CN110913531A - 一种多段线性led驱动电路、装置及驱动方法 - Google Patents

一种多段线性led驱动电路、装置及驱动方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110913531A
CN110913531A CN201911203144.6A CN201911203144A CN110913531A CN 110913531 A CN110913531 A CN 110913531A CN 201911203144 A CN201911203144 A CN 201911203144A CN 110913531 A CN110913531 A CN 110913531A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
resistor
operational amplifier
voltage
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911203144.6A
Other languages
English (en)
Inventor
麦炎全
陈博
邓迅升
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Sendis Semiconductor Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Sendis Semiconductor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Sendis Semiconductor Co Ltd filed Critical Shenzhen Sendis Semiconductor Co Ltd
Priority to CN201911203144.6A priority Critical patent/CN110913531A/zh
Publication of CN110913531A publication Critical patent/CN110913531A/zh
Priority to US17/077,137 priority patent/US11076465B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/48—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs organised in strings and incorporating parallel shunting devices

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多段线性LED驱动电路、装置及驱动方法，多段线性LED驱动电路包括参考电压输入模块、电流源模块、电压控制模块、电流调节模块、相互串联的至少两个LED灯串以及与LED灯串对应的至少两路驱动模块；参考电压输入模块为各路驱动模块提供参考电压；电流源模块为电压控制模块提供直流电流；电压控制模块根据直流电流控制驱动模块的输入电压；驱动模块根据参考电压、输入电压和线电压恒流驱动对应的LED灯串点亮或熄灭；电流调节模块调节恒流电流；其中，后一路驱动模块的恒流电流大于前一路驱动模块的恒流电流，且当后一路驱动模块有电流通过时，前一路驱动模块停止驱动，在降低谐波影响的同时，降低了电路实现成本。

Description

一种多段线性LED驱动电路、装置及驱动方法
技术领域
本发明涉及LED技术领域，特别涉及一种多段线性LED驱动电路、装置及驱动方法。
背景技术
传统单段线性恒流LED驱动，LED灯串电压至少要达到整流桥输出电压的2/3及以上，高LED灯串电压导致流过整流桥的电流波形严重畸变，造成功率因数差，谐波失真大，并且效率低。
而传统的多段线性恒流驱动需要产生多个参考电压来控制各恒流源的电流，相比于单段线性恒流LED驱动，其效率、功率因数值及总谐波失真都得到改善，但分次谐波失真仍无法满足规范要求，并且产生多个参考电压将让电路实现变得复杂。增加LED灯串段数可部分解决分次谐波的问题，但是每增加一段LED灯串，相应增加一个恒流源，电路实现成本增加。
因而现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种多段线性LED驱动电路、装置及驱动方法，通过采用一个参考电压来控制恒流源并简化了外围电路，在降低谐波影响的同时，进一步降低了电路实现成本。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种多段线性LED驱动电路，包括参考电压输入模块、电流源模块、电压控制模块、电流调节模块、相互串联的至少两个LED灯串以及与所述LED灯串对应的至少两路驱动模块；所述参考电压输入模块用于为各路所述驱动模块提供参考电压；所述电流源模块用于为所述电压控制模块提供直流电流；所述电压控制模块用于根据所述直流电流控制所述驱动模块的输入电压；所述驱动模块用于根据所述参考电压、所述输入电压和线电压恒流驱动对应的LED灯串点亮或熄灭；所述电流调节模块用于调节流经对应的LED灯串的恒流电流；其中，后一路所述驱动模块的恒流电流大于前一路所述驱动模块的恒流电流，且当后一路所述驱动模块有电流通过时，前一路所述驱动模块停止驱动。
所述的多段线性LED驱动电路中，所述电压控制模块包括电阻串，所述电阻串包括若干串联连接的电阻，所述电阻串的上端连接所述电流源模块，所述电阻串的下端连接所述电流调节模块，每个所述电阻的上端抽头分别引出连接各个所述驱动模块的输入电压端。
所述的多段线性LED驱动电路中，所述参考电压输入模块包括参考电压源，所述参考电压源用于输出恒定的参考电压至所述驱动模块。
所述的多段线性LED驱动电路中，所述参考电压输入模块包括分压单元，所述分压单元对线电压进行分压后输出与所述线电压同步变化的参考电压至所述驱动模块。
所述的多段线性LED驱动电路中，所述分压单元包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端连接线电压输入端，所述第一电阻的另一端连接所述第二电阻的一端和各个所述驱动模块，所述第二电阻的另一端接地。
所述的多段线性LED驱动电路中，所述驱动模块包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第四运算放大器、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管；所述电压控制模块包括第三电阻、第四电阻和第五电阻；
所述第一运算放大器的正相输入端、所述第二运算放大器的正相输入端、所述第三运算放大器的正相输入端和所述第四运算放大器的正相输入端均连接所述参考电压源的正极；所述第一运算放大器的反相输入端连接所述电流源模块和所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接所述第四电阻的一端和所述第二运算放大器的反相输入端；所述第四电阻的另一端连接所述第五电阻的一端和所述第三运算放大器的反相输入端；所述第五电阻的另一端连接所述第四运算放大器的反相输入端和所述电流调节模块；所述第一运算放大器的输出端连接所述第一MOS管的栅极，所述第一MOS管漏极、所述第二MOS管的漏极、所述第三MOS管的漏极和所述第四MOS关的漏极均连接每个所述LED灯串的输出端，所述第一MOS管的源极、所述第二MOS管的源极、所述第三MOS管的源极和所述第四MOS管的源极均连接所述电流调节模块；所述第二运算放大器的输出端连接所述第二MOS管的栅极，所述第三运算放大器的输出端连接所述第三MOS管的栅极，所述第四运算放大器的输出端连接所述第四MOS管的源极。
所述的多段线性LED驱动电路中，所述驱动模块包括第五运算放大器、第六运算放大器和第七运算放大器；所述电压控制模块包括第六电阻和第七电阻；
所述第五运算放大器的正相输入端、所述第六运算放大器的正相输入端和所述第七运算放大器的正相输入端均连接所述第一电阻的另一端和所述第二电阻的一端，所述第五运算放大器的反相输入端连接所述电流源模块和所述第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端连接所述第七电阻的一端和所述第六运算放大器的反相输入端，所述第七电阻的另一端连接所述第七运算放大器的反相输入端和所述电流调节模块；所述第五运算放大器的输出端连接所述第五MOS管的栅极，所述第六运算放大器的输出端连接所述第六MOS管的栅极，所述第七运算放大器的输出端连接所述第七MOS管的栅极；所述第五MOS管的源极、所述第六MOS管的源极和所述第七MOS管的源极均连接所述电流调节模块；所述第五MOS管的漏极、所述第六MOS管的漏极和所述第七MOS管的漏极均分别连接每个所述LED灯串的输出端。
所述的多段线性LED驱动电路中，所述电流调节模块包括恒流电阻，所述恒流电阻的一端连接所述电压控制模块和所述驱动模块，所述恒流电阻的另一端接地。
一种基于如上所述的多段线性LED驱动电路的驱动方法，包括如下步骤：
所述参考电压输入模块为各路所述驱动模块提供参考电压；
所述电流源模块为所述电压控制模块提供直流电流；
所述电压控制模块根据所述直流电流控制所述驱动模块的输入电压；
所述驱动模块根据所述参考电压、所述输入电压和线电压恒流驱动对应的LED灯串点亮或熄灭；其中，后一路所述驱动模块的恒流电流大于前一路所述驱动模块的恒流电流，且当后一路所述驱动模块有电流通过时，前一路所述驱动模块停止驱动；
所述电流调节模块用于调节流经对应的LED灯串的恒流电流。
一种多段线性LED驱动装置，包括如上所述的多段线性LED驱动。
相较于现有技术，本发明提供了一种多段线性LED驱动电路、装置及驱动方法，所述多段线性LED驱动电路包括参考电压输入模块、电流源模块、电压控制模块、电流调节模块、相互串联的至少两个LED灯串以及与所述LED灯串对应的至少两路驱动模块；所述参考电压输入模块用于为各路所述驱动模块提供参考电压；所述电流源模块用于为所述电压控制模块提供直流电流；所述电压控制模块用于根据所述直流电流控制所述驱动模块的输入电压；所述驱动模块用于根据所述参考电压、所述输入电压和线电压恒流驱动对应的LED灯串点亮或熄灭；所述电流调节模块用于调节流经对应的LED灯串的恒流电流；其中，后一路所述驱动模块的恒流电流大于前一路所述驱动模块的恒流电流，且当后一路所述驱动模块有电流通过时，前一路所述驱动模块停止驱动，通过采用一个参考电压来控制恒流源并简化了外围电路，在降低谐波影响的同时，进一步降低了电路实现成本。
附图说明
图1为本发明提供的多段线性LED驱动电路的结构框图；
图2为本发明提供的多段线性LED驱动电路的电路原理图；
图3为本发明提供的多段线性LED驱动电路中第一实施例的电路原理图；
图4为本发明提供的多段线性LED驱动电路中第一实施例的线电压和LED灯串的恒流电流的波形图；
图5为本发明提供的多段线性LED驱动电路中第二实施例的电路原理图；
图6为本发明提供的多段线性LED驱动电路中第二实施例的线电压和LED灯串的恒流电流的波形图；
图7为本发明提供的多段线性LED驱动方法的流程图。
具体实施方式
鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多段线性LED驱动电路、装置及驱动方法，通过采用一个参考电压来控制恒流源并简化了外围电路，在降低谐波影响的同时，进一步降低了电路实现成本。
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请一并参阅图1，本发明提供的多段线性LED驱动电路，包括整流模块100、参考电压输入模块200、电流源模块300、电压控制模块400、电流调节模块500、相互串联的至少两个LED灯串以及与所述LED灯串对应的至少两路驱动模块600；所述整流模块100的输入端连接所述交流电源，所述整流模块100的输出端连接所述LED灯串的输入端，每个所述LED灯串的输出端连接所述驱动模块600的输入端，所述驱动模块600的输入端还连接所述参考电压输入模块200和所述电压控制模块400，所述驱动模块600的输出端连接所述电流调节模块500。
本发明中,所述整流模块100将所述交流电源提供的交流电进行整流处理后输出线电压流经所述LED灯串至所述驱动模块600；所述参考电压输入模块200用于为各路所述驱动模块600提供参考电压，所述参考电压可以是恒定的直流电压也可以是与所述整流桥模块100输出的线电压同步的周期性电压信号；所述电流源模块300用于为所述电压控制模块400提供直流电流；所述电压控制模块400用于根据所述直流电流控制所述驱动模块600的输入电压，所述直流电流流经所述电压控制模块400，通过所述电压控制模块400控制相邻的两个驱动模块600之间保持一个固定不变的电压差；所述驱动模块600用于根据所述参考电压和所述输入电压恒流驱动对应的LED灯串点亮或熄灭，控制流经对应的LED灯串的电流恒定；所述电流调节模块500用于调节流经对应的LED灯串的恒流电流，控制流经所述LED灯串的最大恒流电流；其中，后一路所述驱动模块600的恒流电流大于前一路所述驱动模块600的恒流电流，且当后一路所述驱动模块600有电流通过时，前一路所述驱动模块600停止驱动；因此通过一个参考电压控制多个驱动模块600效率高，且不需额外的采样电路，降低外围电路的复杂性，减小了成本。
进一步地，请一并参阅图2，所述电压控制模块400包括电阻串，所述电阻串包括若干串联连接的电阻，所述电阻串的上端连接所述电流源模块300，所述电阻串的下端连接所述电流调节模块500，每个所述电阻的上端抽头分别引出连接各个所述驱动模块600的输入电压端，所述电流源模块300提供一个直流电流流经所述电阻串中的各个电阻，进而得到一个对应的电压，通过各个电阻的电压来控制各个驱动模块600的输入电压，进而可使得相邻的驱动模块600之间的输入电压保持一个固定的电压差。
进一步地，所述电流调节模块500包括恒流电阻，所述恒流电阻的一端连接所述电压控制模块400和所述驱动模块600，所述恒流电阻的另一端接地，通过设定恒流电阻的阻值来调节各个驱动模块600的恒流电流。
具体地，记所述直流电流为Ios，参考电压为Vref，线电压为Vrec，各个LED灯串分别为LED1、LED2、LED3、……、LEDN；每个驱动模块600的恒流电流分别I1、I2、I3、……、IN，所述电阻串的各个电阻为Ros1、Ros2、Ros3、……RosN-1，恒流电阻Rcs，所述电阻串中电阻的电压为Vdif1、Vdif2、Vdif3、……、Vdifi；进而对应的各个驱动模块600对应的恒流电流为：
Figure BDA0002296358050000071
Figure BDA0002296358050000072
……
IN＝Vref/Rcs-Ios；
因为Ios远小于Vref/Rcs(至少两个数量级以上)，所以上述各项可忽略Ios，表示为：
Figure BDA0002296358050000073
Figure BDA0002296358050000074
……
IN＝Vref/Rcs，其中，N为大于1的正整数，i为正整数，Vdifi＝Ios*Ros。
当所述多段线性LED驱动电路进入工作状态之后，当所述整流桥模块100输出的所述线电压Vrec小于所述第一灯串LED1的导通电压Vled1时LED1灯串无电流，LED1灯串不亮；当Vled1<Vrec<Vled1+Vled2时，LED1点亮，电流为I1，Vled2为LED2灯串的导通电压；当所述线电压Vrec继续增大到Vled1+Vled2<Vrec<Vled1+Vled2+Vled3时，LED1、LED2点亮，电流为I2，Vled3为灯串LED3的导通电压；与此同时前一路的驱动模块600也即对应提供恒流电流I1的所述驱动模块600关闭停止驱动，如此类推随着所述线电压Vrec增大点亮的灯串增多，同时所述驱动模块600逐级关闭，随着所述线电压Vrec减小点亮的LED灯串减小，同时所述驱动模块600逐级导通，由此完成各个LED灯串的驱动控制，通过设定所述电阻串中各个电阻的阻值，使得所述恒流电流的波形变化接近于所述线电压Vrec的波形，谐波失真减小，功率因数提高。
本发明的第一实施例中，请参阅图3，所述参考电压输入模块200包括参考电压源，所述参考电压源的正极连接各个所述驱动模块600，所述参考电压源的负极接地；所述参考电压源用于输出恒定的参考电压Vref至所述驱动模块600，具体地，通过4组LED灯串，4路驱动模块600对所述多段线性LED驱动电路的工作原理进行说明。
本实施例中，所述驱动模块600包括第一运算放大器OP1、第二运算放大器OP2、第三运算放大器OP3、第四运算放大器OP4、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3和第四MOS管Q4；所述电压控制模块400包括第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5；所述第一运算放大器OP1的正相输入端、所述第二运算放大器OP2的正相输入端、所述第三运算放大器OP3的正相输入端和所述第四运算放大器OP4的正相输入端均连接所述参考电压源的正极；所述第一运算放大器OP1的反相输入端连接所述电流源模块300和所述第三电阻R3的一端，所述第三电阻R3的另一端连接所述第四电阻R4的一端和所述第二运算放大器OP2的反相输入端；所述第四电阻R4的另一端连接所述第五电阻R5的一端和所述第三运算放大器OP3的反相输入端；所述第五电阻R5的另一端连接所述第四运算放大器OP4的反相输入端和所述电流调节模块500；所述第一运算放大器OP1的输出端连接所述第一MOS管Q1的栅极，所述第一MOS管Q1漏极、所述第二MOS管Q2的漏极、所述第三MOS管Q3的漏极和所述第四MOS关的漏极均连接每个所述LED灯串的输出端，所述第一MOS管Q1的源极、所述第二MOS管Q2的源极、所述第三MOS管Q3的源极和所述第四MOS关的源极均连接所述电流调节模块500；所述第二运算放大器OP2的输出端连接所述第二MOS管Q2的栅极，所述第三运算放大器OP3的输出端连接所述第三MOS管Q3的栅极，所述第四运算放大器OP4的输出端连接所述第四MOS管Q4的源极。
本实施例中，各个所述驱动模块600中依据各运算放大器的虚短和虚断特性，控制流过对应LED灯串的电流恒定，所述电流源模块300为所述第三电阻R3、所述第四电阻R4和所述第五电阻R5提供直流电流Ios，来分别控制所述第一运算放大器OP1、所述第二运算放大器OP2和所述第三运算放大器OP3的输入电压也即各个运算放大器的反相输入端电压，所述恒流电阻Rcs则用于控制所述第四运算放大器OP4的负端电压，并通过设定恒流电阻Rcs的阻值可控制流过各LED灯串的最大电流。
当Vrec<Vled1时，LED灯串无电流，所有LED都不亮。
当Vled1<Vrec<Vled+Vled2时，LED灯串电流为Iled＝I1＝[Vref-(Vdif1+Vdif2+Vdif3)]/Rcs，LED1亮，此时，所述第一运算放大器OP1由于虚短特性正相输入端电压V1+等于反相输入端电压V1-，即V1+＝V1-＝Vref。
当Vled1+Vled2<Vrec<Vled+Vled2+Vled3时，LED灯串电流为Iled＝I2＝[Vref-(Vdif2+Vdif3)]/Rcs，LED1、LED2亮，此时所述第二运算放大器OP2由于虚短特性正相输入端电压V2+等于反相输入端电压V2-，即V2+＝V2-＝Vref，而所述第一运算放大器OP1的反相输入端电压V1-＝Vref+Vdif1大于正相输入端电压V1+＝Vref，因此所述第一MOS管Q1关闭。
当Vled1+Vled2+Vled3<Vrec<Vled+Vled2+Vled3+Vled4时，LED灯串电流为Iled＝I3＝(Vref-Vdif3)/Rcs，LED1、LED2、LED3亮，此时，所述第二运算放大器OP2的反相输入端电压大于正相输入端电压，因此所述第二MOS管Q2关闭。
当Vled+Vled2+Vled3+Vled4<Vrec时，LED灯串电流为Iled＝I4＝Vref/Rcs，所有LED1、LED2、LED3、LED4都亮，对应的所述第三MOS管Q3关闭，其中，Vdif1＝Ios*R3；Vdif2＝Ios*R4；Vdif3＝Ios*R5。
因为参考电压源只需产生一恒定直流低电压作为所述参考电压Vref，在对效率要求较高且谐波失真要求不高的应用中，通过所述恒流电阻Rcs的值，可得到最大LED灯串电流I4＝Vref/Rcs，设定电阻R3～R5的值后，电流I1、I2及I3也就确定且满足I1<I2<I3<I4。其中，电阻R3～R5的值决定了Vdif1～Vdif3，Vdif1～Vdif3决定了Iled的变化，通过设定电阻R3～R5的值使Iled更接近所述线电压Vrec波形(如图4所示)，以得到更高的功率因数和更低的谐波失真，电阻R3～R5的值确定后不再改变，更易于系统集成，集成后芯片PAD减少，更易于PCB走线。
本发明的第二实施例中，请参阅图5，所述参考电压输入模块200包括分压单元，所述分压单元对所述线电压Vrec进行分压后输出与所述线电压Vrec同步变化的参考电压Vref至所述驱动模块600，所述分压单元包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端连接线电压输入端，所述第一电阻R1的另一端连接所述第二电阻R2的一端和各个所述驱动模块600，所述第二电阻R2的另一端接地，通过所述第一电阻R1对所述线电压Vrec进行分压后得到与所述线电压Vrec同步变化的参考电压Vref，进而实现对各个驱动模块600的控制。
本实施例中，通过3组LED灯串，3路驱动模块600对所述多段线性LED驱动电路的工作原理进行说明。
具体地，请继续参阅图5，所述驱动模块600包括第五运算放大器OP5、第六运算放大器OP6和第七运算放大器OP7；所述电压控制模块400包括第六电阻R6和第七电阻R7；所述第五运算放大器OP5的正相输入端、所述第六运算放大器OP6的正相输入端和所述第七运算放大器OP7的正相输入端均连接所述第一电阻R1的另一端和所述第二电阻R2的一端，所述第五运算放大器OP5的反相输入端连接所述电流源模块300和所述第六电阻R6的一端，所述第六电阻R6的另一端连接所述第七电阻R7的一端和所述第六运算放大器OP6的反相输入端，所述第七电阻R7的另一端连接所述第七运算放大器OP7的反相输入端和所述电流调节模块500；所述第五运算放大器OP5的输出端连接所述第五MOS管Q5的栅极，所述第六运算放大器OP6的输出端连接所述第六MOS管Q6的栅极，所述第七运算放大器OP7的输出端连接所述第七MOS管Q7的栅极；所述第五MOS管Q5的源极、所述第六MOS管Q6的源极和所述第七MOS管Q7的源极均连接所述电流调节模块500；所述第五MOS管Q5的漏极、所述第六MOS管Q6的漏极和所述第七MOS管Q7的漏极均分别连接每个所述LED灯串的输出端。
其中，所述参考电压由所述第一电阻R1对所述线电压进行分压产生，输入到所述第五运算放大器OP5、所述第六运算放大器OP6和所述第七运算放大器OP7的正相输入端，所述电流源模块300输出一直流电流至所述第六电阻R6和所述第七电阻R7，分别控制所述第五运算放大器OP5和所述第六运算放大器OP6的反相输入端电压，所述恒流电阻Rcs则可控制所述第七运算放大器OP7的反相输入端电压，并通过设定所述恒流电阻Rcs的阻值，可控制流经各个LED灯串的最大电流。
当Vrec<Vled1时，LED灯串无电流，所有LED都不亮。
当Vled1<Vrec<Vled+Vled2时，LED灯串电流为Iled＝I1＝[Vref-(Vdif1+Vdif2)]/Rcs，LED1亮。
当Vled1+Vled2<Vrec<Vled+Vled2+Vled3时，LED灯串电流为Iled＝I2＝(Vref-Vdif2)/Rcs，LED1、LED2亮，对应的所述第五MOS管Q5关闭。
当Vled+Vled2+Vled3<Vrec时，LED灯串电流为Iled＝I3＝Vref/Rcs，所有LED1、LED2、LED3都亮，对应的，所述第六MOS管Q6关闭；其中，Vdif1＝Ios*R6；Vdif2＝Ios*R7。
具体地，因为所述参考电压是对所述线电压Vrec分压产生，因此所述参考电压与所述线电压Vrec同步，所以Vdif1和Vdif2越小，Iled的变化越接近所述线电压Vrec波形(如图6所示)，谐波失真就越小，功率因数就越高。但由于批量生产时的工艺误差，运算放大器有失调电压Vosn，这限制了Vdif1和Vdif2不能无限小。当满足运算放大器反相输入端电压Vn-大于各自正相输入端电压Vn+时才能保证在下一段LED灯串有电流时把前一段的LED灯串电流关闭，也即将前一路的MOS管关闭，由此需要对应运算放大器的Vn->Vn+，而Vn-＝Vref+Vdifi-Vosn，Vn+＝Vref，因此需要保证Vdifi应大于Vosn，而Vdifi与所述电阻串中的电阻值有关，在设定所述电压控制模块400中各电阻的阻值时，应保证其对应的电压大于与其连接的运算放大器的失调电压。
因为本实施例中所述参考电压Vref由所述线电压Vrec分压产生，所述参考电压Vref与所述线电压Vrec同步，当所述线电压Vrec增大，所述参考电压Vref增大，对应的流经LED灯串的电流Iled随之增大；当所述线电压Vrec减小，所述参考电压Vref减小，Iled随之减小，流经LED灯串的电流Iled随所述线电压Vrec同步变化。相比于通过增加LED灯串段数来改善谐波失真的方法，本实施例中，谐波失真抑制的更好，功率因数更高，电路结构简单实现成本低。所述第六电阻R6和所述第七电阻R7的阻值只与对应连接的运算放大器的失调电压Vosn相关，当其阻值确定后不再变化，更易于系统集成，集成后芯片PAD减少，更易于PCB走线。在同样段数LED灯串的情况下，相比于采用多个参考电压的方案，采用一个与所述线电压Vrec同步的参考电压Vref能得到更好的功率因数，更低的谐波失真，分次谐波也满足各种规范要求，且外围并不需要设置多余复杂的采样电路，结构简单，实现成本低。
本发明还相应提供一种多段线性LED驱动方法，请参阅图7，包括步骤：
S100、所述参考电压输入模块为各路所述驱动模块提供参考电压；
S200、所述电流源模块为所述电压控制模块提供直流电流；
S300、所述电压控制模块根据所述直流电流控制所述驱动模块的输入电压；
S400、所述驱动模块根据所述参考电压、所述输入电压和线电压恒流驱动对应的LED灯串点亮或熄灭；其中，后一路所述驱动模块的恒流电流大于前一路所述驱动模块的恒流电流，且当后一路所述驱动模块有电流通过时，前一路所述驱动模块停止驱动；
S500、所述电流调节模块用于调节流经对应的LED灯串的恒流电流。
基于上述的LED驱动电路，本发明还相应提供了一种多段线性LED驱动装置，包括如上所述的多段线性LED驱动，由于上文对该多段线性LED驱动进行了详细描述，此处不再赘述。
综上所述，本发明提供了一种多段线性LED驱动电路、装置及驱动方法，所述多段线性LED驱动电路包括参考电压输入模块、电流源模块、电压控制模块、电流调节模块、相互串联的至少两个LED灯串以及与所述LED灯串对应的至少两路驱动模块；所述参考电压输入模块用于为各路所述驱动模块提供参考电压；所述电流源模块用于为所述电压控制模块提供直流电流；所述电压控制模块用于根据所述直流电流控制所述驱动模块的输入电压；所述驱动模块用于根据所述参考电压、所述输入电压和线电压恒流驱动对应的LED灯串点亮或熄灭；所述电流调节模块用于调节流经对应的LED灯串的恒流电流；其中，后一路所述驱动模块的恒流电流大于前一路所述驱动模块的恒流电流，且当后一路所述驱动模块有电流通过时，前一路所述驱动模块停止驱动，通过采用一个参考电压来控制恒流源并简化了外围电路，在降低谐波影响的同时，进一步降低了电路实现成本。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种多段线性LED驱动电路，其特征在于，包括参考电压输入模块、电流源模块、电压控制模块、电流调节模块、相互串联的至少两个LED灯串以及与所述LED灯串对应的至少两路驱动模块；所述参考电压输入模块用于为各路所述驱动模块提供参考电压；所述电流源模块用于为所述电压控制模块提供直流电流；所述电压控制模块用于根据所述直流电流控制所述驱动模块的输入电压；所述驱动模块用于根据所述参考电压、所述输入电压和线电压恒流驱动对应的LED灯串点亮或熄灭；所述电流调节模块用于调节流经对应的LED灯串的恒流电流；其中，后一路所述驱动模块的恒流电流大于前一路所述驱动模块的恒流电流，且当后一路所述驱动模块有电流通过时，前一路所述驱动模块停止驱动。
2.根据权利要求1所述的多段线性LED驱动电路，其特征在于，所述电压控制模块包括电阻串，所述电阻串包括若干串联连接的电阻，所述电阻串的上端连接所述电流源模块，所述电阻串的下端连接所述电流调节模块，每个所述电阻的上端抽头分别引出连接各个所述驱动模块的输入电压端。
3.根据权利要求1所述的多段线性LED驱动电路，其特征在于，所述参考电压输入模块包括参考电压源，所述参考电压源用于输出恒定的参考电压至所述驱动模块。
4.根据权利要求1所述的多段线性LED驱动电路，其特征在于，所述参考电压输入模块包括分压单元，所述分压单元对线电压进行分压后输出与所述线电压同步变化的参考电压至所述驱动模块。
5.根据权利要求4所述的多段线性LED驱动电路，其特征在于，所述分压单元包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端连接线电压输入端，所述第一电阻的另一端连接所述第二电阻的一端和各个所述驱动模块，所述第二电阻的另一端接地。
6.根据权利要求3所述的多段线性LED驱动电路，其特征在于，所述驱动模块包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第四运算放大器、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管；所述电压控制模块包括第三电阻、第四电阻和第五电阻；
所述第一运算放大器的正相输入端、所述第二运算放大器的正相输入端、所述第三运算放大器的正相输入端和所述第四运算放大器的正相输入端均连接所述参考电压源的正极；所述第一运算放大器的反相输入端连接所述电流源模块和所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接所述第四电阻的一端和所述第二运算放大器的反相输入端；所述第四电阻的另一端连接所述第五电阻的一端和所述第三运算放大器的反相输入端；所述第五电阻的另一端连接所述第四运算放大器的反相输入端和所述电流调节模块；所述第一运算放大器的输出端连接所述第一MOS管的栅极，所述第一MOS管漏极、所述第二MOS管的漏极、所述第三MOS管的漏极和所述第四MOS关的漏极均连接每个所述LED灯串的输出端，所述第一MOS管的源极、所述第二MOS管的源极、所述第三MOS管的源极和所述第四MOS管的源极均连接所述电流调节模块；所述第二运算放大器的输出端连接所述第二MOS管的栅极，所述第三运算放大器的输出端连接所述第三MOS管的栅极，所述第四运算放大器的输出端连接所述第四MOS管的源极。
7.根据权利要求5所述的多段线性LED驱动电路，其特征在于，所述驱动模块包括第五运算放大器、第六运算放大器和第七运算放大器；所述电压控制模块包括第六电阻和第七电阻；
所述第五运算放大器的正相输入端、所述第六运算放大器的正相输入端和所述第七运算放大器的正相输入端均连接所述第一电阻的另一端和所述第二电阻的一端，所述第五运算放大器的反相输入端连接所述电流源模块和所述第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端连接所述第七电阻的一端和所述第六运算放大器的反相输入端，所述第七电阻的另一端连接所述第七运算放大器的反相输入端和所述电流调节模块；所述第五运算放大器的输出端连接所述第五MOS管的栅极，所述第六运算放大器的输出端连接所述第六MOS管的栅极，所述第七运算放大器的输出端连接所述第七MOS管的栅极；所述第五MOS管的源极、所述第六MOS管的源极和所述第七MOS管的源极均连接所述电流调节模块；所述第五MOS管的漏极、所述第六MOS管的漏极和所述第七MOS管的漏极均分别连接每个所述LED灯串的输出端。
8.根据权利要求1所述的多段线性LED驱动电路，其特征在于，所述电流调节模块包括恒流电阻，所述恒流电阻的一端连接所述电压控制模块和所述驱动模块，所述恒流电阻的另一端接地。
9.一种基于如权利要求1-8任意一项所述的多段线性LED驱动电路的驱动方法，其特征在于，包括如下步骤：
所述参考电压输入模块为各路所述驱动模块提供参考电压；
所述电流源模块为所述电压控制模块提供直流电流；
所述电压控制模块根据所述直流电流控制所述驱动模块的输入电压；
所述驱动模块根据所述参考电压、所述输入电压和线电压恒流驱动对应的LED灯串点亮或熄灭；其中，后一路所述驱动模块的恒流电流大于前一路所述驱动模块的恒流电流，且当后一路所述驱动模块有电流通过时，前一路所述驱动模块停止驱动；
所述电流调节模块用于调节流经对应的LED灯串的恒流电流。
10.一种多段线性LED驱动装置，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的多段线性LED驱动电路。
CN201911203144.6A 2019-11-29 2019-11-29 一种多段线性led驱动电路、装置及驱动方法 Pending CN110913531A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911203144.6A CN110913531A (zh) 2019-11-29 2019-11-29 一种多段线性led驱动电路、装置及驱动方法
US17/077,137 US11076465B2 (en) 2019-11-29 2020-10-22 Multi-segment linear LED drive circuit, device and driving method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911203144.6A CN110913531A (zh) 2019-11-29 2019-11-29 一种多段线性led驱动电路、装置及驱动方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110913531A true CN110913531A (zh) 2020-03-24

Family

ID=69820983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911203144.6A Pending CN110913531A (zh) 2019-11-29 2019-11-29 一种多段线性led驱动电路、装置及驱动方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11076465B2 (zh)
CN (1) CN110913531A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111565500A (zh) * 2020-06-11 2020-08-21 深圳市明微电子股份有限公司 高功率因数低谐波的led驱动电路及led装置
CN114040543A (zh) * 2021-07-20 2022-02-11 杰华特微电子股份有限公司 一种led线性驱动电路

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140130666A (ko) * 2011-12-16 2014-11-11 어드밴스드 라이팅 테크놀러지, 인크. 고역률 내구성 저비용 led 램프 개조형 시스템 및 방법
US8901854B1 (en) * 2013-05-08 2014-12-02 Anwell Semiconductor Corp. Multi-segment LED driving circuit
TWI547204B (zh) * 2014-09-09 2016-08-21 普誠科技股份有限公司 發光二極體（ｌｅｄ）驅動裝置及改善發光二極體（ｌｅｄ）驅動裝置的電流諧波失真的方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111565500A (zh) * 2020-06-11 2020-08-21 深圳市明微电子股份有限公司 高功率因数低谐波的led驱动电路及led装置
CN114040543A (zh) * 2021-07-20 2022-02-11 杰华特微电子股份有限公司 一种led线性驱动电路
CN114040543B (zh) * 2021-07-20 2023-08-29 杰华特微电子股份有限公司 一种led线性驱动电路

Also Published As

Publication number Publication date
US11076465B2 (en) 2021-07-27
US20210168916A1 (en) 2021-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108093530B (zh) 控制电路、控制方法和应用其的线性led驱动电路
WO2021175024A1 (zh) 一种led调光电路、装置及其调光方法
CN101902855B (zh) 发光二极管驱动电路及背光模块
CN103037597B (zh) 多路led恒流控制电路及led光源控制系统
US20170019969A1 (en) Ac led light engine
CN202197435U (zh) 发光二极管串的驱动电路、发光装置和电子设备
CN2935615Y (zh) 具有多路定电流输出的电源供应装置
WO2011010774A1 (ko) 발광다이오드 조명장치
CN106793253B (zh) 一种led线性恒流驱动电路及led照明装置
CN105722287A (zh) 一种线性led驱动电路及方法
CN110913531A (zh) 一种多段线性led驱动电路、装置及驱动方法
JP2016526780A (ja) Ｌｅｄバックライトシステム及び表示装置
WO2015058362A1 (zh) 一种led背光驱动电路和驱动方法
CN109032232A (zh) 电子装置
CN106211485B (zh) 电流控制电路及应用其的led驱动电路
CN211297044U (zh) 一种多段线性led驱动电路、装置
CN108307557A (zh) 用于校正电力谐波的方法和装置
CN106455191A (zh) 照明装置
JP5947609B2 (ja) Ｌｅｄ照明機器及びこれに用いられる半導体装置
CN103687164A (zh) 发光二级管驱动装置及其运作方法
CN102833903A (zh) 负载驱动电路
US10470261B2 (en) Method of generating stable direct current signal, silicon controlled switch dimming method and device
CN107342059B (zh) 一种电流控制电路及控制方法、背光模组、显示装置
CN214960194U (zh) 一种led恒功率电路及装置
CN201114866Y (zh) 一种led灯具的单元电路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination