CN208369914U - Led线性全电压驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种LED线性全电压驱动电路，包括LED负载模块和串并联控制模块，LED负载模块包括第一负载和第二负载，第一负载的输入端和第二负载的输入端均连接至外接电源的输出端；串并联控制模块连接至第一负载的输出端和第二负载的输出端以形成回路，串并联控制模块与外接电源连接，且串并联控制模块还连接至第二负载的输入端与外接电源的输出端之间的线路上，用于使第一负载和第二负载之间的串并联连接状态改变；第一负载和第二负载并联的输入功率为P1,第一负载和第二负载串联的输入功率为P2，P1和P2的差值小于预设功率阈值，能跟随外接电源的电压变化来驱动LED负载模块进行工作，实现LED灯串的线性全电压驱动。

Description

LED线性全电压驱动电路

技术领域

本发明实施例涉及LED驱动技术领域，尤其是一种LED线性全电压驱动电路。

背景技术

LED是一种可以把电能转化成光能的半导体二极管，由于LED是特性敏感的半导体器件，又具有负温度特性，因而在应用过程中需要对其进行稳定工作状态和保护，例如用LED作为显示器或其他照明设备或背光源时，需要对LED进行恒流驱动。

传统的LED线性恒流驱动原理如下：电网电压经过桥堆整流后的电压在满足高于LED灯串电压，达到恒流驱动芯片工作电压后，恒流驱动芯片输出恒定电流。目前市面上的线性恒流驱动电源都是单点输入的方案，按照120Vac输入电压或220Vac输入电压单独设计相应的驱动电源。

采用传统的线性电源，LED的输出功率Pout＝Uled*Iout，其中Uled是灯串的电压，Iout是灯串电流，Uled是灯串上电压。通常采用120Vac作为输入电压的线性电源不可以工作在220Vac的输入环境下，否则驱动芯片会因为输入输出压差过大导致损坏，最终LED灯具无法正常使用；而采用220Vac作为输入电压的线性电源，因为LED灯珠压降远大于120Vac线网整流后的脉动直流电压，导致在120Vac输入范围内，无法达到LED灯珠压降，LED灯具无法正常工作。

发明内容

本发明实施例主要解决的技术问题是提供一种LED线性全电压驱动电路，实现LED灯串全电压工作功能。

为解决上述技术问题，本发明创造的实施例采用的一个技术方案是：提供一种LED线性全电压驱动电路，包括：

LED负载模块，包括第一负载和第二负载，所述第一负载和第二负载均设有若干串联的LED灯珠，所述第一负载的输入端和第二负载的输入端均连接至外接电源的输出端；

串并联控制模块，连接至所述第一负载的输出端和第二负载的输出端以形成回路，所述串并联控制模块与所述外接电源连接，且所述串并联控制模块还连接至所述第二负载的输入端与所述外接电源的输出端之间的线路上，用于使所述第一负载和第二负载之间的串并联连接状态改变；所述第一负载和第二负载并联的输入功率为P1,所述第一负载和第二负载串联的输入功率为P2，所述P1和P2的差值小于预设功率阈值。

可选地，当所述第一负载和第二负载并联连接，所述外接电源的电压小于第一预设阈值，所述LED负载模块的输入功率为P1；当所述第一负载和第二负载串联，所述外接电源的电压大于第二预设阈值，所述LED负载模块的输入功率为P2；当所述第一负载和第二负载由并联连接转入串联连接，所述外接电源的电压大于第一预设阈值且小于第二预设阈值，所述LED负载模块的输入功率为P3；所述P1、P2和P3两两之间的差值小于所述预设功率阈值，所述第一预设阈值小于第二预设阈值。

可选地，还包括：

整流模块，所述整流模块的输入端连接至所述外接电源的输出端，用于将所述外接电源的电压信号整流后输出，所述第一负载的输入端和第二负载的输入端连接至所述整流模块的输出端。

可选地，所述串并联控制模块包括：

开关控制单元，设置于所述第二负载的输入端与所述整流模块的输出端之间的线路上；

恒流驱动单元，包括第一端V1和第二端V2，所述第一端V1与所述第一负载的输出端连接，所述第二端V2与所述第二负载的输出端连接，所述第二负载的输出端还通过正向导通的二极管D1连接至所述第一负载的输入端；

信号检测单元，与所述整流模块、开关控制单元和恒流驱动单元连接，用于分别输出第一控制信号和第二控制信号至开关控制单元和恒流驱动单元，以使所述第一负载和第二负载的串并联连接状态改变，以及输出第三控制信号至恒流驱动单元，用于调整高电压恒流输出电流。

可选地，所述外接电源输出的电压信号包括由低到高依次排列的第一工作电压区间、第二工作电压区间和第三工作电压区间。

可选地，在所述第一工作电压区间范围内，所述第一负载和第二负载处于并联工作状态，在所述第三工作电压区间范围内，所述第一负载和第二负载处于串联工作状态，在所述第二工作电压区间范围内，所述第一负载和第二负载由并联工作状态变成串联工作状态。

可选地，所述信号检测单元包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一比较器U1和第二比较器U2，所述第一电阻R1的第一端连接至所述整流模块的输出端，所述第一电阻R1的第二端通过所述第二电阻R2接地，所述第一电阻R1的第二端还连接至所述第一比较器U1的正极输入端，所述第一比较器U1的负极输入端连接至内部阈值电压信号端Vref1，所述第一比较器U1的输出端连接至En控制端，输出所述第一控制信号，连接至所述开关控制单元；所述第一比较器U1的输出端还分别连接至第一开关器S1和通过反向器连接至第二开关器S2，所述第一开关器S1的输入端连接至高电压阈值端Vref2，所述第一开关器S1的输出端连接至第三信号输出端Vref，所述第二开关器S2的输入端连接至低电压阈值端Vref3，所述第二开关器S2的输出端连接至所述第三信号输出端Vref，所述第三信号输出端Vref连接至所述恒流驱动单元；所述第一电阻R1的第二端连接至第二比较器U2的正极输入端，所述第二比较器U2的负极输入端连接至所述所述内部阈值电压信号端Vref1，所述第二比较器U2的输出端连接至第二信号输出端Ictrl，所述第二信号输出端Ictrl连接至所述恒流驱动单元。

可选地，所述恒流驱动单元包括第三比较器U3和第四比较器U4，所述第三比较器U3的正极输入端连接至所述第三信号输出端Vref，所述第三比较器U3的负极输入端通过第三电阻R3接地，所述第三比较器U3的负极输入端还连接至第一功率管M1的源极，所述第三比较器U3的输出端连接至所述第一功率管M1的栅极，所述第一功率管M1的漏极连接至所述第一负载led1的输出端，所述第三比较器U3的使能控制端连接至所述第二信号输出端Ictrl；所述第四比较器U4的正极输入端连接至所述第三信号输出端Vref，所述第四比较器U4的负极输入端通过第四电阻R4接地，所述第四比较器U4的负极输入端还连接至第二功率管M2的源极，所述第四比较器U4的输出端连接至所述第二功率管M2的栅极，所述第二功率管M2的漏极连接至所述第二负载led2的输出端。

本发明实施例的有益效果是：通过在LED负载模块中设置第一负载和第二负载，且第一负载和第二负载均设有多个串联的LED灯珠，串并联控制模块连接至第一负载和第二负载的输出端形成回路，从而驱动第一负载和第二负载工作，且串并联控制模块还连接至第二负载的输入端和整流模块的输出端之间，从而可以控制第二负载的通断，进而控制第一负载和第二负载之间的串并联连接方式，当外接电源的电压变化时，能根据外接电源的电压大小来具体选择第一负载和第二负载的串联连接或者并联连接工作方式，能跟随外接电源的电压变化来驱动LED负载模块进行工作，实现LED灯串的线性全电压驱动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例LED线性全电压驱动电路的结构示意图；

图2为本发明实施例LED线性全电压驱动电路另一个实施例的结构示意图；

图3为本发明实施例LED线性全电压驱动电路的电路结构示意图；

图4为本发明实施例信号检测单元的电路结构示意图；

图5为本发明实施例恒流驱动单元的电路结构示意图；

图6为本发明实施例的输入功率曲线图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请参阅图1，图1为本发明实施例LED线性全电压驱动电路的结构示意图。

如图1所示，一种LED线性全电压驱动电路，包括：LED负载模块1和串并联控制模块2。

LED负载模块1包括第一负载led1和第二负载led2，第一负载led1和第二负载led2均设有若干依次串联连接的LED灯珠，第一负载led1的输入端和第二负载led2的输入端均连接至外接电源的输出端；串并联控制模块2连接至第一负载led1的输出端和第二负载led2的输出端以形成回路，串并联控制模块2与所述外接电源连接，且串并联控制模块2还连接至第二负载led2的输入端与外接电源的输出端之间的线路上，用于根据外接电源的输出电压使第一负载led1和第二负载led2之间的串并联连接状态改变；第一负载led1和第二负载led2并联的输入功率为P1,第一负载led1和第二负载led2串联的输入功率为P2，其中，P1和P2的差值小于预设功率阈值。预设功率阈值为系统预先设置的一个数值，以预设功率阈值为5％为例，P1和P2之间的差值小于5％，说明P1和P2接近甚至相等，则第一负载led1和第二负载led2串联和并联的输入功率一致。在实施时，预设功率阈值的具体数值不局限于上述的5％，根据具体应用场景的不同，预设功率阈值可以设定不同的数值。

外接电源是一种为本发明LED线性全电压驱动电路提供电能的装置，包括市电电网、可充电电池或者其它电能装置，在一个实施例中，请参阅图2，图2是本发明LED线性全电压驱动电路另一个实施例的结构示意图。

如图2所示，本发明LED线性全电压驱动电路还包括整流模块3，整流模块3的输入端连接至外接电源的输出端，用于将外接电源的电压信号整流后输出，第一负载led1的输入端和第二负载led2的输入端连接至整流模块3的输出端。以外接电源为市电电网为例，整流模块3连接市电电网后，将电网电压的交流电压信号进行整流后输出稳定的直流电压信号至第一负载led1和第二负载led2。整流模块3可以采用现有技术中的半波整流电路、全波整流电路或者桥式整流电路等。

LED负载模块1包括第一负载led1和第二负载led2，其中，第一负载led1和第二负载led2分别设置有若干依次串联连接的LED灯珠，依次串联的LED灯珠形成LED灯串，第一负载led1的输入端为组成第一负载led1的LED灯串中第一个LED灯珠的阳极，第一负载led1的输出端为组成第一负载led1的LED灯串中最后一个LED灯珠的阴极；而第二负载led2的输入端为组成第二负载led2的LED灯串中第一LED灯珠的阳极，第二负载led2的输出端为组成第二负载led2的LED灯串中最后一个LED灯珠的阴极。第二负载led2的输出端还通过正向导通的二极管D1连接至第一负载led1的输入端。需要说明的是，在具体实施时，本发明LED线性全电压驱动电路不局限于设置一个LED负载模块1，根据不同的应用场景，电路中的LED负载模块1还可以设置有多个。

串并联控制模块2与第一负载led1的输出端连接，从而使得外接电源、第一负载led1和串并联控制模块2形成回路，或者外接电源、整流模块3、第一负载led1和串并联控制模块2形成回路，串并联控制模块2还与第二负载led2的输出端连接，从而使得外接电源、第二负载led2和串并联模块3形成回路，或者使得外接电源、整流模块3、第二负载led2和串并联控制模块2形成回路；串并联控制模块2与整流模块3连接，能检测整流模块3的输入电压或者输出电压，且串并联控制模块2还连接至第二负载led2的输入端与整流模块3的输出端之间的线路上，从而根据检测到的电压来控制第二负载led2与整流模块3之间的通断，进而实现控制第一负载led1和第二负载led2之间的串并联连接方式，在实施时，串并联控制模块2可以采用现有技术中的恒流驱动模块来实现控制第一负载led1和第二负载led2之间的串并联连接方式。

在一个实施例中，当第一负载led1和第二负载led2并联连接，外接电源的电压小于第一预设阈值，LED负载模块1的输入功率为P1；当第一负载led1和第二负载led2串联，外接电源的电压大于第二预设阈值，LED负载模块1的输入功率为P2；当第一负载led1和第二负载led2由并联连接转入串联连接，外接电源的电压大于第一预设阈值且小于第二预设阈值，LED负载模块1的输入功率为P3；P1、P2和P3两两之间的差值小于预设功率阈值，第一预设阈值小于第二预设阈值。其中，第一预设阈值和第二预设阈值根据具体不同的应用场景设定不同的数值。

以整流模块3连接市电电网为例，电网输出120Vac或220Vac电网电压，当整流模块3的输入端Vin连接120Vac电网电压输入时，串并联控制模块2检测到低电压输入，此时，串并联控制模块2导通整流模块3与第二负载led2的连接，且串并联控制模块2与第一负载led1的输出端和第二负载led2的输出端均导通，此时，第一负载led1和第二负载led2处于并联连接的工作状态，第一负载led1的工作电流为I1，第二负载led2的工作电流为I2，以I1＝I2为例，此时系统输出功率为P＝P_LED1+P_LED2＝I1×U_LED1+I2×U_LED2＝I1×(U_LED1+U_LED2)，即LED负载模块1的输入功率P1，系统的输入电流等于LED负载模块1上的输出电流。

另一方面，当整流模块3连接220Vac电网电压输入时，串并联控制模块2检测到高电压输入，串并联控制模块2使得整流模块3与第二负载led2截止，且串并联控制模块2与第一负载led1的输出端截止而与第二负载led2的输出端导通，此时，第一负载led1和第二负载led2处于串联连接的工作状态，第一负载led1和第二负载led2串联后组成第三负载led3，第三负载led3的工作电流为I3，此时系统输出功率为P＝I3×(U_LED1+U_LED2)，即LED负载模块1的输入功率P2，系统的输入电流等于LED负载模块1的输出电流。

而当整流模块3的输入电压在120Vac和220Vac之间范围内时，第一负载led1和第二负载led2由并联的工作模式转入了串联的工作模式，LED负载模块1的输入功率为P3，在整流模块3的输入电压在120Vac和220Vac之间范围内，当第一负载led1和第二负载led2仍处于并联的工作模式时，系统输入电压比第一负载led1或第二负载led2的灯串电压较高，串并联控制模块2的输出电流比整流模块3接120Vac电压的最小输出电流Imin要小，此时系统的输出功率P小于整流模块3连接120Vac电网电压输入时的输出功率P。在整流模块3的输入电压在120Vac和220Vac之间范围内，当第一负载led1和第二负载led2仍处于串联的工作模式，第一负载led1和第二负载led2串联组成的第三负载led3的功率P小于接120Vac或者220Vac时的最小输入功率P。

本实施例通过在LED负载模块1中设置第一负载led1和第二负载led2，且第一负载led1和第二负载led2均设有多个串联的LED灯珠，串并联控制模块2连接至第一负载led1和第二负载led2的输出端形成回路，从而驱动第一负载led1和第二负载led2工作，且串并联控制模块2还连接至第二负载led2的输入端和整流模块3的输出端之间，从而可以控制第二负载led2的通断，进而控制第一负载led1和第二负载led2之间的串并联连接方式，当外接电源的电压变化时，能根据外接电源的电压大小来具体选择第一负载led1和第二负载led2的串联连接或者并联连接工作方式，能跟随外接电源的电压变化来驱动LED负载模块1进行工作，实现LED灯串的线性全电压驱动。

在一个可选实施例中，请参阅图3，图3是本发明LED线性全电压驱动电路的电路结构示意图。

如图3所示，串并联控制模块2包括：

开关控制单元21，设置于第二负载led2的输入端与整流模块3的输出端之间的线路上；

恒流驱动单元22，包括第一端V1和第二端V2，第一端V1与第一负载led1的输出端连接，第二端V2与第二负载led2的输出端连接，第二负载led2的输出端还通过正向导通的二极管D1连接至第一负载led1的输入端；

信号检测单元23，与整流模块3、开关控制单元21和恒流驱动单元22连接，用于检测整流模块3的电压后分别输出第一控制信号和第二控制信号至开关控制单元21和恒流驱动单元22，以使第一负载led1和第二负载led2的串并联连接状态改变，以及输出第三控制信号至恒流驱动单元22，用于调整高电压恒流输出电流，即根据不同的输入电压，输出不同的第三控制信号至恒流驱动单元22，用于控制恒流驱动单元22在不同的输入电压下，输出电流大小。

开关控制单元21是指现有技术中可以使电路开路、使电流中断或使其流到其他电路的电子元件，例如高压MOS管等。开关控制单元21设置于第二负载led2的输入端和整流模块3的输出端之间，并根据信号检测单元23输出的第一控制信号控制第二负载led2和整流模块3之间的通断。

恒流驱动单元22是一种现有技术中的用于对LED灯珠进行稳定工作状态和保护的器件，例如采用SM2082EHS芯片来驱动LED灯串稳定工作，恒流驱动单元22包括第一端V1和第二端V2，第一端V1连接至第一负载led1的输出端，第二端V2连接至第二负载led2的输出端，第二负载led2的输出端还通过正向导通的二极管D1连接至第一负载led1的输入端。其中，第二负载led2的输出端连接至二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接至第一负载led1的输入端，恒流驱动单元22分别通过第一端V1和第二端V2输出恒流电流至第一负载led1和第二负载led2，从而使得第一负载led1和第二负载led2处于稳定工作状态。

本实施例中，当信号检测单元23检测到整流模块3输出低电压时，输出第一控制信号至开关控制单元21以使开关控制单元21导通，同时输出第二控制信号至恒流驱动单元22以使第一负载led1和第二负载led2与恒流驱动单元22导通，此时第一负载led1和第二负载led2处于并联连接状态；当信号检测单元23检测到整流模块3输出高电压时，输出第一控制信号至开关控制单元21以使开关控制单元21截止，从而使得第二负载led2与整流模块3截止，同时输出第二控制信号至恒流驱动单元22，以使第一负载led1与恒流驱动单元22截止并使第二负载led2和恒流驱动单元22导通，此时，第二负载led2通过二极管D1与第一负载led1串联连接，实现全电压驱动方式；另一方面，在低电压和高电压的范围内，通过第三控制信号调整高电压的输出电流，使得整灯的输入功率基本一致。需要指出的是，上述高电压和低电压是由系统预先设定的，例如连接至市电电网时，市电电网的电压分为120Vac和220Vac两种，其中120Vac电网电压为低电压而220Vac电网电压为高电压。当然，高电压和低电压不限于上述的市电电网电压，根据具有应用场景的不同，高电压和底电压的电压值还可以设置为不同的电压值。

在一个可选实施例中，请参阅图4，图4是本发明LED线性全电压驱动电路信号检测单元的电路结构示意图。

如图4所示，信号检测单元23是现有技术中用于对整流模块3的电压进行检测，并根据检测结果分别输出第一控制信号和第二控制信号至开关控制单元21和恒流驱动单元22，同时输出第三控制信号连接至恒流驱动单元22。信号检测单元23包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一比较器U1和第二比较器U2，第一电阻R1的第一端连接至外接电源的输出端，第一电阻R1的第二端通过第二电阻R2接地，第一电阻R1的第二端还连接至第一比较器U1的正极输入端，第一比较器U1的负极输入端连接至内部阈值电压信号端Vref1，第一比较器U1的输出端连接至En控制端，En控制端连接至开关控制单元21向开关控制单元21输出第一控制信号；第一比较器U1的输出端还分别连接至第一开关器S1和通过反向器连接至第二开关器S2，第一开关器S1的输入端连接至高电压阈值端Vref2，第一开关器S1的输出端连接至第三信号输出端Vref，第二开关器S2的输入端连接至低电压阈值端Vref3，第二开关器S2的输出端连接至第三信号输出端Vref，第三信号输出端Vref连接至恒流驱动单元22；所述第一电阻R1的第二端连接至第二比较器U2的正极输入端，所述第二比较器U2的负极输入端连接至所述内部阈值电压信号端Vref1，所述第二比较器U2的输出端连接至第二信号输出端Ictrl，第二信号输出端Ictrl连接至恒流驱动单元22。

第一电阻R1、第二电阻R2和第一比较器U1组成了高低压输入判断的比较电路，第一电阻R1、第二电阻R2和第二比较器U2组成了用于输出第二控制信号的跟随电路；其中内部阈值电压信号端Vref1接内部阈值电压，当第一电阻R1的第一端连接至外接电源的输出端，外接电源的输出电压通过第一电阻R1和第二电阻R2进行分压，并与内部阈值电压进行比较，超过内部阈值电压则认为是高电压输入，此时En控制端为高电平，若低于内部阈值电压则认为是低电压输入，此时En控制端为低电平，高电压阈值端Vref2的电压为高输入电压时的恒流电流阈值，低电压阈值端Vref3的电压为低输入电压时的恒流电流阈值，当En控制端为高电平时，第一开关器S1导通而第二开关器S2截止，第三信号输出端Vref等于高电压阈值端Vref2；当En控制端为低电平时，第一开关器S1截止而第二开关器S2导通，第三信号输出端Vref等于低电压阈值端Vref3，第三信号输出端Vref连接至恒流驱动单元22，用于微调高低电压下恒流输出电流、保证高低压功率一致。

在一个实施例中，请参阅图5，图5是本发明恒流驱动单元的电路结构示意图。

如图5所示，恒流驱动单元22包括第三比较器U3和第四比较器U4，三比较器U3的正极输入端连接至第三信号输出端Vref，第三比较器U3的负极输入端通过第三电阻R3接地，第三比较器U3的负极输入端还连接至第一功率管M1的源极，第三比较器U3的输出端连接至第一功率管M1的栅极，第一功率管M1的漏极连接至第一端V1，第一端V1与第一负载led1的输出端连接，第三比较器U3的使能控制端连接至第二信号输出端Ictrl；第四比较器U4的正极输入端连接至第三信号输出端Vref，第四比较器U4的负极输入端通过第四电阻R4接地，第四比较器U4的负极输入端还连接至第二功率管M2的源极，第四比较器U4的输出端连接至第二功率管M2的栅极，第二功率管M2的漏极连接至第二端V2，第二端V2与第二负载led2的输出端连接。第一功率管M1和第二功率管M2可以采用场效应管或者三极管。

信号检测单元23可以检测整流模块3的输入端Vin的电压信号，也可以检测经过整流模块3整流处理后输出的电压信号；当信号检测单元23检测到整流模块3的电压为低电压后通过En控制端输出第一控制信号至开关控制单元21，以驱动开关控制单元21闭合导通整流模块3和第二负载led2，并通过第二信号输出端Ictrl输出第二控制信号至第三比较器U3的使能控制端，此时，该第二控制信号为高电压信号，第一功率管M1关闭和第二功率管M2均导通，驱动恒流驱动单元22的第一端V1和第二端V2分别输出恒流电流信号至第一负载led1和第二负载led2，从而使得第一负载led1和第二负载led2并联连接；当信号检测单元23检测到整流模块3的电压为高电压后通过En控制端输出第一控制信号至开关控制单元21，以驱动开关控制单元21截止，断开整流模块3和第二负载led2之间的连接，并通过第二信号输出端Ictrl输出第二控制信号至第三比较器U3的使能控制端，此时，该第二控制信号为低电压信号，第三比较器U3驱动第一功率管M1截止，从而使得驱动恒流驱动单元22的第一端V1与第一负载led1之间的连接断开，而由于第二功率管M2导通，使得驱动恒流驱动单元22的第二端V2输出恒流电流信号至第二负载led2，第一负载led1的输出端通过二极管D1导通至第一负载led1的输入端，从而使得第一负载led1和第二负载led2串联连接。以整流模块3连接市电电网为例，电网电压包括120Vac输入电压和220Vac输入电压，其中，120Vac输入电压为低电压，220Vac输入电压为高电压，当然，上述高电压和低电压的电压根据具有应用场景的不同可以设置不同的数值范围。

在一个可选实施例中，外接电源输出的电压信号包括由低到高依次排列的第一工作电压区间、第二工作电压区间和第三工作电压区间。

在第一工作电压区间范围内，第一负载led1和第二负载led2处于并联工作状态，在第三工作电压区间范围内，第一负载led1和第二负载led2处于串联工作状态，在第二工作电压区间范围内，第一负载led1和第二负载led2由并联工作状态变成串联工作状态。

请参阅图6，图6是本发明LED线性全电压驱动电路工作在第一工作电压区间、第二工作电压区间和第三工作电压区间的输入功率曲线图，如图6所示，外接电源输出的电压信号由低到高分为U1、U2、U3和U4，其中，当本发明LED线性全电压驱动电路在较低电压U1至U2的范围内工作时，形成第一工作电压区间，在中间电压U2至U3的范围内工作时，形成第二工作电压区间，在较高电压U3至U4的范围内工作时，形成第三工作电压区间。

在第一工作电压区间内时，开关控制单元21闭合，第一负载led1和第二负载led2处于并联的工作状态，此时LED灯串的输入功率为P1，第一负载led1和第二负载led2为相同的LED灯串，第一负载led1的工作电流为I1，第二负载led2的工作电流为I2，且I1＝I2，I1和I2的电流大小由恒流驱动单元22设定。此时，电路的输出功率为P＝P_LED1+P_LED2＝I1×U_LED1+I2×U_LED2＝I1×(U_LED1+U_LED2)，,其中LED1代表第一负载led1，LED2代表第二负载led2，系统的输入电流等于LED灯串的输出电流，在第一工作电压区间输入功率最大为P4，输入功率最小为P5。第一负载led1和第二负载led2处于并联连接状态的总输入电流为2*I1，系统的输入功率其中Uin1代表整流模块3的输入电压，最大输入功率P4和最小输入功率P5的偏差值小于5％。

在第三工作电压区间内时，信号检测单元23输出第一控制信号至开关控制单元21以截止整流模块3和第二负载led2，并输出第二控制信号至恒流驱动单元22，第三比较器U3的使能控制端接收到第二信号输出端Ictrl输出的低电压信号驱动第一功率管M1截止，以使第一端V1与第一负载led1之间截止，进而使得第一负载led1和第二负载led2通过二极管D1连接处于串联的工作状态组成第三负载led3，此时LED灯串的输入功率为P2，第三负载led3的工作电流为I3,此时，电路的输出功率为P＝I3×(U_LED1+U_LED2)，由于，第二端V1输出的电流恒定不变，所以I3＝I2＝I1,系统的输入电流等于LED灯串上的输出电流，在实际工作中，由于损耗或其他原因，需要第三控制信号用于微调相应的电流，保证输出功率的一致。在三工作电压区间输入功率最大为P4，输入功率最小为P5，第一负载led1和第二负载led2处于串联状态的总输入电流为I3，此时，系统的输入功率其中Uin3代表整流模块3此时的输入电压，最大输入功率P4和最小输入功率P5的偏差值小于5％。

在第二工作电压区间内时，第一负载led1和第二负载led2由并联的工作状态转入了串联的工作状态，在第二工作电压区间内，当第一负载led1和第二负载led2仍处于并联的工作模式，此时，系统的输入功率P3小于第一工作电压区间的最小输入功率P5。在第二工作电压区间内，当第一负载led1和第二负载led2仍处于串联的工作模式，此时，系统的输入功率P3小于第一或第三工作电压区间的最小输入功率P5。

需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本发明内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种LED线性全电压驱动电路，其特征在于，包括：

LED负载模块，包括第一负载和第二负载，所述第一负载和第二负载均设有若干串联的LED灯珠，所述第一负载的输入端和第二负载的输入端均连接至外接电源的输出端；

串并联控制模块，连接至所述第一负载的输出端和第二负载的输出端以形成回路，所述串并联控制模块与所述外接电源连接，且所述串并联控制模块还连接至所述第二负载的输入端与所述外接电源的输出端之间的线路上，用于使所述第一负载和第二负载之间的串并联连接状态改变；所述第一负载和第二负载并联的输入功率为P1,所述第一负载和第二负载串联的输入功率为P2，所述P1和P2的差值小于预设功率阈值。

2.根据权利要求1所述的LED线性全电压驱动电路，其特征在于：当所述第一负载和第二负载并联连接，所述外接电源的电压小于第一预设阈值，所述LED负载模块的输入功率为P1；当所述第一负载和第二负载串联，所述外接电源的电压大于第二预设阈值，所述LED负载模块的输入功率为P2；当所述第一负载和第二负载由并联连接转入串联连接，所述外接电源的电压大于第一预设阈值且小于第二预设阈值，所述LED负载模块的输入功率为P3；所述P1、P2和P3两两之间的差值小于所述预设功率阈值，所述第一预设阈值小于第二预设阈值。

3.根据权利要求1所述的LED线性全电压驱动电路，其特征在于，还包括：

整流模块，所述整流模块的输入端连接至所述外接电源的输出端，用于将所述外接电源的电压信号整流后输出，所述第一负载的输入端和第二负载的输入端连接至所述整流模块的输出端。

4.根据权利要求3所述的LED线性全电压驱动电路，其特征在于，所述串并联控制模块包括：

开关控制单元，设置于所述第二负载的输入端与所述整流模块的输出端之间的线路上；

恒流驱动单元，包括第一端V1和第二端V2，所述第一端V1与所述第一负载的输出端连接，所述第二端V2与所述第二负载的输出端连接，所述第二负载的输出端还通过正向导通的二极管D1连接至所述第一负载的输入端；

信号检测单元，与所述整流模块、开关控制单元和恒流驱动单元连接，用于分别输出第一控制信号和第二控制信号至开关控制单元和恒流驱动单元，以使所述第一负载和第二负载的串并联连接状态改变。

5.根据权利要求1所述的LED线性全电压驱动电路，其特征在于，所述外接电源输出的电压信号包括由低到高依次排列的第一工作电压区间、第二工作电压区间和第三工作电压区间。

6.根据权利要求5所述的LED线性全电压驱动电路，其特征在于，在所述第一工作电压区间范围内，所述第一负载和第二负载处于并联工作状态，在所述第三工作电压区间范围内，所述第一负载和第二负载处于串联工作状态，在所述第二工作电压区间范围内，所述第一负载和第二负载由并联工作状态变成串联工作状态。

7.根据权利要求4所述的LED线性全电压驱动电路，其特征在于，所述信号检测单元包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一比较器U1和第二比较器U2，所述第一电阻R1的第一端连接至所述整流模块的输出端，所述第一电阻R1的第二端通过所述第二电阻R2接地，所述第一电阻R1的第二端还连接至所述第一比较器U1的正极输入端，所述第一比较器U1的负极输入端连接至内部阈值电压信号端Vref1，所述第一比较器U1的输出端连接至En控制端，输出所述第一控制信号，连接至所述开关控制单元；所述第一比较器U1的输出端还分别连接至第一开关器S1和通过反向器连接至第二开关器S2，所述第一开关器S1的输入端连接至高电压阈值端Vref2，所述第一开关器S1的输出端连接至第三信号输出端Vref，所述第二开关器S2的输入端连接至低电压阈值端Vref3，所述第二开关器S2的输出端连接至所述第三信号输出端Vref，所述第三信号输出端Vref连接至所述恒流驱动单元；所述第一电阻R1的第二端连接至第二比较器U2的正极输入端，所述第二比较器U2的负极输入端连接至所述内部阈值电压信号端Vref1，所述第二比较器U2的输出端连接至第二信号输出端Ictrl，所述第二信号输出端Ictrl连接至所述恒流驱动单元。

8.根据权利要求7所述的LED线性全电压驱动电路，其特征在于，所述恒流驱动单元包括第三比较器U3和第四比较器U4，所述第三比较器U3的正极输入端连接至所述第三信号输出端Vref，所述第三比较器U3的负极输入端通过第三电阻R3接地，所述第三比较器U3的负极输入端还连接至第一功率管M1的源极，所述第三比较器U3的输出端连接至所述第一功率管M1的栅极，所述第一功率管M1的漏极连接至所述第一负载led1的输出端，所述第三比较器U3的使能控制端连接至所述第二信号输出端Ictrl；所述第四比较器U4的正极输入端连接至所述第三信号输出端Vref，所述第四比较器U4的负极输入端通过第四电阻R4接地，所述第四比较器U4的负极输入端还连接至第二功率管M2的源极，所述第四比较器U4的输出端连接至所述第二功率管M2的栅极，所述第二功率管M2的漏极连接至所述第二负载led2的输出端。