1(c)現有的串并聯轉換負載部分并聯時電流波形圖;
[0035]圖1(d)現有的串并聯轉換負載部分串聯時電流波形圖;
[0036]圖2Ca)是本發明串并轉換負載部分并聯原理圖;
[0037]圖2(b)是本發明串并轉換負載部分串聯原理圖;
[0038]圖2(C)是本發明串并聯轉換負載部分并聯時電流波形圖;
[0039]圖2Cd)是本發明串并聯轉換負載部分串聯時電流波形圖;
[0040]圖3是單向正弦脈動波波形圖;
[0041]圖4是本發明的一種優選應用方案電路圖;
[0042]圖5是一種恒流單元的典型電路原理圖;
[0043]圖6 Ca)是本發明的一個調光相位的輸入電流波形圖;
[0044]圖6 (b)是本發明的另一個調光相位的輸入電流波形圖;
[0045]圖7是本發明的模塊結構框圖;和
[0046]圖8是本發明的一種優選應用方案與可控娃調光器的一種連接圖。
【具體實施方式】
[0047]下面結合【附圖說明】本發明。圖4為本發明的LED驅動電路的一種優選方案電路圖。本發明的支持可控硅調光的LED驅動電路包括:可控硅調光器TRIAC、輸入保護單元、整流模塊120、采樣模塊130、控制模塊140和照明模塊160。整流模塊120用于給照明模塊160供電。可控硅調光器TRIAC設置在交流電源輸入端和輸入保護單元之間。整流模塊120的輸出端連接采樣模塊130和照明模塊160。控制模塊140設置于采樣模塊130和照明模塊160之間。照明模塊160包括多個LED模組、多個恒流單元和若干高壓二極管,其中,每個LED模組分別串聯對應的恒流單元,每個恒流單元通過高壓二極管串聯連接至下一 LED模組。在圖2 Ca)中,恒流單元例如是恒流二極管601和恒流二極管603。
[0048]當在輸入交流市電串聯接入可控硅調光器TRIAC進行調相調光時,由于采樣模塊130采樣的是整流后的電壓瞬態值,因此開關管的切換不受影響。當輸入電壓較高(例如額定220V),典型的兩個調光相位的輸入電流波形如圖6所示。通過采樣模塊130采樣輸入電源的瞬態值,從而判斷輸入電源的瞬態電壓,進而據此確定負載LED采用串聯,還是并聯的結構。在每個單獨的LED模組上串聯恒流單元,以保證每個單元的工作電壓,進而保持在串聯或者并聯狀態時,系統的總功率保持一致。將智能拓撲變換技術應用于交流直接驅動,可實現AC直接驅動的LED在全電壓范圍工作,并保持恒定的功率,同時保持較高功率因數。LED驅動電路支持可控硅調光,能與現今的電力基礎設施兼容,應用范圍廣。
[0049]如圖2 (a)所示,為本發明的串并聯變換方案的負載端的基本結構,其至少包含兩個開關單元、兩個LED模組、兩個恒流單元,一個高壓二極管。通過檢測整流模塊120后邊的單向正弦波脈動波的瞬態值,控制開關Kl和開關K2的通斷狀態,實現LED的串聯和并聯狀態的切換。當檢測到的瞬態值為預設的低電壓時,Kl和K2導通,如圖2 (a)所示,兩組LED模組并聯,電流波形如圖2 (c)所示。由于每個LED模組都串聯有一個恒流單元(例如圖中的恒流二極管601和603),每個LED模組的功率保持一致,整燈功率不變。若檢測的瞬態值達到預設的高電壓值,控制電路控制開關Kl和K2斷開,如圖2 (b)所示,兩組LED模組串聯,電流波形如圖2 (d)所示。在兩種電壓狀態下,LED功率保持一致,即實現了兩個范圍的輸入電壓(典型的IlOV和220V)狀態下,LED功率保持一致,由于采樣電壓為瞬態值,支持TRIAC調光,通過減少單串LED串聯的LED數量,增加分段數量,使其在全電壓工作模式下工作更穩定。
[0050]如圖4所示為一種優選應用基本原理圖,其包括輸入保護單元、整流模塊120、采樣模塊130、開關單元、LED模組和恒流單元。作為一個優選實施方式,圖4以兩個恒流單元、一個高壓二極管和兩個LED模組為例進行描述。
[0051]輸入保護單元由保險絲101和壓敏電阻102構成,保險絲的一端作為輸入端連接火線L,另一端與整流模塊120的一個輸入端相連。一個壓敏電阻102并聯在整流模塊120的兩個輸入端之間。具體的,壓敏電阻102的一端連接火線和整流模塊120的一端,其另一端連接零線N和整流模塊120的另一個輸入端。第一整流二極管201的正端和第三整流二極管203的負端相連接,兩者的連接節點構成了整流模塊120的一個輸入端。第二整流二極管202的正端和第四整流二極管204的負端相連接,兩者的連接節點構成了整流模塊120的另一個輸入端。第一整流二極管201和第二整流二極管202的負端相連接,其連接節點構成了整流模塊120的輸出正端。第三整流二極管203和第四整流二極管204的正端相連接,其連接節點構成了整流模塊120的輸出負端。
[0052]第一 LED模組的正端連接到整流模塊120的輸出正端,第一 LED模組負端連接恒流二極管601正端。恒流二極管601負端與高壓二極管602的正端相連接,高壓二極管602的負端連接第二 LED模組的正端。
[0053]第二 LED模組的負端連接恒流二極管603的正端,恒流二極管603的負端連接到整流模塊120的輸出負端。此處所述的恒流二極管601和603構成了本發明意義上的恒流單元。
[0054]采樣模塊130并聯在整流模塊120的輸出正端和負端之間。采樣模塊130由兩個分壓電阻和一個整流二極管303構成。第一分壓電阻301與第二分壓電阻302串聯。第一分壓電阻301的一端連接到整流模塊120的輸出正端,而第一分壓電阻301的另一端與第二分壓電阻302的一端和整流二極管303的正端連接。第二分壓電阻302的另一端連接到整流模塊120輸出負端。整流二極管303的負端構成了采樣模塊130的輸出端。采樣模塊130采樣到的電壓為單向正弦脈動波,其波形與整流模塊120后端的單向正弦脈動波一致。
[0055]第一場效應管401的柵極連接采樣模塊130的輸出端,第一場效應管401的源極連接整流模塊120的輸出負端。第一場效應管401的漏極經由第一電阻402連接至第二電阻403的一端和第二場效應管405的柵極。第二場效應管405的漏極和第二電阻403的另一端連接至整流模塊120的輸出正端。第一電容404的一端連接第二場效應管405的柵極,并且第一電容404的另一端和第二場效應管405的源極共同連接至高壓二極管602的負極。
[0056]第三場效應管501的柵極連接采樣模塊130的輸出端,第三場效應管501的漏極經由第三電阻503連接至第四場效應管505的漏極和高壓二極管602的正極。第四場效應管505的漏極和高壓二極管602的正極是彼此連接的。第三場效應管501的漏極還連接至第二電容504的一端和第四場效應管505的柵極。第三場效應管501的源極、第二電容504的另一端和第四場效應管505的源極連接至整流模塊120的輸出負端。
[0057]在圖4中,照明模塊160的每個LED模組分別串聯有一個對應的恒流單元,每個直流單元經由一個高壓二極管串聯連接至下一 LED模組。恒流單元旨在控制流經對應LED模組的電流保持大致不變。在圖4中,第一 LED模組的輸出端經由恒流單元601連接到高壓二極管602的正極。高壓二極管602的負極連接至另一 LED模組的輸入端。第二場效應管405作為開關單元并聯連接在第一個LED模組的輸出端與高壓二極管602的負極上。具體而言,第二場效應管405的源極連接到高壓二極管602的負端,第二場效應管405的柵極經由第二電阻403連接到整流單元的輸出正端,并且第二場效應管405的漏極連接至第一LED模組的輸入端和整流模塊120的輸出正端。第四場效應管505作為開關單元并聯連接在高壓二極管602的正極與位于第二 LED模組下游的另一恒流二極管603的負端上。具體而言,第四場效應管505的源極連接到恒流二極管603的負端與整流模塊的輸出負端。第四場效應管505的柵極經由第三電阻503連接至第一 LED模組的恒流單元601的負極,并且第四場效應管505的柵極連接至第三場效應管501的源極。第四場效應管505的漏極直接連接至第一 LED模組的恒流單元601的負極。
[0058]交流市電經輸入保護單元傳遞到整流模塊120,經過整流模塊120成為單向正弦脈沖波,由采樣模塊130采樣電壓瞬態值。當輸入電壓為預設低壓(例如以IlOV為中心的電壓范圍),則米樣電壓低于預設的切換電壓。此時,第一場效應管401和第三場效應管501截止,而第二場效應管405和第四場效應管505導通,從而使得兩個LED模組構成并聯關系。由于兩個LED模組分別串聯了恒流單元601和603,所以兩個LED模組上流經的電流均為恒流單元預設電流。輸入總電流如圖2(d)所示,輸入電流為2*Imax。高壓二極管602串聯連接在第一 LED模組和第二 LED模組之間,用以防止電壓反串,功率P ^ Vinl*2Imax。當輸入電壓為預設的高電壓(例如以220V