专利名称：多路低压开关电路控制的led交流直接驱动电路的制作方法
技术领域：
多路低压开关电路控制的LED交流直接驱动电路技术领域[0001]本实用新型属于电子电路领域，是一种新型多路低压开关电路控制的LED交流直接驱动电路。
背景技术：
[0002]发光二极管(LED)是新一代半导体发光器件，它具有光效高、寿命长和环保节能等特点，应用已经十分广泛。LED驱动电源是LED照明的重要组成部分，LED交流直接驱动技术倍受人们重视。目前LED交流直接驱动的主要技术问题是其性能差、成本高。其根本原因是已有技术都是采用的多路共地的高压大功率电子开关电路，成本高可靠性差。[0003]本实用新型提供一种新型的多路低压开关电路控制的LED交流直接驱动电路，其关键技术是利用多路非共地的串联结构的低压开关电路替代已有技术的多路共地高压开关电路，实现多路低压开关电路控制的交流高压对LED直接驱动，与已有技术不同的是，本实用新型不需要使用多个高压大功率MOS或双极晶体管作为开关管，而全部由低压开关晶体管取代，本实用新型的多路开关电路工作电压低、无需使用高压大功率开关晶体管，具有可靠性高、性能好、成本低和便于集成化等特点。实用新型内容[0004]本实用新型提供一种新型的多路低压开关电路控制的LED交流直接驱动电路，其关键技术是利用多路非共地的串联结构的 低压开关电路替代已有技术的多路共地高压开关电路，实现多路低压开关电路控制的LED交流直接驱动电路，与已有技术不同的是，本实用新型不需要使用多个高压大功率MOS或双极晶体管作为开关管，而全部由低压开关晶体管取代，本实用新型的多路开关电路工作电压低、无需使用高压大功率开关晶体管，具有可靠性高、性能好、成本低和便于集成化等特点。[0005]本实用新型的技术方案如下:[0006]多路低压开关电路控制的LED交流直接驱动电路；包括全波整流电路、镇流电路、高压隔离电路、多路低压开关电路、多节LED串联单元等，全波整流电路将输入的交流高压进行全波整流后得到正向交流脉动瞬态电压，全波整流电路的正输出端与镇流电路的一端相连，还与高压隔离电路相连；将一定数量的LED同向串联，其首端正极与镇流电路的另一端相连，其尾端负极与全波整流电路的负输出端相连。每一路低压开关电路包括电压采样输入端、电流采样输入端、正输出控制端和负输出控制端。将上述的一定数量的同向串联的LED分成多节LED串联单元，每一节LED串联单元的首端正极与对应的一路低压开关电路的正输出控制端相连，每一节LED串联单元的尾端负极与对应的一路低压开关电路的负输出控制端相连。每一路低压开关电路的电压采样输入端与高压隔离电路相连，每一路低压开关电路的电流采样输入端与对应的一节LED串联单元的尾端负极相连。[0007]多路低压开关电路都是低压电子线路，其实际工作电压都不高于几十伏，多路低压开关电路都是非共地的串联连接方式，每一路低压开关电路控制对应的一节LED串联单元，将其接入或短接。[0008]多路低压开关电路的结构由输入电压采样电路、输出LED驱动电流采样电路、t匕较放大电路、基准电压电路、稳压电源和电子开关组成。[0009]多路低压开关电路可以用分立元件构成，也可以用通用集成电路构成，也可以制作专用集成电路。[0010]应用多路低压开关电路的串联方式，实现交流高压对LED的直接驱动，而在整体驱动电路中不需要使用百伏以上的高压大功率MOS或双极晶体管。
[0011]图1为本实用新型的多路低压开关电路控制的LED交流直接驱动电路的结构示意图。[0012]图2为本实用新型的一种输入电压采样形式的12路低压开关电路控制的LED交流直接驱动电路图。[0013]图3为本实用新型的一种输出LED驱动电流采样形式的12路低压开关电路控制的LED交流直接驱动电路图。
具体实施方式
[0014]
以下结合附图，对本实用新型作进一步说明。[0015]实施例1[0016]如图1所示，为本实用新型的多路低压开关电路控制的LED交流直接驱动电路的结构示意图。[0017]多路低压开关电路控制的LED交流直接驱动电路；包括全波整流电路、镇流电路、高压隔离电路、N路低压开关电路、N节LED串联单元等，全波整流电路将输入的交流高压进行全波整流后得到正向交流脉动瞬态电压，全波整流电路的正输出端与镇流电路的一端相连，还与高压隔离电路相连；将M个LED同向串联，其首端正极与镇流电路的另一端相连，其尾端负极与全波整流电路的负输出端相连。每一路低压开关电路包括电压采样输入端、电流采样输入端、正输出控制端和负输出控制端。将M个同向串联的LED分成N节LED串联单元，每一节LED串联单元的首端正极与对应的一路低压开关电路的正输出控制端相连，每一节LED串联单元的尾端负极与对应的一路低压开关电路的负输出控制端相连。每一路低压开关电路的电压采样输入端与高压隔离电路相连，每一路低压开关电路的电流采样输入端与对应的一节LED串联单元的尾端负极相连。M个LED同向串联，M的值约为Vpm/Vd的整数值，其中Vpm为最高输入交流电压的峰值，例如对于185 265伏的交流输入电压，Vpm=265X 360伏，Vd为LED的正向导通电压，约为3.0伏，一般M 120。N节LED串联单元，N的值通常取4 40。[0018]镇流电路使用的是大功率的镇流电阻，也可以使用一定数量的常导通LED。高压隔离电路使用的是大阻值的功率电阻。多路低压开关电路都是低压电子线路，其实际工作电压Vdd都不高于几十伏，Vdd = Vpm/N，例如对于265伏的最高交流输入电压，取N = 4，则Vdd=90 伏；取 N = 12，则 Vdd = 30 伏，取 N = 40，则 Vdd = 9 伏。[0019]实施例2[0020]如图2所示为本实用新型的一种输入交流电压采样形式的12路低压开关电路控制的LED交流直接驱动电路图。其中整流二极管df d4组成全波整流电路、功率电阻Zl作为镇流电路、Tf T12分别为12路低压开关电路的低压开关晶体管、Qf Q12分别为12路低压开关电路的小功率控制晶体管、rlll2分别为低压开关晶体管的偏置电阻、Rf R12为限流电阻、DfD12为稳压二极管、Z2为偏置限压电阻、d5为峰值电压采样二极管、Cl为积分储能电容、Z3为电压采样的高压隔离电阻，组成高压隔离电路。[0021]如图2所示，低压开关晶体管Tl、小功率控制晶体管Q1、偏置电阻rl、限流电阻R1、稳压二极管Dl等构成第一路低压开关电路，完成对第一节LED串联单元进行接入或短接的开关控制，图中共有12路低压开关电路，分别对12节LED串联单元进行接入或短接控制。[0022]实施例中，具体参数如下:[0023]交流输入电压为50赫兹185 265伏的交流输入电压，经过全波整流电路后得到100赫兹的脉动瞬态电压，其峰值Vpm约为360伏，120个LED同向串联，分成12节LED串联单元，每节单元包括10个串联的LED。整流二极管dfd4型号为1N4007，镇流电阻Zl阻值为10欧姆2W，低压开关晶体管T1 T12的耐压42伏工作电流20安培型号为NID5003NT4G，小功率控制晶体管Qf Q12型号为9018，偏置电阻rf rl2阻值为IM欧姆功率0.5瓦，限流电阻R1 R12型号为IM欧姆功率0.5瓦，稳压二极管D1 D12导通电压30伏型号为1N4751，偏置限压电阻Z2的阻值为IM欧姆功率I瓦，峰值电压采样二极管d5型号为FR107，积分储能电容Cl型号为0.1uF的X电容，高压隔离电阻Z3阻值为IM欧姆功率I瓦，LED规格为工作电流350mA的IW白光LED。每一路低压开关电路的最高工作电压Vdd为Vdd = Vpm/N = 360/12 = 30 伏。[0024]实施例3[0025]如图3所示，为本实用新型的一种输出LED驱动电流采样形式的12路低压开关电路控制的LED交流直接驱动电路图。其中整流二极管df d4组成全波整流电路、功率电阻Zl作为镇流电路、Tf T12分别为12路低压开关电路的低压开关晶体管、rrrl2分别为低压开关晶体管的偏置电阻、Rf R12为输出LED驱动电流采样电阻、AfA12分别为12路低压开关电路的比较放大电路、Vreff Vrefl2为基准电压电路、Qf Q12分别为开关控制小功率晶体管、电阻YfY12分别为限流电阻、d5为峰值电压采样二极管、Cl为积分储能电容、Z2为偏置限压电阻。·[0026]其中df d4组成全波整流电路、功率电阻Zl为镇流电阻、Tf T12分别是12路低压开关电路的低压开关晶体管、电阻rrrl2分别是12路低压开关电路的低压开关晶体管的偏置电阻、Rf R12为输出LED驱动电流采样电阻、d5为峰值电压采样电阻、Cl为积分储能电容、Z2为偏置限压电阻。[0027]如图3所示，低压开关晶体管Tl、比较放大电路Al、电压基准电路Vrefl、小功率控制晶体管Q1、输出LED驱动电流采样电阻R1、偏置电阻rl、限流电阻Yl等构成第一路低压开关电路，完成对第一节LED串联单元进行接入或短接的开关控制。图中共有12路低压开关电路，分别对12节LED串联单元进行接入或短接控制。[0028]实施例中，具体参数如下:[0029]交流输入电压为50赫兹185 265伏的交流输入电压，经过全波整流电路后得到100赫兹的脉动瞬态电压，其峰值Vpm约为360伏，120个LED同向串联，分成12节LED串联单元，每节单元包括10个串联的LED。整流二极管df d4型号为1N4007，镇流电阻Zl阻值为10欧姆2W，低压开关晶体管T1 T12的耐压42伏工作电流20安培型号为NID5003NT4G，小功率控制晶体管Qf Q12型号为9018，偏置电阻rfrl2阻值为IM欧姆功率0.5瓦，输出LED驱动电流采样电阻Rf R12型号为功率0.5瓦阻值分别为12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、I欧姆，比较放大电路Af A12型号为专用集成电路KD1202，基准电压电路Vreff Vref 12为提供参考电压0.35V的专用集成电路，限流电阻YfY12阻值为100K欧姆0.5W，峰值电压采样二极管d5型号为FR107，积分储能电容Cl型号为0.1uF的X电容，偏置限压电阻Z2阻值为IM欧姆功率I瓦，LED规格为工作电流350mA的IW白光LED。每一路低压开关电路的最高工作电压Vdd为Vdd = Vpm/N = 360/12 = 30伏。[0030]实施例3的技术参数为:输入交流电压范围185 265伏、驱动电源效率大于90%、功率因数大于0. 9。
权利要求1.多路低压开关电路控制的LED交流直接驱动电路；包括全波整流电路、镇流电路、高压隔离电路、多路低压开关电路、多节LED串联单元等，其特征在于:全波整流电路将输入的交流高压进行全波整流后得到正向交流脉动瞬态电压，全波整流电路的正输出端与镇流电路的一端相连，还与高压隔离电路相连；将一定数量的LED同向串联，其首端正极与镇流电路的另一端相连，其尾端负极与全波整流电路的负输出端相连； 每一路低压开关电路包括电压米样输入端、电流米样输入端、正输出控制端和负输出控制端； 将上述的一定数量的同向串联的LED分成多节LED串联单元，每一节LED串联单元的首端正极与对应的一路低压开关电路的正输出控制端相连，每一节LED串联单元的尾端负极与对应的一路低压开关电路的负输出控制端相连； 每一路低压开关电路的电压采样输入端与高压隔离电路相连，每一路低压开关电路的电流采样输入端与对应的一节LED串联单元的尾端负极相连。
2.根据权利要求1所述的多路低压开关电路控制的LED交流直接驱动电路；其特征还在于:多路低压开关电路都是低压电子线路，其实际工作电压都不高于几十伏，多路低压开关电路都是非共地的串联连接方式，每一路低压开关电路控制对应的一节LED串联单元，将其接入或短接。
3.根据权利要求1所述的多路低压开关电路控制的LED交流直接驱动电路，其特征还在于:多路低压开关电路的结构由输入电压米样电路、输出LED驱动电流米样电路、比较放大电路、基准电压电路、稳压电源和电子开关组成。
4.根据权利要求1所述的多路低压开关电路控制的LED交流直接驱动电路，其特征还在于:多路低压开关电路可以用分立元件构成，也可以用通用集成电路构成，也可以制作专用集成 电路。
专利摘要本实用新型提供一种新型的多路低压开关电路控制的LED交流直接驱动电路，其关键技术是利用多路非共地的串联结构的低压开关电路替代已有技术的多路共地高压开关电路，实现多路低压开关电路控制的LED交流直接驱动电路，与已有技术不同的是，本实用新型不需要使用多个高压大功率MOS或双极晶体管作为开关管，而全部由低压开关晶体管取代，本实用新型的多路低压开关电路工作电压低、无需使用高压大功率开关晶体管，具有可靠性高、性能好、电路简单、成本低和便于集成化等特点。
文档编号H05B37/02GK203120227SQ201320000768
公开日2013年8月7日 申请日期2013年1月5日 优先权日2013年1月5日
发明者赵天鹏, 徐军, 何德勇, 刘云, 赵义博, 韩正甫 申请人:安徽问天量子科技股份有限公司