CN202551415U - 一种led线性电流控制电路及led线性电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种LED线性电流控制电路，包括：一LED灯串，该LED灯串由至少一个LED串联而成；一输入电压采样网络，用于采样该LED的输入电压；一比较与控制电路，将该每个LED的输入电压分别与一基准电压比较以获得一比较结果；一多路选择开关，该多路选择开关分别连接该LED，该多路选择开关根据该比较结果改变其导通阻抗，以控制部分或全部LED导通。本实用新型同时公开一种LED线性电路。

Description

一种LED线性电流控制电路及LED线性电路
技术领域
本实用新型涉及一种LED线性电流控制电路，尤其涉及一种可以通过改变输入可控硅调光器切相角度大小调节LED亮度的线性电流控制电路。 
背景技术
图1是传统的LED线性恒流控制电路。图中LED灯串连接到输入整流桥100的正端，通过一连接到输入整流桥100地端的线性恒流源102来设定流过LED的电流。LED200与线性恒流源102的位置可以相互交换。 
由于LED灯串由很多LED200串联而成，因此正向导通电压很高。根据LED导通的原理，只有在输入电压高于LED200正向导通电压时，LED灯串才会被点亮。在市电供电的***中，LED灯串仅在输入电压达到峰值附近才会被点亮，所以LED的利用率很低，功率因数也不高。如果减少串联的LED灯数量，虽然可以增加LED的利用率，但会使恒流控制电路的功耗大大增加，从而降低整个驱动电路的效率，增加驱动电路的温升。如果增大LED灯点亮时的电流，虽然可以提高LED的亮度，则需要采用更大功率的LED，从而增加了***的成本，***功耗也会随着LED驱动电流的增大而增加。 
实用新型内容
为了克服现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供一种LED线性电流控制电路，可以根据实际流经LED电流的大小点亮部分或全部LED，从而提高LED的利用率。 
为了实现上述实用新型目的，本实用新型公开一种LED线性电流控制电路，包括：一LED灯串，该LED灯串由至少一个LED串联而成；一输入电压采样网络，用于采样该LED的输入电压；一比较与控制电路，将该每个LED的输入电压分别与一基准电压比较以获得一比较结果；一多路选择开关，该多路选择开关分别连接该LED，该多路选择开关根据该比较结果改变其导通阻抗，以控制部分或全部LED导通。 
更进一步地，该输入电压采样网络包括至少一个电流采样电阻，该电流采样电阻一端接地，另一端与该比较与控制电路及该多路选择开关连接。 
更进一步地，该比较与控制电路包括一运算放大器，该运算放大器的输入端正极与该基准电压连接，其中输入端负极与该电压采样网络连接，输出端与该多路选择开关连接。该多路选择开关包括一控制端，开关输入端和开关输出端，改变该控制端的电压或电流以改变该 开关输入端和开关输出端的导通阻抗。该控制端与该运算放大器的输出端连接，该开关输入端与该LED连接，该开关输出端与该运算放大器的输入端负极以及该输入电压采样网络连接。 
更进一步地，该基准电压为一相同值，或者为不同值。 
本实用新型同时公开一种LED线性电路，包括：整流桥以及LED线性电流控制电路，该LED线性电流控制电路采用如上文任一项所述的LED线性电流控制电路。 
与现有技术相比较，本实用新型通过采样LED电流与基准电压比较，控制多路选择开关的导通阻抗，可以在不减少LED数量或者不增大LED电流的前提下，在整个周期内逐渐增加LED被点亮的时间，从而提高LED的利用率和总输出流明数。所以本实用新型提高了驱动电路的效率，增加了输入电源的功率因数，降低了***的成本。而且通过改变输入可控硅调光器切相角度大小调节LED亮度。于此同时，通过控制LED电流的大小，可以实现对LED亮度的调节以及对网侧输入电流进行控制以降低网侧输入电流的谐波；而且本实用新型不需要检测输入电压的变化，就能自适应输入电压的变化实现对LED电流控制以及网侧输入电流的谐波控制。 
附图说明
关于本实用新型的优点与精神可以通过以下的实用新型详述及所附图式得到进一步的了解。 
图1是传统的LED线性恒流控制电路示意图； 
图2是根据本实用新型所示出的LED线性电流控制电路的电路示意图。 
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施例。 
传统的LED线性恒流控制电路，LED灯串仅在输入电压达到峰值附近才会被点亮。 
本实用新型提供一种LED线性电流控制电路，在输入电压较低时，就可以点亮部分LED，从而提高LED的利用率。为了实现该实用新型目的，一种LED线性电流控制电路，其特征在于，包括：一LED电压采样网络，用于采样LED的电流得到采样电压；一比较和控制电路，根据所述采样网络得到的采样电压与一基准电压输出一比较结果; 一多路选择开关，用于根据所述比较结果控制多路选择开关的导通阻抗，使部分或全部LED导通，实现控制流经该LED的电流。 
上述比较和控制电路通过上述LED电压采样网络得到的采样电压，根据内置基准电压比较来控制上述多路选择开关的导通阻抗，使得LED灯珠串可以随输入电压变化，逐渐点亮LED灯珠串中的灯珠。在输入电压时，会有部分LED点亮；在输入电压较高时，大部分或全 部LED都点亮从而增加LED被点亮的时间，提高LED的利用率和总输出流明数，可以降低网侧输入电流的谐波，提高功率因数，同时也可以实现调光功能。 
以下将结合图2详细说明本实用新型。图2是本实用新型所示出的LED线性电流控制电路的实施电路，包括LED电压采样网络400、比较和控制电路300、多路选择开关及LED灯串LED1~LEDn。其中该电压采样网络400中包括采样电阻Rcs1-Rcsn、比较和控制电路300中包括内置的运算放大器OP1-OPn和基准电压VREF1-VREFn，多路选择开关包括SW1-SWn和LED灯串LED1~LEDn。 
在本实施方式中，该LED电压采样网络400包括三个采样电阻Rcs1、Rcs2、Rcsn分别连接到比较和控制电路300的CS1、CS2和CSn，再与多路开关SW1、SW2、SWn的输出端OUT1-OUTn连接；多路选择开关SW1-SWn的控制端CON1-CONn分别与运算放大器OP1-OPn输出端G1-Gn相连接；运算放大器OP1-OPn的正极与基准电压VREF1-VREFn相连接；运算放大器OP1-OPn的负极与比较和控制电路300的CS1、CS2和CSn分别连接；多路选择开关SW1-SWn的输入端IN1-INn分别连接到LED灯串LED1~LEDn的阴极。LED1~LEDn头尾相连，最后LED1的阳极连接到整流桥100的正端。 
本实用新型所提供的LED线性电流控制电路通过电压采样网络400得到流经LED1~LEDn电流的采样电压，该采样电压再与连接至运算放大器OP1-OPn正极的基准电压VREF1-VREFn通过运算放大器OP1-OPn进行比较放大，调节连接至运算放大器OP1-OPn输出端G1-Gn的多路选择开关SW1-SWn的控制端的电压或电流，实现多路选择开关SW1-SWn的导通阻抗调节，达到控制LED灯串LED1~LEDn电流的目的。 
本实用新型所提供的LED线性电流控制电路，可以根据不同的输入电压，点亮不同数量的LED。本实用新型只需要通过设置不同的基准电压V REF1-VREFn就可以控制LED灯串LED1~LEDn的电流，使得LED灯串LED1~LEDn的电流I_LED= VREFn/Rcsn。 
由市电供电的***中，母线电压为交流正弦波。在输入电压很低，且不足于触通LED灯珠串时，本实用新型中所有的多路选择开关处于全部低阻导通状态，随着输入电压逐渐上升，LED1灯珠串先流过电流，运算放大器OP1开始比较LED电流的采样电压和基准电压VREF1来改变多路选择开关SW1的导通阻抗，使得LED灯串LED1的电流I_LED= VREF1/Rcs1。当输入电压进一步上升至可以触通LED2灯珠串时，由于多路选择开关SW2处于低阻导通状态，LED2灯珠串自动导通流经电流，运算放大器OP2开始比较LED电流的采样电压和基准电压VREF2来改变多路选择开关SW2的导通阻抗，使得LED灯串LED2的电流I_LED= VREF2/Rcs2。依次类推，当输入电压进一步上升至可以触通LEDn灯珠串时，由于多路选择开关SWn处于低阻导通状态，LEDn灯珠串自动导通流经电流，运算放大器OPn开始比较LED电流的采样电压和基准电压VREFn 来改变多路选择开关SWn的导通阻抗使得LED灯串LEDn的电流I_LED= VREFn/Rcsn。 
当输入电压开始下降至不足于触通LEDn灯珠串时，LEDn灯珠串就没有电流流过，多路选择开关SWn恢复到低阻导通状态，运算放大器OP2开始比较LED电流的采样电压和基准电压VREF2来改变多路选择开关SW2的导通阻抗，使得LED灯串LED2的电流I_LED= VREF2/Rcs2。依次类推，当输入电压进一步下降至不足于触通LED2灯珠串时，多路选择开关SW2恢复到低阻导通状态，LED2灯珠串就没有电流流过，运算放大器OP1开始比较LED电流的采样电压和基准电压VREF1来改变多路选择开关SW1的导通阻抗，使得LED灯串LED1的电流I_LED= VREF1/Rcs1。当输入电压进一步下降至不足于触通所有LED灯珠串时，多路选择开关SW1-SWn全部恢复到低阻导通状态。 
所述的基准电压VREF1-VREFn可以相互独立，也可以相互关联。当输入电压上升，LED2灯珠串开始导通电流，所以流过多路选择开关SW2的电流逐渐上升,CS2电压也开始上升。可以设定VREF1随着CS2电压的上升而减小，使得流过多路选择开关SW1的电流逐渐减小，所以电流逐渐从多路选择开关SW1平滑的切换到SW2。而从母线输入的电流基本不变，减少了多路选择开关切换时引入的噪声。其他多路选择开关开始导通和关断时也可以采取同样的控制方法，使得母线输入电流在整个周期内保持基本不变。 
依此循环工作，本实用新型所提供的LED线性电流控制电路可以通过控制LED电流就点亮部分LED；在输入电压高时，则点亮全部LED。因此，本实用新型采用自适应分段开关技术可以在整个周期内增加LED被点亮的时间，从而提高LED的利用率和总输出流明数，同时可以降低网侧输入电流的谐波，提高功率因数。     
本说明书中所述的只是本实用新型的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型的限制。凡本领域技术人员依本实用新型的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本实用新型的范围之内。 

Claims (7)

1.一种LED线性电流控制电路，其特征在于，包括：
一LED灯串，所述LED灯串由至少一个LED串联而成；
一输入电压采样网络，用于采样所述LED的输入电压；
一比较与控制电路，将所述每个LED的输入电压分别与一基准电压比较以获得一比较结果；
一多路选择开关，所述多路选择开关分别连接所述LED，所述多路选择开关根据所述比较结果改变其导通阻抗，以控制部分或全部LED导通。
2.如权利要求1所述的LED线性电流控制电路，其特征在于，所述输入电压采样网络包括至少一个电流采样电阻，所述电流采样电阻一端接地，另一端与所述比较与控制电路及所述多路选择开关连接。
3.如权利要求1所述的LED线性电流控制电路，其特征在于，所述比较与控制电路包括一运算放大器，所述运算放大器的输入端正极与所述基准电压连接，其中输入端负极与所述电压采样网络连接，输出端与所述多路选择开关连接。
4.如权利要求3所述的LED线性电流控制电路，其特征在于，所述多路选择开关包括一控制端，开关输入端和开关输出端，改变所述控制端的电压或电流以改变所述开关输入端和开关输出端的导通阻抗。
5.如权利要求4所述的LED线性电流控制电路，其特征在于，所述控制端与所述运算放大器的输出端连接，所述开关输入端与所述LED连接，所述开关输出端与所述运算放大器的输入端负极以及所述输入电压采样网络连接。
6.如权利要求1所述的LED线性电流控制电路，其特征在于，所述基准电压为一相同值，或者为不同值。
7.一种LED线性电路，包括：整流桥以及LED线性电流控制电路，其特征在于，所述LED线性电流控制电路采用如权利要求1至6任一项所述的LED线性电流控制电路。 
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