本發(fā)明涉及電子電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種恒功率的線性恒流LED驅(qū)動控制方法及電路結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

LED發(fā)光二極管現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于照明行業(yè)，LED在應(yīng)用過程中需要對其進行穩(wěn)定工作狀態(tài)和保護，即需要驅(qū)動電路。目前主要的驅(qū)動電源分為三類：開關(guān)電源驅(qū)動，非隔離開關(guān)驅(qū)動以及線性恒流驅(qū)動。線性恒流驅(qū)動，因其設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，成本極低，可不含電感及電容等特點，使得其在產(chǎn)品壽命和系統(tǒng)成本等方面有巨大優(yōu)勢，在市面上占有較大的份額。但是目前現(xiàn)有的LED線性恒流驅(qū)動芯片所普遍采用的架構(gòu)，有一些固有的缺點，比如僅支持很窄的電壓輸入范圍，具有頻閃，難以恒功率輸出等較為致命的缺點。這也是阻礙LED線性恒流驅(qū)動進一步推廣的主要原因之一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種恒功率的線性恒流LED驅(qū)動控制方法及電路結(jié)構(gòu)，可以在寬輸入電壓下工作，并實現(xiàn)恒功率輸出，通過燈珠的電流恒定，避免LED燈珠串工作時出現(xiàn)頻閃，且LED燈珠串的正向壓降可在超寬范圍內(nèi)任意選擇，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

一種恒功率的線性恒流LED驅(qū)動控制方法，該驅(qū)動控制方法是當(dāng)全波整流電壓達到LED燈串的正向壓降與允許的最大燈串陰極電壓VDH之和時，由電容給負載供電；當(dāng)電容電壓降低至燈串的正向壓降與允許的最小燈串陰極電壓VDL之和時，重新由全波整流電壓供電并給電容充電。

前述的一種恒功率的線性恒流LED驅(qū)動控制方法中，具體的驅(qū)動控制過程為：

過程一、LED燈串的交流輸入電壓首先經(jīng)過整流橋產(chǎn)生全波整流電壓VS，并以此為LED燈串供電，而此時全波整流電壓VS的周期為To；

過程二、其中以正向壓降為VF的LED燈串為負載，以VDL為確保LED電流恒定所需的最小電壓，當(dāng)電壓VS數(shù)值大于VF+VDL數(shù)值時，由全波整流電壓VS供電；

過程三、當(dāng)VS值繼續(xù)升高時，LED電流恒定同時正向壓降也恒定，而此時LED燈串的陰極電壓Vled-會隨著VS以相同幅度增大；

過程四、其中以VDH是為控制系統(tǒng)效率而限定的LED燈串陰極的最大電壓，當(dāng)LED燈串的陰極電壓Vled-會隨著VS以相同幅度繼續(xù)增大時一定程度，即Vled-數(shù)值達到VDH是，也即LED燈串陽極電壓Vled+數(shù)值達到VDH+VF時，停止由全波整流電壓VS供電，轉(zhuǎn)由電容C供電；該電容C采用并聯(lián)方式并聯(lián)與LED燈串的陽極與地之間，其電壓Vcap等于Vled+，且在全波整流電壓VS供電給LED燈串過程中，將電容C的電壓Vcap充電至VDH+VF的數(shù)值；

過程五、在電容供電期間，在一定的放電電流Io下，電容C電壓隨著時間逐漸下降，而此時全波整流電壓VS進入下一個周期的上升階段，當(dāng)二者相等于某一電壓Vx，即Vcap=VS=Vx時，全波整流電壓VS重新供電且同時給電容C充電，然后重復(fù)過程三。

前述的一種恒功率的線性恒流LED驅(qū)動控制方法中，電容C的充放電周期時間T1與全波整流電壓VS周期To相等，且電容C相對于全波整流電壓VS來說屬于跨周期放電，并周期性循環(huán)。

前述的一種恒功率的線性恒流LED驅(qū)動控制方法中，在一定放電電流Io下，Vx應(yīng)不小于VDL+VF，從而確保在電容C停止供電時而VS電壓值≥VDL+VF，從而實現(xiàn)LED燈串線性線性恒流且無閃頻，取VS= VDL+VF的臨界點，則電容Cmin=Io*T（VDH+VF至VDL+VF），其中T（VDH+VF至VDL+VF）是電充C的放電時間，即是電容C的電壓從VDH+VF下降到VDL+VF時間；則所選電容C不小于Cmin，該Vx值就不小于VDL+VF。

一種恒功率的線性恒流LED的電路架構(gòu)，包括n個LED燈串，整流橋M輸入端接市電輸入；輸出端負極接地，正極VS通過開關(guān)S接二極管D的陽極，同時VS接至電壓檢測模塊sensor的輸入端；二極管D的陰極接LED燈串的陽極和電容C的一端，電容C的另一端接地；LED燈串的陰極接電壓檢測模塊sensor的另一輸入端和恒流模塊Isink的電流流入端，恒流模塊Isink的電流流出端接地，在電壓檢測模塊sensor與開關(guān)S之間設(shè)置控制模塊control實現(xiàn)彼此連通；電壓檢測模塊sensor通過檢測VS和Vled-電壓，與已知的預(yù)設(shè)電壓比較，產(chǎn)生一個控制信號，經(jīng)控制模塊control控制開關(guān)S的開關(guān)狀態(tài)。

前述的一種恒功率的線性恒流LED的電路架構(gòu)中，所述開關(guān)管S為MOSFET，BJT或其它可實現(xiàn)開關(guān)功能的元器件。

前述的一種恒功率的線性恒流LED的電路架構(gòu)中，所述電壓檢測模塊sensor是用于實現(xiàn)電壓檢測與電壓比較功能的模塊。

由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是：

由于電容的存在，保證了瞬時輸入電壓較低時LED負載電流的連續(xù)性，即實現(xiàn)了無頻閃。

由于在全波整流電壓瞬時值超過VF+VDH時，負載的供電由電容提供與輸入AC無關(guān)，所以交流輸入電壓AC只要滿足AC*1.414>VF+VDH，系統(tǒng)便能恒流工作，即保證了系統(tǒng)在寬電壓范圍下的高效率。

由于LED負載電流與系統(tǒng)輸入電流不直接相關(guān)，如圖2所示，當(dāng)輸入交流電壓AC變化時，LED電流I-led始終為設(shè)定的電流值。即功率不隨輸入交流電壓變化，保證了恒功率。

附圖說明

附圖1是本發(fā)明的波形的示意圖；

附圖2是本發(fā)明中系統(tǒng)電流I-system與LED負載電流I-led的波形示意圖；

附圖3是本發(fā)明的電路架構(gòu)的示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明的實施例：一種恒功率的線性恒流LED驅(qū)動控制方法，該驅(qū)動控制方法是當(dāng)全波整流電壓達到LED燈串的正向壓降與允許的最大燈串陰極電壓VDH之和時，由電容給負載供電；當(dāng)電容電壓降低至燈串的正向壓降與允許的最小燈串陰極電壓VDL之和時，重新由全波整流電壓供電并給電容充電。

其中具體的驅(qū)動控制過程為：

過程一、LED燈串的交流輸入電壓首先經(jīng)過整流橋產(chǎn)生全波整流電壓VS，并以此為LED燈串供電，而此時全波整流電壓VS的周期為To；

過程二、其中以正向壓降為VF的LED燈串為負載，以VDL為確保LED電流恒定所需的最小電壓，當(dāng)電壓VS數(shù)值大于VF+VDL數(shù)值時，由全波整流電壓VS供電；

過程三、當(dāng)VS值繼續(xù)升高時，LED電流恒定同時正向壓降也恒定，而此時LED燈串的陰極電壓Vled-會隨著VS以相同幅度增大；

過程四、其中以VDH是為控制系統(tǒng)效率而限定的LED燈串陰極的最大電壓，當(dāng)LED燈串的陰極電壓Vled-會隨著VS以相同幅度繼續(xù)增大時一定程度，即Vled-數(shù)值達到VDH是，也即LED燈串陽極電壓Vled+數(shù)值達到VDH+VF時，停止由全波整流電壓VS供電，轉(zhuǎn)由電容C供電；該電容C采用并聯(lián)方式并聯(lián)與LED燈串的陽極與地之間，其電壓Vcap等于Vled+，且在全波整流電壓VS供電給LED燈串過程中，將電容C的電壓Vcap充電至VDH+VF的數(shù)值；

過程五、在電容供電期間，在一定的放電電流Io下，電容C電壓隨著時間逐漸下降，而此時全波整流電壓VS進入下一個周期的上升階段，當(dāng)二者相等于某一電壓Vx，即Vcap=VS=Vx時，全波整流電壓VS重新供電且同時給電容C充電，然后重復(fù)過程三。

其中電容C的充放電周期時間T1與全波整流電壓VS周期To相等，且電容C相對于全波整流電壓VS來說屬于跨周期放電，并周期性循環(huán)，在一定放電電流Io下，Vx應(yīng)不小于VDL+VF，從而確保在電容C停止供電時而VS電壓值≥VDL+VF，從而實現(xiàn)LED燈串線性線性恒流且無閃頻，取VS= VDL+VF的臨界點，則電容Cmin=Io*T（VDH+VF至VDL+VF），其中T（VDH+VF至VDL+VF）是電充C的放電時間，即是電容C的電壓從VDH+VF下降到VDL+VF時間；則所選電容C不小于Cmin，該Vx值就不小于VDL+VF，附圖1中當(dāng)電容C=Cmin，該電容C的放電斜率最高，當(dāng)所選電容C容值越來越大是，其逐漸減小。

根據(jù)上述方法所形成的一種恒功率的線性恒流LED的電路架構(gòu)，如附圖所示包括n個LED燈串1，整流橋M2輸入端接市電輸入；輸出端負極接地，正極VS通過開關(guān)S3接二極管D4的陽極，同時VS接至電壓檢測模塊sensor5的輸入端；二極管D4的陰極接LED燈串1的陽極和電容C6的一端，電容C6的另一端接地；LED燈串1的陰極接電壓檢測模塊sensor5的另一輸入端和恒流模塊Isink7的電流流入端，恒流模塊Isink7的電流流出端接地，在電壓檢測模塊sensor5與開關(guān)S3之間設(shè)置控制模塊control8實現(xiàn)彼此連通；電壓檢測模塊sensor5通過檢測VS和Vled-電壓，與已知的預(yù)設(shè)電壓比較，產(chǎn)生一個控制信號，經(jīng)控制模塊control8控制開關(guān)S3的開關(guān)狀態(tài)。

其中該開關(guān)管S3為MOSFET，BJT或其它可實現(xiàn)開關(guān)功能的元器件，該電壓檢測模塊sensor5是用于實現(xiàn)電壓檢測與電壓比較功能的模塊。

該驅(qū)動電路具體工作方式是：整流橋M的輸出電壓VS從零逐漸增大，當(dāng)VS大于VDL+VF后Vled-的電壓將和VS同步增大。電壓檢測模塊sensor檢測到Vled-達到臨界電壓VDH（VDH＞VDL）時，控制模塊control控制開關(guān)S斷開，此時由電容C向LED燈珠串供電，電容C放電時電壓逐漸下降，開關(guān)S斷開后，VS電壓將繼續(xù)上升到最大值后降逐漸下降，在VS下降到接近0V之前電壓檢測模塊sensor通過控制模塊control使開關(guān)S閉合。VS電壓降至零后逐漸上升，由于二極管D的存在，VS并不能立即為系統(tǒng)供電，直到VS大于等于電容電壓Vcap時，二極管導(dǎo)通，VS為LED供電并同時為電容充電。電容值必須大于等于Cmin以保證在VS電壓上升同時Vcap電壓下降過程中，二者相等時的電壓值大于VDL+VF。當(dāng)VS進一步上升至大于Vcap時，VS為LED供電并為電容C充電。直到Vcap達到VDH+VF也即Vled-等于VDH時再次斷開開關(guān)S，由此形成一個充放電周期并不斷循環(huán)，此過程，流過LED燈珠串的電流始終為恒流模塊Isink提供的恒定電流；因此，整個工作過程中，流過LED燈珠串的電流恒定。

上述方案的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用的發(fā)明，熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對實施方案做出各種修改，因此，本發(fā)明不限于上述實方案，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的方法，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。