一種LED線性恒流驅動電路及LED照明裝置的制作方法

本實用新型屬于LED驅動領域，尤其涉及一種LED線性恒流驅動電路及LED照明裝置。

背景技術：

LED照明產品由于其可靠性高、壽命長、穩定性好而被廣泛應用于照明、家電、機械生產等諸多領域。現有技術中通常采用基于可控硅調光器的開關電源電路對LED照明產品進行調光控制。

然而，由于傳統的開關電源電路與LED都具有非純阻負載特性，開關電源電路接可控硅調光器會導致開關電源電路的輸入端電流存在尖峰浪涌，從而造成壓電效應，并產生刺耳的噪音。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種LED線性恒流驅動電路及LED照明裝置，旨在解決由于傳統的開關電源電路與LED都具有非純阻負載特性，開關電源電路接可控硅調光器會導致開關電源電路的輸入端電流存在尖峰浪涌，從而造成壓電效應，并產生刺耳的噪音的問題。

本實用新型是這樣實現的，一種LED線性恒流驅動電路，其包括整流橋，所述整流橋的第一交流端通過可控硅調光器接市電火線，所述整流橋的第二交流端接市電零線，所述整流橋的輸出端連接由多個LED芯片串聯而成的LED負載中第一級LED芯片的輸入端，所述整流橋的接地端連接地；其特征在于，所述LED線性恒流電路還包括電流泄放模塊、電流調節模塊、使能模塊和負載驅動模塊；

所述電流泄放模塊的輸入端與所述電流調節模塊的輸入端、所述使能模塊的輸入端、所述負載驅動模塊的第一電源端和所述LED負載的輸入端共接于所述整流橋的輸出端，所述電流泄放模塊的控制端與所述負載驅動模塊的接地端共接于模擬地，所述電流泄放模塊的接地端接地；所述電流調節模塊的電流設定端和輸出端分別接所述負載驅動模塊的電流設定端和地；所述使能模塊的使能端和接地端分別接所述負載驅動模塊的使能端和模擬地；所述負載驅動模塊的第二電源端接模擬地，所述負載驅動模塊的多個輸出端分別通過多個整流二極管與所述多個LED芯片的輸出端一一對應連接；

在所述整流橋接入市電時，所述電流泄放模塊導通為所述可控硅調光器提供維持電流，所述線性恒流載負驅動模塊的第一電源端從所述整流橋的輸出端獲取電能；

在所述可控硅調光器由小導通角逐步調節至大導通角的過程中，所述電流泄放模塊關斷，所述電流調節模塊使所述負載驅動模塊的工作電流逐步增大至所述負載驅動模塊的工作電流范圍內，同時所述使能模塊觸發所述負載驅動模塊驅動所述LED負載工作；

在所述可控硅調光器由大導通角逐步調節至小導通角的過程中，所述電流泄放模塊恢復導通，所述電流調節模塊使所述負載驅動模塊的工作電流逐步減小至低于所述負載驅動模塊的最小工作電流，同時所述使能模塊觸發所述負載驅動模塊關閉，以使所述LED負載模塊停止工作。

優選的，所述電流泄放模塊包括泄放恒流芯片和泄放開關單元；

所述泄放恒流芯片的輸入端為所述電流泄放模塊的輸入端，所述泄放恒流芯片的接地端和電流設定端分別接地和所述泄放開關單元的輸入端；

所述泄放開關單元的控制端和輸出端分別為所述電流泄放模塊的控制端和輸出端；

在所述整流橋接入市電時，所述泄放恒流芯片的電流設定端輸出恒定的泄放電流，為所述可控硅調光器提供維持電流；

在所述可控硅調光器由小導通角逐步調節至大導通角的過程中，所述泄放開關單元的控制端和輸出端之間的電壓差逐步增大，使所述電流泄放模塊關斷；

在所述可控硅調光器由大導通角逐步調節至小導通角的過程中，所述泄放開關單元的控制端和輸出端之間的電壓差逐步減小，使所述電流泄放模塊恢復導通并為所述可控硅調光器提供維持電流。

優選的，所述泄放開關單元包括第一分壓電阻和第二分壓電阻，所述第一分壓電阻的一端構成所述泄放開關單元的輸入端，所述第一分壓電阻的另一端與所述第二分壓電阻的一端共接構成所述泄放開關單元的控制端，所述第二分壓電阻的另一端為所述泄放開關單元的輸出端；

在所述可控硅調光器由小導通角逐步調節至大導通角的過程中，所述第二分壓電阻兩端電壓差逐步增大，使所述電流泄放模塊關斷；

在所述可控硅調光器由大導通角逐步調節至小導通角的過程中，所述第二分壓電阻兩端電壓差逐步減小，使所述電流泄放模塊恢復導通為所述可控硅調光器提供維持電流。

優選的，所述電流泄放模塊還包括連接在所述整流橋的輸出端和所述泄放恒流芯片的輸入端之間的限流分壓單元，所述限流分壓單元的第一輸入端和第二輸入端均連接所述整流橋的輸出端，所述限流分壓單元的接地端和輸出端分別連接地和所述泄放恒流芯片的輸入端。

優選的，所述限流分壓單元包括第一限流電阻、整流管和第一MOS管；

所述第一限流電阻的一端為所述限流分壓單元的第一輸入端；

所述第一限流電阻的另一端與所述整流管的負極和所述第一MOS管的控制端共接，所述整流管的正極接地；

所述第一MOS管的輸入端和輸出端為所述限流分壓單元的第二輸入端和輸出端。

優選的，所述電流調節模塊包括第三分壓電阻、第四分壓電阻、第六限流電阻、第五分壓電阻、第一電容和第二MOS管；

所述第三分壓電阻的一端為所述電流調節模塊的輸入端，所述第三分壓電阻的另一端與所述第四分壓電阻的一端、所述第一電容的正極和所述第六限流電阻的一端共接，所述第四分壓電阻的另一端和所述第一電容的負極共接于模擬地；

所述第六限流電阻的另一端接所述第二MOS管的控制端，所述第二MOS管的輸出端經所述第五分壓電阻接模擬地，所述第二MOS管的輸入端為所述電流調節模塊的電流設定端。

優選的，所述使能模塊包括第六分壓電阻、第七分壓電阻、第八分壓電阻和第二電容；

所述第六分壓電阻的一端為所述使能模塊的輸入端，所述第六分壓電阻的另一端與所述第七分壓電阻的一端和所述第八分壓電阻的一端共接，所述第七分壓電阻的另一端與所述第二電容的負極共接于模擬地；

所述第八分壓電阻的另一端與所述第二電容的正極共接構成所述使能模塊的使能端。

優選的，所述負載驅動模塊包括負載恒流芯片、供電電阻和第三電容；

所述供電電阻的一端為所述負載驅動模塊的第一電源端，所述供電電阻的另一端接所述負載恒流芯片的第一電源端，所述負載恒流芯片的使能端、電流設定端和多個輸出端分別為所述負載驅動模塊的使能端、電流設定端和多個輸出端，所述第三電容的正極接所述負載恒流芯片的第二電源端，所述第三電容的負極為所述負載驅動模塊的第二電源端。

優選的，所述LED線性恒流驅動電路還包括分別與所述整流橋的輸出端、所述LED負載中第一級的LED芯片的輸入端和所述LED負載中最末級的LED芯片的輸出端連接的整流濾波模塊。

本實用新型還提供一種LED照明裝置，其包括上述的LED線性恒流驅動電路。

本實用新型與現有技術相比，其有益效果在于：

通過由電流泄放模塊、電流調節模塊、使能模塊和負載驅動模塊組成的LED線性恒流驅動電路代替傳統的開關電源電路連接可控硅調光器，可使LED負載工作在線性恒流區域，在獲得良好的調光功能的同時有效避免開關電源電路的尖峰浪涌電流所導致的刺耳噪聲。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例一提供的LED線性恒流驅動電路的結構框圖；

圖2是本實用新型實施例二提供的LED線性恒流驅動電路的結構框圖；

圖3是本實用新型實施例一提供的LED線性恒流驅動電路的電路原理圖；

圖4是本實用新型實施例二提供的LED線性恒流驅動電路的電路原理圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

本實用新型的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“包括”以及它們任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含。此外，術語“第一”、“第二”和“第三”等是用于區別不同對象，而非用于描述特定順序。

實施例一：

如圖1所示，本實施例提供的LED線性恒流驅動電路100，其包括整流橋10、電流泄放模塊20、電流調節模塊30、使能模塊40和負載驅動模塊50。

整流橋10的第一交流端通過可控硅調光器200接市電火線L，整流橋10的第二交流端接市電零線N，整流橋10的輸出端連接由多個LED芯片串聯而成的LED負載300中第一級LED芯片的輸入端，整流橋10的接地端連接地。

電流泄放模塊20的輸入端與電流調節模塊30的輸入端、使能模塊40的輸入端、負載驅動模塊50的第一電源端和LED負載300的輸入端共接于整流橋10的輸出端，電流泄放模塊20的控制端與負載驅動模塊50的接地端共接于模擬地，電流泄放模塊20的接地端接地。

電流調節模塊30的電流設定端和輸出端分別接負載驅動模塊50的電流設定端和地。

使能模塊40的使能端和接地端分別接負載驅動模塊50的使能端和模擬地。

負載驅動模塊50的第二電源端接模擬地，負載驅動模塊50的多個輸出端分別通過多個整流二極管與多個LED芯片的輸出端一一對應連接。

在整流橋10接入市電時，電流泄放模塊20導通為可控硅調光器200提供維持電流，使可控硅調光器200正常導通，線性恒流載負驅動模塊的第一電源端從整流橋10的輸出端獲取電能；

在可控硅調光器200由小導通角逐步調節至大導通角的過程中，電流泄放模塊20關斷，以提高LED線性恒流驅動電路的驅動效率，電流調節模塊30使負載驅動模塊50的工作電流逐步增大至負載驅動模塊50的工作電流范圍內，同時使能模塊40觸發負載驅動模塊50驅動LED負載300工作；

在可控硅調光器200由大導通角逐步調節至小導通角的過程中，電流泄放模塊20恢復導通，為可控硅調光器200提供最小維持電流，電流調節模塊30使負載驅動模塊50的工作電流逐步減小至低于負載驅動模塊50的最小工作電流，同時使能模塊40觸發負載驅動模塊50關閉，以使LED負載300模塊停止工作。

本實施例，可使LED負載300工作在線性恒流區域，在獲得良好的調光功能的同時有效避免開關電源電路的尖峰浪涌電流所導致的刺耳噪聲。

實施例二：

如圖2所示，本實施例是對實施例一的進一步細化，在本實施例中，電流泄放模塊20包括泄放恒流芯片21、泄放開關單元22和限流分壓單元23，LED線性恒流驅動電路100還包括整流濾波模塊60、繞線電阻FR1和防雷濾波電路70。

泄放恒流芯片21的輸入端為電流泄放模塊20的輸入端，泄放恒流芯片21的接地端和電流設定端分別接地和泄放開關單元22的輸入端；

泄放開關單元22的控制端和輸出端分別為電流泄放模塊20的控制端和輸出端；

在整流橋10接入市電時，泄放恒流芯片21的電流設定端輸出恒定的泄放電流，為可控硅調光器200提供維持電流，使可控硅調光器200正常導通；

在可控硅調光器200由小導通角逐步調節至大導通角的過程中，泄放開關單元22的控制端和輸出端之間的電壓差逐步增大，使電流泄放模塊20關斷，以提高LED線性恒流驅動電路的驅動效率；

在可控硅調光器200由大導通角逐步調節至小導通角的過程中，泄放開關單元22的控制端和輸出端之間的電壓差逐步減小，使電流泄放模塊20恢復導通并為可控硅調光器200提供維持電流。

限流分壓單元23連接在整流橋10的輸出端和泄放恒流芯片21的輸入端之間，限流分壓單元23的第一輸入端和第二輸入端均連接整流橋10的輸出端，限流分壓單元23的接地端和輸出端分別連接地和泄放恒流芯片21的輸入端。

整流濾波模塊60分別與整流橋10的輸出端、LED負載300中第一級的LED芯片的輸入端和LED負載300中最末級的LED芯片的輸出端連接。

繞線電阻FR1連接在市電火線L上；防雷濾波電路70連接在市電火線L、市電零線N和整流橋10的第一交流端和第二交流端之間，用于消除市電電流的電磁干擾(EMI)、抗雷擊浪涌。

實施例三：

如圖3所示，本實施例是實施例一所提供的LED線性恒流驅動電路100的電路原理圖。

在本實施例中，泄放恒流芯片21的輸入端OUT為電流泄放模塊20的輸入端，泄放恒流芯片21的接地端GND和電流設定端REXT分別接地和泄放開關單元22的輸入端；

泄放開關單元22包括第一分壓電阻R1A和第二分壓電阻R1B，第一分壓電阻R1A的一端構成泄放開關單元22的輸入端，第一分壓電阻R1A的另一端與第二分壓電阻R1B的一端共接構成泄放開關單元22的控制端，第二分壓電阻R1B的另一端為泄放開關單元22的輸出端；

在可控硅調光器200由小導通角逐步調節至大導通角的過程中，第二分壓電阻R1B兩端電壓差逐步增大，使電流泄放模塊20關斷,以提高LED線性恒流驅動電路的驅動效率；

在可控硅調光器200由大導通角逐步調節至小導通角的過程中，第二分壓電阻R1B兩端電壓差逐步減小，使電流泄放模塊20恢復導通為可控硅調光器200提供維持電流，此時電流泄放模塊20的控制端和負載驅動模塊50的接地端輸出的電流經第二分壓電阻R1B流入地。

第一分壓電阻R1A用于對泄放恒流芯片21的電流設定端進行過壓保護，第一分壓電阻R1A和第二分壓電阻R1B的阻值之和的大小決定電流泄放模塊20的泄放電流的大小。在第一分壓電阻R1A和第二分壓電阻R1B的阻值之和固定不變的情況下，若提高第一分壓電阻R1A的阻值、降低第二分壓電阻R1B的阻值，則會使電流泄放模塊20的工作時間延長；若降低第一分壓電阻R1A的阻值、提高第二分壓電阻R1B的阻值，則會使電流泄放模塊20的工作時間縮短。在一實施例中，第一分壓電阻R1A可以去掉。

電流調節模塊30包括第三分壓電阻R3、第四分壓電阻R4、第六限流電阻R5、第五分壓電阻R6、第一電容C1和第二MOS管Q2；

第三分壓電阻R3的一端為電流調節模塊30的輸入端，第三分壓電阻R3的另一端與第四分壓電阻R4的一端、第一電容C1的正極和第六限流電阻R5的一端共接，第四分壓電阻R4的另一端和第一電容C1的負極共接于模擬地；

第六限流電阻R5的另一端接第二MOS管Q2的控制端，第二MOS管Q2的輸出端經第五分壓電阻R6接模擬地，第二MOS管Q2的輸入端為電流調節模塊30的電流設定端；

第四分壓電阻R4和第一電容C1構成濾波電路以濾除電流紋波，

在可控硅調光器200由小導通角逐步調節至大導通角的過程中，第二MOS管Q2的阻抗逐步減小，使負載驅動模塊50的工作電流逐步增大；

在可控硅調光器200由大導通角逐步調節至小導通角的過程中，第二MOS管Q2的阻抗逐步增大，使負載驅動模塊50的工作電流逐步減小。

在具體應用中，第二MOS管Q2為N型MOS管，所述N型MOS管的柵極、漏極和源極分別構成所述第二MOS管Q2的受控端、輸入端和輸出端。

使能模塊40包括第六分壓電阻R7、第七分壓電阻R8、第八分壓電阻R9和第二電容C2；

第六分壓電阻R7的一端為使能模塊的輸入端，第六分壓電阻R7的另一端與第七分壓電阻R8的一端和第八分壓電阻R9的一端共接，第七分壓電阻R8的另一端與第二電容C2的負極共接于模擬地；

第八分壓電阻R9的另一端與第二電容C2的正極共接構成使能模塊40的使能端。

在本實施例中，負載驅動模塊50包括負載恒流芯片51、供電電阻R10和第三電容C3；

供電電阻R10的一端為負載驅動模塊50的第一電源端，供電電阻R10的另一端接負載恒流芯片51的第一電源端VIN，負載恒流芯片51的使能端TRAIC、電流設定端REXT和多個輸出端(圖2中表示為OUT1、OUT2、……、OUTn)分別為負載驅動模塊50的使能端、電流設定端和多個輸出端，第三電容C3的正極接負載恒流芯片51的第二電源端VDD，第三電容C3的負極為負載驅動模塊50的第二電源端，負載恒流芯片51工作時驅動LED負載300工作，使多個LED芯片逐級開啟和開閉。

在負載恒流芯片51的第一電源端VIN上電時，負載恒流芯片51的第二電源端VDD給第三電容C3充電，以使第三電容C3存儲電能，當第三電容C3充滿電之后，負載恒流芯片51開始工作，當負載恒流芯片51不工作時，第三電容C3開始放電。

實施例四：

如圖4所示，本實施例是實施例二所提供的LED線性恒流驅動電路100的電路原理圖。

在本實施例中，限流分壓單元23包括第一限流電阻R6A、整流管DZ1和第一MOS管Q1；

第一限流電阻R6A的一端為限流分壓單元23的第一輸入端；

第一限流電阻R6A的另一端與整流管DZ1的負極和第一MOS管Q1的控制端共接，整流管DZ1的正極接地；

第一MOS管Q1的輸入端和輸出端為限流分壓單元23的第二輸入端和輸出端；

在整流橋10接入市電時，第一MOS管Q1工作在可變電阻區，泄放恒流芯片21開始工作，以在泄放恒流芯片21的電流設定端REXT產生恒定的泄放電流，為可控硅調光器200提供維持電流，使可控硅調光器200正常導通。

如圖4所示，在本實施例中，限流分壓單元23還包括第二限流電阻R2B、第三限流電阻R2C、第四限流電阻R2D和第五限流電阻R2E，第二限流電阻R2B連接在整流橋10的輸出端和第一限流電阻R2A的一端之間，第三限流電阻R2C和第四限流電阻R2D串接在整流橋10的輸出端和第一開關管Q1的輸入端之間，第五限流電阻R2E連接在第一限流電阻R2A的另一端、整流管DZ1的負極和第一MOS管Q1的控制端之間。

在具體應用中，第一MOS管Q1為N型MOS管，所述N型MOS管的柵極、漏極和源極分別構成所述第一MOS管Q1的受控端、輸入端和輸出端。

整流濾波電路60包括二極管D1、電阻R11和電容E1；

二極管D1的正極接整流橋10的輸出端，二極管D1的負極與電阻R11的一端、電容E1的一端和串聯在LED負載300中第一級的LED芯片的輸入端共接；

電阻R11的另一端、電容E1的另一端和串聯在LED負載300中最末級的LED芯片的輸出端共接。

防雷濾波電路70包括相互并聯的防雷管RV1和電容CX1。

在負載驅動模塊50的多個輸出端和多個LED芯片的輸出端之間還一一對應連接有多個限流電阻。

本實用新型實施例還提供一種LED照明裝置，其包括如上所述的LED線性恒流驅動電路。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。