CN102404917B - 电抗式led照明电流控制电路、驱动器及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新的交流LED照明控制/驱动方法，其使用电抗元件以产生所需的LED照明电流。通过本发明揭示的监控和保护功能，该方法可高效实用且通用于所有基于交流电的LED照明应用中。

Description

电抗式LED照明电流控制电路、驱动器及控制系统

技术领域

本发明涉及LED照明领域，尤其涉及一种在各领域应用中实现有效的LED驱动及控制设计的新方法和相关方案。 

背景技术

常见的LED照明驱动/供电总是使用标准的交流转直流的转换方法进行设计，即，采用离线式整流，利用储能保持前端电路及接在其后方的开关稳压器，为LED提供所需的驱动(电压驱动或电流驱动)。 

这种设计本质上要涉及EMI(电磁干扰)过滤，以限制由于进入电路域和AC线路而引起的双向噪声(包括单模和共模)。该设计还需要额外的电路元件保护脆弱的板载电子器件，以防止功率骤增及经常存在于电力线路和系统的干扰。因此，使用这种设计的一个完整驱动电路中，除了必要的开关稳压器和二次侧恒压或恒流发生器外，还可能包含大量的元器件。这种驱动电路产生的热量约为LED额定功率的15％-25％，该热量还增加了散热问题；而散热问题是LED照明设计中最为严重的问题。这种驱动电路的核心器件，包括如功率集成及美国国家半导体公司(Power Integration and National Semiconductor)的PowerWise家族的LinkSwitch系列及其它器件，都具有上述缺点。本发明在各方面优于现有设计，易于实现且成本低，其效能超出LED驱动电路的理论极限，因而降低了LED照明应用中的散热问题。 

另一种现有技术采用电容器、整流二极管和限流电阻器的组合来实现对LED照明的驱动。该方法的效率很低，很少用于重要的LED照明应用中。 

目前机载和板载LED应用采用传统的电阻式限流或开关驱动设计原理，这些设计原理具有不同程度的缺陷，对于电阻式限流而言存在低功率效率问题，而在开关驱动设计中则存在系统复杂及电磁干扰/电磁兼容问题。 

目前，由于固定的直流输出电压及线路限制，直接用于LED照明的太阳能光伏应用不具有适应性；而增加逆变器的设计将使LED驱动的实现变得复杂。本发明将有效地解决这些问题。 

发明内容

本发明不仅可以解决现有技术中LED驱动的设计缺陷，还使得将LED灯应 用到目前的白炽灯电路及灯具变得简单灵活。基于此，本发明涵盖并包括了各式的驱动器及与驱动器相关的功能/产品。 

现有技术中，航空工业的LED照明所使用的方法与背景技术中描述的路面的LED照明所使用的方法没有差异，路面的LED照明涉及50赫兹或60赫兹。本发明提供一种前所未有的简单方法，用于所有的从飞机到航天器的400赫兹或更高频率供电环境。 

LED越来越广泛地应用于车辆方面。本发明提供一种新方法，在所有的板载LED应用中，将极大地降低成本，简化工艺流程及生产这些应用的产品。 

本发明提供的电抗式LED照明电流驱动方法使用电抗元件、整流电路及相关的监控保护子电路，传送交流电压源中的精确的LED照明电流。此外，该方法在电能效率方面几乎达到了理论极限；且，其产生的超前的功率因数可进一步提高节能技术。由于没有内在的EMI(电磁干扰)噪声，本发明相比目前任何LED驱动器更为先进。本发明除了基本的电流驱动器方法外，还提供了如下： 

1)LED灯泡制造：1.——在采用传统灯泡灯座样式(如螺旋灯座)制造灯泡时，结合核心电路，可使得LED灯能继续使用于已有的灯座或插座；这种情况下，本发明所披露的LED驱动电路为灯泡的集成部件。 

2)LED光具制造：2.——LED灯泡虽仅包含LED光源，但可以适配于现有的灯座/插座。这种情况下，驱动电路为照明开关((固定安装的)墙体插座)的一部分或类似做法。 

3)多种实体形式的LED调光电路，所有这些形式的电路都采用本发明所披露的电抗式电流生成的设计。 

4)本发明在商用飞机和军用飞机以及航天器上的应用。 

5)一种在汽车和所有类型的车辆中为LED灯供电的新发明。 

6)一种太阳能光伏AC-LED太阳能采集、存储、直流转交流的LED驱动器系统。 

附图说明

下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步详细说明，其中： 

图1示出了本发明的为LED负载供电的LED电流驱动电路的简化结构，其供电电流取决于电抗元件； 

图2示出了本发明所披露的电抗式LED电流驱动方法的功能性框图，图中所示的所有元件和功能性子集供参考； 

图3示出了一种简单的LED电流监控和电流转移电路； 

图4示出了另一种简单的LED过流监控和保护电路； 

图5示出了一种较为深入的LED过流监控和保护电路； 

图6示出了另一种更为深入的LED监控和保护电路； 

图7示出了另一种形式的LED过流监控与保护电路； 

图8示出了又一种形式的LED过流监控和保护电路； 

图9示出了使用本发明实施方式的LED灯泡制造的各种实例； 

图10示出了使用本发明的LED灯及灯具； 

图11功能性的示出了本发明可以分阶处理生产更多的功能性产品； 

图12示出了使用本发明的调光开关功能； 

图13示出了作为独立产品的调光开关； 

图14示出了使用本发明调光功能的另一种设计方法； 

图15示出了使用图14所示方法的调光功能的一种实际设计； 

图16示出了使用图14所示方法的调光功能的数字化实现，在该方法中也包括无线远程寻址和控制； 

图16还示出了图15所示的模拟电路的数字化实现的框图，其中增加了无线遥控和数字控制界面； 

图17示出了本发明涉及的LED应用于400赫兹(或更高频率)交流电环境中，例如在飞机和其它航空、机载和星载设备上； 

图18示出了一种突破性的发明，以使LED灯部署在汽车和其它车辆上的低端应用简单化； 

图19示出了一种限制和控制LED平均电流的新技术； 

图20示出了图19所示技术的一种实际实现； 

图21示出了使用本发明的一种有效的设计，以串行连接使用电容器产生的电流源的多个LED灯； 

图22示出了一种太阳能光伏AC-LED太阳能采集、存储、直流转交流LED驱动器系统。 

图23示出了一种扩展的基于交流LED太阳能的系统，其采用结合公用配电网络的双向功率转移/交换机制； 

图24示出了直流转直流的转换系统，其输出功率特别适合用于本发明的交流系统。 

具体实施方式

现有交流照明电路布线和控制装置(开/关和调光控制)阻碍了使用LED照明来取代效率低下的白炽光的应用。本发明描述了一种极其简单、性价比高、无电磁干扰、且最节能的设计，将促使久等中的LED照明革命付诸实现。本发明应用范围包括： 

A)LED灯泡制造：1.——在采用传统灯泡灯座样式(如螺旋灯座)制造灯泡时，结合核心电路，可使得LED灯能继续使用于已有的灯座或插座；这种情况下，本发明所披露的LED驱动电路为灯泡的集成部件。 

B)LED光具制造：2.——LED灯泡虽仅包含LED光源，但可以适配于现有的灯座/插座。这种情况下，驱动电路为照明开关((固定安装的)墙体插座)的一部分或类似做法。 

C)多种实体形式的LED调光电路，所有这些形式的电路都采用本发明所披露的电抗式电流生成的设计。 

D)本发明在商用飞机和军用飞机以及航空器上的应用。 

E)本发明在板载(汽车)方面的应用。 

上述每一种类型中，均有使用本发明即电抗式LED照明电流控制(驱动)方法的内容的实际电路实施例，用于描述和阐明本发明的创新性及优点；由此得到了具体实施例及权利要求。 

图1所示的简化电路图描述了本发明的基本原理。参考图1，电容器103表示电抗元件，电路的其余部分通过端子101、102接收交流电压100。MOV(金属氧化物压敏电阻)109和电涌限制器110这些电路元件提供对交流电压的保护和调节。电容器/电抗103用于限定电流，并馈送该电流到由二极管104-107组成的整流桥。整流后的电流标记为Iout，从二极管106和107的阴极-阴极接头处流出为LED灯供电。电抗103的电容量由所需的电流、交流电压的振幅及频率决定。电路元件111是滤波电容器，用于进一步调节整流后的电流。虽然电抗103图示为电容器，根据本发明的内容，电抗103也可以是感应器，或是电容器和感应器的组合。不过，实际操作中大多采用电容器的形式来实现LED电流的生成。由于电容器103是电抗元件，不损耗实际功率，因此，除了整流器损耗非常少的功率外，唯一的能耗在LED本身。这一事实有助于本发明的LED驱动电路获得尽可能高的能量效率。而且，采用电容器的电抗元件103还可以产生超前的功率因数，在大部分应用环境中将有助于提高整体的功率效率。若本发明的应用规模很大，其效果将更为显著。电容器103的值由下式得到：电容器103的值＝LED额定电流(Iout)/(输入的交流电压Vin-LED前向压降)×2πf 

其中，电容器103的值采用法拉为单位，电流Iout等于供给LED(如果光源中有多个LED，则是供给LED阵列)的直流电流，Pi＝π＝3.141593...，频率f等于交流电源频率，其单位为赫兹。 

实例：给定LED光源，包含有多个LED二极管，需要300毫安的直流电流来发出额定的光输出。其中，交流电源为120伏，频率为60赫兹，LED前向压降为20伏。将这些数值代入上述公式的参数(即，Iout＝300mA，f＝60Hz，π为圆周率，LED前向压降＝20v)，则输出的电容器103的值为7.958微法拉。 

图1的电路仅仅示出本发明一部分的理论基础；为使电抗式电流生成实用，需要增加更多的特征和功能。图2因此示出了更为完整的电路图。除了MOV109、电涌限制器110和滤波电容器205外，为防止电容器103发生灾难性故障，还增加了失灵保护熔断器或小容量电阻器202。为便于维护及安全维修，还可增加电阻分压器电路204。电阻器206也可作为电流分压器。但是不是每个应用都需要所有这些元器件。产品成型及应用环境决定了这些电路元器件将实现哪些特征以及在多大程度上实现这些特征。然而，有一个元器件最常用于本发明的任一实施例中，该元件是LED过剩电流转移电路207。这一特征保护LED免受不可预见的过剩电流的损害，从而保证了LED的耐久性。总而言之，使用本发明的实际设计可包含如图2所示的一部分或全部。 

参考图2，本发明通过端子101、102接收交流电压100。MOV 109为吸能器，用于对超出峰值振幅的异常输入交流电压提供防护。元器件202为熔断器或小容量低功率的电阻器，用于当电路中的任一处尤其是电容器103发生灾难性故障时提供防护。电涌限制器110检查从元器件202流出的电流。当出现功率转换或负荷变化时，交流电压可能含有大大高于正常电源频率的频率分量；需要有效地限制异常频率的电流流向电容器103。为此，元器件110通常选择为电感器。从二极管106和107的阴极-阴极接头处流出的电流Iout流向LED 108并为其供电。电流转移电路包括元器件208、207，为LED提供过流保护。元器件208是电流监控电路，可位于Iout电流路径的任意处。电流监控电路208的输出控制电流分流器207。当电流Iout的瞬时值处于正常范围内，电流监控电路208和电流分流器207不起作用。然而，一旦电流Iout超出正常范围的上限，电流监控电路208将作出反应，激活电流分流器/并联电路。此操作将关闭LED灯从而达到对LED的保护。在某些需要将本发明用于传统的基于三端双向可控硅调光装置的应用中，可选用感应器或低阻值电阻209，将其置于整流桥的阴极-阴极接头处与电容器111之间，以提供更多的滤波操作。 

参考图3，示出了简单的LED电流监控和转移电路。“点a”和“点b”是从图 2中截出的点，其中包含所连接的LED及相关的提供电流监控和转移功能的保护元器件207、208；不过图3功能性且实用性地示出了LED电流转移原理。请留意，线路中的电阻303用于计量LED电流。当电流达到使电阻303上产生约0.6V这样一个级别时，过剩电流通过晶体管301转移。元件301可以是快速高增益晶体管，或是如MOS(金属-氧化物-半导体)类型的场效应晶体管。电阻302调节晶体管301的基极电流。图3的电路示出了如何监控流经整个LED线路的电流Iout。尽管可采用更多相关的电流测量设备如霍尔效应类的设备来代替电阻303，但通常认为简单的电阻元件303就足够了。类似地，采用双极晶体管301的基极-发射极导通电压作为阈值的原因也是因为其简单。为更准确和更快地反应以及其他补充的电流转移功能，本发明还描述了更多的实际设计。也请留意，电流测量装置如电阻303可置于LED电流路径上的任何地方。图3中，电阻303位于LED的阴极侧，也可以将其置于LED的阳极侧以达到相同的目的。 

参考图4，示出了一种简单瞬态/瞬时电流转移电路以说明设计原理。在该电路中，电容器402和电阻器403构成频敏网络，用于允许某些高频分量通过，从而导通晶体管401以达到将流向LED的有害电流转移。电阻405、406用于确定和调整晶体管401的作用。本发明中，该电路可以作为一个独立的元件，或者与类似图3所示的电路一起工作，以达到对LED更为完整的保护。根据需要，元器件401也可以是MOSFET器件，用以替代图4所示的双极性晶体管。 

参考图5，示出了一种更精确更快速的LED保护电路。此外，该电路是本发明内容所揭示的其他功能的基础。由“点a”开始，二极管515隔离功率调节电路501与“点a”。电路501是三端稳压器(5V至30V或更高)，其输出503标记为V+++，该输出用于通过电阻分压器506进一步衍生以产生两个较低的基准电压V++504和V+505。电容器502用于对电压V+++进行滤波/存储。电阻器504用于测量LED电流，其功能类似于前述图2和图3所示的电流监控电路。运算放大器511为比较器电路，用于接收LED电流量，该电流量由流经电阻514的电压Vm表示。电阻513、510、512构成滞环网络，用于增加比较器电路的稳定性。电阻512在运算放大器511的输入端引入很小的正偏置“+”以确保元器件511的输出为已确定的状态。运算放大器511的类型决定了需要或不需要电阻512。在运算放大器511的“-”输入端的V++为Vm设置了阈值上限，用于表示所允许的最大LED电流。当超出该上限，运算放大器511的状态由低变为高，使得晶体管508导通，从而将从LED流向元件508的电流转移。也请留意，元器件508可以是其他类型，例如MOSFET。图5所示的电路增加用于过滤与存储的电容器516后，还适于工作在传统的基于三端双向可控硅的交流光调整设 备上。 

参考图6，示出了从图2的“点a”和“点b”截出的另一种LED电流监控和转移电路。该电路具有更为精确的参考阈值电压Vm，该参考阈值电压源于带隙基准电压基准二极管604。通过由电阻605、606构成的电阻分压器得到基准电压V+。为便于解释电路，选择1.225V的带隙器件604；其他带隙电压器件也同样合适。与前述的设计类似，电压Vm经电阻611的压降后衍生，电流从LED电流流向电阻611。依靠电阻608和电阻610线路，及其输入端“-”输入基准参考电压V+，运算放大器609形成电压比较器。元件609输出端直接连接到电流转移器件607，在本方法中，电流转移器件607为MOSFET。这里需要注意，器件607还可以是其他的有同样效果类型的晶体管或控制器。还应注意，本方法中没有使用额外的电源或调节电路/器件。当“点a”的瞬时电压降到低于电容器603的电压时，电容器603存储图2所示整流电路得到的电压(点a)，将电容器603和二极管601放在合适的位置以防止出现从电容器603流向整流电路的反向电流。在大多数LED应用中，LED前向电压保持在30V至33V以下，几乎所有运算放大器都能工作在低于5V到38V或40V的电压。在使用本发明时，这一事实有助于进一步简化实际设计及减少元件数量。按照如图7所示的设计可解决当LED灯串前向电压压降超过35V时出现的线路设计。 

参考图7，示出了也是从图2的“点a”和“点b”截出的内容，其采用另一种方法来处理在传统的基于三端双向可控硅的交流调光设备中使用本发明。众所周知，基于三端双向可控硅的调光设备可产生大量的谐频分量，这些谐频分量通过图2所示的电流产生电容103，这些谐频分量会产生有害的瞬时电流流到LED装置714。电路中MOSFET 712通常开启且导通。类似前述，电阻714用于测量LED电流。当Vm超出基准电压加上比较器滞环电压后时，MOSFET将关断，增加电阻713到LED的电流路径中。电阻713将对LED限流一段时间，该时间长短取决于比较器712及滞环网络的时间常数。元件712是运算放大器，用作为电压比较器。电阻711和电容707的值的乘积为时间常数，该时间常数决定MOSFET 712的关断时间以及LED持续过流时Vm的重采样时间。电阻708、711决定稳态迟滞电压。电阻709和齐纳二极管相作用，以防止当运算放大器712的输出电压过高时导致栅源击穿。由于电阻713的加入可提高“点a”的电压，所以电阻717和齐纳二极管构成的网络对电压V++进行限压，从而扩大了对电路中与电压V++相关的其它元件的保护。由于增加的电阻713会产生额外的瞬时电压，因此采用电容718来增强滤波功能。实际上，电容718可以是如图2所示的电容111。 

参考图8，示出了另一种LED监控与保护电路。该电路强化了图6所示的电路，目的在于扩大本发明的应用，使得本发明能用于最为重要的环境或重要的线路上；图8所示电路相比于图6所示电路更为智能且可减负荷。通过增加与电阻811并联的电容810，使得由运算放大器812及其相关元件组成的比较器电路具有复合迟滞功能，每当对过流情况采样时允许根据给定的时间帧监控LED电流。类似于图7所示的比较器电路，采样时间取决于电阻811和电容810的值的乘积得到的时间常数。本发明通过增加时间元素，使得在LED电流监控与转移的设计中可以进行微调。图8所示电路相对于图6的电路的第二个改进之处是，在MOSFET器件809的DRAIN电路中增加RC(电阻-电容)网络。RC网络包括电阻805和电容808，通过控制转移电流的幅值和时间使电流转移变缓。通过与电阻805一起分担功耗，RC网络还可以减轻MOSFET 809的压力。由于图8所示的其他电路与前述图示及说明相同，所以这里不再重述。 

参考图9和图10，示出了本发明在制造和生产这些LED灯及灯具(如景区的重点照明、球场中部的区域照明、浴室照明、吊灯、商业照明和泛光灯)方面的潜在应用。本发明的应用不限于图9和图10所示的图像；图9和图10所示内容不能限制本发明在LED照明方面的应用。 

图11-图15示出了将本发明扩展应用于LED照明系统及其配套产品内。 

参考图11，示出了本发明实施例的设计电路，该电路分为两个部分：左边虚线框包含开关组件；而右边虚线框为LED灯组件，其包含如图2所示的去除了电流生成电容器前端的LED驱动器。在该设计中，右边虚线框中的电路中放置LED发光体，可以是灯泡或其他样式。左边虚线框利用增加的开关209成为独立部件，通过标准的电灯开关线路与右边虚线框紧密配合。本发明通过这种设计上的变化，使得LED灯泡或其组件得以可能直接替代传统的电灯，而无须重新布线。在实际的标准开关等的布线中，左边虚线框和右边虚线框工作在交流电压输入的低边(中性线)，而灯泡插座内则是为交流电压的高边(热线)。 

图12示出了本发明的一种不同的LED调光电路。将图2所示的LED电流生成电容器(或称电流量决定电容器)103分为多个小的电容元件(C1-Cn)，然后将这些小的电容元件组合为如图12所示部件1202和1201这种的旋转开关或滑动短路开关。实际操作中，若组件1200为图13所示的独立的调光开关产品，其包含图11所示的部分或全部前端保护元件。通过控制旋转开关或滑动开关来产生调光作用。若选择所有的电容元件，即这些电容元件的开端为短路时，LED将达到完全的亮度。若要实现关闭功能，则将开关全部断开；此时LED将完全关闭。 

图13示出了一种独立的调光开关，可通过现有线路进行远程安装并连接到LED组件。这种器件适合用于改装市面上的白炽灯为LED灯。 

参考图14，示出了使用本发明内容得到的另一种产品。实体1300-1302为如前述的标准的前端电路元件和输入量。然而，在该实施例中，由主电容1301确定的一小部分电流将用于PWM(脉宽调制)调光电路(实体1303-1308)。实体1303是受PWM电路的输出控制的电子开关。本实施例的整个设计可用于使用无线遥控来控制PWM电路的灯泡内，或者，该设计可分为多个部件，除了LED灯108及其相关的保护电路(实体1311和1309)外，每个部件可以作为单独的驱动调光器件。一种更优的方式是，实体1312中的调光控制可以是电位器，或是用于无线遥控子系统。后续附图将揭露更多的有关无线遥控方面的实施例。当图14的电路置于调光开关器件的外壳内时，该电路将通过端子“+”和“-”与LED灯相连。电阻1305产生导频电流(1mA或更小)，用以决定三端稳压器的操作。LED前向压降限制了稳压器上的最大电压。根据LED的功率大小，典型的电压范围为5V-60V。图15示出了具有这样特性的实际电路。 

图15示出了使用前述内容(即如图12所示的描述)的一种实际的PWM调光设计，其中使用了两个运算放大器电路。运算放大器1505作为方波发生器，而运算放大器1509接线并作为具有调光控制功能的电压比较器电路。作为方波发生器的运算放大器1505在其负输入端提供近似三角波的信号。根据该波形信号及电位器1507的控制，运算放大器1509的输出是一可变宽度的脉冲序列，用于切换MOSFET电流的开关1515。元件P1(即图所示的1507)的控制范围可对LED进行调光，使之完全变亮或变暗。本文所述PWM的设计可以是两个独立实体的产品，例如，单独的PWM调光开关和LED灯，将二者组合起来以适配本发明所揭示的PWM调光器。另一种可选的产品形态是将图2所示的整个电流生成电容器和这里所说的PWM电路集成在LED灯具中。一种典型的例子是台式灯。进一步地，元件P1的功能可由远程可控可编程的具有可寻址个人识别的电子电位器替代。因此，本发明还包括了这种设计的数字实施例，随后将结合附图进行说明。尽管采用分立的器件可以满足应用，但最优选的方式是使用双重运算放大器集成电路1505和1509来实现。 

继续本发明图15所示的调光方式，图16示出了一种产品设计的功能性框图，该产品设计采用实体2038和2039的内容。参考图16，实体1601-1603与前述的电路和元件相似或相同。不过，该设计描述的是取代图15所示实体1507的电位器P1的遥控功能，其采用无线遥控方法。元件1607为标准设计的无线接收解码器，元件1606为前端硬件。元件1606可以是红外接收器或射频(RF) 天线，其取决于根据偏好所选择的无线技术。实体1607对控制信息进行解码，并将解码后的信息传递给数字接口1605，由接口1605实现数字PWM控制电路中的控制功能。实体1608、1609和LED为图2所示或前述的标准电路元件。配套的遥控可以是手持式或是安装在墙上的器件。 

本发明用于更高频电源环境中的LED灯，将使之特别高效且成本更诱人。与地面上使用的60或50赫兹的应用相比，飞机上400赫兹交流电源只需要1/7或1/8大小的电容可产生同样的电流量和相同的电压值。而且，对于不同的LED功率应用而言，唯一变化的是主电流生成电容器的值。这使得飞机上采用本发明的LED配置变得非常简单。图2所示的设计方法相当适合，例如适合于飞机上任何瓦数——从亚的1瓦特到超过300瓦特——的LED灯。参考图17示出的简单框图，其中，假定机载交流电源1701为标准的400赫兹。该交流电源可采用本发明图1和图2所示的设计。图3至图5所示的所有子系统设计和前面的描述(即图1到图12所示内容的描述)也同样不例外地可用于高频的航空应用。部件1702详述了本发明的由400赫兹交流电源驱动的标准的电流生成电容器系统。该设计还可以包括LED电流分配子系统；例如，某些应用中要求使用串联的LED灯，如飞机上使用的位于头顶上的多个阅读灯就是个典型的例子，(可参见图21及其相应的描述)。在高频的航空应用中，前述本发明的优点比在地表和地面上的应用将更为突出。 

参考图18，示出了本发明的一个不同于现有的板载LED照明系统的功能性框图。从标准板载电池电源1801开始进行说明；电源1801驱动传统设计中的直流转交流电源转换器1802。转换器虽可转换出任意频率和电压振幅，但为了安全且方便的使用，最为可取是设置为如400赫兹、36V。转换器的输出可分配到整个车辆的网络1804，其中，本发明(即图示的框1805)用于驱动多个单体LED以及成组的LED。根据LED灯的位置，转换器的输出还可以使用本发明(即图示的框1803)进行预处理后，再通过分布网络1804传送到LED灯。由于在多个不同功率LED中电流生成电容器是唯一需要改变的元件，因此，图18所示的方法可非常简单地应用于车头灯、尾灯、制动和信号灯等所有的内部灯。进一步地，该照明系统因此也可以是单一的布线系统，允许直流电源和交流电源在同一导线中传递送达到各自的应用设备上。采用简单的电容性元件和电感性元件可将两个迥然不同的电源随意抽取和隔离。 

参考图19，示出了另一种用于保护LED的设计的功能性框图。框1906为三角波发生器。采用三角波信号作为框1907的自适应PWM(脉宽调制)电路的参考。当LED电流量合适时，MOSFET 1905将完全导通。不论何种原因，如 果LED的平均电流超过设定范围，自适应PWM电路将输出脉冲信号，用于通过改变控制MOSFET 1905的信号的脉冲宽度来调整MOSFET 1905的导通情况。电阻1904用于测量LED电流。将框1907内部的电压型已测信号Vm处理为其平均值；然后将该已平均的信号自适应地用于框1907内部以生成PWM输出。这种保护电路还可以扩展为包括LED调光功能，即如图20所提供的实际的电路。 

参考图20，示出了实现图19及前面描述设计原理的实际电路图。为便于理解，简化该电路至只留下基本电路元件及其功能。本设计使用如框2001所示的标准的前端设计。框2001的输出驱动板载电源2002，板载电源2002也是如前所述的标准的设计。由运算放大器电路2003及其相关元件2004-2007组创了振荡器功能，用于在运算放大器2003的负输入端产生近似锯齿形波列的信号。在将该信号用于运算放大器电路2008的正输入端前，使用单位增益运算放大器电路2017对该信号进行缓冲。电阻2018以电压形式Vm测量LED 2019的电流信号，，然后通过由电阻2011和电容2012组成的低通滤波器对该电流信号进行处理，得到该电流信号的平均值。运算放大器电路2010放大该信号，将其应用于电位器2009。电阻2013、2014决定了需要放大的倍数。电位器2009的动刷引入合适的已处理过的信号Vm到规定运算放大器的比较器电路2008。电路2008的输出可以是恒定的高电压值，以保证MOSFET 2015在正常工作时完全导通；或者该输出可以在LED处于过流情况下改变PWM的脉冲序列。扩展这种设计理论，并结合适当的电路调整及控制参数，图20所示的电路还可以作为调光控制。而且，该电路也明显具有两种功能，即调光和对该电路所驱动的LED进行保护。 

图21示出了本发明的一种应用设计以说明本发明的通用性和灵活性；该设计特别适用于串联的LED灯，如商业飞机上使用的阅读灯。这种设计串行连接多个阅读灯，使得可在单一分布的电路中共享恒流源。利用本发明所描述的电容生成电流源。本发明中，图示的框2101-2104为标准元件，其功能如前述。基于这些特征，本设计可以对每个灯进行无干扰的单独控制。进一步地，由于所有串联的LED灯由同一个电流驱动器供电，共享同一电流，因此该设计相当高效节能且能节约成本。参考图21，整流器输出的电流馈送到LED灯管(LED1-LEDn)和一般二极管串联的线路。电流短路开关S1至-Sn为所有的LED灯提供单独的开-关控制。紧邻开关的二极管阵列2106用于进行电压均衡。传统的具有前向压降的硅类二极管阵列与LED灯密切配合。该二极管阵列的需求是可选的。只有当LED的数目很大且电流源受灯的开关影响时，才需要使用二极 管阵列。该二极管阵列S1-Sn也可以是电子类的。而且，在某些应用中采用电子开关阵列可允许并满足集中控制开关机能的需求。 

参考图22，部件2201包括太阳能光伏集热和储热蓄电池。部件2201的输出驱动直流转交流电源逆变器，该电源逆变器的输出通过配电网络(即部件2204)分发出去，并利用部件2205为LED灯组件供电。部件2203为可选的监控部件用于提供便于使用且全面的用户接口。 

参考图23，示出了当太阳能或储能电池(即部件2302)的电量过低时，图22所示的扩展系统中引入公用电源(即部件2301)以保证照明的情况。同时，当太阳能电源过剩时，图23所示设计将过剩电源转移到公共电网。这种双向的电源流动可通过切换开关2305和2306实现。图23所示设计中还提供了交流电源同步监控以及双向计量以确保安全且无缝的操作(如图23中2303和2304所示)。 

参考图24，部件2401示出的用以接入传统电源的接口是交流转交流电源转换系统，其中，传统电源的电压幅值可以是100-240Vac，频率为50-60Hz。该电源转换系统还可以是其它可取系统。根据具体应用，部件2402输出的转换电压的幅值可以是5Vac至大于48Vac，其频率可以是400Hz至大于20KHz。这种转换为高频电压的方式可使得本发明的交流LED照明能够高效且耗费的成本低。当选择大于20KHz的频率时，系统发出的超声波还可抵抗居住、商业和工业环境中的如老鼠等啮齿动物及昆虫等。 

本领域技术人员可以理解，在不背离本发明的基本原则下，前述各实施方式还可以有多种变化。通过权利要求的条款来说明本发明的范围。 

Claims (24)

1.一种对一个或多个LED供电的交流LED驱动器电路，其特征在于，包括：

连接到交流电源的第一部分电路块，所述第一部分电路块包括跨交流电源输入端子连接的金属氧化压敏电阻；

第二电路块，所述第二电路块包括与所述金属氧化压敏电阻的一端相连的过流保护元件，所述过流保护元件为熔断器或低阻值电阻；

与所述第二电路块串联的第三电路块，所述第三电路块包括过电流限制器，所述过电流限制器的实体形态为电感器、或为电阻值随电流的增大而递增的器件、或为串联的电感器和电阻值随电流递增的器件；

与所述第三电路块串联的第四电路块，所述第四电路块包括并联的电容和电阻；

二极管全波桥式整流器形式的第五电路块，所述二极管全波桥式整流器的一个阳极-阴极接头处连接到所述第四电路块，另一个阳极-阴极接头处连接到所述交流电源；

连接所述二极管全波桥式整流器的阳极-阳极接头处和阴极-阴极接头处的第六电路块，所述第六电路块包括并联的电容和电阻；

与所述第六电路块并联的第七电路块，所述第七电路块包含用于当LED的电流超出正常范围的上限时将过剩电流转移的电路；

与所述第六电路块和所述第七电路块并联的第八电路块，所述第八电路块包括串行连接的LED和电流监控电路，所述电流监控电路用于当LED的电流超出正常范围的上限时激活所述第七电路块，并关闭LED；

第九电路块，串联在所述二极管全波桥式整流器的阴极-阴极接头处和所述第六电路块之间，所述第九电路块为电感器或为低阻值电阻。

2.一种与对LED供电的交流电流驱动电路单元相关的电路，所述电路单元包括与交流电流相连的第一部分电路，所述第一部分电路包括电流量决定电容器，所述电流量决定电容器的一端与交流电源的第一端子相连，另一端连接到由二极管整流桥组成的第二部分电路，所述二极管整流桥为分立的二极管或为集成的全波整流器，所述电流量决定电容器的连接到所述第二部分电路的一端与所述二极管整流桥的第一阳极-阴极连接头处相连，所述二极管整流桥的第二阳极-阴极接头处与所述交流电源的第二端子相连，所述LED的阳极连接到所述二极管整流桥的阴极-阳极接头处，所述LED的阴极连接到所述二极管整流桥的阳极-阴极接头处，从而，所述二极管整流桥为发光二极管或二极管提供由电流量决定电容器确定的驱动电流，所述电路单元还包括跨交流电压源连接的金属氧化压敏电阻器件，其特征在于，所述电路包括与LED的阴极相连的第一电阻，用于为驱动双极晶体管提供电压，以使所述双极晶体管导通，从而达到转移LED电流的目的；还包括第二电阻，所述LED阴极与所述第一电阻的交接处通过所述第二电阻与所述双极晶体管的基极连接，所述第二电阻用于调节电流转移的速率和转移的电流量。

3.一种与对LED供电的交流电流驱动电路单元相关的电路，所述电路单元包括与交流电流相连的第一部分电路，所述第一部分电路包括电流量决定电容器，所述电流量决定电容器的一端与交流电源的第一端子相连，另一端连接到由二极管整流桥组成的第二部分电路，所述二极管整流桥为分立的二极管或为集成的全波整流器，所述电流量决定电容器的连接到所述第二部分电路的一端与所述二极管整流桥的第一阳极-阴极连接头处相连，所述二极管整流桥的第二阳极-阴极接头处与所述交流电源的第二端子相连，所述LED的阳极连接到所述二极管整流桥的阴极-阳极接头处，所述LED的阴极连接到所述二极管整流桥的阳极-阴极接头处，从而，所述二极管整流桥为发光二极管或二极管提供由电流量决定电容器确定的驱动电流，所述电路单元还包括电涌限制器，所述电涌限制器为感应器类型，与所述电流量确定电容器串联，其特征在于，所述电路包括与LED的阴极相连的第一电阻，用于为驱动双极晶体管提供电压，以使所述双极晶体管导通，从而达到转移LED电流的目的；还包括第二电阻，所述LED阴极与所述第一电阻的交接处通过所述第二电阻与所述双极晶体管的基极连接，所述第二电阻用于调节电流转移的速率和转移的电流量。

4.如权利要求2或3所述的电路，其特征在于，采用MOSFET器件代替双极晶体管。

5.一种电路，用于加强对流入LED的有害瞬态电流的限流，其特征在于，包括：含并联的电容和电阻对的第一电路部分、含二极管的第二电路部分、含并联的第一电阻和第二电阻两个电阻的第三电路部分、含双极晶体管的第四电路部分；所述第一电路部分与所述第二电路部分串联；所述第二电路部分的二极管的阳极连接到所述第一电路部分，其阴极连接到所述第三电路部分的一端；所述第三电路部分的第一电阻的不与所述第一电路部分连接的一端连接到一种对LED供电的交流电流驱动电路单元中的电流量决定电容器的主电流路径，所述第三电路部分的第二电阻的不与所述第一电路部分连接的一端连接到所述第四电路部分的双极晶体管的基极，所述第四电路部分的双极晶体管的集电极连接到所述第一电路部分的不与第二电路部分串联的一端，所述第四电路部分的双极晶体管的发射极连接到所述主电流路径，其中所述电路单元包括与交流电流相连的第一部分电路，所述第一部分电路包括电流量决定电容器，所述电流量决定电容器的一端与交流电源的第一端子相连，另一端连接到由二极管整流桥组成的第二部分电路，所述二极管整流桥为分立的二极管或为集成的全波整流器，所述电流量决定电容器的连接到所述第二部分电路的一端与所述二极管整流桥的第一阳极-阴极连接头处相连，所述二极管整流桥的第二阳极-阴极接头处与所述交流电源的第二端子相连，所述LED的阳极连接到所述二极管整流桥的阴极-阴极接头处，所述LED的阴极连接到所述二极管整流桥的阳极-阳极接头处，从而，所述二极管整流桥为发光二极管或二极管提供由电流量决定电容器确定的驱动电流，所述主电流路径为所述LED的阴极连接到所述二极管整流桥的阳极-阳极接头处之间的路径。

6.一种电路，用于加强对流入LED的有害瞬态电流的限流，其特征在于，包括：含并联的电容和电阻对的第一电路部分、含二极管的第二电路部分、含并联的第一电阻和第二电阻两个电阻的第三电路部分、含双极晶体管的第四电路部分；所述第一电路部分与所述第二电路部分串联；所述第二电路部分的二极管的阳极连接到所述第一电路部分，其阴极连接到所述第三电路部分的一端；所述第三电路部分的第一电阻的不与所述第一电路部分连接的一端连接到一种对LED供电的交流电流驱动电路单元中的电流量决定电容器的主电流路径，所述第三电路部分的第二电阻的不与所述第一电路部分连接的一端连接到所述第四电路部分的双极晶体管的基极，所述第四电路部分的双极晶体管的集电极连接到所述第一电路部分的不与第二电路部分串联的一端，所述第四电路部分的双极晶体管的发射极连接到所述主电流路径，其中所述电路单元包括与交流电流相连的第一部分电路，所述第一部分电路包括电流量决定电容器，所述电流量决定电容器的一端与交流电源的第一端子相连，另一端连接到由二极管整流桥组成的第二部分电路，所述二极管整流桥为分立的二极管或为集成的全波整流器，所述电流量决定电容器的连接到所述第二部分电路的一端与所述二极管整流桥的第一阳极-阴极连接头处相连，所述二极管整流桥的第二阳极-阴极接头处与所述交流电源的第二端子相连，所述LED的阳极连接到所述二极管整流桥的阴极-阴极接头处，所述LED的阴极连接到所述二极管整流桥的阳极-阳极接头处，从而，所述二极管整流桥为发光二极管或二极管提供由电流量决定电容器确定的驱动电流，所述电路单元还包括跨交流电压源连接的金属氧化压敏电阻器件，所述主电流路径为所述LED的阴极连接到所述二极管整流桥的阳极-阳极接头处之间的路径。

7.如权利要求5或6所述的电路，其特征在于，所述电路与所述电路单元中的LED并联。

8.如权利要求5或6所述的电路，其特征在于，采用MOSFET器件替代双极晶体管。

9.一种电路，其特征在于，包括：含电源的第一电路、含基准电压的具有多个输出的第二电路、含LED电流监控电路和电流转移器件的第三电路，所述LED电流监控电路与电压比较器连接，所述电流转移器件和所述第三电路相连；

所述第一电路包括隔离二极管和电源，所述隔离二极管的阳极连接到一种对LED供电的交流电流驱动电路单元中的主电流路径，所述电源为集成封装形式，为整个电路提供工作电源，还为所述第二电路提供精确的电压源V+++，其中所述电路单元包括与交流电源相连的第一部分电路，所述第一部分电路包括电流量决定电容器，所述电流量决定电容器的一端与交流电源的第一端子相连，另一端连接到由二极管整流桥组成的第二部分电路，所述二极管整流桥为分立的二极管或为集成的全波整流器，所述电流量决定电容器的连接到所述第二部分电路的一端与所述二极管整流桥的第一阳极-阴极接头处相连，所述二极管整流桥的第二阳极-阴极接头处与所述交流电源的第二端子相连，所述LED的阳极连接到所述二极管整流桥的阴极-阴极接头处，所述LED的阴极连接到所述二极管整流桥的阳极-阳极接头处，从而，所述二极管整流桥为发光二极管或二极管提供由电流量决定电容器确定的驱动电流，所述电路单元还包括跨交流电压源连接的金属氧化压敏电阻器件，所述主电流路径为所述LED的阴极连接到所述二极管整流桥的阳极-阳极接头处之间的路径；

所述第二电路包括基准电压生成器，所述基准电压生成器包括由三个串联的电阻构成的电压分压网络，从而所述第二电路产生两个基准电压，包括电压值相对较高的第一基准电压V++和电压值相对较低的第二基准电压V+，第一基准电压V++和第二基准电压V+应用于所述第三电路；

所述第三电路包括与LED阴极串联的电流量测量电阻、作为电压比较器的运算放大器，所述运算放大器将已测量的LED电流以电压形式传入其正极输入端，其负极输入端连接所述第一基准电压V++，所述运算放大器还包括反馈电阻，所述反馈电阻位于从运算放大器的输出端至其正极输入端的正反馈路径，从所述运算放大器的正极输入端到所述第二基准电压V+之间还连接有一电阻，所述运算放大器的输出连接到一二极管的阳极，该二极管与一电阻的一端连接，该电阻的另一端连接到双极晶体管的基极，该双极晶体管的集电极连接到所述电路单元的主前向电流路径上，所述主前向电流路径为所述LED的阳极连接到所述二极管整流桥的阴极-阴极接头处之间的路径。

10.如权利要求9所述的电路，其特征在于，所述双极晶体管的发射极、所述电源的底部、所述电压分压器的底部、所述运算放大器的负极供电端、以及所述电流量测量电阻的不与LED连接的一端都与所述电路单元中的主电流路径相连。

11.如权利要求10所述的电路，其特征在于，所述运算放大器由所述电压源V+++供电。

12.如权利要求11所述的电路，其特征在于，采用MOSFET器件替代双极晶体管。

13.一种电路，其特征在于，包括：第一电路组分、第二电路组分、第三电路组分；

所述第一电路组分包括电源电路和隔离二极管，所述隔离二极管的阳极连接到一种对LED供电的交流电流驱动电路单元中的二极管整流桥的阴极-阴极接头处，所述隔离二极管的阴极连接一电容的一端，该电容的另一端连接到主电流路径或连接到所述电路单元中的二极管整流桥的阳极-阳极接头处，所述电源电路包括精密的电压基准电路，所述电压基准电路包括精密的电压基准二极管、电流量调节电阻、由串联的两个电阻组成的电压分压器，所述电压分压器与所述基准二极管并联，所述电压分压器的串联的两个电阻的相连处产生基准电压V+，其中所述电路单元包括与交流电源相连的第一部分电路，所述第一部分电路包括电流量决定电容器，所述电流量决定电容器的一端与交流电源的第一端子相连，另一端连接到由二极管整流桥组成的第二部分电路，所述二极管整流桥为分立的二极管或为集成的全波整流器，所述电流量决定电容器的连接到所述第二部分电路的一端与所述二极管整流桥的第一阳极-阴极接头处相连，所述二极管整流桥的第二阳极-阴极接头处与所述交流电源的第二端子相连，所述LED的阳极连接到所述二极管整流桥的阴极-阴极接头处，所述LED的阴极连接到所述二极管整流桥的阳极-阳极接头处，从而，所述二极管整流桥为发光二极管或二极管提供由电流量决定电容器确定的驱动电流；

所述第二电路组分用于测量LED电流，并在必要时转移该电流以便保护LED，所述第二电流组分包括第一电阻和第二电阻两个电阻，所述第一电阻和第二电阻两个电阻与LED的阴极相连；所述第一电阻的不与LED相连的一端连接到主电流回路以提供对LED电流的测量，而已测量的LED电流以电压形式输出在LED的阴极，所述第二电路组分还包括作为电压比较器的运算放大器，所述运算放大器通过所述第二电阻接收已测量的LED电流信号，所述第二电阻的不与LED相连的一端连接到所述运算放大器的正极输入端，所述第二电路组分还包括连接在所述运算放大器的输出端与正极输入端之间的电阻，用于产生迟滞电压，从而确保所述比较器电路稳定工作；

所述第三电路组分包括MOSFET器件，所述MOSFET器件的栅极接收来自所述运算放大器的控制信号。

14.如权利要求13所述的电路，其特征在于，包括：所述MOSFET器件还可替换为双极晶体管。

15.一种电路，其特征在于，包括：第一电路部件和第二电路部件；

所述第一电路部件中设置有隔离二极管，所述隔离二极管的阳极连接到一种对LED供电的交流电流驱动电路单元中的二极管整流桥的阴极-阴极接头处，所述隔离二极管的阴极和一并联组合器件之间设置有一电阻，所述并联组合器件包括一电容器和一齐纳二极管；所述电阻和所述并联组合器件的交接处连接到由另一电阻组成的基准电压电路，所述基准电压电路连接到一精密的电压基准二极管，其中所述电路单元包括与交流电源相连的第一部分电路，所述第一部分电路包括电流量决定电容器，所述电流量决定电容器的一端与交流电源的第一端子相连，另一端连接到由二极管整流桥组成的第二部分电路，所述二极管整流桥为分立的二极管或为集成的全波整流器，所述电流量决定电容器的连接到所述第二部分电路的一端与所述二极管整流桥的第一阳极-阴极接头处相连，所述二极管整流桥的第二阳极-阴极接头处与所述交流电源的第二端子相连，所述LED的阳极连接到所述二极管整流桥的阴极-阴极接头处，所述LED的阴极连接到所述二极管整流桥的阳极-阳极接头处，从而，所述二极管整流桥为发光二极管或二极管提供由电流量决定电容器确定的驱动电流；

所述第二电路部件包括两个串联在LED电流线路中的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的上端与LED的阴极相连，所述第二电阻的下端连接到主电流回路，所述主电流回路为所述对LED供电的交流电流驱动电路单元中的LED的阳极连接到所述二极管整流桥的阴极-阴极接头处之间的路径，一MOSFET器件跨所述第一电阻连接，所述第二电阻提供对LED电流的测量，并以电压形式将测量结果输送到作为电压比较器的运算放大器的负极输入端，所述运算放大器的正极输入端通过一电阻连接到所述基准电压V+；所述运算放大器的正极输入端和输出端之间设置有并联的电阻和电容，所述运算放大器的输出端通过一电阻连接到所述MOSFET器件，所述MOSFET器件的栅极连接到一齐纳二极管的阴极，该齐纳二极管的阳极连接到主电流回路以对所述MOSFET器件提供保护，所述第二电路部件还包括一电容，该电容跨接LED电流的主电流路径，所述LED电流的主电流路径为连接所述LED的阳极和所述第二电阻的下端的路径。

16.如权利要求15所述的电路，其特征在于，所述电压基准二极管与一对串联电阻并联，该对串联电阻用于提供后续处理需要的标记为V+的基准电压。

17.一种电路，其特征在于，包括第一电路组和第二电路组；

所述第一电路组包括电源和基准电压；

所述第二电路组包括一电阻，该电阻的一端连接到LED的负极，另一端连接到LED电流的主电流回路，该电阻与LED的阴极交接处流出的LED电流通过一电阻元件传送到作为作为电压比较器的运算放大器的输入端，所述运算放大器的正极输入端和输出端之间设置有并联的电阻和电容，所述运算放大器的负极输入端连接到如权利要求13至16中任一项所述电路中的精密的基准电压V+，所述第二电路组还包括MOSFET器件，所述MOSFET器件的栅极连接到所述电压比较器的输出端，所述MOSFET的漏极与主电流路径的正方向之间放置有串联的一对电阻和电容。

18.一种LED驱动器，其特征在于，包括：开关组件部分和LED灯组件部分；

所述开关组件部分通过第一端子和第二端子接收交流电输入，一单刀单掷开关的一端与所述第一端子相连，其另一端连接到一电阻，串联连接在该电阻后的是一电涌限制器的一端，所述电涌限制器的实体形态为电感器、或为电阻值随流经的电流的增大而递减的器件，所述电涌限制器的另一端连接到由电阻和电容并联而得的并联部件的一端，该电容为确定LED电流的元件，所述并联部件的另一端是所述开关组件的输出端；与所述交流电输入的第一端子连接的还有一金属氧化压敏电阻，该电阻的另一端接地；所述交流电输入的第二端子为所述LED灯组件部分的一集成部分，或为通过灯插座输入到所述LED灯组件部分中；

所述LED灯组件部分包括第一输入端和第二输入端，所述第一输入端连接全波桥式整流器的第一阴极-阳极接头处，所述第二输入端连接所述桥式整流器的第二阴极-阳极接头处，所述桥式整流器的阴极-阴极接头处连接着一对并联的电阻和电容，所述并联的电阻和电容的另一端连接到所述桥式整流器的阳极-阳极接头处；

所述LED灯组件部分还包括跨接所述并联的电阻和电容的LED过流转移与保护电路，还包括LED电路及一端连接在该LED电路的负极的串联电阻，该串联电阻的另一端连接到所述桥式整流器的阳极-阳极接头处，LED电流采用LED阴极的电压表示，连接到所述LED过流转移与保护电路的控制输入端，其中所述LED过流转移与保护电路为如权利要求5-16中任一项所述的电路。

19.一种调光开关系统，其特征在于，包括多个电容，通过控制机械式多点旋转开关或滑动短路开关实现所述多个电容的连接与断开，所述多个电容的一端相交于一点或一导电条上，其另一端各自连接到所述开关的对应点，所述开关保留一个打开位置以实现所述调光开关系统的“关闭”操作，所述调光开关系统适用于实现权利要求1-17中任一项所述电路的功能或适用于实现权利要求18所述的LED驱动器的功能。

20.一种电路，其特征在于，包括：

第一电路模块，包括运算放大器，所述运算放大器的负极输入端连接到一电容的一端和一第三电阻(1501)的一端，所述电容的另一端连接到一种对LED供电的交流电流驱动电路单元的主电流路径上，所述第三电阻(1501)的另一端连接到所述运算放大器的输出端，所述运算放大器的正极输入端连接着第一电阻(1504)的一端和第二电阻(1503)的一端，所述第一电阻(1504)的另一端连接所述运算放大器的输出端，所述第二电阻(1503)的另一端连接到主电流路径上，从而实现方波生成器电路；

第二电路模块，包括稳压电源，用于从与所述对LED供电的交流电流驱动电路单元的全波整流器电路中接收输入电源，所述电路单元包括与交流电源相连的第一部分电路，所述第一部分电路包括电流量决定电容器，所述电流量决定电容器的一端与交流电源的第一端子相连，另一端连接到由二极管整流桥组成的第二部分电路，所述二极管整流桥为分立的二极管或为集成的全波整流器，所述电流量决定电容器的连接到所述第二部分电路的一端与所述二极管整流桥的第一阳极-阴极接头处相连，所述二极管整流桥的第二阳极-阴极接头处与所述交流电源的第二端子相连，所述LED的阳极连接到所述二极管整流桥的阴极-阴极接头处，所述LED的阴极连接到所述二极管整流桥的阳极-阳极接头处，从而，所述二极管整流桥为发光二极管或二极管提供由电流量决定电容器确定的驱动电流，所述主电流路径为所述LED的阴极连接到所述二极管整流桥的阳极-阳极接头处之间的路径；

第三电路模块，包括作为电压比较器的另一个运算放大器电路，其正极输入端通过一第四电阻(1506)接收来自所述第一电路部分的运算放大器的近似三角波信号，该正极输入端和输出端之间连接着一第五电阻(1508)，负极输入端连接电位器的弧刷，电位器的两端连接在稳压电源的正负输出端之间；

所述第三电路模块还包括一MOSFET器件，其栅极连接所述第三电路模块的运算放大器的输出端，从而，通过控制MOSFET器件的导通使脉宽调制电路PWM产生调光功能；

第四电路模块，用于实现对LED的瞬态过流保护，通过利用与MOSFET器件的漏极串联的第六电阻(1512)实现对LED电流转移电路的测量与控制，所述LED电流转移电路并联在LED电流路径上，所述LED电流转移电路为如权利要求5-16中任一项所述的电路。

21.一种LED照明控制系统，其使用权利要求1-17任一项所述的电路或使用权利要求18所述的LED驱动器或使用权利要求19所述的调光开关系统或使用权利要求20所述的电路，其特征在于，包括含电抗元件的第一模块部分、受所述第一模块部分驱动的含整流器电路的第二模块部分、受所述整流器驱动的含车载电源的第三模块部分、以及含脉宽调制电路的第四模块部分，当所述车载电源为所述第四模块部分供电时，所述车载电源还用于支持第五模块部分，所述第五模块部分包括无线接收器，用于将控制信息通过数字接口电路的第六电路部分传送到所述脉宽调制电路的控制电路。

22.如权利要求21所述的系统，其特征在于，还包括：天线前端或红外接收器，根据所偏好的无线技术选择使用天线前端或红外接收器，用于预处理从远程移动控制端发出的数字信号，从而实现完整的照明控制处理，所述第四模块部分包括的所述脉宽调制电路的控制电路因此驱动LED照明或照明系统。

23.一种车辆/汽车的车载交流电源系统，适用于部分或所有车载LED系统，其特征在于，包括：传统类型的蓄电池，用于驱动直流转交流电源转换系统，其输出的实际频率为适用于LED应用的频率，所述交流电源系统输出的电压振幅相当灵活，包括大于或等于5伏；

与所述电源转换系统相连的是LED照明配电监控系统，相应地，所述电源转换系统配合所述配电监控系统以驱动车内及车载配电系统，利用如权利要求1-17中任一项所述的电路的电容确定电流技术，最终实现部分或所有车载LED照明或照明系统；所述车辆/汽车的车载交流电源系统还使用单一布线系统，以允许直流电源和交流电源在同一导线中交相混合而能到达各自的应用设备商。

24.一种LED驱动器和控制系统，其特征在于，包括：交流电压输入，所述交流电压输入使用一种对LED供电的交流电流驱动电路单元的具有电流量确定电容的电路，为LED提供驱动电流源；所述系统还包括电源电路、所述电路单元中的LED过流保护电路，其中所述电路单元包括与交流电源相连的第一部分电路，所述第一部分电路包括电流量决定电容器，所述电流量决定电容器的一端与交流电源的第一端子相连，另一端连接到由二极管整流桥组成的第二部分电路，所述二极管整流桥为分立的二极管或为集成的全波整流器，所述电流量决定电容器的连接到所述第二部分电路的一端与所述二极管整流桥的第一阳极-阴极接头处相连，所述二极管整流桥的第二阳极-阴极接头处与所述交流电源的第二端子相连，所述LED的阳极连接到所述二极管整流桥的阴极-阴极接头处，所述LED的阴极连接到所述二极管整流桥的阳极-阳极接头处，从而，所述二极管整流桥为发光二极管或二极管提供由电流量决定电容器确定的驱动电流；

还包括：与所述LED灯串中灯的个数相同的多个传统的硅二极管，这些硅二极管串联为传统的二极管串，其中第一个二极管的阳极连接到所述电流源的正极端子，最后一个二极管的阴极连接到所述电流源的负极端子；每个LED灯和与之对应的二极管之间连接着双刀单掷开关，其中一刀连接LED的阴极，另一刀连接与该LED对应的传统二极管的阴极；所有LED灯和所有传统二极管按降序顺序排列，并与对应的双刀单掷开关相连；所述LED灯串中的最后一个LED的阴极连接到一电阻并且其与所述电阻连接的公共端还连接到LED过流保护电路的控制端。