一种具有高功率因数高效率的led线性恒流控制电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有高功率因数高效率的LED线性恒流控制电路，包括n个MOS驱动管、分别用于控制n个MOS驱动管的导通与关断的n个运算放大器、一用于对输入交流电压进行整流的整流桥、n组发光二极管灯串、一用于产生n个参考电压的参考电压产生电路以及一采样电阻，其中n为大于或者等于1的整数。在运算放大器的控制下，当输入电压低时让部分LED先导通，当输入电压高时，再让所有LED导通，这种分段导通的方式通大大提高了LED灯的功率因数和工效。
【专利说明】一种具有高功率因数高效率的LED线性恒流控制电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种LED线性恒流控制电路，特别是涉及一种具有高功率因数高效率的LED线性恒流控制电路。
【背景技术】
[0002]传统的LED线性恒流控制电路采用恒流源，LED灯串的正极接整流桥的正输出端，LED灯串的负极接恒流源的一端，恒流源的另一端接地。LED灯串一般由很多颗LED串联组成，只有当整流桥输出电压高于LED灯串的正向压降时才会导通；由于驱动电路上的压降为输入电压与LED灯串正向压降的差值，如果LED灯串的正向压降较小，那么在交流输入时，当输入电压达到峰值附近时，驱动电路上的压降将会很大，导致驱动电路温升很高而超过驱动电路最大耐受温度而不能正常工作，所以传统的LED线性恒流控制电路中，LED灯串的正向压降往往较大，而工作时又只有在输入交流电压大于LED灯串的正向压降时LED才会导通，所以往往只有在交流输入电压接近峰值时LED灯串才会被点亮，这就导致电源利用率不高，功率因数很低，一般效率低于70%，功率因数低于0.7。现在亟需一种高功率因数高效率的LED线性恒流控制电路，它可以根据输入电压的大小，使用运放控制部分LED导通或全部LED导通，在不改变LED灯数量和输出LED灯串的总功率的情况下提高输入电源的功率因数和整个驱动电路的工作效率。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决技术问题是，提供一种可以根据输入电压的大小，使用运放控制部分LED导通或全部LED导通，在不改变LED灯数量和输出LED灯串的总功率的情况下提高输入电源的功率因数和整个驱动电路的工作效率的LED线性恒流控制电路。
[0004]为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案是:一种具有闻功率因数闻效率的LED线性恒流控制电路，其关键是:包括η个MOS驱动管、分别用于控制η个MOS驱动管的导通与关断的η个运算放大器、一用于对输入交流电压进行整流的整流桥、η组发光二极管灯串、一用于产生η个参考电压的参考电压产生电路以及一采样电阻，其中η为大于或者等于的整数。
[0005]作为本实用新型的改进一所述η个MOS驱动管也可以全部或者部分改为NPN型驱动管。
[0006]作为本实用新型的改进二，所述η个MOS驱动管也可以全部或者部分改为结型场
效应晶体管。
[0007]作为本实用新型的改进三，所述η个运算放大器的输出端分别接所述η个MOS驱动管的栅极，所述η个运算放大器的正向输入端分别接η个参考电压，所述η个运算放大器的反向输入端分别与η个MOS驱动管的源极以及采样电阻的一端接一起，采样电阻的另一端接地，用于对输出电流进行设定；整流桥的输入端直接接交流输入电压并对其进行整流；所述η个发光二极管灯串中，发光二极管灯串的正极接整流桥的正输出端，发光二极管灯串的负极接发光二极管灯串的正极和MOS驱动管的漏极，发光二极管灯串的负极接发光二极管灯串的正极和MOS驱动管的漏极，发光二极管灯串的负极接发光二极管灯串的正极和MOS驱动管的漏极，整流桥的负输出端接地。
[0008]作为本实用新型进一步的改进，所述η个运算放大器根据输入电压的大小，分别控制所述η个驱动管的栅极电压，从而控制所述η个发光二极管灯串的导通与关断。
[0009]作为本实用新型更进一步的改进，所述η个参考电压满足参考电压一<参考电压二<......<参考电压η。
[0010]通过实施本实用新型可取得以下有益效果:
[0011]一种具有高功率因数高效率的LED线性恒流控制电路，其关键是:包括η个MOS驱动管、分别用于控制η个MOS驱动管的导通与关断的η个运算放大器、一用于对输入交流电压进行整流的整流桥、η组发光二极管灯串、一用于产生η个参考电压的参考电压产生电路以及一采样电阻，其中η为大于或者等于的整数。在运算放大器的控制下，当输入电压低时使部分LED以较低电流导通，当输入电压较高时，再使所有LED以较大电流导通。本实用新型与现有技术相比，本实用新型采用分段的LED控制技术，自动跟踪输入电压的变化，这样在整个AC周期内，根据输入电压的大小，将分段的LED逐级导通和逐级关断，且使得输入电流尽量跟随输入电压变化而变化，在不改变LED灯串总的LED数量和LED总的输出功率的情况下，在一个AC周期内，增加LED导通时间，提高了输入电源的功率因数以及整个驱动电路的工作效率，典型情况下工作效率可以提升到85%以上，同时功率因数可以提升到
0.95以上。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是传统的LED线性恒流控制电路；
[0013]图2是本实用新型的控制电路图；
[0014]图3是本实用新型的实施例的电路原理图；
[0015]图4是图3所示的实施例在半个AC周期内的输入电压与输入电流波形示意图。【具体实施方式】
[0016]如图1所示，图1是传统的LED线性恒流控制电路。ILED是一恒流源，LED灯串的正极接整流桥DB的正输出端，LED灯串的负极接ILED的一端，ILED的另一端接地。
[0017]如图2所示，一种具有高功率因数高效率的LED线性恒流控制电路，包括η个MOS驱动管Ql?Qn、分别用于控制η个MOS驱动管Ql?Qn的导通与关断的η个运算放大器AMPl?AMPn、一用于对输入交流电压进行整流的整流桥DB、η组发光二极管灯串LEDl?LEDn、一用于产生η个参考电压VREFl?VREFn的参考电压产生电路以及一采样电阻RCS，其中η为大于或者等于I的整数。所述η个运算放大器AMPl?AMPn的输出端分别接所述η个MOS驱动管Ql?Qn的栅极,所述η个运算放大器AMPl?AMPn的正向输入端分别接η个参考电压VREFl?VREFn，所述η个运算放大器AMPl?AMPn的反向输入端分别与η个MOS驱动管Ql?Qn的源极以及采样电阻RCS的一端接一起，采样电阻RCS的另一端接地，用于对输出电流进行设定；整流桥DB的输入端直接接交流输入电压并对其进行整流；所述η个发光二极管灯串LEDl?LEDn中，发光二极管灯串LEDl的正极接整流桥DB的正输出端，发光二极管灯串LEDl的负极接发光二极管灯串LED2的正极和MOS驱动管Ql的漏极，发光二极管灯串LED2的负极接发光二极管灯串LED3的正极和MOS驱动管Q2的漏极，发光二极管灯串LEDn-1的负极接发光二极管灯串LEDn的正极和MOS驱动管Qn-1的漏极，整流桥DB的负输出端接地。所述η个运算放大器AMPl?AMPn根据输入电压的大小，分别控制所述η个驱动管Ql?Qn的栅极电压，从而控制所述η个发光二极管灯串LEDl?LEDn的
导通与关断。所述η个参考电压VREFl?VREFn满足VREFl < VREF2 <......< VREFn。所
述η个MOS驱动管Ql?Qn也可以全部或者部分改为NPN型驱动管、也可以全部或者部分改为结型场效应晶体管。
[0018]如图3、4所示，本实施例所示的具有高功率因数高效率的LED线性恒流控制电路，包括MOS驱动管Ql、Q2、Q3 ;参考电压产生电路REFERENCE用于产生参考电压0.1V,0.2V、
0.3V ;运算放大器AMP1、AMP2、AMP3的输出端分别接MOS驱动管Q1、Q2、Q3的栅极，正向输入端分别接参考电压0.1V、0.2V、0.3V，反向输入端与MOS驱动管Q1、Q2、Q3的源极以及采样电阻RCS的一端接一起，采样电阻RCS的另一端接地，用于对输出电流进行设定；整流桥DB，其输入端直接接220V交流输入电压对其进行整流；三组发光二极管灯串LED1、LED2、LED3，且LEDl的正极接整流桥DB的正输出端，LEDl的负极接LED2的正极和Ql的漏极，LED2的负极接LED3的正极和Q2的漏极，LED3的负极接Q3的漏极，整流桥的负输出端接地。本实用新型所提出的具有高功率因数高效率的LED线性恒流控制电路，根据不同输入电压，逐级分段导通部分LED灯串或全部LED灯串；当输入电压大于LEDl的正向压降时，LEDl导通，电流由LED1、Q1、RCS流到地，AMPl将0.1V参考电压与CS电压的差值进行发大，控制Ql的栅极电压CTR1，由理想运算放大器的特性得到CS的电压也为0.1V，此时LEDl的电流等于
0.1V/RCS ;随着输入电压升高到LEDl与LED2的总的正向压降时，LEDl与LED2都导通，电流由LED1、LED2、Q2、RCS到地，AMP2将0.2V参考电压与CS电压的差值进行放大，控制Q2的栅极电压CTR2，由理想运算放大器的特性得到CS的电压也为0.2V，所以AMPl的输出CTRl会把Ql关闭，此时LEDl、LED2的电流为0.2V/RCS ;随着输入电压继续升高到LEDl、LED2、LED3的总的正向压降时，LED1、LED2、LED3都导通，电流由LED1、LED2、LED3、Q3、RCS到地，AMP3将0.3V参考电压与CS电压的差值进行放大，控制Q3的栅极电压CTR3，由理想运算放大器的特性得到CS的电压也为0.3V，所以AMP1、AMP2的输出CTR1、CTR2会把Q1、Q2关闭，此时LED1、LED2、LED3的电流为0.3V/RCS ;当输入电压升高到峰值后往下降时，与上述过程相反，这里不再赘述。在市电等交流供电系统应用中，在输入电压较低时，就可以先让部分LED以小电流导通，而随着输入电压的升高，逐步以更大的电流导通更多的LED，不难理解，采用分段逐级导通技术，本实用新型可以再整个AC周期内增加LED被点亮的时间，提高电源的利用率，且控制输入电流尽量跟随输入电压的变化而变化，在不增加总的LED灯数量以及不改变LED总的输出功率的情况下，可以大大提高驱动电路的工作效率以及输入电源的功率因数。
[0019]必须指出，上述实施例只是对本实用新型做出的一些非限定性举例说明。但本领域的技术人员会理解，在没有偏离本实用新型的宗旨和范围下，可以对本实用新型做出修改、替换和变更，这些修改、替换和变更仍属本实用新型的保护范围，例如增加或减少LED分段的数量、改变驱动管的类型等。
【权利要求】
1.一种具有高功率因数高效率的LED线性恒流控制电路，其特征是:包括η个MOS驱动管Ql?Qn、分别用于控制η个MOS驱动管Ql?Qn的导通与关断的η个运算放大器AMPl?AMPn、一用于对交流输入电压进行整流的整流桥(DB)、n组发光二极管灯串LEDl?LEDn、一用于产生η个参考电压VREFl?VREFn的参考电压产生电路以及一采样电阻(RCS)，其中η为大于I的整数。
2.根据权利要求1所述的一种具有高功率因数高效率的LED线性恒流控制电路，其特征是:所述η个运算放大器AMPl?AMPn的输出端分别接所述η个MOS驱动管Ql?Qn的栅极，所述η个运算放大器AMPl?AMPn的正向输入端分别接η个参考电压VREFl?VREFn，所述η个运算放大器AMPl?AMPn的反向输入端分别与η个MOS驱动管Ql?Qn的源极以及采样电阻(RCS)的一端接一起，采样电阻(RCS)的另一端接地，用于对输出电流进行设定；整流桥(DB)的输入端直接接交流输入电压并对其进行整流；所述η组发光二极管灯串LEDl?LEDn中，发光二极管灯串LEDl的正极接整流桥(DB)的正输出端，发光二极管灯串LEDl的负极接发光二极管灯串LED2的正极和MOS驱动管Ql的漏极，发光二极管灯串LED2的负极接发光二极管灯串LED3的正极和MOS驱动管Q2的漏极，以此类推，发光二极管灯串LEDn-1的负极接发光二极管灯串LEDn的正极和MOS驱动管Qn-1的漏极，发光二极管灯串LEDn的负极接MOS驱动管Qn的漏极，整流桥(DB)的负输出端接地。
3.根据权利要求2所述的一种具有高功率因数高效率的LED线性恒流控制电路，其特征是:所述η个运算放大器AMPl?AMPn根据输入电压的大小，分别控制所述η个MOS驱动管Ql?Qn的栅极电压，从而控制所述η组发光二极管灯串LEDl?LEDn的导通与关断。
4.根据权利要求3所述的一种具有高功率因数高效率的LED线性恒流控制电路，其特征是:所述η个参考电压VREFl?VREFn满足VREFl < VREF2 <......< VREFn。
5.根据权利要求1至4中任何一项所述的一种具有高功率因数高效率的LED线性恒流控制电路，其特征是:所述η个MOS驱动管Ql?Qn全部或者部分改为NPN型驱动管。
6.根据权利要求1至4中任何一项所述的一种具有高功率因数高效率的LED线性恒流控制电路，其特征是:所述η个MOS驱动管Ql?Qn全部或者部分改为结型场效应晶体管。
【文档编号】H05B37/02GK203708590SQ201420048140
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年1月26日 优先权日:2014年1月26日
【发明者】黄钦阳, 邓小兵, 张明明 申请人:深圳市梓晶微科技有限公司