专利名称：多开关恒流驱动器的制作方法
技术领域：
本发明属于LED灯具领域，特别涉及一种LED串的驱动器，具体是一种不需要占空比调节的LED恒流驱动器。
背景技术：
LED驱动需要一个恒定的电流和 一定电压，最常用的方案是米用一个开关电源。但由于开关电源本身的设计较为复杂，需要一个PWM控制芯片和一个功率拓扑，这种单级控制的拓扑往往PF (Power Factor，功率因数)很低，开关电源的输出电容往往体积较大，价格较高。在高温的环境中，开关电源的寿命及稳定性较差。如图I所示，是一种现有LED驱动器的结构图，其中，AC/DC电源变换器的输入端连接交流电源VI，其输出正端和输出负端分别表示为VO+和V0-，受控的LED串以4个LED模组为例，4个LED模组DI、D2、D3、D4沿电流方向依次同向串联，各LED模组可以是单个LED，也可以是相互串联或并联的至少两个LED，甚至可以是串、并联混合连接的多个LED ；AC/DC电源变换器的输出正、负端分别连接LED串的正、负端，从而为LED串提供恒定的电流和一定范围的电压。图I所示驱动器的优点在于LED串的工作电流恒定，不会随着输入交流电压的变化而变化，但其也有不足存在，即成本较高，如果采用单级的驱动，PF和驱动效率很难兼顾，驱动器的寿命受到输出电容的寿命限制，尤其是在高温的环境下会造成驱动器的寿命较短。因此，基于现有LED驱动器的不足，本发明人对现有的LED驱动器进行研究改进，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种多开关恒流驱动器，其可去除现有LED驱动器中的开关电源，并能够避免由于电容引起的PF较低问题，同时具有超长的使用寿命。为了达成上述目的，本发明的解决方案是
一种多开关恒流驱动器，用于实现对至少一个LED模组依次串联的LED串的驱动；所述LED驱动器包括整流桥、一个恒流源和至少一个可控限流开关，所述整流桥的输入正、负端分别连接交流电源的正、负极，该整流桥的输出正端经由可控限流开关连接LED串的正端；可控限流开关的数目与LED模组的数目相同，所述可控限流开关与LED模组一一对应，各可控限流开关的一端分别连接其所对应的LED模组的负端，而所有可控限流开关的另一端共同连接到整流桥的输出负端。上述LED模组是单个LED、相互串联或并联的至少两个LED或混合连接的多个LED。上述整流桥由4个二极管组成，第一二极管的阴极连接第二二极管的阳极，连接点作为整流桥的输入负端；第三二极管的阴极连接第四二极管的阳极，连接点作为整流桥的输入正端；第一、三二极管的阳极相连，共同作为整流桥的输出正端；第二、四二极管的阴极相连，共同作为整流桥的输出负端。与上述LED模组相连的可控限流开关自动检测其两端的电压，当流经可控限流开关的电流超出设定的电流值时可控限流开关两端的电压将会随着输入电压的上升而上升，当可控限流开关两端的电压值超过设定值时其将自动关断。上述恒流源为由三极管、恒流二极管、MOSFET, IGBT或场效应管构成的恒流源电路。上述可控限流开关的开通和关断通过外围的CPU进行统一的控制，CPU根据输入电压的变化主动调节各个限流开关的开通的时序以实现系统的优化。上述LED模组、恒流源和串联的可控限流开关数量根据输入交流电压的高低情况进行数量上的增加或者减少以达到系统的优化。采用上述方案后，本发明具有以下改进
(1)本发明通过对交流电整流后进行多个可控限流开关的切换控制，从而可以去除开关电源，并能够避免现有电路结构中由于电容引起的PF较低的问题；
(2)本发明所提供的电路由于没有铝电解的寿命限制，使得LED驱动器具有超长的使用寿命。
图I是一种现有LED驱动器的电路示意 图2是本发明的电路不意 图3是本发明另一种电路意图。
具体实施例方式以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。如图2所示，本发明提供一种多开关恒流驱动器，用于实现对η (η为自然数)个LED模组构成的LED串的驱动，所有LED模组沿电流方向依次串联，所述的LED模组可以是单个LED，也可以是至少两个LED依次串联，或是至少两个LED相互并联，甚至是多个LED由串联、并联混合连接，由于各LED模组的具体形态并不属于本发明的讨论重点，因此在本发明附图中，以单个LED的形式来表示各LED模组，需要理解的是，单个LED只是LED模组的一种表现形式，而不能以此限定LED模组的包含内容；在本实施例中，以4个依次串联的LED模组D5、D6、D7、D8为例进行说明，并以D5的阳极作为LED串的正端，以D8的阴极作为LED串的负端，更多数量的串联LED模组可依此类推。本发明提供的一种多开关恒流驱动器，包括整流桥、η (η为自然数)个可控限流开关和一个恒流源，所述整流桥的输入正端和输入负端分别连接交流电源V2的正极和负极，而输出正端连接恒流源的正端，而恒流源的负端连接LED串的正端；在本实施例中，整流桥由4个二极管D14、D15、D18、D19连接而成，二极管D18的阴极连接二极管D14的阳极，连接 点作为整流桥的输入负端，二极管D19的阴极连接二极管D15的阳极，连接点作为整流桥的输入正端，且二极管D18、D19的阳极相连，共同作为整流桥的输出负端，而二极管D15、D14的阴极相连，共同作为整流桥的输出正端；前述整流桥的连接结构为公知常识，在此不再赘述；而恒流源可采用由三极管、恒流二极管、MOSFET、IGBT或场效应管配合相关的控制元器件组成的恒流源电路。可控限流开关的数目与受控LED模组的数目相同，所述各可控限流开关与LED模组一一对应，各可控限流开关的一端分别连接其所对应的LED模组的负端，而所有可控限流开关的另一端共同连接到整流桥的输出负端；配合图2所示，4个可控限流开关SI、S2、S3、S4的一端分别连接LED模组D5、D6、D7、D8的负端，另一端均连接至二极管D19、D18的阴极。限流开关工作时，基于可控限流开关的自身特性，可根据其流过的电流自动调节其两端的电压，从而满足LED串的需求，当限流开关两端的电压低于设定的电压值时，可控限流开关工作在开通状态；而当限流开关两端的电压超出设定的电压值时，第一个限流关自动关断，第二个限流开关将自动开通；其后面的开关依次类推，从而实现对其所对应的 LED模组的限流开关通和关闭。如图3所示，本发明中的可控限流开关的开通和关断的时序控制可以通过外部的CPU (即图3中的Ul)进行调节，CPU通过Rl和R2对输入电压的检测，CPU将根据特定的算法进行每个可控限流开关的开通和关断状态以实现最高的系统效率。该发明的其他电路功能与前述相同，不再累述。以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
权利要求
1.ー种多开关恒流驱动器，用于实现对至少ー个LED模组依次串联的LED串的驱动；其特征在于所述LED驱动器包括整流桥、一个恒流源和至少ー个可控限流开关，所述整流桥的输入正、负端分别连接交流电源的正、负极，该整流桥的输出正端经由可控限流开关连接LED串的正端；可控限流开关的数目与LED模组的数目相同，所述可控限流开关与LED模组一一对应，各可控限流开关的一端分别连接其所对应的LED模组的负端，而所有可控限流开关的另一端共同连接到整流桥的输出负端。
2.如权利要求I所述的多开关恒流驱动器，其特征在于所述LED模组是单个LED、相互串联或并联的至少两个LED或混合连接的多个LED。
3.如权利要求I所述的多开关恒流驱动器，其特征在于所述整流桥由4个ニ极管组成，第一ニ极管的阴极连接第二ニ极管的阳极，连接点作为整流桥的输入负端；第三ニ极管的阴极连接第四ニ极管的阳极，连接点作为整流桥的输入正端；第一、三ニ极管的阳极相连，共同作为整流桥的输出正端；第二、四ニ极管的阴极相连，共同作为整流桥的输出负端。
4.如权利要求I所述的多开关恒流驱动器，其特征在于与所述LED模组相连的可控限流开关自动检测其两端的电压，当流经可控限流开关的电流超出设定的电流值时可控限流开关两端的电压将会随着输入电压的上升而上升，当可控限流开关两端的电压值超过设定值时其将自动关断。
5.如权利要求I所述的多开关恒流驱动器，其特征在于所述恒流源为由三极管、恒流ニ极管、MOSFET、IGBT或场效应管构成的恒流源电路。
6.如权利要求I所述的多开关恒流驱动器，其特征在于所述可控限流开关的开通和关断通过外围的CPU进行统ー的控制，CPU根据输入电压的变化主动调节各个限流开关的开通的时序以实现系统的优化。
7.如权利要求I所述的多开关恒流驱动器，其特征在于所述LED模组、恒流源和串联的可控限流开关数量根据输入交流电压的高低情况进行数量上的増加或者減少以达到系统的优化。
全文摘要
本发明公开一种多开关恒流驱动器，用于实现对至少一个LED模组依次串联的LED串的驱动；所述LED驱动器包括整流桥、一个恒流源和至少一个可控限流开关，所述整流桥的输入正、负端分别连接交流电源的正、负极，该整流桥的输出正端经由恒流源连接LED串的正端；可控限流开关的数目与LED模组的数目相同，所述可控限流开关与LED模组一一对应，各可控限流开关的一端分别连接其所对应的LED模组的负端，而所有可控限流开关的另一端共同连接到整流桥的输出负端。此种驱动器可去除现有LED灯具中的开关电源，并能够避免由于电容引起的PF较低问题，同时具有超长的使用寿命。
文档编号H05B37/02GK102665353SQ20121015261
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月17日 优先权日2012年5月17日
发明者张从峰 申请人:张从峰