CN104080250B - 无频闪led照明电路以及装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提出了无频闪LED照明电路，包括LED灯组模块，工作电压保持模块，恒流控制模块和控制单元；LED灯组模块，分解成若干动态矩阵；恒流控制模块，受控制单元的控制，开启或关闭相应的LED灯组，以控制相应的LED灯组的电流大小恒定；控制单元，其根据输入线网的电压变化，通过控制恒流控制模块，以实现动态矩阵之间的切换，使得每个动态矩阵工作时均具有相同的输出功率。本发明的实施例还提出了包括上述照明电路的装置。本发明提出的上述方案，通过控制单元的控制，使得恒流控制模块根据输入线网电压的变动，实现不同LED灯组的开启或关闭，并且通过控制开启的LED灯组的输出电流，确保不同时间段内LED灯输出功率保持恒定，使得光通量输出恒定，满足无频闪的需求。

Description

无频闪LED照明电路以及装置

技术领域

本发明涉及LED驱动领域，具体而言，本发明涉及无频闪LED照明电路以及装置。

背景技术

目前，线性恒流方案以其简单的***结构在中小功率LED恒流***中广泛使用。传统的高功率因数LED线性恒流控制电路往往采用分段逐级开启LED灯的方法，以实现高功率因数。

如图1所示，当输入电压上升时，逐级分段开启不同阶段的LED灯，且输出电流逐渐增大；当输入电压下降时反方向逐级关断不同阶段的LED灯，输出电流逐渐减小。这种控制方式能够保证高功率因数，但是由于不同开启阶段LED灯亮的数量不同，导致输出功率变化，前级开启时，LED灯数量少且电流小，输出功率小，灯暗；后级开启时LED灯数量多且电流大，输出功率大，灯亮。因此，受电源电压的曲线输出关系和电流骤变的影响，输出功率不恒定，导致光通量输出不恒定，而出现严重的频闪现象，不利于LED灯的长期使用。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是通过控制单元的控制，使得多个LED灯组之间根据输入线网电压变动实现不同LED灯组的开启或关闭，确保每个工作时刻都输出相同的输出功率，从而使得输出光通量保持恒定，解决现有技术频闪现象严重的缺陷。

为了达到上述目的，本发明的实施例一方面提出了无频闪LED照明电路，包括LED灯组模块，工作电压保持模块，恒流控制模块和控制单元；其中，

所述LED灯组模块，其具有N个支路，每个支路设置不大于M个相串接的LED灯组，其中，N为行，M为列，N、M为自然数，N＝M>＝2，不同支路之间相并联，且由相对应的恒流控制模块控制对应支路的恒定电流的大小；

所述LED灯组模块能以n*m的行列关系分解为若干动态矩阵，其中，n、m为自然数，1<＝n<＝N，1<＝m<＝M；

所述工作电压保持模块，用于在输入电压低于预设电压时为LED灯组提供工作电压；

所述恒流控制模块，受所述控制单元的控制，开启或关闭相应的LED灯组，以控制相应的LED灯组的电流大小恒定；

所述控制单元，其根据输入线网的电压变化，通过控制所述恒流控制模块，以实现多个所述的动态矩阵之间的切换，使得每个所述的动态矩阵工作时均具有相同的输出功率。

本发明的实施例另一方面提出了包括上述无频闪LED照明电路的装置。

本发明提出的上述方案，采用分段逐级开启LED灯的方式，当输入电压逐渐升高时，切换正向导通电压匹配的LED灯组，并且控制输出电流，使得输出功率保持不变。通过调整LED灯组的开启或关闭，以及调整开启LED灯组的输出电流的大小，就可以实现每个时间段内开启的LED灯组的输出功率相等，从而解决了现有技术中频闪现象严重的缺陷，实现了逐级开启不同阶段的LED灯，均具有相同的输出功率，满足无频闪的实际需求。

本发明提出的上述方案，对现有***的改动很小，不会影响***的兼容性，而且实现简单、高效。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是现有技术提供的分段开启LED照明电路示意图；

图2是本发明无频闪LED照明电路的原理图；

图3是本发明无频闪LED照明电路模块图；

图4a是本发明无频闪LED照明电路中电压随时间的输出波形图，图4b是本发明无频闪LED照明电路中电流随时间的输出波形图，图4c是本发明无频闪LED照明电路中功率随时间的输出波形图；

图5是本发明实施例中的无频闪LED照明电路的原理图；

图6是本发明又一实施例中的无频闪LED照明电路的原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明提出的上述方案，通过调整LED灯组的开启或关闭，以及调整开启LED灯组的输出电流的大小，就可以实现每个时间段内开启的LED灯组的输出功率相等，从而解决了现有技术中频闪现象严重的缺陷，实现了逐级开启不同阶段的LED灯，均具有相同的输出功率，满足无频闪的实际需求。

如图2所示，为本发明无频闪LED照明电路的原理图。本发明实施例中的无频闪LED照明电路，包括工作电压保持模块10，LED灯组模块11，恒流控制模块12和控制单元13。其中，工作电压保持模块10，用于在输入电压低于预设电压时为LED灯组提供工作电压，其中，预设电压为预先设置的能够使LED灯组正常工作的最低电压；其中，工作电压保持模块10可以是能够为LED灯组模块提供阈值工作电压的电路或者器件，阈值工作电压是指能够使LED灯组模块正常工作的最低工作电压；工作电压保持模块10可以是一个电容，也可以是一个填谷电路；LED灯组模块11，其具有N个支路，每个支路设置不大于M个相串接的LED灯组，其中，N为行，M为列，N、M为自然数，N＝M>＝2，不同支路之间相并联，且由相对应的恒流控制模块12控制对应支路的恒定电流的大小；LED灯组模块11能以n*m的行列关系分解为若干动态矩阵，其中，n、m为自然数，1<＝n<＝N，1<＝m<＝M；恒流控制模块12，受控制单元13的控制，开启或关闭相应的LED灯组，以控制相应的LED灯组的电流大小恒定；控制单元13，其根据输入线网的电压变化，通过控制恒流控制模块12，以实现多个动态矩阵之间的切换，使得每个动态矩阵工作时均具有相同的输出功率。

本发明提出的上述方案，通过控制单元的控制来调整LED灯组的开启或关闭，以及，通过恒流控制模块的控制来调整开启LED灯组的输出电流的大小，就可以实现每个时间段内开启的LED灯组的输出功率相等，实现了不同时间段内工作的LED灯组模块中的LED灯无频闪，延长了LED的使用寿命。

本发明的无频闪LED照明电路，包括LED灯组模块，工作电压保持模块，恒流控制模块和控制单元；其中，LED灯组模块，其具有N个支路，每个支路设置不大于M个相串接的LED灯组，其中，N为行，M为列，N、M为自然数，N＝M>＝2，不同支路之间相并联，且由相对应的恒流控制模块控制对应支路的恒定电流的大小；LED灯组模块能以n*m的行列关系分解为若干动态矩阵，其中，n、m为自然数，1<＝n<＝N，1<＝m<＝M；工作电压保持模块用于在输入电压低于预设电压时为LED灯组提供工作电压，其中，预设电压为预先设置的能够使LED灯组正常工作的最低电压；恒流控制模块，受控制单元的控制，开启或关闭相应的LED灯组，以控制相应的LED灯组的电流大小恒定；控制单元，其根据输入线网的电压变化，通过控制恒流控制模块，以实现多个动态矩阵之间的切换，使得每个动态矩阵工作时均具有相同的输出功率。

具体而言，每个LED灯组包括至少一个LED元件，当其具有多个LED灯组时，多个LED元件之间串联和/或并联连接。

相邻两个动态矩阵间变换关系为：调整前一动态矩阵的最大行数n，以及调整前一动态矩阵的最大列数m，以使得后一动态矩阵工作时具有与前一动态矩阵相同的输出功率，构成后一动态矩阵的行列关系。

任意两个前后变换的动态矩阵具有部分相同的LED灯组。

具体而言，控制单元包括多个源随器，恒流控制模块包括多个源随器。源随器包括运算放大器和采样电阻，运算放大器和采样电阻用于控制LED灯组模块的各个支路的恒定电流的大小；运算放大器的正向输入端分别接入对应电压值的基准电压，运算放大器的负输入端与相应电阻值的采样电阻接地，运算放大器的输出端分别与开关电路的控制端连接，以实现对多个动态矩阵之间的切换。

具体地，源随器中的采样电阻的个数与LED灯组模块中的动态矩阵的个数相同。

一方面，源随器中的运算放大器的负输入端的连接方式为通过串联连接的采样电阻接地。

另一方面，源随器中的运算放大器的负输入端的连接方式为通过相应的采样电阻接地，使得运算放大器的负输入端与其输出端所驱动的开关电路的输出端之间远离地方向连接有至少一个采样电阻。

具体地，当输入电压升高时，相邻的两个运算放大器中后级运算放大器驱动的开关电路通过的电流升高，使得前级运算放大器负输入端的电压升高，前级运算放大器输出降低，关闭其驱动的开关电路，使得开关电路之间实现自动切换。

当输入电压降低时，相邻的两个运算放大器中后级运算放大器驱动的开关电路通过的电流减少，使得前级运算放大器负输入端的电压降低，前级运算放大器输出升高，开启其驱动的开关电路，使得开关电路之间实现自动切换。

具体地，源随器中的运算放大器的个数与LED灯组模块中的动态矩阵的个数相同。

上述过程描述了控制单元为多个并联连接的源随器时，无频闪LED照明电路的工作过程。

此外，控制单元也可以为电压检测电路和开关控制电路，恒流控制模块包括恒流控制电路，其中，电压检测电路用于检测输入线网的电压变化，并且通过开关控制电路控制与各动态矩阵相连接的相应的开关电路，以实现对多个动态矩阵的切换；恒流控制电路用于控制灯组模块各支路的输出电流的大小，使得每个动态矩阵工作时均具有相同的输出功率。

为了便于理解本发明，下面结合更具体、更完整的电路器件，对本发明上述提出的照明电路作进一步阐述。

如图3所示，无频闪LED照明电路是用于驱动LED阵列，各个LED阵列的输入端接整流后的电源，该整流后的电源的输出电压Vin为可变电压，无频闪LED照明电路包括LED灯组模块，工作电压保持模块，恒流控制模块120和控制单元。

具体而言，LED灯组模块，其具有M个LED灯组。每个LED灯组分别为1个或者多个LED灯经过串联、并联、或者串并联组合而成，每个LED灯组的构成可以相同，也可以不同。LED灯组的命名以LED_NM为代号，其中，N为行，M为列，N、M为自然数，N＝M>＝2，不同LED灯组由相对应的恒流控制模块输出端口驱动；恒流控制模块，受控制单元的控制而进行对每个LED灯组的开启或关闭的控制，同时控制开启的LED灯组的输出电流的大小；控制单元，其根据输入线网的电压变化，通过控制不同LED灯组的开启及其开启电流的大小，以实现工作时均具有相同的输出功率；此外，工作电压保持模块为LED灯组提供正常工作状态下的最低工作电压。

当线网电压较低时，控制单元控制LED₁₁、LED₂₁、LED₃₁……、LED_N1灯组开启，输出电流值控制为I₁₁、I₂₁、I₃₁……、I_N1，此时LED灯组上的压降分别为V₁₁、V₂₁、V₃₁……、V_N1，

输出功率P₁＝V₁₁*I₁₁+V₂₁*I₂₁+V₃₁*I₃₁+....+V_N1*I_N1；

当线网电压再高时，控制单元控制LED₂₁、LED₂₂、LED₃₁、LED₃₂……、LED_N1、LED_N2灯组开启，其中LED₂₁和LED₂₂串联，其输出电流值控制为I₂₂。LED₃₁和LED₃₂串联，其输出电流值控制为I₃₂。LED_N1和LED_N2串联，其输出电流值控制为I_N2。此时LED灯组上的压降分别为V₂₁、V₃₁……、V_N1、V_N2，输出功率P₂＝(V₂₁₊V₂₂₎*I₂₂+(V₃₁₊V₃₂₎*I₃₂+....+(V_N1+V_N2)*I_N2；

当线网电压再高时，控制单元控制LED₃₁、LED₃₂、LED₃₃、……、LED_N1、LED_N2、LED_N3灯组开启，其中LED₃₁、LED₃₂和LED₃₃串联，其输出电流值控制为I₃₃。LED_N1、LED_N2和LED_N3串联，其输出电流值控制为I_N3。此时LED灯组上的压降分别为V₃₁、V₃₂……、V_N1、V_N2，

输出功率P₃＝(V₃₁₊V₃₂₊V₃₃₎*I₃₃+....+(V_N1+V_N2+V_N3)*I_N3；

当线网电压再高时，控制单元控制LED灯组开启，开启为X行的第1列到X列，X+1行的第1列到X列，直到N行的第一列到第X列，其中X<N。同时控制为X行的第一列到第X列串联，输出电流为I_XX；X+1行的第一列到第X列串联，输出电流为I_(X+1)X；直到N行的第一列到第X列串联，输出电流为I_NX。即LED_X1、LED_X2、……LED_XX、……、LED_N1、LED_N2……LED_NX灯组开启，其中LED_X1、LED_X2、……LED_XX串联，其输出电流值控制为I_XX，此时LED灯组上的压降分别为V_X1、V_X2……、V_XX，……，LED_N1、LED_N2、LED_N3……LED_N(X-1)和LED_NX串联，其输出电流值控制为I_NX。此时LED灯组上的压降分别为V_N1、V_N2……、V_NX。

输出功率P_X＝(V_X1+V_X2+....+V_XX)*I_XX+....+(V_N1+V_N2+....+V_NX)*I_NX；

当线网电压再高时，N＝M，控制单元控制LED_N1、LED_N2、LED_N3……LED_NM灯组开启，其中LED_N1、LED_N2、LED_N3……LED_N(M-1)和LED_NM串联，其输出电流值控制为I_NM。此时LED灯组上的压降分别为V_N1、V_N2……、V_NM，输出功率P_M＝(V_N1+V_N2+....+V_NM)*I_NM；

通过控制单元控制使得P₁＝P₂＝P₃＝....＝P_X＝....＝P_M；使得输出功率保持一致，从而使输出功率转化出来的光通量保持恒定，即实现无频闪。

如图4所示，示出了输出电压、输出电流以及输出功率的波形图。第一级LED阵列工作时，其输出功率P_out1＝V₁*I₁；第二级LED阵列工作时，其输出功率P_out2＝V₂*I₂；…第n级LED阵列工作时，其输出功率P_outn＝V_n*I_n；通过调整LED阵列的连接方式以及输出电流的大小，就可以实现每级LED阵列输出功率相等，即P_out＝V₁*I₁＝V₂*I₂＝....＝V_n*I_n，从而使得电源在驱动不同LED阵列时具有相同的输出功率，实现了无频闪的实际需求。

如图5所示，控制单元包括多个运算放大器(如OP₁-OP₃)和多个采样电阻(如R₁-R₃)，该运算放大器的个数与LED阵列的个数相同，所有采样电阻串联连接。为了达到更好的效果，该采样电阻的数量与LED阵列的个数也可以设置成相同的。

各个运算放大器的正向输入端分别接入相应电压值的基准电压(如V_R1-V_R3)，各个运算放大器的正输入端所接入的基准电压值与其所驱动的LED阵列的正向导通电压成正比；各个运算放大器的负输入端通过相应阻值的采样电阻接地，各个运算放大器的输出端分别与用于驱动相应的LED阵列的开关管的控制端连接，用于驱动同一个LED阵列的开关管的输出端共接后经过相应的采样电阻接地。

对于各个运算放大器OP₁-OP₃的负输入端有多种连接方式，一种连接方式为，共接后再通过串接在一起的采样电阻接地；另一种连接方式为，分别通过相应的采样电阻接地，以保证运算放大器的负输入端与其输出端所驱动的开关管的输出端之间(即在远离地的方向)连接有至少一个采样电阻。当输入电压V_in升高时，相邻的两个运算放大器中后级运算放大器驱动的开关管的通过电流升高，导致前级运算放大器负输入端电压升高，前级运算放大器输出降低，从而关闭其驱动的开关管，实现了两级开关的自动切换；当输入电压V_in下降时，相邻的两个运算放大器中后级运算放大器驱动的开关管的通过电流减小，导致前级运算放大器负输入端电压降低，前级运算放大器输出升高，从而开启其驱动的开关管，实现了两级开关的自动切换。

在本发明的一个具体实施例中，各个运算放大器与相应的采样电阻和开关管构成多个源随器。

假设LED阵列和运算放大器为N个，那么在该N个LED阵列中，各个LED阵列的正向导通电压是从第1个LED阵列到第N个LED阵列逐渐递增，第1个至第N个运算放大器分别控制第1至第N个LED阵列。

再进一步地，驱动同一个LED阵列的开关管的输出端到地所接的采样电阻的阻值与其所驱动的LED阵列的正向导通电压成正比，即驱动正向导通电压越大的LED阵列的开关管的输出端与地之间连接的采样电阻个数或阻值越大；而且，第1个至第N-1个运算放大器的负输入端与其输出端所驱动的开关管的输出端在远离地的方向至少以一个采样电阻相隔，特别地，与第1个LED阵列到第N-1个LED阵列不同，第N个运算放大器的负输入端和第N-1个运算放大器的负输入端并接，即都经过串接在一起的所有采样电阻接地。

进一步地，有上述可知，采样电阻的个数和运算放大器个数相同，均为N个，N个采样电阻包括第1个采样电阻、第2个采样电阻……第N-1个采样电阻、第N个采样电阻，所有采样电阻串接，该第1个采样电阻的第一端接地。N个运算放大器包括：第一运算放大器、第二运算放大器……第N-1运算放大器、第N运算放大器。

第一运算放大器的正输入端接入第一基准电压，输出端与驱动该第1个LED阵列的开关管的控制端连接，且驱动该第1个LED阵列的开关管的输出端与第1个采样电阻的第二端及第2个采样电阻的第一端连接；

第二运算放大器的正输入端接入第二基准电压，输出端与驱动该第2个LED阵列的开关管的控制端连接，且驱动该第2个LED阵列的开关管的输出端与第2个采样电阻的第二端及第3个采样电阻的第一端连接；……(依此类推)

第N-1运算放大器的正输入端接入第N-1基准电压，输出端与驱动该第N-1个LED阵列的开关管的控制端连接，且驱动该第N-1个LED阵列的开关管的输出端与该第N-1个采样电阻的第二端及第N个采样电阻的第一端连接；

第N运算放大器的正输入端接入第N基准电压，输出端与驱动该第N个LED阵列的开关管的控制端连接，且驱动该第N个LED阵列的开关管的输出端与第N个采样电阻的第二端；

另外，第一基准电压、第二基准电压……第N-1基准电压、第N基准电压的压值依次递增，第一运算放大器至第N-1运算放大器的负输入端与其相应的输出端所驱动的开关管的输出端在远离地的方向以至少一个采样电阻相隔，具体为，第一运算放大器的负输入端可与第2、3……N-1、N个采样电阻的第二端连接；第二运算放大器的负输入端可与第3、4……N-1、N个采样电阻的第二端连接；……第N-2个运算放大器的负输入端可与第N-1、N个采样电阻的第二端连接；而，第N-1个运算放大器的负输入端和第N个运算放大器的负输入端与第N个采样电阻的第二端共接。

具体而言，采样电阻为N个，其中，第1个采样电阻R1的第一端接地，第二端与第2个采样电阻的第一端连接，依次类推，第N个采样电阻的第一端与第N-1个采样电阻的第二端连接。并且，驱动正向导通电压最大的第N个LED阵列的开关管的输出端与第N个采样电阻的第二端，驱动正向导通电压第二大的第N-1个LED阵列的开关管的输出端与第N-1个采样电阻的第二端，依次类推，驱动正向导通电压最小的第1个LED阵列的开关管的输出端与第1个采样电阻的第二端连接。

在进一步的实施例中，每个LED阵列由n*m个LED灯组构成，其中，n为该LED阵列中LED灯组的并联行数，m为每行LED灯组中的串联数，且n大于等于2的整数，m为大于等于1的整数；并且，每个LED阵列连接开关管数量为n，即由n个开关管驱动。

随着电源的输出电压V_in的增大，控制模块120所驱动的LED阵列中的m逐渐增大，n逐渐减少，即LED阵列的正向导通电压不断增大，接入电路时两端的压降也不断增大；随着电源的输出电压的减少，控制模块所驱动的LED阵列中的n逐渐增大，m逐渐减少；且n*m的值不变，即LED阵列的正向导通电压不断减少，接入电路时两端的压降也不断减少。

结合参考图3和图5，LED阵列包括：第1个LED阵列201、第2个LED阵列202，第3个LED阵列203。在第1个LED阵列201中，n＝4，m＝1；在第2个LED阵列202中，n＝2，m＝2；在第3个LED阵列203中，n＝1，m＝4。其中，第2个LED阵列中每行的前两个LED灯组LED₁₁、LED₂₁，和第1个LED阵列201的前两个LED灯组LED₁₁、LED₂₁；第3个LED阵列203中前两个LED灯组LED₁₁、LED₁₂和第1个LED阵列201中第一个LED灯组LED₁₁以及第2个LED阵列的第一行第一个LED灯组LED₁₂共用。

进一步地，本实施例中，采样电阻包括第1个采样电阻R₁、第2个采样电阻R₂、第3个采样电阻R₃，该第1个采样电阻R₁的第一端接地，多个运算放大器包括：第一运算放大器OP₁、第二运算放大器OP₂、第三运算放大器OP₃。

第一运算放大器OP₁的正输入端接入第一基准电压V_R1，输出端与驱动该第1个LED阵列201的开关管(K₁₁、K₁₂、K₁₃、K₁₄)的控制端连接，驱动该第1个LED阵列的开关管(K₁₁、K₁₂、K₁₃、K₁₄)的输出端与第1个采样电阻R₁的第二端及第2个采样电阻R₂的第一端连接；

第二运算放大器OP₂的正输入端接入第二基准电压V_R2，输出端与驱动该第2个LED阵列202的开关管(K₂₁、K₂₂)的控制端连接，驱动该第2个LED阵列的开关管(K₂₁、K₂₂)的输出端与第2个采样电阻R₂的第二端及第3个采样电阻R₃的第一端连接；

第三运算放大器OP₃的正输入端接入第三基准电压V_R3，输出端与驱动该第3个LED阵列的开关管K₃₁的控制端连接，驱动该第3个LED阵列的开关管K₃₁的输出端与第3个采样电阻R₃的第二端；第一基准电压V_R1、第二基准电压V_R2、第三基准电压V_R3的压值依次递增。

另外，在本发明的一个具体实施例中，第一运算放大器OP₁的负输入端、第二运算放大器OP₂的负输入端、第三运算放大器OP₃的负输入端以及第3个采样电阻R₃的第二端共接；在另一些实施例中，第一运算放大器OP₁的负输入端可接第2采样电阻R₂的第二端和第3采样电阻R₃的第一端。

结合图5实施例说明无频闪LED照明电路的工作原理，具体如下所述。

控制电路内部产生3个基准电压V_R1、V_R2和V_R3，其中V_R1<V_R2<V_R3。三个运算放大器OP₁、OP₂和OP₃正向输入端分别接V_R1、V_R2、V_R3，负向输入端串接采样电阻R₃、R₂、R₁到地。运算放大器OP₁输出接开关管K₁₁、K₁₂、K₁₃和K₁₄的栅极，运算放大器OP₂输出接开关管K₂₁和K₂₂的栅极，运算放大器OP₃输出接开关管K₃₁的栅极。开关管K₁₁、K₁₂、K₁₃和K₁₄的源极串接采样电阻R₁到地，开关管K₂₁和K₂₂的源极串接采样电阻R₂、R₁到地，开关管K₃₁的源极串接采样电阻R₃、R₂和R₁到地。

当输入电压上升时，首先是第一个LED阵列导通，运算放大器OP₁工作，比较电压VCS跟随基准电压V_R1，此时电源输出总电流I_out＝V_R1/R₁，采样电阻R₂和R₃没有电流流过。由于四个开关管K₁₁、K₁₂、K₁₃和K₁₄的栅极和源极电压均相等，当工作在饱和区时I_d相同，即四个端口平分输出电流，每个端口输出电流为V_R1/4R₁。第1个LED阵列201的LED灯组LED₁₁、LED₂₁、LED₃₁和LED₄₁灯亮，输出功率P_out＝V_LED*V_R1/R₁。

当输入电压上升到第2个LED阵列正向导通电压时，开关管K₂₁和K₂₂的漏极电压上升，开始产生输出电流，此时采样电阻R₂开始流过电流，比较电压V_CS电压开始上升，通过运算放大器OP₁使其输出电压下降，最终关闭开关管K₁₁、K₁₂、K₁₃和K₁₄，实现开关切换。比较电压V_CS上升到V_CS＝V_R2后保持稳定，此时输出总电流I_out＝V_R2/(R₁+R₂)，同理每个端口平分电流，每个端口输出电流为I_out＝V_R2/2(R₁+R₂)。

第2个LED阵列的LED₁₁、LED₁₂、LED₂₁和LED₂₂灯亮，输出功率P_out＝2V_LED*V_R2/(R₁₊R₂₎。

当输入电压上升到第3个LED阵列正向导通电压时，开关管K₃₁的漏极电压上升，开始产生输出电流，此时电阻R₃开始流过电流，比较电压V_CS电压开始上升，通过运算放大器OP₂使其输出电压下降，最终关闭开关K₂₁和K₂₂，实现开关切换。比较电压V_CS上升到V_CS＝V_R3后保持稳定，此时输出电流I_out＝V_R3/(R₁+R₂+R₃)。

第3个LED阵列的LED灯组LED₁₁、LED₁₂和LED₁₃灯亮，输出功率P_out＝3V_LED*V_R3/(R₁₊R₂₊R₃₎。

当输入电压下降时，分段开关反向切换，工作状态与以上相同。在整个控制电路中，只要调整好电阻R₁-R₃以及V_R1-V_R3的比例，就可以实现任意时刻输出功率保持一致，达到无频闪的目的。

图6是本发明的另一个实施例。此实施例的工作原理与图5所述的实施例相同，只是实现方式有所不同。本实施例所接LED阵列与如图5所示的实施例相同，在控制电路内部，通过电流镜控制不同输入电压下的输出电流值，通过电压检测电路检测输入电压的变化并控制不同级LED阵列所接开关的切换，实现不同级LED阵列输出恒定功率。本实施例恒定输出功率P_out＝nV_LED*I₀。

本发明的实施例另一方面提出了包括上述无频闪LED照明电路的装置；该装置包括多个LED灯组，该多个LED灯组构成多个功率相同的LED阵列。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.无频闪LED照明电路，其特征在于，包括LED灯组模块，工作电压保持模块，恒流控制模块和控制单元；其中，

所述LED灯组模块，其具有N个支路，每个支路设置不大于M个相串接的LED灯组，其中，N为行，M为列，N、M为自然数，N＝M>＝2，不同支路之间相并联，且由相对应的恒流控制模块控制对应支路的恒定电流的大小；每个所述的LED灯组包括至少一个LED元件；

所述LED灯组模块能以n*m的行列关系分解为若干动态矩阵，其中，n、m为自然数，1<＝n<＝N，1<＝m<＝M；所述若干动态矩阵包括n行1列和1行m列的动态矩阵；

所述工作电压保持模块，用于在输入电压低于预设电压时为LED灯组提供工作电压；

所述恒流控制模块，受所述控制单元的控制，开启或关闭相应的LED灯组，以控制相应的LED灯组的电流大小恒定；

所述控制单元，其根据输入线网的电压变化，通过控制所述恒流控制模块，以实现多个所述的动态矩阵之间的切换，使得每个所述的动态矩阵工作时均具有相同的输出功率；相邻两个动态矩阵间变换关系为：调整前一动态矩阵的最大行数n，以及调整前一动态矩阵的最大列数m，以使得后一动态矩阵工作时具有与前一动态矩阵相同的输出功率，构成后一动态矩阵的行列关系；其中，所述调整前一动态矩阵的最大行数n，以及调整前一动态矩阵的最大列数m包括：将前一动态矩阵的最大行数n减一，并对应将前一动态矩阵的最大列数m加一。

2.根据权利要求1所述的无频闪LED照明电路，其特征在于，每个所述的LED灯组，当其具有多个LED灯组时，多个LED元件之间串联和/或并联连接。

3.根据权利要求1所述的无频闪LED照明电路，其特征在于，任意两个前后变换的动态矩阵具有部分相同的LED灯组。

4.根据权利要求1所述的无频闪LED照明电路，其特征在于，所述工作电压保持模块是能够为LED灯组模块提供阈值工作电压的电路或者器件。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的无频闪LED照明电路，其特征在于，所述控制单元包括电压检测电路和开关控制电路，所述恒流控制模块包括恒流控制电路，其中，所述电压检测电路用于检测所述输入线网的电压变化，并且通过所述开关控制电路控制与各动态矩阵相连接的相应的开关电路，以实现对多个所述的动态矩阵的切换，所述恒流控制电路用于控制所述灯组模块各支路的输出电流的大小，使得每个所述的动态矩阵工作时均具有相同的输出功率。

6.根据权利要求5所述的无频闪LED照明电路，其特征在于，所述控制单元包括多个源随器，所述恒流控制模块包括多个源随器，所述源随器包括运算放大器和采样电阻，以用于控制所述LED灯组模块的各个支路的恒定电流；所述运算放大器的正向输入端分别接入对应电压值的基准电压，所述运算放大器的负输入端通过相应电阻值的采样电阻接地，所述运算放大器的输出端分别与所述开关电路的控制端连接，以实现对多个所述的动态矩阵的切换。

7.根据权利要求6所述的无频闪LED照明电路，其特征在于，所述源随器中的采样电阻的个数与所述LED灯组模块中的动态矩阵的个数相同。

8.根据权利要求6所述的无频闪LED照明电路，其特征在于，所述源随器中的运算放大器的个数与所述LED灯组模块中的动态矩阵的个数相同。

9.根据权利要求6所述的无频闪LED照明电路，其特征在于，所述源随器中的运算放大器的负输入端的连接方式为通过串联连接的采样电阻接地。

10.根据权利要求6所述的无频闪LED照明电路，其特征在于，所述源随器中的运算放大器的负输入端的连接方式为通过相应的采样电阻接地，使得所述运算放大器的负输入端与其输出端所驱动的开关电路的输出端之间远离地方向连接有至少一个采样电阻。

11.根据权利要求6所述的无频闪LED照明电路，其特征在于，当输入电压升高时，相邻的两个运算放大器中后级运算放大器驱动的开关电路通过的电流升高，使得前级运算放大器负输入端的电压升高，前级运算放大器输出降低，关闭其驱动的开关电路，使得开关电路之间实现自动切换。

12.根据权利要求6所述的无频闪LED照明电路，其特征在于，当输入电压降低时，相邻的两个运算放大器中后级运算放大器驱动的开关电路通过的电流减少，使得前级运算放大器负输入端的电压降低，前级运算放大器输出升高，开启其驱动的开关电路，使得开关电路之间实现自动切换。

13.无频闪LED控制装置，其特征在于，所述无频闪LED照明装置包括权利要求1至12任一项所述的无频闪LED照明电路。