CN207854226U - 全电压线性led驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开全电压线性LED驱动电路，其包括：整形电路、第一负载电路、第二负载电路、第一电压采样电路、电流限制电路、电压控制电路、电压控制电流限制电路、开关电路和第二电压采样电路；当输入的准正弦电压平均值较低时，第一控制电压和第二控制电压均较低，电压控制电路导通，电压控制电流限制电路导通，开关电路关闭，第一负载电路和第二负载电路并联工作；当输入的准正弦电压平均值较高时，第一控制电压和第二控制电压均较高，电压控制电路关断，电压控制电流限制电路关断，开关电路导通，第一负载电路和第二负载电路串联工作。本实用新型实现线性LED驱动器在输入交流电压120VAC和220VAC下，均可以正常工作。

Description

全电压线性LED驱动电路

技术领域

本实用新型属于电子驱动电路控制技术领域，具体涉及一种全电压线性LED驱动电路。给出了一种适合120VAC和220VAC输入通用的线性LED驱动方案。

背景技术

LED作为一种高效的新光源，由于具有寿命长，能耗低，节能环保，正广泛应用于各领域照明。LED的点亮需要驱动电路进行驱动。然而，由于LED的负载特性导致，传统线性LED驱动方式在高电压下损耗很大，在低电压下流明不够。只能在很窄的电压域中工作。无法实现恒功率的高低压通用。本实用新型在实现高低输入电压兼容的同时减少了能量损耗，保证了流明，使得产品的可靠性在全电压应用的条件下有了根本保障。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种全电压线性LED驱动电路。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

全电压线性LED驱动电路，包括：

整形电路，用于将输入的交流电全波整流成准正弦电压；

第一负载电路，包括一个或多个串联的LED；

第二负载电路，包括一个或多个串联的LED；

第一电压采样电路，其连接设置于输入的准正弦电压的V+与V-之间，第一电压采样电路用于采集第一控制电压，第一控制电压用于控制电压控制电路的导通和关断；

电流限制电路，其与第一负载电路串联，电流限制电路用于限制流经第一负载电路上的电流值；

电压控制电路，其与串联后的第一负载电路和电流限制电路再进行串联，且该电压控制电路通过开关电路与第二负载电路并联；

电压控制电流限制电路，其通过开关电路与串联后的第一负载电路和电流限制电路并联；

第二电压采样电路，其与电压控制电流限制电路并联，用于采集第二控制电压，第二控制电压用于控制电压控制电流限制电路的导通和关断，电压控制电流限制电路的电流限制值随第二控制电压的增大而减小；

当输入的准正弦电压平均值较低时，第一电压采样电路采集的第一控制电压和第二电压采样电路采集的第二控制电压均较低，电压控制电路导通，电压控制电流限制电路导通，开关电路关断，第一负载电路和第二负载电路并联工作；

当输入的准正弦电压平均值较高时，第一电压采样电路采集的第一控制电压和第二电压采样电路采集的第二控制电压均较高，电压控制电路关断，电压控制电流限制电路关断，开关电路导通，第一负载电路和第二负载电路串联工作。

本实用新型提供一种全电压线性LED驱动电路，V+与V-之间是交流电全波整流后的准正弦电压。

在输入的准正弦电压平均值较低时，电压控制电路导通，电压控制电流限制电路工作在恒流状态，开关电路关断，第一负载电路与第二负载电路并联工作。在输入的准正弦电压平均值较高时，电压控制电路关断，电压控制电流限制电路关断，开关电路导通，第一负载电路与第二负载电路串联工作。同时，此拓扑结构使得输入高低压时自动实现第一负载电路与第二负载电路的串联和并联切换，功率恒定，避免负载电路在准正弦电压瞬时值较低时功率不够，而在高电压时功率偏大。本实用新型实现线性LED驱动器在输入交流电压120VAC和220VAC下，均可以正常工作。

本实用新型采用简单的元器件实现LED的驱动，其有效降低了成本。

在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：

作为优选的方案，开关电路包括：二极管D1，二极管D1的正极分别与电流限制电路和电压控制电路连接，二极管D1的负极分别与电压控制电流限制电路连接。

采用上述优选的方案，结构简单，成本低。

作为优选的方案，电压控制电路由电压控制电流限制器实现，电压控制电流限制器的电流限制值随第一控制电压的增大而减小。

采用上述优选的方案，性能优越。

作为优选的方案，电压控制电流限制器包括：串联连接的压控恒流源I1和限流采样电阻R3，第一控制电压可控制该压控恒流源I1输出电流的大小。

采用上述优选的方案，电路的安全性能高，且控制效果佳。

作为优选的方案，电压控制电路由电压控制电阻电路来实现，电压控制电阻电路的电阻值随着第一控制电压的增大而增大。

采用上述优选的方案，结构简单，成本低。

作为优选的方案，电压控制电阻电路包括：NMOS晶体管MN101、NMOS晶体管MN102以及电阻R4；

MN101的源极分别与输入的准正弦电压V-和MN102的源极连接，其栅极与第一控制电压连接，且其漏极分别与MN102的栅极和电阻R4连接；

MN102的源极分别与输入的准正弦电压V-和MN101的源极连接，其栅极分别与MN101的漏极和电阻R4连接，且其漏极分别与第一负载电路和二极管D1的正极连接；

电阻R4一端分别与MN101的漏极和MN102的栅极连接，其另一端接内部电源Vdc。

采用上述优选的方案，结构简单，采用简单的元器件，成本低。

作为优选的方案，电压控制电流限制电路包括：压控恒流源I2和限流采样电阻R5，压控恒流源I2和限流采样电阻R5串联，且串联后的压控恒流源I2和限流采样电阻R5再与串联后的第一负载电路和电流限制电路并联。

采用上述优选的方案，结构简单。

作为优选的方案，电压控制电流限制电路包括：压控恒流源I2和限流采样电阻R5，压控恒流源I2与串联后的第一负载电路和电流限制电路并联，限流采样电阻R5与第二负载电路串联。

采用上述优选的方案，电路的安全性能高，具有电流切换保护功能。

作为优选的方案，第一电压采样电路包括串联连接的电阻R31和电阻R32，且电阻R31和电阻R32之间输出电压即为第一控制电压。

采用上述优选的方案，结构简单，电路的性能更稳定。

作为优选的方案，第二电压采样电路包括串联连接的电阻R61和电阻R62，且电阻R61和电阻R62之间输出电压即为第二控制电压。

采用上述优选的方案，结构简单，电路的性能更稳定。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的全电压线性LED驱动电路的模块图。

图2为本实用新型实施例提供的全电压线性LED驱动电路的电路图之一。

图3为本实用新型实施例提供的电压控制电流限制器中电流限制值(I_VCS)随第一控制电压(Vc1)的变化曲线图。

图4为本实用新型实施例提供的全电压线性LED驱动电路的电路图之二。

图5为本实用新型实施例提供的全电压线性LED驱动电路的电路图之三。

图6为本实用新型实施例提供的电压控制电阻电路的电阻值(R_VCS)随第一控制电压(Vc1)的变化曲线图。

图7为本实用新型实施例提供的全电压线性LED驱动电路的电路图之四。

图8为本实用新型实施例提供的电压控制电流限制电路中电流限制值(I_VCCC)随第二控制电压(Vc2)的变化曲线图。

图9为本实用新型实施例提供的全电压线性LED驱动电路的电路图之五。

图10为本实用新型实施例提供的全电压线性LED驱动电路的电路图之六。

图11为本实用新型实施例提供的全电压线性LED驱动电路的电路图之七。

图12为本实用新型实施例提供的全电压线性LED驱动电路的电路图之八。

图13为本实用新型实施例提供的全电压线性LED驱动电路的电路图之九。

图14为本实用新型实施例提供的全电压线性LED驱动电路的电路图之十。

其中：1、第一负载电路，2、第二负载电路，3、第一电压采样电路，4、电压控制电路，5、电压控制电流限制电路，6、第二电压采样电路，7、电流限制电路，8、整形电路，9、开关电路。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施方式。

为了达到本实用新型的目的，全电压线性LED驱动电路的其中一些实施例中，如图1所示，全电压线性LED驱动电路包括：

全电压线性LED驱动电路包括：

整形电路8，用于将输入的交流电全波整流成准正弦电压；

第一负载电路1，包括多个串联的LED1；

第二负载电路2，包括多个串联的LED2；

第一电压采样电路3，其连接设置于输入的准正弦电压的V+与V-之间，第一电压采样电路3用于采集第一控制电压Vc1，第一控制电压Vc1用于控制电压控制电路4的导通和关断；

电流限制电路7，其与第一负载电路1串联，电流限制电路7用于限制流经第一负载电路1上的电流值；

电压控制电路4，其与串联后的第一负载电路1和电流限制电路7再进行串联，且该电压控制电路4通过开关电路9与第二负载电路2并联；

电压控制电流限制电路5，其通过开关电路9与串联后的第一负载电路1和电流限制电路7并联；

第二电压采样电路6，其与电压控制电流限制电路5并联，用于采集第二控制电压Vc2，第二控制电压Vc2用于控制电压控制电流限制电路5的导通和关断，电压控制电流限制电路5的电流限制值I_VCCC随第二控制电压Vc2的增大而减小，如图8所示；

当输入的准正弦电压平均值较低时，第一电压采样电路3采集的第一控制电压Vc1和第二电压采样电路6采集的第二控制电压Vc2均较低，电压控制电路4导通，电压控制电流限制电路5导通，开关电路9关断，第一负载电路1和第二负载电路2并联工作；

当输入的准正弦电压平均值较高时，第一电压采样电路3采集的第一控制电压Vc1和第二电压采样电路6采集的第二控制电压Vc2均较高，电压控制电路4关断，电压控制电流限制电路5关断，开关电路9导通，第一负载电路1和第二负载电路2串联工作。

如图2所示，其中，开关电路9包括：二极管D1，二极管D1的正极分别与电流限制电路7和电压控制电路4连接，二极管D1的负极分别与电压控制电流限制电路5连接。

本实用新型提供一种全电压线性LED驱动电路，V+与V-之间是交流电全波整流后的准正弦电压。

在输入的准正弦电压平均值较低时，电压控制电路4导通，电压控制电流限制电路5工作在恒流状态，开关电路9关断，第一负载电路1与第二负载电路2并联工作。在输入的准正弦电压平均值较高时，电压控制电路4关断，电压控制电流限制电路5关断，开关电路9导通，第一负载电路1与第二负载电路2串联工作。同时，此拓扑结构使得输入高低压时自动实现第一负载电路1与第二负载电路2的串联和并联切换，功率恒定，避免负载电路在准正弦电压瞬时值较低时功率不够，而在高电压时功率偏大。

本实用新型采用简单的元器件实现LED的驱动，其有效降低了成本。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，电压控制电路4由电压控制电流限制器实现，如图3所示，电压控制电流限制器的电流限制值I_VCS随第一控制电压Vc1的增大而减小。

如图4所示，电压控制电流限制器包括：串联连接的压控恒流源I1和限流采样电阻R3，第一控制电压Vc1可控制该压控恒流源I1输出电流的大小。

采用上述优选的方案，电路的安全性能高，且控制效果佳。图5为电压控制电流限制器的具体电路结构。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，电压控制电路4由电压控制电阻电路来实现，如图6所示，电压控制电阻电路的电阻值R_VCS随着第一控制电压Vc1的增大而增大。

如图7所示，电压控制电阻电路包括：NMOS晶体管MN101、NMOS晶体管MN102以及电阻R4；

MN101的源极分别与输入的准正弦电压V-和MN102的源极连接，其栅极与第一控制电压Vc1连接，且其漏极分别与MN102的栅极和电阻R4连接；

MN102的源极分别与输入的准正弦电压V-和MN101的源极连接，其栅极分别与MN101的漏极和电阻R4连接，且其漏极分别与第一负载电路1和二极管D1的正极连接；

电阻R4一端分别与MN101的漏极和MN102的栅极连接，其另一端接内部电源Vdc。

采用上述优选的方案，结构简单，采用简单的元器件，成本低。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，如图9所示，电压控制电流限制电路5包括：压控恒流源I2和限流采样电阻R5，压控恒流源I2和限流采样电阻R5串联，且串联后的压控恒流源I2和限流采样电阻R5再与串联后的第一负载电路1和电流限制电路7并联。

采用上述优选的方案，结构简单。图10为电压控制电流限制电路5的具体电路结构。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，如图11所示，电压控制电流限制电路5包括：压控恒流源I2和限流采样电阻R5，压控恒流源I2与串联后的第一负载电路1和电流限制电路7并联，限流采样电阻R5与第二负载电路2串联。

采用上述优选的方案，电路的安全性能高，具有电流切换保护功能。图12为电压控制电流限制电路5的具体电路结构。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，如图2所示，第一电压采样电路3包括串联连接的电阻R31和电阻R32，且电阻R31和电阻R32之间输出电压即为第一控制电压Vc1。

采用上述优选的方案，结构简单，电路的性能更稳定。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，如图2所示，第二电压采样电路6包括串联连接的电阻R61和电阻R62，且电阻R61和电阻R62之间输出电压即为第二控制电压Vc2。

采用上述优选的方案，结构简单，电路的性能更稳定。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，如图13所示，第一负载电路1与电流限制电路7串联后，再与电压控制电路4串联，电流限制电路7用于限制流经第一负载电路1上的电流值。电流限制电路7包括：恒流源I3和限流采样电阻R6。

采用上述优选的方案，电路的性能更稳定。图14为电流限制电路7的具体电路结构。

对于本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.全电压线性LED驱动电路，包括：

整形电路，用于将输入的交流电全波整流成准正弦电压；

其特征在于，还包括：

第一负载电路，包括一个或多个串联的LED；

第二负载电路，包括一个或多个串联的LED；

第一电压采样电路，其连接设置于输入的准正弦电压的V+与V-之间，第一电压采样电路用于采集第一控制电压，第一控制电压用于控制电压控制电路的导通和关断；

电流限制电路，其与第一负载电路串联，电流限制电路用于限制流经第一负载电路上的电流值；

电压控制电路，其与串联后的第一负载电路和电流限制电路再进行串联，且该电压控制电路通过开关电路与第二负载电路并联；

电压控制电流限制电路，其通过开关电路与串联后的第一负载电路和电流限制电路并联；

第二电压采样电路，其与电压控制电流限制电路并联，用于采集第二控制电压，第二控制电压用于控制电压控制电流限制电路的导通和关断，电压控制电流限制电路的电流限制值随第二控制电压的增大而减小；

当输入的准正弦电压平均值较低时，第一电压采样电路采集的第一控制电压和第二电压采样电路采集的第二控制电压均较低，电压控制电路导通，电压控制电流限制电路导通，开关电路关断，第一负载电路和第二负载电路并联工作；

当输入的准正弦电压平均值较高时，第一电压采样电路采集的第一控制电压和第二电压采样电路采集的第二控制电压均较高，电压控制电路关断，电压控制电流限制电路关断，开关电路导通，第一负载电路和第二负载电路串联工作。

2.根据权利要求1所述的全电压线性LED驱动电路，其特征在于，所述开关电路包括：二极管D1，二极管D1的正极分别与所述电流限制电路和所述电压控制电路连接，二极管D1的负极分别与电压控制电流限制电路连接。

3.根据权利要求2所述的全电压线性LED驱动电路，其特征在于，所述电压控制电路由电压控制电流限制器实现，所述电压控制电流限制器的电流限制值随第一控制电压的增大而减小。

4.根据权利要求3所述的全电压线性LED驱动电路，其特征在于，所述电压控制电流限制器包括：串联连接的压控恒流源I1和限流采样电阻R3，所述第一控制电压可控制该压控恒流源I1输出电流的大小。

5.根据权利要求2所述的全电压线性LED驱动电路，其特征在于，所述电压控制电路由电压控制电阻电路来实现，所述电压控制电阻电路的电阻值随着第一控制电压的增大而增大。

6.根据权利要求5所述的全电压线性LED驱动电路，其特征在于，所述电压控制电阻电路包括：NMOS晶体管MN101、NMOS晶体管MN102以及电阻R4；

MN101的源极分别与输入的准正弦电压V-和MN102的源极连接，其栅极与第一控制电压连接，且其漏极分别与MN102的栅极和电阻R4连接；

MN102的源极分别与输入的准正弦电压V-和MN101的源极连接，其栅极分别与MN101的漏极和电阻R4连接，且其漏极分别与第一负载电路和二极管D1的正极连接；

电阻R4一端分别与MN101的漏极和MN102的栅极连接，其另一端接内部电源Vdc。

7.根据权利要求1-6任一项所述的全电压线性LED驱动电路，其特征在于，所述电压控制电流限制电路包括：压控恒流源I2和限流采样电阻R5，压控恒流源I2和限流采样电阻R5串联，且串联后的压控恒流源I2和限流采样电阻R5再与串联后的第一负载电路和电流限制电路并联。

8.根据权利要求1-6任一项所述的全电压线性LED驱动电路，其特征在于，所述电压控制电流限制电路包括：压控恒流源I2和限流采样电阻R5，压控恒流源I2与串联后的第一负载电路和电流限制电路并联，限流采样电阻R5与第二负载电路串联。

9.根据权利要求1-6任一项所述的全电压线性LED驱动电路，其特征在于，所述第一电压采样电路包括串联连接的电阻R31和电阻R32，且电阻R31和电阻R32之间输出电压即为第一控制电压。

10.根据权利要求1-6任一项所述的全电压线性LED驱动电路，其特征在于，所述第二电压采样电路包括串联连接的电阻R61和电阻R62，且电阻R61和电阻R62之间输出电压即为第二控制电压。