CN203504852U - 线性led驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用提供一种线性LED驱动电路，具有这样的特征包括：整流电路，将交流电能转换为直流电能；与整流电路连接的采样电路，设定切换点电压，将整流电路的母线电压和切换点电压进行比较；电流控制回路，包括第二灯珠串LED2和与母线电压连接的第一灯珠串LED1，接收采样电路的比较结果，当母线电压高于切换点电压时，第一灯珠串LED1与第二灯珠串LED2串联，当母线电压低于切换点电压时，第一灯珠串LED1与第二灯珠串LED2并联。其优点在于使得LED灯珠串在整个周期内，增加了点亮时间，进而增加了灯珠的利用率。

Description

线性LED驱动电路

技术领域

本实用新型涉及一种线性LED驱动电路，尤其涉及一种LED根据电源电压变化而改变LED灯珠串串联并联的线性控制电路。 

背景技术

图1为传统的线性LED驱动电路图。 

如图1所示，传统线性LED驱动电路中，灯珠串LED的上端接到桥堆的正端，另外一端接恒流单元，此恒流单元用来设定流过灯珠串LED的电流。由于灯珠串LED的个数比较多，灯珠串LED的正向导通压降比较高，在市电的供电系统中，灯珠串LED要在输入电压在较高的情况下，才能点亮；在输入电压在较低的情况下，很有可能使得灯珠串LED不亮，因此灯珠串LED的利用率很低，而且功率因数也比较低。一般通过减少灯珠串LED灯珠的个数，以提高灯珠串LED的利用率，但是会使得恒流单元的中的功率MOS管功耗变大，系统的效率会变得较低。增大恒流的控制电流，可以提高灯珠串LED的亮度，但是需要更大功率的LED电源系统，使得整个系统的成本和功耗同时增加。 

实用新型内容

本实用提供一种线性LED驱动电路，可以根据电源电压的大小，决定系统的工作模式，以克服上述现有技术的缺陷。 

本实用提供一种线性LED驱动电路，具有这样的特征包括：整流电路，将交流电能转换为直流电能；与整流电路连接的采样电路，设定切换点电压，将整流电路的母线电压和切换点电压进行比较；电流控制回 路，包括第二灯珠串LED2和与母线电压连接的第一灯珠串LED1，接收采样电路的比较结果，当母线电压高于切换点电压时，第一灯珠串LED1与第二灯珠串LED2串联，当母线电压低于切换点电压时，第一灯珠串LED1与第二灯珠串LED2并联。 

进一步，本实用提供一种线性LED驱动电路，还可以具有这样的特征：整流电路为全桥整流桥堆。 

进一步，本实用提供一种线性LED驱动电路，还可以具有这样的特征：采样电路包括串联的第一采样电阻R1和第二采样电阻R2；第一采样电阻R1的另一端与母线电压连接，第二采样电阻R2的另一端与接地端连接；比较器comp1的同相输入端与第一采样电阻R1和第二采样电阻R2的连接点相连，反向输入端与切换点电压输入端Vref0相连。 

进一步，本实用提供一种线性LED驱动电路，还可以具有这样的特征：电流控制回路还包括输入端与比较器comp1输出端相连的逻辑控制处理单元。 

进一步，本实用提供一种线性LED驱动电路，还可以具有这样的特征：逻辑控制处理单元包括第一输出端K1和第二输出端K2；当母线电压高于切换点电压时，第一输出端K1发出控制信号；当母线电压低于切换点电压时，第二输出端K2发出控制信号。 

进一步，本实用提供一种线性LED驱动电路，还可以具有这样的特征：电流控制回路还包括功率MOS管M1、回路采样电阻R3、运算放大器amp、第一控制开关S1、第二控制开关S2、第三控制开关S3；运算放大器amp同向输入端与电压输入端相连，反向输入端与功率MOS管M1的源 极相连，输出端与功率MOS管M1的栅极相连，功率MOS管M1的漏极与第二灯珠串LED2负极相连；回路采样电阻R3的一端与功率MOS管M1的源极相连，另一端与接地端连接；第一灯珠串LED1的负极、第三控制开关S3、第二灯珠串LED2的正极串联；第一控制开关S1的一端与第一灯珠串LED1的正极相连，另一端与第二灯珠串LED2的正极相连；第二控制开关S2的一端与第一灯珠串LED1的负极相连，另一端与第二灯珠串LED2的负极相连；第一输出端K1控制第三控制开关S3闭合，第二输出端K2控制第一控制开关S1和第二控制开关S2闭合。 

进一步，本实用提供一种线性LED驱动电路，还可以具有这样的特征：电压输入端通过第四控制开关S4与第一电压输入端Vref1相连，还通过第五控制开关S5与第二电压输入端Vref2相连；第一输出端K1控制第四控制开关S4闭合，第二输出端K2控制第五控制开关S5闭合。 

实用的有益效果 

根据本实用所提供的一种线性LED驱动电路，因为采样电路对母线电压进行采样，并与设定的切换点电压进行比较，将比较结果输出给电流控制回路的逻辑控制处理单元，电流控制回路在第一灯珠串和第二灯珠串分别设置由逻辑控制处理单元控制的开关，本电路根据电源电压的变化，决定电路连接方式，当母线电压高于设定的切换点电压时，采样电路将该采样结果输出给逻辑控制处理单元，逻辑控制处理单元控制开关，使得第一灯珠串与第二灯珠串串联，而当母线电压低于设定的切换点电压时，采样电路将该采样结果输出给逻辑控制处理单元，逻辑控制处理单元控制开关，使得第一灯珠串和第二灯珠串并联。所以，本实用 所提供的一种LED驱动电路可以在电源电压较高的情况下，两组灯珠串为串联，全部灯珠被点亮，而电源电压很低的情况下，两组灯珠串为并联，使得LED灯珠串在整个周期内，增加了点亮时间，进而增加了灯珠的利用率。 

附图说明

图1为传统的线性LED驱动电路图。 

图2为本实用新型的线性LED驱动电路图。 

图3为本实用新型的线性LED驱动电路处于第一灯串珠LED1和第二灯串珠LED2串联状态的电路图。 

图4为本实用新型的线性LED驱动电路处于第一灯串珠LED1和第二灯串珠LED2并联状态的电路图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用做进一步的描述。 

图2为本实用新型的线性LED驱动电路图。 

如图2所示，线性LED驱动电路包括整流电路、采样电路和电流控制回路。 

整流电路为全桥整流桥堆，由四个二极管组成，与交流电源V1连接，将交流电压V1转换为母线电压Vbus。 

与整流电路连接的采样电路包括串联的第一采样电阻R1、第二采样电阻R2和比较器comp1。第一采样电阻R1和第二采样电阻R2，第一采样电阻R1的另一端与母线电压Vbus连接，第二采样电阻R2的另一端与接地端连接。比较器comp1的同相输入端与第一采样电阻R1和第二采样 电阻R2的连接点相连，反向输入端与切换点电压输入端Vref0相连。第一采样电阻R1与第二采样电阻R2，按比例采样母线电压Vbus，并将母线电压Vbus分压得到的电压与Vref0比较，其结果输出到逻辑控制处理单元。 

电流控制回路包括第一灯珠串LED1、第二灯珠串LED2、逻辑控制处理单元、功率MOS管M1、回路采样电阻R3、运算放大器amp、第一控制开关S1、第二控制开关S2、第三控制开关S3、第四控制开关S4、第五控制开关S5。第一灯珠串LED1和第二灯珠串LED2中LED灯的数目相同。 

逻辑控制处理单元输入端与比较器comp1输出端相连。逻辑控制处理单元包括第一输出端K1和第二输出端K2。当母线电压高于切换点电压时，第一输出端K1发出控制信号；当母线电压低于切换点电压时，第二输出端K2发出控制信号。 

运算放大器amp同向输入端通过第四控制开关S4与第一电压输入端Vref1相连，运算放大器amp的同向输入端，还通过第五控制开关S5与第二电压输入端Vref2相连。运算放大器amp反向输入端与功率MOS管M1的源极相连。运算放大器amp输出端与功率MOS管M1的栅极相连，功率MOS管M1的漏极与第二灯珠串LED2负极相连。本实施例中第一电压输入端Vref1与第二电压输入端Vref2的输入电压比为1∶2。当然，第一电压输入端Vref1与第二电压输入端Vref2的输入电压可以根据线性LED驱动电路中不同灯珠串中LED灯的数量进行调整。 

回路采样电阻R3的一端与功率MOS管M1的源极相连，另一端与接 地端连接。第一灯珠串LED1的负极、第三控制开关S3、第二灯珠串LED2的正极串联。 

第一控制开关S1的一端与第一灯珠串LED1的正极相连，另一端与第二灯珠串LED2的正极相连。 

第二控制开关S2的一端与第一灯珠串LED1的负极相连，另一端与第二灯珠串LED2的负极相连。 

第一输出端K1控制第三控制开关S3闭合，第二输出端K2控制第一控制开关S1和第二控制开关S2闭合。第一输出端K1控制第四控制开关S4闭合，第二输出端K2控制第五控制开关S5闭合。 

线性LED驱动电路的工作原理如下： 

第一灯串珠LED1和第二灯串珠LED2串联状态： 

图3为本实用新型的线性LED驱动电路处于第一灯串珠LED1和第二灯串珠LED2串联状态的电路图。 

如图2和图3所示，采样电路中第一采样电阻R1与第二采样电阻R2采样到的电压为 $\mathrm{Vbus}*\frac{R2}{R1+R2}.$ 当 $\mathrm{Vbus}*\frac{R2}{R1+R2}$ 电压高于 $\mathrm{Vref}0*\frac{R1+R2}{R2}$ 电压时，即母线电压Vbus高于设定的切换电压，则比较器的输出为高。逻辑控制处理单元的第一输出端K1发出控制信号，第三控制开关S3和第四控制开关S4闭合，此时第一控制开关S1、第二控制开关S2和第五控制开关S5断开状态。第一灯串珠LED1和第二灯串珠LED2串联状态，运算放大器amp的同向输入端接第一电压输入端Vref1，流经第一灯珠串LED1和第二灯珠串LED2的电流为

第一灯串珠LED1和第二灯串珠LED2并联状态： 

图4为本实用新型的线性LED驱动电路处于第一灯串珠LED1和第二灯串珠LED2并联状态的电路图。 

如图2和图4所示，采样电路中第一采样电阻R1与第二采样电阻R2采样到的电压为 $\mathrm{Vbus}*\frac{R2}{R1+R2}.$ 当 $\mathrm{Vbus}*\frac{R2}{R1+R2}$ 电压低于 $\mathrm{Vref}0*\frac{R1+R2}{R2}$ 电压时，即母线电压Vbus低于设定的切换电压，则比较器的输出为低。逻辑控制处理单元的第二输出端K2发出控制信号，控制第一控制开关S1、第二控制开关S2和第五控制开关S5闭合，此时第三控制开关S3和第四控制开关S4断开状态。第一灯珠串LED1与第二灯珠串LED2并联，运算放大器amp的在同向输入端接Vref2，流过功率MOS管M1的电流为

由于第一灯珠串LED1和第二灯珠LED2中LED灯的数目相同，流经第一灯珠串LED1和第二灯珠串LED2的电流之和为

变形例一 

第一电压输入端Vref1与第二电压输入端Vref2的输入电压比为1∶1时，即第一电压输入端Vref1的输入电压与第二电压输入端Vref2的输入电压相同，此时的电路不需要第四控制开关S4和第五控制开关S5。运算放大器amp同向输入端与一个电压输入端相连，也可以实现线性LED驱动电路的工作过程。 

Claims (7)

1.一种线性LED驱动电路，其特征在于包括：

整流电路，将交流电能转换为直流电能；

与所述整流电路连接的采样电路，设定切换点电压，将所述整流电路的母线电压和所述切换点电压进行比较；

电流控制回路，包括第二灯珠串(LED2)和与所述母线电压连接的第一灯珠串(LED1)，接收所述采样电路的比较结果，当所述母线电压高于所述切换点电压时，所述第一灯珠串(LED1)与第二灯珠串(LED2)串联，当所述母线电压低于所述切换点电压时，所述第一灯珠串(LED1)与第二灯珠串(LED2)并联。

2.根据权利要求1所述的线性LED驱动电路，其特征在于：

其中，所述整流电路为全桥整流桥堆。

3.根据权利要求1所述的线性LED驱动电路，其特征在于：

其中，所述采样电路包括串联的第一采样电阻(R1)和第二采样电阻(R2)；

所述第一采样电阻(R1)的另一端与母线电压连接，所述第二采样电阻(R2)的另一端与接地端连接；

比较器(comp1)的同相输入端与所述第一采样电阻(R1)和第二采样电阻(R2)的连接点相连，反向输入端与所述切换点电压输入端(Vref0)相连。

4.根据权利要求3所述的线性LED驱动电路，其特征在于：

其中，所述电流控制回路还包括输入端与所述比较器(comp1)输出端相连的逻辑控制处理单元。

5.根据权利要求4所述的线性LED驱动电路，其特征在于：

其中，所述逻辑控制处理单元包括第一输出端(K1)和第二输出端(K2)；

当所述母线电压高于所述切换点电压时，所述第一输出端(K1)发出控制信号；当所述母线电压低于所述切换点电压时，所述第二输出端(K2)发出控制信号。

6.根据权利要求5所述的线性LED驱动电路，其特征在于：

其中，所述电流控制回路还包括功率MOS管(M1)、回路采样电阻(R3)、运算放大器(amp)、第一控制开关(S1)、第二控制开关(S2)、第三控制开关(S3)；

运算放大器(amp)同向输入端与电压输入端相连，反向输入端与所述功率MOS管(M1)的源极相连，输出端与所述功率MOS管(M1)的栅极相连，功率MOS管(M1)的漏极与所述第二灯珠串(LED2)负极相连；

所述回路采样电阻(R3)的一端与所述功率MOS管(M1)的源极相连，另一端与接地端连接；所述第一灯珠串(LED1)的负极、所述第三控制开关(S3)、所述第二灯珠串(LED2)的正极串联；

所述第一控制开关(S1)的一端与所述第一灯珠串(LED1)的正极相连，另一端与所述第二灯珠串(LED2)的正极相连；

所述第二控制开关(S2)的一端与所述第一灯珠串(LED1)的负极相连，另一端与第二灯珠串(LED2)的负极相连；

所述第一输出端(K1)控制所述第三控制开关(S3)闭合，所述第二输出端(K2)控制所述第一控制开关(S1)和第二控制开关(S2)闭合。

7.根据权利要求6所述的线性LED驱动电路，其特征在于：

其中，电压输入端通过第四控制开关(S4)与第一电压输入端(Vref1)相连，还通过第五控制开关(S5)与第二电压输入端(Vref2)相连；

所述第一输出端(K1)控制所述第四控制开关(S4)闭合，所述第二输出端(K2)控制所述第五控制开关(S5)闭合。

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