CN105939559B - 一种低频闪交流led电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低频闪交流LED驱动电路，包括：驱动IC、LED灯串D0、LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4、PMOS管M0、PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M3、PMOS管M4、限流电阻Rs。本发明采用栅极负反馈和源极反馈结合的方法，控制不同LED段的导通电流，使不同电压LED总负载功率保持了一致，使得LED光通量变化很小；采用低电压时的小电流到高电压大电流的结构，使得在宽范围输入电压区间LED负载功率保持稳定；采用高端PMOS控制管以及LED串联电路，保证在低电压时***仍然有较高效率；从根本上增加了驱动效率，提高了功率因数，降低了MOS管开关功率，降低了频闪。

Description

一种低频闪交流LED电路
技术领域
本发明属于半导体照明应用技术领域，特别涉及一种低频闪交流LED电路结构。
背景技术
目前，LED芯片以其高效、高集成度、高寿命在新型节能光源领域得到了广泛应用。在LED光源中，电源驱动是比较关键的技术。由于对LED应用的高集成度以及低成本要求，无电感电容等储能器件的交流LED驱动方案在市场中占的份额越来越大。在该类驱动方案中，控制IC通过对LED通路开关MOS管的栅极电压调节来控制实际导通电流经过的LED的数量，以弥补因为LED非线性而导致的导通电流对输入电压的过度敏感，从而达到限流目的。图3显示一个典型的分段式LED驱动结构，当输入电压较低时，第一段LED首先被点亮；当输入电压逐渐升高，后面几段LED被逐级点亮，直至最后一段LED被点亮。在分段式LED驱动技术中，驱动和可控硅TRIAC调光器的兼容性以及LED的频闪特性是客户比较关心的一个指标。图4显示传统交流LED驱动在AC驱动时的电流曲线。可以看出，当输入电压变化时，分段LED的电流有较大变化，该电流变化体现在LED光通量上，成为一个和输入电压频率相同的光通量变化。全波整流输入电压频率通常在100Hz左右，这样一个频率的频闪会对人体视觉神经中枢产生不良刺激，容易导致眼部疲劳甚至头疼等症状。
发明内容
本发明的目的是：提供一种低频闪交流LED电路，能够在LED点亮的全电压波段范围内实现相对一致的电功率输出，使得LED光通量在整个电压周期变化较小，从而大大降低交流LED频闪指数。
本发明的技术方案是：一种低频闪交流LED驱动电路，包括：驱动IC、LED灯串D0、LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4、PMOS管M0、PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M3、PMOS管M4、限流电阻Rs；
控制IC用于控制PMOS管M0、PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M3、PMOS管M4的栅极电压；
LED灯串D0的正极与PMOS管M0的源极相连，LED灯串D0的负极与PMOS管M0的漏极相连；
LED灯串D0、LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4之间串联，LED灯串D0的导通电压小于LED灯串D4的导通电压的二分之一；LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4的最大功率从大到小依次降低；
PMOS管M0的源极与直流电源的正极相连；
PMOS管M1的源极与LED灯串D1的负极相连；
PMOS管M2的源极与LED灯串D2的负极相连；
PMOS管M3的源极与LED灯串D3的负极相连；
PMOS管M4的源极与LED灯串D4的负极相连；
PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M3、PMOS管M4的漏极通过限流电阻Rs与直流电源的负极相连；
当输入直流电压从零开始增加时，电流通过PMOS管M0加在LED灯串D1上，LED灯串D1点亮；
当输入电压达到能够同时点亮LED灯串D0和LED灯串D1时，PMOS管M0导通，PMOS管M1导通，PMOS管M2截止，PMOS管M3截止，PMOS管M4截止，电流通过LED灯串D0和LED灯串D1，LED灯串D0和LED灯串D1点亮；
当输入电压达到能够同时点亮LED灯串D1、LED灯串D2时，PMOS管M0导通，PMOS管M2相应导通，PMOS管M1截止，PMOS管M3截止，PMOS管M4截止，电流通过LED灯串D1、LED灯串D2，LED灯串D1、LED灯串D2点亮；此时，LED灯串D1、LED灯串D2的电流需要小于LED灯串D1导通时的电流；
当输入电压达到能够同时点亮LED灯串D0、LED灯串D1、LED灯串D2时，PMOS管M0导通，PMOS管M2导通，PMOS管M1截止，PMOS管M3截止，PMOS管M4截止，电流通过LED灯串D0、LED灯串D1、LED灯串D2，LED灯串D0、LED灯串D1、LED灯串D2点亮；
当输入电压达到能够同时点亮LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3时，PMOS管M0导通，PMOS管M3导通，PMOS管M1截止，PMOS管M2截止，PMOS管M4截止，电流通过LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3，LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3点亮；
当输入电压达到能够同时点亮LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4时，PMOS管M0导通，PMOS管M4相应导通，PMOS管M1截止，PMOS管M2截止，PMOS管M3截止，电流通过LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4，LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4点亮；
更进一步地，在直流电源端加一个填谷电路，填谷电路用于提高直流电源功率因数和降低频闪。
更进一步地，驱动IC的储能电容控制管脚加储能电容C1，当驱动IC判断输入直流电源为零时，给LED灯串D0、LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4供电，消除直流电源为零时LED灯串D0、LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4熄灭导致的频闪。
本发明采用栅极负反馈和源极反馈结合的方法，控制不同LED段的导通电流，使不同电压LED总负载功率保持了一致，使得LED光通量变化很小；采用低电压时的小电流到高电压大电流的结构，使得在宽范围输入电压区间LED负载功率保持稳定；采用高端PMOS控制管以及LED串联电路，保证在低电压时***仍然有较高效率；从根本上增加了驱动效率，提高了功率因数，降低了MOS管开关功率，降低了频闪。
附图说明
图1为本发明电路原理图；
图2为本发明加储能电容C1时电路原理图；
图3为典型的分段式LED驱动结构；
图4为传统交流LED驱动在AC驱动时的电流曲线。
具体实施方式
实施例1：参见图1，一种低频闪交流LED驱动电路，包括：驱动IC、LED灯串D0、LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4、PMOS管M0、PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M3、PMOS管M4、限流电阻Rs；
控制IC用于控制PMOS管M0、PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M3、PMOS管M4的栅极电压；
LED灯串D0的正极与PMOS管M0的源极相连，LED灯串D0的负极与PMOS管M0的漏极相连；
LED灯串D0、LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4之间串联，LED灯串D0的导通电压小于LED灯串D4的导通电压的二分之一；LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4的最大功率从大到小依次降低；
PMOS管M0的源极与直流电源的正极相连；
PMOS管M1的源极与LED灯串D1的负极相连；
PMOS管M2的源极与LED灯串D2的负极相连；
PMOS管M3的源极与LED灯串D3的负极相连；
PMOS管M4的源极与LED灯串D4的负极相连；
PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M3、PMOS管M4的漏极通过限流电阻Rs与直流电源的负极相连；
当输入直流电压从零开始增加时，电流通过PMOS管M0加在LED灯串D1上，LED灯串D1点亮；
当输入电压达到能够同时点亮LED灯串D0和LED灯串D1时，PMOS管M0导通，PMOS管M1导通，PMOS管M2截止，PMOS管M3截止，PMOS管M4截止，电流通过LED灯串D0和LED灯串D1，LED灯串D0和LED灯串D1点亮；
当输入电压达到能够同时点亮LED灯串D1、LED灯串D2时，PMOS管M0导通，PMOS管M2相应导通，PMOS管M1截止，PMOS管M3截止，PMOS管M4截止，电流通过LED灯串D1、LED灯串D2，LED灯串D1、LED灯串D2点亮；此时，LED灯串D1、LED灯串D2的电流需要小于LED灯串D1导通时的电流；
当输入电压达到能够同时点亮LED灯串D0、LED灯串D1、LED灯串D2时，PMOS管M0导通，PMOS管M2导通，PMOS管M1截止，PMOS管M3截止，PMOS管M4截止，电流通过LED灯串D0、LED灯串D1、LED灯串D2，LED灯串D0、LED灯串D1、LED灯串D2点亮；
当输入电压达到能够同时点亮LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3时，PMOS管M0导通，PMOS管M3导通，PMOS管M1截止，PMOS管M2截止，PMOS管M4截止，电流通过LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3，LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3点亮；
当输入电压达到能够同时点亮LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4时，PMOS管M0导通，PMOS管M4相应导通，PMOS管M1截止，PMOS管M2截止，PMOS管M3截止，电流通过LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4，LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4点亮。
实施例2，在实施例1一种低频闪交流LED驱动电路的基础上，在直流电源端加一个填谷电路，填谷电路用于提高直流电源功率因数，从而降低频闪。
实施例3，参见图2，在实施例1一种低频闪交流LED驱动电路的基础上，驱动IC的储能电容控制管脚加储能电容C1，当驱动IC判断输入直流电源为零时，给LED灯串D0、LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4供电，消除直流电源为零时LED灯串D0、LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4熄灭导致的频闪。

Claims (3)

1.一种低频闪交流LED驱动电路，其特征在于，包括：驱动IC、LED灯串D0、LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4、PMOS管M0、PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M3、PMOS管M4、限流电阻Rs；
驱动IC用于控制PMOS管M0、PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M3、PMOS管M4的栅极电压；
LED灯串D0的正极与PMOS管M0的源相连，LED灯串D0的负极与PMOS管M0的漏相连；
LED灯串D0、LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4之间串联，LED灯串D0的导通电压小于LED灯串D4的导通电压的二分之一；LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4的最大功率从大到小依次降低；
PMOS管M0的源与直流电源的正极相连；
PMOS管M1的源极与LED灯串D1的负极相连；
PMOS管M2的源极与LED灯串D2的负极相连；
PMOS管M3的源极与LED灯串D3的负极相连；
PMOS管M4的源极与LED灯串D4的负极相连；
PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M3、PMOS管M4的漏极通过限流电阻Rs与直流电源的负极相连；
当输入直流电压从零开始增加时，电流通过PMOS管M0加在LED灯串D1上，LED灯串D1点亮；
当输入电压达到能够同时点亮LED灯串D0和LED灯串D1时，PMOS管M0导通，PMOS管M1导通，PMOS管M2截止，PMOS管M3截止，PMOS管M4截止，电流通过LED灯串D0和LED灯串D1，LED灯串D0和LED灯串D1点亮；
当输入电压达到能够同时点亮LED灯串D1、LED灯串D2时，PMOS管M0导通，PMOS管M2相应导通，PMOS管M1截止，PMOS管M3截止，PMOS管M4截止，电流通过LED灯串D1、LED灯串D2，LED灯串D1、LED灯串D2点亮；此时，LED灯串D1、LED灯串D2的电流需要小于LED灯串D1导通时的电流；
当输入电压达到能够同时点亮LED灯串D0、LED灯串D1、LED灯串D2时，PMOS管M0导通，PMOS管M2导通，PMOS管M1截止，PMOS管M3截止，PMOS管M4截止，电流通过LED灯串D0、LED灯串D1、LED灯串D2，LED灯串D0、LED灯串D1、LED灯串D2点亮；
当输入电压达到能够同时点亮LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3时，PMOS管M0导通，PMOS管M3导通，PMOS管M1截止，PMOS管M2截止，PMOS管M4截止，电流通过LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3，LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3点亮；
当输入电压达到能够同时点亮LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4时，PMOS管M0导通，PMOS管M4相应导通，PMOS管M1截止，PMOS管M2截止，PMOS管M3截止，电流通过LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4，LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4点亮。
2.如权利要求1所述的一种低频闪交流LED驱动电路，其特征在于：在直流电源端加一个填谷电路，填谷电路用于提高直流电源功率因数和降低频闪。
3.如权利要求1所述的一种低频闪交流LED驱动电路，其特征在于：驱动IC的储能电容控制管脚加储能电容C1，当驱动IC判断输入直流电源为零时，给LED灯串D0、LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4供电，消除直流电源为零时LED灯串D0、LED灯串D1、LED灯串D2、LED灯串D3、LED灯串D4熄灭导致的频闪。
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