CN107660026B - Led恒流驱动电路和灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种LED恒流驱动电路和灯具，包括：供电模块、检测控制模块、串联连接的N串LED子灯组、N个恒流控制模块、N‑1个可控开关模块，其中N≥2；供电模块串联连接N串LED子灯组以提供供电电压，每串LED子灯组远离供电模块的一端引出连接线连接对应的恒流控制模块然后接地，恒流控制模块使得对应的LED子灯组通过恒定的输出电流；N‑1串子LED灯组各自并联有对应的可控开关模块；检测控制模块用于检测供电模块提供的供电电压，并根据供电电压大小而输出N个恒流控制信号和N‑1个开关控制信号以分别控制对应的恒流控制模块，该N‑1个开关控制信号分别控制对应的可控开关模块的闭合以短接对应的LED子灯组，以控制该N串LED子灯组交替发光。还提供了一种灯具。

Description

LED恒流驱动电路和灯具
技术领域
本发明涉及LED恒流驱动技术领域，具体而言，本发明涉及一种LED恒流驱动电路和灯具。
背景技术
在照明行业内，有很多的LED照明装置在制造过程中，可能并不能确定该装置最终使用在全球的哪个国家或则地区，不能确定供电电网是110Vac还是220Vac，因而能够同时满足110Vac和220Vac两种电网供电的双电压线性恒流驱动方案就显得很有必要。
传统的双电压线性恒流驱动方案，带载的LED灯组为2串相互独立的LED灯组，工作基本原理为高压时2串灯组串联工作，低压时2串灯组并联工作。使用这种驱动方案，成本较低，但是灵活性较差，且无法驱动一些只有单串LED灯组的灯具，这种灯具的LED灯组在LED灯珠之间可以抽头引出输出线。
发明内容
本发明的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是灵活性较差的技术缺陷。
本发明提供一种LED恒流驱动电路，包括：供电模块、检测控制模块、串联连接的N串LED子灯组、N个恒流控制模块、N-1个可控开关模块，其中N≥2；
所述供电模块串联连接N串LED子灯组以提供供电电压，每串LED子灯组远离所述供电模块的一端引出连接线连接对应的恒流控制模块然后接地，所述恒流控制模块使得对应的LED子灯组通过恒定的输出电流；所述N串子LED灯组中的N-1串子LED灯组各自并联有对应的可控开关模块；所述检测控制模块用于检测所述供电模块提供的所述供电电压，并根据所述供电电压的大小而输出N个恒流控制信号和N-1个开关控制信号，所述N个恒流控制信号分别控制对应的恒流控制模块，所述N-1个开关控制信号分别控制对应的可控开关模块的闭合以短接对应的LED子灯组，以控制所述N串LED子灯组交替发光。
在其中一个实施例中，所述N串LED子灯组由单独整串的LED母灯组组成，从所述LED母灯组中抽头引出连接线连接对应的恒流控制模块然后接地。
在其中一个实施例中，各串LED子灯组在同一工作条件下具有相同的发光功率。
在其中一个实施例中，所述可控开关模块包括可控开关器件或可控开关器件组合。
在其中一个实施例中，若N＝2，则2串LED子灯组为依次串联的灯组A和灯组B，分别对应恒流控制模块U1和U2，灯组A靠近所述供电模块，与灯组A并联的可控开关模块为K1；K1对应的开关控制信号为EN1，U1和U2分别对应的恒流控制信号为EN2和EN3；
当所述检测控制模块检测所述供电电压为低电压范围时，控制EN1、EN2、EN3，以使得：K1断开时U1导通；K1导通时U1断开而U2导通；从而灯组A、灯组B依次交替发光；其中EN1、EN2为PWM信号。
在其中一个实施例中，当所述检测控制模块检测所述供电电压为高电压范围时，控制EN1、EN2、EN3，以使得：K1、U1断开，U2导通，从而灯组A、灯组B同时发光。
在其中一个实施例中，所述可控开关模块K1包括可控开关器件Q1和可控开关器件Q2，可控开关器件Q1与灯组A并联连接，可控开关器件Q1的控制端通过可控开关器件Q2接地，所述检测控制模块连接可控开关器件Q2的控制端以输出EN1。
在其中一个实施例中，当所述检测控制模块检测所述供电电压为低电压范围时，EN1、EN2为占空比为n％的PWM信号，控制U1和U2的输出电流为IMAX，其中n为0到100；当所述检测控制模块检测所述供电电压为高电压范围时，控制U1和U2的输出电流为IMAX×m％，其中m为0到100；当n或m等于或约等于50时，所述供电电压为低电压范围和高电压范围时灯组A和灯组B的发光功率一致。
在其中一个实施例中，若N＝3，则3串LED子灯组为依次串联的灯组A、灯组B、灯组C，分别对应恒流控制模块U1、U2、U3，灯组A靠近所述供电模块，与灯组A并联的可控开关模块为K1，与灯组B并联的可控开关模块为K2；K1对应的开关控制信号为EN1，K2对应的开关控制信号为EN3，U1、U2、U3分别对应的恒流控制信号为EN2、EN4、EN5；
当所述检测控制模块检测所述供电电压为低电压范围时，控制EN1、EN2、EN3、EN4、EN5，以使得：K1断开时U1导通；K2断开时U2导通、K1导通、U1断开；K1和K2都导通时U1、U2断开而U3导通；从而灯组A、灯组B、灯组C依次交替发光；其中EN1、EN2、EN3、EN4、EN5为PWM信号。
在其中一个实施例中，当所述检测控制模块检测所述供电电压为高电压范围时，控制EN1、EN2、EN3、EN4、EN5，以使得：K1、K2、U1、U2都断开而U3导通，从而灯组A、灯组B、灯组C同时发光。
在其中一个实施例中，所述可控开关模块K1包括可控开关器件Q1和可控开关器件Q2，可控开关器件Q1与灯组A并联连接，可控开关器件Q1的控制端通过可控开关器件Q2接地；所述可控开关模块K2包括可控开关器件Q3和可控开关器件Q4，可控开关器件Q3与灯组B并联连接，可控开关器件Q3的控制端通过可控开关器件Q4接地；所述检测控制模块连接可控开关器件Q2的控制端以输出EN1，所述检测控制模块连接可控开关器件Q4的控制端以输出EN3。
在其中一个实施例中，当所述检测控制模块检测所述供电电压为低电压范围时，EN1、EN2、EN3、EN4、EN5为占空比为n％的PWM信号，控制U1、U2、U3的输出电流为IMAX×n％，其中n为0到100；当所述检测控制模块检测所述供电电压为高电压范围时，控制U1、U2、U3的输出电流为IMAX，其中m为0到100；当n或m等于或约等于100/3时，所述供电电压为低电压范围和高电压范围时灯组A、灯组B、灯组C的发光功率一致。
本发明还提供一种灯具，其包括根据上述任一项实施例所述的LED恒流驱动电路。
上述LED恒流驱动电路和灯具，包括：供电模块、检测控制模块、串联连接的N串LED子灯组、N个恒流控制模块、N-1个可控开关模块，其中N≥2；所述供电模块串联连接N串LED子灯组以提供供电电压，每串LED子灯组远离所述供电模块的一端引出连接线连接对应的恒流控制模块然后接地，所述恒流控制模块使得对应的LED子灯组通过恒定的输出电流；所述N串子LED灯组中的N-1串子LED灯组各自并联有对应的可控开关模块；所述检测控制模块用于检测所述供电模块提供的所述供电电压，并根据所述供电电压的大小而输出N个恒流控制信号和N-1个开关控制信号，所述N个恒流控制信号分别控制对应的恒流控制模块，所述N-1个开关控制信号分别控制对应的可控开关模块的闭合以短接对应的LED子灯组，以控制所述N串LED子灯组交替发光。检测控制模块可以根据供电电压的大小控制LED子灯组的发光，例如可以在220V高压时全部LED子灯组全部同时发光，而在120V低压时LED子灯组交替发光，灵活性极高，而且即使该N串LED子灯组为单串LED母灯组通过中间抽头引出输出线形成，也可以驱动。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为一个实施例的LED恒流驱动电路模块图；
图2为一个实施例的供电模块示意图；
图3为一个实施例的单独整串的母灯组示意图；
图4为一个实施例的当子灯组为2组时的LED恒流驱动电路模块图；
图5为另一实施例的当子灯组为2组时的LED恒流驱动电路模块图；
图6为一个实施例的当子灯组为2组时120V低电压时各控制信号的波形图；
图7为一个实施例的当子灯组为2组时120V低电压时电流流向示意图；
图8为一个实施例的当子灯组为2组时220V高电压时各控制信号的波形图；
图9为一个实施例的当子灯组为3组时的LED恒流驱动电路模块图；
图10为一个实施例的当子灯组为3组时120V低电压时各控制信号的波形图；
图11为一个实施例的当子灯组为3组时220V高电压时各控制信号的波形图；
图12为另一实施例的当子灯组为3组时220V高电压时各控制信号的波形图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
图1为一个实施例的LED恒流驱动电路模块图，请参阅图1。
本发明提供一种LED恒流驱动电路，包括：供电模块P、检测控制模块M、串联连接的N串LED子灯组(LED灯组1～LED灯组N)、N个恒流控制模块(U1～UN)、N-1个可控开关模块(K1～KN-1)，其中N≥2。
供电模块P串联连接N串LED子灯组以提供供电电压，每串LED子灯组远离该供电模块P的一端引出连接线连接对应的恒流控制模块然后接地，恒流控制模块使得对应的LED子灯组通过恒定的输出电流。N串子LED灯组中的N-1串子LED灯组各自并联有对应的可控开关模块。检测控制模块M用于检测供电模块P提供的该供电电压，并根据供电电压的大小而输出N个恒流控制信号(G1～GN)和N-1个开关控制信号(S1～SN-1)，N个恒流控制信号分别控制对应的恒流控制模块，该N-1个开关控制信号分别控制对应的可控开关模块的闭合以短接对应的LED子灯组，以控制该N串LED子灯组交替发光。
例如检测控制模块M可以控制该N串LED子灯组同一时刻只有一串LED子灯组发光，在设定的循环周期内这N串LED子灯组依次交替发光。
图2为一个实施例的供电模块示意图，请参阅图2。在本实施例中，供电模块P包括绕线电阻FR1、整流桥DB1、滤波电容E1、放电电阻R1。绕线电阻FR1的一端连接供电输入电压的L线，绕线电阻FR1的另一端连接整流桥DB1的正输入端，输入电压的N线连接整流桥DB1的负输入端。整流桥DB1的正输出端连接滤波电容E1的正极，同时串联连接N串LED子灯组。整流桥DB1的负输出端连接系统地。滤波电容E1的负极接系统地，放电电阻R1的一端接滤波电容E1的正极，放电电阻R1的另一端接系统地。
每个恒流控制模块可以包括有恒流控制芯片，以输出恒定电流。可控开关模块包括有可控开关器件，通过控制可控开关器件的闭合从而使得与可控开关模块并联的LED子灯组短路。可控开关器件可以是场效应MOS管、晶闸管、晶体三极管等开关类型的半导体器件或具有等同效果的器件组合，在本实施例中为场效应MOS管。
在本实施例中，该N串LED子灯组由单独整串的LED母灯组组成，从该LED母灯组中抽头引出连接线连接对应的恒流控制模块然后接地。图3为一个实施例的单独整串的母灯组示意图，请参阅图3，该母灯组包含2组LED子灯组。在一些实施例中，为了在LED子灯组交替发光时拥有一致的发光效果，各串LED子灯组在同一工作条件下具有相同的发光功率，例如各串LED子灯组相同，即具有相同数量、规格、连接方式的LED灯珠，这样在同一电压电流的情况下即可具有相同的发光功率。每个LED子灯组可以包括多条并联的LED支路。在一些实施例中，为了滤掉杂波使LED更稳定的发光，LED子灯组还可以并联有电容，以及串联有二极管。
根据N的值的不同，可以有不同的电路结构，从而导致不一样的控制方法，但是都是基于同一的工作原理，即控制可控开关模块的闭合以短接对应的LED子灯组，以控制LED子灯组交替发光，以下以N＝2为例。
图4为一个实施例的当子灯组为2组时的LED恒流驱动电路模块图，请参阅图4。
在其中一个实施例中，若N＝2，则2串LED子灯组为依次串联的灯组A和灯组B，分别对应恒流控制模块U1和U2，灯组A靠近该供电模块P(即供电模块P依次连接灯组A、灯组B)，与灯组A并联的可控开关模块为K1，K1对应的开关控制信号为EN1，U1和U2分别对应的恒流控制信号为EN2和EN3。灯组A和灯组B可以是属于同一整串LED灯组，通过在该整串LED灯组中间抽头引出输出线分为灯组A和灯组B，灯组A和灯组B在同一工作条件下具有相同的发光功率。
图5为另一实施例的当子灯组为2组时的LED恒流驱动电路模块图，请参阅图5。为了滤掉杂波使LED更稳定的发光，供电模块P通过二极管D2连接灯组A，灯组A与灯组B串联，灯组B通过二极管D3连接U2。
可控开关模块K1包括可控开关器件Q1和可控开关器件Q2，可控开关器件Q1与灯组A并联连接，可控开关器件Q1的控制端通过可控开关器件Q2接地，该检测控制模块M连接可控开关器件Q2的控制端以输出EN1。可控开关器件Q1、Q2可以为N沟道型场效应MOS管，Q1的漏极连接灯组A的电流输入端，Q1的源极连接灯组A的电流输出端，Q2的漏极连接Q1的栅极，Q2的源极接地，检测控制模块M连接Q2的栅极以输出EN1。Q1的漏极和栅极之间连接有电阻R2，Q1的源极和栅极之间连接有稳压二极管ZD1。ZD1的正极连接Q1的源极，ZD1的负极连接Q1的栅极。
为了安全，在一些实施例中，Q2的漏极可以通过限流器件连接Q1的栅极，或者Q1的源极可以通过限流器件连接灯组A的电流输出端，例通过二极管D1连接，D1的正极接Q1的源极，D1的负极接灯组A的电流输出端。
恒流控制模块U1和U2都是可控的，可以通过EN2和EN3控制，例如当EN2为高电平“1”时U1工作输出恒定电流，而为低电平“0”时U1断开；当EN3为高电平“1”时U2工作输出恒定电流，而为低电平“0”时U2断开。
图6为一个实施例的当子灯组为2组时120V低电压时各控制信号的波形图，请参阅图6。当该检测控制模块M检测该供电电压为低电压范围(例如120V左右，例如110V～130V)时，控制EN1、EN2、EN3，以使得：K1断开时U1导通；K1导通时U1断开而U2导通；从而灯组A、灯组B依次交替发光。其中EN1、EN2为PWM信号。在本实施例中，K1断开时U1导通，K1导通时U1断开，而U2可以一直保持导通。因此，EN1和EN2可以为相同的PWM信号，而EN3可以为高电平信号。
具体的，当EN1为高电平信号“1”，场效应MOS管Q2处于导通状态。因场效应MOS管Q2的源极接系统地，此时场效应MOS管Q2的漏极为低电位，场效应MOS管Q2的漏极接场效应MOS管Q1的栅极，此时场效应MOS管Q1处于关断状态。同时，EN2为高电平信号“1”，灯组A处于导通状态。因低压输入状态，灯组A电压已经导通，无论EN3输出电平信号“0”或“1”，灯组B都处于关断状态。灯组A的输出电流由恒流控制模块U1控制。假设恒流控制模块U1设定的输出电流为IA，灯组A的电压为UA，灯组A的输出功率为PLEDA＝UA*IA。
当EN1为低电平信号“0”，场效应MOS管Q2处于关闭状态。此时场效应MOS管Q1在电阻R1和稳压二极管ZD1的共同作用下，场效应MOS管Q1的栅极电压高于源极电压，Q1处于导通状态，把灯组A短路，灯组A处于关断状态。EN2为“0”，EN3为“1”，灯组B的输出电流由恒流控制模块U2控制，灯组B处于导通状态。假设恒流控制模块U2设定的输出电流为IB，灯组A的电压为UB，灯组B的输出功率为PLEDB＝UB*IB。
通过以上描述可知，当检测控制模块M的输出的EN1、EN2、EN3变化时可控制灯组A和灯组B的亮灭。当EN1和EN2输出PWM控制信号而EN3输出高电平的数字信号时，灯组A和灯组B处于轮流导通状态从而交替发光，其中PWM控制信号的频率不受限制。
图7为一个实施例的当子灯组为2组时120V低电压时电流流向示意图，请参阅图7，电流A为仅灯组A导通时的电流走向，电流B为仅灯组B导通时的电流走向。
EN1和EN2为PWM控制信号，其中PWM控制信号的占空比为n％(n为0到100，例如50％，即占空比1/2)，灯组A和灯组B的工作电流为n％的占空比形式的波形。此时灯组A的输出功率为PLEDA＝UA*IA*n％，灯组B的输出功率为PLEDB＝UB*IB*n％，当灯组A和灯组B通过恒流控制模块U1和U2设置的电流值相等为IMAX，灯组A和灯组B的总输出功率为：
PLED＝PLEDA+PLEDB＝ULED*IMAX*n％ (公式1)
例如，当该检测控制模块M检测供电电压为低电压范围时，EN1、EN2为占空比为1/2的PWM信号，控制U1和U2的输出电流为IMAX。
当该检测控制模块M检测该供电电压为高电压范围(例如210V～230V)时，控制EN1、EN2、EN3，以使得：K1、U1断开，U2导通，从而灯组A、灯组B同时发光。
图8为一个实施例的当子灯组为2组时220V高电压时各控制信号的波形图，请参阅图8。具体的，当EN1为“1”，EN2为“0”，EN3为“1”时，灯组A和灯组B处于导通状态。当EN1为“1”，恒流输出单元的场效应MOS管Q2处于导通状态。因场效应MOS管Q2的源极接系统地，此时场效应MOS管Q2的漏极为低电位，场效应MOS管Q2的漏极接场效应MOS管Q1的栅极，此时场效应MOS管Q1处于关断状态。当EN2为“0”，恒流控制模块U1处于关断状态，当EN3为“1”，恒流控制模块U2处于导通状态。假设恒流控制模块U2设定的输出电流为IMAX，灯组A和灯组B的总功率为：
PLED＝ULED*IMAX (公式2)
当控制模块U2的设定电流值为IMAX*m％，系统LED灯串的总功率为
PLED＝ULED*IMAX*m％ (公式3)
通过以上的描述可知，通过设置n％＝m％(见公式1和公式3)，在低电压范围内(如120V左右)或高电压范围(如220V左右)内，系统LED灯串的总输出功率相等，可等效理解为系统的输入功率基本相等，灯具的发光亮度基本相等。可以设置n％＝m％＝50％，控制U1和U2的输出电流为IMAX×1/2。即当n或m等于或约等于50时，供电电压为低电压范围和高电压范围时灯组A和灯组B的发光功率一致。
图9为一个实施例的当子灯组为3组时的LED恒流驱动电路模块图，请参阅图9。在其中一个实施例中，若N＝3，则3串LED子灯组为依次串联的灯组A、灯组B、灯组C，分别对应恒流控制模块U1、U2、U3，灯组A靠近该供电模块P(即供电模块P依次连接灯组A、灯组B、灯组C)，与灯组A并联的可控开关模块为K1，与灯组B并联的可控开关模块为K2。K1对应的开关控制信号为EN1，K2对应的开关控制信号为EN3，U1、U2、U3分别对应的恒流控制信号为EN2、EN4、EN5。灯组A、灯组B、灯组C可以是属于同一整串LED灯组，通过在该整串LED灯组中间抽头引出输出线分为灯组A、灯组B和灯组C，灯组A、灯组B和灯组C在同一工作条件下具有相同的发光功率。
该可控开关模块K1包括可控开关器件Q1和可控开关器件Q2，可控开关器件Q1与灯组A并联连接，可控开关器件Q1的控制端通过可控开关器件Q2接地，检测控制模块M连接可控开关器件Q2的控制端以输出EN1。可控开关器件Q1、Q2可以为N沟道型场效应MOS管，Q1的漏极连接灯组A的电流输入端，Q1的源极连接灯组A的电流输出端，Q2的漏极连接Q1的栅极，Q2的源极接地，检测控制模块M连接Q2的栅极以输出EN1。Q1的漏极和栅极之间连接有电阻R2，Q1的源极和栅极之间连接有稳压二极管ZD1。ZD1的正极连接Q1的源极，负极连接Q1的栅极。
为了安全，在一些实施例中，Q2的漏极可以通过限流器件连接Q1的栅极，或者Q1的源极可以通过限流器件连接灯组A的电流输出端，例通过二极管D1连接，D1的正极接Q1的源极，D1的负极接灯组A的电流输出端。
该可控开关模块K2包括可控开关器件Q3和可控开关器件Q4，可控开关器件Q3与灯组B并联连接，可控开关器件Q3的控制端通过可控开关器件Q4接地，检测控制模块M连接可控开关器件Q4的控制端以输出EN3。可控开关器件Q3、Q4可以为N沟道型场效应MOS管，Q3的漏极连接灯组B的电流输入端，Q3的源极连接灯组B的电流输出端，Q4的漏极连接Q3的栅极，Q4的源极接地，检测控制模块M连接Q4的栅极以输出EN3。Q3的漏极和栅极之间连接有电阻R3，Q3的源极和栅极之间连接有稳压二极管ZD2。ZD2的正极连接Q3的源极，负极连接Q3的栅极。
为了安全，在一些实施例中，Q4的漏极可以通过限流器件连接Q3的栅极，或者Q3的源极可以通过限流器件连接灯组B的电流输出端，例通过二极管D2连接，D2的正极接Q3的源极，D2的负极接灯组B的电流输出端。
恒流控制模块U1、U2、U3都是可控的，可以通过EN2、EN4、EN5控制，例如当EN2为高电平“1”时U1工作输出恒定电流，而为低电平“0”时U1断开；当EN4为高电平“1”时U2工作输出恒定电流，而为低电平“0”时U2断开；当EN5为高电平“1”时U3工作输出恒定电流，而为低电平“0”时U3断开。
图10为一个实施例的当子灯组为3组时120V低电压时各控制信号的波形图，请参阅图10。当该检测控制模块M检测该供电电压为低电压范围(例如120V左右，例如110V～130V)时，控制EN1、EN2、EN3、EN4、EN5，以使得：K1断开时U1导通；K2断开时U2导通、K1导通、U1断开；K1和K2都导通时U1、U2断开而U3导通；从而灯组A、灯组B、灯组C依次交替发光；其中EN1、EN2、EN3、EN4、EN5为PWM信号。在本实施例中，K1断开时U1导通、K2导通、U2断开、U3断开；K2断开时U2导通、K1导通、U1断开、U3断开。因此，EN1和EN2可以为相同的PWM信号，EN3和EN4可以为相同的PWM信号，例如EN1、EN2、EN3、EN4、EN5为占空比为n％的PWM信号，其中n为0到100。
设EN2(与EN1相同)、EN4(与EN3相同)、EN5的占空比分别为nA％、nB％、nC％，且nA％+nB％+nC％＝100％。设灯组A、灯组B、灯组C串联导通时总压降为ULED，灯组A、灯组B、灯组C电压分别为ULEDA,ULEDB,ULEDC，每个恒流控制模块设置电流为IMAX，则：
灯组A功率PLEDA＝ULEDA*IMAX*nA％ (公式4)
灯组B功率PLEDB＝ULEDB*IMAX*nB％ (公式5)
灯组C功率PLEDC＝ULEDC*IMAX*nC％ (公式6)
当nA％＝nB％＝nC％＝1/3时，又ULEDA+ULEDB+ULEDC＝ULED，则3灯组输出功率：
PLED-低压输入＝PLEDA+PLEDB+PLEDC＝ULED*IMAX*nA％ (公式7)
当该检测控制模块M检测该供电电压为高电压范围(例如220V左右，例如210V～230V)时，可以有两种控制模式，以下先介绍第一种控制模式，图11为一个实施例的当子灯组为3组时220V高电压时各控制信号的波形图，请参阅图11。模式一：控制EN1、EN2、EN3、EN4、EN5，以使得：K1、K2、U1、U2都断开而U3导通，从而灯组A、灯组B、灯组C同时发光。
U3的工作电流可设置为ILED＝IMAX*nA％，则灯组A、灯组B、灯组C总的输出功率：
PLED-高压输入＝ULED*IMAX*nA％ (公式8)
通过公式7和公式8，可知在供电电压为高低压的情况下，灯组A、灯组B、灯组C总的输出功率相同。当检测控制模块M检测所述供电电压为低电压范围时，EN1、EN2、EN3、EN4、EN5为占空比为1/3(nA＝100/3)的PWM信号，控制U1、U2、U3的输出电流为IMAX；当检测控制模块M检测所述供电电压为高电压范围时，控制U1、U2、U3的输出电流为IMAX×1/3。当nA等于或约等于100/3时，所述供电电压为低电压范围和高电压范围时灯组A、灯组B、灯组C的发光功率一致。
第二种控制模式，模式二：灯组A、灯组B、灯组C在一个线电压周期内依次叠加发光，通过设置EN1～EN5，随着线电压的升高，当线电压满足灯组A电压时，通过K1断开、U1导通使得灯组A发光；当线电压满足灯组A+灯组B电压时，通过K2断开、U2导通使得灯组B也发光，即灯组A、灯组B同时发光；当线电压满足灯组A+灯组B+灯组C电压时，通过U3导通使得灯组C也发光，即3个灯组同时发光。图12为另一实施例的当子灯组为3组时220V高电压时各控制信号的波形图，请参阅图12。因此可以在一个线电压周期内使得灯组A、灯组B、灯组C依次叠加发光。灯组A、灯组B、灯组C的电流占空比分别为nA％、nB％、nC％，工作电流分别设置为ILEDA，ILEDB，ILEDC，其中ILEDA<ILEDB<ILEDC，则3灯组总输出功率为：
PLED-高压输入2＝ULEDA*IMAXA*nA％+(ULEDA+ULEDB)*ILEDB*nA％+(ULEDA+ULEDB+ULEDC)*ILEDC*nA％
可知，通过合适设置ILEDA，ILEDB，ILEDC,可使得：
PLED-高压输入2＝PLED-低压输入
本发明还提供一种LED灯具，其包括根据上述任一项实施例该的LED恒流驱动电路。在实际情况中，供电模块、检测控制模块、N个恒流控制模块、N-1个可控开关模块中的部分或全部模块可以集成于同一个集成电路中，通过该集成电路来控制N串LED子灯组。
上述LED恒流驱动电路和灯具，包括：供电模块、检测控制模块、串联连接的N串LED子灯组、N个恒流控制模块、N-1个可控开关模块，其中N≥2；该供电模块串联连接N串LED子灯组以提供供电电压，每串LED子灯组远离该供电模块的一端引出连接线连接对应的恒流控制模块然后接地，该恒流控制模块使得对应的LED子灯组通过恒定的输出电流；该N串子LED灯组中的N-1串子LED灯组各自并联有对应的可控开关模块；该检测控制模块用于检测该供电模块提供的该供电电压，并根据该供电电压的大小而输出N个恒流控制信号和N-1个开关控制信号，该N个恒流控制信号分别控制对应的恒流控制模块，该N-1个开关控制信号分别控制对应的可控开关模块的闭合以短接对应的LED子灯组，以控制该N串LED子灯组交替发光。检测控制模块可以根据供电电压的大小控制LED子灯组的发光，例如可以在220V高压时全部LED子灯组全部同时发光，而在120V低压时LED子灯组交替发光，灵活性极高，而且即使该N串LED子灯组为单串LED母灯组通过中间抽头引出输出线形成，也可以驱动。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种LED恒流驱动电路，其特征在于，包括：供电模块、检测控制模块、串联连接的N串LED子灯组、N个恒流控制模块、N-1个可控开关模块，其中N≥2；
所述供电模块串联连接N串LED子灯组以提供供电电压，每串LED子灯组远离所述供电模块的一端引出连接线连接对应的恒流控制模块然后接地，所述恒流控制模块使得对应的LED子灯组通过恒定的输出电流；所述N串LED子灯组中的N-1串LED子灯组各自并联有对应的可控开关模块；所述检测控制模块用于检测所述供电模块提供的所述供电电压，并根据所述供电电压的大小而输出N个恒流控制信号和N-1个开关控制信号，所述N个恒流控制信号分别控制对应的恒流控制模块，所述N-1个开关控制信号分别控制对应的可控开关模块的闭合以短接对应的LED子灯组，以控制所述N串LED子灯组交替发光，其中，当检测控制模块检测到所述供电模块为低电压范围时，控制N串LED子灯组交替发光，当检测控制模块检测到所述供电模块为高电压范围时，控制N串LED子灯组同时发光，每串LED子灯组并联有电容，每串LED子灯组串联有二极管。
2.根据权利要求1所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述N串LED子灯组由单独整串的LED母灯组组成，从所述LED母灯组中抽头引出连接线连接对应的恒流控制模块然后接地。
3.根据权利要求1所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，各串LED子灯组在同一工作条件下具有相同的发光功率。
4.根据权利要求1所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述可控开关模块包括可控开关器件或可控开关器件组合。
5.根据权利要求1所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，若N＝2，则2串LED子灯组为依次串联的灯组A和灯组B，分别对应恒流控制模块U1和U2，灯组A靠近所述供电模块，与灯组A并联的可控开关模块为K1；K1对应的开关控制信号为EN1，U1和U2分别对应的恒流控制信号为EN2和EN3；
当所述检测控制模块检测所述供电电压为低电压范围时，控制EN1、EN2、EN3，以使得：K1断开时U1导通；K1导通时U1断开而U2导通；从而灯组A、灯组B依次交替发光；其中EN1、EN2为PWM信号。
6.根据权利要求5所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，当所述检测控制模块检测所述供电电压为高电压范围时，控制EN1、EN2、EN3，以使得：K1、U1断开，U2导通，从而灯组A、灯组B同时发光。
7.根据权利要求5所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述可控开关模块K1包括可控开关器件Q1和可控开关器件Q2，可控开关器件Q1与灯组A并联连接，可控开关器件Q1的控制端通过可控开关器件Q2接地，所述检测控制模块连接可控开关器件Q2的控制端以输出EN1。
8.根据权利要求5或6所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，当所述检测控制模块检测所述供电电压为低电压范围时，EN1、EN2为占空比为n％的PWM信号，控制U1和U2的输出电流为IMAX，其中n为0到100；当所述检测控制模块检测所述供电电压为高电压范围时，控制U1和U2的输出电流为IMAX×m％，其中m为0到100；当n或m等于50时，所述供电电压为低电压范围和高电压范围时灯组A和灯组B的发光功率一致。
9.根据权利要求1所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，若N＝3，则3串LED子灯组为依次串联的灯组A、灯组B、灯组C，分别对应恒流控制模块U1、U2、U3，灯组A靠近所述供电模块，与灯组A并联的可控开关模块为K1，与灯组B并联的可控开关模块为K2；K1对应的开关控制信号为EN1，K2对应的开关控制信号为EN3，U1、U2、U3分别对应的恒流控制信号为EN2、EN4、EN5；
当所述检测控制模块检测所述供电电压为低电压范围时，控制EN1、EN2、EN3、EN4、EN5，以使得：K1断开时U1导通；K2断开时U2导通、K1导通、U1断开；K1和K2都导通时U1、U2断开而U3导通；从而灯组A、灯组B、灯组C依次交替发光；其中EN1、EN2、EN3、EN4、EN5为PWM信号。
10.根据权利要求9所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，当所述检测控制模块检测所述供电电压为高电压范围时，控制EN1、EN2、EN3、EN4、EN5，以使得：K1、K2、U1、U2都断开而U3导通，从而灯组A、灯组B、灯组C同时发光。
11.根据权利要求9所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述可控开关模块K1包括可控开关器件Q1和可控开关器件Q2，可控开关器件Q1与灯组A并联连接，可控开关器件Q1的控制端通过可控开关器件Q2接地；所述可控开关模块K2包括可控开关器件Q3和可控开关器件Q4，可控开关器件Q3与灯组B并联连接，可控开关器件Q3的控制端通过可控开关器件Q4接地；所述检测控制模块连接可控开关器件Q2的控制端以输出EN1，所述检测控制模块连接可控开关器件Q4的控制端以输出EN3。
12.根据权利要求9或10所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，当所述检测控制模块检测所述供电电压为低电压范围时，EN1、EN2、EN3、EN4、EN5为占空比为n％的PWM信号，控制U1、U2、U3的输出电流为IMAX，其中n为0到100；当所述检测控制模块检测所述供电电压为高电压范围时，控制U1、U2、U3的输出电流为IMAX×m％，其中m为0到100；当n或m等于100/3时，所述供电电压为低电压范围和高电压范围时灯组A、灯组B、灯组C的发光功率一致。
13.一种灯具，其特征在于，其包括根据权利要求1～12任一项所述的LED恒流驱动电路。
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