CN103206684B - 分段式led驱动装置及其驱动方法和led照明装置 - Google Patents
分段式led驱动装置及其驱动方法和led照明装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103206684B CN103206684B CN201310143052.XA CN201310143052A CN103206684B CN 103206684 B CN103206684 B CN 103206684B CN 201310143052 A CN201310143052 A CN 201310143052A CN 103206684 B CN103206684 B CN 103206684B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- led
- switch
- group
- led string
- led group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
本发明公开了分段式LED驱动装置及其驱动方法和LED照明装置,其分段式LED驱动装置,其与整流桥、LED灯串和LED灯组连接其包括:LED灯串开关组,用于点亮或熄灭LED灯串中的LED;LED灯组开关组,用于点亮或熄灭LED灯组中的LED;电流检测及纠错单元,用于检测LED的电流变化;控制逻辑单元,用于根据电流检测及纠错单元的检测结果控制LED灯串开关组和LED灯组开关组开启与关闭。在市电经过整流后,直接由LED驱动装置驱动LED,不需要使用电感和电解电容,提高了***的稳定性;同时本发明还根据整流桥大小实时调节LED灯串和LED灯组中的LED的亮灭状态,大大提高了LED驱动装置的效率。
Description
技术领域
本发明涉及LED照明技术,特别涉及一种分段式LED驱动装置及其驱动方法和LED照明装置。
背景技术
传统的LED驱动电路中,市电经过整流桥变成直流电后,一般还需要经过电感及电解电容器件进行处理来驱动LED,但电解电容的寿命较短,严重制约了LED驱动电路的整体寿命,而且转换效率一般在80%左右,其转换效率低,这样严重影响了LED的照明效果。
为了避免在驱动电路中使用电感和电容,设计人员对LED驱动电路进行了一些改进,如图1所示,其为公开号为CN 102196627的专利的电路图,在该专利中,MOS管88、87、86,用于短路或开路LED短串62、LED短串61、LED短串60。以MOS管87为例,当MOS管87短路LED短串61时,L3和L4之间的电压接近为零;当MOS管87开路LED短串61时,L3和L4之间的电压为16N×3.0V(3.0V为单个LED处于亮态时的两端的电压)。假设市电输入电压为220V,当所有LED点亮时LED上的压降应当接近于整流桥输出的最高电压220×1.414=311V,可见LED的总数量应当为100左右,所以N至少为2。所以当MOS管87开路LED短串61时,L3和L4之间的电压为16N×3.0V>16×2×3.0V=96V。若所有的LED均处于亮态时,L3地的电压15×3.0V=45.0V。
从上面的分析可以得知,MOS管87的Source(接在L3上)对地最低耐受电压45V,MOS管87的Drain(接在L4上)对地最低耐受电压45+96=141V,而标准MOS管87的Drain和Source端的最低耐受电压为96V。同时MOS管87的gate(接在NG4上)驱动电路也非常复杂。在现有的半导体工艺中,这种MOS不可能集成。因此上述驱动电路的电路结构特别复杂,对器件的耐压要求较高,难于在一个芯片内集成,不满足电子产品日益微型化要求。
如图2所示,其为公开号为US 2011/0084619A1的专利的电路图,根据其权利要求2的描述可得知,专利2通过AC同步电路,在不同的时刻选通不同的LED灯串,并根据时间调节LED灯串中的电流。在驱动LED时,在一定的时间点使12B关断、12C打开,12C打开时LED的数量增加,同时LED中的电流增大。然而,在12B关断的瞬间,12B中的122的Drain端电压将会非常高,约为11A及11B灯的总数量乘以3.0V,通常LED中的电流为30mA或者更高。假设11a和11b中的灯数量为30个,那么芯片上的功耗为30×3.0V×30mA=2700mW,对于常用的7W LED照明***而言,其效率将会小于80%。同时芯片上的功耗为2.7W,也会给芯片的封装提出更高的要求。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处,本发明的目的在于提供一种分段式LED驱动装置及其驱动方法和LED照明装置,以解决现有技术电路结构复杂,转换效率低的问题。
为了达到上述目的,本发明采取了以下技术方案:
一种分段式LED驱动装置,其与整流桥、LED灯串和LED灯组连接,用于点亮或熄灭LED灯串和LED灯组中的LED,其包括:LED灯串开关组,用于点亮或熄灭LED灯串中的LED;LED灯组开关组,用于点亮或熄灭LED灯组中的LED;电流检测及纠错单元,用于检测LED的电流变化;控制逻辑单元,用于根据电流检测及纠错单元的检测结果控制LED灯串开关组和LED灯组开关组开启与关闭;
所述整流桥的正输出端连接LED灯串的正极,整流桥的负输出端接地;所述LED灯串的负极连接LED灯串开关组的第一端;LED灯串开关组的第二端连接控制逻辑单元,LED灯串开关组的第三端连接LED灯组开关组的第一端和LED灯组的正极;所述LED灯组开关组的第二端连接控制逻辑单元,LED灯组开关组的第三端连接LED灯组的负极和电流检测及纠错单元的第一端;所述电流检测及纠错单元的第二端连接控制逻辑单元,电流检测及纠错单元的第三端接地。
一种上述分段式LED驱动装置的驱动方法,包括:
控制逻辑单元根据电流检测及纠错模块的输出的欠流及过流信号,通过控制第一LED灯串开关、第一LED灯组开关的启闭状态,调节处于点亮状态的LED的数量,使得LED电流处于欠流值与过流值之间;其中:
当整流桥输出电压最高时,控制逻辑单元控制第一LED灯串开关开启,第一LED灯组开关关断,使第一LED灯串和第一LED灯组处于点亮状态;当整流桥输出电压降低时,LED电流降低小于欠流值,控制逻辑单元控制控制第一LED灯组开关开启,熄灭第一LED灯组中的LED,使LED电流增加大于电流下限值;
当整流桥输出电压最低时,控制逻辑单元控制第一LED灯串开关和第一LED灯组开关均开启,使第一LED灯组处于点亮状态;当整流桥输出电压升高时,LED电流升高大于过流值,控制第一LED灯组开关关断,点亮第一LED灯组中的LED,使LED电流减少小于电流上限值;
在***初始上电后,控制第一LED灯串开关开启和第一LED灯组开关关断,使第一LED灯串和第一LED灯组接入整流桥和地之间;之后,按照整流桥输出电压降低时的控制方式,控制第一LED灯组开关和第一LED灯组开关的启闭状态,使LED电流在欠流值与过流值之间;之后,依照当前整流桥的输出电压处于上升或下降阶段,采用LED电流在上升或下降阶段的控制方式,控制第一LED灯组开关和第一LED灯组开关的启闭状态,来调节点亮状态的LED的数量。
一种上述分段式LED驱动装置的驱动方法,包括:
控制逻辑单元根据电流检测及纠错模块的输出的欠流及过流信号,通过控制第二LED灯串开关、第三LED灯串开关、第四LED灯串开关、第五LED灯串开关、第二LED灯组开关、第三LED灯组开关的启闭状态,调节处于点亮状态的LED的数量,使得LED电流处于欠流值与过流值之间,其中:
当整流桥输出电压最高时,控制逻辑单元控制控制第五LED灯串开关开启、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关关断,点亮第二LED灯串、第三LED灯串、第四LED灯串、第五LED灯串、第二LED灯组和第三LED灯组,所述整流桥的输出电压从最高降低,LED电流降低小于欠流值时,控制第三LED灯组开关开启,熄灭第三LED灯组,使LED电流增加大于欠流值;随着整流桥输出电压降低,LED电流继续降低小于欠流值时,控制第二LED灯组开关开启,熄灭第二LED灯组,使LED电流增加大于欠流值;随着整流桥输出电压继续降低,LED电流继续降低小于欠流值时,控制第五LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关关断,同时控制第四LED灯串开关开启,熄灭第五LED灯串、并点亮第二LED灯组和第三LED灯组;随着整流桥输出电压继续降低,LED电流降低小于欠流值时,控制第三LED灯组开关开启,熄灭第三LED灯组,使LED电流增加大于欠流值;随着整流桥输出电压继续降低,LED电流继续降低小于欠流值时,控制第二LED灯组开关开启,继续熄灭第二LED灯组,使LED电流增加大于欠流值;随着整流桥输出电压降低,LED电流继续降低小于欠流值时,控制第四LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关关断,同时控制第三LED灯串开关开启,熄灭第四LED灯串、并点亮第二LED灯组和第三LED灯组,然后LED电流增加大于欠流值;以此类推,直到整流桥输出电压降至最低时,控制第二LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关开启,同时控制第三LED灯串开关、第四LED灯串开关、第五LED灯串开关关断,使第二LED灯串为点亮状态,第三LED灯串、第四LED灯串、第五LED灯串、第二LED灯组和第三LED灯组为熄灭状态;
当整流桥输出电压最低时,控制逻辑单元控制控制第五LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关均开启,仅点亮第二LED灯组;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高超过过流值,控制第三LED灯组开关关断点亮第三LED灯组,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高超过过流值,控制第三LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关开启,同时控制第二LED灯串开关关断,点亮第三LED灯串、并熄灭第二LED灯组和第三LED灯组,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高超过过流值,控制第二LED灯组开关关断,点亮第二LED灯组,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高超过过流值,控制第三LED灯组开关关断,点亮第三LED灯组,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高超过过流值,控制第四LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关开启,同时控制第三LED灯串开关关断,点亮第四LED灯串、并熄灭第二LED灯组和第三LED灯组,使LED电流减少小于过流值,以此类推,直到整流桥电压升到最高时,控制第五LED灯串开关开启,控制第二LED灯串开关、第三LED灯串开关、第四LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关关断,点亮第二LED灯串、第三LED灯串、第四LED灯串、第五LED灯串、第二LED灯组和第三LED灯组;
在***初始上电后,控制第五LED灯串开关开启,同时控制第二LED灯串开关、第三LED灯串开关、第四LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关关断,使第二LED灯串、第三LED灯串、第四LED灯串、第五LED灯串、第二LED灯组和第三LED灯组接入整流桥和地之间;之后,根据电流检测及纠错电路输出的欠流及过流信号,按照整流桥输出电压下降阶段的方式,控制第二、第三、第四、第五LED灯串开关及第二、第三LED灯组开关的启闭状态,使LED驱动装置在初始上电的电压下,LED电流在欠流值与过流值之间;之后,依照当前整流桥的输出电压处于上升或下降阶段,采用上升或下降阶段的控制方式,控制第二、第三、第四、第五LED灯串开关及第二、第三LED灯组开关的启闭状态,来调节点亮状态的LED的数量。
一种上述分段式LED驱动装置的驱动方法,包括:
控制逻辑单元根据电流检测及纠错模块的输出的欠流及过流信号,通过控制第六LED灯串开关、第七LED灯串开关、第八LED灯串开关、第九LED灯串开关、第四LED灯组开关、第五LED灯组开关,调节处于点亮状态的LED的数量,使得LED电流处于欠流值与过流值之间,其中:
当整流桥输出电压最高时,控制逻辑单元控制第八LED灯串开关、第九LED灯串开关开启,控制第六LED灯串开关、第七LED灯串开关、第四LED灯组开关和第五LED灯组开关关断,点亮第六LED灯串、第七LED灯串、第四LED灯组和第五LED灯组;当整流桥输出电压降低时,LED电流降低小于欠流值,控制第五LED灯组开关开启,熄灭第五LED灯组熄灭,使LED电流增加大于欠流值;当整流桥输出电压降低时,LED电流降低小于欠流值,控制第四LED灯组开关开启,熄灭第四LED灯组,LED电流增加大于欠流值;随着整流桥输出电压降低,LED电流降低小于欠流值,控制第六LED灯串开关和第七LED灯串开关开启,同时控制第八LED灯串开关、第九LED灯串开关、第四LED灯组开关和第五LED灯组开关关断,熄灭第七LED灯串,点亮第四LED灯组和第五LED灯组,使LED电流增加大于欠流值;随着LED电流继续降低,控制第五LED灯组开关开启,熄灭第五LED灯组;随着整流桥输出电压降低,LED电流降低小于欠流值,控制第四LED灯组开关开启,继续熄灭第四LED灯组,LED电流增加大于欠流值;
当整流桥输出电压最低时,控制逻辑单元控制第八LED灯串开关、第九LED灯串开关关断,第六LED灯串开关、第七LED灯串开关、第四LED灯组开关、第五LED灯组开关开启,点亮第七LED灯串;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高升高大于过流值,控制第四LED灯组开关关断,点亮第四LED灯组;随着LED电流继续升高,控制第五LED灯组开关关断,继续点亮第五LED灯组,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第八LED灯串开关、第九LED灯串开关、第四LED灯组开关和第五LED灯组开关开启,同时控制第六LED灯串开关、第七LED灯串开关关断,点亮第七LED灯串,同时熄灭第四LED灯组和第五LED灯组,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第四LED灯串开关关断,点亮第四LED灯组,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第五LED灯串开关关断,继续点亮第五LED灯组,LED电流减少小于过流值;
在***初始上电后,控制第八LED灯串开关、第九LED灯串开关开启,第六LED灯串开关、第七LED灯串开关、第四LED灯组开关和第五LED灯组开关关断,使第六LED灯串、第七LED灯串、第四LED灯组和第五LED灯组,接入整流桥和地之间;之后,根据电流检测及纠错电路输出的欠流及过流信号,按照整流桥输出电压下降阶段的控制方式,控制第六、第七、第八、第九LED灯串开关及第四、第五LED灯组开关的启闭状态,使得在初始上电的电压下,LED电流在欠流值与过流值之间;之后,依照当前整流桥的输出电压处于上升或下降阶段,采用上升或下降阶段的控制方式,控制第二、第三、第四、第五LED灯串开关及第二、第三LED灯组开关的启闭状态,来调节点亮状态的LED的数量。
一种LED照明装置,其包括:用于对输入信号进行整流的整流桥、LED灯串、LED灯组和上述的分段式LED驱动装置;所述整流桥通过分段式LED驱动装置连接LED灯串和LED灯组。
相较于现有技术,本发明提供的分段式LED驱动装置及其驱动方法和LED照明装置,在市电经过整流后,直接由LED驱动装置驱动LED,不需要使用电感和电解电容,节省了材料成本,提高了***的稳定性;同时由LED驱动装置根据整流桥大小实时调节LED灯串和LED灯组中的LED的亮灭状态,大大提高了LED驱动装置的效率。
附图说明
图1为公开号为CN 102196627的专利的电路图。
图2为公开号为US 2011/0084619A1的专利的电路图。
图3为本发明分段式LED驱动装置的电路结构框图。
图4为本发明第一较佳实施例提供的分段式LED驱动装置的电路结构框图。
图5为本发明第一较佳实施例提供的分段式LED驱动装置的电路原理图。
图6为本发明第二较佳实施例提供的分段式LED驱动装置的电路结构框图。
图7为本发明第三较佳实施例提供的分段式LED驱动装置的电路结构框图。
具体实施方式
本发明提供一种分段式LED驱动装置及其驱动方法和LED照明装置,根据LED电流的变化实时控制LED的点亮与熄灭数量,从而来提高驱动装置的效率。
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明提供的分段式LED驱动装置连接整流桥、LED灯串和LED灯组,用于根据整流桥输出电压幅度,点亮或熄灭LED灯串和LED灯组中的LED,从而来提高LED驱动装置的效率。请参阅图3,其为本发明分段式LED驱动装置的电路结构框图。如图3所示,分段式LED驱动装置可以设计为一种LED驱动芯片以降低照明电路的复杂度,如图3中粗虚线框框出的部分表示分段式LED驱动装置,其包括:LED灯串开关组400、LED灯组开关组500、电流检测及纠错单元600和控制逻辑单元700。在LED灯串200和LED灯组300中,由多颗LED芯片串联构成,LED灯串200和LED灯组300串联构成LED负载,这个LED负载接在整流桥100正输出端和地之间。
本实施例中,所述整流桥100的正输出端连接LED灯串200的正极,整流桥100的负输出端接地,用于对输入的交流电进行整流;所述LED灯串200的负极连接LED灯串开关组400的第一端A1;LED灯串开关组400的第二端A2连接控制逻辑单元700,LED灯串开关组400的第三端A3连接LED灯组开关组500的第一端B1和LED灯组300的正极,用于接受控制逻辑单元700的控制,点亮或熄灭LED灯串200中的LED;所述LED灯组开关组500的第二端B2连接控制逻辑单元700,LED灯组开关组500的第三端B3连接LED灯组300的负极和电流检测及纠错单元600的第一端C1,用于接受控制逻辑单元700的控制,点亮或熄灭LED灯组300中的LED。
所述电流检测及纠错单元600的第二端C2连接控制逻辑单元700,电流检测及纠错单元600的第三端C3接地,该电流检测及纠错单元600接在LED灯组300的末端,检测LED的电流变化,判断欠流和过流状态,在欠流信号或过流信号有效时,输出一个信号给控制逻辑单元700,通过控制逻辑单元700根据电流检测及纠错单元600的检测结果,及整流桥输出电压的高低来控制LED灯串开关组400和LED灯组开关组500开启与关闭。
当控制逻辑单元700控制LED灯串开关组400开启,点亮接在LED灯串开关组400第一端A1和整流桥100的正输出端之间的LED灯串200;当控制逻辑单元700控制LED灯组开关组500开启时,熄灭与其并联的LED灯组300;当LED灯组开关组500关断时,点亮与其并联的LED灯组300。本发明根据电流检测及纠错单元600来检测LED灯串200或者LED灯组300电流中的LED电流的变化(即LED电流的变化),根据电流的变化实时控制LED灯串开关组400和LED灯组开关组500的开启与关闭状态,相应控制LED灯串200或者LED灯组300的LED的点亮数量,来提高驱动效率。
根据上述的分段式LED驱动装置,本发明对应提供三个较佳实施例对本发明的技术方案进行详细说明,请参阅图4,为本发明第一较佳实施例提供的分段式LED驱动装置的电路结构框图。
如图4所示,所述的分段式LED驱动装置还包括用于供电的供电单元800;其中:所述LED灯串200、LED灯组300、LED灯串开关组400和LED灯组开关组500各为一个,在本实施例中,分别为:第一LED灯串201、第一LED灯组301、第一LED灯串开关401和第一LED灯组开关501。其中,第一LED灯组301中的LED数量小于第一LED灯串201中的LED的数量,更优的配置是第一LED灯组301中LED的数量为第一LED灯串201中LED数量的1/2。
所述供电单元800的一端连接整流桥100的正输出端和第一LED灯串201的正极,供电单元800的另一端连接第一LED灯串开关401的第四端A14,用于给第一LED灯串开关401提供电源电压;所述第一LED灯串201的负极连接第一LED灯串开关401的第一端A11;第一LED灯串开关401的第二端A12连接控制逻辑单元700的G1端,用于接受控制逻辑单元700输出的控制信号控制第一LED灯串201点亮与熄灭;所述第一LED灯串开关401的第三端A13连接第一LED灯组开关501的第一端B11和第一LED灯组301的正极;所述第一LED灯组开关501的第二端B12连接控制逻辑单元700的PG1端,第一LED灯组开关501的第三端B13连接第一LED灯组301的负极,用于接受控制逻辑单元700输出的控制信号控制第一LED灯组301点亮与熄灭,第一LED灯组开关501的第三端还连接电流检测及纠错单元600的第一端C1,即该电流检测及纠错单元600接在第一LED灯组301的末端(负极)和第一LED灯组开关501的第三端B13,在第一LED灯组301点亮时,其用于检测第一LED灯组301中的LED电流,在第一LED灯组301熄灭时,其用于检测第一LED灯串201中的LED电流。
所述控制逻辑单元700用于根据整流桥100输出电压的高低,控制第一LED灯串201和第一LED灯组301的亮灭状态,使得处于亮态LED的电压值之和,与整流桥100输出电压几乎一致,从而提高的电源效率。
其控制方法具体为:控制逻辑单元700根据电流检测及纠错模块的输出的欠流及过流信号,通过控制第一LED灯串开关401、第一LED灯组开关501的启闭状态,调节处于点亮状态的LED的数量,使得LED电流处于欠流值与过流值之间,这样处于点亮状态LED的VF值之和与整流桥的输出电压接近。
当整流桥输出电压最高时,控制逻辑单元700控制第一LED灯串开关401开启,第一LED灯组开关501关断,使第一LED灯串201和第一LED灯组301处于点亮状态;当整流桥输出电压降低时,LED电流降低小于欠流值,控制逻辑单元700控制控制第一LED灯组开关501开启,熄灭第一LED灯组301中的LED,使LED电流增加大于电流下限值。
当整流桥输出电压最低时,控制逻辑单元700控制第一LED灯串开关401和第一LED灯组开关501均开启,使第一LED灯组301处于点亮状态;当整流桥输出电压升高时,LED电流升高大于过流值,控制第一LED灯组开关501关断,点亮第一LED灯组301中的LED,使LED电流减少小于电流上限值。
在***初始上电后,控制第一LED灯串开关401开启和第一LED灯组开关501关断,使第一LED灯串201和第一LED灯组301接入整流桥和地之间;之后,按照整流桥输出电压降低时的控制方式,控制第一LED灯组开关501和第一LED灯组开关501的启闭状态,使LED电流在欠流值与过流值之间;之后,依照当前整流桥的输出电压处于上升或下降阶段,采用LED电流在上升或下降阶段的控制方式,控制第一LED灯组开关501和第一LED灯组开关501的启闭状态,来调节点亮状态的LED的数量。
根据上述分析可知,在发生欠流时,第一LED灯串201和第一LED灯组301的亮灭状态转换的真值表如表1所示,其中Q1_n-1和Q1_n代表第一LED灯串201的当前状态和下一状态,Qf1_n-1和Qf1_n代表第一LED灯组301的当前状态和下一状态。
欠流信号 | Q1_n-1 | Qf1_n-1 | Q1_n | Qf1_n |
1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
表1
在表1中,欠流信号为1时表示有欠流信号,此时需要减少点亮的LED的数量,否则保持当前状态。Q1和Qf为1时表示灯亮,Q1和Qf为0时表示灯灭。
当只有第一LED灯串201点亮时则表示整流桥输出电压已降至最低,当整流桥输出电压升高,LED中的电流将会随之升高,当LED电流大于过流值时,控制第一LED灯组开关501关断、保持第一LED灯串开关401为开启状态,点亮第一LED灯组301中的LED,使第一LED灯串201和第一LED灯组301均为点亮状态,通过增加点亮LED的数量,使LED电流减少小于过流值。同理可知发生过流时,第一LED灯串201和第一LED灯组301的真值如表2所示:
过流信号 | Q1_n-1 | Qf1_n-1 | Q1_n | Qf1_n |
1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
表2
在表2中,过流信号为1时表示有过流信号,此时需要增加点亮的LED的数量,否则保持当前状态。
请一并参阅图5,在具体实施时,所述第一LED灯串开关401包括:第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4、第五MOS管M5、第六MOS管M6、第八MOS管M8和二极管D1。
其中,所述第一MOS管M1的漏极连接第一LED灯串201的负极,第一MOS管M1的源极和第八MOS管M8的源极连接第一LED灯组开关501的第一端B11,第一MOS管M1的栅极连接第六MOS管M6的漏极和第八MOS管M8的漏极,第六MOS管M6的源极和第五MOS管M5的源极连接供电单元800,第五MOS管M5的漏极连接第六MOS管M6的栅极和第四MOS管M4的栅极;第五MOS管M5的栅极和第八MOS管M8的栅极连接控制逻辑单元700的G1端;第四MOS管M4的源极连接供电单元800;第四MOS管M4的漏极连接第三MOS管M3的漏极,第三MOS管M3的栅极连接控制逻辑单元700的G1端,第三MOS管M3的源极连接第二MOS管M2的漏极,第二MOS管M2的栅极连接偏置电压源,第二MOS管M2的源极接地;所述二极管D1的正极连接所述第一MOS管M1的源极和第八MOS管M8的源极,二极管D1的负极连接第一MOS管M1的栅极和第八MOS管M8的漏极。
本发明实施例中,所述二极管D1为齐纳二极管,第一MOS管M1为隔离型高压N型LDMOS(横向扩散金属氧化物半导体),供电单元800接收整流桥100输出信号,产生电源给第一LED灯串开关401使用。
所述二极管D1将第一MOS管M1的Vgs电压钳位在二极管D1的反向击穿电压,其为6V左右。第二MOS管M2构成尾电流源,当G1为高电平时,第三MOS管M3开启,第四MOS管M4和第五MOS管M5构成电流镜电路,最终第五MOS管M5中的电流流过二极管D1,将第一MOS管M1的Vgs维持在6V左右,从而第一MOS管M1处于开启状态;当G1为低电平时,第八MOS管M8开启,将第一MOS管M1的Gate(栅极)和Source(源极)通过第八MOS管M8短路在一起,从而使第一MOS管M1处于关断状态。第一MOS管M1在关断时,其Drain端(漏极端)的最高电压为市电(交流电)整流后的电压,其耐压为450V左右;在第一MOS管M1导通时,其Source及Bulk端(衬底)的电压为第一LED灯组301的正向电压;通过控制LED灯组300中的LED的数量使LED灯组300的正向电压控制在40V左右;所以第一MOS管M1在导通时其Source/Bulk对第一MOS管M1衬底的电压为40V左右,是一种能满足上述两种工作条件下耐压的元器件,因而可以在芯片内部集成,即在分段式LED驱动装置做成一块LED驱动芯片时,上述的MOS管可以集成在LED驱动芯片中。
请继续参阅图4和图5,所述第一LED灯组开关501包括第九MOS管M9、第十MOS管M10、第十一MOS管M11和电阻R1。所述第九MOS管M9的源极连接第一MOS管M1的源极和第一LED灯组301的正极,第九MOS管M9的漏极连接电流检测及纠错单元600的第一端C1和第一LED灯组301的负极,第九MOS管M9的栅极连接第十MOS管M10的漏极、还通过所述电阻R1连接第一MOS管M1的源极和第九MOS管M9的源极;所述第十MOS管M10的栅极连接控制逻辑单元700的PG1端,第十MOS管M10的源极连接第十一MOS管M11的漏极;第十一MOS管M11的栅极连接直流偏置电压源,第十一MOS管M11的源极接地。
其中,第九MOS管M9、第十MOS管M10和第十一MOS管M11均为中压管,最高耐压只要满足高于与其并联的第一LED灯组301即可,由于第一LED灯组301中LED的数量较少,同时考虑到导体工艺的限制,本实施例将第九MOS管M9、第十MOS管M10和第十一MOS管M11的耐压设置为60V左右。在第一LED灯组开关501中,第十一MOS管M11为尾电流源,当PG1端为高电平时,第十MOS管M10导通,电流流过电阻R1,从而将第九MOS管M9的Vgs降到-5V左右,此时第九MOS管M9处于导通状态;当PG1端为低电平,第九MOS管M9的Gate上拉到与Source同样的电位,使第九MOS管M9处于截止状态。
请再次参阅图4和图5,所述电流检测及纠错单元600包括:第一比较器V1、第二比较器V2、第三比较器V3、第四比较器V4、与门G1、或非门G2和变阻器R2;所述第一比较器V1的同相输入端、第二比较器V2的同相输入端、第三比较器V3的同相输入端和第四比较器V4的同相输入端连接第一LED灯组301的负极和变阻器R2的一端,第一比较器V1的反相输入端、第二比较器V2的反相输入端、第三比较器V3的反相输入端和第四比较器V4的反相输入端接不同的偏置电压Vref_h1、Vref_h2、Vref_l1、Vref_l2,变阻器R2的另一端接地;所述变阻器R2的电阻抽头连接控制逻辑单元700的SEL端;控制逻辑单元700输出SEL信号选择不同的采样电阻抽头,当电阻抽头的位置越高,则检测电流的阈值越低;同理,电阻抽头的位置越低,则检测电流的阈值越高,从而控制逻辑单元700可对流过LED灯的电流进行调节。
请再次参阅图5,第一比较器V1的输出端连接与门G1的第一输入端,第二比较器V2的输出端连接与门G1的第二输入端,与门G1的输出端连接控制逻辑单元700的OV_H端。本实施例中,第一比较器V1、第二比较器V2和与门G1构成过流检测电路,且Vrefh_1比Vrehf_2高50mV,当获得变阻器R2的采样电压比Vrefh _1和Vrefh_2都高时,表示过流信号有效;
所述第三比较器V3的输出端连接或非门G2的第一输入端,第四比较器V4的输出端连接或非门G2的第二输入端,或非门G2的输出端连接控制逻辑单元700的OV_L端。本实施例中,第三比较器V3和第四比较器V4及或非门G2构成欠流检测电路,且Vrefl_1比Vrefl_2高50mV,当获得变阻器R2的采样电压比Vrefl_1和Vrefl_2都低时,表示欠流信号有效。 请参阅图6,其为本发明第二较佳实施例提供的分段式LED驱动装置的电路结构框图。如图6所示,在本发明提供的第二较佳实施例中,所述LED灯串200包括第二LED灯串202、第三LED灯串203、第四LED灯串204和第五LED灯串205;所述LED灯组300包括第二LED灯组302和第三LED灯组303;所述LED灯串开关组400包括第二LED灯串开关402、第三LED灯串开关403、第四LED灯串开关404和第五LED灯串开关405;所述LED灯组开关组500包括第二LED灯组开关502和第三LED灯组开关503。
所述第二LED灯串202的正极连接整流桥100的正输出端,第二LED灯串202的负极连接第二LED灯串开关402的第一端A21和第三LED灯串203的正极,所述第二LED灯串开关402的第二端A22连接控制逻辑单元700的G1端,第二LED灯串开关402接收控制逻辑单元700输出的控制信号控制第二LED灯串202的点亮与熄灭。
所述第三LED灯串203的负极连接第三LED灯串开关403的第一端A31和第四LED灯串204的正极,第三LED灯串开关403的第二端A32连接控制逻辑单元700的G2端,第三LED灯串开关403接收控制逻辑单元700输出的控制信号控制第三LED灯串203的点亮与熄灭。
所述第四LED灯串204的负极连接第四LED灯串开关404的第一端A41和第五LED灯串205的正极,第四LED灯串开关404的第二端A42连接控制逻辑单元700的G3端;第四LED灯串开关404接收控制逻辑单元700输出的控制信号控制第四LED灯串204的点亮与熄灭。
所述第五LED灯串205的负极连接第五LED灯串开关405的第一端A51,第五LED灯串开关405的第二端A52连接控制逻辑单元700的G4端,同样的,第五LED灯串开关405接收控制逻辑单元700输出的控制信号控制第五LED灯串205的点亮与熄灭。
第二LED灯串开关402的第三端A23、第三LED灯串开关403的第三端A33、第四LED灯串开关404的第三端A43、第五LED灯串开关405的第三端A53连接第二LED灯组开关502的第一端B21和第二LED灯组302的正极。
所述第二LED灯组302的负极连接第三LED灯组303的正极、第二LED灯组开关502的第三端B23和第三LED灯组开关503的第一端B31,第二LED灯组开关502的第二端B22连接控制逻辑单元700的PG1端,所述第二LED灯组开关502接收控制逻辑单元700输出的控制信号控制第二LED灯组302的点亮与熄灭。
所述第三LED灯组303的负极连接电流检测及纠错单元600和第三LED灯组开关503的第三端B33,第三LED灯组开关503的第二端B32连接控制逻辑单元700的PG2端,所述第三LED灯组开关503接收控制逻辑单元700输出的控制信号控制第三LED灯组303的点亮与熄灭。
本发明实施例中,所述第二LED灯串202、第三LED灯串203、第四LED灯串204和第五LED灯串205与上述第一较佳实施例中的第一LED灯串201的电路结构相同,第二LED灯串开关402、第三LED灯串开关403、第四LED灯串开关404和第五LED灯串开关405与上述第一较佳实施例中的第一LED灯串开关401的电路结构相同,第二LED灯组302和第三LED灯组303与第一LED灯组301的电路结构相同,第二LED灯组开关502和第三LED灯组开关503与第一LED灯组开关501的电路结构相同,此处不再对其电路结构和工作原理做详述。并且,在本第二较佳实施例中,所述的分段式LED驱动装置同样包括供电单元800,其与上述第一较佳实施例中的供电单元800的电路结构和连接方式相同,此处不再赘述。
所述控制逻辑单元700用于根据整流桥100输出电压的高低,控制第二LED灯串202、第三LED灯串203、第四LED灯串204、第五LED灯串205、第二LED灯组302和第三LED灯组303的亮灭状态,使得处于亮态LED的VF值之和,与整流桥100输出电压几乎一致,从而实现高的电源效率。
本发明实施例中,四个LED灯串(即第二、第三、第四、第五LED灯串)和两个LED灯组(即第二、第三LED灯组)均由多颗LED芯片串联构成。优选为,配置是LED灯组中LED的数量小于LED灯串中LED的数量的1/3;更优的配置是,LED灯串中LED数量除以LED灯组的LED数量加1,从而在控制逻辑单元700控制LED灯串和LED灯组的亮灭时,可以平滑过渡。
所述控制逻辑单元700的控制方法具体为:控制逻辑单元根据电流检测及纠错模块的输出的欠流及过流信号,通过控制第二LED灯串开关402、第三LED灯串开关403、第四LED灯串开关404、第五LED灯串开关405、第二LED灯组开关502、第三LED灯组开关503的启闭状态,调节处于点亮状态的LED的数量,使得LED电流处于欠流值与过流值之间。
当整流桥输出电压最高时,控制逻辑单元控制控制第五LED灯串开关405开启、第二LED灯组开关502和第三LED灯组开关503关断,点亮第二LED灯串202、第三LED灯串203、第四LED灯串204、第五LED灯串205、第二LED灯组302和第三LED灯组303,所述整流桥的输出电压从最高降低,LED电流降低小于欠流值时,控制第三LED灯组开关503开启,熄灭第三LED灯组303,使LED电流增加大于欠流值;随着整流桥输出电压降低,LED电流继续降低小于欠流值时,控制第二LED灯组开关502开启,熄灭第二LED灯组302,使LED电流增加大于欠流值;随着整流桥输出电压继续降低,LED电流继续降低小于欠流值时,控制第五LED灯串开关405、第二LED灯组开关502和第三LED灯组开关503关断,同时控制第四LED灯串开关404开启,熄灭第五LED灯串205、并点亮第二LED灯组302和第三LED灯组303;随着整流桥输出电压继续降低,LED电流降低小于欠流值时,控制第三LED灯组开关503开启,熄灭第三LED灯组303,使LED电流增加大于欠流值;随着整流桥输出电压继续降低,LED电流继续降低小于欠流值时,控制第二LED灯组开关502开启,继续熄灭第二LED灯组302,使LED电流增加大于欠流值;随着整流桥输出电压降低,LED电流继续降低小于欠流值时,控制第四LED灯串开关404、第二LED灯组开关502和第三LED灯组开关503关断,同时控制第三LED灯串开关403开启,熄灭第四LED灯串204、并点亮第二LED灯组302和第三LED灯组303,然后LED电流增加大于欠流值;以此类推,直到整流桥输出电压降至最低时,控制第二LED灯串开关402、第二LED灯组开关502和第三LED灯组开关503开启,同时控制第三LED灯串开关403、第四LED灯串开关404、第五LED灯串开关405关断,使第二LED灯串202为点亮状态,第三LED灯串203、第四LED灯串204、第五LED灯串205、第二LED灯组302和第三LED灯组303为熄灭状态。
当整流桥输出电压最低时,控制逻辑单元控制控制第五LED灯串开关405、第二LED灯组开关502和第三LED灯组开关503均开启,仅点亮第二LED灯组302;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高超过过流值,控制第三LED灯组开关503关断点亮第三LED灯组303,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高超过过流值,控制第三LED灯串开关403、第二LED灯组开关502和第三LED灯组开关503开启,同时控制第二LED灯串开关402关断,点亮第三LED灯串203、并熄灭第二LED灯组302和第三LED灯组303,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高超过过流值,控制第二LED灯组开关502关断,点亮第二LED灯组302,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高超过过流值,控制第三LED灯组开关503关断,点亮第三LED灯组303,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高超过过流值,控制第四LED灯串开关404、第二LED灯组开关502和第三LED灯组开关503开启,同时控制第三LED灯串开关403关断,点亮第四LED灯串204、并熄灭第二LED灯组302和第三LED灯组303,使LED电流减少小于过流值,以此类推,直到整流桥电压升到最高时,控制第五LED灯串开关405开启,控制第二LED灯串开关402、第三LED灯串开关403、第四LED灯串开关404、第二LED灯组开关502和第三LED灯组开关503关断,点亮第二LED灯串202、第三LED灯串203、第四LED灯串204、第五LED灯串205、第二LED灯组302和第三LED灯组303。
在***初始上电后,控制第五LED灯串开关405开启,同时控制第二LED灯串开关402、第三LED灯串开关403、第四LED灯串开关404、第二LED灯组开关502和第三LED灯组开关503关断,使第二LED灯串202、第三LED灯串203、第四LED灯串204、第五LED灯串205、第二LED灯组302和第三LED灯组303接入整流桥和地之间。
之后,根据电流检测及纠错电路输出的欠流及过流信号,按照整流桥输出电压下降阶段的方式,控制第二、第三、第四、第五LED灯串开关405及第二、第三LED灯组开关503的启闭状态,使LED驱动装置在初始上电的电压下,LED电流在欠流值与过流值之间。
之后,依照当前整流桥的输出电压处于上升或下降阶段,采用上升或下降阶段的控制方式,控制第二、第三、第四、第五LED灯串开关405及第二、第三LED灯组开关503的启闭状态,来调节点亮状态的LED的数量。
根据上述分析可知,在发生欠流时,四个LED灯串和两个LED灯组的亮灭状态转换的真值表如表3所示,其中Q2_n-1~Q5_n-1和Q2_n~Q5_n表示第二、第三、第四、第五LED灯串的当前状态和下一状态,Qf2_n-1、Qf3_n-1和Qf2_n、Qf3_n表示第二、第三LED灯组的当前状态和下一状态:
欠流信号 | Q2_n-1 | Q3_n-1 | Q4_n-1 | Q5_n-1 | Qf2_n-1 | Qf3_n-1 | Q2_n | Q3_n | Q4_n | Q5_n | Qf2_n | Qf3_n |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
表3
在表3中,欠流信号为1时表示欠流信号有效,此时需要减少点亮的LED的数量,否则保持当前状态。
当只有第二LED灯串202点亮时则表示整流桥输出电压降至最低;整流桥100输出的电压将会逐渐升高,LED电流升高大于过流值,控制第二LED灯组开关502关断,点亮第二LED灯组302,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第三LED灯组开关503关断点亮第三LED灯组303,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第三LED灯串开关403、第二LED灯组开关502和第三LED灯组开关503开启,同时控制第二LED灯串开关402关断,点亮第三LED灯串203、并熄灭第二LED灯组302和第三LED灯组303,使LED电流减少小于过流值;随着整流输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第二LED灯组开关502关断,点亮第二LED灯组302,使点亮的LED数量增加,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流继续升高,控制第三LED灯组开关503关断,继续点亮第三LED灯组303,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第四LED灯串开关404、第二LED灯组开关502和第三LED灯组开关503开启,同时控制第三LED灯串开关403关断,点亮第四LED灯串204、并熄灭第二LED灯组302和第三LED灯组303,使LED电流减少小于过流值;以此类推,直到整流桥输出电压升到最高时,控制第五LED灯串开关405开启,控制第二LED灯串开关402、第三LED灯串开关403、第四LED灯串开关404、第二LED灯组开关502和第三LED灯组开关503关断,点亮第二、第三、第四、第五LED灯串、第二第三LED灯组。
即在点亮第四LED灯串204、并熄灭第二LED灯组302和第三LED灯组303之后,随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第二LED灯组开关502关断,点亮第二LED灯组302使LED电流减少小于过流值;随着LED电流继续升高,控制第三LED灯组开关503关断点亮第三LED灯组303,继续增加点亮的LED数量,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第五LED灯串开关405、第二LED灯组开关502和第三LED灯组开关503开启,同时控制第四LED灯串开关404关断,点亮第五LED灯串205、并熄灭第二LED灯组302和第三LED灯组303,增加点亮的LED数量,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第二LED灯组开关502关断,点亮第二LED灯组302,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第三LED灯组开关503关断点亮第三LED灯组303,使LED电流减少小于过流值;此时整流桥输出电压已升至最高阶段,四个LED灯串和两个LED灯组均点亮。
同理可知发生过流时,第二、第三、第四、第五LED灯串和第二、第三LED灯组的真值表如表4所示:
过流信号 | Q2_n-1 | Q3_n-1 | Q4_n-1 | Q5_n-1 | Qf2_n-1 | Qf3_n-1 | Q2_n | Q3_n | Q4_n | Q5_n | Qf2_n | Qf3_n |
1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
表4
在表4中,过流信号为1时表示过流信号有效,此时需要增加点亮的LED的数量,否则保持当前状态。
请参阅图7,其为本发明第三较佳实施例提供的分段式LED驱动装置的电路结构框图。如图7所示,在本发明提供的第三较佳实施例中,所述LED灯串200包括第六LED灯串206和第七LED灯串207;所述LED灯组300包括第四LED灯组304和第五LED灯组305;所述LED灯串开关组400包括第六LED灯串开关406、第七LED灯串开关407、第八LED灯串开关408和第九LED灯串开关409;所述LED灯组开关组500包括第四LED灯组开关504和第五LED灯组开关505。
其中,所述第六LED灯串206的正极连接整流桥100的正输出端,第六LED灯串206的负极连接第六LED灯串开关406的第一端A61、第七LED灯串开关407的第一端A71和第七LED灯串207的正极,所述第六LED灯串开关406的第二端A62和第七LED灯串开关407的第二端A72连接控制逻辑单元700的G2端,通过LED灯串开关406和第七LED灯串开关407同时动作来控制第六LED灯串206的点亮与熄灭状态。
所述第七LED灯串207的负极连接第八LED灯串开关408的第一端A81和第九LED灯串开关409的第一端A91,所述第八LED灯串开关408的第二端A82连接控制逻辑单元700的G3端,第九LED灯串开关409的第二端A92连接控制逻辑单元700的G4端,通过第八LED灯串开关408和第九LED灯串开关409同时动作来控制第七LED灯串207的点亮与熄灭状态。
所述第六LED灯串开关406的第三端A63、第七LED灯串开关407的第三端A73、第八LED灯串开关408的第三端A83、第九LED灯串开关409的第三端A93连接第四LED灯组开关504的第一端B41和第四LED灯组304的正极。
所述第四LED灯组304的负极连接第五LED灯组305的正极、第四LED灯组开关504的第三端B43和第五LED灯组开关505的第一端B51,第四LED灯组开关504的第二端B42连接控制逻辑单元700的PG1端;所述第五LED灯组305的负极连接电流检测及纠错单元600的第一端C1和第五LED灯组开关505的第三端B53,第五LED灯组开关505的第二端B52连接控制逻辑单元700的PG2端。
其中,第六LED灯串206和第七LED灯串207与上述第一较佳实施例中第一LED灯串的电路结构相同,第六LED灯串开关406、第七LED灯串开关407、第八LED灯串开关408和第九LED灯串开关409与上述第一较佳实施例中第一LED灯串开关401的电路结构相同,第四LED灯组304和第五LED灯组305与第一LED灯组301的电路结构相同,第四LED灯组开关504和第五LED灯组开关505与第一LED灯组开关501的电路结构相同,此处不再对其电路结构和工作原理做详述。并且,在第三较佳实施例中,所述的分段式LED驱动装置同样包括供电单元800,其与上述第一较佳实施例中的供电单元800的电路结构和连接方式相同,此处不再赘述。
本第三较佳实施例与上述第二较佳实施例的不同之处仅在于,分段式LED驱动装置的***电路不同,即其控制的LED灯串和LED灯组的数量不同,本实施例在控制LED灯串200的亮灭状态时,通过控制逻辑单元700同时控制两个LED灯串的开关开启与关闭来实现,在控制LED灯组的亮灭状态时,通过控制与其并联的LED灯组开关的开关开启与关闭来实现。
同样的,所述控制逻辑单元700用于根据整流桥100输出电压的高低,控制第六LED灯串206、第七LED灯串207、第四LED灯组304和第五LED灯组305的亮灭状态,使得处于亮态LED的VF值之和,与整流桥100输出电压几乎一致,从而实现高的电源效率。
本发明实施例中,两个LED灯串(即第六、第七LED灯串)和两个LED灯组(即第四、第五LED灯组)均由多颗LED芯片串联构成。所述第六、第七LED灯串中的LED数量相同,第四、第五LED灯组的LED数量相同,且LED灯组中LED的数量小于LED灯串中LED的数量;优选为, LED灯组中LED的数量小于LED灯串中LED的数量的1/3。更优的配置是所述LED灯组中LED数量为:LED灯串中LED数量除以LED灯组的LED数量加1,从而在控制逻辑单元700控制LED灯串和LED灯组的亮灭时,可以平滑过渡。
与第二较佳实施例相比,本实施将LED灯串的数量减少一半,使分段式LED驱动装置可用于低压场合。第二较佳实施例可以用于220V的场合,本实施例则可以用于110V的场合。当控制逻辑单元700的SEL输出高电平时,可以通过控制选择新抽头位置及参考电压,将LED灯串和LED灯组中的电流提高一倍,然而,第二较佳实施中的分段式LED驱动装置可以直接用在本实施例中,通过控制逻辑单元700将LED电流提高一倍,实现220V及110V场合下,分段式LED驱动装置的输出功率维持不变。
所述控制逻辑单元700的控制方法具体为:控制逻辑单元根据电流检测及纠错模块的输出的欠流及过流信号,通过控制第六LED灯串开关406、第七LED灯串开关407、第八LED灯串开关408、第九LED灯串开关409、第四LED灯组开关504、第五LED灯组开关505,调节处于点亮状态的LED的数量,使得LED电流处于欠流值与过流值之间,其中:
当整流桥输出电压最高时,控制逻辑单元控制第八LED灯串开关408、第九LED灯串开关409开启,控制第六LED灯串开关406、第七LED灯串开关407、第四LED灯组开关504和第五LED灯组开关505关断,点亮第六LED灯串206、第七LED灯串207、第四LED灯组304和第五LED灯组305;当整流桥输出电压降低时,LED电流降低小于欠流值,控制第五LED灯组开关505开启,熄灭第五LED灯组305熄灭,使LED电流增加大于欠流值;当整流桥输出电压降低时,LED电流降低小于欠流值,控制第四LED灯组开关504开启,熄灭第四LED灯组304,LED电流增加大于欠流值;随着整流桥输出电压降低,LED电流降低小于欠流值,控制第六LED灯串开关406和第七LED灯串开关407开启,同时控制第八LED灯串开关408、第九LED灯串开关409、第四LED灯组开关504和第五LED灯组开关505关断,熄灭第七LED灯串207,点亮第四LED灯组304和第五LED灯组305,使LED电流增加大于欠流值;随着LED电流继续降低,控制第五LED灯组开关505开启,熄灭第五LED灯组305;随着整流桥输出电压降低,LED电流降低小于欠流值,控制第四LED灯组开关504开启,继续熄灭第四LED灯组304,LED电流增加大于欠流值;
当整流桥输出电压最低时,控制逻辑单元控制第八LED灯串开关408、第九LED灯串开关409关断,第六LED灯串开关406、第七LED灯串开关407、第四LED灯组开关504、第五LED灯组开关505开启,点亮第七LED灯串207;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高升高大于过流值,控制第四LED灯组开关504关断,点亮第四LED灯组304;随着LED电流继续升高,控制第五LED灯组开关505关断,继续点亮第五LED灯组305,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第八LED灯串开关408、第九LED灯串开关409、第四LED灯组开关504和第五LED灯组开关505开启,同时控制第六LED灯串开关406、第七LED灯串开关407关断,点亮第七LED灯串207,同时熄灭第四LED灯组304和第五LED灯组305,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第四LED灯串开关关断,点亮第四LED灯组304,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第五LED灯串开关关断,继续点亮第五LED灯组305,LED电流减少小于过流值。
根据上述分析可知,在发生欠流时,两个LED灯串和两个LED灯组的亮灭状态转换的真值表如表5所示,其中Q6_n-1、Q7_n-1和Q6_n、Q7_n表示第六、第七LED灯串的当前状态和下一状态,Qf4_n-1、Qf5_n-1和Qf4_n、Qf5_n表示第四、第五LED灯组的当前状态和下一状态。
欠流信号 | Q6_n-1 | Q7_n-1 | Qf4_n-1 | Qf5_n-1 | Q6_n | Q7_n | Qf4_n | Qf5_n |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
表5
同样在表5中,欠流信号为1时表示欠流信号有效,此时需要减少点亮的LED的数量,否则保持当前状态。
当只有第六LED灯串206点亮时则表示整流桥输出电压降至最低,紧接着整流桥100输出的电压将会逐渐升高,LED电流升高大于过流值,控制第四LED灯组开关504关断,点亮第四LED灯组304,增加点亮的LED数量,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第五LED灯组开关505关断,继续点亮第五LED灯组305,通过继续增加点亮的LED数量,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第八LED灯串开关408、第九LED灯串开关409、第四LED灯组开关504和第五LED灯组开关505开启,同时控制第六LED灯串开关406、第七LED灯串开关407关断,继续点亮第七LED灯串207,同时熄灭第四LED灯组304和第五LED灯组305,继续增加点亮的LED数量,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第四LED灯串开关404关断,点亮第四LED灯组304,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压降低,LED电流升高大于过流值,控制第五LED灯串开关405关断,继续点亮第五LED灯组305使LED电流减少小于过流值,此时整流桥输出电压上升至最高阶段,两个LED灯串和两个LED灯组均点亮。
同理可知发生过流时,第六、第七LED灯串和第四、第五LED灯组的真值表如表6所示:
过流信号 | Q6_n-1 | Q7_n-1 | Qf4_n-1 | Qf5_n-1 | Q6_n | Q7_n | Qf4_n | Qf5_n |
1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
表6
在表6中,过流信号为1时表示有过流信号,此时需要增加点亮的LED的数量,否则保持当前状态。
基于上述第一较佳实施例,本发明还针对第一较佳实施例提供上述第一较佳实施例的分段式LED驱动装置的驱动方法,其包括:控制逻辑单元根据电流检测及纠错模块的输出的欠流及过流信号,通过控制第一LED灯串开关、第一LED灯组开关的启闭状态,调节处于点亮状态的LED的数量,使得LED电流处于欠流值与过流值之间;其中:
当整流桥输出电压最高时,控制逻辑单元控制第一LED灯串开关开启,第一LED灯组开关关断,使第一LED灯串和第一LED灯组处于点亮状态;当整流桥输出电压降低时,LED电流降低小于欠流值,控制逻辑单元控制控制第一LED灯组开关开启,熄灭第一LED灯组中的LED,使LED电流增加大于电流下限值;
当整流桥输出电压最低时,控制逻辑单元控制第一LED灯串开关和第一LED灯组开关均开启,使第一LED灯组处于点亮状态;当整流桥输出电压升高时,LED电流升高大于过流值,控制第一LED灯组开关关断,点亮第一LED灯组中的LED,使LED电流减少小于电流上限值;
在***初始上电后,控制第一LED灯串开关开启和第一LED灯组开关关断,使第一LED灯串和第一LED灯组接入整流桥和地之间;
之后,按照整流桥输出电压降低时的控制方式,控制第一LED灯组开关和第一LED灯组开关的启闭状态,使LED电流在欠流值与过流值之间;
之后,依照当前整流桥的输出电压处于上升或下降阶段,采用LED电流在上升或下降阶段的控制方式,控制第一LED灯组开关和第一LED灯组开关的启闭状态,来调节点亮状态的LED的数量。
基于上述第二较佳实施例,本发明还针对第二较佳实施例提供上述第二较佳实施例的分段式LED驱动装置的驱动方法,其包括:
控制逻辑单元根据电流检测及纠错模块的输出的欠流及过流信号,通过控制第二LED灯串开关、第三LED灯串开关、第四LED灯串开关、第五LED灯串开关、第二LED灯组开关、第三LED灯组开关的启闭状态,调节处于点亮状态的LED的数量,使得LED电流处于欠流值与过流值之间,其中:
当整流桥输出电压最高时,控制逻辑单元控制控制第五LED灯串开关开启、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关关断,点亮第二LED灯串、第三LED灯串、第四LED灯串、第五LED灯串、第二LED灯组和第三LED灯组,所述整流桥的输出电压从最高降低,LED电流降低小于欠流值时,控制第三LED灯组开关开启,熄灭第三LED灯组,使LED电流增加大于欠流值;随着整流桥输出电压降低,LED电流继续降低小于欠流值时,控制第二LED灯组开关开启,熄灭第二LED灯组,使LED电流增加大于欠流值;随着整流桥输出电压继续降低,LED电流继续降低小于欠流值时,控制第五LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关关断,同时控制第四LED灯串开关开启,熄灭第五LED灯串、并点亮第二LED灯组和第三LED灯组;随着整流桥输出电压继续降低,LED电流降低小于欠流值时,控制第三LED灯组开关开启,熄灭第三LED灯组,使LED电流增加大于欠流值;随着整流桥输出电压继续降低,LED电流继续降低小于欠流值时,控制第二LED灯组开关开启,继续熄灭第二LED灯组,使LED电流增加大于欠流值;随着整流桥输出电压降低,LED电流继续降低小于欠流值时,控制第四LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关关断,同时控制第三LED灯串开关开启,熄灭第四LED灯串、并点亮第二LED灯组和第三LED灯组,然后LED电流增加大于欠流值;以此类推,直到整流桥输出电压降至最低时,控制第二LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关开启,同时控制第三LED灯串开关、第四LED灯串开关、第五LED灯串开关关断,使第二LED灯串为点亮状态,第三LED灯串、第四LED灯串、第五LED灯串、第二LED灯组和第三LED灯组为熄灭状态,此时,整流桥100输出的电压降至最低,在下一阶段其电压将处于上升状态。
即熄灭第四LED灯串、并点亮第二LED灯组和第三LED灯组之后,随着整流桥输出电压降低时,LED电流降低小于欠流值,控制第三LED灯组开关开启,熄灭第三LED灯组,使LED电流增加大于欠流值;随着整流桥输出电压降低时,LED电流降低小于欠流值,控制第二LED灯组开关开启,第二LED灯组熄灭,使得点亮的LED数量进一步减少,使LED电流增加大于欠流值;随着整流桥输出电压降低时,LED电流降低小于欠流值,控制第三LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关关断,同时控制第二LED灯串开关开启,熄灭第三LED灯串、并点亮第二LED灯组和第三LED灯组,使LED电流增加大于欠流值;随着整流桥输出电压降低时,LED电流降低小于欠流值,控制第三LED灯组开关开启,熄灭第三LED灯组,使LED电流增加大于欠流值;随着整流桥输出电压降低时,LED电流降低小于欠流值,控制第二LED灯组开关开启,第二LED灯组熄灭,使LED电流增加大于欠流值,此时LED电流降至最低,仅点亮第二LED灯串。
当只有第二LED灯串点亮时则表示整流桥的输出电压已降至最低,下一阶段整流桥输出的电压将会逐渐升高;随着整流桥输出电压升高,控制逻辑单元控制控制第五LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关均开启,仅点亮第二LED灯组;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高超过过流值,控制第三LED灯组开关关断点亮第三LED灯组,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高超过过流值,控制第三LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关开启,同时控制第二LED灯串开关关断,点亮第三LED灯串、并熄灭第二LED灯组和第三LED灯组,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高超过过流值,控制第二LED灯组开关关断,点亮第二LED灯组,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高超过过流值,控制第三LED灯组开关关断,点亮第三LED灯组,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高超过过流值,控制第四LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关开启,同时控制第三LED灯串开关关断,点亮第四LED灯串、并熄灭第二LED灯组和第三LED灯组,使LED电流减少小于过流值,以此类推,直到整流桥电压升到最高时,控制第五LED灯串开关开启,控制第二LED灯串开关、第三LED灯串开关、第四LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关关断,点亮第二LED灯串、第三LED灯串、第四LED灯串、第五LED灯串、第二LED灯组和第三LED灯组;以此类推,直到整流桥输出电压升至最高时,控制第五LED灯串开关开启,控制第二LED灯串开关、第三LED灯串开关、第四LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关关断,点亮第二LED灯串、第三LED灯串、第四LED灯串、第五LED灯串、第二LED灯组和第三LED灯组。
即在点亮第四LED灯串、熄灭第二LED灯组和第三LED灯组之后,随着整流桥输出电压升高,LED电流升高超过过流值,控制第二LED灯组开关关断,点亮第二LED灯组,增加点亮的LED数量,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高超过过流值,控制第三LED灯组开关关断点亮第三LED灯组,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第五LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关开启,同时控制第四LED灯串开关关断,点亮第五LED灯串、并熄灭第二LED灯组和第三LED灯组,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第二LED灯组开关关断,点亮第二LED灯组,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第三LED灯组开关关断点亮第三LED灯组,使LED电流减少小于过流值;此时LED电流升至最高,四个LED灯串和两个LED灯组均点亮。
在***初始上电后,控制第五LED灯串开关开启,同时控制第二LED灯串开关、第三LED灯串开关、第四LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关关断,使第二LED灯串、第三LED灯串、第四LED灯串、第五LED灯串、第二LED灯组和第三LED灯组接入整流桥和地之间;
之后,根据电流检测及纠错电路输出的欠流及过流信号,按照整流桥输出电压下降阶段的方式,控制第二、第三、第四、第五LED灯串开关及第二、第三LED灯组开关的启闭状态,使LED驱动装置在初始上电的电压下,LED电流在欠流值与过流值之间;
之后,依照当前整流桥的输出电压处于上升或下降阶段,采用上升或下降阶段的控制方式,控制第二、第三、第四、第五LED灯串开关及第二、第三LED灯组开关的启闭状态,来调节点亮状态的LED的数量。
基于上述第三较佳实施例,本发明还针对第三较佳实施例提供上述第二较佳实施例的分段式LED驱动装置的驱动方法,其包括:
控制逻辑单元根据电流检测及纠错模块的输出的欠流及过流信号,通过控制第六LED灯串开关、第七LED灯串开关、第八LED灯串开关、第九LED灯串开关、第四LED灯组开关、第五LED灯组开关,调节处于点亮状态的LED的数量,使得LED电流处于欠流值与过流值之间,其中:
当整流桥输出电压最高时,控制逻辑单元控制第八LED灯串开关、第九LED灯串开关开启,控制第六LED灯串开关、第七LED灯串开关、第四LED灯组开关和第五LED灯组开关关断,点亮第六LED灯串、第七LED灯串、第四LED灯组和第五LED灯组;当整流桥输出电压降低时,LED电流降低小于欠流值,控制第五LED灯组开关开启,熄灭第五LED灯组熄灭,使LED电流增加大于欠流值;当整流桥输出电压降低时,LED电流降低小于欠流值,控制第四LED灯组开关开启,熄灭第四LED灯组,LED电流增加大于欠流值;随着整流桥输出电压降低,LED电流降低小于欠流值,控制第六LED灯串开关和第七LED灯串开关开启,同时控制第八LED灯串开关、第九LED灯串开关、第四LED灯组开关和第五LED灯组开关关断,熄灭第七LED灯串,点亮第四LED灯组和第五LED灯组,使LED电流增加大于欠流值;随着LED电流继续降低,控制第五LED灯组开关开启,熄灭第五LED灯组;随着整流桥输出电压降低,LED电流降低小于欠流值,控制第四LED灯组开关开启,继续熄灭第四LED灯组,LED电流增加大于欠流值;
当整流桥输出电压最低时,控制逻辑单元控制第八LED灯串开关、第九LED灯串开关关断,第六LED灯串开关、第七LED灯串开关、第四LED灯组开关、第五LED灯组开关开启,点亮第七LED灯串;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高升高大于过流值,控制第四LED灯组开关关断,点亮第四LED灯组;随着LED电流继续升高,控制第五LED灯组开关关断,继续点亮第五LED灯组,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第八LED灯串开关、第九LED灯串开关、第四LED灯组开关和第五LED灯组开关开启,同时控制第六LED灯串开关、第七LED灯串开关关断,点亮第七LED灯串,同时熄灭第四LED灯组和第五LED灯组,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第四LED灯串开关关断,点亮第四LED灯组,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第五LED灯串开关关断,继续点亮第五LED灯组,LED电流减少小于过流值,此时整流桥输出电压已升至最高,两个LED灯串和两个LED灯组均点亮,整流桥输出的电压将进入下一个下降阶段。
基于上述的分段式LED驱动装置及其驱动方法,本发明相应提供一种LED照明装置,其包括用于对输入信号进行整流的整流桥、LED灯串、LED灯组和上述的分段式LED驱动装置;所述整流桥通过分段式LED驱动装置连接LED灯串和LED灯组。在LED照明装置中,所述分段式LED驱动装置设计为一种LED驱动芯片,使用在LED电路中,用来直接驱动LED,由于该分段式LED驱动装置在上文已进行了详细描述,此处不再赘述。
综上所述,本发明直接由LED驱动装置驱动LED,不需要使用电感和电解电容,节省了材料成本,提高了***的稳定性;同时由LED驱动装置根据整流桥大小实时调节LED灯串和LED灯组中的LED的亮灭状态,大大提高了LED驱动装置的效率,经过测试其效率可以达到95%以上。
可以理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种分段式LED驱动装置,其与整流桥、LED灯串和LED灯组连接,用于点亮或熄灭LED灯串和LED灯组中的LED,所述的分段式LED驱动装置包括:
LED灯串开关组,用于点亮或熄灭LED灯串中的LED;
LED灯组开关组,用于点亮或熄灭LED灯组中的LED ;
其特征在于,还包括:
电流检测及纠错单元,用于检测LED的电流变化;
控制逻辑单元,用于根据电流检测及纠错单元的检测结果控制LED灯串开关组和LED灯组开关组开启与关闭;
所述整流桥的正输出端连接LED灯串的正极,整流桥的负输出端接地;所述LED灯串的负极连接LED灯串开关组的第一端;LED灯串开关组的第二端连接控制逻辑单元,LED灯串开关组的第三端连接LED灯组开关组的第一端和LED灯组的正极;所述LED灯组开关组的第二端连接控制逻辑单元,LED灯组开关组的第三端连接LED灯组的负极和电流检测及纠错单元的第一端;所述电流检测及纠错单元的第二端连接控制逻辑单元,电流检测及纠错单元的第三端接地;
所述的分段式LED驱动装置,还包括用于供电的供电单元;
所述LED灯串包括第一LED灯串;
所述LED灯组包括第一LED灯组;
所述第一LED灯组中LED的数量小于第一LED灯串中LED的数量;
所述LED灯串开关组包括第一LED灯串开关;
所述LED灯组开关组包括第一LED灯组开关;
所述供电单元的一端连接整流桥的正输出端和第一LED灯串的正极,供电单元的另一端连接第一LED灯串开关的第四端;所述第一LED灯串的负极连接第一LED灯串开关的第一端;第一LED灯串开关的第二端连接控制逻辑单元,第一LED灯串开关的第三端连接第一LED灯组开关的第一端和第一LED灯组的正极;所述第一LED灯组开关的第二端连接控制逻辑单元,第一LED灯组开关的第三端连接第一LED灯组的负极和电流检测及纠错单元的第一端;
控制逻辑单元根据电流检测及纠错模块的输出的欠流及过流信号,通过控制第一LED灯串开关、第一LED灯组开关的启闭状态,调节处于点亮状态的LED的数量,使得LED电流处于欠流值与过流值之间;其中:
当整流桥输出电压最高时,控制逻辑单元控制第一LED灯串开关开启,第一LED灯组开关关断,使第一LED灯串和第一LED灯组处于点亮状态;当整流桥输出电压降低时,LED电流降低小于欠流值,控制逻辑单元控制控制第一LED灯组开关开启,熄灭第一LED灯组中的LED,使LED电流增加大于电流下限值;
当整流桥输出电压最低时,控制逻辑单元控制第一LED灯串开关和第一LED灯组开关均开启,使第一LED灯组处于点亮状态;当整流桥输出电压升高时,LED电流升高大于过流值,控制第一LED灯组开关关断,点亮第一LED灯组中的LED,使LED电流减少小于电流上限值;
在***初始上电后,控制第一LED灯串开关开启和第一LED灯组开关关断,使第一LED灯串和第一LED灯组接入整流桥和地之间;
之后,按照整流桥输出电压降低时的控制方式,控制第一LED灯组开关和第一LED灯组开关的启闭状态,使LED电流在欠流值与过流值之间;
之后,依照当前整流桥的输出电压处于上升或下降阶段,采用LED电流在上升或下降阶段的控制方式,控制第一LED灯组开关和第一LED灯组开关的启闭状态,来调节点亮状态的LED的数量。
2.根据权利要求1所述的分段式LED驱动装置,其特征在于,所述第一LED灯串开关包括:第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管、第八MOS管和二极管;
所述第一MOS管的漏极连接第一LED灯串的负极,第一MOS管的源极和第八MOS管的源极连接第一LED灯组开关的第一端,第一MOS管的栅极连接第六MOS管的漏极和第八MOS管的漏极,第六MOS管的源极和第五MOS管的源极连接供电单元,第五MOS管的漏极连接第六MOS管的栅极和第四MOS管的栅极;第五MOS管的栅极和第八MOS管的栅极连接控制逻辑单元的G1端;第四MOS管的源极连接供电单元;第四MOS管的漏极连接第三MOS管的漏极,第三MOS管的栅极连接控制逻辑单元的G1端,第三MOS管的源极连接第二MOS管的漏极,第二MOS管的源极接地,第二MOS管的栅极连接偏置电压源;所述二极管的正极连接所述第一MOS管的源极和第八MOS管的源极,二极管的负极连接第一MOS管的栅极和第八MOS管的漏极。
3.根据权利要求2所述的分段式LED驱动装置,其特征在于,所述第一LED灯组开关包括第九MOS管、第十MOS管、第十一MOS管和电阻;
所述第九MOS管的源极连接第一MOS管的源极和第一LED灯组的正极,第九MOS管的漏极连接电流检测及纠错单元的第一端和第一LED灯组的负极,第九MOS管的栅极连接第十MOS管的漏极、还通过所述电阻连接第一MOS管的源极和第九MOS管的源极;所述第十MOS管的栅极连接控制逻辑单元的PG1端,第十MOS管的源极连接第十一MOS管的漏极;第十一MOS管的源极接地,第十一MOS管的栅极连接直流偏置电压源。
4.根据权利要求3所述的分段式LED驱动装置,其特征在于,所述电流检测及纠错单元包括:第一比较器、第二比较器、第三比较器、第四比较器、与门、或非门和变阻器;
所述第一比较器的同相输入端、第二比较器的同相输入端、第三比较器的同相输入端和第四比较器的同相输入端连接第一LED灯组的负极和变阻器的一端,第一比较器的反相输入端、第二比较器的反相输入端、第三比较器的反相输入端和第四比较器的反相输入端连接不同的直流偏置电压;变阻器的另一端接地,所述变阻器的电阻抽头连接控制逻辑单元的SEL端;所述第一比较器的输出端连接与门的第一输入端,第二比较器的输出端连接与门的第二输入端,与门的输出端连接控制逻辑单元的OV_H端;所述第三比较器的输出端连接或非门的第一输入端,第四比较器的输出端连接或非门的第二输入端,或非门的输出端连接控制逻辑单元的OV_L端。
5.一种分段式LED驱动装置,其与整流桥、LED灯串和LED灯组连接,用于点亮或熄灭LED灯串和LED灯组中的LED,所述的分段式LED驱动装置包括:
LED灯串开关组,用于点亮或熄灭LED灯串中的LED;
LED灯组开关组,用于点亮或熄灭LED灯组中的LED ;
其特征在于,还包括:
电流检测及纠错单元,用于检测LED的电流变化;
控制逻辑单元,用于根据电流检测及纠错单元的检测结果控制LED灯串开关组和LED灯组开关组开启与关闭;
所述整流桥的正输出端连接LED灯串的正极,整流桥的负输出端接地;所述LED灯串的负极连接LED灯串开关组的第一端;LED灯串开关组的第二端连接控制逻辑单元,LED灯串开关组的第三端连接LED灯组开关组的第一端和LED灯组的正极;所述LED灯组开关组的第二端连接控制逻辑单元,LED灯组开关组的第三端连接LED灯组的负极和电流检测及纠错单元的第一端;所述电流检测及纠错单元的第二端连接控制逻辑单元,电流检测及纠错单元的第三端接地;
所述LED灯串包括第二LED灯串、第三LED灯串、第四LED灯串和第五LED灯串;
所述LED灯组包括第二LED灯组和第三LED灯组;
第二、第三、第四、第五LED灯串中的LED数量相同,第二、第三LED灯组中的LED数量相同,且LED灯组中LED的数量小于LED灯串中LED的数量;
所述LED灯串开关组包括第二LED灯串开关、第三LED灯串开关、第四LED灯串开关和第五LED灯串开关;
所述LED灯组开关组包括第二LED灯组开关和第三LED灯组开关;
所述第二LED灯串的正极连接整流桥的正输出端,第二LED灯串的负极连接第二LED灯串开关的第一端和第三LED灯串的正极,所述第二LED灯串开关的第二端连接控制逻辑单元;
所述第三LED灯串的负极连接第三LED灯串开关的第一端和第四LED灯串的正极,第三LED灯串开关的第二端连接控制逻辑单元;
所述第四LED灯串的负极连接第四LED灯串开关的第一端和第五LED灯串的正极,第四LED灯串开关的第二端连接控制逻辑单元;
第五LED灯串的负极连接第五LED灯串开关的第一端,第五LED灯串开关的第二端连接控制逻辑单元;
第二LED灯串开关的第三端、第三LED灯串开关的第三端、第四LED灯串开关的第三端、第五LED灯串开关的第三端连接第二LED灯组开关的第一端和第二LED灯组的正极;
所述第二LED灯组的负极连接第三LED灯组的正极、第二LED灯组开关的第三端和第三LED灯组开关的第一端,第二LED灯组开关的第二端连接控制逻辑单元;
所述第三LED灯组的负极连接电流检测及纠错单元和第三LED灯组开关的第三端,第三LED灯组开关的第二端连接控制逻辑单元;
控制逻辑单元根据电流检测及纠错模块的输出的欠流及过流信号,通过控制第二LED灯串开关、第三LED灯串开关、第四LED灯串开关、第五LED灯串开关、第二LED灯组开关、第三LED灯组开关的启闭状态,调节处于点亮状态的LED的数量,使得LED电流处于欠流值与过流值之间,其中:
当整流桥输出电压最高时,控制逻辑单元控制控制第五LED灯串开关开启、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关关断,点亮第二LED灯串、第三LED灯串、第四LED灯串、第五LED灯串、第二LED灯组和第三LED灯组,所述整流桥的输出电压从最高降低,LED电流降低小于欠流值时,控制第三LED灯组开关开启,熄灭第三LED灯组,使LED电流增加大于欠流值;随着整流桥输出电压降低,LED电流继续降低小于欠流值时,控制第二LED灯组开关开启,熄灭第二LED灯组,使LED电流增加大于欠流值;随着整流桥输出电压继续降低,LED电流继续降低小于欠流值时,控制第五LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关关断,同时控制第四LED灯串开关开启,熄灭第五LED灯串、并点亮第二LED灯组和第三LED灯组;随着整流桥输出电压继续降低,LED电流降低小于欠流值时,控制第三LED灯组开关开启,熄灭第三LED灯组,使LED电流增加大于欠流值;随着整流桥输出电压继续降低,LED电流继续降低小于欠流值时,控制第二LED灯组开关开启,继续熄灭第二LED灯组,使LED电流增加大于欠流值;随着整流桥输出电压降低,LED电流继续降低小于欠流值时,控制第四LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关关断,同时控制第三LED灯串开关开启,熄灭第四LED灯串、并点亮第二LED灯组和第三LED灯组,然后LED电流增加大于欠流值;以此类推,直到整流桥输出电压降至最低时,控制第二LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关开启,同时控制第三LED灯串开关、第四LED灯串开关、第五LED灯串开关关断,使第二LED灯串为点亮状态,第三LED灯串、第四LED灯串、第五LED灯串、第二LED灯组和第三LED灯组为熄灭状态;
当整流桥输出电压最低时,控制逻辑单元控制控制第五LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关均开启,仅点亮第二LED灯组;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高超过过流值,控制第三LED灯组开关关断点亮第三LED灯组,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高超过过流值,控制第三LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关开启,同时控制第二LED灯串开关关断,点亮第三LED灯串、并熄灭第二LED灯组和第三LED灯组,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高超过过流值,控制第二LED灯组开关关断,点亮第二LED灯组,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高超过过流值,控制第三LED灯组开关关断,点亮第三LED灯组,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高超过过流值,控制第四LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关开启,同时控制第三LED灯串开关关断,点亮第四LED灯串、并熄灭第二LED灯组和第三LED灯组,使LED电流减少小于过流值,以此类推,直到整流桥电压升到最高时,控制第五LED灯串开关开启,控制第二LED灯串开关、第三LED灯串开关、第四LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关关断,点亮第二LED灯串、第三LED灯串、第四LED灯串、第五LED灯串、第二LED灯组和第三LED灯组;
在***初始上电后,控制第五LED灯串开关开启,同时控制第二LED灯串开关、第三LED灯串开关、第四LED灯串开关、第二LED灯组开关和第三LED灯组开关关断,使第二LED灯串、第三LED灯串、第四LED灯串、第五LED灯串、第二LED灯组和第三LED灯组接入整流桥和地之间;
之后,根据电流检测及纠错电路输出的欠流及过流信号,按照整流桥输出电压下降阶段的方式,控制第二、第三、第四、第五LED灯串开关及第二、第三LED灯组开关的启闭状态,使LED驱动装置在初始上电的电压下,LED电流在欠流值与过流值之间;
之后,依照当前整流桥的输出电压处于上升或下降阶段,采用上升或下降阶段的控制方式,控制第二、第三、第四、第五LED灯串开关及第二、第三LED灯组开关的启闭状态,来调节点亮状态的LED的数量。
6.一种分段式LED驱动装置,其与整流桥、LED灯串和LED灯组连接,用于点亮或熄灭LED灯串和LED灯组中的LED,所述的分段式LED驱动装置包括:
LED灯串开关组,用于点亮或熄灭LED灯串中的LED;
LED灯组开关组,用于点亮或熄灭LED灯组中的LED ;
其特征在于,还包括:
电流检测及纠错单元,用于检测LED的电流变化;
控制逻辑单元,用于根据电流检测及纠错单元的检测结果控制LED灯串开关组和LED灯组开关组开启与关闭;
所述整流桥的正输出端连接LED灯串的正极,整流桥的负输出端接地;所述LED灯串的负极连接LED灯串开关组的第一端;LED灯串开关组的第二端连接控制逻辑单元,LED灯串开关组的第三端连接LED灯组开关组的第一端和LED灯组的正极;所述LED灯组开关组的第二端连接控制逻辑单元,LED灯组开关组的第三端连接LED灯组的负极和电流检测及纠错单元的第一端;所述电流检测及纠错单元的第二端连接控制逻辑单元,电流检测及纠错单元的第三端接地;
所述LED灯串包括第六LED灯串和第七LED灯串;
所述LED灯组包括第四LED灯组和第五LED灯组;
所述第六、第七LED灯串中的LED数量相同,第四、第五LED灯组的LED数量相同,且LED灯组中LED的数量小于LED灯串中LED的数量;
所述LED灯串开关组包括第六LED灯串开关、第七LED灯串开关、第八LED灯串开关和第九LED灯串开关;
所述LED灯组开关组包括第四LED灯组开关和第五LED灯组开关;
所述第六LED灯串的正极连接整流桥的正输出端,第六LED灯串的负极连接第六LED灯串开关的第一端、第七LED灯串开关的第一端和第七LED灯串的正极,所述第六LED灯串开关的第二端和第七LED灯串开关的第二端连接控制逻辑单元;
所述第七LED灯串的负极连接第八LED灯串开关的第一端和第九LED灯串开关的第一端,所述第八LED灯串开关的第二端和第九LED灯串开关的第二端连接控制逻辑单元;
所述第六LED灯串开关的第三端、第七LED灯串开关的第三端、第八LED灯串开关的第三端、第九LED灯串开关的第三端连接第四LED灯组开关的第一端和第四LED灯组的正极;
所述第四LED灯组的负极连接第五LED灯组的正极、第四LED灯组开关的第三端和第五LED灯组开关的第一端,第四LED灯组开关的第二端连接控制逻辑单元;
所述第五LED灯组的负极连接电流检测及纠错单元和第五LED灯组开关的第三端,第五LED灯组开关的第二端连接控制逻辑单元;
控制逻辑单元根据电流检测及纠错模块的输出的欠流及过流信号,通过控制第六LED灯串开关、第七LED灯串开关、第八LED灯串开关、第九LED灯串开关、第四LED灯组开关、第五LED灯组开关,调节处于点亮状态的LED的数量,使得LED电流处于欠流值与过流值之间,其中:
当整流桥输出电压最高时,控制逻辑单元控制第八LED灯串开关、第九LED灯串开关开启,控制第六LED灯串开关、第七LED灯串开关、第四LED灯组开关和第五LED灯组开关关断,点亮第六LED灯串、第七LED灯串、第四LED灯组和第五LED灯组;当整流桥输出电压降低时,LED电流降低小于欠流值,控制第五LED灯组开关开启,熄灭第五LED灯组熄灭,使LED电流增加大于欠流值;当整流桥输出电压降低时,LED电流降低小于欠流值,控制第四LED灯组开关开启,熄灭第四LED灯组,LED电流增加大于欠流值;随着整流桥输出电压降低,LED电流降低小于欠流值,控制第六LED灯串开关和第七LED灯串开关开启,同时控制第八LED灯串开关、第九LED灯串开关、第四LED灯组开关和第五LED灯组开关关断,熄灭第七LED灯串,点亮第四LED灯组和第五LED灯组,使LED电流增加大于欠流值;随着LED电流继续降低,控制第五LED灯组开关开启,熄灭第五LED灯组;随着整流桥输出电压降低,LED电流降低小于欠流值,控制第四LED灯组开关开启,继续熄灭第四LED灯组,LED电流增加大于欠流值;
当整流桥输出电压最低时,控制逻辑单元控制第八LED灯串开关、第九LED灯串开关关断,第六LED灯串开关、第七LED灯串开关、第四LED灯组开关、第五LED灯组开关开启,点亮第七LED灯串;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高升高大于过流值,控制第四LED灯组开关关断,点亮第四LED灯组;随着LED电流继续升高,控制第五LED灯组开关关断,继续点亮第五LED灯组,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第八LED灯串开关、第九LED灯串开关、第四LED灯组开关和第五LED灯组开关开启,同时控制第六LED灯串开关、第七LED灯串开关关断,点亮第七LED灯串,同时熄灭第四LED灯组和第五LED灯组,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第四LED灯串开关关断,点亮第四LED灯组,使LED电流减少小于过流值;随着整流桥输出电压升高,LED电流升高大于过流值,控制第五LED灯串开关关断,继续点亮第五LED灯组,LED电流减少小于过流值;
在***初始上电后,控制第八LED灯串开关、第九LED灯串开关开启,第六LED灯串开关、第七LED灯串开关、第四LED灯组开关和第五LED灯组开关关断,使第六LED灯串、第七LED灯串、第四LED灯组和第五LED灯组,接入整流桥和地之间;
之后,根据电流检测及纠错电路输出的欠流及过流信号,按照整流桥输出电压下降阶段的控制方式,控制第六、第七、第八、第九LED灯串开关及第四、第五LED灯组开关的启闭状态,使得在初始上电的电压下,LED电流在欠流值与过流值之间;
之后,依照当前整流桥的输出电压处于上升或下降阶段,采用上升或下降阶段的控制方式,控制第二、第三、第四、第五LED灯串开关及第二、第三LED灯组开关的启闭状态,来调节点亮状态的LED的数量。
7.一种LED照明装置,其特征在于,包括:用于对输入信号进行整流的整流桥、LED灯串、LED灯组和如权利要求1-6任意一项所述的分段式LED驱动装置;所述整流桥通过分段式LED驱动装置连接LED灯串和LED灯组。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310143052.XA CN103206684B (zh) | 2013-04-22 | 2013-04-22 | 分段式led驱动装置及其驱动方法和led照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310143052.XA CN103206684B (zh) | 2013-04-22 | 2013-04-22 | 分段式led驱动装置及其驱动方法和led照明装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103206684A CN103206684A (zh) | 2013-07-17 |
CN103206684B true CN103206684B (zh) | 2015-07-15 |
Family
ID=48753999
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310143052.XA Active CN103206684B (zh) | 2013-04-22 | 2013-04-22 | 分段式led驱动装置及其驱动方法和led照明装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103206684B (zh) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103561508A (zh) * | 2013-10-10 | 2014-02-05 | 易美芯光(北京)科技有限公司 | 一种高集成度无电容电感led驱动拓扑结构 |
CN103945616B (zh) * | 2014-04-30 | 2016-03-30 | 深圳市晟碟半导体有限公司 | 一种灯具及其led驱动装置 |
CN104039044B (zh) * | 2014-06-05 | 2016-08-03 | 常州顶芯半导体技术有限公司 | 一种逼近式自适应led线性控制电路及其控制方法 |
CN105050296B (zh) * | 2015-09-07 | 2017-06-30 | 电子科技大学 | 一种具有高功率因数特性的led驱动电路 |
CN105120565B (zh) * | 2015-09-07 | 2018-01-16 | 深圳市晟碟半导体有限公司 | 一种自动均衡灯串亮度的线性恒流驱动装置及其驱动方法 |
CN105120566B (zh) * | 2015-09-07 | 2018-03-06 | 深圳市晟碟半导体有限公司 | 自动均衡led灯串亮度的恒流驱动装置及其驱动方法 |
CN106941747A (zh) * | 2017-04-07 | 2017-07-11 | 南京中感微电子有限公司 | 一种led电路及led驱动电路 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20080083323A (ko) * | 2005-12-16 | 2008-09-17 | 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | 조명 장치, 조명 장치 제어 방법, 백라이팅 시스템, 및디스플레이 장치 |
CN101707831A (zh) * | 2009-10-30 | 2010-05-12 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 一种led驱动电路及led灯具 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7081722B1 (en) * | 2005-02-04 | 2006-07-25 | Kimlong Huynh | Light emitting diode multiphase driver circuit and method |
TW200905123A (en) * | 2007-07-30 | 2009-02-01 | Topco Technologies Corp | Light emitting diode lamp and illumination system |
US8476836B2 (en) * | 2010-05-07 | 2013-07-02 | Cree, Inc. | AC driven solid state lighting apparatus with LED string including switched segments |
KR20120026204A (ko) * | 2010-09-09 | 2012-03-19 | (주)세미솔루션 | 광 발생 장치 및 그의 제어 방법 |
-
2013
- 2013-04-22 CN CN201310143052.XA patent/CN103206684B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20080083323A (ko) * | 2005-12-16 | 2008-09-17 | 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | 조명 장치, 조명 장치 제어 방법, 백라이팅 시스템, 및디스플레이 장치 |
CN101707831A (zh) * | 2009-10-30 | 2010-05-12 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 一种led驱动电路及led灯具 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103206684A (zh) | 2013-07-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103206684B (zh) | 分段式led驱动装置及其驱动方法和led照明装置 | |
US9155149B2 (en) | Self-adaptive drive circuit and LED lamp with the same | |
CN101657057B (zh) | Led电源电路 | |
US9775206B2 (en) | LED AC drive circuit | |
CN102932989B (zh) | 一种led驱动装置及其驱动方法 | |
CN103369799B (zh) | 动态配置分段led驱动装置和led照明装置 | |
CN102202441A (zh) | Led照明灯用交流电源直接供电的恒流控制器拓扑电路 | |
CN103152895B (zh) | 一种用交流电直接驱动led的电路 | |
CN103945616B (zh) | 一种灯具及其led驱动装置 | |
CN202799281U (zh) | Led小串的控制装置 | |
CN203162873U (zh) | 一种交流直接驱动led灯电流矫正电路 | |
CN203378116U (zh) | 动态配置分段led驱动装置和led照明装置 | |
CN103152894A (zh) | 一种基于ac电源的分段式led驱动电路 | |
CN201323676Y (zh) | 高功率led灯驱动电源及其配套灯的组合 | |
CN103648223A (zh) | 多通道led 线性驱动器 | |
CN205071365U (zh) | 发光二极管照明驱动电路及灯具 | |
CN203761634U (zh) | Led triac调光匹配器 | |
CN104378888B (zh) | 一种简易高pfc架构可控硅调光led驱动电源 | |
CN201378883Y (zh) | 恒压led照明电路 | |
CN214256690U (zh) | 一种多通道led驱动电路 | |
CN103096589A (zh) | 一种自带过压保护的ac led驱动电路及驱动方法 | |
CN104703356B (zh) | 一种智能同步整流的非隔离降压型led驱动电路 | |
CN203691702U (zh) | 线电压补偿ac led驱动装置 | |
CN201509348U (zh) | Led电源电路 | |
CN202818729U (zh) | 一种led驱动装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |