一種采用交流市電的led照明驅動電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及LED照明領域，特別涉及一種采用交流市電的LED照明驅動電路。
【背景技術】
[0002]LED照明驅動電路，就是能夠使采用LED作為發光器件的照明設備能夠正常工作所需要的電源電路，能夠為LED器件的正常工作提供所需的電壓和電流。
[0003]目前，由于LED比傳統光源在節能方面具有較高的效率，其應用越來越廣泛，各種LED照明產品中所使用的驅動電源結構也越來越豐富。早期的LED驅動電源多為AC/DC模式，由于變壓器與開關電源電路的存在，嚴重影響了系統效率與LED燈具的壽命。AC(即交流電)LED技術的出現使其驅動電源可直接采用交流市電驅動。
[0004]AC(即交流電)LED分段式驅動電路無需電解電容進行電壓儲能，功率因素較高，整燈壽命也不會受制于電容，但此驅動方式也有不足之處。目前所存在的分段式驅動方案分為分段式恒流驅動與分段式可變電流驅動。如圖1，分段式恒流驅動在每個波段內采用恒流處理，將會有很大的電壓降落在高壓開關管上，這部分將會以熱能的形式浪費在開關管上，嚴重影響系統效率。為了提高系統效率，此方案大多采用增加分段段數的方式，這種方法，將會集成更多的高壓管在芯片內，電路結構也更加復雜，嚴重增加了成本與開發周期。如圖2，分段式可變電流驅動相較于分段式恒流驅動具有更高的系統效率，但是為了解決電壓波峰波動等非理想因素的影響，在高壓區域關斷所有的LED負載，這將影響LED的燈珠利用率，增大閃爍效應。為了減小這一效應，此方案在LED燈串后接入阻性負載，增長了 LED點亮時間，但是這種方案對閃爍效應的改善有限，并會有大量電能以熱能的形式浪費在阻性負載上，影響系統效率。
[0005]由LED器件的伏安特性可知，在其正常工作電壓條件下，電壓的細小差異會導致電流的明顯波動，而LED的光強主要和流過LED的電流有關。在實際應用中，即使同一廠家同一批次生產的LED芯片，其伏安特性曲線也會存在著差異。因此依據固定分壓比進行分段的驅動方式，由于用于比較的參考電壓精度以及LED芯片伏安特性差異的原因，使得燈串中LED的工作電流不可精確預測和設計，出現欠流或者過流的驅動狀態。欠流會造成燈串的亮度偏暗，而過流則會對LED芯片造成損害。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種采用交流市電的LED照明驅動電路。
[0007]本實用新型的目的通過以下的技術方案實現:
[0008]一種采用交流市電的LED照明驅動電路，包括整流橋電路、同相位分壓模塊、上升下降檢測模塊、上升邏輯控制模塊、采樣保持模塊、下降邏輯控制模塊、邏輯選擇模塊、通道選擇模塊、LED燈串、電流監控電路、恒流電路、可變電阻；
[0009]通過整流橋電路將交流市電全波整流，得到的脈沖電壓VCP直接用于驅動LED燈串；通過同相位分壓電路將脈沖電壓VCP降為相同相位的波峰大小等于4V的交流電壓VSIN ;通過上升下降檢測模塊檢測電壓VSIN，分辨出脈沖電壓VCP處于上升或者下降階段；在上升階段，邏輯選擇模塊將選擇上升邏輯控制模塊的輸出作為通道選擇模塊的控制信號；在下降階段，邏輯選擇模塊將選擇下降邏輯控制模塊的輸出作為通道選擇模塊的控制信號；電流監控電路反饋給上升邏輯控制模塊和采樣保持模塊；高壓階段通過恒流電路控制流過LED燈串的電流恒定在一預設正值；通過改變可變電阻的大小改變電流預設值的大小用于兼容不同特征電流的LED負載。
[0010]所述的同相位分壓模塊包括電阻Rl、R2，市電經整流橋整流后連接電阻Rl的一端，電阻Rl與電阻R2串聯分壓，電阻R2的一端接地，電阻Rl與電阻R2的連接端作為同相位分壓模塊的輸出端，輸出信號VSIN。VSIN/VCP = 4/310，所以在正常的市電下，VSIN波峰為4V。
[0011]所述的上升下降檢測模塊為順時針雙穩態遲滯比較器，順時針雙穩態遲滯比較器的負輸入端口與同相位分壓模塊輸出端相連，通過檢測VSIN信號將周期性脈動電壓VCP劃分為上升階段、高壓階段與下降階段。
[0012]所述的上升邏輯控制模塊，由N個順序連接的D觸發器組成，其中N由LED燈串中的LED分段個數M決定，N = M-1，N為正整數，每個D觸發器的使能端EN連接上升下降檢測模塊的輸出端，時鐘端CLC連接電流檢測電路的輸出端，第一個D觸發器的D端口接地，后面的每個D觸發器的D端口接前一個D觸發器的輸出端Q，每個D觸發器的輸出端Q作為上升邏輯控制模塊的輸出。
[0013]所述的采樣保持模塊由L個這樣的采樣保持電路并列組成，其中，L由LED燈串中的LED分段個數M決定，L = M-L L為正整數；所述的采樣保持電路包括順序相連的與非門、反相器、開關，與非門兩個輸入端分別連接上升邏輯控制模塊的輸出端、上升下降檢測模塊的輸出端，分別用于接收上升邏輯控制模塊輸出的SU信號、上升下降檢測模塊輸出的UD信號；與非門的輸出端連接反相器的輸入端，反相器的輸出端連接開關的控制端；開關的輸入端連接同相位分壓模塊的輸出端，用于接收同相位分壓模塊的輸出信號VSIN，開關的輸出端連接電容的一端，電容另一端接地。所述的采樣保持模塊由CMOS開關與片內電容組成的采樣保持電路構成，并以電流監控電路的輸出作為開關控制信號；在上升階段時，當采樣保持模塊檢測到電流監控電路輸出信號中的脈沖信號，電路從采樣階段轉換為保持階段，保持此刻的VSIN電壓大小，作為下降邏輯控制模塊的分段依據。
[0014]所述的邏輯選擇模塊由K個兩個開關并聯的結構組成，其中K由LED燈串中的LED分段個數M決定，K = M-1，K為正整數，所述的兩個開關并聯的結構包括并聯的開關A、B，開關A的控制端連接上升下降檢測模塊的輸出端，開關A的輸入端接上升邏輯控制模塊的輸出端；開關B的的控制端連接上升下降檢測模塊的輸出端反相后的信號，開關A的輸入端連接下降邏輯控制模塊的輸出端；開關A、開關B的的輸出端連接在一起，作為邏輯選擇模塊的輸出端。
[0015]所述的電流監控電路為比較器CMP，比較器CMP的正輸入端連接通道選擇模塊的開關SI?SN的源極，并由可變電阻RCl連接到地，比較器CMP的負輸入端輸入參考電壓VREFl ;比較器CMP的輸出端口為I_TEST，當電流達到VREF1/RC1時，輸出I_TEST中會出現一個脈沖信號。
[0016]所述的恒流電路為誤差放大器AMP，誤差放大器AMP的負輸入端連接通道選擇模塊的開關SO的源極，并由可變電阻RC2連接到地，正輸入端輸入參考電壓VREF2，誤差放大器AMP的輸出端連接開關SO的柵極。
[0017]本實用新型與現有技術相比，具有如下優點和有益效果:
[0018]本實用新型解決了現有分段式恒流LED驅動系統效率低和分段式可變電流驅動燈珠利用率低、閃爍效應強的問題。并以上升階段檢測電流，下降階段檢測電壓、電流可精準控制，高壓部分恒流的分段方式，很好的解決了實際應用中燈串所使用的LED芯片伏安特性的差異對驅動電流影響的問題。在電流可變的波段與恒流波段內，LED燈串9的電流都被控制在特征電流以內，避