一种高功率因数LED线性恒流控制电路的制作方法

本实用新型涉及照明技术领域，特别是涉及一种高功率因数led线性恒流控制电路。

背景技术：

根据国家“gb17625.1-2003谐波电流发射限制(设备电流不大于16a)”的标准要求，额定输入电压下，输入功率大于25w的灯具，就有谐波要求。由于电网电压是50hz的交流，经过整流桥及大容量电容整流滤波后，导致输入电流不是正弦波，而是三角波，如图1a是电网正弦波电压波形，图1b是电网正弦波形经整流桥整流滤波后的三角波，而三角波的谐波含量非常高，无法符合标准要求。

随着高压led及线性恒流技术的发展，高压led及线性恒流的成本不断降低，为节约生产成本，灯具的恒流电路越来越多的采用线性恒流电路，通过线性恒流电路控制灯具时，通常会局限于对小于25w的灯具进行开关控制，而无法很好的适应于大于25w的灯具。

技术实现要素：

鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种高功率因数led线性恒流控制电路，包括整流模块、电容元件c、至少两个支路线性恒流电路、有源功率因数校正电路、分控电路；

所述至少两个支路线性恒流电路，与至少两路led光源分别对应连接，配置为为所述至少两路led光源提供恒定电流；

所述有源功率因数校正电路，与所述分控电路和所述整流模块分别连接，配置为将所述整流模块整流后的三角波电流校正为正弦波电流，提供给所述分控电路；

所述分控电路，配置为检测所述至少两个支路线性恒流电路的电流并预置有至少两种分控状态，若检测到的电流值达到预置电流值，则从当前分控状态切换至下一分控状态，以在线性恒流电路的电流值达到预设电流范围后，利用切换后的分控状态控制所述至少两个支路线性恒流电路的开关状态，以控制所述led光源的开关状态。

可选地，所述至少两个支路线性恒流电路包括第一支路线性恒流电路和第二支路线性恒流电路，所述分控电路中预置有两种分控状态；

所述两种分控状态分别为控制所述第一支路线性恒流电路打开且所述第二支路线性恒流电路断开、控制所述第一支路线性恒流电路断开且所述第二支路线性恒流电路打开。

可选地，所述分控电路中预置有四种分控状态，

所述四种分控状态中的第一至第四种分控状态分别为：控制第一及第二支路线性恒流电路均打开、控制所述第一支路线性恒流电路打开且所述第二支路线性恒流电路断开、控制所述第一支路线性恒流电路断开且所述第二支路线性恒流电路打开、控制第一及第二支路线性恒流电路均断开；

所述分控电路检测到的电流值若达到预置电流值，从当前分控状态切换至下一分控状态，且在当线性恒流电路的电流值达到预设电流范围后，利用切换后的分控状态控制相应的线性恒流电路的开关状态，以使所述分控电路依次循环执行四个分控状态控制相应线性恒流电路的开关状态。

可选地，还包括：

采样电阻r1，一端连接所述整流模块和所述有源功率因数校正电路的输入端，另一端连接所述分控电路；

所述分控电路，还配置为通过所述采样电阻r1采样所述整流模块整流后得到的电压值，若采样到的电压值达到预设电压值，切换自身分控状态。

可选地，所述有源功率因数校正电路包括以下任意一个：boost升压电路、flyback反激式电路、buck-boost升降压电路。

可选地，所述整流模块包括：整流桥，具有输入端和输出端，所述整流桥的输入端连接外部供电电源，输出端连接所述有源功率因数校正电路，配置为对所述外部供电电源提供的电流信号进行整流，将整流后的电流信号提供至所述有源功率因数校正电路。

可选地，还包括：

电容元件c1，一端连接所述分控电路，另一端接地，配置为在所述至少两个支路线性恒流电路的电流达到所述预置电流值期间，为所述分控电路提供工作电压。

可选地，所述分控电路集成于一个ic芯片中，该ic芯片包括电源引脚vin、供电引脚vcc、接地引脚gnd、至少两个检测分控引脚，其中，

所述至少两个检测分控引脚与所述至少两个支路线性恒流电路分别连接，所述电源引脚vin连接所述有源功率因数校正电路，所述供电引脚vcc连接所述电容元件c1，所述接地引脚gnd接地。

可选地，所述分控电路包括两个，每个分控电路分别集成于一个ic芯片中，且集成后的两个ic芯片互相并联。

可选地，还包括至少两个电阻，配置为为所述至少两个支路线性恒流电路设定最大恒流值；

所述分控电路和所述至少两个支路线性恒流电路集成于一个ic芯片中，该ic芯片包括采样引脚dim、至少两个检测分控引脚、至少两个使能引脚、电源引脚vin、接地引脚gnd，其中，所述采样引脚dim与所述采样电阻r1连接；所述至少两个检测分控引脚与所述至少两路led光源分别对应连接；所述至少两个使能引脚与所述至少两个电阻分别对应连接；所述电源引脚vin连接所述有源功率因数校正电路，所述接地引脚gnd接地。

可选地，还包括：调光控制电路，具有无线通信模块，所述调光控制电路与所述至少两个支路线性恒流电路分别连接，配置为采用所述无线通信模块接收外部控制信号，将所述外部控制信号转化成至少两路pwm调光控制信号，利用各路pwm调光控制信号调节相应支路线性恒流电路的电流大小，以对所述至少两路led光源分别调光。

可选地，所述无线通信模块包括2.4g-rf模块、wifi模块、蓝牙模块中的任意一项。

在本实用新型实施例中，通过在线性恒流电路中设置有源功率因数校正电路，以利用有源功率因数校正电路将整流模块整流后的谐波含量较高的三角波电流校正为正弦波电流，从而可以很好的适应于输入功率大于25w的灯具，不仅满足了国家关于谐波电流发射限制的标准要求，还使电路的输出电压更加稳定。另外，通过设置分控电路可以方便、快捷地控制多路线性恒流电路的导通和关闭，从而有效地控制多路光源的开关状态，进而实现灯具的多种出光效果。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1a示出了现有技术中电网正弦波电压波形示意图；

图1b示出了现有技术中电网正弦波形经整流桥整流滤波后的三角波示意图；

图2a示出了根据本实用新型一个实施例的线性恒流电路中增加有源功率因数校正电路后的电路示意图；

图2b示出了根据本实用新型另一个实施例的线性恒流电路中增加有源功率因数校正电路后的电路示意图；

图3示出了根据本实用新型一个实施例的高功率因数led线性恒流控制电路的示意图；

图4示出了根据本实用新型另一个实施例的高功率因数led线性恒流控制电路的示意图；

图5示出了根据本实用新型再一个实施例的高功率因数led线性恒流控制电路的示意图；

图6示出了根据本实用新型又一个实施例的高功率因数led线性恒流控制电路的示意图；以及

图7示出了根据本实用新型又一个实施例的高功率因数led线性恒流控制电路的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为解决上述技术问题，以使大于25w的灯具在满足国家关于谐波电流发射限制的标准要求的前提下也能采用线性恒流电路进行恒流，并且节约灯具成本，参见图2a所示，本实用新型实施例可以在线性恒流电路2中增加有源功率因数校正电路1，通过有源功率因数校正电路1将输入的三角波电流校正为正弦波电流，并且能够有效地提高电路的功率因数。本实用新型实施例的有源功率因数校正电路1后面可以连接接一路或多路线性恒流电路2。如图2b所示，有源功率因数校正电路1连接了多路线性恒流电路2，并且各线性恒流电路2分别连接有一组led光源，每组led光源可以包含串联的多个led。

本实用新型实施例采用高精度的集成控制电路，即有源功率因数校正电路1可以使电路输出的电压非常稳定，本实用新型实施例还可以尽量选择每个支路上led光源的压降vled尽可能接近有源功率因数校正电路1输出的电压，以使线性恒流电路2的损耗非常低。

基于上述分析，本实用新型提供了一种高功率因数led线性恒流控制电路，参见图3，高功率因数led线性恒流控制电路包括整流模块(如图3所示的整流桥db)、电容元件c、至少两个支路线性恒流电路2、有源功率因数校正电路1、分控电路3。

至少两个支路线性恒流电路2与至少两路led光源分别对应连接，配置为为led光源提供恒定电流。一个支路的线性恒流电路2中可以包含一路线性恒流电路2，也可以包含多个并联的线性恒流电路2。每个线性恒流电路2上均串联有一组led光源，每组led光源可以包含串联的多个led。

有源功率因数校正电路1与分控电路3和整流模块分别连接，配置为将整流模块整流后的三角波电流校正为正弦波电流，提供给分控电路3。

分控电路3，配置为检测至少两个支路线性恒流电路2的电流并预置有至少两种分控状态，若检测到的电流值达到预置电流值，则从当前分控状态切换至下一分控状态。当至少两个支路线性恒流电路2的电流值达到预设电流范围后，分控电路3利用切换后的分控状态控制至少两个支路线性恒流电路2的开关状态，以控制led光源的开关状态。

在本实用新型实施例中，通过在线性恒流电路中设置有源功率因数校正电路，以利用有源功率因数校正电路将整流模块整流后的谐波含量较高的三角波电流校正为正弦波电流，从而可以很好的适应于输入功率大于25w的灯具，不仅满足了国家关于谐波电流发射限制的标准要求，还使电路的输出电压更加稳定。另外，通过设置分控电路可以方便、快捷地控制多路线性恒流电路的导通和关闭，从而有效地控制多路光源的开关状态，进而实现灯具的多种出光效果。

继续参见图3，在本实用新型一实施例中，整流模块可以采用整流桥db，整流桥db具有输入端和输出端，整流桥db的输入端连接外部供电电源(图中未示出)，输出端连接有源功率因数校正电路1，整流桥db可以配置为对外部供电电源提供的电流信号进行整流，进而将整流后的电流信号提供至有源功率因数校正电路1。此外，图3中所示的f为保险丝。

本实用新型实施例中，有源功率因数校正电路1一般可以采用拓扑结构boost升压电路，也可以是flyback反激式电路，还可以是buck-boost升降压电路等可实现有源功率因数校正的拓扑电路，本发明实施例对有源功率因数校正电路1的类型不做具体的限定。

以图3所示为例，对本实用新型实施例中分控电路3的工作原理进行详细的介绍。为了能够更加清楚的描述出分控电路3的工作原理，对分控电路3与其他电路的连接端进行了标识，图3中示出的两个支路的线性恒流电路2分别连分控电路3的out1端和out2端，即分控电路3实现两路分控。在本发明实施例中，分控电路中可以预置有两种分控状态，两种分控状态分别为控制out1端连接的一支线性恒流电路打开且out2端连接的一支路线性恒流电路断开，以及控制out1端连接的一支线性恒流电路断开且out2端连接的一支路线性恒流电路打开。

本实用新型实施例中还包括开关元件4，其分别连接外部供电电源和整流模块，当开关元件4断开后，电容c储存的电能会迅速下降，只能维持led光源亮0.1秒左右，此时，分控电路3通过out1端和out2端检测到的两个支路线性恒流电路的电流也迅速下降，直到电流为0。当分控电路3检测到的电流值达到预置电流值后，会切换自身分控状态，即从当前分控状态切换至下一个分控状态。这里，预置电流值可以是一个很小的电流值，也可以是0值。

在本发明一实施例中，分控电路3中预置了四个分控状态，按照控制顺序依次四个分控状态分别为控制out1端和out2端都导通、控制out1端导通且out2端断开、控制out1端断开且out2端导通、控制out1端和out2端都断开。假设当前各支路线性恒流电路2连接的led光源的状态为都亮，即out1端和out2均导通，开关元件4断开后，分控电路3将分控状态切换为“控制out1端导通且out2端断开”，进而，当开关元件4再次闭合后，线性恒流电路2上的电流增加并达到预设电流范围，此时分控电路3控制out1端导通且out2端断开，即控制out1端连接的支路线性恒流电路2打开、out2端连接的支路线性恒流电路2断开，从而实现out1端对应的led光源亮且out2端对应的led光源不亮。这里的预设电流范围指的是电路正常工作时线性恒流电路2上对应的电流范围。

当开关元件4再次断开后，分控电路3切换至下一个分控状态，当开关元件4再次闭合后，分控电路3按照当前分控状态分别控制各路led光源的开、断状态，依次循环。上述功能只是举例说明，本实施例对相关分控制功能不做限定。

由此，分控电路3检测到的电流值若达到0，从当前分控状态切换至下一分控状态，当线性恒流电路的电流值达到预设电流范围后，利用切换后的分控状态控制相应的线性恒流电路的开关状态，以使分控电路3依次循环执行四个分控状态控制相应线性恒流电路的开关状态。

参见图3，本实用新型实施例还可以包括电容元件c1，其一端连接分控电路3，另一端接地。电容元件c1的容量足够大，配置为在至少两个支路线性恒流电路2的电流达到预置电流值期间，为分控电路3提供工作电压，也就是在开关元件4断开后，可以保证分控电路3继续维持工作一段时间，维持时间一般为3秒左右。

参见图4，本实用新型一实施例中，还可以包括采样电阻r1，其一端连接整流模块和有源功率因数校正电路1的输入端，另一端连接分控电路3。分控电路3，还可以配置为通过采样电阻r1采样整流模块整流后得到的电压值，若采样到的电压值达到预设电压值，则切换自身分控状态，当分控电路3通过采样电阻r1采样到的电压值达到预设电压范围后，利用切换后的分控状态控制至少两个支路线性恒流电路的开关状态。该实施例中，预设电压值可以是一个很小的电压值，也可以是0值。这里的预设电压范围指的是电路正常工作时整流模块整流后得到的电压范围。

在该实施中，还包括有二极管d1，的正极连接有源功率因数校正电路1，负极连接电容元件c。在开关元件4断开后，整流模块整流后的电压会迅速下降，由于电容元件c电容量较大，其电压下降较慢，并且二极管d1反向截止，因此，通过采样电阻r1采样整流模块整流后的电压，不仅可以更加快速地切换分控电路3的分控状态，还能有效避免电容元件c电压影响分控电路3对分控状态的及时切换。

参见图5，在本实用新型一实施例中，还可以将分控电路集成于一个ic芯片中得到分控ic，分控ic包括电源引脚vin、供电引脚vcc、接地引脚gnd、至少两个检测分控引脚，其中，至少两个检测分控引脚与至少两个支路线性恒流电路分别对应连接，检测分控引脚的数量与线性恒流电路的支路数量相同，图5中示出了三个检测分控引脚(out1、out2和out3)。电源引脚vin经二极管d1连接有源功率因数校正电路1，供电引脚vcc连接电容元件c1的一端，接地引脚gnd接地。

在本实用新型一实施例中，为了保证分控电路3的可靠工作，还可以在一个高功率因数led线性恒流控制电路中设置多个分控电路3，且多个分控电路3之间并联，此时，电容元件c1的数量与分控电路3的数量也是相对应的。例如，参见图6，包含了两个分控电路和两个电容元件(即电容元件c1和c2)，并且每个分控电路分别集成于一个ic芯片中，集成后的两个分控ic互相并联。

参见图7，在本实用新型一实施例中，还可以将分控电路(图7中未示出)和至少两个支路线性恒流电路(图7中未示出)均集成于一个ic芯片中，该ic芯片包括采样引脚dim、至少两个检测分控引脚、至少两个使能引脚、电源引脚vin、供电引脚vcc、接地引脚gnd。图7的ic芯片中由于集成了分控电路和两个支路线性恒流电路，因此，图7示出了两个检测分控引脚(out1和out2)，两个使能引脚(cs1和cs2)。

本实用新型实施例还包括至少两个电阻，配置为为至少两个支路线性恒流电路设定最大恒流值。至少两个电阻的数量与线性恒流电路的支路数量对应，图7中示出了两个支路的线性恒流电路2，因此设置了电阻r3和电阻r4。

在该实施例中，使能引脚cs1与电阻r3连接，使能引脚cs2与电阻r4连接，检测分控引脚out1连接一个支路的led光源，检测分控引脚out2连接另一个支路的led光源。采样引脚dim与采样电阻r1连接。电源引脚vin经二极管d1连接有源功率因数校正电路1，接地引脚gnd接地。供电引脚vcc连接电容元件c1的一端。

该实施例中，由于将分控电路和至少两个支路线性恒流电路均集成于一个ic芯片中，因此分控电路和线性恒流电路中的场效应管或三极管等元件可以共用一套，从而可以有效的节约电路元件资源，进而降低灯具的生产成本。

在本发明一实施例中，高功率因数led线性恒流控制电路中还可以包括调光控制电路(图中未示出)，调光控制电路具有无线通信模块，调光控制电路与至少两个支路线性恒流电路分别连接，可以采用无线通信模块接收外部控制信号，将所述外部控制信号转化成至少两路pwm调光控制信号，利用各路pwm调光控制信号调节相应支路线性恒流电路的电流大小，以对所述至少两路led光源分别调光。

该实施例中，无线通信模块包括2.4g-rf模块、wifi模块、蓝牙模块中的任意一项。当无线通信模块采用2.4g-rf模块时，外部设备可以采用遥控器，即通过遥控器按照预设的传输协议将外部控制信号发送至调光控制电路3的2.4g-rf模块中。当无线通信模块采用wifi模块或蓝牙模块时，外部设备可以采用手机，通过在手机上安装专用app，以利用手机app向调光控制电路3的wifi模块或蓝牙模块发送外部控制信号，当手机向调光控制电路3的wifi模块发送外部控制信号时，手机也需要连接无线网络。此外，外部控制信号的发送和接收方式不仅仅局限于以上的几种方式，还可以采用其他方式来发送或接收，例如可以设计采用网络语音控制(如天猫精灵)等等。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：在本发明的精神和原则之内，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案脱离本发明的保护范围。