CN104918355B - 一种单级驱动电路和多级驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于驱动发光电路的单级和多级驱动电路，其中所述单级驱动电路包括：第一电阻，连接在发光元件的供电线路中；第一可控开关，第一可控开关的控制端和输出端分别与第一电阻的两端连接，当第一电阻两端的电压大于或等于预设值时，第一可控开关导通，当第一电阻两端的电压小于预设值时，第一可控开关截止；第二可控开关，第二可控开关的输入端与供电电源连接，第二可控开关的控制端与第一可控开关的输入端连接，第二可控开关的输出端与第一可控开关的控制端连接，当第一可控开关导通时，第二可控开关截止；当第一可控开关截止时，第二可控开关导通；第二电阻，第二电阻的两端分别与第二可控开关的控制端和输入端连接。

Description

一种单级驱动电路和多级驱动电路

技术领域

本发明涉及电路驱动技术领域，具体的说，涉及一种单级驱动电路和多级驱动电路，其分别用于驱动一组和多组包括至少一个发光元件的发光电路。

背景技术

随着诸如LED的发光元件照明的普及，照明LED驱动电路技术的研究成为了技术挑战。目前，常用的LED驱动电路包括最简单的阻容降压驱动电路，其制造成本低，更简单的驱动电路甚至直接采用电阻式降压驱动。阻容降压驱动电路没有保护功能，体积大，安装成本增加；此外，用电阻直接降压驱动额外消耗了功率，这等于降低LED的效率，没有实质意义。现有的集成IC恒流恒压驱动电路，由集成电路、数量众多的电阻电容分立元件和变压器等电子器件组成，存在结构工艺复杂，成本高，调试困难，较难通过认证，质量不可靠等诸多缺点。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题是现有技术中的阻容降压驱动电路没有保护功能、体积大、安装成本高，电阻式降压驱动电路工作效率低，而集成IC恒流恒压驱动电路存在结构工艺复杂、成本高、调试困难、较难通过认证、质量不可靠等诸多缺点。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种单级驱动电路，用于驱动一组包括至少一个发光元件的发光电路，包括：

第一电阻，连接在所述发光元件的供电线路中；

第一可控开关，所述第一可控开关的控制端和输出端分别与所述第一电阻的两端连接，当所述第一电阻两端的电压大于或等于预设值时，所述第一可控开关导通，当所述第一电阻两端的电压小于预设值时，所述第一可控开关截止；

第二可控开关，所述第二可控开关的输入端与供电电源连接，所述第二可控开关的控制端与所述第一可控开关的输入端连接，所述第二可控开关的输出端与所述第一可控开关的控制端连接，当所述第一可控开关导通时，所述第二可控开关截止；当所述第一可控开关截止时，所述第二可控开关导通；

第二电阻，所述第二电阻的两端分别与所述第二可控开关的控制端和输入端连接。

优选地，所述的单级驱动电路还包括：稳压二极管，所述稳压二极管的阴极与所述第一可控开关的输入端连接，所述稳压二极管的阳极与所述第一可控开关的输出端连接。

优选地，所述第一可控开关是可控硅。

优选地，所述第一可控开关包括一个NPN晶体管和一个PNP晶体管，所述PNP晶体管的基极与所述NPN晶体管的集电极连接在一起，所述PNP晶体管的集电极与所述NPN晶体管的基极连接在一起作为第一可控开关的控制端，所述PNP晶体管的发射极作为第一可控开关的输入端，所述NPN晶体管的发射极作为第一可控开关的输出端。

优选地，所述第一可控开关包括一个NPN晶体管、一个PNP晶体管和一个二极管，所述PNP晶体管的基极与另一个NPN晶体管的集电极连接在一起，所述PNP晶体管的集电极与所述二极管的正极连接在一起作为第一可控开关的控制端，所述二极管的负极连接所述NPN晶体管的基极，所述PNP晶体管的发射极作为第一可控开关的输入端，所述NPN晶体管的发射极作为第一可控开关的输出端。

优选地，所述第一可控开关是NPN晶体管。

优选地，所述的单级驱动电路还包括：

第一原线圈，所述第一原线圈连接在所述第一电阻与地之间；

第二原线圈，所述第二原线圈连接在所述第二可控开关的输出端与所述NPN晶体管的基极之间；

所述发光元件通过所述第一原线圈和所述第二原线圈的副线圈供电。

优选地，所述的单级驱动电路还包括：

第一电容，所述第一电容连接在所述第二原线圈与所述NPN晶体管的基极之间。

优选地，所述的单级驱动电路还包括：

第一原线圈，所述第一原线圈连接在所述第一电阻与地之间；

第二原线圈，所述第二原线圈连接在所述第二可控开关的输出端与所述第一可控开关的控制端之间；

所述发光元件通过所述第一原线圈和所述第二原线圈的副线圈供电。

优选地，所述的单级驱动电路还包括：

第一电感，所述第一电感连接在所述第一电阻与所述发光电路的输入端之间，所述发光电路的输出端接地。

优选地，所述的单级驱动电路还包括：

第二电容，所述第二电容与所述发光电路并联。

优选地，所述的单级驱动电路还包括：整流二极管，所述整流二极管连接在所述发光元件的供电回路中。

优选地，所述发光电路的输入端与所述第一可控开关的输出端连接，所述发光电路的输出端与地连接。

优选地，所述发光电路的输入端与电源连接，所述发光电路的输出端与所述第二可控开关的输入端连接。

优选地，所述第一可控开关、第二可控开关、稳压二极管集成在集成电路中。

本发明还提供了一种多级驱动电路，用于驱动多组发光电路，每一组所述发光电路包括至少一个发光元件，所述多级驱动电路由多个如前所述单级驱动电路级联连接而成，每一级单级驱动电路对应驱动一组发光电路，其中，每一组发光电路的输入端连接对应的单级驱动电路中的第一可控开关的输出端，最后一级单级驱动电路所对应的发光电路的输出端连接至地，其余级单级驱动电路所对应的发光电路的输出端与下一级单级驱动电路中的第一可控开关的控制端连接。

本发明还提供了一种多级驱动电路，用于驱动多组发光电路，每一组所述发光电路包括至少一个发光元件，所述多级驱动电路由多个如前所述单级驱动电路级联连接而成，每一级单级驱动电路对应驱动一组发光电路，其中，每一组发光电路的输入端连接电源，最后一级单级驱动电路所对应的发光电路的输出端连接至地，其余级单级驱动电路所对应的发光电路的输出端与下一级单级驱动电路中的第二可控开关的输入端以及所述下一级单级驱动电路所对应的发光电路的输入端连接。

本发明提供的技术方案与上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

(1)通过本发明的单级驱动电路在供电电流较大时使第一可控开关导通、第二可控开关截止来减小并最终切断流过发光元件的电流，而当供电电流减小后则通过使第一可控开关截止、第二可控开关导通来恢复正常供电，从而保护发光元件不断地处于电流增大到超过设定值时关断和电流减小了又恢复导通的自我间歇通断振荡的工作状态中，不受过大电流损害。

(2)采用本发明的单级或多级驱动电路没有使用电容也没有使用变压器，或者即使使用电容、变压器，其电路结构也很简单，电路体积小，而且调整方便；驱动电路中的第一可控开关、第二可控开关和第二电阻集成在单个芯片中以作为发光元件的驱动芯片，使电路更加小型化；

(3)采用本发明的驱动电路，能够实现对发光电路的直接驱动并能限制流过发光元件的电流，而不需要专门的控制电路才实现对电流的控制；本发明的多级驱动电路在组合电路中采用的是串级组合，而不是并级组合。因此，本发明的驱动电路具有电路结构简单、电路体积小、成本低的优点。

(4)本发明提供的驱动电路经市电经整流后不用滤波电容就可直接使用整流后的正弦波形的脉动电流工作，随着脉动的正弦波电压电流大小变化，本发明的多级驱动电路能够自动增加或减少诸如LED灯珠等发光元件串入于工作状态中，这种技术方法，不用复杂的变压器和更多的电阻电容，电路简洁，成本低，工作可靠，功率因数高，由于是电压电流控制切换式工作，切换频率低，没有民磁辐射，通过认证容易。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1A是本发明实施例1的单级驱动电路的结构框图；

图1B是本发明实施例2的单级驱动电路的结构框图；

图2A是本发明实施例1的单级驱动电路的一个具体实例的电路图；

图2B是本发明实施例1的单级驱动电路的另一具体实例的电路图；

图3A是本发明实施例2的单级驱动电路的一个具体实例的电路图；

图3B是本发明实施例2的单级驱动电路的另一具体实例的电路图；

图4是本发明实施例2的单级驱动电路的另一具体实例的电路图；

图5是本发明实施例3中的多级驱动电路的电路图；

图6是本发明实施例4中的多级驱动电路的电路图；

图7是本发明实施例5中的多级驱动电路的电路图；

图8是本发明实施例6中的多级驱动电路的电路图；

图9是本发明实施例7中的单级驱动电路的电路图；

图10是本发明实施例8中的单级驱动电路的电路图；

图11是本发明实施例9中的单级驱动电路的电路图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要注意的是，为了帮助理解本发明，图示的实施方式的各构成要素的比例尺有时会从实际用的比例尺被变更。

实施例1：

参见图1A，根据本发明实施例1的单级驱动电路，用于驱动一组包括至少一个发光元件的发光电路13，包括：

第一电阻12，连接在发光元件的供电线路中；

第一可控开关101，第一可控开关101的控制端和输出端分别与第一电阻12的两端连接，当第一电阻12两端的电压大于或等于预设值时，第一可控开关101导通，当第一电阻12两端的电压小于预设值时，第一可控开关101截止；

第二可控开关102，第二可控开关102的输入端与供电电源连接，第二可控开关102的控制端与第一可控开关101的输入端连接，第二可控开关102的输出端与第一可控开关101的控制端连接，当第一可控开关101导通时，第二可控开关102截止；当第一可控开关101截止时，第二可控开关102导通；

第二电阻103，所述第二电阻103的两端分别与第二可控开关102的控制端和输入端连接，具体地，当第二可控开关102由一个MOS或BJT晶体管来实现时，第二电阻103作为该MOS或BJT晶体管的偏置电阻。

通过上述的单级驱动电路在供电电流较大时使第一可控开关导通、第二可控开关截止来减小并最终切断流过发光元件的电流，而当供电电流减小后则通过使第一可控开关截止、第二可控开关导通来恢复正常供电，从而保护发光元件不断地处于电流增大到超过设定值时关断和电流减小了又恢复导通的自我间歇通断振荡的工作状态中，不受过大电流损害。

优选地，在本实施例中，可以将第一可控开关101、第二可控开关102和第二电阻103集成在单个芯片1中以作为发光元件的驱动芯片。

实施例2：

参见图1B，相比于实施例1，本发明实施例2的单级驱动电路在第二可控开关102的控制端和输出端之间增加一个稳压二极管104,使其钳位在第二可控开关102的控制端和输出端被击穿的安全电压范围内，防止控制端和输出端击穿，保护所述第二可控开关102。稳压二极管104的负极连接第二可控开关102的控制端，稳压二极管104的正极通过第一电阻12连接第二可控开关102的输出端。

另外，优选地，为了使第二可控开关102在任何波形的电路或任何电压的波动下具有可靠的足够的开关驱动偏置电压，本实施例2的单级驱动电路还增加了一个二极管105和一个滤波电容106，二极管105的正极连接电源正极，负极连接电阻103的一端和滤波电容106的一端，滤波电容106的另一端连接第一可控开关101的输出端和发光电路13的输入端。

同样地，在本实施例中，可以将第一可控开关101、第二可控开关102、第二电阻103、稳压二极管104、二极管105和滤波电容106集成在单个芯片1中以作为发光元件的驱动芯片。

图2A示出了根据本发明实施例1的单级驱动电路的一个具体实例，如图2A所示，本具体实例的单级驱动电路中的驱动芯片1中的第一可控开关包括一NPN晶体管1011，所述NPN晶体管1011的集电极连接第一可控开关的输入端，NPN晶体管1011的发射极连接第一可控开关的输出端，NPN晶体管1011的基极连接第一可控开关的控制端，第二可控开关由场效应MOS管1022来实现。

以下根据图2A详细描述驱动芯片1的内部结构。驱动芯片1内部由场效应MOS管1022，NPN型晶体管1011，稳压管104和电阻103构成。其连接关系为：场效应MOS管1022的漏极和电阻103的第一端连接至驱动芯片1的输入端111，电阻103的第二端子、稳压管104的负极，场效应MOS管1022的栅极连接至NPN型晶体管1011的集电极，场效应MOS管1022的源极和NPN型晶体管1011的基极连接至驱动芯片1的输出端112，稳压管104的正极和NPN型晶体管1011的发射极连接至驱动芯片1的输出端113。

具体工作原理为：NPN管1011受控于接在其基极和发射极上的第一电阻12，场效应MOS管1022在接通电源后，偏置电阻给场效应MOS管1022一个偏置导通电压而开始导通，电流由场效应MOS管1022流过第一电阻12，第一电阻12的电流增大到某一值时，第一电阻12上的电压随电流同步增大到NPN型晶体管1011基极的导通电压的阀值时，NPN管1011开始导通。也就是说随着第一电阻12上的电流增加，NPN型晶体管1011基极电流增加则集电极电位降低，场效应管1022的栅极电位则减少，从而达到减少场效应MOS管1022的电流。实质上，第一电阻12上流过的电流经过NPN型晶体管1011对场效应MOS管1022栅极构成一个很深的负反馈电压控制，从而达到对LED电流动态控制限流的作用。通过设定第一电阻12值可以设定驱动电流的控制值。

图2B示出了根据本发明实施例1的单级驱动电路的另一具体实例，如图2B所示，LED作为负载也可以串联连接于本驱动电路前，即电源V+接一个或多个要驱动的LED二极管13再串接场效应MOS管1022的漏极，场效应MOS管1022的源极串接第一电阻12，然后第一电阻12再接电源负极的连接方法。

虽然在图2A和图2B所示的具体实例中以NPN型晶体管1011作为第一可控开关，以场效应MOS管1022作为第二可控开关，但是本发明并非局限于此，本领域技术人员也可以采用其他具有控制端的开关元件来作为第一可控开关和第二可控开关。

图3A示出了根据本发明实施例2的单级驱动电路的一个具体实例，如图3A所示，本具体实例的单级驱动电路，用于驱动一组包括多个串联在一起的发光元件LED 13的发光电路，该单级驱动电路包括驱动芯片1和第一电阻12。驱动芯片1具有一个输入端111，两个输出端112和113。驱动芯片1的输入端111连接至电源V+，驱动芯片1的输出端112连接至第一电阻12的一端，驱动芯片1输出端113连接至第一电阻12的另一端，多个串接的LED管13耦接在驱动芯片1的输出端113和地之间。

优选地，实施例2中的第一可控开关101可以是一个可控硅，也可以如图2所示，包括一个NPN晶体管101a和PNP晶体管101b；实施例2中的第二可控开关102可以是一个场效应MOS管102a。具体地，驱动芯片1内部由场效应MOS管102a、PNP管101b、NPN管103、二极管105、稳压管104、电阻103和电容106构成。其连接关系为：二极管105的正极与场效应MOS管102a的漏极连接至集成电路的输入端111，电阻103的第一端子与电容106的第一端子连接至二极管105的负极，电容106的第二端子连接至稳压管104的正极，电阻103的第二端子、稳压管104的负极以及PNP管101b的发射极连接至场效应MOS管102a的栅极，场效应MOS管102a的源极、PNP管101b的集电极、NPN管103的基极连接至驱动芯片1的输出端112，PNP管101b的基极连接至NPN管103的发射极。NPN管103的集电极连接至驱动芯片1的输出端113。

图3B示出了根据本发明实施例2的单级驱动电路的另一具体实例，如图3B所示，LED管13作为负载也可以串联连接于本单级驱动电路前，即电源V+接一个或多个要驱动的LED二极管13再串接场效应MOS管102a的漏极，场效应MOS管102a的源极串接第一电阻12，然后第一电阻12再接电源负极的连接方法。

图3A和图3B中的NPN晶体管101a和PNP晶体管101b的连接组合可以等效成一个单向可控硅晶体管。PNP晶体管101b基极与另一个NPN晶体管101a集电极连接起来并可作为单向可控硅晶体管的负极性触发极，PNP晶体管101b的集电极与另一个NPN晶体管101a的基极连接起来可以作为单向可控硅晶体管的正极性触发极，PNP晶体管101b的发射极相当于单向可控硅晶体管的的阳极，NPN晶体管101a的发射极相当于单向可控硅晶体管的阴极。在后续描述中，以等效单向可控硅101(如图2中虚线框101所示)来代替NPN晶体管101a和PNP晶体管101b的连接组合电路结构进行描述。

本实施例中的电路工作原理解释如下：场效应MOS管102a的漏极和栅极上接有一个栅极电压偏置电阻103，场效应MOS管102a源极接一个第一电阻12，等效单向可控硅101的阳极接MOS管101的栅极，等效单向可控硅101的阴极接MOS管101源极和第一电阻12的一端，等效单向可控硅101受控于这个接在其触发极和阴极上的第一电阻12，当电流经过场效应MOS管102a流过第一电阻12，第一电阻12的电流增大到某一值时，第一电阻12上的电压随电流同步增大到等效单向可控硅101触发极的导通电压的阀值时，等效单向可控硅101导通，场效应MOS管102a的栅极电位迅速变为与其源极接近相同电位，这时场效应MOS管102a迅速截止，场效应MOS管102a截止后第一电阻12上的电流迅速减少趋于零，这时等效单向可控硅101触发极与阴极的电压差接近为零，等效单向可控硅101恢复截止，等效单向可控硅101截止后，接于场效应MOS管102a漏极和栅极的电压偏置电阻103为场效应MOS管102a重新提供一个可以使其导通的偏置电压，这时场效应MOS管102a又处于导通状态。

上述LED驱动电路中，通过设定第一电阻12的阻值可以设定驱动电流的控制值。

本实施例的LED单级驱动电路，其利用电流检测模块检测流过诸如LED等发光元件上的电流，当该电流超过电流设定值时，关断串联在发光元件上的开关晶体管，从而关断发光元件的电流，当关断电流小于发光元件电流的某一设定值时开关晶体管又恢复导通，晶体开关管导通后检测到发光元件电流超过设定值时又关断，通过这样的循环往复，实现对电流的限制作用。这种限流方法也可以理解为串联在发光元件的晶体开关管限流控制电路不断的处于流过发光元件的电流超过设定值时关断和电流减少了又恢复导通的自我间歇通断振荡的工作状态中。

虽然在图3A和图3B所示的具体实例中以NPN晶体管101a和PNP晶体管101b的组合作为第一可控开关，以场效应MOS管102a作为第二可控开关，但是本发明并非局限于此，本领域技术人员也可以采用其他具有控制端的开关元件来作为第一可控开关和第二可控开关。

图4示出了根据本发明实施例2的单级驱动电路的另一具体实例，相比于图2，为了增强等效组合成一个单向可控硅晶体管的自动恢复阻断关闭能力，本具体实例中的单级驱动电路在PNP晶体管101b的集电极与NPN晶体管101a的基极之间串入一个二极管101c，二极管101c的正极接PNP晶体管101b的集电极，这个连接点可作为等效单向可控硅101的正极性触发极使用，二极管101c的负极接NPN晶体管101a基极。

虽然在图4所示的具体实例中以NPN晶体管101a、PNP晶体管101b和二极管101c的组合作为第一可控开关，以场效应MOS管102a作为第二可控开关，但是本发明并非局限于此，本领域技术人员也可以采用其他具有控制端的开关元件来作为第一可控开关和第二可控开关。

实施例3：

参见图5，根据本发明实施例3的多级驱动电路，如图5所示，由多个图2A中的LED单级驱动电路可以级联连接组合成更高的电压和更大功率的LED驱动电路。图5公开了LED多级驱动电路的一种实施方式，在该实施方式中，多个LED串连接于每一级驱动电路之后。具体的说，图5中的LED多级驱动电路是由3个图2A中的LED单级驱动电路级联连接而成，其中包括了3级LED驱动电路，第一级LED驱动电路中的驱动芯片1-1的输入端111-1连接电源V+，输出端112-1连接第一电阻12-1的一端，输出端113-1连接至第一电阻12的另一端和LED串13-1的正端；第二级LED驱动电路中的驱动芯片1-2的输入端111-2连接电源V+，输出端112-2连接第一电阻12-2的一端和LED串13-1的负端，输出端113-2连接至电流检测阻12-2的另一端和LED串13-2的正端，依次类推，最后一串LED串13-3的负端接地。上述多级驱动电路中，通过设定各级第一电阻的电阻值来设定各级驱动电流的控制值。

本领域技术人员应当知道，图5中公开的3组LED及其相应的3个驱动电路仅仅为了示例，并非对本发明所作的限制，LED的组数以及相应的驱动电路的级数可以根据需要扩展。本实施例3的多级驱动电路，能够随着输入的脉动的正弦波电压电流大小变化自动增加或减少LED灯珠串入于工作状态中。

实施例4：

多级LED驱动电路也可以按图6方式构成，图6示出了本发明实施例4的多级驱动电路，多个LED串连接于每一级驱动电路之前。具体的说，图6中的LED多级驱动电路是由3个图2B中的LED单级驱动电路级联连接而成，其中包括了3级LED驱动电路，LED串13-1的正端连接电源V+，LED串13-1的负端连接第一级LED驱动电路中的驱动芯片1-1的输入端111-1，所述驱动芯片1-1的输出端112-1连接第一电阻12-1的一端，输出端113-1连接至第一电阻12-1的另一端；LED串13-2的正端连接LED串13-1的负端，LED串13-2的负端连接第二级LED驱动电路中的驱动芯片1-2的输入端111-2，所述驱动芯片1-2的输出端112-2连接第一电阻12-2的一端，所述第一电阻12-2的另一端连接第一级LED驱动电路中的驱动芯片1-1的输出端113-1，输出端113-2连接至第一电阻12-2的另一端，依次类推，LED串13-3的正端连接LED串13-2的负端，LED串13-3的负端连接第三级LED驱动电路中的驱动芯片1-3的输入端111-3，所述驱动芯片1-3的输出端112-3连接第一电阻12-3的一端，所述第一电阻12-3的另一端连接第二级LED驱动电路中的驱动芯片1-2的输出端113-2，所述驱动芯片1-3的输出端113-3连接第一电阻12-3的另一端和地；上述多级驱动电路中，通过设定各级第一电阻的电阻值来设定各级驱动电流的控制值。

本领域技术人员应当知道，图6中公开的3组LED及其相应的3个驱动电路仅仅为了示例，并非对本发明所作的限制，LED的组数以及相应的驱动电路的级数可以根据需要扩展。

通过采用上述多级驱动电路，可以同时驱动多组发光元件，当流过发光元件的电流较大时，其中单级驱动电路会减小并最终断开流过发光元件的电流，当流过发光元件的电流减小后，恢复正常供电，从而保护发光元件不受过大电流损害。本实施例4的多级驱动电路，能够随着输入的脉动的正弦波电压电流大小变化自动增加或减少LED灯珠串入于工作状态中。

实施例5：

参见图7，根据本发明实施例5的多级驱动电路，如图7所示，由多个图3A中的LED单级驱动电路可以级联连接组合成更高的电压和更大功率的LED多级驱动电路。图7公开了LED多级驱动电路的一种实施方式，在该实施方式中，多个LED串连接于每一级驱动电路之后。具体的说，图7中的LED多级驱动电路是由3个图3A中的LED单级驱动电路串联连接而成，其中包括了3级LED驱动电路，第一级LED驱动电路中的驱动芯片1-1的输入端111-1连接电源V+，输出端112-1连接第一电阻12-1的一端，输出端113-1连接至第一电阻12的另一端和LED串13-1的正端；第一级LED驱动电路中的驱动芯片1-2的输入端111-2连接电源V+，输出端112-2连接第一电阻12-2的一端和LED串13-1的负端，输出端113-2连接至电流检测阻12-2的另一端和LED串13-2的正端，依次类推，最后一串LED串13-3的负端接地。上述多级驱动电路中，通过设定各级第一电阻的电阻值来设定各级驱动电流的控制值。

本领域技术人员应当知道，图7中公开的3组LED及其相应的3个驱动电路仅仅为了示例，并非对本发明所作的限制，LED的组数以及相应的驱动电路的级数可以根据需要扩展。

通过采用上述多级驱动电路，可以同时驱动多组发光元件，当流过发光元件的电流较大时，其中单级驱动电路会断开流过发光元件的电流，当流过发光元件的电流减小后，恢复正常供电，从而保护发光元件不受过大电流损害。本实施例5的多级驱动电路，能够随着输入的脉动的正弦波电压电流大小变化自动增加或减少LED灯珠串入于工作状态中。

实施例6：

图8示出了根据本发明实施例6的多级驱动电路，如图8所示，多个LED串连接于每一级驱动电路之前。图8每个LED多级驱动电路是由3个图3B中的LED单级驱动电路串联连接而成，其中包括了3级LED驱动电路，LED串13-1的正端连接电源V+，LED串13-1的负端连接第一级LED驱动电路中的驱动芯片1-1的输入端111-1，所述驱动芯片1-1的输出端112-1连接第一电阻12-1的一端，输出端113-1连接至第一电阻12-1的另一端；LED串13-2的正端连接LED串13-1的负端，LED串13-2的负端连接第二级LED驱动电路中的驱动芯片1-2的输入端111-2，所述驱动芯片1-2的输出端112-2连接第一电阻12-2的一端，所述第一电阻12-2的另一端连接第一级LED驱动电路中的驱动芯片1-1的输出端113-1，输出端113-2连接至第一电阻12-2的另一端，依次类推，LED串13-3的正端连接LED串13-2的负端，LED串13-3的负端连接第三级LED驱动电路中的驱动芯片1-3的输入端111-3，所述驱动芯片1-3的输出端112-3连接第一电阻12-3的一端，所述第一电阻12-3的另一端连接第二级LED驱动电路中的驱动芯片1-2的输出端113-2，所述驱动芯片1-3的输出端113-3连接第一电阻12-3的另一端和地；上述多级驱动电路中，通过设定各级第一电阻的电阻值来设定各级驱动电流的控制值。

本领域技术人员应当知道，图8中公开的3组LED及其相应的3个驱动电路仅仅为了示例，并非对本发明所作的限制，LED的组数以及相应的驱动电路的级数可以根据需要扩展。

通过采用上述多级驱动电路，可以同时驱动多组发光元件，当流过发光元件的电流较大时，其中单级驱动电路会断开流过发光元件的电流，当流过发光元件的电流减小后，恢复正常供电，从而保护发光元件不受过大电流损害。本实施例6的多级驱动电路，能够随着输入的脉动的正弦波电压电流大小变化自动增加或减少LED灯珠串入于工作状态中。

实施例7：

在其他的一些优化的实施例中，参见图9，本实施例公开了一种变压器隔离式LED单级驱动电路，其中驱动限流电路的结构同图4，驱动芯片1包括输入端111、3个输出端112、113、114，驱动芯片1的输入端111连接至电源V+，驱动芯片1的输出端112连接至电流检测模块的一端，驱动芯片1的输出端113连接至电流检测模块的另一端，驱动芯片1的输出端113同时还连接一隔离变压器18的原边14、原边17的一端，原边14的另一端接地，原边17的另一端连接驱动芯片1的输出端114；场效应MOS管101的输入端与驱动芯片1的输入端111连接，场效应MOS管101的输出端与驱动芯片1的输出端112连接，第一可控开关的输出端即可控硅等效电路的阴极连接驱动芯片1的输出端113；NPN晶体管101a的基极通过电容110连接驱动芯片1的输出端114；隔离变压器18的副边15经过整流电路模块驱动LED串13。整流电路优选为包括整流二极管16。电流检测模块优选为包括第一电阻12。本实施例中，通过隔离变压器实现了驱动电路和LED管之间的隔离。

作为上述变压器隔离式LED单级驱动电路的变形例，图10公开了另一种变压器隔离式LED单级驱动电路，其中的第一可控开关同图3A，也是采用由NPN晶体管101a和PNP晶体管101b的连接组合作为一个单向可控硅晶体管等效电路，电压偏置电路的结构同图2A，也是简单地只采用一个MOS管偏置电阻103，当然这仅仅为了示例，并非对本发明所作的限制，本领域技术人员根据需要对上述第一可控开关、偏置电路所作的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。本实施例中的驱动芯片1包括输入端111和输出端112、113、114，驱动芯片1的输入端111连接至电源V+，驱动芯片1的输出端112连接电流检测模块的一端以及隔离变压器18的原边17的一端，驱动芯片1的输出端113连接电流检测模块的另一端以及隔离变压器18的原边14的一端，驱动芯片1的输出端114通过电阻19连接原边17的另一端，原边14的另一端接地；场效应管102a的输入端与驱动芯片1的输入端111连接，场效应管102a的输出端与驱动芯片1的输出端112连接，第一可控开关的输出端即可控硅等效电路的阴极连接驱动芯片1的输出端113；第一可控开关1的控制端即PNP管的集电极与NPN管的基极的连接点连接驱动芯片1的输出端114；隔离变压器18的副边15经过整流电路模块驱动LED串13。整流电路优选为包括整流二极管16。电流检测模块优选为包括第一电阻12。

在本实施例中通过隔离变压器来隔离发光元件与驱动电路，更好地保护了发光元件。

在其他的一些优化的实施例中，参见图11，本实施例公开了一种非隔离式LED单级驱动电路，其中驱动限流电路的结构同图10，驱动芯片1的输出端112通过整流电路模块连接LED串13的负端和地，LED串13的正端串联一电感20后再与驱动芯片1的输出端113连接，在LED串13的两端并联电容21，整流电路优选为包括续流整流二极管22，电流检测模块优选为包括第一电阻12。

由多个图9-11中的LED单级驱动电路也可以级联连接组合成更高的电压和更大功率的LED多级驱动电路。通过采用多级驱动电路，可以同时驱动多组发光元件，当流过发光元件的电流较大时，其中单级驱动电路会断开流过发光元件的电流，当流过发光元件的电流减小后，恢复正常供电，从而保护发光元件不受过大电流损害。

虽然在前述的各个实施例中以LED作为发光元件，但是本发明并非局限于此，本领域技术人员也可以采用其他发光元件作为本发明驱动电路的驱动对象。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (13)

1.一种单级驱动电路，用于驱动一组包括至少一个发光元件的发光电路，其特征在于，包括：

第一电阻，连接在所述发光元件的供电线路中；

第一可控开关，所述第一可控开关的控制端和输出端分别与所述第一电阻的两端连接，当所述第一电阻两端的电压大于或等于预设值时，所述第一可控开关导通，当所述第一电阻两端的电压小于预设值时，所述第一可控开关截止；

第二可控开关，所述第二可控开关的输入端与供电电源连接，所述第二可控开关的控制端与所述第一可控开关的输入端连接，所述第二可控开关的输出端与所述第一可控开关的控制端连接，当所述第一可控开关导通时，所述第二可控开关截止；当所述第一可控开关截止时，所述第二可控开关导通；

第二电阻，所述第二电阻的两端分别与所述第二可控开关的控制端和输入端连接；

所述第一可控开关包括一个NPN晶体管、一个PNP晶体管和一个二极管，所述PNP晶体管的基极与另一个NPN晶体管的集电极连接在一起，所述PNP晶体管的集电极与所述二极管的正极连接在一起作为第一可控开关的控制端，所述二极管的负极连接所述NPN晶体管的基极，所述PNP晶体管的发射极作为第一可控开关的输入端，所述NPN晶体管的发射极作为第一可控开关的输出端。

2.根据权利要求1所述的单级驱动电路，其特征在于，还包括：稳压二极管，所述稳压二极管的阴极与所述第一可控开关的输入端连接，所述稳压二极管的阳极与所述第一可控开关的输出端连接。

3.根据权利要求1所述的单级驱动电路，其特征在于，还包括：

第一原线圈，所述第一原线圈连接在所述第一电阻与地之间；

第二原线圈，所述第二原线圈连接在所述第二可控开关的输出端与所述NPN晶体管的基极之间；

所述发光元件通过所述第一原线圈和所述第二原线圈的副线圈供电。

4.根据权利要求3所述的单级驱动电路，其特征在于，还包括：

第一电容，所述第一电容连接在所述第二原线圈与所述NPN晶体管的基极之间。

5.根据权利要求1所述的单级驱动电路，其特征在于，还包括：

第一原线圈，所述第一原线圈连接在所述第一电阻与地之间；

第二原线圈，所述第二原线圈连接在所述第二可控开关的输出端与所述第一可控开关的控制端之间；

所述发光元件通过所述第一原线圈和所述第二原线圈的副线圈供电。

6.根据权利要求1所述的单级驱动电路，其特征在于，还包括：

第一电感，所述第一电感连接在所述第一电阻与所述发光电路的输入端之间，所述发光电路的输出端接地。

7.根据权利要求6所述的单级驱动电路，其特征在于，还包括：

第二电容，所述第二电容与所述发光电路并联。

8.根据权利要求1所述的单级驱动电路，其特征在于，所述发光电路的输入端与所述第一可控开关的输出端连接，所述发光电路的输出端与地连接。

9.根据权利要求1所述的单级驱动电路，其特征在于，所述发光电路的输入端与电源连接，所述发光电路的输出端与所述第二可控开关的输入端连接。

10.根据权利要求1-4任一项所述的单级驱动电路，其特征在于，所述第一可控开关、第二可控开关、稳压二极管集成在集成电路中。

11.根据权利要求7所述的单级驱动电路，其特征在于，所述第一可控开关、第二可控开关、稳压二极管集成在集成电路中。

12.一种多级驱动电路，用于驱动多组发光电路，每一组所述发光电路包括至少一个发光元件，其特征在于，所述多级驱动电路由多个如权利要求1所述单级驱动电路级联连接而成，每一级单级驱动电路对应驱动一组发光电路，其中，每一组发光电路的输入端连接对应的单级驱动电路中的第一可控开关的输出端，最后一级单级驱动电路所对应的发光电路的输出端连接至地，其余级单级驱动电路所对应的发光电路的输出端与下一级单级驱动电路中的第一可控开关的控制端连接。

13.一种多级驱动电路，用于驱动多组发光电路，每一组所述发光电路包括至少一个发光元件，其特征在于，所述多级驱动电路由多个如权利要求1所述单级驱动电路级联连接而成，每一级单级驱动电路对应驱动一组发光电路，其中，每一组发光电路的输入端连接电源，最后一级单级驱动电路所对应的发光电路的输出端连接至地，其余级单级驱动电路所对应的发光电路的输出端与下一级单级驱动电路中的第二可控开关的输入端以及所述下一级单级驱动电路所对应的发光电路的输入端连接。