CN104302054A - 一种led驱动器及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种LED驱动方法，所驱动的LED负载为串联设置的若干LED串，其中有效LED串的数量可变；AC输入电压经桥堆整流后输出DC驱动电压；所述LED驱动方法包括如下步骤：一个电压周期内，在DC驱动电压上升期间，顺序增加有效LED串；随后在DC驱动电压下降期间，顺序减少有效LED串。对应地，本发明提出一种配置为上述方法控制的LED驱动器，旨在解决现有LED驱动器存在调光输出不稳定、可调范围窄、功率因数较低等问题。

Description

一种LED驱动器及其驱动方法

 

技术领域

本发明涉及LED光控技术领域，具体涉及一种LED驱动器及其驱动方法。

背景技术

LED负载正常工作发光需其两端电压达至某一启动阀值，而对不同的LED负载，其启动阀值会有所不同。现有的民用LED串的启动阀值一般在40V至50V之间，个别情况甚至达至60V。AC电压输入（正弦波）经桥堆半波整流后生成DC驱动电压，在所述DC驱动电压的瞬时值上升所述启动阀值前，LED负载是不会发光的，由此产生的对LED驱动电源影响包括：1、驱动电压可调范围变窄；所述可调范围是由启动阀值至电压峰值之间的电压，启动阀值越高，有效可调的电压范围就越窄。2、LED调暗时光效差或是闪烁明显；启动阀值越高，LED驱动电压低于阀值的时间比例就越高，会令LED光输出产生较为明显的闪烁，特别是在电压软低时，LED串往往难正常工作。

发明内容

有见及此，本发明提出一种LED驱动器及其驱动方法，旨在解决现有LED驱动电源存在调光输出不稳定、可调范围窄、功率因数较低等问题，其通过如下技术方案实现发明目的：

一种LED驱动方法，所驱动的LED负载为串联设置的若干LED串，其中有效LED串的数量可变；AC输入电压经桥堆整流后输出DC驱动电压；所述LED驱动方法包括如下步骤：

一个电压周期内，在DC驱动电压上升期间，顺序增加有效LED串；随后在DC驱动电压下降期间，顺序减少有效LED串。其中，所述的有效LED串是指接入负载回路，通电正常发光的LED串；相对地，未接入负载回路、不工作的LED串为无效LED串。

上述方案中LED负载采用多级启动方式，在DC驱动电压上升期间LED串依次发光，这样使得单个LED串的启动阀值可以做得很低，在输入电压较低或对LED进行调暗操作时仍能保持稳定的光输出，不会出现明显的闪烁。不仅有效地增大了电压的可调范围，而且有效功率也得到相应提高，直接提升功率因数，能效更高。

本发明的技术方案进一步阐述如下：

所述有效LED串数量增加按第一顺序，有效LED串数量减少按第二顺序，所述第二顺序为第一顺序的相反顺序。

进一步的，通过切换与各LED串连接的断接电路实现有效LED串数量的增加或减少；所述断接电路在DC驱动电压上升期间按第三顺序择一接通，在DC驱动电压下降期间按第四顺序择一接通，所述第四顺序为第三顺序的相反顺序。

进一步的，所述第一顺序与第三顺序同步，所述第二顺序与第四顺序同步。

在提出上述驱动方法的同时，本发明还提出：

一种LED驱动器，配置为上述方法控制，其包括若干与LED串连接的断接电路，被配置为与LED串阴极连接并依次择一接通。

进一步的，所述断接电路内设有断接开关与恒流源，所述断接开关受控于一多级控制单元。

进一步的，所述LED负载回路设有第一功率电阻与第二功率电阻；所述第一功率电阻与LED负载串联连接；所述第二功率电阻的一端与第一功率电阻连接，另一端悬空或与第一功率电阻连接形成并联结构；所述第二功率电阻的悬空脚可作为LED驱动器的外部引脚。上述第二功率电阻的悬空脚可作为LED驱动器的外部引脚，通过外部接线与第一功率电阻形成并联结构便于对LED负载的输出功率进行调节。

进一步的，所述第一功率电阻等于第二功率电阻。二者阻值相等，在并联时总阻值为原来的一半，则电路输出功率相应提高至原来的一倍。

本发明与现有技术相比，其优越性体现在：

1、实现LED多级调光，降低LED串的启动阀值，一方面有效拓宽驱动电压可调范围，另一方面提升功率因数，使得LED能效更高；

2、在输入电压较低或对LED进行调暗操作时仍能保持稳定的光输出，不会出现明显的闪烁；

3、LED驱动器的输出电压可调范围更宽，令其兼容范围更广，可适用于大部分LED负载；

4、可根据实际设计要求调节LED驱动器的输出功率，功率大小由外接的电阻阻值决定，更为灵活多变。

附图说明

图1为驱动方法流程图。

图2为满电压峰值时LED驱动器的工作时序示意图。

图3为在图2所示时序下LED串的工作状态示意图。

图4为半电压峰值时LED驱动器的工作时序示意图。

图5为在图4所示时序下LED串的工作状态示意图。

图6为LED驱动器的电路结构示意图。

具体实施方式

如下结合附图，对本申请方案作进一步描述：

如图1所示，一种LED驱动方法，所驱动的LED负载为串联设置的若干LED串L1、L2、L3、L4，其中有效LED串的数量可变；AC输入电压经桥堆整流后输出DC驱动电压；一个电压周期内，所述LED驱动方法包括如下步骤：

步骤S01：在DC驱动电压上升期间，顺序增加有效LED串；

步骤S02：随后在DC驱动电压下降期间，顺序减少有效LED串。

其中，所述有效LED串数量增加按第一顺序,有效LED串数量减少按第二顺序，所述第二顺序为第一顺序的相反顺序。即LED串的工作状态为L1—>L1、L2—>L1、L2、L3—>L1、L2、L3、L4—>L1、L2、L3—>L1、L2—>L1。

通过切换与各LED串连接的断接电路K1、K2、K3、K4实现有效LED串数量的增加或减少；所述断接电路K1、K2、K3、K4在DC驱动电压上升期间按第三顺序择一接通，在DC驱动电压下降期间按第四顺序择一接通，所述第四顺序为第三顺序的相反顺序。即断接电路导通状态为K1—>K2—>K3—>K4—>K3—>K2—>K1。

所述第一顺序与第三顺序同步，所述第二顺序与第四顺序同步。

如图2-3所示，满电压峰值时LED驱动器的工作时序与LED串工作状态示意图：

在0-T1期间，电源电压从0开始上升，此时电压不足以驱动LED串，故LED串L1、L2、L3和L4均不工作；

在T1-T2期间，电源电压大于第一阀值V1，并小于第二阀值V2，故此时仅驱动LED串L1工作；

在T2-T3期间，电源电压大于第二阀值V2，并小于第三阀值V3，故此时仅驱动LED串L1、L2工作；

在T3-T4期间，电源电压大于第三阀值V3，并小于第四阀值V4，故此时仅驱动LED串L1、L2、L3工作；

在T4-T5期间，电源电压大于第四阀值V4，故此时驱动LED串L1、L2、L3、L4工作；

在T5-T6期间，电源电压从峰值开始下降，此时电压大于第四阀值V4，故驱动LED串L1、L2、L3、L4工作；

在T6-T7期间，电源电压大于第三阀值V3，并小于第四阀值V4，故此时仅驱动LED串L1、L2、L3工作；

在T7-T8期间，电源电压大于第二阀值V2，并小于第三阀值V3，故此时仅驱动LED串L1、L2工作；

在T8-T9期间，电源电压大于第一阀值V1，并小于第二阀值V2，故此时仅驱动LED串L1工作；

在T9-T10期间，电源电压降至低于第一阀值V1，此时电压不足以驱动LED串，故LED串L1、L2、L3和L4均不工作。

如图4-5所示，半电压峰值时LED驱动器的工作时序与LED串工作状态示意图：

在0-T11期间，电源电压从0开始上升，此时电压不足以驱动LED串，故LED串L1、L2、L3和L4均不工作；

在T11-T12期间，电源电压大于第一阀值V1，并小于第二阀值V2，故此时仅驱动LED串L1工作；

在T12-T5期间，电源电压大于第二阀值V2，并小于第三阀值V3，故此时仅驱动LED串L1、L2工作；

由于最高输入电压仅为半峰值，其电压未达至第三阀值V3，故无法驱动LED串L3、L4工作；

在T5-T13期间，电源电压从峰值开始下降，此时电压大于第二阀值V2，故驱动LED串L1、L2工作；

在T13-T14期间，电源电压大于第一阀值V1，并小于第二阀值V2，故此时仅驱动LED串L1工作；

在T14-T10期间，电源电压降至低于第一阀值V1，此时电压不足以驱动LED串，故LED串L1、L2、L3和L4均不工作。

在本例中，优选的V4=4*V1、V3=3*V1，V2=2*V1；当然，依实际设计需求各V1、V2、V3与V4之间还可以是其它倍数关系。

如图6所示，本发明方法的应用实施例子之一：

一种LED驱动器，配置为上述方法控制，其包括若干与LED串L1、L2、L3、L4连接的断接电路K1、K2、K3、K4，所述断接电路K1、K2、K3、K4被配置为依次择一接通。

所述断接电路K1、K2、K3、K4内设有断接开关与恒流源，所述断接开关受控于一多级控制单元U1。

所述LED负载回路设有第一功率电阻R1与第二功率电阻R2；所述第一功率电阻R1与LED负载串联连接；所述第二功率电阻R2的一端与第一功率电阻R1连接，另一端悬空；所述第二功率电阻R2的悬空脚可作为LED驱动器的外部引脚。上述第二功率电阻R2的悬空脚可作为LED驱动器的外部引脚，通过外部接线与第一功率电阻R1形成并联结构便于对LED负载的输出功率进行调节。

所述第一功率电阻R1等于第二功率电阻R2，在并联时总阻值为原来的一半，则电路输出功率相应提高至原来的一倍。

上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种LED驱动方法，其特征在于：所驱动的LED负载为串联设置的若干LED串，其中有效LED串的数量可变；AC输入电压经桥堆整流后输出DC驱动电压；所述LED驱动方法包括如下步骤：

一个电压周期内，在DC驱动电压上升期间，顺序增加有效LED串；随后在DC驱动电压下降期间，顺序减少有效LED串。

2.根据权利要求1所述的LED驱动方法，其特征在于：所述有效LED串数量增加按第一顺序，有效LED串数量减少按第二顺序，所述第二顺序为第一顺序的相反顺序。

3.根据权利要求1所述的LED驱动方法，其特征在于：通过切换与各LED串连接的断接电路实现有效LED串数量的增加或减少；所述断接电路在DC驱动电压上升期间按第三顺序择一接通，在DC驱动电压下降期间按第四顺序择一接通，所述第四顺序为第三顺序的相反顺序。

4.根据权利要求1所述的LED驱动方法，其特征在于：所述第一顺序与第三顺序同步，所述第二顺序与第四顺序同步。

5.一种LED驱动器，其特征在于：配置为权利要求1-4任一项所述方法控制；所述LED驱动器包括若干与LED串连接的断接电路，被配置为与LED串阴极连接并依次择一接通。

6.根据权利要求5所述的LED驱动器，其特征在于：所述断接电路内设有断接开关与恒流源，所述断接开关受控于一多级控制单元。

7.根据权利要求6所述的LED驱动器，其特征在于：所述LED负载回路设有第一功率电阻与第二功率电阻；所述第一功率电阻与LED负载串联连接；所述第二功率电阻的一端与第一功率电阻连接，另一端悬空或与第一功率电阻连接形成并联结构；所述第二功率电阻的悬空脚可作为LED驱动器的外部引脚。

8.根据权利要求7所述的LED驱动器，其特征在于：所述第一功率电阻等于第二功率电阻。