CN107124785B - Led线性电源动态补偿电路、驱动电路及光电模组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种LED线性电源动态补偿电路、驱动电路及光电模组，属于光源照明技术领域。LED线性电源动态补偿电路包括：极性电容单元；导通时间控制单元，用于在一个交流周期内，控制该LED线性电源动态补偿电路对该电源的补偿时间；补偿开关单元，该补偿开关单元依据该导通时间控制单元的控制指令开启或关闭，在开启时，该极性电容单元为该LED光源供电，在关闭时，该电源为该极性电容单元进行充电；防止逆电流单元，用于防止LED线性电源动态补偿电路在补偿LED光源时，防止电流逆流回电源。本发明还公开包括前述LED线性电源动态补偿电路的LED驱动电路及LED光电模组，适用于大功率LED光电模组，具有提升功率因数，保证LED光源功率稳定的有益效果。

Description

LED线性电源动态补偿电路、驱动电路及光电模组
技术领域
本发明涉及一种光源照明技术领域，尤其涉及一种LED线性电源动态补偿电路，具有上述LED线性电源动态补偿电路的LED驱动电路及LED光电模组。
背景技术
大功率LED灯日益普及应用。目前，LED灯应用多为低压定向并载或小功率模块供载形式，前者需要较大功率控制电路或功率模块限压供电，存在降压热耗，效率低，又不经济，后者存在电压利用率低，功率小，***控制件较多，难以达到照明效果，推广具有局限性。
大功率LED光效高、节能，也是过载、耐热、耐老化有待提高的半导体器件，对供载电源的要求较为严格，最好是用无波、迟速、稳定性能好电池类直流电供载，而AC-DC直流电是以50Hz频周转换而来的直流电源，因每个周期谷点无电压输出，属无迟速性，且受外电网负载影响电压落差有时达±10％，稳定性较差，人们通过加大直流滤波电容充电的方法延长周期内直流供载的时间。
对比文件1(CN102102812A)公开一种LED交流灯泡，包括灯体、发光基板和LED发光体；其灯体呈桶状，其前端透光，后端设有螺口灯头，其灯体内设有交流输入转直流输出的变压模块，其变压模块的输入端连接灯头，其输出端接至发光基板的正负电源端。
对比文件2(CN201339900Y)公开一种节能高效LED交直流照明灯，交直流照明灯为LED串载或多串并载方法，直流灯采用限流、常用电压IC稳压、晶体管稳压、晶体管恒流构成可调载电路综合扩展的模式；交流灯采用阻容限流、减压、整流滤波与AC-DC谷补电源配合主电源控载、复式整流稳压或恒压或载控恒稳压、频谷补偿器连接各类可调式的串载LED形成降压灯、控流恒、恒流灯。
上述对比文件1与对比文件2均涉及到LED交流灯，然而没有涉及到如何具体去实现功率因数提升，以及交流电供电下合理进行电源补偿保证LED灯功率稳定的问题。
发明内容
本发明正是基于以上一个或多个问题，提供一种LED线性电源动态补偿电路、LED驱动电路及LED光电模组，用以解决现有技术中驱动LED光源时功率因数不高，功率不稳的问题。
本发明提供一种LED线性电源动态补偿电路，其中，所述LED线性电源动态补偿电路用于对LED光源处于交流驱动下时的电源进行补偿，包括：
极性电容单元，用于存储电量；
导通时间控制单元，用于在一个交流周期内，控制所述LED线性电源动态补偿电路对所述电源的补偿时间；
补偿开关单元，所述补偿开关单元依据所述导通时间控制单元的控制指令开启或关闭，在开启时，所述极性电容单元为所述LED光源供电，在关闭时，所述电源为所述极性电容单元进行充电；防止逆电流单元，用于防止所述LED线性电源动态补偿电路在补偿所述LED光源时，防止电流逆流回电源。
较佳地，当所述交流电源的交流电压小于等于预设导通电压时，所述导通时间控制单元发送电源补偿指令开启所述补偿开关单元，并控制为所述LED光源提供补偿电源的时间。
较佳地，当所述交流电源的交流电压大于所述预设导通电压时，所述导通时间控制单元发送停止补偿指令，关闭所述补偿开关单元，控制所述电源为所述极性电容单元充电的时间。
较佳地，所述预设导通电压为交流电压峰值的0.3至0.4之间时，开启所述补偿开关单元。
较佳地，所述补偿开关单元包括场效应管。
较佳地，所述防止逆电流单元包括二极管。
本发明还提供一种LED驱动电路，其中，所述LED驱动电路包括：LED驱动芯片以及如前所述的LED线性电源动态补偿电路。
较佳地，所述导通时间控制单元包括一导通时间控制芯片，所述导通时间控制芯片分别连接所述补偿开关单元和所述LED驱动芯片。
较佳地，所述LED驱动电路还包括放电单元，所述放电单元用于为所述LED光源进行放电，并放电至所述极性电容单元。
本发明还提供一种LED光电模组，所述LED光电模组包括基板、设于所述基板上的LED驱动电路及LED光源，其中，所述LED驱动电路为前面所述的LED驱动电路。
本发明LED线性电源动态补偿电路、LED驱动电路及LED光电模组，适用于大功率LED光电模组，具有提升功率因数，保证LED光源功率稳定的有益效果。
附图说明
图1是本发明较佳实施例的LED光电模组的驱动电路模块示意图。
图2是本发明较佳实施例的LED光电模组的驱动电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。
请参见图1和图2，图1是本发明较佳实施例的LED光电模组的驱动电路模块示意图；图2是本发明较佳实施例的LED光电模组的驱动电路结构示意图。如图1和图2所示，本发明提供一种LED光电模组，所述LED光电模组包括基板、设于所述基板上的LED驱动电路及LED光源。这里基板常见的是铝基板等导热良好的金属基板，也可以是其它导热良好的塑料。该LED驱动电路驱动LED光源发光，LED光源可以是多颗LED灯串联或并联而成，也可是单颗高功率LED灯。这里的LED灯可以是色温可变的LED灯，也可是常见的普通LED灯。
所述LED驱动电路包括：
电源单元10，用于为所述LED驱动电路提供交流电；
LED驱动芯片70，用于驱动控制LED光源60正常发光；LED驱动芯片70可以是线性恒流驱动芯片。
LED线性电源动态补偿电路，用于对LED光源处于交流驱动下时的电源进行补偿，包括：
极性电容单元30，用于存储电量；
导通时间控制单元40，用于在一个交流周期内，控制所述LED线性电源动态补偿电路对所述电源的补偿时间；
补偿开关单元50，所述补偿开关单元50依据所述导通时间控制单元40的控制指令开启或关闭，在开启时，所述极性电容单元30为所述LED光源60供电，在关闭时，所述电源单元10为所述极性电容单元30进行充电。
进一步地，所述LED线性电源动态补偿电路还包括：防止逆电流单元20，分别与电源单元10和极性电容单元30连接，用于防止所述LED线性电源动态补偿电路在补偿所述LED光源时，防止电流逆流回电源单元10。
进一步地，当所述交流电源的交流电压小于等于预设导通电压时，所述导通时间控制单元40发送电源补偿指令开启所述补偿开关单元50，并控制为所述LED光源60提供补偿电源的时间。
更进一步地，当所述交流电源的交流电压大于所述预设导通电压时，所述导通时间控制单元发送停止补偿指令，关闭所述补偿开关单元，控制所述电源为所述极性电容单元充电的时间。
图1中，LED驱动电路的原理介绍如下：
电源单元10提供交流电至LED驱动芯片70，LED驱动芯片70驱动LED光源60正常工作。为提升LED驱动电路的功率因素，在LED驱动电路中设置LED线性电源动态补偿电路，该LED线性电源动态补偿电路依据交流电源的交流周期中交流电压大小的变化开启或关闭电源补偿，由于交流电源时线性且周期性变化，因此是线性电源动态补偿电路。在线性电源动态补偿电路刚开始工作时，电源单元10经防止逆电流单元20给极性电容单元30供电，这个可以是LED驱动电路正式工作前预先对LED线性电源动态补偿电路进行充电。
LED驱动电路正式工作后，当交流电源中的交流电压小于等于预设导通电压时，所述导通时间控制单元40发送电源补偿指令开启所述补偿开关单元50，并控制为所述LED光源60提供补偿电源的时间。当所述交流电源的交流电压大于所述预设导通电压时，所述导通时间控制单元40发送停止补偿指令，关闭所述补偿开关单元50，控制所述电源单元10为所述极性电容单元30充电的时间。这里的预设导通电压依据交流电的波峰或波谷的电压百分比或LED驱动电路功率因数出现变化时的电压来确定。较佳是通过测定功率因数出现变化的电压来确定预设导通电压的大小。此外，预设导通电压可以是交流电压峰值的0.3至0.4之间时开启补偿开关单元50较佳，预设导通电压大于交流电压峰值的0.4时可能导致LED光源过流，也会导致补偿时间太长；而预设导通电压小于交流电压峰值的0.3时可能会影响功率因数的提升。当然也可是其它数据时开启，但要保证功率因数。
如图2所示，LED驱动电路的交流电源L端(火线端)和N端(零线端)中的L端连接多颗LED灯LED1…LEDn，然后一个支路连接到LED驱动芯片70，另一支路连接电容单元C1后接地GND，导通时间控制单元40包括一导通时间控制芯片41，所述导通时间控制芯片41一端连接作为补偿开关单元的场效应管51，另一端连接所述LED驱动芯片70。所述防止逆电流单元包括二极管21。
此外，所述LED驱动电路还包括放电单元，所述放电单元用于为作为LED光源的多颗LED灯LED1…LEDn进行放电。LED光源放电的电流经放电单元放电后流入极性电容单元31所包括的电容C2中存储。这里，放电单元包括两个串联电阻R3和R4，也可只含有一个电阻。
本发明LED线性电源动态补偿电路、LED驱动电路及LED光电模组，适用于大功率LED光电模组，具有提升功率因数，保证LED光源功率稳定的有益效果。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种LED线性电源动态补偿电路，其特征在于，所述LED线性电源动态补偿电路用于对LED光源处于交流驱动下时的电源进行补偿，包括：
极性电容单元，用于存储电量；
导通时间控制单元，用于在一个交流周期内，控制所述LED线性电源动态补偿电路对所述电源的补偿时间；
补偿开关单元，所述补偿开关单元依据所述导通时间控制单元的控制指令开启或关闭，在开启时，所述极性电容单元为所述LED光源供电，在关闭时，所述电源为所述极性电容单元进行充电；
防止逆电流单元，用于防止所述LED线性电源动态补偿电路在补偿所述LED光源时，防止电流逆流回电源；
当交流电源的交流电压小于等于预设导通电压时，所述导通时间控制单元发送电源补偿指令开启所述补偿开关单元，并控制为所述LED光源提供补偿电源的时间；
当所述交流电源的交流电压大于所述预设导通电压时，所述导通时间控制单元发送停止补偿指令，关闭所述补偿开关单元，控制所述电源为所述极性电容单元充电的时间。
2.如权利要求1所述的LED线性电源动态补偿电路，其特征在于，所述补偿开关单元包括场效应管。
3.如权利要求2所述的LED线性电源动态补偿电路，其特征在于，所述防止逆电流单元包括二极管。
4.一种LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路包括：LED驱动芯片以及如权利要求1至3任一项所述的LED线性电源动态补偿电路。
5.如权利要求4所述的LED驱动电路，其特征在于，所述导通时间控制单元包括一导通时间控制芯片，所述导通时间控制芯片分别连接所述补偿开关单元和所述LED驱动芯片。
6.如权利要求5所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路还包括放电单元，所述放电单元用于为所述LED光源进行放电，并放电至所述极性电容单元。
7.一种LED光电模组，所述LED光电模组包括基板、设于所述基板上的LED驱动电路及LED光源，其特征在于，所述LED驱动电路为权利要求4至6任一项所述的LED驱动电路。
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