CN108834259A - 用于led灯的线性恒流控制电路、方法及led装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于电子电路技术领域，提供了用于LED灯的线性恒流控制电路、方法及LED装置，通过对输入的线性电网进行功率补偿；并当可控硅调光器接入交流线网时，对流经的电流进行恒流泄放，同时可控硅检测模块检测有调光器接入时，断开相应的泄放电流，提高系统效率。由此实现了系统在输入电压变化时，输入功率基本保持不变，并且恒流输出驱动LED灯，解决了现有的LED灯照明驱动技术存在着当线网电压波动时，整个灯具的亮度会发生变化，从而导致环境照明效果不佳的问题。

Description

用于LED灯的线性恒流控制电路、方法及LED装置

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，尤其涉及用于LED灯的线性恒流控制电路、方法及LED装置。

背景技术

近年来，随着LED灯照明技术的发展，各种各样的驱动技术层出不穷，但随着应用领域的不断扩大，针对驱动的要求也越来越特殊，例如：尺寸大小、转换效率以及其他需求等等，都受到了相应的约束。然而，现有的LED灯照明在线网电压波动时，整个灯具的亮度会发生变化，从而导致环境照明效果不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供用于LED灯的线性恒流控制电路、方法及LED装置，旨在解决现有的LED灯照明驱动技术存在着当线网电压波动时，整个灯具的亮度会发生变化，从而导致环境照明效果不佳的问题。

本发明第一方面提供了一种用于LED灯的线性恒流控制电路，所述线性恒流控制电路包括：

用于对输入的线性电网进行功率补偿的线网补偿模块；

用于检测是否接入可控硅调光器的可控硅检测模块；

与所述线网补偿模块相连接，用于产生基准电压值的基准模块；

与所述基准模块相连接，用于检测温度达到预设值时，降低所述基准电压值的过温模块；

与所述可控硅检测模块以及所述基准模块相连接，用于在所述线性恒流控制电路接入可控硅调光器时，对流经的电流进行恒流泄放的泄放模块；以及

与所述基准模块相连接，用于调节流经的所述电流，使得恒流输出的恒流驱动模块。

本发明第二方面提供了一种LED装置，包括交流电源，用于对所述交流电源输出的交流信号转换为直流信号以驱动LED灯的整流模块，所述LED装置还包括如上述所述的线性恒流控制电路。

本发明第三方面提供了一种用于LED灯的线性恒流控制方法，所述线性恒流控制方法包括：

对输入的线性电网进行功率补偿；

检测温度达到预设值时，降低所产生的基准电压值；

检测线性恒流控制电路接入可控硅调光器时，对流经的电流进行恒流泄放；

调节流经的所述电流，使得恒流输出。

本发明提供的用于LED灯的线性恒流控制电路、方法及LED装置，通过对输入的线性电网进行功率补偿；并当可控硅调光器接入交流线网时，对流经的电流进行恒流泄放，同时可控硅检测模块检测有调光器接入时，断开相应的泄放电流，提高系统效率。由此实现了系统在输入电压变化时，输入功率基本保持不变，并且恒流输出驱动LED灯，解决了现有的LED灯照明驱动技术存在着当线网电压波动时，整个灯具的亮度会发生变化，从而导致环境照明效果不佳的问题。

附图说明

图1是本发明提供的用于LED灯的线性恒流控制电路的模块结构示意图。

图2是本发明提供的用于LED灯的线性恒流控制电路中可控硅检测模块和泄放模块的示例电路图。

图3是本发明提供的用于LED灯的线性恒流控制电路线网补偿模块和恒流驱动模块的示例电路图。

图4是本发明提供的用于LED灯的线性恒流控制电路中不接可控硅调光器的工作电流波形示意图。

图5是本发明提供的用于LED灯的线性恒流控制电路中接可控硅调光器的工作电流波形示意图。

图6是图2对应的可控硅检测模块中的复位电路的示例电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

上述的用于LED灯的线性恒流控制电路、方法及LED装置，采用恒流和恒功率控制技术，通过检测VT端口电压控制输出电流，从而使得在输入电压变化时，输入功率基本保持不变；同时，通过检测TRIAC端口电压控制泄放电流，从而使得在无可控硅调光器接入系统时，关闭TRIAC端口；在有可控硅调光器接入系统时，正常开启TRIAC端口。该线性恒流控制电路具有过温调节功能，当温度过高时，减小输出电流，从而提高系统应用可靠性。本发明提出对线网电压进行补偿的方式，解决现有的LED灯照明驱动技术存在的问题。

图1示出了本发明提供的用于LED灯的线性恒流控制电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

上述一种用于LED灯的线性恒流控制电路，该线性恒流控制电路包括线网补偿模块101、可控硅检测模块104、基准模块102、过温模块103、泄放模块105以及恒流驱动模块106。

线网补偿模块101用于对输入的线性电网进行功率补偿。

可控硅检测模块104用于检测是否接入可控硅调光器。

基准模块102与线网补偿模块101相连接，用于产生基准电压值。

过温模块103与基准模块102相连接，用于检测温度达到预设值时，降低所述基准电压值。

泄放模块105与可控硅检测模块104以及基准模块102相连接，用于在所述线性恒流控制电路接入可控硅调光器时，对流经的电流进行恒流泄放。

恒流驱动模块106与基准模块102相连接，用于调节流经的所述电流，使得恒流输出。

作为本发明一实施例，上述线性恒流控制电路还包括：

与可控硅检测模块104以及泄放模块105相连接，用于对接入的参考电源VDD进行电压变换后，对所述线性恒流控制电路进行供电的电源转换模块107。

图2示出了本发明提供的用于LED灯的线性恒流控制电路中可控硅检测模块和泄放模块的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

作为本发明一实施例，上述可控硅检测模块104包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一比较器U1、第二比较器U2、延时单元以及逻辑控制单元，该可控硅检测模块104还可包括复位电路。

第一电阻R1的第一端为可控硅检测模块104的输入端，第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端、第一比较器U1的反相输入端以及第二比较器U2的正相输入端共接，第二电阻R2的第二端接地，第一比较器U1的输出端接延时单元的输入端，延时单元的输出端接逻辑控制单元的输入端，第二比较器U2的输出端接逻辑控制单元的受控端，逻辑控制单元的输出端为可控硅检测模块104的输出端，复位电路的输出端接逻辑控制单元的输入端。

作为本发明一实施例，上述泄放模块105包括第三比较器U3和第二开关管Q2。

第三比较器U3的正相输入端接基准模块102，第三比较器U3的输出端接第二开关管Q2的受控端，第二开关管Q2的输入端为泄放模块105的输入端，第三比较器U3的反相输入端与第二开关管Q2的输出端共接并作为泄放模块105的输出端。

具体地，上述第二开关管Q2为场效应管或者三极管；

场效应管的栅极、漏极以及源极分别为第二开关管Q2的受控端、输入端以及输出端；

三极管的基极、集电极以及发射极分别为第二开关管Q2的受控端、输入端以及输出端。

图3示出了本发明提供的用于LED灯的线性恒流控制电路线网补偿模块和恒流驱动模块的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

作为本发明一实施例，上述线网补偿模块101包括稳压二极管VZ、第三电阻R3、第四电阻R4、第三开关管Q3、第四比较器U4以及第五比较器U5。

稳压二极管VZ的阴极与第四比较器U4的正相输入端共接并作为线网补偿模块101的输入端，稳压二极管VZ的阳极接地，第四比较器U4的输出端接第三开关管Q3的受控端，第三开关管Q3的输入端接参考电压add，第四比较器U4的反相输入端与第三开关管Q3的输出端以及第三电阻R3的第一端共接，第三电阻R3的第二端与第四电阻R4的第一端以及第五比较器U5的反相输入端共接，第四电阻R4的第二端接第五比较器U5的输出端。

具体地，上述第三开关管Q3为场效应管或者三极管；

场效应管的栅极、漏极以及源极分别为第三开关管Q3的受控端、输入端以及输出端；

三极管的基极、集电极以及发射极分别为第三开关管Q3的受控端、输入端以及输出端。

作为本发明一实施例，上述恒流驱动模块106包括第六比较器U6和第一开关管Q1。

第六比较器U6的正相输入端接基准模块102，第六比较器U6的输出端接第一开关管Q1的受控端，第一开关管Q1的输入端为恒流驱动模块106的输入端，第六比较器U6的反相输入端与第一开关管Q1的输出端共接并作为恒流驱动模块106的输出端。

具体地，上述第一开关管Q1为场效应管或者三极管；

场效应管的栅极、漏极以及源极分别为第一开关管Q1的受控端、输入端以及输出端；

三极管的基极、集电极以及发射极分别为第一开关管Q1的受控端、输入端以及输出端。

以下结合图3对上述用于LED灯的线性恒流控制电路中的线网补偿模块和恒流驱动模块的工作原理描述如下：

通过VT端口检测输入电压的变化，当输入电压升高时，减小输入电流；当输入电压降低时，增大输入电流，可使系统输入功率不随输入线网电压的波动而变化。

当VT小于Verf时，OUT端口以恒定电流开启(图4中采用T1表示)；当VT大于Verf小于VZ时，OUT端口电流随VT上升而下降(图4中采用T2表示)；当VT大于VZ时，VT被嵌位，OUT端口以恒定电流开启(图4中采用T3表示)。

本发明还提供了一种LED装置，包括交流电源，用于对交流电源输出的交流信号转换为直流信号以驱动LED灯的整流模块，该LED装置还包括如上述所述的线性恒流控制电路。

当TRIAC端口达到线性恒流控制电路工作电压时，启动电路，并检测TRIAC端口电压控制泄放电流，在无可控硅调光器接入系统时，且当TRIAC端口电压大于线性恒流控制电路的预设电压时，关闭TRIAC端口；在有可控硅调光器接入系统时，正常开启TRIAC端口。通过检测VT端口电压控制OUT端口输出电流，使得在线网电压升高时，降低输出电流，从而提升了效率；而且在输入电压变化时，输入功率基本保持不变。其中，REXT1和REXT2电阻分别设置TRIAC端口和OUT端口的电流。

图4和图5分别示出了本发明提供的用于LED灯的线性恒流控制电路中不接可控硅调光器和接可控硅调光器的工作电流波形，以及结合图2，对上述用于LED灯的线性恒流控制电路中的可控硅检测模块和泄放模块的工作原理进行描述如下：

不接可控硅：

V_TRIAC分压小于V1时，TRIAC端口开启，并持续检测。当V_TRIAC分压大于V1时，且在延时时间内检测V_TRIAC分压小于V2时，关闭TRIAC端口，直至每个线网周期结束。

接入可控硅：

开启控制：V_TRIAC分压小于V1时，TRIAC端口开启，并持续检测。当V_TRIAC分压大于V1时，且在延时时间内检测V_TRIAC分压大于V2时，则正常开启TRIAC端口，直至每个线网周期结束。

关断控制：当REXT1端口电压大于Vrext2时，第三比较器U3被关闭，输出低电平，TRIAC端口关闭，直到REXT1端口电压小于Vrext2，TRIAC端口重新开启，直至每个线网周期结束复位。

或者关断控制：当REXT1端口电压大于Vrext2时，第三比较器U3被关闭，输出低电平，TRIAC端口关闭，直至每个线网周期结束复位。

图6示出了可控硅检测模块中的复位电路的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

作为本发明一实施例，上述复位电路可将图5中的T4时刻泄放电流关闭，调高电源效率。

本发明还提供了LED装置，包括交流电源，用于对交流电源输出的交流信号转换为直流信号以驱动LED灯的整流模块，该LED装置还包括如上述所述的线性恒流控制电路。

本发明还提供了一种用于LED灯的线性恒流控制方法，该线性恒流控制方法包括以下步骤：

A.对输入的线性电网进行功率补偿；

B.检测温度达到预设值时，降低所产生的基准电压值；

C.检测线性恒流控制电路接入可控硅调光器时，对流经的电流进行恒流泄放；

D.调节流经的所述电流，使得恒流输出。

作为本发明一实施例，上述线性恒流控制方法还包括：

检测线性恒流控制电路未接入可控硅调光器时，关断所述线性恒流控制电路。

综上，本发明实施例提供的用于LED灯的线性恒流控制电路、方法及LED装置，通过对输入的线性电网进行功率补偿；并当可控硅调光器接入交流线网时，对流经的电流进行恒流泄放，同时可控硅检测模块检测有调光器接入时，断开相应的泄放电流，提高系统效率。由此实现了系统在输入电压变化时，输入功率基本保持不变，并且恒流输出驱动LED灯，解决了现有的LED灯照明驱动技术存在着当线网电压波动时，整个灯具的亮度会发生变化，从而导致环境照明效果不佳的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于LED灯的线性恒流控制电路，其特征在于，所述线性恒流控制电路包括：

用于对输入的线性电网进行功率补偿的线网补偿模块；

用于检测是否接入可控硅调光器的可控硅检测模块；

与所述线网补偿模块相连接，用于产生基准电压值的基准模块；

与所述基准模块相连接，用于检测温度达到预设值时，降低所述基准电压值的过温模块；

与所述可控硅检测模块以及所述基准模块相连接，用于在所述线性恒流控制电路接入可控硅调光器时，对流经的电流进行恒流泄放的泄放模块；以及

与所述基准模块相连接，用于调节流经的所述电流，使得恒流输出的恒流驱动模块。

2.如权利要求1所述的线性恒流控制电路，其特征在于，所述线性恒流控制电路还包括：

与所述可控硅检测模块以及所述泄放模块相连接，用于对接入的参考电源进行电压变换后，对所述线性恒流控制电路进行供电的电源转换模块。

3.如权利要求1所述的线性恒流控制电路，其特征在于，所述可控硅检测模块包括：

第一电阻、第二电阻、第一比较器、第二比较器、延时单元以及逻辑控制单元；

所述第一电阻的第一端为所述可控硅检测模块的输入端，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端、所述第一比较器的反相输入端以及所述第二比较器的正相输入端共接，所述第二电阻的第二端接地，所述第一比较器的输出端接所述延时单元的输入端，所述延时单元的输出端接所述逻辑控制单元的输入端，所述第二比较器的输出端接所述逻辑控制单元的受控端，所述逻辑控制单元的输出端为所述可控硅检测模块的输出端。

4.如权利要求1所述的线性恒流控制电路，其特征在于，所述泄放模块包括：

第三比较器和第二开关管；

所述第三比较器的正相输入端接所述基准模块，所述第三比较器的输出端接所述第二开关管的受控端，所述第二开关管的输入端为所述泄放模块的输入端，所述第三比较器的反相输入端与所述第二开关管的输出端共接并作为所述泄放模块的输出端。

5.如权利要求1所述的线性恒流控制电路，其特征在于，所述线网补偿模块包括：

稳压二极管、第三电阻、第四电阻、第三开关管、第四比较器以及第五比较器；

所述稳压二极管的阴极与所述第四比较器的正相输入端共接并作为所述线网补偿模块的输入端，所述稳压二极管的阳极接地，所述第四比较器的输出端接所述第三开关管的受控端，所述第四比较器的反相输入端与所述第三开关管的输出端以及所述第三电阻的第一端共接，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端以及所述第五比较器的反相输入端共接，所述第四电阻的第二端接所述第五比较器的输出端。

6.如权利要求1所述的线性恒流控制电路，其特征在于，所述恒流驱动模块包括：

第六比较器和第一开关管；

所述第六比较器的正相输入端接所述基准模块，所述第六比较器的输出端接所述第一开关管的受控端，所述第一开关管的输入端为所述恒流驱动模块的输入端，所述第六比较器的反相输入端与所述第一开关管的输出端共接并作为所述恒流驱动模块的输出端。

7.如权利要求6所述的线性恒流控制电路，其特征在于，所述第一开关管为场效应管或者三极管；

所述场效应管的栅极、漏极以及源极分别为所述第一开关管的受控端、输入端以及输出端；

所述三极管的基极、集电极以及发射极分别为所述第一开关管的受控端、输入端以及输出端。

8.一种LED装置，包括交流电源，用于对所述交流电源输出的交流信号转换为直流信号以驱动LED灯的整流模块，其特征在于，所述LED装置还包括如上述权利要求1-7任一项的线性恒流控制电路。

9.一种用于LED灯的线性恒流控制方法，其特征在于，所述线性恒流控制方法包括：

对输入的线性电网进行功率补偿；

检测温度达到预设值时，降低所产生的基准电压值；

检测线性恒流控制电路接入可控硅调光器时，对流经的电流进行恒流泄放；

调节流经的所述电流，使得恒流输出。

10.如权利要求9所述的线性恒流控制方法，其特征在于，所述线性恒流控制方法还包括：

检测所述线性恒流控制电路未接入可控硅调光器时，关断所述线性恒流控制电路。