專利名稱：多路低壓開關電路控制的led交流直接驅動電路的制作方法
技術領域：
多路低壓開關電路控制的LED交流直接驅動電路技術領域[0001]本實用新型屬于電子電路領域，是一種新型多路低壓開關電路控制的LED交流直接驅動電路。
背景技術：
[0002]發光二極管(LED)是新一代半導體發光器件，它具有光效高、壽命長和環保節能等特點，應用已經十分廣泛。LED驅動電源是LED照明的重要組成部分，LED交流直接驅動技術倍受人們重視。目前LED交流直接驅動的主要技術問題是其性能差、成本高。其根本原因是已有技術都是采用的多路共地的高壓大功率電子開關電路，成本高可靠性差。[0003]本實用新型提供一種新型的多路低壓開關電路控制的LED交流直接驅動電路，其關鍵技術是利用多路非共地的串聯結構的低壓開關電路替代已有技術的多路共地高壓開關電路，實現多路低壓開關電路控制的交流高壓對LED直接驅動，與已有技術不同的是，本實用新型不需要使用多個高壓大功率MOS或雙極晶體管作為開關管，而全部由低壓開關晶體管取代，本實用新型的多路開關電路工作電壓低、無需使用高壓大功率開關晶體管，具有可靠性高、性能好、成本低和便于集成化等特點。實用新型內容[0004]本實用新型提供一種新型的多路低壓開關電路控制的LED交流直接驅動電路，其關鍵技術是利用多路非共地的串聯結構的 低壓開關電路替代已有技術的多路共地高壓開關電路，實現多路低壓開關電路控制的LED交流直接驅動電路，與已有技術不同的是，本實用新型不需要使用多個高壓大功率MOS或雙極晶體管作為開關管，而全部由低壓開關晶體管取代，本實用新型的多路開關電路工作電壓低、無需使用高壓大功率開關晶體管，具有可靠性高、性能好、成本低和便于集成化等特點。[0005]本實用新型的技術方案如下:[0006]多路低壓開關電路控制的LED交流直接驅動電路；包括全波整流電路、鎮流電路、高壓隔離電路、多路低壓開關電路、多節LED串聯單元等，全波整流電路將輸入的交流高壓進行全波整流后得到正向交流脈動瞬態電壓，全波整流電路的正輸出端與鎮流電路的一端相連，還與高壓隔離電路相連；將一定數量的LED同向串聯，其首端正極與鎮流電路的另一端相連，其尾端負極與全波整流電路的負輸出端相連。每一路低壓開關電路包括電壓采樣輸入端、電流采樣輸入端、正輸出控制端和負輸出控制端。將上述的一定數量的同向串聯的LED分成多節LED串聯單元，每一節LED串聯單元的首端正極與對應的一路低壓開關電路的正輸出控制端相連，每一節LED串聯單元的尾端負極與對應的一路低壓開關電路的負輸出控制端相連。每一路低壓開關電路的電壓采樣輸入端與高壓隔離電路相連，每一路低壓開關電路的電流采樣輸入端與對應的一節LED串聯單元的尾端負極相連。[0007]多路低壓開關電路都是低壓電子線路，其實際工作電壓都不高于幾十伏，多路低壓開關電路都是非共地的串聯連接方式，每一路低壓開關電路控制對應的一節LED串聯單元，將其接入或短接。[0008]多路低壓開關電路的結構由輸入電壓采樣電路、輸出LED驅動電流采樣電路、t匕較放大電路、基準電壓電路、穩壓電源和電子開關組成。[0009]多路低壓開關電路可以用分立元件構成，也可以用通用集成電路構成，也可以制作專用集成電路。[0010]應用多路低壓開關電路的串聯方式，實現交流高壓對LED的直接驅動，而在整體驅動電路中不需要使用百伏以上的高壓大功率MOS或雙極晶體管。
[0011]圖1為本實用新型的多路低壓開關電路控制的LED交流直接驅動電路的結構示意圖。[0012]圖2為本實用新型的一種輸入電壓采樣形式的12路低壓開關電路控制的LED交流直接驅動電路圖。[0013]圖3為本實用新型的一種輸出LED驅動電流采樣形式的12路低壓開關電路控制的LED交流直接驅動電路圖。
具體實施方式
[0014]
以下結合附圖，對本實用新型作進一步說明。[0015]實施例1[0016]如圖1所示，為本實用新型的多路低壓開關電路控制的LED交流直接驅動電路的結構示意圖。[0017]多路低壓開關電路控制的LED交流直接驅動電路；包括全波整流電路、鎮流電路、高壓隔離電路、N路低壓開關電路、N節LED串聯單元等，全波整流電路將輸入的交流高壓進行全波整流后得到正向交流脈動瞬態電壓，全波整流電路的正輸出端與鎮流電路的一端相連，還與高壓隔離電路相連；將M個LED同向串聯，其首端正極與鎮流電路的另一端相連，其尾端負極與全波整流電路的負輸出端相連。每一路低壓開關電路包括電壓采樣輸入端、電流采樣輸入端、正輸出控制端和負輸出控制端。將M個同向串聯的LED分成N節LED串聯單元，每一節LED串聯單元的首端正極與對應的一路低壓開關電路的正輸出控制端相連，每一節LED串聯單元的尾端負極與對應的一路低壓開關電路的負輸出控制端相連。每一路低壓開關電路的電壓采樣輸入端與高壓隔離電路相連，每一路低壓開關電路的電流采樣輸入端與對應的一節LED串聯單元的尾端負極相連。M個LED同向串聯，M的值約為Vpm/Vd的整數值，其中Vpm為最高輸入交流電壓的峰值，例如對于185 265伏的交流輸入電壓，Vpm=265X 360伏，Vd為LED的正向導通電壓，約為3.0伏，一般M 120。N節LED串聯單元，N的值通常取4 40。[0018]鎮流電路使用的是大功率的鎮流電阻，也可以使用一定數量的常導通LED。高壓隔離電路使用的是大阻值的功率電阻。多路低壓開關電路都是低壓電子線路，其實際工作電壓Vdd都不高于幾十伏，Vdd = Vpm/N，例如對于265伏的最高交流輸入電壓，取N = 4，則Vdd=90 伏；取 N = 12，則 Vdd = 30 伏，取 N = 40，則 Vdd = 9 伏。[0019]實施例2[0020]如圖2所示為本實用新型的一種輸入交流電壓采樣形式的12路低壓開關電路控制的LED交流直接驅動電路圖。其中整流二極管df d4組成全波整流電路、功率電阻Zl作為鎮流電路、Tf T12分別為12路低壓開關電路的低壓開關晶體管、Qf Q12分別為12路低壓開關電路的小功率控制晶體管、rlll2分別為低壓開關晶體管的偏置電阻、Rf R12為限流電阻、DfD12為穩壓二極管、Z2為偏置限壓電阻、d5為峰值電壓采樣二極管、Cl為積分儲能電容、Z3為電壓采樣的高壓隔離電阻，組成高壓隔離電路。[0021]如圖2所示，低壓開關晶體管Tl、小功率控制晶體管Q1、偏置電阻rl、限流電阻R1、穩壓二極管Dl等構成第一路低壓開關電路，完成對第一節LED串聯單元進行接入或短接的開關控制，圖中共有12路低壓開關電路，分別對12節LED串聯單元進行接入或短接控制。[0022]實施例中，具體參數如下:[0023]交流輸入電壓為50赫茲185 265伏的交流輸入電壓，經過全波整流電路后得到100赫茲的脈動瞬態電壓，其峰值Vpm約為360伏，120個LED同向串聯，分成12節LED串聯單元，每節單元包括10個串聯的LED。整流二極管dfd4型號為1N4007，鎮流電阻Zl阻值為10歐姆2W，低壓開關晶體管T1 T12的耐壓42伏工作電流20安培型號為NID5003NT4G，小功率控制晶體管Qf Q12型號為9018，偏置電阻rf rl2阻值為IM歐姆功率0.5瓦，限流電阻R1 R12型號為IM歐姆功率0.5瓦，穩壓二極管D1 D12導通電壓30伏型號為1N4751，偏置限壓電阻Z2的阻值為IM歐姆功率I瓦，峰值電壓采樣二極管d5型號為FR107，積分儲能電容Cl型號為0.1uF的X電容，高壓隔離電阻Z3阻值為IM歐姆功率I瓦，LED規格為工作電流350mA的IW白光LED。每一路低壓開關電路的最高工作電壓Vdd為Vdd = Vpm/N = 360/12 = 30 伏。[0024]實施例3[0025]如圖3所示，為本實用新型的一種輸出LED驅動電流采樣形式的12路低壓開關電路控制的LED交流直接驅動電路圖。其中整流二極管df d4組成全波整流電路、功率電阻Zl作為鎮流電路、Tf T12分別為12路低壓開關電路的低壓開關晶體管、rrrl2分別為低壓開關晶體管的偏置電阻、Rf R12為輸出LED驅動電流采樣電阻、AfA12分別為12路低壓開關電路的比較放大電路、Vreff Vrefl2為基準電壓電路、Qf Q12分別為開關控制小功率晶體管、電阻YfY12分別為限流電阻、d5為峰值電壓采樣二極管、Cl為積分儲能電容、Z2為偏置限壓電阻。·[0026]其中df d4組成全波整流電路、功率電阻Zl為鎮流電阻、Tf T12分別是12路低壓開關電路的低壓開關晶體管、電阻rrrl2分別是12路低壓開關電路的低壓開關晶體管的偏置電阻、Rf R12為輸出LED驅動電流采樣電阻、d5為峰值電壓采樣電阻、Cl為積分儲能電容、Z2為偏置限壓電阻。[0027]如圖3所示，低壓開關晶體管Tl、比較放大電路Al、電壓基準電路Vrefl、小功率控制晶體管Q1、輸出LED驅動電流采樣電阻R1、偏置電阻rl、限流電阻Yl等構成第一路低壓開關電路，完成對第一節LED串聯單元進行接入或短接的開關控制。圖中共有12路低壓開關電路，分別對12節LED串聯單元進行接入或短接控制。[0028]實施例中，具體參數如下:[0029]交流輸入電壓為50赫茲185 265伏的交流輸入電壓，經過全波整流電路后得到100赫茲的脈動瞬態電壓，其峰值Vpm約為360伏，120個LED同向串聯，分成12節LED串聯單元，每節單元包括10個串聯的LED。整流二極管df d4型號為1N4007，鎮流電阻Zl阻值為10歐姆2W，低壓開關晶體管T1 T12的耐壓42伏工作電流20安培型號為NID5003NT4G，小功率控制晶體管Qf Q12型號為9018，偏置電阻rfrl2阻值為IM歐姆功率0.5瓦，輸出LED驅動電流采樣電阻Rf R12型號為功率0.5瓦阻值分別為12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、I歐姆，比較放大電路Af A12型號為專用集成電路KD1202，基準電壓電路Vreff Vref 12為提供參考電壓0.35V的專用集成電路，限流電阻YfY12阻值為100K歐姆0.5W，峰值電壓采樣二極管d5型號為FR107，積分儲能電容Cl型號為0.1uF的X電容，偏置限壓電阻Z2阻值為IM歐姆功率I瓦，LED規格為工作電流350mA的IW白光LED。每一路低壓開關電路的最高工作電壓Vdd為Vdd = Vpm/N = 360/12 = 30伏。[0030]實施例3的技術參數為:輸入交流電壓范圍185 265伏、驅動電源效率大于90%、功率因數大于0. 9。
權利要求1.多路低壓開關電路控制的LED交流直接驅動電路；包括全波整流電路、鎮流電路、高壓隔離電路、多路低壓開關電路、多節LED串聯單元等，其特征在于:全波整流電路將輸入的交流高壓進行全波整流后得到正向交流脈動瞬態電壓，全波整流電路的正輸出端與鎮流電路的一端相連，還與高壓隔離電路相連；將一定數量的LED同向串聯，其首端正極與鎮流電路的另一端相連，其尾端負極與全波整流電路的負輸出端相連； 每一路低壓開關電路包括電壓米樣輸入端、電流米樣輸入端、正輸出控制端和負輸出控制端； 將上述的一定數量的同向串聯的LED分成多節LED串聯單元，每一節LED串聯單元的首端正極與對應的一路低壓開關電路的正輸出控制端相連，每一節LED串聯單元的尾端負極與對應的一路低壓開關電路的負輸出控制端相連； 每一路低壓開關電路的電壓采樣輸入端與高壓隔離電路相連，每一路低壓開關電路的電流采樣輸入端與對應的一節LED串聯單元的尾端負極相連。
2.根據權利要求1所述的多路低壓開關電路控制的LED交流直接驅動電路；其特征還在于:多路低壓開關電路都是低壓電子線路，其實際工作電壓都不高于幾十伏，多路低壓開關電路都是非共地的串聯連接方式，每一路低壓開關電路控制對應的一節LED串聯單元，將其接入或短接。
3.根據權利要求1所述的多路低壓開關電路控制的LED交流直接驅動電路，其特征還在于:多路低壓開關電路的結構由輸入電壓米樣電路、輸出LED驅動電流米樣電路、比較放大電路、基準電壓電路、穩壓電源和電子開關組成。
4.根據權利要求1所述的多路低壓開關電路控制的LED交流直接驅動電路，其特征還在于:多路低壓開關電路可以用分立元件構成，也可以用通用集成電路構成，也可以制作專用集成 電路。
專利摘要本實用新型提供一種新型的多路低壓開關電路控制的LED交流直接驅動電路，其關鍵技術是利用多路非共地的串聯結構的低壓開關電路替代已有技術的多路共地高壓開關電路，實現多路低壓開關電路控制的LED交流直接驅動電路，與已有技術不同的是，本實用新型不需要使用多個高壓大功率MOS或雙極晶體管作為開關管，而全部由低壓開關晶體管取代，本實用新型的多路低壓開關電路工作電壓低、無需使用高壓大功率開關晶體管，具有可靠性高、性能好、電路簡單、成本低和便于集成化等特點。
文檔編號H05B37/02GK203120227SQ201320000768
公開日2013年8月7日 申請日期2013年1月5日 優先權日2013年1月5日
發明者趙天鵬, 徐軍, 何德勇, 劉云, 趙義博, 韓正甫 申請人:安徽問天量子科技股份有限公司