输入端，第二比较器的输出端连接与门的第二输入端，与门的输出端连接控制逻辑单元的0V_H端；所述第三比较器的输出端连接或非门的第一输入端，第四比较器的输出端连接或非门的第二输入端，或非门的输出端连接控制逻辑单元的0V_L端。
6.根据权利要求1所述的分段式LED驱动装置，其特征在于， 所述LED灯串包括第二 LED灯串、第三LED灯串、第四LED灯串和第五LED灯串； 所述LED灯组包括第二 LED灯组和第三LED灯组； 第二、第三、第四、第五LED灯串中的LED数量相同，第二、第三LED灯组中的LED数量相同，且LED灯组中LED的数量小于LED灯串中LED的数量； 所述LED灯串开关组包括第二 LED灯串开关、第三LED灯串开关、第四LED灯串开关和第五LED灯串开关； 所述LED灯组开关组包括第二 LED灯组开关和第三LED灯组开关； 所述第二 LED灯串的正极连接整流桥的正输出端，第二 LED灯串的负极连接第二 LED灯串开关的第一端和第三LED灯串的正极，所述第二 LED灯串开关的第二端连接控制逻辑单元； 所述第三LED灯串的负极连接第三LED灯串开关的第一端和第四LED灯串的正极，第三LED灯串开关的第二端连接控制逻辑单元； 所述第四LED灯串的负极连接第四LED灯串开关的第一端和第五LED灯串的正极，第四LED灯串开关的第二端连接控制逻辑单元； 第五LED灯串的负极连接第五LED灯串开关的第一端，第五LED灯串开关的第二端连接控制逻辑单兀； 第二 LED灯串开关的第三端、第三LED灯串开关的第三端、第四LED灯串开关的第三端、第五LED灯串开关的第三端连接第二 LED灯组开关的第一端和第二 LED灯组的正极；所述第二 LED灯组的负极连接第三LED灯组的正极、第二 LED灯组开关的第三端和第三LED灯组开关的第一端，第二 LED灯组开关的第二端连接控制逻辑单元； 所述第三LED灯组的负极连接电流检测及纠错单元和第三LED灯组开关的第三端，第三LED灯组开关的第二端连接控制逻辑单元。
7.根据权利要求1所述的分段式LED驱动装置，其特征在于， 所述LED灯串包括第六LED灯串和第七LED灯串； 所述LED灯组包括第四LED灯组和第五LED灯组； 所述第六、第七LED灯串中的LED数量相同，第四、第五LED灯组的LED数量相同，且LED灯组中LED的数量小于LED灯串中LED的数量； 所述LED灯串开关组包括第六LED灯串开关、第七LED灯串开关、第八LED灯串开关和第九LED灯串开关； 所述LED灯组开关组包括第四LED灯组开关和第五LED灯组开关； 所述第六LED灯串的正极连接整流桥的正输出端，第六LED灯串的负极连接第六LED灯串开关的第一端、第七LED灯串开关的第一端和第七LED灯串的正极，所述第六LED灯串开关的第二端和第七LED灯串开关的第二端连接控制逻辑单元； 所述第七LED灯串的负极连接第八LED灯串开关的第一端和第九LED灯串开关的第一端，所述第八LED灯串开关的第二端和第九LED灯串开关的第二端连接控制逻辑单元； 所述第六LED灯串开关的第三端、第七LED灯串开关的第三端、第八LED灯串开关的第三端、第九LED灯串开关的第三端连接第四LED灯组开关的第一端和第四LED灯组的正极；所述第四LED灯组的负极连接第五LED灯组的正极、第四LED灯组开关的第三端和第五LED灯组开关的第一端，第四LED灯组开关的第二端连接控制逻辑单元； 所述第五LED灯组的负极连接电流检测及纠错单元和第五LED灯组开关的第三端，第五LED灯组开关的第二 端连接控制逻辑单元。
8.—种如权利要求2所述分段式LED驱动装置的驱动方法，其特征在于，包括: 控制逻辑单元根据电流检测及纠错模块的输出的欠流及过流信号，通过控制第一 LED灯串开关、第一 LED灯组开关的启闭状态，调节处于点亮状态的LED的数量，使得LED电流处于欠流值与过流值之间；其中: 当整流桥输出电压最高时，控制逻辑单元控制第一 LED灯串开关开启，第一 LED灯组开关关断，使第一 LED灯串和第一 LED灯组处于点亮状态；当整流桥输出电压降低时，LED电流降低小于欠流值，控制逻辑单元控制控制第一 LED灯组开关开启，熄灭第一 LED灯组中的LED，使LED电流增加大于电流下限值； 当整流桥输出电压最低时，控制逻辑单元控制第一 LED灯串开关和第一 LED灯组开关均开启，使第一 LED灯组处于点亮状态；当整流桥输出电压升高时，LED电流升高大于过流值，控制第一 LED灯组开关关断，点亮第一 LED灯组中的LED，使LED电流减少小于电流上限值； 在系统初始上电后，控制第一 LED灯串开关开启和第一 LED灯组开关关断，使第一 LED灯串和第一 LED灯组接入整流桥和地之间； 之后，按照整流桥输出电压降低时的控制方式，控制第一 LED灯组开关和第一 LED灯组开关的启闭状态，使LED电流在欠流值与过流值之间； 之后，依照当前整流桥的输出电压处于上升或下降阶段，采用LED电流在上升或下降阶段的控制方式，控制第一 LED灯组开关和第一 LED灯组开关的启闭状态，来调节点亮状态的LED的数量。
9.一种如权利要求6所述分段式LED驱动装置的驱动方法，其特征在于，包括:控制逻辑单元根据电流检测及纠错模块的输出的欠流及过流信号，通过控制第二 LED灯串开关、第三LED灯串开关、第四LED灯串开关、第五LED灯串开关、第二 LED灯组开关、第三LED灯组开关的启闭状态，调节处于点亮状态的LED的数量，使得LED电流处于欠流值与过流值之间，其中: 当整流桥输出电压最高时，控制逻辑单元控制控制第五LED灯串开关开启、第二 LED灯组开关和第三LED灯组开关关断，点亮第二 LED灯串、第三LED灯串、第四LED灯串、第五LED灯串、第二 LED灯组和第三LED灯组，所述整流桥的输出电压从最高降低，LED电流降低小于欠流值时，控制第三LED灯组开关开启，熄灭第三LED灯组，使LED电流增加大于欠流值；随着整流桥输出电压降低，LED电流继续降低小于欠流值时，控制第二 LED灯组开关开启，熄灭第二 LED灯组，使LED电流增加大于欠流值；随着整流桥输出电压继续降低，LED电流继续降低小于欠流值时，控制第五LED灯串开关、第二 LED灯组开关和第三LED灯组开关关断，同时控制第四LED灯串开关开启，熄灭第五LED灯串、并点亮第二 LED灯组和第三LED灯组；随着整流桥输出电压继续降低，LED电流降低小于欠流值时，控制第三LED灯组开关开启，熄灭第三LED灯组，使LED电流增加大于欠流值；随着整流桥输出电压继续降低，LED电流继续降低小于欠流值时，控制第二 LED灯组开关开启，继续熄灭第二 LED灯组，使LED电流增加大于欠流值；随着整流桥输出电压降低，LED电流继续降低小于欠流值时，控制第四LED灯串开关、第二 LED灯组开关和第三LED灯组开关关断，同时控制第三LED灯串开关开启，熄灭第四LED灯串、并点亮第二 LED灯组和第三LED灯组，然后LED电流增加大于欠流值；以此类推，直到整流桥输出电压降至最低时，控制第二 LED灯串开关、第二 LED灯组开关和第三LED灯组开关开启，同时控制第三LED灯串开关、第四LED灯串开关、第五LED灯串开关关断，使第二 LED灯串为点亮状态，第三LED灯串、第四LED灯串、第五LED灯串、第二 LED灯组和第三LED灯组为熄灭状态； 当整流桥输出电压最低时，控制逻辑单元控制控制第五LED灯串开关、第二 LED灯组开关和第三LED灯组开关均开启，仅点亮第二 LED灯组；随着整流桥输出电压升高，LED电流升高超过过流值，控制第三LED灯组开关关断点亮第三LED灯组，使LED电流减少小于过流值；随着整流桥输出电压升 高，LED电流升高超过过流值，控制第三LED灯串开关、第二 LED灯组开关和第三LED灯组开关开启，同时控制第二 LED灯串开关关断，点亮第三LED灯串、并熄灭第二 LED灯组和第三LED灯组，使LED电流减少小于过流值；随着整流桥输出电压升高，LED电流升高超过过流值，控制第二 LED灯组开关关断，点亮第二 LED灯组，使LED电流减少小于过流值；随着整流桥输出电压升高，LED电流升高超过过流值，控制第三LED灯组开关关断，点亮第三LED灯组，使LED电流减少小于过流值；随着整流桥输出电压升高，LED电流升高超过过流值，控制第四LED灯串开关、第二 LED灯组开关和第三LED灯组开关开启，同时控制第三LED灯串开关关断，点亮第四LED灯串、并熄灭第二 LED灯组和第三LED灯组，使LED电流减少小于过流值，以此类推，直到整流桥电压升到最高时，控制第五LED灯串开关开启，控制第二 LED灯串开关、第三LED灯串开关、第四LED灯串开关、第二 LED灯组开关和第三LED灯组开关关断，点亮第二 LED灯串、第三LED灯串、第四LED灯串、第五LED灯串、第二 LED灯组和第三LED灯组； 在系统初始上电后，控制第五LED灯串开关开启，同时控制第二 LED灯串开关、第三LED灯串开关、第四LED灯串开关、第二 LED灯组开关和第三LED灯组开关关断，使第二 LED灯串、第三LED灯串、第四LED灯串、第五LED灯串、第二 LED灯组和第三LED灯组接入整流桥和地之间； 之后，根据电流检测及纠错电路输出的欠流及过流信号，按照整流桥输出电压下降阶段的方式，控制第二、第三、第四、第五LED灯串开关及第二、第三LED灯组开关的启闭状态，使LED驱动装置在初始上电的电压下，LED电流在欠流值与过流值之间； 之后，依照当前整流桥的输出电压处于上升或下降阶段，采用上升或下降阶段的控制方式，控制第二、第三、第四、第五LED灯串开关及第二、第三LED灯组开关的启闭状态，来调节点亮状态的LED的数量。
10.一种如权利要求7所述分段式LED驱动装置的驱动方法，其特征在于，包括: 控制逻辑单元根据电流检测及纠错模块的输出的欠流及过流信号，通过控制第六LED灯串开关、第七LED灯串开关、第八LED灯串开关、第九LED灯串开关、第四LED灯组开关、第五LED灯组开关，调节处于点亮状态的LED的数量，使得LED电流处于欠流值与过流值之间，其中: 当整流桥输出电压最高时，控制逻辑单元控制第八LED灯串开关、第九LED灯串开关开启，控制第六LED灯串开关、第七LED灯串开关、第四LED灯组开关和第五LED灯组开关关断，点亮第六LED灯串、第七LED灯串、第四LED灯组和第五LED灯组；当整流桥输出电压降低时，LED电流降低小于欠流值，控制第五LED灯组开关开启，熄灭第五LED灯组熄灭，使LED电流增加大于欠流值；当整流桥输出电压降低时，LED电流降低小于欠流值，控制第四LED灯组开关开启，熄灭第四LED灯组，LED电流增加大于欠流值；随着整流桥输出电压降低，LED电流降低小于欠流值，控制第六LED灯串开关和第七LED灯串开关开启，同时控制第八LED灯串开关、第九LED灯串开关、第四LED灯组开关和第五LED灯组开关关断，熄灭第七LED灯串，点亮第四LED灯组和第五LED灯组，使LED电流增加大于欠流值；随着LED电流继续降低，控制第五LED灯组开关开启，熄灭第五LED灯组；随着整流桥输出电压降低，LED电流降低小于欠流值， 控制第四LED灯组开关开启，继续熄灭第四LED灯组，LED电流增加大于欠流值； 当整流桥输出电压最低时，控制逻辑单元控制第八LED灯串开关、第九LED灯串开关关断，第六LED灯串开关、第七LED灯串开关、第四LED灯组开关、第五LED灯组开关开启，点亮第七LED灯串；随着整流桥输出电压升高，LED电流升高升高大于过流值，控制第四LED灯组开关关断，点亮第四LED灯组；随着LED电流继续升高，控制第五LED灯组开关关断，继续点亮第五LED灯组，使LED电流减少小于过流值；随着整流桥输出电压升高，LED电流升高大于过流值，控制第八LED灯串开关、第九LED灯串开关、第四LED灯组开关和第五LED灯组开关开启，同时控制第六LED灯串开关、第七LED灯串开关关断，点亮第七LED灯串，同时熄灭第四LED灯组和第五LED灯组，使LED电流减少小于过流值；随着整流桥输出电压升高，LED电流升高大于过流值，控制第四LED灯串开关关断，点亮第四LED灯组，使LED电流减少小于过流值；随着整流桥输出电压升高，LED电流升高大于过流值，控制第五LED灯串开关关断，继续点亮第五LED灯组，LED电流减少小于过流值； 在系统初始上电后，控制第八LED灯串开关、第九LED灯串开关开启，第六LED灯串开关、第七LED灯串开关、第四LED灯组开关和第五LED灯组开关关断，使第六LED灯串、第七LED灯串、第四LED灯组和第五LED灯组，接入整流桥和地之间；之后，根据电流检测及纠错电路输出的欠流及过流信号，按照整流桥输出电压下降阶段的控制方式，控制第六、第七、第八、第九LED灯串开关及第四、第五LED灯组开关的启闭状态，使得在初始上电的电压下，LED电流在欠流值与过流值之间； 之后，依照当前整流桥的输出电压处于上升或下降阶段，采用上升或下降阶段的控制方式，控制第二、第三、第四、第五LED灯串开关及第二、第三LED灯组开关的启闭状态，来调节点亮状态的LED的数量。
11.一种LED照明装置，其特征在于，包括:用于对输入信号进行整流的整流桥、LED灯串、LED灯组和如权利要求1-7任意一项所述的分段式LED驱动装置；所述整流桥通过分段式LED驱动装置连接LED 灯串和LED灯组。
全文摘要
本发明公开了分段式LED驱动装置及其驱动方法和LED照明装置，其分段式LED驱动装置，其与整流桥、LED灯串和LED灯组连接其包括LED灯串开关组，用于点亮或熄灭LED灯串中的LED；LED灯组开关组，用于点亮或熄灭LED灯组中的LED；电流检测及纠错单元，用于检测LED的电流变化；控制逻辑单元，用于根据电流检测及纠错单元的检测结果控制LED灯串开关组和LED灯组开关组开启与关闭。在市电经过整流后，直接由LED驱动装置驱动LED，不需要使用电感和电解电容，提高了系统的稳定性；同时本发明还根据整流桥大小实时调节LED灯串和LED灯组中的LED的亮灭状态，大大提高了LED驱动装置的效率。
文档编号H05B37/02GK103206684SQ20131014305
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月22日 优先权日2013年4月22日
发明者陈小雨, 张静, 陈博, 邓迅生, 麦炎全 申请人:深圳市晟碟半导体有限公司