專利名稱：一種led線性電流控制電路及l(fā)ed線性電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED線性電流控制電路，尤其涉及一種可以通過(guò)改變輸入可控硅調(diào)光器切相角度大小調(diào)節(jié)LED亮度的線性電流控制電路。
背景技術(shù)：
圖I是傳統(tǒng)的LED線性恒流控制電路。圖中LED燈串連接到輸入整流橋100的正端，通過(guò)一連接到輸入整流橋100地端的線性恒流源102來(lái)設(shè)定流過(guò)LED的電流。LED200 與線性恒流源102的位置可以相互交換。由于LED燈串由很多LED200串聯(lián)而成，因此正向?qū)妷汉芨摺８鶕?jù)LED導(dǎo)通的原理，只有在輸入電壓高于LED200正向?qū)妷簳r(shí)，LED燈串才會(huì)被點(diǎn)亮。在市電供電的系統(tǒng)中，LED燈串僅在輸入電壓達(dá)到峰值附近才會(huì)被點(diǎn)亮，所以LED的利用率很低，功率因數(shù)也不高。如果減少串聯(lián)的LED燈數(shù)量，雖然可以增加LED的利用率，但會(huì)使恒流控制電路的功耗大大增加，從而降低整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路的效率，增加驅(qū)動(dòng)電路的溫升。如果增大LED燈點(diǎn)亮?xí)r的電流，雖然可以提高LED的亮度，則需要采用更大功率的LED，從而增加了系統(tǒng)的成本， 系統(tǒng)功耗也會(huì)隨著LED驅(qū)動(dòng)電流的增大而增加。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種LED線性電流控制電路，可以根據(jù)實(shí)際流經(jīng)LED電流的大小點(diǎn)亮部分或全部LED，從而提高LED的利用率。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明公開一種LED線性電流控制電路，包括一 LED燈串，該LED燈串由至少一個(gè)LED串聯(lián)而成；一輸入電壓采樣網(wǎng)絡(luò)，用于采樣該LED的輸入電壓；一比較與控制電路，將該每個(gè)LED的輸入電壓分別與一基準(zhǔn)電壓比較以獲得一比較結(jié)果；一多路選擇開關(guān)，該多路選擇開關(guān)分別連接該LED，該多路選擇開關(guān)根據(jù)該比較結(jié)果改變其導(dǎo)通阻抗，以控制部分或全部LED導(dǎo)通。更進(jìn)一步地，該輸入電壓采樣網(wǎng)絡(luò)包括至少一個(gè)電流采樣電阻，該電流采樣電阻一端接地，另一端與該比較與控制電路及該多路選擇開關(guān)連接。更進(jìn)一步地，該比較與控制電路包括一運(yùn)算放大器，該運(yùn)算放大器的輸入端正極與該基準(zhǔn)電壓連接，其中輸入端負(fù)極與該電流采樣網(wǎng)絡(luò)連接，輸出端與該多路選擇開關(guān)連接。該多路選擇開關(guān)包括一控制端，開關(guān)輸入端和開關(guān)輸出端，改變?cè)摽刂贫说碾妷夯螂娏饕愿淖冊(cè)撻_關(guān)輸入端和開關(guān)輸出端的導(dǎo)通阻抗。該控制端與該運(yùn)算放大器的輸出端連接， 該開關(guān)輸入端與該LED連接，該開關(guān)輸出端與該運(yùn)算放大器的輸入端負(fù)極以及該輸入電壓采樣網(wǎng)絡(luò)連接。更進(jìn)一步地，該基準(zhǔn)電壓為一相同值，或者為不同值。本發(fā)明同時(shí)公開一種LED線性電路，包括整流橋以及LED線性電流控制電路，該 LED線性電流控制電路采用如上文任一項(xiàng)所述的LED線性電流控制電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明通過(guò)采樣LED電流與基準(zhǔn)電壓比較，控制多路選擇開
3關(guān)的導(dǎo)通阻抗，可以在不減少LED數(shù)量或者不增大LED電流的前提下，在整個(gè)周期內(nèi)逐漸增加LED被點(diǎn)亮的時(shí)間，從而提高LED的利用率和總輸出流明數(shù)。所以本發(fā)明提高了驅(qū)動(dòng)電路的效率，增加了輸入電源的功率因數(shù)，降低了系統(tǒng)的成本。而且通過(guò)改變輸入可控硅調(diào)光器切相角度大小調(diào)節(jié)LED亮度。于此同時(shí)，通過(guò)控制LED電流的大小，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)LED亮度的調(diào)節(jié)以及對(duì)網(wǎng)側(cè)輸入電流進(jìn)行控制以降低網(wǎng)側(cè)輸入電流的諧波；而且本發(fā)明不需要檢測(cè)輸入電壓的變化，就能自適應(yīng)輸入電壓的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)LED電流控制以及網(wǎng)側(cè)輸入電流的諧波控制。


關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過(guò)以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了解。圖I是傳統(tǒng)的LED線性恒流控制電路示意圖2是根據(jù)本發(fā)明所示出的LED線性電流控制電路的電路示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施例。傳統(tǒng)的LED線性恒流控制電路，LED燈串僅在輸入電壓達(dá)到峰值附近才會(huì)被點(diǎn)亮。本發(fā)明提供一種LED線性電流控制電路，在輸入電壓較低時(shí)，就可以點(diǎn)亮部分 LED,從而提高LED的利用率。為了實(shí)現(xiàn)該發(fā)明目的，一種LED線性電流控制電路，其特征在于，包括一 LED電流采樣網(wǎng)絡(luò)，用于采樣LED的電流得到采樣電壓；一比較和控制電路，根據(jù)所述采樣網(wǎng)絡(luò)得到的采樣電壓與一基準(zhǔn)電壓輸出一比較結(jié)果；一多路選擇開關(guān)，用于根據(jù)所述比較結(jié)果控制多路選擇開關(guān)的導(dǎo)通阻抗，使部分或全部LED導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)控制流經(jīng)該 LED的電流。上述比較和控制電路通過(guò)上述LED電流采樣網(wǎng)絡(luò)得到的采樣電壓，根據(jù)內(nèi)置基準(zhǔn)電壓比較來(lái)控制上述多路選擇開關(guān)的導(dǎo)通阻抗，使得LED燈珠串可以隨輸入電壓變化，逐漸點(diǎn)亮LED燈珠串中的燈珠。在輸入電壓時(shí)，會(huì)有部分LED點(diǎn)亮；在輸入電壓較高時(shí)，大部分或全部LED都點(diǎn)亮從而增加LED被點(diǎn)亮的時(shí)間，提高LED的利用率和總輸出流明數(shù)，可以降低網(wǎng)側(cè)輸入電流的諧波，提高功率因數(shù)，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能。以下將結(jié)合圖2詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。圖2是本發(fā)明所示出的LED線性電流控制電路的實(shí)施電路，包括LED電流采樣網(wǎng)絡(luò)400、比較和控制電路300、多路選擇開關(guān)及LED燈串 LEDfLEDn。其中該電流采樣網(wǎng)絡(luò)400中包括采樣電阻Rcsl-Rcsn、比較和控制電路300中包括內(nèi)置的運(yùn)算放大器OPl-OPn和基準(zhǔn)電壓VKEF1-VKEFn，多路選擇開關(guān)包括SWl-SWn和LED 燈串LEDI LEDn。在本實(shí)施方式中，該LED電流采樣網(wǎng)絡(luò)400包括三個(gè)采樣電阻Rcsl、Rcs2、Rcsn 分別連接到比較和控制電路300的CSl、CS2和CSn，再與多路開關(guān)SWl、Sff2, Sffn的輸出端 OUTl-OUTn連接；多路選擇開關(guān)SWl-SWn的控制端CONl-CONn分別與運(yùn)算放大器OPl-OPn輸出端Gl-Gn相連接；運(yùn)算放大器OPl-OPn的正極與基準(zhǔn)電壓VKEF1_VKEFn相連接；運(yùn)算放大器 OPl-OPn的負(fù)極與比較和控制電路300的CS1、CS2和CSn分別連接；多路選擇開關(guān)SWl-SWn 的輸入端INl-INn分別連接到LED燈串LEDl LEDn的陰極。LEDl LEDn頭尾相連，最后LEDl的陽(yáng)極連接到整流橋100的正端。本發(fā)明所提供的LED線性電流控制電路通過(guò)電流采樣網(wǎng)絡(luò)400得到流經(jīng) LEDfLEDn電流的采樣電壓，該采樣電壓再與連接至運(yùn)算放大器OPl-OPn正極的基準(zhǔn)電壓 VEEF1-VEEFn通過(guò)運(yùn)算放大器OPl-OPn進(jìn)行比較放大，調(diào)節(jié)連接至運(yùn)算放大器OPl-OPn輸出端 Gl-Gn的多路選擇開關(guān)SWl-SWn的控制端的電壓或電流，實(shí)現(xiàn)多路選擇開關(guān)SWl-SWn的導(dǎo)通阻抗調(diào)節(jié)，達(dá)到控制LED燈串LEDfLEDn電流的目的。本發(fā)明所提供的LED線性電流控制電路，可以根據(jù)不同的輸入電壓，點(diǎn)亮不同數(shù)量的LED。本發(fā)明只需要通過(guò)設(shè)置不同的基準(zhǔn)電壓VKEF1-VKEFn就可以控制LED燈串LEDf LEDn 的電流，使得LED燈串LEDI LEDn的電流I_LED= VKEFn/Rcsn。由市電供電的系統(tǒng)中，母線電壓為交流正弦波。在輸入電壓很低，且不足于觸通 LED燈珠串時(shí)，本發(fā)明中所有的多路選擇開關(guān)處于全部低阻導(dǎo)通狀態(tài)，隨著輸入電壓逐漸上升，LEDI燈珠串先流過(guò)電流，運(yùn)算放大器OPl開始比較LED電流的采樣電壓和基準(zhǔn)電壓Vkefi 來(lái)改變多路選擇開關(guān)SWl的導(dǎo)通阻抗，使得LED燈串LEDl的電流I_LED= VEEF1/Rcsl0當(dāng)輸入電壓進(jìn)一步上升至可以觸通LED2燈珠串時(shí)，由于多路選擇開關(guān)SW2處于低阻導(dǎo)通狀態(tài)， LED2燈珠串自動(dòng)導(dǎo)通流經(jīng)電流，運(yùn)算放大器0P2開始比較LED電流的采樣電壓和基準(zhǔn)電壓 Veef2來(lái)改變多路選擇開關(guān)SW2的導(dǎo)通阻抗，使得LED燈串LED2的電流I_LED= VEEF2/Rcs20 依次類推，當(dāng)輸入電壓進(jìn)一步上升至可以觸通LEDn燈珠串時(shí)，由于多路選擇開關(guān)SWn處于低阻導(dǎo)通狀態(tài)，LEDn燈珠串自動(dòng)導(dǎo)通流經(jīng)電流，運(yùn)算放大器OPn開始比較LED電流的采樣電壓和基準(zhǔn)電壓VKEFn來(lái)改變多路選擇開關(guān)SWn的導(dǎo)通阻抗使得LED燈串LEDn的電流I_LED= V ggpn/Rc Sn。當(dāng)輸入電壓開始下降至不足于觸通LEDn燈珠串時(shí)，LEDn燈珠串就沒有電流流過(guò)， 多路選擇開關(guān)SWn恢復(fù)到低阻導(dǎo)通狀態(tài)，運(yùn)算放大器0P2開始比較LED電流的采樣電壓和基準(zhǔn)電壓Vkef2來(lái)改變多路選擇開關(guān)SW2的導(dǎo)通阻抗，使得LED燈串LED2的電流I_LED= VEEF2/Rcs20依次類推，當(dāng)輸入電壓進(jìn)一步下降至不足于觸通LED2燈珠串時(shí)，多路選擇開關(guān) SW2恢復(fù)到低阻導(dǎo)通狀態(tài)，LED2燈珠串就沒有電流流過(guò)，運(yùn)算放大器OPl開始比較LED電流的采樣電壓和基準(zhǔn)電壓Vkefi來(lái)改變多路選擇開關(guān)SWl的導(dǎo)通阻抗，使得LED燈串LEDl的電流I_LED= VEEF1/Rcsl0當(dāng)輸入電壓進(jìn)一步下降至不足于觸通所有LED燈珠串時(shí)，多路選擇開關(guān)SWl-SWn全部恢復(fù)到低阻導(dǎo)通狀態(tài)。所述的基準(zhǔn)電壓VREFl-VREFn可以相互獨(dú)立，也可以相互關(guān)聯(lián)。當(dāng)輸入電壓上升， LED2燈珠串開始導(dǎo)通電流，所以流過(guò)多路選擇開關(guān)SW2的電流逐漸上升，CS2電壓也開始上升?？梢栽O(shè)SVkefi隨著CS2電壓的上升而減小，使得流過(guò)多路選擇開關(guān)SWl的電流逐漸減小，所以電流逐漸從多路選擇開關(guān)SWl平滑的切換到SW2。而從母線輸入的電流基本不變， 減少了多路選擇開關(guān)切換時(shí)引入的噪聲。其他多路選擇開關(guān)開始導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)也可以采取同樣的控制方法，使得母線輸入電流在整個(gè)周期內(nèi)保持基本不變。依此循環(huán)工作，本發(fā)明所提供的LED線性電流控制電路可以通過(guò)控制LED電流就點(diǎn)亮部分LED ;在輸入電壓高時(shí)，則點(diǎn)亮全部LED。因此，本發(fā)明采用自適應(yīng)分段開關(guān)技術(shù)可以在整個(gè)周期內(nèi)增加LED被點(diǎn)亮的時(shí)間，從而提高LED的利用率和總輸出流明數(shù)，同時(shí)可以降低網(wǎng)側(cè)輸入電流的諧波，提高功率因數(shù)。
本說(shuō)明書中所述的只是本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)本發(fā)明的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種LED線性電流控制電路，其特征在于，包括一 LED燈串，所述LED燈串由至少一個(gè)LED串聯(lián)而成；一輸入電壓米樣網(wǎng)絡(luò)，用于米樣所述LED的輸入電壓；一比較與控制電路，將所述每個(gè)LED的輸入電壓分別與一基準(zhǔn)電壓比較以獲得一比較結(jié)果;一多路選擇開關(guān)，所述多路選擇開關(guān)分別連接所述LED，所述多路選擇開關(guān)根據(jù)所述比較結(jié)果改變其導(dǎo)通阻抗，以控制部分或全部LED導(dǎo)通。
2.如權(quán)利要求I所述的LED線性電流控制電路，其特征在于，所述輸入電壓采樣網(wǎng)絡(luò)包括至少一個(gè)電流采樣電阻，所述電流采樣電阻一端接地，另一端與所述比較與控制電路及所述多路選擇開關(guān)連接。
3.如權(quán)利要求I所述的LED線性電流控制電路，其特征在于，所述比較與控制電路包括一運(yùn)算放大器，所述運(yùn)算放大器的輸入端正極與所述基準(zhǔn)電壓連接，其中輸入端負(fù)極與所述電流采樣網(wǎng)絡(luò)連接，輸出端與所述多路選擇開關(guān)連接。
4.如權(quán)利要求3所述的LED線性電流控制電路，其特征在于，所述多路選擇開關(guān)包括一控制端，開關(guān)輸入端和開關(guān)輸出端，改變所述控制端的電壓或電流以改變所述開關(guān)輸入端和開關(guān)輸出端的導(dǎo)通阻抗。
5.如權(quán)利要求4所述的LED線性電流控制電路，其特征在于，所述控制端與所述運(yùn)算放大器的輸出端連接，所述開關(guān)輸入端與所述LED連接，所述開關(guān)輸出端與所述運(yùn)算放大器的輸入端負(fù)極以及所述輸入電壓采樣網(wǎng)絡(luò)連接。
6.如權(quán)利要求I所述的LED線性電流控制電路，其特征在于，所述基準(zhǔn)電壓為一相同值，或者為不同值。
7.一種LED線性電路，包括整流橋以及LED線性電流控制電路，其特征在于，所述LED 線性電流控制電路采用如權(quán)利要求I至6任一項(xiàng)所述的LED線性電流控制電路。
全文摘要
本發(fā)明公開一種LED線性電流控制電路，包括一LED燈串，該LED燈串由至少一個(gè)LED串聯(lián)而成；一輸入電壓采樣網(wǎng)絡(luò)，用于采樣該LED的輸入電壓；一比較與控制電路，將該每個(gè)LED的輸入電壓分別與一基準(zhǔn)電壓比較以獲得一比較結(jié)果；一多路選擇開關(guān)，該多路選擇開關(guān)分別連接該LED，該多路選擇開關(guān)根據(jù)該比較結(jié)果改變其導(dǎo)通阻抗，以控制部分或全部LED導(dǎo)通。本發(fā)明同時(shí)公開一種LED線性電路。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102595715SQ20121001662
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者胡黎強(qiáng) 申請(qǐng)人:上海晶豐明源半導(dǎo)體有限公司