專利名稱：交流供電led光源驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體照明應(yīng)用技術(shù)，具體提出了一種可以模 塊化的交流電源直接供電的LED光源驅(qū)動(dòng)電路。
二背景技術(shù)：
半導(dǎo)體照明燈具由于具有發(fā)光效率高、節(jié)電效果明顯、壽
命長(zhǎng)、無(wú)污染、抗震動(dòng)等顯著優(yōu)點(diǎn)，己日益受到世界各國(guó)的重視，有望在不久
的將來(lái)取代傳統(tǒng)的各種照明燈具。但是這種燈具通常都采用直流驅(qū)動(dòng)電源供電， 在燈具內(nèi)必需安裝將交流電變?yōu)橹绷麟姷暮懔黩?qū)動(dòng)電源，盡管開(kāi)關(guān)式恒流源效
率較高，但用于驅(qū)動(dòng)LED燈具時(shí)電能利用效率降低10y。左右；此外由于開(kāi)關(guān)電源 中常用的電解電容器的使用壽命一般都低于10000小時(shí)，雖然LED光源的壽命 可達(dá)5 7萬(wàn)小時(shí)，但是電源電路損壞后，燈具即不能使用，需要購(gòu)置新的燈具， 形成目前的節(jié)能燈具節(jié)能不省錢(qián)的尷尬局面，不經(jīng)濟(jì)，嚴(yán)重影響其推廣使用。
為了解決這一問(wèn)題，申請(qǐng)?zhí)枮?00710172585. 0 (公開(kāi)號(hào)為CN 101137261A)、 發(fā)明名稱為《用于驅(qū)動(dòng)LED的裝置以及方法》發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種結(jié)構(gòu)比 較簡(jiǎn)單并且功率效率高的交流電源驅(qū)動(dòng)式LED點(diǎn)亮裝置。將對(duì)交流電源進(jìn)行整 流后的信號(hào)的電壓(整流電壓)與規(guī)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，根據(jù)其比較結(jié)果 控制流入LED陣列中的各LED的驅(qū)動(dòng)電流的導(dǎo)通和截止。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，當(dāng)交流 電源電壓大時(shí)能使更多數(shù)目的LED點(diǎn)亮，當(dāng)交流電壓小時(shí)使更少數(shù)目的LED點(diǎn) 亮，由此可提高LED點(diǎn)亮裝置的功率效率。
圖5為前述專利申請(qǐng)分段點(diǎn)亮控制法驅(qū)動(dòng)LED數(shù)量與LED利用率和電源利 用率關(guān)系圖，曲線顯示了電源效率和LED效率之間的關(guān)系，102為電源效率曲 線，103為L(zhǎng)ED利用率曲線，圖中可以看出，LED的數(shù)量越多，電源的效率越 高。但是LED的利用率越低，同時(shí)如果數(shù)量一定時(shí)，電源電壓不同其效率也不 同，特別是當(dāng)在電源電壓為標(biāo)準(zhǔn)220條件下，按電源效率95%設(shè)計(jì)的LED數(shù)量， 在電源電壓為190V點(diǎn)亮?xí)r，將有部分LED不亮，當(dāng)電壓為270V時(shí)電源的效 率會(huì)降低到80%，電流源上消耗的功率將增加6 7倍。圖6為電壓由190 260V
4變化時(shí)電源消耗與電流源消耗曲線。104為電源消耗功率，IOI為電流源消耗 功率。 一方面是價(jià)格昂貴的LED燈，另一方面是寶貴的能源，要提高能源利用 率，必須犧牲LED燈，無(wú)法解決電能利用率和LED發(fā)光二極管發(fā)光效率的問(wèn)題， 另外采用圖7-1、圖7-2所示傳統(tǒng)的無(wú)源恒流電流源電路，它的輸入電壓與通 過(guò)電流雖然可以使電流基本保持在設(shè)定范圍內(nèi)，但當(dāng)兩端電壓過(guò)高時(shí)，流過(guò)的 電流也會(huì)隨電壓升高而稍微升高，當(dāng)電源電壓由190V 270V范圍變化時(shí)，通 過(guò)LED的平均電流會(huì)隨電壓升高而升高，恒流源上的功率消耗則隨電壓升高 而成倍增加，電源效率下降。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種交流供電LED光源驅(qū)動(dòng)電路，通過(guò)合 理的電壓調(diào)節(jié)電路和合理控制LED發(fā)光二極管的數(shù)量和組數(shù)，使得通過(guò)發(fā)光二 極管的電流控制在合理的范圍內(nèi)，解決了電源利用率和LED發(fā)光二極管發(fā)光效 率二者之間不可調(diào)和的矛盾，并且可以據(jù)此組裝生產(chǎn)出成本低、效率高、使用 壽命長(zhǎng)、便于大規(guī)模推廣應(yīng)用的交流電源直接供電的LED照明燈。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案
一種交流供電LED光源驅(qū)動(dòng)電路，含有橋式整流電路，電流調(diào)節(jié)電路以及 LED分段點(diǎn)亮控制開(kāi)關(guān)電路，橋式整流電路輸入端連接交流電源，電流調(diào)節(jié)電 路中電流調(diào)節(jié)器的電源輸入端連接橋式整流電路的正極輸出端，電流調(diào)節(jié)器的 輸出端與橋式整流電路的負(fù)極輸出端之間設(shè)有連接N組LED發(fā)光二極管的連接 節(jié)點(diǎn)，電流調(diào)節(jié)器和被分成N組的LED發(fā)光二極管串聯(lián)在整流電路的正、負(fù)極 輸出端構(gòu)成主回路，其中N為自然數(shù)，所述LED分段點(diǎn)亮控制開(kāi)關(guān)電路對(duì)應(yīng)設(shè) 有N-l個(gè)電子開(kāi)關(guān)，其中第一個(gè)電子開(kāi)關(guān)的源極連接在第一組LED發(fā)光二極管 和第二組LED發(fā)光二極管的連接節(jié)點(diǎn)處，第二個(gè)電子開(kāi)關(guān)的源極連接在第二組 LED發(fā)光二極管和第三組LED發(fā)光二極管的連接節(jié)點(diǎn)處，……，第N-1個(gè)電子 開(kāi)關(guān)的源極連接在第N-l組LED發(fā)光二極管和第N組LED發(fā)光二極管的連接 節(jié)點(diǎn)處，所有電子開(kāi)關(guān)的漏極連接整流電源的負(fù)極，各個(gè)電子開(kāi)關(guān)的柵極分別 連接一個(gè)比較器的輸出端，各個(gè)比較器的正、反相輸入端分別連接一個(gè)基準(zhǔn)電 壓和取樣電壓輸入信號(hào)。所述各取樣電壓信號(hào)的設(shè)置滿足當(dāng)整流電源的輸出電壓不足以點(diǎn)亮所有的LED發(fā)光二極管時(shí)，比較器根據(jù)檢測(cè)的電壓信號(hào)，依次驅(qū)動(dòng)電子開(kāi)關(guān)閉合，將對(duì)應(yīng)的LED發(fā)光二極管組從主回路短路。
所述的交流供電LED光源驅(qū)動(dòng)電路，電流調(diào)節(jié)電路包括作為電流調(diào)節(jié)器的晶體管(Q0)，檢流電阻(Rio)以及比較器(Al)，檢流電阻設(shè)在晶體管的漏極側(cè)的主回路中，檢流電阻與晶體管的連接節(jié)點(diǎn)接入比較器(Al)的反相輸入端，所述比較器(Al)的同向輸入端接與基準(zhǔn)電壓為同相輸入端的運(yùn)算放大器(A2)電路的輸出端，比較器(Al)的輸出端連接晶體管控制基極，所述運(yùn)算放大器(A2)的反相輸入端一路連接電流調(diào)節(jié)電路輸入電壓的采樣點(diǎn)，另一路連接溫度補(bǔ)償電路中比較器(A3)的輸出端，運(yùn)算放大器(A2)的輸出端與反相輸入端之間連接有反饋電阻(Rii)，電流調(diào)節(jié)電路輸入電壓的采樣點(diǎn)一端通過(guò)第一取樣電阻(Ri)與穩(wěn)壓管(WZ1)串聯(lián)后與橋式整流電路的電源輸出端連接，另一端通過(guò)第二取樣電阻(R3)連接檢流電阻(Rio)與LED燈的連接節(jié)點(diǎn)。
運(yùn)算放大器(A2)的輸出電壓設(shè)置為當(dāng)輸入到電流調(diào)節(jié)電路電壓小于DW1的導(dǎo)通電壓時(shí)輸出為基準(zhǔn)電壓，當(dāng)輸入到電流調(diào)節(jié)電路電壓大于DW1的導(dǎo)通電壓時(shí)輸出為小于基準(zhǔn)電壓；當(dāng)晶體管(Q0)溫度小于設(shè)定溫度時(shí)A2輸出基準(zhǔn)電壓，大于設(shè)定溫度時(shí)A2輸出小于基準(zhǔn)電壓。
所述的交流供電LED光源驅(qū)動(dòng)電路，電流調(diào)節(jié)電路包括作為電流調(diào)節(jié)器的晶體管(Q0)，檢流電阻(Rio)以及比較器(Al)，檢流電阻設(shè)在晶體管的漏極側(cè)的主回路中，檢流電阻與晶體管的連接節(jié)點(diǎn)接入比較器(Al)的反相輸入端，所述比較器(Al)的同向輸入端接與基準(zhǔn)電壓為同相輸入端的運(yùn)算放大器(A2)電路的輸出端，比較器(AO的輸出端連接晶體管控制基極，所述運(yùn)算放大器(A2)的反相輸入端一路通過(guò)耦合電阻(R21)連接電流跟 器(A4)的輸出端，另一路連接溫度補(bǔ)償電路中比較器(A3)的輸出端，電流跟隨器(A4)同相輸入端連接電流調(diào)節(jié)電路輸入電壓的采樣點(diǎn)，電流跟隨器(A4)的反相輸入端連接溫度補(bǔ)償電路的采樣電壓輸出，所述運(yùn)算放大器(A2)的輸出端與反相輸入端之間連接有反饋電阻(Ru)，電流調(diào)節(jié)電路輸入電壓的采樣點(diǎn)一端通過(guò)第一取樣電阻(Ri)與橋式整流電路的電源輸出端連接，另一端通過(guò)第二取樣電阻(R3)連接檢流電阻(Rio)與LED燈的連接節(jié)點(diǎn)。所述的交流供電LED光源驅(qū)動(dòng)電路，溫度補(bǔ)償電路包括熱敏電阻RT,所述熱敏電阻RT與限流電阻(R6)串聯(lián)后上端接電流調(diào)節(jié)電路的電源端，下端連接檢流電阻(Rio)與晶體管(Q0)的連接節(jié)點(diǎn)，熱敏電阻RT與限流電阻(R6)的連接節(jié)點(diǎn)接入比較器(A3)同相輸入端，比較器(A3)反相輸入端一路通過(guò)耦合電阻(R5)與基準(zhǔn)電壓連接，另一路通過(guò)反饋電阻(R8)與其輸出端連接。
當(dāng)晶體管溫度小于設(shè)定溫度時(shí)，運(yùn)算放大器(A2)輸出基準(zhǔn)電壓；當(dāng)晶體管溫度大于設(shè)定溫度時(shí)，運(yùn)算放大器(A2)輸出小于基準(zhǔn)電壓。
所述的交流供電LED光源驅(qū)動(dòng)電路，電流調(diào)節(jié)器的輸出端與橋式整流電路的負(fù)極輸出端之間連接的LED發(fā)光二極管的組數(shù)N為2 9的自然數(shù)，根據(jù)目前的技術(shù)條件，當(dāng)每一個(gè)LED發(fā)光二極管的導(dǎo)通電壓為3.1 3.3V時(shí)，LED發(fā)光二極管總個(gè)數(shù)M可以取為50 100的自然數(shù)，每組LED發(fā)光二極管至少含有一個(gè)LED發(fā)光二極管。
并且可以據(jù)此實(shí)現(xiàn)交流供電LED光源驅(qū)動(dòng)電路的模塊化和集成化生產(chǎn)，并根據(jù)實(shí)際情況，將一些體積大的或者根據(jù)LED發(fā)光二極管的數(shù)量需要進(jìn)行參數(shù)調(diào)整的電阻、電容設(shè)置為外圍元件，通過(guò)相應(yīng)的管腳連接模塊內(nèi)部電路。
本發(fā)明的有益積極效果
1、 本發(fā)明交流供電LED光源驅(qū)動(dòng)電路，采用合理的電壓調(diào)節(jié)電流電路串聯(lián)在LED燈主回路中，通過(guò)合理控制LED發(fā)光二極管的數(shù)量和組數(shù)，使得通過(guò)發(fā)光二極管的電流控制在合理的范圍內(nèi)，保證了 LED發(fā)光二極管穩(wěn)定工作狀態(tài)，延長(zhǎng)了照明燈的使用壽命，解決了 LED發(fā)光二極管發(fā)光效率、電源利用率二者之間不可調(diào)和的矛盾，提高了電源利用率。
2、 本發(fā)明交流供電LED光源驅(qū)動(dòng)電路，電源模塊只有整流電路而不用電容，
特別是不使用壽命較短的大容量的電解電容，使用中對(duì)電網(wǎng)的沖擊干擾小，同時(shí)，電壓調(diào)節(jié)電路保證了通過(guò)LED光源照明燈的電流不會(huì)隨電壓升高和降低而變動(dòng)，因此大大是提高了LED照明燈及電源模塊的使用壽命，電源壽命可與LED
發(fā)光二極管的使用壽命相當(dāng)。
3、 本發(fā)明交流供電LED光源驅(qū)動(dòng)電路，從第一組半導(dǎo)體LED發(fā)光管到第N-l組半導(dǎo)體LED發(fā)光管，均設(shè)有一個(gè)電子開(kāi)關(guān)串聯(lián)在該組半導(dǎo)體LED發(fā)光管與所述電流調(diào)節(jié)器之間，即每前一組半導(dǎo)體LED發(fā)光管的電子開(kāi)關(guān)與其后邊各組半導(dǎo)體LED發(fā)光管組成的串聯(lián)回路并聯(lián)，通過(guò)電子開(kāi)關(guān)分級(jí)控制導(dǎo)通各組半導(dǎo)體LED發(fā)光管，充分利用了電源波形特征，提高了電源效率，進(jìn)一步提高了節(jié)能效果，其推廣普及具有深遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
四

圖l:本發(fā)明交流供電LED光源驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)原理示意圖
圖2:本發(fā)明交流供電LED光源驅(qū)動(dòng)電路另外一種電流調(diào)節(jié)電路
圖3:本發(fā)明以4組LED燈與3組電子開(kāi)關(guān)為例的實(shí)施方式電路原理圖
圖4-1、圖4-2:分別表示了一種圖3所示LED光源驅(qū)動(dòng)電路模塊化、集成
化后的應(yīng)用實(shí)施方式
圖5:采用無(wú)源的恒流電流源情況下LED發(fā)光二極管數(shù)量與LED發(fā)光二極
管發(fā)光效率、電源效率之間的關(guān)系圖
圖6:現(xiàn)有技術(shù)中LED發(fā)光二極管數(shù)量固定的情況下采用無(wú)源的恒流電流源
時(shí)其電源電壓與電源效率、LED二極管發(fā)光率之間的關(guān)系7-l、圖7-2:分別為無(wú)源恒流電流源的一種電路原理8: LED發(fā)光管數(shù)量在80、總導(dǎo)通電壓為190V 270V時(shí)，本發(fā)明LED
光源驅(qū)動(dòng)電路與現(xiàn)有技術(shù)在不同電壓條件下通過(guò)LED電流曲線比較圖
五具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一參見(jiàn)圖1，本發(fā)明交流供電LED光源驅(qū)動(dòng)電路，含有橋式整流電路1，電流調(diào)節(jié)電路2， LED發(fā)光二極管組3以及LED分段點(diǎn)亮控制開(kāi)關(guān)電路4，橋式整流電路1輸入端連接交流電源，電流調(diào)節(jié)電路2中電流調(diào)節(jié)器的電源輸入端連接橋式整流電路1的正極輸出端，電流調(diào)節(jié)器的輸出端與橋式整流電路l的負(fù)極輸出端之間設(shè)有連接N組LED發(fā)光二極管的連接節(jié)點(diǎn)，電流調(diào)節(jié)器和被分成N組的LED發(fā)光二極管串聯(lián)在整流電路的正、負(fù)極輸出端構(gòu)成主回路，其中N為自然數(shù)，所述LED分段點(diǎn)亮控制開(kāi)關(guān)電路4對(duì)應(yīng)設(shè)有N-1個(gè)電子開(kāi)關(guān)，其中第一個(gè)電子開(kāi)關(guān)的源極連接在第一組LED發(fā)光二極管和第二組LED發(fā)光二極管的連接節(jié)點(diǎn)處，第二個(gè)電子開(kāi)關(guān)的源極連接在第二組LED發(fā)光二極管和第三組LED發(fā)光二極管的連接節(jié)點(diǎn)處，……，第N-1個(gè)電子開(kāi)關(guān)的源極連接在第N-l組LED發(fā)光二極管和第N組LED發(fā)光二極管的連接節(jié)點(diǎn)處，所有電子開(kāi)關(guān)的漏極連接整流電源的負(fù)極，各個(gè)電子開(kāi)關(guān)的柵極分別連接一個(gè)比較器的輸出端，各個(gè)比較器的正、反相輸入端分別連接一個(gè)基準(zhǔn)電壓和取樣電壓輸入信號(hào)。
其中電流調(diào)節(jié)電路2包括作為電流調(diào)節(jié)器的晶體管Q0，檢流電阻Rio以及比較器Al，檢流電阻Rio設(shè)在晶體管Q0的漏極側(cè)的主回路中，檢流電阻Rio與晶體管Q0的連接節(jié)點(diǎn)接入比較器Al的反相輸入端，比較器Al的同向輸入端接與基準(zhǔn)電壓為同相輸入端的運(yùn)算放大器A2電路的輸出端，比較器A1的輸出端連接晶體管QO的控制基極，運(yùn)算放大器A2的反相輸入端一路連接電流調(diào)節(jié)電路輸入電壓的采樣點(diǎn)，另一路連接溫度補(bǔ)償電路中比較器A3的輸出端，運(yùn)算放大器A2的輸出端與反相輸入端之間連接有反饋電阻Ri1，電流調(diào)節(jié)電路輸入電壓的采樣點(diǎn)一端通過(guò)第一取樣電阻Ri與穩(wěn)壓管WZ1串聯(lián)后與橋式整流電路的電源輸出端連接，另一端通過(guò)第二取樣電阻R3連接檢流電阻Rio與LED發(fā)光二極管的連接節(jié)點(diǎn)。
圖1中限流電阻R12與穩(wěn)壓管DW2和電容Ci構(gòu)成電流調(diào)節(jié)源的直流控制電源，電阻R4、 R9的連接點(diǎn)連接比較器A3基準(zhǔn)電壓輸入端，限流電阻Rl3與穩(wěn)壓管DW3和電容C3構(gòu)成電壓控制開(kāi)關(guān)電路的直流控制電源，電阻R20、 R2i的連接點(diǎn)連接電壓比較器B1、 B2、 B3、、 Bn的基準(zhǔn)電壓。
實(shí)施例二:參見(jiàn)圖3。本實(shí)施例的交流供電LED光源驅(qū)動(dòng)電路，電路原理同實(shí)施例一，其與實(shí)施例一不同的是采用4組LED發(fā)光二極管，壓控分段驅(qū)動(dòng)電路對(duì)應(yīng)設(shè)有3組電子開(kāi)關(guān)。圖中，220V交流電通過(guò)橋式整流電路整流為峰值電壓為311V、 100Hz的脈沖直流電，其起點(diǎn)電壓為零，此時(shí)Q1、 Q2、 Q3三個(gè)電子開(kāi)關(guān)打開(kāi)，電壓由0開(kāi)始上升，當(dāng)上升到A組LED燈導(dǎo)通電壓時(shí)，A組LED燈亮，電流經(jīng)由橋式整流電路電源輸出端正極、A組LED燈、電流調(diào)節(jié)器QO、電子開(kāi)關(guān)Q1、橋式整流電路電源輸出端負(fù)極構(gòu)成回路；當(dāng)電壓繼續(xù)上升到A組LED燈加B組LED燈的導(dǎo)通電壓時(shí)，電子開(kāi)關(guān)Q1關(guān)閉，電流經(jīng)由橋式整流電路電源輸出端正極、A組LED燈和B組LED燈、電流調(diào)節(jié)器Q0、電子開(kāi)關(guān)Q2、橋式整流電路電源輸出端負(fù)極構(gòu)成回路；當(dāng)電壓繼續(xù)上升到A加B加C組LED燈
9的導(dǎo)通電壓時(shí)，電子開(kāi)關(guān)Q2關(guān)閉，電流經(jīng)由橋式整流電路電源輸出端正極、A組、B組和C組LED燈、電流調(diào)節(jié)器Q0、電子開(kāi)關(guān)Q3、橋式整流電路電源輸出端負(fù)極構(gòu)成回路；當(dāng)電壓繼續(xù)上升到A組加B組加C組加D組LED燈的導(dǎo)通電壓時(shí)，電子開(kāi)關(guān)Q3關(guān)閉，電流由整流電橋正極輸出經(jīng)過(guò)A組、B組、C組和D組LED燈、電流調(diào)節(jié)器QO然后到整流電橋負(fù)極輸出端構(gòu)成回路，電流調(diào)節(jié)器保證了LED燈在通電工作時(shí)通過(guò)LED燈的電流，在規(guī)定的電壓條件下有不同的電流通過(guò)，以保證LED流過(guò)的電流不超過(guò)額定電流。當(dāng)整流電橋輸出電壓上升到最大，開(kāi)始下降到A組、B組、C組和D組LED總導(dǎo)通電壓時(shí)，電子開(kāi)關(guān)Q3打開(kāi)，當(dāng)電壓繼續(xù)下降到A組、B組和C組LED總的導(dǎo)通電壓時(shí)，電子開(kāi)關(guān)Q2打開(kāi)，當(dāng)電壓繼續(xù)下降到A組、B組LED總的導(dǎo)通電壓時(shí)，電子開(kāi)關(guān)Q1打開(kāi)，只剩A組燈亮，在電源一個(gè)周期內(nèi)，開(kāi)關(guān)工作兩次，LED燈通電2次，由于周期為100HZ， LED燈無(wú)頻閃現(xiàn)象。
實(shí)施例三參見(jiàn)圖2，本實(shí)施例與實(shí)施例一或?qū)嵤├煌氖蔷唧w采用的電流調(diào)節(jié)電路稍有不同。本實(shí)施例交流供電LED光源驅(qū)動(dòng)電路中的電流調(diào)節(jié)電路，包括作為電流調(diào)節(jié)器的晶體管QO，檢流電阻Rio以及比較器Al，檢流電阻設(shè)在晶體管的漏極側(cè)的主回路中，檢流電阻與晶體管的連接節(jié)點(diǎn)接入比較器Al的反相輸入端，比較器A1的同向輸入端連接以基準(zhǔn)電壓為同相輸入端的運(yùn)算放大器A2電路的輸出端，比較器A1的輸出端連接晶體管控制基極，運(yùn)算放大器A2的反相輸入端一路通過(guò)耦合電阻R21連接運(yùn)算放大器A4的輸出端，另一路通過(guò)R7連接溫度補(bǔ)償電路中運(yùn)算放大器A3的輸出端，運(yùn)算放大器A4同相輸入端連接電流調(diào)節(jié)電路輸入電壓的采樣點(diǎn)，運(yùn)算放大器A4的反相輸入端通過(guò)R20與基準(zhǔn)電壓點(diǎn)連接，運(yùn)算放大器A4反相輸入端通過(guò)R2與輸出端連接，運(yùn)算放大器A2的輸出端與反相輸入端之間連接有反饋電阻Rn，電流調(diào)節(jié)電路輸入電壓的采樣點(diǎn)一端通過(guò)第一取樣電阻Ri與橋式整流電路的電源輸出端連接，另一端通過(guò)第二取樣電阻R3連接檢流電阻Rio與LED燈的連接節(jié)點(diǎn)。
實(shí)施例四、實(shí)施例五分別參見(jiàn)圖3和圖4-l、圖4-2，此兩個(gè)實(shí)施例分別為圖3所示LED光源驅(qū)動(dòng)電路模塊化集成化后的一種實(shí)施應(yīng)用方式。按圖3所示電路從其中引出對(duì)應(yīng)連接點(diǎn)，將功耗大的QO和檢流電阻Rio引出作為外圍元件生產(chǎn)出本發(fā)明LED光源驅(qū)動(dòng)電路的模塊化集成電路。圖4-1所示集成電路， 外加電路調(diào)節(jié)元件QO和檢流電阻Rio、 LED發(fā)光二極管組組成LED燈具，調(diào)節(jié) Rio阻值的大小和電流調(diào)節(jié)器Q0的電流能力可生產(chǎn)不同功率的LED燈具。圖4-2 所示集成電路，為更小型化的集成LED光源驅(qū)動(dòng)電路，由于電阻Ri2、 Ri3、電容 Ci、 C2體積較大，均采用外接方式和LED發(fā)光二極管組組成LED燈具。
參見(jiàn)圖8，為本發(fā)明交流供電LED光源驅(qū)動(dòng)電路和現(xiàn)有技術(shù)在LED發(fā)光二 極管的數(shù)量為80、導(dǎo)通電壓為190V 270V時(shí)，在不同電壓條件下的半個(gè)電源周 期內(nèi)通過(guò)LED發(fā)光二極管的電壓、電流曲線圖，其中105為電壓曲線圖，106 為沒(méi)有電流調(diào)節(jié)功能的無(wú)源電流源通過(guò)電流曲線圖，107為本發(fā)明有電流調(diào)節(jié)功 能的電流源電流曲線圖，隨電壓變化由電流調(diào)節(jié)器通過(guò)的電流會(huì)隨電壓升高而 降低。此時(shí)LED消耗的功率為圖中107曲線所包含的面積109，隨電壓升高而基 本不變，電流調(diào)節(jié)器Q0消耗的功率基本不變，因此電流調(diào)節(jié)器Q0上消耗功率
(發(fā)熱量)不會(huì)隨其電壓量增大而增大，從而保證其電源效率不會(huì)隨電壓升高 而降低。而采用圖7-1或圖7-2所示無(wú)源的電流源時(shí)，當(dāng)兩端電壓過(guò)高時(shí)，流 過(guò)的電流也會(huì)隨電壓升高而稍微升高，但當(dāng)電源電壓由190V 270V范圍變化時(shí)， 通過(guò)LED發(fā)光二極管的平均電流會(huì)隨電壓升高而升高，此時(shí)LED發(fā)光二極管消 耗的功率為圖8中106曲線所包含的面積，電壓由190V 270V變化時(shí)，106曲 線所包含的面積隨電壓升高而增加。恒流源上的功率消耗則隨電壓升高而成倍 增加，電源效率下降。由此可以看出，通過(guò)電流調(diào)節(jié)器控制的LED燈在電壓在 190V 270V之間變化時(shí)LED發(fā)光二極管的功率即圖8中曲線107所包含的面積
(電源效率)基本不變，可以實(shí)現(xiàn)恒功率運(yùn)行。
ii
權(quán)利要求
1、一種交流供電LED光源驅(qū)動(dòng)電路，含有橋式整流電路，電流調(diào)節(jié)電路以及LED分段點(diǎn)亮控制開(kāi)關(guān)電路，橋式整流電路輸入端連接交流電源，電流調(diào)節(jié)電路中電流調(diào)節(jié)器的電源輸入端連接橋式整流電路的正極輸出端，電流調(diào)節(jié)器的輸出端與橋式整流電路的負(fù)極輸出端之間設(shè)有連接N組LED發(fā)光二極管的連接節(jié)點(diǎn)，電流調(diào)節(jié)器和被分成N組的LED發(fā)光二極管串聯(lián)在整流電路的正、負(fù)極輸出端構(gòu)成主回路，其中N為自然數(shù)，其特征是所述LED分段點(diǎn)亮控制開(kāi)關(guān)電路對(duì)應(yīng)設(shè)有N-1個(gè)電子開(kāi)關(guān)，其中第一個(gè)電子開(kāi)關(guān)的源極連接在第一組LED發(fā)光二極管和第二組LED發(fā)光二極管的連接節(jié)點(diǎn)處，第二個(gè)電子開(kāi)關(guān)的源極連接在第二組LED發(fā)光二極管和第三組LED發(fā)光二極管的連接節(jié)點(diǎn)處，……，第N-1個(gè)電子開(kāi)關(guān)的源極連接在第N-1組LED發(fā)光二極管和第N組LED發(fā)光二極管的連接節(jié)點(diǎn)處，所有電子開(kāi)關(guān)的漏極連接整流電源的負(fù)極，各個(gè)電子開(kāi)關(guān)的柵極分別連接一個(gè)比較器的輸出端，各個(gè)比較器的正、反相輸入端分別連接一個(gè)基準(zhǔn)電壓和取樣電壓輸入信號(hào)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流供電LED光源驅(qū)動(dòng)電路，其特征是所述 電流調(diào)節(jié)電路包括作為電流調(diào)節(jié)器的晶體管(QO)，檢流電阻(Rio)以及比較 器(A1)，檢流電阻設(shè)在晶體管的漏極側(cè)的主回路中，檢流電阻與晶體管的連接 節(jié)點(diǎn)接入比較器(Al)的反相輸入端，所述比較器(Al)的同向輸入端接與基 準(zhǔn)電壓為同相輸入端的運(yùn)算放大器(A2)電路的輸出端，比較器(Al)的輸出 端連接晶體管控制基極，所述運(yùn)算放大器(A2)的反相輸入端一路連接電流調(diào) 節(jié)電路輸入電壓的采樣點(diǎn)，另一路連接溫度補(bǔ)償電路中比較器(A3)的輸出端， 運(yùn)算放大器(A2)的輸出端與反相輸入端之間連接有反饋電阻(Rii)，電流調(diào) 節(jié)電路輸入電壓的采樣點(diǎn)一端通過(guò)第一取樣電阻(Ri)與穩(wěn)壓管(WZ1)串聯(lián) 后與橋式整流電路的電源輸出端連接，另一端通過(guò)第二取樣電阻(R3)連接檢 流電阻(Rio)與晶體管(QO)的連接節(jié)點(diǎn)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的交流供電LED光源驅(qū)動(dòng)電路，其特征是所述 溫度補(bǔ)償電路包括熱敏電阻RT，所述熱敏電阻RT與限流電阻(R6)串聯(lián)后上端接電流調(diào)節(jié)電路的電源端，下端連接檢流電阻(Rio)與晶體管(QO)的連接節(jié)點(diǎn)，熱敏電阻RT與限流電阻(R6)的連接節(jié)點(diǎn)接入比較器(A3)同相輸入端，比較器(A3)反相輸入端一路通過(guò)耦合電阻(R5)與基準(zhǔn)電壓連接，另一路通過(guò)反饋電阻(Rs)與其輸出端連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流供電LED光源驅(qū)動(dòng)電路，其特征是所述電流調(diào)節(jié)電路包括作為電流調(diào)節(jié)器的晶體管(Q0)，檢流電阻(Rio)以及比較器(Al)，檢流電阻設(shè)在晶體管的漏極側(cè)的主回路中，檢流電阻與晶體管的連接節(jié)點(diǎn)接入比較器(Al)的反相輸入端，所述比較器(Al)的同向輸入端接與基準(zhǔn)電壓為同相輸入端的運(yùn)算放大器(A2)電路的輸出端，比較器(Al)的輸出端連接晶體管控制基極，所述運(yùn)算放大器(A2)的反相輸入端一路通過(guò)耦合電阻(R21)連接電流跟隨器(A4)的輸出端，另一路連接溫度補(bǔ)償電路中比較器(A3)的輸出端，電流跟隨器(A4)同相輸入端連接電流調(diào)節(jié)電路輸入電壓的采樣點(diǎn)，電流跟隨器(A4)的反相輸入端連接溫度補(bǔ)償電路的采樣電壓輸出，所述運(yùn)算放大器(A2)的輸出端與反相輸入端之間連接有反饋電阻(Rii)，電流調(diào)節(jié)電路輸入電壓的采樣點(diǎn)一端通過(guò)第一取樣電阻(Ri)與橋式整流電路的電源輸出端連接，另一端通過(guò)第二取樣電阻(R3)連接檢流電阻(Rio)與晶體管(Q0)的連接節(jié)點(diǎn)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的交流供電LED光源驅(qū)動(dòng)電路，其特征是所述溫度補(bǔ)償電路包括熱敏電阻RT，所述熱敏電阻RT與限流電阻(R6)串聯(lián)后上端接電流調(diào)節(jié)電路的電源端，下端連接檢流電阻(Rio)與晶體管(Q0)的連接節(jié)點(diǎn)，熱敏電阻RT與限流電阻(R6)的連接節(jié)點(diǎn)接入比較器(A3)同相輸入端，比較器(A3)反相輸入端一路通過(guò)耦合電阻(R5)與基準(zhǔn)電壓連接，另一路通過(guò)反饋電阻(Rs)與其輸出端連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述的交流供電LED光源驅(qū)動(dòng)電路，其特征是電流調(diào)節(jié)器的輸出端與橋式整流電路的負(fù)極輸出端之間連接的LED發(fā)光二極管的組數(shù)N為2-9的自然數(shù)，LED發(fā)光二極管的總數(shù)為M個(gè)，M為40--110的自然數(shù)，每組LED發(fā)光二極管至少含有一個(gè)LED發(fā)光二極管。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種可以模塊化的交流電源直接供電的LED光源驅(qū)動(dòng)電路。電流調(diào)節(jié)器的電源輸入端連接橋式整流電路的正極輸出端，電流調(diào)節(jié)器的輸出端與橋式整流電路的負(fù)極輸出端之間設(shè)有連接N組LED發(fā)光二極管的連接節(jié)點(diǎn)，LED分段點(diǎn)亮控制開(kāi)關(guān)電路對(duì)應(yīng)設(shè)有N-1個(gè)電子開(kāi)關(guān)，所有電子開(kāi)關(guān)的漏極連接整流電源的負(fù)極，各個(gè)電子開(kāi)關(guān)的柵極分別連接一個(gè)比較器的輸出端。本發(fā)明解決了電源利用率和LED發(fā)光二極管發(fā)光效率二者之間不可調(diào)和的矛盾，大大提高了LED照明燈及電源模塊的使用壽命，提高了電源效率和節(jié)能效果；并且可以據(jù)此組裝生產(chǎn)出成本低、效率高、便于大規(guī)模推廣應(yīng)用的交流電源直接供電的LED照明燈，具有深遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)H05B37/02GK101668373SQ20091017232
公開(kāi)日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者整 李, 琦 李, 李云霄, 秦金磊, 韓穎慧 申請(qǐng)人:李云霄