CN113163552B - 双基岛芯片驱动电路、芯片、恒流驱动电路及控制方法 - Google Patents

双基岛芯片驱动电路、芯片、恒流驱动电路及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了双基岛芯片驱动电路、芯片、恒流驱动电路及控制方法，包括第一电流源、第二电流源、切换开关和控制电路；第一电流源、第二电流源一端互相连接，另一端连接分别与外部连接；控制电路检测电路中的电流或电压参数，并控制切换开关和第一电流源的导通或截止；第一电流源、第二电流源和控制电路设置在一个载体上；切换开关两端控制外部两端连接形成的通路开启或关闭，切换开关设置在另一载体上。通过双基岛的设置，将芯片进行集成，为LED器件提供稳定、高效的电源供应，方便芯片级联，可提供大功率驱动的支持，可适应供电电压范围宽，电源效率高。

Description

双基岛芯片驱动电路、芯片、恒流驱动电路及控制方法
本申请要求申请日为2019年6月6日的中国专利申请CN201910493482.1的优先权。
本申请要求申请日为2019年11月13日的中国专利申请CN201911107801.7的优先权。
本申请引用上述中国专利申请的全文。
技术领域
本发明涉及LED驱动电路领域，特别涉及双基岛芯片驱动电路、芯片、恒流驱动电路及控制方法。
背景技术
当前LED照明一般使用线性恒流驱动电路，如图1所示，供电电源V11、LED器件D11和电流源I11依次串联构成闭合的能量回路。该电路非常简单，但是要求供电电源V11和LED器件D11的电压尽可能的接近以获得高效率，LED器件D11的导通门限越高，该电路的转换效率越高。但另一方面，如果LED器件D11的导通门限较高，在供电电源V11波动到较低电压时，LED器件D11上流过的电流会大幅度下降甚至没有电流经过，这使得该驱动电路不能同时满足较宽的供电电源电压范围和高效率，在供电不稳定的场合应用受到限制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中LED照明用线性恒流驱动电路不能同时满足较宽的供电电源电压范围和高效率的缺陷，提供双基岛芯片驱动电路、芯片、恒流驱动电路及控制方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种双基岛芯片驱动电路，包括第一电流源、第二电流源、切换开关和控制电路；
第一电流源的一端、第二电流源的一端互相连接后与外部电源的一端连接，第一电流源的另一端、第二电流源的另一端分别与双基岛芯片驱动电路的外部器件连接；切换开关两端分别连接第一电流源的另一端和外部电源的另一端；
控制电路检测芯片驱动电路中的电压和/或电流参数，并控制切换开关的导通或截止，以及第一电流源的导通或截止；第一电流源、第二电流源和控制电路设置在一个载体上；
所述切换开关导通时，旁路与切换开关并联的外部负载，所述切换开关截止时，与切换开关并联的外部负载导通，切换开关设置在另一载体上。
更进一步的，所述控制电路包括供电电压判断电路、定时电路和触发电路；
所述供电电压判断电路用于判断外部供电电源两端电压与外部负载导通门限的大小关系，根据判断结果输出一比较信号，输入所述定时电路，所述比较信号还用于控制所述第一电流源的导通或截止；
所述定时电路和所述触发电路用于根据所述比较信号控制所述切换开关的导通或截止。
更进一步的，所述供电电压判断电路包括信号检测电路、第一比较电路
和第一预设信号基准；
所述信号检测电路检测所述供电电源两端电压、所述第一电流源两端电压、所述第二电流源两端电压中的一个或多个，
和/或
检测流经所述第一电流源、所述第二电流源中的一个或多个电流，输出检测结果，所述检测结果与所述第一预设信号基准经第一比较电路比较后输出所述比较信号，所述比较信号输入所述定时电路；
所述比较信号还用于控制所述第一电流源的导通或截止；当所述检测结果大于所述第一预设信号基准时，截止所述第一电流源，当所述检测结果小于所述第一预设信号基准时，导通所述第一电流源。
更进一步的，所述定时电路包括延迟电路、第一预设定时门限、第二预设定时门限、第二比较电路和第三比较电路；所述比较信号输入所述延迟电路；
当所述信号检测电路输出的所述检测结果小于所述第一预设信号基准时，所述延迟电路输出第一时间信号；当所述第一时间信号达到所述第一预设定时门限时，所述第二比较电路输出端控制所述触发电路，导通所述切换开关；
当所述信号检测电路输出的所述检测结果大于所述第一预设信号基准时，所述延迟电路产生第二时间信号；当所述第二时间信号达到所述第二预设定时门限时，所述第三比较电路输出端控制所述触发电路，截止所述切换开关。
更进一步的，所述第一比较电路包括第一比较器，所述信号检测电路输出的所述检测结果连接至所述第一比较器的反相端，所述第一预设信号基准连接所述第一比较器的正相端，所述第一比较器的输出端输出所述比较信号。
更进一步的，所述延迟电路包括第一电阻和第一电容，所述第一电阻的一端接入所述比较信号，所述第一电阻的另一端和所述第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端接地，所述第一电阻与所述第一电容的连接点输出所述第一时间信号或所述第二时间信号。
更进一步的，所述触发电路包括触发器，所述第二比较电路的输出端连接所述触发器的置位端，所述第三比较电路的输出端连接所述触发器的复位端，所述触发器的输出端与所述切换开关连接，用于控制所述切换开关的导通或截止。
更进一步的，对应的驱动电路还可以包括部分或全部检测电路，检测电路检测所述直流母线电压，产生与直流母线电压呈比例或单调关系的检测信号。
一种芯片，包括一个或多个上述任一所述的芯片驱动电路，每一个芯片驱动电路的第一电流源、第二电流源和控制电路设置在对应的第一基岛上，切换开关设置在对应的第二基岛上。
更进一步的，包括第一基岛A和第二基岛B，每一个基岛分别包括不少于四条边，两个基岛中间具有间隔，相邻布置，相邻的两条边分别为每个基岛的相邻边，与相邻边背离的边为背离边，另外两条边为引脚边，第一基岛A和第二基岛B分别设置至少一对筋爪在引脚边上，所述的筋爪配置为芯片的引脚。
更进一步的，所述背离边相对侧所在的边还设置有至少一筋爪。
更进一步的，还包括与筋爪所在的边与所述的筋爪呈夹角。
更进一步的，所述的夹角为90°。
更进一步的，还包括若干分离引脚，分离引脚设置在基岛四周，分离引脚通过金属连线与基岛上的器件电连接。
一种线性恒流驱动电路，包括上述所述的芯片驱动电路，还包括供电电源、第一LED、第二LED；
所述供电电源、所述第一负载、所述第二负载和所述第二电流源依次串联构成闭合回路；
所述切换开关并联在所述第一负载两端；所述第一电流源的一端连接至所述第一负载和所述第二负载的交汇点，另一端连接至所述第二电流源和所述供电电源的交汇点。
更进一步的，还包括检测电路，检测电路设置于全部或部分设置于芯片外部或芯片内部。
更进一步的，还包括所述的检测电路对地并联有电容。以平滑检测信号的纹波，抑制LED发光单元的频闪。
更进一步的，所述供电电源为直流电源或交流整流电源，所述供电电源内还包含第三负载，所述第三负载与所述直流电源或者交流整流电源的输出端串联。
更进一步的，当所述供电电源电压大于所述第一负载的导通门限与所述第二负载的导通门限之和时，所述切换开关和所述第一电流源均截止，形成第三能量回路，第三能量回路的能量流通路径为：所述供电电源→所述第一负载→所述第二负载→所述第二电流源→所述供电电源，为所述第一负载和所述第二负载供给能量；
当所述供电电源电压小于所述第一负载的导通门限与所述第二负载的导通门限之和，同时大于所述第一负载的导通门限与所述第二负载的导通门限中较大值时，所述切换开关和所述第一电流源在第一状态与第二状态之间交替切换，所述第一状态为所述切换开关截止、所述第一电流源导通，形成第一能量回路，第一能量回路的能量流通路径为：所述供电电源→所述第一负载→所述第一电流源→所述供电电源，为所述第一负载供给能量；所述第二状态为所述切换开关导通、所述第一电流源截止，形成第二能量回路，所述第二能量回路的能量流通路径为：所述供电电源→所述切换开关→所述第二负载→所述第二电流源→所述供电电源，为所述第二负载供给能量。
更进一步的，当所述供电电源电压小于所述第一负载的导通门限与所述第二负载的导通门限中较小值时，所述切换开关和所述第一电流源均导通，形成第四能量回路，所述第四能量回路的能量流通路径为：所述供电电源→所述切换开关→所述第一电流源→所述供电电源，用以从所述供电电源汲取能量。
一种线性恒流驱动电路的控制方法，所述控制方法利用上述任意一项所述的线性恒流驱动电路实现，所述线性恒流驱动电路的控制方法包括以下步骤：
判断所述供电电源两端电压与所述第一负载的导通门限、所述第二负载的导通门限的大小关系；根据判断结果控制所述切换开关和所述第一电流源的导通或截止；
根据所述切换开关和所述第一电流源的不同状态，形成三个不同能量回路，分别是：
当所述供电电源电压大于所述第一负载的导通门限与所述第二负载的导通门限之和时，所述切换开关和所述第一电流源均截止，形成第三能量回路，所述第三能量回路的能量流通路径为：所述供电电源→所述第一负载→所述第二负载→所述第二电流源→所述供电电源，为所述第一负载和所述第二负载供给能量；
当所述供电电源电压小于所述第一负载的导通门限与所述第二负载的导通门限之和，同时大于所述第一负载的导通门限与所述第二负载的导通门限中较大值时，控制所述切换开关和所述第一电流源在第一状态与第二状态之间交替切换，所述第一状态为所述切换开关截止、所述第一电流源导通，形成第一能量回路，所述第一能量回路的能量流通路径为：所述供电电源→所述第一负载→所述第一电流源→所述供电电源，为所述第一负载供给能量；所述第二状态为所述切换开关导通、所述第一电流源截止，形成第二能量回路，所述第二能量回路的能量流通路径为：所述供电电源→所述切换开关→所述第二负载→所述第二电流源→所述供电电源，为所述第二负载供给能量。
更进一步的，所述判断方法为：检测所述供电电源两端电压、所述第一电流源两端电压、所述第二电流源两端电压中的一个或多个，和/或检测流经所述第一电流源、所述第二电流源中的一个或多个电流，输出检测结果，所述检测结果与所述第一预设信号基准比较后输出判断结果。
更进一步的，还包括，当所述供电电源电压小于所述第一负载的导通门限与所述第二负载的导通门限中较小值时，所述切换开关和所述第一电流源均导通，形成第四能量回路，所述第四能量回路的能量流通路径为：所述供电电源→所述切换开关→所述第一电流源→所述供电电源，用以从所述供电电源汲取能量。
一种照明装置，采用上述任意一项所述的线性恒流驱动电路。
本发明的积极进步效果在于：通过测量线性恒流驱动电路中的电流或电压参数，获知供电电压与LED器件的导通门限的大小关系，并自动控制其中电流源和切换开关的导通或截止，构成不同的能量回路，为LED器件提供稳定、高效的电源供应，可适应供电电压范围宽，电路结构简单成本低，电源效率高，易于广泛应用。
且通过双基岛的形式实现了第一芯片和第二芯片合封到同一封装体内，规避了单基岛封装无法封入所述切换开关的问题。从而获得更小的体积，节约灯具内的有限空间。同时双基岛设置的芯片框架，通过一体成型的筋爪可以保证芯片的稳定性，成对设置的引脚相连可以方便的实现多芯片级连，实现功率扩充。
附图说明
图1为现有技术中负载照明用线性恒流驱动电路图。
图2为本发明实施例1的线性恒流驱动电路的电路结构示意图。
图3为本发明实施例2的线性恒流驱动电路的电路结构示意图。
图4为本发明实施例3的线性恒流驱动电路的电路结构示意图。
图5为本发明实施例4的线性恒流驱动电路的电路结构示意图。
图6为本发明实施例5的线性恒流驱动电路的控制方法的流程图。
图7为本方案的双基岛芯片的内部结构示意图。
图8为本发明实施例6的双基岛形式的级联芯片设置的线性恒流驱动电路示意图。
附图标记说明：
1、控制电路；2、供电电压判断电路；3、定时电路；4、触发电路；31、延迟电路。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
本实施例提供了一种线性恒流驱动电路，负载使用LED进行表示，如图2所示，线性恒流驱动电路包括供电电源V21、第一LED D21、第二LED D22、第一电流源I21、第二电流源I22、切换开关SW21和控制电路1，供电电源V21、第一LED D21、第二LED D22和第二电流源I22依次串联构成一闭合回路；切换开关SW21并联在第一LED D21两端；第一电流源I21的一端连接至第一LED D21和第二LED D22的交汇点，另一端连接至第二电流源I22和供电电源V21的交汇点；控制电路1分别连接切换开关SW21、第一电流源I21，用于控制切换开关SW21和第一电流源I21的导通或截止。其中供电电源V21就是芯片驱动电路中的外部电源，第一电流源I21、第二电流源I22和控制电路设置在一个载体上；这个载体就是对应的一个基岛。切换开关设置在另一载体上，这个载体就是对应的另一个基岛。
根据切换开关SW21和第一电流源I21的状态不同，形成三个不同的能量回路，分别是：
切换开关SW21截止，第一电流源I21导通形成的第一能量回路，第一能量回路的能量流通路径为：供电电源V21→第一LED D21→第一电流源I21→供电电源V21，为第一LEDD21提供能量；
切换开关SW21导通，第一电流源I21截止形成的第二能量回路，第二能量回路的能量流通路径为：供电电源V21→切换开关SW21→第二LED D22→第二电流源I22→供电电源V21，为第二LED D22提供能量；
切换开关SW21和第一电流源I21均截止形成的第三能量回路，第三能量回路的能量流通路径为：供电电源V21→第一LED D21→第二LED D22→第二电流源I22→供电电源V21，为第一LED D21和第二LED D22提供能量。
另外还包括切换开关SW21和第一电流源I21均导通形成的第四能量回路，第四能量回路的能量流通路径为：供电电源V21→切换开关SW21→第一电流源I21→供电电源V21，用以从供电电源V21汲取能量。
其中，供电电源V21可以为直流电源或交流整流电源。供电电源V21内还包含第三LED D23，第三LED D23与前述直流电源或者交流整流电源的输出串联，其中整流输出使用容性器件滤波或不滤波均可，容性器件为至少一个电容。
本实施例在供电电源V21的电压大于第一LED D21和第二LED D22导通门限之和时，能量流通路径为第三能量回路，为第一LED D21和第二LED D22同时提供能量，获得较高的效率；在供电电源V21的电压小于第一LED D21和第二LED D22导通门限之和，而大于第一LED D21的导通门限和第二LED D22的导通门限中的较大值时，能量流通路径交替为第一能量回路和第二能量回路，交替为第一LED D21和第二LED D22提供能量，在保证全部LED都能被点亮的前提下允许较宽的供电电压范围；在供电电源V21的电压小于第一LED D21的导通门限和第二LED D22的导通门限中的较小值时，能量流通路径为第四能量回路，直接从供电电源V21汲取能量，此处所述的较大值或较小值，并不意味着不能相等，第一LED D21和第二LED D22可以配置为完全相同，以下也是如此，这使得本实施例也能用于带可控硅控制的供电系统中，这种供电系统通常在墙壁上安装有可控硅调光器，用来控制照明装置的亮度。可控硅调光器在导通前，需要泄露电流触发可控硅导通，在可控硅被触发导通后依然需要维持电流确保可控硅持续导通，因此，需要照明装置在每一个供电周期内，以尽可能长的电流导通时间从供电系统抽取电流，维持可控硅的可靠触发和导通。本实施例在第一能量回路、第二能量回路和第三能量回路均无电流通过的时候，由第四能量回路直接从供电电源V21汲取能量，扩展了每一个供电周期内的电流导通时间，因此可以用于带可控硅控制的供电系统中。
在直流电源上串联第三LED D23，将第一LED D21和第二LED D22的导通门限设计成较低值，可以提高本实施例运行在第一能量回路和第二能量回路时的转换效率。在没有第三LED D23时，第一能量回路的效率值约为第一LED D21的导通门限除以供电电源电压；第二能量回路的效率值约为第二LED D22的导通门限除以供电电源电压；第三能量回路的效率值约为第一LED D21和第二LED D22的导通门限之和除以供电电源电压，可以预见，在供电电源电压变化导致系统在不同的能量回路之间切换时，第一能量回路和/或第二能量回路的效率值要低于第三能量回路的效率值，尤其当系统刚好运行在第三能量回路与第一和/或第二能量回路的临界状态时。举例如下：第一LED D21和第二LED D22的导通门限之和为250V，供电电源电压变化范围为240V～260V，可以计算出，第三能量回路的效率值较高，最低值为250/260≈96％，但是第一能量回路和第二能量回路的效率值很难优化，无论第一LED D21和第二LED D22的导通门限怎么分配，第一能量回路和第二能量回路的效率值的至少一个要低于(250/2)/240≈52％。
如果有第三LED D23时，第一能量回路的效率值为第一LED D21和第三LED D23的导通门限之和除以供电电源电压；第二能量回路的效率值为第二LED D22和第三LED D23的导通门限之和除以供电电源电压；第三能量回路的效率值为第一LED D21、第二LED D22和第三LED D23的导通门限之和除以供电电源电压，也同样可以预见，在供电电源电压变化导致系统在不同的能量回路之间切换时，第一能量回路和/或第二能量回路的效率值要低于第三能量回路的效率值，尤其以系统刚好运行在第三能量回路与第一和/或第二能量回路的临界状态时。但因为有第三LED D23的加入，可以将第一LED D21和第二LED D22的导通门限设计成较低值，举例如下：第一LED D21、第二LED D22和第三LED D23的导通门限之和为250V，供电电源电压变化范围为240V～260V，第三能量回路的效率值的最低值依然是250/260≈96％，但是第一能量回路和第二能量回路的效率值可以被优化，例如第三LED D23的导通门限设置为200V，第一LED D21和第二LED D22的导通门限设置为50V，无论第一LEDD21和第二LED D22的导通门限怎么分配，第一能量回路和第二能量回路的效率值都大于200/240≈83％。通过上述方式整体上提高能量回路的效率。具体的上述的驱动电路可以设置在照明装置中，如一整个LED灯中。
实施例2
本实施例是实施例1基础上对控制电路进行细化。如图3所示，控制电路1包括供电电压判断电路2、定时电路3和触发电路4。显然，在实际应用中，根据需要，对应的控制电路可以集成，切换开关也可以集成，或者它们的一部分集成，封装为一个或多个芯片，通过引脚与对应的外围LED和电源连接，控制相应通路的开启或关闭。
供电电压判断电路2检测供电电源V21两端电压(即图3中检测点CS1)、第一电流源I21两端电压(即图3中检测点CS2)或第二电流源I22两端电压(即图3中检测点CS3)中的一个或多个，或者检测流经第一电流源I21(即图3中检测点CS4)、第二电流源I22(即图3中检测点CS5)中的一个或多个的电流，用于判断供电电源V21电压与第一LED D21、第二LED D22的导通门限的大小关系；供电电压判断电路2还用于控制第一电流源I21的导通或截止。定时电路3和触发电路4用于根据供电电压判断电路2的判断结果控制切换开关SW21的导通或截止。
当检测到供电电源V21电压大于第一LED D21与第二LED D22的导通门限之和时，供电电压判断电路2控制第一电流源I21截止，定时电路3和触发电路4控制切换开关SW21截止，能量流通路径为第三能量回路；当检测到供电电源V21电压小于第一LED D21与第二LEDD22的导通门限之和，大于第一LED D21的导通门限和第二LED D22的导通门限中较大值时，能量流通路径交替为第一能量回路和第二能量回路，交替周期可以由定时电路设置。当检测到供电电源V21电压小于第一LED D21的导通门限和第二LED D22的导通门限中较小值时，能量流通路径为第四能量回路，直接从供电电源V21汲取能量，优选的方式，第一LEDD21和第二LED D22设置成相同规格。
实施例3
实施例2中的供电电压判断电路2、定时电路3和触发电路4可以采用诸多方式来实现，本实施例仅仅是其中的一种实施方式，本领域的技术人员人员应当知道，还有诸多不脱离本发明范围的其它实施形式，本实施例将图3中对应的供电电压判断电路2、定时电路3和触发电路4进一步具体细化，同时以检测流经第二电流源I22的电流为例具体说明线性恒流驱动电路的工作过程。如图4所示，本实施例的供电电压判断电路2包括一信号检测电路JC1、第一比较电路和第一预设信号基准VT1，此处第一比较电路即第一比较器A1。
信号检测电路JC1从第二电流源I22的电流取值，输出与第二电流源I22的电流相关的检测结果至第一比较器A1的反相端，第一预设信号基准VT1连接第一比较器A1的正相端，第一预设信号基准VT1和检测结果经第一比较器A1比较后输出比较信号，该比较信号接入定时电路3。同时比较信号连接第一电流源I21，用于控制第一电流源I21的导通或截止；当检测结果大于第一预设信号基准VT1时，比较信号截止第一电流源，当检测结果小于第一预设信号基准VT1时，比较信号导通第一电流源。前述的信号检测电路JC1可以使用一电阻实现，也可以使用其它方式；前述的第一电流源和第二电流源，本实施例中仅仅给出了示意图，实际应用中，可以为场效应管或三极管以及相应电路构成，本领域的技术人员可以使用诸多公知技术实现。
本实施例的定时电路3包含一延迟电路31、第一预设定时门限VT2、第二预设定时门限VT3、第二比较电路和第三比较电路。此处第二比较电路即第二比较器A2，第三比较电路即第三比较器A3。供电电压判断电路2输出的比较信号接入延迟电路31的输入端，延迟电路31输出一时间信号，并连接第二比较器A2的反相端和第三比较器A3的正相端，第二比较器A2的正相端连接第一预设定时门限VT2，第三比较器A3的反相端连接第二预设定时门限VT3。此处延迟电路31由第一电阻R1和第一电容C1构成，第一电阻R1的一端即为延迟电路31的输入端，第一电阻R1的另一端和第一电容C1的一端连接，此连接点即为延迟电路31的输出端，第一电容C1的另一端接地。
本实施例的触发电路4为一触发器TR1，第二比较器A2的输出端连接触发器TR1的置位端，第三比较器A3的输出端连接触发器TR1的复位端，触发器TR1的输出端与切换开关SW21连接，用于控制切换开关SW21的导通或截止。
前述的切换开关，接收触发器输出信号控制，实际应用中，可以为一三极管或者场效应管以及相应的外围电路，配置为合理的形式即可，以下也是如此。
当检测结果小于第一预设信号基准VT1的幅值时，第一比较器输出高电平，延迟电路31产生反映比较信号高电平持续时间的第一时间信号，反之，延迟电路31产生反映比较信号低电平持续时间的第二时间信号；
第一时间信号与预设第一定时门限VT2经第二比较器A2比较，当第一时间信号达到预设第一定时门限VT2时，第二比较器A2输出低电平至触发器TR1的置位端，切换开关SW21导通；第二时间信号与预设第二定时门限VT3经第三比较器A3比较，当第二时间信号达到预设第二定时门限VT3时，第三比较器A3输出低电平至触发器TR1的复位端，切换开关SW21截止。
当供电电源V21的两端电压大于第一LED D21与第二LED D22的导通门限之和时，信号检测电路JC1输出的检测结果大于第一预设信号基准VT1，第一比较器A1输出低电平，供电电压判断电路2控制第一电流源I21截止；延迟电路31产生第二时间信号，当第二时间信号降低到第二预设定时门限VT3时，第三比较器A3输出低电平，触发器TR1复位，控制切换开关SW21截止；能量流通路径为第三能量回路，为第一LED D21和第二LED D22同时提供能量，获得较高的效率。
当供电电源V21电压小于第一LED D21的导通门限与第二LED D22的导通门限之和，同时大于第一LED D21的导通门限与第二LED D22的导通门限中任意一个时，信号检测电路JC1输出的检测结果小于第一预设信号基准VT1，第一比较器A1输出高电平，供电电压判断电路2控制第一电流源I21导通，能量流通路径为第一能量回路；延迟电路31输出第一时间信号，当第一时间信号升高到第一预设定时门限VT2时，第二比较器A2输出低电平，触发器TR1置位，控制切换开关SW21导通；第一LED D21被短路，第二电流源I22上电流增加，当信号检测电路JC1输出的检测结果大于第一预设信号基准VT1时，第一比较器A1输出低电平，供电电压判断电路2控制第一电流源I21截止，能量流通路径切换为第二能量回路；此时，延迟电路31输出第二时间信号，当第二时间信号逐渐下降达到第二预设定时门限VT3时，第三比较器A3输出低电平，触发器TR1复位，控制切换开关SW21截止，第一LED D21接入能量回路，流经第二电流源I22的电流下降，当信号检测电路JC1输出的检测结果又小于第一预设信号基准VT1时，又控制第一电流源I21导通，能量流通路径再次切换为第一能量回路，如此周而复始第一能量回路和第二能量回路交替工作，轮流为第一LED D21和第二LED D22提供能量，在供电电压不足以同时驱动第一LED D21和第二LED D22时，交替点亮两个LED，保证两个LED器件在宽电压范围内的正常工作。
当供电电源V21电压既小于第一LED D21的导通门限也小于第二LED D22的导通门限时，信号检测电路JC1输出的检测结果始终小于第一预设信号基准VT1，第一比较器A1始终输出高电平，供电电压判断电路2控制第一电流源I21始终导通，第二LED D22始终被短路；延迟电路31产生第一时间信号，当第一时间信号升高到第一预设定时门限VT2时，第二比较器A2输出低电平，触发器TR1置位，控制切换开关SW21导通，第一LED D21始终被短路，能量流通路径为第四能量回路，用以从供电电源V21汲取能量，使得本实施例也能用于带可控硅控制的供电系统中。
实施例4
如图5所示，将实施例3中与第一比较器A1反相端相连的信号检测电路JC1去掉，替换为从反相端直接检测第二电流源I22两端的电压信号CS3，该电压信号同样可以作为与第二电流源I22电流相关的检测信号。此外，实施例4的工作原理和实施例3的工作原理相同，不再赘述。
实施例5
本实施例提供了一种线性恒流驱动电路的控制方法，如图6所示，线性恒流驱动电路的控制方法包括以下步骤：
判断供电电源两端电压与第一LED的导通门限、第二LED的导通门限的大小关系；
根据判断结果控制切换开关和第一电流源的导通或截止：
第一种情况，当供电电源电压大于第一LED的导通门限与第二LED的导通门限之和时，切换开关和第一电流源均截止；
第二种情况，当供电电源电压小于第一LED的导通门限与第二LED的导通门限之和，同时大于第一LED的导通门限与第二LED的导通门限中任意一个时，切换开关截止和第一电流源在第一状态与第二状态之间交替切换，第一状态为切换开关截止、第一电流源导通，第二状态为切换开关导通、第一电流源截止；
第三种情况，当供电电源电压同时小于第一LED的导通门限与第二LED的导通门限时，切换开关和第一电流源均导通。
根据切换开关和第一电流源的不同状态，形成三个不同能量供给回路，分别是：
切换开关截止，第一电流源导通形成的第一能量回路，第一能量回路的能量流通路径为：供电电源→第一LED→第一电流源→供电电源，为第一LED供给能量；
切换开关导通，第一电流源截止形成的第二能量回路，第二能量回路的能量流通路径为：供电电源→切换开关→第二LED→第二电流源→供电电源，为第二LED供给能量；
切换开关和第一电流源均截止形成的第三能量回路，第三能量回路的能量流通路径为：供电电源→第一LED→第二LED→第二电流源→供电电源，为第一LED和第二LED供给能量。
切换开关和第一电流源均导通还形成第四能量回路，第四能量回路的能量流通路径为：供电电源→切换开关→第一电流源→供电电源，用以从供电电源汲取能量。
实施例6
具体的用于芯片中时候，使用的是一种双基岛形式的芯片电路设计，具体的如图7所示，包括两个基岛，基岛可以由金属构成，常用的金属为铜或铁，两个基岛间隔设置在框架中，间隔距离越小芯片尺寸就可以做的越小，但需要保证两个基岛之间是隔离的，不能因为过近影响两个基岛之间的绝缘性能，两个基岛分别设置有至少一对筋爪，一般情况下，筋爪设置在相对的两侧，这两侧一般用于设置引脚，筋爪和基岛是一体成型的，一对筋爪延伸到塑封料外侧作为产品的引脚，一对筋爪的作用保证了对应的基岛可以牢固，每个筋爪与对应的基岛的边形成夹角，夹角的角度优选的为90°。
用一个实际的实施例来说明，如图7所示，示意了一种本方案结构的芯片框架，包括位于框架两边的两组引脚：第一组引脚和第二组引脚，包括第一基岛A和第二基岛B，每一个基岛包括四条边，两个基岛有一条边相临设置，另外三条分别设置有一个筋爪；具体的如图所示，四条边依次为第一边、第二边、第三边和第四边，四条边围成的区域为对应的基岛，用于放置芯片，第一边、第二边和第三边上分别一体成型连接三个筋爪，分别为第一筋爪C，第二筋爪D和第三筋爪E，用以增强基岛的稳定性，两个基岛的第四边相临设置，中间留有间隙；第三筋爪E起到的作用是额外增加基岛的稳定性，也可以不设置，只需要一个基岛设置一对相对的筋爪即可，第一筋爪C，第二筋爪D分别向两侧拉伸，就可以保证基岛的平衡稳定。当然每个基岛上可以设置两对或者两对以上的筋爪，都符合我们的设计方案和思路。
现有技术中，一般是单基岛的形式，其通过两端设置的一对筋爪来固定单基岛，在图7中就相当于第三筋爪E的位置，两端的筋爪因为会有分别向端部的受力，在进行固封后，起到稳定基岛的作用，但是由于基岛现在为双基岛，所以本方案设置了与基岛一体成型的成对筋爪C和D，可以保证双基岛的框架结构依旧稳定。
具体的在使用过程中，两个基岛的第一筋爪C分别配置为第一组引脚中的第2引脚和第3引脚；两个基岛的第二筋爪D分别配置为第二组引脚中的第7引脚和第6引脚；每个筋爪与对应的边形成的夹角为90度。
优选的还可以设置有对应的分离引脚，分离引脚的数量不受限制，此实施例中，框架还包含位于第一基岛A的第一筋爪C和第三筋爪E之间的第4引脚、位于第一基岛A的第二筋爪D和第三筋爪E之间的第5引脚、位于第二基岛B的第一筋爪C和第三筋爪E之间的第1引脚、位于第二框架B的第二筋爪D和第三筋爪E之间的第8引脚。第1引脚、第4引脚、第5引脚和第8引脚都不与基岛直接连接，这里的直接连接指一体成型连接或者其它机械其它连通的方式，在封装时候可以通过打线的方式来进行引脚和芯片的电连接。当然，如果有需要或者工艺需要，对应的第1引脚、第4引脚、第5引脚和第8引脚可以有选择的与基岛连接。一体成型对应筋爪作为引脚，根据需求还可以增加数量。
具体地设计一个芯片时，芯片外围电路可以只包括一个电阻RCS，利用该电阻对芯片的第一电流源和第二电流源的电流进行外部编程设置，当然，该电阻也可以集成在芯片内部，或者芯片外部为其它实际需要的外围电路，另外，切换开关和控制电路、第一电流源之间的连接线在芯片内部通过打线连接，第二基岛、引脚2和引脚7作为切换开关与第一电流源相连接的电气节点，第一基岛、引脚3和引脚6作为线性恒流驱动电路的地，如图8中包含了三个芯片，通过双基岛的形式实现了第一切换开关和其他部件合封到同一封装体内，规避了单基岛由于绝缘问题导致较难同时封入所述切换开关和其它部件的问题，或者封装时候性能差。从而获得更小的体积，节约灯具内的有限空间。同时第一芯片和第二芯片之间的连线变短，不易被干扰，提高可靠性。
图8中，利用三个芯片并联驱动多个LED组可以提高系统功率，基岛的成对筋爪对应的引脚有利于连接多个并联芯片之间的地和第一电流源与切换开关的交汇端，方便电路板上铜箔走线，将切换开关未与第一电流源相连的一端、第二电流源与负载相连的一端设置于图8中芯片的两对筋爪的上面和下面，进一步免除了跳线连接，该引脚位置的优化设计，使得多个芯片并联时，芯片之间连线无需跳线连接，尤其适用于在单面覆铜的电路板上应用。
图8中的每一个芯片的引脚1未分配功能，实际应用时，可以根据需要设计为相应的功能，例如，可以通过该引脚检测与供电电源电压成单调变化关系的信号，控制供电电源的输入功率或者控制负载功率，可以直接检测，也可以间接检测，与供电电源电压成单调变化关系的节点的较优选择为切换开关未与第一电流源相连的一端。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (20)

1.一种线性恒流驱动电路，其特征在于，包括双基岛芯片驱动电路、供电电源、第一负载和第二负载；
所述双基岛芯片驱动电路包括第一电流源、第二电流源、切换开关和控制电路；
所述供电电源、所述第一负载、所述第二负载和所述第二电流源依次串联构成闭合回路；
所述第一电流源的一端连接至所述第一负载和所述第二负载的交汇点，另一端连接至所述第二电流源和所述供电电源的交汇点；所述切换开关并联在所述第一负载两端；
所述供电电源为交流整流电源，所述交流整流电源包括容性元件；
控制电路检测芯片驱动电路中的电压和/或电流参数，并控制切换开关的导通或截止，以及第一电流源的导通或截止；第一电流源、第二电流源和控制电路设置在一个载体上；
所述切换开关导通时，旁路所述第一负载，所述切换开关截止时，所述第一负载导通，切换开关设置在另一载体上。
2.根据权利要求1所述的一种线性恒流驱动电路，其特征在于，
所述控制电路包括供电电压判断电路、定时电路和触发电路；
所述供电电压判断电路用于检测芯片驱动电路中的电压和/或电流，判断外部供电电源两端电压与外部负载导通门限的大小关系，根据判断结果输出一比较信号，输入所述定时电路，所述比较信号还用于控制所述第一电流源的导通或截止；
所述定时电路在比较信号不变且持续时间达到预设定时门限时，改变触发电路的输出电平，所述触发电路的输出电平控制所述切换开关的导通或截止。
3.根据权利要求2所述的一种线性恒流驱动电路，其特征在于，
所述供电电压判断电路包括信号检测电路、第一比较电路和第一预设信号基准；
所述信号检测电路检测所述供电电源两端电压、所述第一电流源两端电压、所述第二电流源两端电压中的一个或多个，
和/或
检测流经所述第一电流源、所述第二电流源中的一个或多个电流，输出检测结果，所述检测结果与所述第一预设信号基准经第一比较电路比较后输出所述比较信号，所述比较信号输入所述定时电路；
所述比较信号还用于控制所述第一电流源的导通或截止；当所述检测结果大于所述第一预设信号基准时，截止所述第一电流源，当所述检测结果小于所述第一预设信号基准时，导通所述第一电流源。
4.根据权利要求3所述的一种线性恒流驱动电路，其特征在于，
所述定时电路包括延迟电路、第一预设定时门限、第二预设定时门限、第二比较电路和第三比较电路；所述比较信号输入所述延迟电路；
当所述信号检测电路输出的所述检测结果小于所述第一预设信号基准时，所述延迟电路输出第一时间信号；当所述第一时间信号达到所述第一预设定时门限时，所述第二比较电路输出端控制所述触发电路，导通所述切换开关；
当所述信号检测电路输出的所述检测结果大于所述第一预设信号基准时，所述延迟电路产生第二时间信号；
当所述第二时间信号达到所述第二预设定时门限时，所述第三比较电路输出端控制所述触发电路，截止所述切换开关。
5.根据权利要求3所述的一种线性恒流驱动电路，其特征在于，
所述第一比较电路包括第一比较器，所述信号检测电路输出的所述检测结果连接至所述第一比较器的反相端，所述第一预设信号基准连接所述第一比较器的正相端，所述第一比较器的输出端输出所述比较信号。
6.根据权利要求4所述的一种线性恒流驱动电路，其特征在于，
所述延迟电路包括第一电阻和第一电容，所述第一电阻的一端接入所述比较信号，所述第一电阻的另一端和所述第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端接地，所述第一电阻与所述第一电容的连接点输出所述第一时间信号或所述第二时间信号。
7.根据权利要求4所述的一种线性恒流驱动电路，其特征在于，
所述触发电路包括触发器，所述第二比较电路的输出端连接所述触发器的置位端，所述第三比较电路的输出端连接所述触发器的复位端，所述触发器的输出端与所述切换开关连接，用于控制所述切换开关的导通或截止。
8.根据权利要求1所述的线性恒流驱动电路，其特征在于，
所述供电电源内还包含第三负载，所述第三负载与交流整流电源的输出端串联。
9.根据权利要求1或8所述的线性恒流驱动电路，其特征在于，
当所述供电电源电压大于所述第一负载的导通门限与所述第二负载的导通门限之和时，所述切换开关和所述第一电流源均截止，形成第三能量回路，第三能量回路的能量流通路径为：所述供电电源→所述第一负载→所述第二负载→所述第二电流源→所述供电电源，为所述第一负载和所述第二负载供给能量；
当所述供电电源电压小于所述第一负载的导通门限与所述第二负载的导通门限之和，同时大于所述第一负载的导通门限与所述第二负载的导通门限中较大值时，所述切换开关和所述第一电流源在第一状态与第二状态之间交替切换，所述第一状态为所述切换开关截止、所述第一电流源导通，形成第一能量回路，第一能量回路的能量流通路径为：所述供电电源→所述第一负载→所述第一电流源→所述供电电源，为所述第一负载供给能量；所述第二状态为所述切换开关导通、所述第一电流源截止，形成第二能量回路，所述第二能量回路的能量流通路径为：所述供电电源→所述切换开关→所述第二负载→所述第二电流源→所述供电电源，为所述第二负载供给能量。
10.根据权利要求9所述的线性恒流驱动电路，其特征在于，
当所述供电电源电压小于所述第一负载的导通门限与所述第二负载的导通门限中较小值时，所述切换开关和所述第一电流源均导通，形成第四能量回路，所述第四能量回路的能量流通路径为：所述供电电源→所述切换开关→所述第一电流源→所述供电电源，用以从所述供电电源汲取能量。
11.一种芯片，其特征在于，
包括一个或多个上述权利要求1-10任一所述的线性恒流驱动电路，每一个线性恒流驱动电路的第一电流源、第二电流源和控制电路设置在对应的第一基岛上，切换开关设置在对应的第二基岛上。
12.根据权利要求11所述的芯片，其特征在于，
包括第一基岛A和第二基岛B，每一个基岛分别包括不少于四条边，两个基岛中间具有间隔，相邻布置，相邻的两条边分别为每个基岛的相邻边，与相邻边背离的边为背离边，另外两条边为引脚边，第一基岛A和第二基岛B分别设置至少一对筋爪在引脚边上，所述的筋爪配置为芯片的引脚。
13.根据权利要求12所述的一种芯片，其特征在于，
所述背离边相对侧所在的边还设置有至少一个筋爪。
14.根据权利要求12或13所述的一种芯片，其特征在于，
还包括与筋爪所在的边与所述的筋爪呈夹角。
15.根据权利要求14所述的一种芯片，其特征在于，
所述的夹角为90°。
16.根据权利要求12或13所述的一种芯片，其特征在于，
还包括若干分离引脚，分离引脚设置在基岛四周，分离引脚通过金属连线与基岛上的器件电连接。
17.一种线性恒流驱动电路的控制方法，所述控制方法利用权利要求1-10任意一项所述的线性恒流驱动电路实现，其特征在于，
所述线性恒流驱动电路的控制方法包括以下步骤：
判断所述供电电源两端电压与所述第一负载的导通门限、所述第二负载的导通门限的大小关系；根据判断结果控制所述切换开关和所述第一电流源的导通或截止；
根据所述切换开关和所述第一电流源的不同状态，形成三个不同能量回路，分别是：
当所述供电电源电压大于所述第一负载的导通门限与所述第二负载的导通门限之和时，所述切换开关和所述第一电流源均截止，形成第三能量回路，所述第三能量回路的能量流通路径为：所述供电电源→所述第一负载→所述第二负载→所述第二电流源→所述供电电源，为所述第一负载和所述第二负载供给能量；
当所述供电电源电压小于所述第一负载的导通门限与所述第二负载的导通门限之和，同时大于所述第一负载的导通门限与所述第二负载的导通门限中较大值时，控制所述切换开关和所述第一电流源在第一状态与第二状态之间交替切换，所述第一状态为所述切换开关截止、所述第一电流源导通，形成第一能量回路，所述第一能量回路的能量流通路径为：所述供电电源→所述第一负载→所述第一电流源→所述供电电源，为所述第一负载供给能量；所述第二状态为所述切换开关导通、所述第一电流源截止，形成第二能量回路，所述第二能量回路的能量流通路径为：所述供电电源→所述切换开关→所述第二负载→所述第二电流源→所述供电电源，为所述第二负载供给能量。
18.根据权利要求17所述的线性恒流驱动电路的控制方法，其特征在于，
所述控制方法为：检测所述供电电源两端电压、所述第一电流源两端电压、所述第二电流源两端电压中的一个或多个，和/或检测流经所述第一电流源、所述第二电流源中的一个或多个电流，输出检测结果，所述检测结果与第一预设信号基准比较后输出判断结果。
19.根据权利要求17或18所述的线性恒流驱动电路的控制方法，其特征在于，
还包括，当所述供电电源电压小于所述第一负载的导通门限与所述第二负载的导通门限中较小值时，所述切换开关和所述第一电流源均导通，形成第四能量回路，所述第四能量回路的能量流通路径为：所述供电电源→所述切换开关→所述第一电流源→所述供电电源，用以从所述供电电源汲取能量。
20.一种照明装置，其特征在于，
采用上述权利要求1-10中任意一项所述的线性恒流驱动电路。
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