LED恒流驱动电路和灯具的制作方法

本实用新型涉及LED恒流驱动技术领域，具体而言，本实用新型涉及一种LED恒流驱动电路和灯具。

背景技术：

在照明行业内，LED恒流驱动电路是应用较为广泛的。传统的LED恒流驱动电路大多数只能做到5段驱动，在系统应用时难以调试实现分次谐波满足认证要求，且效率低下。

技术实现要素：

本实用新型的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是效率低下的技术缺陷。

本实用新型提供一种LED恒流驱动电路，包括：供电模块、电压检测模块、串联连接的4串LED灯串、4个开关模块、4个滤波模块、电流驱动模块、开关控制模块；

所述4串LED灯串分别为LED灯串1、LED灯串2、LED灯串3、LED灯串4，LED灯串1包括1个LED单元，LED灯串2包括2个串联的LED单元、LED灯串3包括4个串联的LED单元、LED灯串4包括8个串联的LED单元；4个开关模块分别为K1、K2、K3、K4；每串LED灯串与相应的所述开关模块并联，并与相应的所述滤波模块并联，LED灯串1、LED灯串2、LED灯串3、LED灯串4分别对应K1、K2、K3、K4；

所述供电模块依次连接所述4串LED灯串、所述电流驱动模块然后接地，所述供电模块为LED灯串提供供电电压，所述电流驱动模块使得LED灯串通过恒定的输出电流；

所述电压检测模块用于检测所述供电电压，并根据所述供电电压的大小控制所述开关控制模块输出4个开关控制信号，所述4个开关控制信号分别控制对应的所述开关模块的闭合以短接对应的LED灯串，当开关控制信号为1时开关模块断开，当开关控制信号为0时开关模块闭合；

设0≤n≤14，n的二进制数值为(n4n3n2n1)2，预设电压为Vmax；

当所述供电电压处于Vmax/(16-n)～Vmax/(16-n-1)时，K1、K2、K3、K4对应的开关控制信号分别为n1、n2、n3、n4；当所述供电电压大于或等于Vmax时，K1、K2、K3、K4对应的开关控制信号分别为1、1、1、1。

在其中一个实施例中，所述供电模块包括整流单元。

在其中一个实施例中，所述电压检测模块包括电阻R1、电阻R2、模数转换单元；所述供电模块的输出端依次连接电阻R1、电阻R2然后接地，电阻R1和电阻R2之间的连接端连接所述模数转换单元的输入端，所述模数转换单元的输出端连接所述开关控制模块以控制所述开关控制模块输出4个开关控制信号。

在其中一个实施例中，所述开关模块包括第一可控开关器件，所述开关控制模块连接所述第一可控开关器件的控制端并输出开关控制信号。

在其中一个实施例中，所述第一可控开关器件为场效应MOS管，所述第一可控开关器件的漏极连接对应的LED灯串的正极，所述第一可控开关器件的源极连接对应的LED灯串的负极。

在其中一个实施例中，所述开关控制模块包括四个第二可控开关器件，所述电压检测模块连接所述第二可控开关器件的控制端，所述第二可控开关器件的第一端连接所述第一可控开关器件的控制端，所述第二可控开关器件的第二端接地。

在其中一个实施例中，所述第二可控开关器件为场效应MOS管，所述第二可控开关器件的第一端为漏极，所述第二可控开关器件的第二端为源极。

在其中一个实施例中，所述第一可控开关器件的漏极和栅极之间还连接有电阻，所述第一可控开关器件的栅极和源极之间还连接有钳位二极管，所述钳位二极管的正极连接第一可控开关器件的源极。

在其中一个实施例中，所述LED灯串还包括保护二极管，所述保护二极管和LED单元串联连接。

在其中一个实施例中，每个滤波模块包括电容。

在其中一个实施例中，所述电流驱动模块还连接所述电压检测模块，所述电流驱动模块根据所述供电电压的大小控制输出电流的大小。

在其中一个实施例中，所述电流驱动模块控制所述输出电流与所述供电电压同相。

本实用新型还提供一种灯具，其包括上述任一项实施例所述的LED恒流驱动电路。

上述的LED恒流驱动电路，包括：供电模块、电压检测模块、串联连接的4串LED灯串、4个开关模块、4个滤波模块、电流驱动模块、开关控制模块；4串LED灯串分别包括1个LED单元、2个LED单元、4个LED单元、8个LED单元；电压检测模块检测供电模块提供的供电电压，并根据该供电电压控制开关控制模块发出开关控制信号，该开关控制信号用于控制4个分别与对应的LED灯串并联的开关模块，以使得随着供电电压的增大在通电回路中发光的LED单元的数量也相应增加，从而实现了16段驱动，进而实现了高效率、高PF、低THD效果。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为一个实施例的LED恒流驱动电路模块图；

图2为一个实施例的LED恒流驱动电路具体原理图；

图3为一个实施例中供电电压与输出电流的波形图；

图4是一个实施例的供电电压与4个开关控制信号的波形图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

图1为一个实施例的LED恒流驱动电路模块图，图2为一个实施例的LED恒流驱动电路具体原理图，请结合图1和图2。

本实用新型提供一种LED恒流驱动电路，包括：供电模块、电压检测模块、串联连接的4串LED灯串、4个开关模块、4个滤波模块、电流驱动模块、开关控制模块。

该4串LED灯串分别为LED灯串1、LED灯串2、LED灯串3、LED灯串4。LED灯串1包括1个LED单元，LED灯串2包括2个串联的LED单元、LED灯串3包括4个串联的LED单元、LED灯串4包括8个串联的LED单元。在本实施例中，LED灯串还包括保护二极管，该保护二极管和LED单元串联连接，具体为，保护二极管D1与LED灯串1串联，保护二极管D2与LED灯串2串联，保护二极管D3与LED灯串3串联，保护二极管D4与LED灯串4串联。

4个开关模块分别开关模块1(K1)、开关模块2(K2)、开关模块3(K3)、开关模块4(K4)。4个滤波模块分别为滤波模块1(F1)、滤波模块2(F2)、滤波模块3(F3)、滤波模块4(F4)。每串LED灯串与相应的该开关模块并联，并与相应的滤波模块并联。在本实施例中，LED灯串1、LED灯串2、LED灯串3、LED灯串4分别对应K1、K2、K3、K4，以及分别对应F1、F2、F3、F4，即LED灯串m、Km、Fm三者并联，其中1≤m≤4。

在本实施例中，开关模块包括第一可控开关器件，开关控制模块连接第一可控开关器件的控制端并输出开关控制信号。

在本实施例中，第一可控开关器件为N沟道型场效应MOS管，第一可控开关器件的漏极连接对应的LED灯串的正极(电流输入端)，第一可控开关器件的源极连接对应的LED灯串的负极(电流输出端)。具体为，K1包括N沟道型场效应MOS管Q1，Q1的漏极连接LED灯串1的正极，Q1的源极连接对应的LED灯串1的负极；K2包括N沟道型场效应MOS管Q2，Q2的漏极连接LED灯串2的正极，Q2的源极连接对应的LED灯串2的负极；K3包括N沟道型场效应MOS管Q3，Q3的漏极连接LED灯串3的正极，Q3的源极连接对应的LED灯串3的负极；K4包括N沟道型场效应MOS管Q4，Q4的漏极连接LED灯串4的正极，Q4的源极连接对应的LED灯串4的负极。

在一些实施例中，第一可控开关器件的漏极和栅极之间还可以连接有电阻，该第一可控开关器件的栅极和源极之间还连接有钳位二极管，该钳位二极管的正极连接第一可控开关器件的源极，该钳位二极管的负极连接第一可控开关器件的栅极。具体的，Q1的漏极和栅极之间连接有电阻R3，钳位二极管ZD1的正极连接Q1的源极，钳位二极管ZD1的负极连接Q1的栅极；Q2的漏极和栅极之间连接有电阻R4，钳位二极管ZD2的正极连接Q2的源极，钳位二极管ZD2的负极连接Q2的栅极；Q3的漏极和栅极之间连接有电阻R5，钳位二极管ZD3的正极连接Q3的源极，钳位二极管ZD3的负极连接Q3的栅极；Q4的漏极和栅极之间连接有电阻R6，钳位二极管ZD4的正极连接Q4的源极，钳位二极管ZD4的负极连接Q4的栅极。而在本实施例中，Q1的漏极依次通过保护二极管D1、电阻R3连接其栅极，Q2的漏极依次通过保护二极管D2、电阻R4连接其栅极，Q3的漏极依次通过保护二极管D3、电阻R5连接其栅极，Q4的漏极依次通过保护二极管D4、电阻R6连接其栅极。

滤波模块由电容组成，例如在本实施例中，滤波模块F1即电容C1，滤波模块F2即电容C2，滤波模块F3即电容C3，滤波模块F4即电容C4。

供电模块依次连接该4串LED灯串、电流驱动模块然后接地，该供电模块为LED灯串提供供电电压(VIN)，电流驱动模块使得LED灯串通过恒定的输出电流。

在本实施例中，电流驱动模块还连接电压检测模块。见图2，电阻R1和电阻R2之间的连接端连接电流驱动模块。电流驱动模块可以根据供电电压的大小控制输出电流的大小。图3为一个实施例中供电电压与输出电流的波形图，电流驱动模块可以结合开关控制模块控制输出电流(Io)与供电电压(Vin)同相，以此达到低THD的效果，从而实现线性控制。

在本实施例，供电模块可以包括整流单元，将市电的交流电整流为直流电以给LED灯串供电。例如，整流单元可以包括由四个二极管组成的桥路的整流桥(DB1)，当然在其他实施例可以是其他的整流方式。当然在其他实施例供电模块也可以包括储电池，在此不赘述。电流驱动模块也可以称为恒流控制模块，用于使得LED灯串通过恒定的输出电流。

4串LED灯串可以按照任意排列顺序串联连接。在本实施例中，供电模块依次连接LED灯串4、LED灯串3、LED灯串1、LED灯串1、电流驱动模块然后接地。

电压检测模块用于检测该供电电压，并根据该供电电压的大小控制该开关控制模块输出4个开关控制信号，该4个开关控制信号分别控制对应的该开关模块的闭合以短接对应的LED灯串，当开关控制信号为1时开关模块断开，当开关控制信号为0时开关模块闭合。

在本实施例中，电压检测模块包括电阻R1、电阻R2、模数转换单元。供电模块的输出端依次连接电阻R1、电阻R2然后接地，电阻R1和电阻R2之间的连接端连接该模数转换单元的输入端，该模数转换单元的输出端连接开关控制模块以控制该开关控制模块输出4个开关控制信号。

在本实施例中，开关控制模块包括四个第二可控开关器件。电压检测模块连接该第二可控开关器件的控制端，该第二可控开关器件的第一端连接该第一可控开关器件的控制端，该第二可控开关器件的第二端接地。第二可控开关器件为N沟道型场效应MOS管，该第二可控开关器件的第一端为漏极，该第二可控开关器件的第二端为源极。本实施例中，四个第二可控开关器件分别为N沟道型场效应MOS管M1、M2、M3、M4，电压检测模块连接M1、M2、M3、M4的栅极，M1、M2、M3、M4的源极接地，M1的漏极连接Q1的栅极、M2的漏极连接Q2的栅极、M3的漏极连接Q3的栅极、M4的漏极连接Q4的栅极。

开关控制模块按照以下的方式输出的K1、K2、K3、K4的4个开关控制信号：

设0≤n≤14，n的二进制数值为(n4n3n2n1)2，预设电压为Vmax。

例如n＝2时，n的二进制数值为(0010)2；n＝13时，n的二进制数值为(1101)2。预设电压Vmax为供电电压在正常情况下肯定不能超过的最大电压，当然不排除供电电压在异常时会超过Vmax。

当供电电压处于Vmax/(16-n)～Vmax/(16-n-1)时，例如Vmax/(16-n)≤供电电压＜Vmax/(16-n-1)时，K1、K2、K3、K4对应的开关控制信号分别为n1、n2、n3、n4；当供电电压大于或等于Vmax时，K1、K2、K3、K4对应的开关控制信号分别为1、1、1、1。具体见下面表1。

表1

以Vmax为4V时为例，图4为一个实施例的供电电压与4个开关控制信号的波形图。

本实用新型还提供一种灯具，其包括上述任一项实施例该的LED恒流驱动电路。

上述的LED恒流驱动电路，包括供电模块、电压检测模块、串联连接的4串LED灯串、4个开关模块、4个滤波模块、电流驱动模块、开关控制模块；4串LED灯串分别包括1个LED单元、2个LED单元、4个LED单元、8个LED单元；电压检测模块检测供电模块提供的供电电压，并根据该供电电压控制开关控制模块发出开关控制信号，该开关控制信号用于控制4个分别与对应的LED灯串并联的开关模块，以使得随着供电电压的增大在通电回路中发光的LED单元的数量也相应增加，从而实现了16段驱动，进而实现了高效率、高PF、低THD效果。

以上所述仅是本实用新型的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。