Led照明驱动电路的制作方法
【专利摘要】一种用于对N组LED负载供电的LED照明驱动电路，包括N路电流通路、N组LED、以及恒流部，所述N路电流通路包括：分压部，其连接到半正弦波电源，用于将电源电压降低到所在电流通路可用的电压值；比较器部，其包括N个比较器，用于在电压变化时输出相应的控制信号；逻辑控制部，用于根据从所述比较器部输出的所述控制信号分别输出N个使能信号；功率驱动部，用于根据所述N个使能信号提供N个电压；开关部，用于根据从所述功率驱动部提供的N个电压截止或导通，从而控制所述N组LED的通电或断电，其中所述逻辑控制部通过逻辑控制使得所述N路电流通路的开关部依次开启和依次关断。通过本发明，LED灯上的电流随市电输入呈正弦半波变化且有效值保持恒定。
【专利说明】LED照明驱动电路
【技术领域】
[0001] 本发明属于数模混合集成电路领域，特别的，涉及一种LED照明驱动电路。
【背景技术】
[0002] 大功率LED以其高效、节能、环保、寿命长、可靠性高等优点正在逐渐取代传统的 白炽灯、荧光灯等，成为新一代照明光源。随着大功率照明LED性能的提高及生产成本的降 低，其应用领域正由屏幕背光源以及一些对亮度要求不高的景观照明领域向普通白光照明 领域扩展。与此同时，与功率型LED配套的驱动集成电路的也由于功率LED应用的逐渐普 及得到了长足发展。因此，设计高效、可靠的LED照明驱动电路显得尤为关键。
[0003] 为了提高电网的工作效率，照明设备的功率因素越来越受到重视，当照明设备的 输入电流随输入市电电压呈正弦波变化时，照明设备的功率因素达到最佳值。同时，LED的 发光强度和流过LED的电流大小在一定范围内成正比，为了保证LED灯的寿命和照明效果， 流过LED的电流需要满足在一定范围内且有效值恒定。
[0004] 传统的LED照明驱动电路，往往使用大体积的变压器转能，占用相当多的空间，并 且使用有极性的高压电解电容，长时间使用后元件寿命急速缩短，容易造成产品可靠性变 差等问题。
[0005] 针对上述传统LED照明驱动电路的缺点，需要开发出一种无需使用高压电解电 容，不需要变压器转能，具有高功率因子的LED驱动电路。
【发明内容】
[0006] 本发明为了克服传统电路中的不足之处，提出了一种新型LED照明驱动电路，无 需变压器转能，无需高压电解电容，高功率因子，并且能够以定电流有效值方式驱动高压 LED的新型电路结构。
[0007] 根据本发明一方面，提供一种用于对N组LED负载供电的LED照明驱动电路，包 括N路电流通路、N组LED、以及恒流部，N为不小于2的整数，所述N路电流通路包括：分压 部，其连接到半正弦波电源，用于将所述N路电流通路的每个的电源电压降低到所在电流 通路可用的电压值；比较器部，其包括分别用于所述N路电流通路的N个比较器，所述每个 比较器的一个输入端连接到所述分压部的输出端，另一个输入端与参考电压连接，用于在 电压变化时输出相应的控制信号；逻辑控制部，其N个输入端连接到所述比较器部的N个输 出端，用于根据从所述比较器部输出的所述控制信号分别输出N个使能信号；功率驱动部， 其N个输入端连接到所述逻辑控制部的N个输出端，用于根据所述N个使能信号提供N个 电压；开关部，其包括N个开关元件，所述N个开关元件的N个输入端连接到所述功率驱动 部的N个输出端，用于根据从所述功率驱动部提供的N个电压截止或导通，从而控制所述 N组LED的通电或断电，其中所述逻辑控制部通过逻辑控制使得所述N路电流通路的所述 N个开关元件依次截止和依次导通，所述N组LED的第一组LED的一端连接到电源，另一端 与第一电流通路和第二组LED的一端连接；第i组LED的一端与第i-Ι组LED和第i-Ι电 流通路连接，第i组LED的另一端与第i+1组LED和第i电流通路连接，第N组LED的一端 与第N-I组LED和第N-I电流通路连接，第N组LED的另一端与第N电流通路连接，其中 2 < i < N-1，所述恒流部连接在所述电源与所述开关部之间，使得流过所述N组LED的电 流随输入电源呈正弦半波变化且有效值保持恒定。
[0008] 根据本发明另一方面，其中，所述分压部包括在所述电源与接地之间串联的N个 分压电阻，除第一电阻Rl仅在其靠近接地端的负端连接第1电流通路的比较器之外，第i 分压电阻Ri在其靠近电源端的正端还与第i-Ι电流通路的比较器连接、并在其负端还与第 i电流通路的比较器连接，其中i彡N。
[0009] 根据本发明另一方面，其中，所述比较器部的每个比较器的正相端连接到所在电 流通路的分压电阻的负端，每个比较器的反相端连接到恒定参考电压，当电源电压上升时， 所述N个比较器的正相端电压依次高于所述参考电压，使得所述N个比较器依次输出高电 平，当电源电压下降时，所述N个比较器的正相端电压依次低于所述参考电压，使得所述N 个比较器依次输出低电平。
[0010] 根据本发明另一方面，其中，所述逻辑控制部在第一电流通路中包括一个或非门， 在第i电流通路的每个中顺序包括一个或非门和两个反相器，其中2彡i彡N-1，在第N电 流通路中顺序包括三个反相器，每个所述或非门的一个输入端与所在电流通路中的比较器 的输出端连接、其另一个输入端连接在靠近所述逻辑控制部的输出端的两个反相器之间。 [0011] 根据本发明另一方面，其中，所述开关元件为功率MOS管，所述功率MOS管的栅极 与所述驱动部的输出端连接，以根据所述使能信号控制所述功率MOS管的导通和截止，所 述功率MOS管的漏极分别与所述N组LED连接，以及所述功率MOS管的源极与所述恒流部 的输出端连接。
[0012] 根据本发明另一方面，其中，所述恒流部包括：在电源和接地之间串联的分压电阻 Ra和Rb、误差放大器、功率MOS管、以及采样电阻，所述误差放大器的正相端连接在电阻Ra 与Rb之间、其反相端与功率MOS管的源极和采样电阻的一端连接、以及其输出端与功率MOS 管的栅极连接，所述采样电阻的另一端接地，以及所述功率MOS管的漏极作为输出端与所 述开关部连接。
[0013] 根据本发明另一方面，其中，电阻Rl远大于电阻Ri，其中i彡N，以及电阻Ra远大 于电阻Rb。
[0014] 根据本发明另一方面，其中，所述功率MOS管均为高压功率管，其耐压大于各组 LED的最大阈值。
[0015] 根据本发明另一方面，其中，所述各比较器的反相端参考电压由其它供电模块提 供一个恒定大小的电压。
[0016] 根据本发明另一方面，其中，所述恒流部的输出瞬时电流大小为：
[0017]
【权利要求】
1. 一种用于对N组LED负载供电的LED照明驱动电路，包括N路电流通路、N组LED、 以及恒流部（600)，N为不小于2的整数，所述N路电流通路包括： 分压部（100)，其连接到半正弦波电源，用于将所述N路电流通路的每个的电源电压降 低到所在电流通路可用的电压值； 比较器部（200)，其包括分别用于所述N路电流通路的N个比较器，所述每个比较器的 一个输入端连接到所述分压部（1〇〇)的输出端，另一个输入端与参考电压连接，用于在电压 变化时输出相应的控制信号； 逻辑控制部（300 )，其N个输入端连接到所述比较器部（200 )的N个输出端，用于根据 从所述比较器部（200)输出的所述控制信号分别输出N个使能信号； 功率驱动部（400)，其N个输入端连接到所述逻辑控制部（300)的N个输出端，用于根 据所述N个使能信号提供N个电压； 开关部（500)，其包括N个开关元件，所述N个开关元件的N个输入端连接到所述功率 驱动部（400)的N个输出端，用于根据从所述功率驱动部（400)提供的N个电压截止或导 通,从而控制所述N组LED的通电或断电， 其中所述逻辑控制部（300)通过逻辑控制使得所述N路电流通路的所述N个开关元件 依次截止和依次导通， 所述N组LED的第一组LED的一端连接到电源，另一端与第一电流通路和第二组LED 的一端连接；第i组LED的一端与第i-1组LED和第i-1电流通路连接，第i组LED的另一 端与第i+1组LED和第i电流通路连接，第N组LED的一端与第N-I组LED和第N-I电流 通路连接，第N组LED的另一端与第N电流通路连接，其中2彡i彡N-1， 所述恒流部（600 )连接在所述电源与所述开关部（500 )之间，使得流过所述N组LED的 电流随输入电源呈正弦半波变化且有效值保持恒定。
2. 根据权利要求1所述的LED照明驱动电路，其中，所述分压部（100)包括在所述电源 与接地之间串联的N个分压电阻，除第一电阻Rl仅在其靠近接地端的负端连接第1电流通 路的比较器之外，第i分压电阻Ri在其靠近电源端的正端还与第i-1电流通路的比较器连 接、并在其负端还与第i电流通路的比较器连接，其中i < N。
3. 根据权利要求1所述的LED照明驱动电路，其中，所述比较器部（200)的每个比较 器的正相端连接到所在电流通路的分压电阻的负端，每个比较器的反相端连接到恒定参考 电压，当电源电压上升时，所述N个比较器的正相端电压依次高于所述参考电压，使得所述 N个比较器依次输出高电平，当电源电压下降时，所述N个比较器的正相端电压依次低于所 述参考电压，使得所述N个比较器依次输出低电平。
4. 根据权利要求1所述的LED照明驱动电路，其中，所述逻辑控制部（300)在第一电 流通路中包括一个或非门，在第i电流通路的每个中顺序包括一个或非门和两个反相器， 其中2 < i < N-1，在第N电流通路中顺序包括三个反相器，每个所述或非门的一个输入 端与所在电流通路中的比较器的输出端连接、其另一个输入端连接在靠近所述逻辑控制部 (300)的输出端的两个反相器之间。
5. 根据权利要求1所述的LED照明驱动电路，其中，所述开关元件为功率MOS管，所述 功率MOS管的栅极与所述驱动部（400)的输出端连接，以根据所述使能信号控制所述功率 MOS管的导通和截止，所述功率MOS管的漏极分别与所述N组LED连接，以及所述功率MOS 管的源极与所述恒流部（600)的输出端连接。
6. 根据权利要求1所述的LED照明驱动电路，其中，所述恒流部（600)包括：在电源 和接地之间串联的分压电阻Ra和Rb、误差放大器、功率MOS管、以及采样电阻，所述误差放 大器的正相端连接在电阻Ra与Rb之间、其反相端与功率MOS管的源极和采样电阻的一端 连接、以及其输出端与功率MOS管的栅极连接，所述采样电阻的另一端接地，以及所述功率 MOS管的漏极作为输出端与所述开关部（500)连接。
7. 根据权利要求6所述的LED照明驱动电路，其中，电阻Rl远大于电阻Ri，其中i<N， 以及电阻Ra远大于电阻Rb。
8. 根据权利要求5所述的LED照明驱动电路，其中，所述功率MOS管均为高压功率管， 其耐压大于各组LED的最大阈值。
9. 根据权利要求3所述的LED照明驱动电路，其中，所述各比较器的反相端参考电压由 其它供电模块提供一个恒定大小的电压。
10. 根据权利要求6所述的LED照明驱动电路，其中，所述恒流部（600)的输出瞬时电 流大小为：
其中Vmp为误差放大器的正相端瞬时电压，Rsa为采样电阻的电阻值。
【文档编号】H05B37/02GK104333934SQ201310309316
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2013年7月22日 优先权日:2013年7月22日
【发明者】李东明, 杨冕, 封正勇, 龙文涛, 宁宁, 俞德军, 冯纯益, 贾永明 申请人:四川新力光源股份有限公司, 电子科技大学