CN202841630U

CN202841630U - Led脉动驱动频率提升电路

Info

Publication number: CN202841630U
Application number: CN 201220506237
Authority: CN
Inventors: 林耀
Original assignee: FUZHOU FP TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: FUZHOU FP TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-09-29
Filing date: 2012-09-29
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2022-09-29

Abstract

一种LED脉动驱动频率提升电路，包括一桥式整流器、一第一带电压检测及限流功能的开关模组、一第二带电压检测及限流功能的开关模组、一带电压检测功能的开关模组、一单向开关、一第一LED灯组、一第二LED灯组；所述桥式整流器正极分别连接所述第一带电压检测及限流功能的开关模组和第二带电压检测及限流功能的开关模组，所述桥式整流器正极还连接所述带电压检测功能的开关模组；所述桥式整流器负极接地。本实用新型提供一种LED脉动驱动频率提升电路，可使发光频率提升为400Hz或者更高。

Description

LED脉动驱动频率提升电路

【技术领域】

本实用新型属于照明设备领域，具体涉及一种LED脉动驱动频率提升电路。

【背景技术】

目前的LED驱动电源基本以开关电源为主，采用恒流直流进行驱动。但最近交流驱动技术不断进步，大幅降低驱动电源成本。交流驱动中更多的是将交流整流成脉动直流后对LED进行电流驱动，这样做的问题是LED发光的频率为100/120Hz，虽然人眼无法感觉闪烁，但摄像设备使用时会出现画面暗条滚动和闪烁。

如图1所示，是现有技术的交流驱电源电路。图1中AC为220V交流，经桥式整流后输出100Hz的脉动电压Vin+，负极为Vin-。Vin+与限流器CL20的输入端相连为C点，并与LED模块的门限电路输入端C1~C35相连，C点同时经各模块的第一电阻R1~R35与各模块的第一开关Q1-1~Q1-35的控制端基极以及各模块中第二开关Q2-1~Q2-35的输入端集电极相连；第一开关Q1-1~Q1-35的输入端集电极与各模块中LED组的输入端相连，第一开关Q1-1~Q1-35的输出端发射极与第二开关Q2-1~Q2-35的输出端发射极以及各模块中的LED组的输出端相连；Ni组的LED组输入端与Ni-1组的LED输出端相连，Ni组的LED组输出端与Ni+1组的LED输入端相连，如此各LED模块互相连接；C点与各LED模块的第二开关Q2-1~Q2-35的控制断基极之间分别接有串联了第二电阻R2-1~R2-35的稳压二极管ZD1~ZD35；最后一个LED模块的LED的输出端与Vin-相连。图中各LED模块中LED的个数均为3个，累计压降约9V，考虑恒流器的最低工作电压约2V，所以稳压二极管ZD1~ZD35至少选用稳压值12V以上的稳压管，假设第一开关的饱和压降为 0.2V,35个第一开关导通至少产生7V压降，所以稳压二极管ZD35的稳压值最佳为12+7=19V。

交流电220V经整流后的脉动电压，峰值约320V，当脉动电压从0上升到9V前，电路电流为零，当脉动电压继续上升，到达19V前，Vin电压经电阻R1-35驱动Q1-35导通，各模块中的第一开关Q1-1~Q1-35全部饱和，电能只消耗在限流器CL20，脉动电压上升超过19V时，稳压二极管ZD35导通，N35的第二开关导通，控制第一开关进入截止状态，电流流过N35的LED发光，之后随着Vin电压继续上升，每上升9V，就多一组LED发光，发光顺序依次为N34、N33、N32、........N1,只要电压足够高，N1就会发光。Vin到达最高值后开始往下降，随着电压的下降，各组LED又会依次熄灭，顺序为N1、N2、N3、......N35。

交流电220V经整流后的脉动电压上升到达一定值时，N35的LED发光，之后随着Vin电压继续上升，N34组LED发光，发光顺序依次为N35、N34、N33、N32、........N1,只要电压足够高，N1就会发光。Vin到达最高值后开始往下降，随着电压的下降，各组LED又会依次熄灭，顺序为N1、N2、N3、......N35。

从以上分析来看，现有技术是根据脉动电压的高低判断来确定LED点亮的数量，而对应低压点亮的LED工作时间大于高压才能点亮的LED的工作时间。其缺点是发光频率不高，一般为100或120Hz。虽然人眼无法感觉闪烁，但摄像设备使用时会出现画面暗条滚动和闪烁。

有鉴于此，在脉动驱动的条件下将LED的发光频率提升也是很有意义的。

【发明内容】

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种LED脉动驱动频率提升电路，可使发光频率提升为400Hz或者更高。

本实用新型采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种LED脉动驱动频率提升电路，包括一桥式整流器、一第一带电压检测及限流功能的开关模组、一第二带电压检测及限流功能的开关模组、一带电压检测功能的开关模组、一单向开关、一第一LED灯组、一第二LED灯组；

所述桥式整流器输出端正极分别连接所述第一带电压检测及限流功能的开关模组和第二带电压检测及限流功能的开关模组，所述桥式整流器输出端正极还连接所述带电压检测功能的开关模组；所述桥式整流器负极接地；

所述第一带电压检测及限流功能的开关模组还连接所述第一LED灯组正极，所述第一LED灯组负极接地；

所述第二带电压检测及限流功能的开关模组还连接所述第二LED灯组正极，所述第二LED灯组负极连接所述带电压检测功能的开关模组；所述带电压检测功能的开关模组另一端接地；

所述第一LED灯组正极和所述第二LED灯组负极之间连接所述单向开关；所述单向开关的正极接所述第二LED灯组负极，所述单向开关的负极接第一LED灯组正极；

所述第一带电压检测及限流功能的开关模组包括一第一电压比较器、一第一限流器、一第一常通开关；所述第一电压比较器的输入端与所述第一限流器的输入端均连接到所述桥式整流器的正极；所述第一电压比较器的输出端与第一常通开关的控制端相连；所述第一限流器的输出端连接所述第一常通开关的输入端；所述第一常通开关的输出端连接所述第一LED灯组；

所述第二带电压检测及限流功能的开关模组包括一第二电压比较器、一第二限流器、一第二常通开关；所述第二电压比较器的输入端与所述第二限流器的输入端均连接到所述桥式整流器的正极；所述第二电压比较器的输出端与第二常通开关的控制端相连；所述第二限流器的输出端连接所述第一常通开关的输入端；所述第二常通开关的输出端连接所述第二LED灯组；

所述带电压检测功能的开关模组包括一第三电压比较器、一第三常通开关；所述第三电压比较器的输入端连接到的所述桥式整流器的正极；所述第三电压比较器的输出端与所述第三常通开关的控制端相连；所述第三常通开关的输出端接地。

进一步地，所述第一电压比较器、所述第二电压比较器、所述第三电压比较器是稳压二极管。

进一步地，所述第一限流器、第二限流器是电阻，或者是具有限流功能的电路。

进一步地，所述第一常通开关、所述第二常通开关、所述第三常通开关是三极管、或场效应管，或者由二者组成的复合管。

进一步地，所述单向开关是二极管，或者是具有单向开关功能的电路。

本实用新型的优点在于：1、使发光频率提升为400Hz或者更高。2、所有发光二极管的发光时间和电流相同，可实现发光二极管的最大限度利用，使得LED的个数最少化，降低产品成本提高竞争力。3、由于发光频率高、且各LED发光时间相同，所以单次脉冲电流可以设定在较低、安全、合理的范围内，实现足够的亮度。4、由于频率上升，脉冲电流峰值下降，驱动电路半导体的电流规格要求降低，集成化更容易、成本随之降低。5、驱动电源与LED组之间的连接线只有两根，布局灵活、简单。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1是现有技术LED交流驱动电源电路图。

图2是本实用新型LED脉动驱动频率提升电路图。

图3是本实用新型另一实施例示意图。

【具体实施方式】

如图2所示，一种LED脉动驱动频率提升电路，包括一桥式整流器1、一第一带电压检测及限流功能的开关模组2、一第二带电压检测及限流功能的开关模组3、一带电压检测功能的开关模组4、一单向开关D1、一第一LED灯组5、一第二LED灯组6。

桥式整流器1正极分别连接第一带电压检测及限流功能的开关模组2和第二带电压检测及限流功能的开关模组3，桥式整流器1正极还连接带电压检测功能的开关模组4；桥式整流器1负极接地；

第一带电压检测及限流功能的开关模组2还连接第一LED灯组5，第一LED灯组5另一端接地；

第二带电压检测及限流功能的开关模组3还连接第二LED灯组6，第二LED灯组6另一端连接带电压检测功能的开关模组4；带电压检测功能的开关模组4另一端接地；

第一带电压检测及限流功能的开关模组2和第二LED灯组6之间连接单向开关D1；

第一带电压检测及限流功能的开关模组2包括一第一电压比较器ZD1、一第一限流器CL1、一第一常通开关K1；第一电压比较器ZD1的输入端与第一限流器CL1的输入端均连接到桥式整流器1的正极；第一电压比较器ZD1的控制端与第一限流器CL1的输出端均连接第一常通开关K1的输入端；第一常通开关K1的输出端连接第一LED灯组5；

第二带电压检测及限流功能的开关模组3包括一第二电压比较器ZD2、一第二限流器CL2、一第二常通开关K2；第二电压比较器ZD2的输入端与第二限流器CL2的输入端均连接到桥式整流器1的正极；第二电压比较器ZD2的控制端与第二限流器C2的输出端均连接第二常通开关K2的输入端；第二常通开关K2的输出端连接第二LED灯组6；

带电压检测功能的开关模组4包括一第三电压比较器Z3、一第三常通开关K3；第三电压比较器K3的输入端连接到的桥式整流器1的正极；第三电压比较器K3的控制端连接第三常通开关K3的输入端；第三常通开关K3的输出端接地。

各部分电路作用：

交流电经桥式整流电路后成为脉动电压Vin输出给本装置，正极与ZD1~ZD3的上端相连。第一LED灯组5和第二LED灯组6为两个LED灯组，分别由多个LED串联并联而成，两组灯串的压降Vf相同即串联级数相同的同类型LED。D1为单向开关，当开关右边的电压大于左边时开关自右向左导通，否则则为断开。K1、K2、K3为常通开关，ZD1\ZD2分别用来检测限流器CL1和CL2两端电压，当电压大于一定值的时候将K1\K2断开；第三电压比较器ZD3用来检测整流输出电压，当该电压大于一定值时控制第三常通开关K3使其开路。

工作过程：

当Vin电压低于Vf时，灯组都不亮，当Vin电压高于Vf时，由于K1、K2、K3都是导通状态，而D1处于开路状态，第一LED灯组5和第二LED灯组6处于并联状态，各灯组的电流分别由CL1、CL2分别控制，第一LED灯组5和第二LED灯组6同时发光，亮度可实现一致。

假设ZD1/2的导通电压为12V，当CL1/2两端电压大于12V时K1/2截止，第一LED灯组5/第二LED灯组6熄灭；ZD3的导通电压设定值应大于LED灯组的导通压降加上12V，当Vin大于Vf+12V时，ZD3导通，K3截止。

随着Vin的继续上升，当电压值大于2×Vf时，由于此时CL2两端电压低于12V，所以K2又恢复成导通状态，此时电流流向为Vin+-CL2-LED2-D1-LED1-Vin-，第一LED灯组5/第二LED灯组6为串联关系，但由于电流仍然由CL2控制，且等于CL1，所以改变为串联连接后的第一LED灯组5/第二LED灯组6发光效果与并联时相同，实现等亮度二次发光。当交流电从最高点往下降时，同样会出现这样两次同亮度的发光过程，每个发光二极管都得到同等充分利用。选择好合适的Vf将可实现半个交流周期中等间隔时间、等亮度的4次发光，这样原本50Hz的交流电变成了400Hz的发光效果，消除了闪烁现象。

本实用新型在应用时，通过所述第一带电压检测及限流功能的开关模组2、第二带电压检测及限流功能的开关模组3及带电压检测功能的开关模组4所实现频率提升的连接方式，还可以是通过一带有电压逻辑控制的集成电路7来实现，如图3所示。

具体包括一桥式整流器1、一带有电压逻辑控制的集成电路7、一第一限流器CL1、一第二限流器CL2、一第一常通开关K1、一第二常通开关K2、一第三常通开关K3、一单向开关D1、一第一LED灯组5及一第二LED灯组6；所述集成电路7包含依次电性相接的一用于检测输入电压的检测电压检测模块71、一用于判断输入电压大小与是否输出控制电压的逻辑控制单元72 及一控制电压输出的电压输出模块73；所述电压输出模块73分别与所述第一常通开关K1、第二常通开关K2及第三常通开关K3三者电连接；

所述桥式整流器1输出端正极分别连接所述电压检测模块71、第一限流器CL1的输入端及第二限流器CL2的输入端；所述桥式整流器1负极接地；

所述第一限流器CL1的输出端连接所述第一常通开关K1的输入端；所述第一常通开关K1的输出端、单向开关D1的输出端及第一LED灯组5正极三者电连接，且所述第一LED灯组5负极接地；

所述第二限流器CL2的输出端连接所述第二常通开关K2的输入端；所述第二常通开关K2的输出端与所述第二LED灯组6正极连接；所述第二LED灯组6负极、单向开关D1的输入端及第三常通开关K3的输入端三者电连接，且所述第三常通开关K3的输出端接地。

所述逻辑控制单元72得到电压检测模块71从桥式整流器1所采集到的电压进行判断；供电电压为VI，第一LED灯组5与第二LED灯组6二者并联的工作电压为VP，第一LED灯组5与第二LED灯组6二者串联的工作电压为VS；当VI＞VP时，通过电压输出模块73控制K1、K2、K3的输入电压，使K1、K2、K3三者均导通，第一LED灯组5与第二LED灯组6二者并联工作，经过设定好的点亮时间后，通过电压输出模块73控制K1、K2的输入电压，使K1、K2二者均断开，第一、第二LED灯组（5、6）全部熄灭；当VI＞VS时，通过电压输出模块73控制K1、K2、K3的输入电压，使K2导通，并使K1、K3保持断路，第一LED灯组5与第二LED灯组6二者串联工作，经过设定好的点亮时间后，通过电压输出模块73控制K1、K2的输入电压，使K1、K2二者均断开，第一、第二LED灯组全部熄灭；当VI继续上升到最高电压随后下降时，则通过电压输出模块73控制K1、K2、K3的输入电压，使第一、第二LED灯组均先进入串联模式点亮再进入并联模式点亮；点亮时间与电压上升时的点亮时间相同，两次点亮之间的熄灭时间也相同熄灭让第一LED灯组5与第二LED灯组6在供电电压的一个半波中的工作时间内等间隔点亮4次，即实现LED点亮频率的提升。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

Claims

1.一种LED脉动驱动频率提升电路，其特征在于：包括一桥式整流器、一第一带电压检测及限流功能的开关模组、一第二带电压检测及限流功能的开关模组、一带电压检测功能的开关模组、一单向开关、一第一LED灯组、一第二LED灯组；

所述第一LED灯组正极和所述第二LED灯组负极之间连接所述单向开关；所述单向开关的正极接所述第二LED灯组负极，所述单向开关的负极接第一LED灯组正极。

2.如权利要求1所述的LED脉动驱动频率提升电路，其特征在于：

3.如权利要求2所述的一种LED脉动驱动频率提升电路，其特征在于：所述第一电压比较器、所述第二电压比较器、所述第三电压比较器是稳压二极管。

4.如权利要求2所述的一种LED脉动驱动频率提升电路，其特征在于：所述第一限流器、第二限流器是电阻，或者是具有限流功能的电路。

5.如权利要求2所述的一种LED脉动驱动频率提升电路，其特征在于：所述第一常通开关、所述第二常通开关、所述第三常通开关是三极管、或场效应管，或者由二者组成的复合管。

6.如权利要求1所述的一种LED脉动驱动频率提升电路，其特征在于：所述单向开关是二极管，或者是具有单向开关功能的电路。