專利名稱：一種含多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路的led照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED照明及驅(qū)動(dòng)電路，具體是一種含多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路的LED照
明裝置。
背景技術(shù)：
要確保LED使用壽命必須使用恒流驅(qū)動(dòng)電路，對(duì)于LED串的控制需要多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路。現(xiàn)有多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路及LED照明裝置技術(shù)主要如下。I、圖I所示的串聯(lián)控制電路，控制η個(gè)串聯(lián)在一起的LED串(每個(gè)LED串由m個(gè) LED串聯(lián)組成)，包括多個(gè)開(kāi)關(guān)單元、反饋單元及控制單元。該技術(shù)方案不足之處在于各個(gè)開(kāi)關(guān)單元分別與各個(gè)LED串并聯(lián)，開(kāi)關(guān)單元間沒(méi)有公共電位，需要電平轉(zhuǎn)移電路，因此開(kāi)關(guān)控制電路比較復(fù)雜，芯片成本較高。2、圖2所示的并聯(lián)控制電路，控制η個(gè)獨(dú)立的LED串海個(gè)LED串由mfLED串聯(lián)組成)，包括多個(gè)電壓基準(zhǔn)單元、開(kāi)關(guān)單元及控制單元。該技術(shù)方案不足之處在于LED串串聯(lián)的LED數(shù)目m在75至90之間，只有當(dāng)供電電源電壓大于mXV·時(shí)(V·是LED正向?qū)妷海瑢?duì)于照明用LED，Vfled在3V至4V之間。)，LED串才會(huì)發(fā)光，因此需要在整流輸出(波形如圖5所示)之后加上電容濾波單元(波形如圖6所示)，使得供電電壓維持在mX VFm)以上。電容濾波單元需要采用高壓電解電容，而LED照明裝置有比較大的溫升。電解電容在高溫環(huán)境下的使用壽命會(huì)大大縮短，遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于LED本身的壽命，不利于LED照明產(chǎn)品的大面積推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種含多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路的 LED照明裝置，將多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路集成在一個(gè)芯片且保證芯片的使用壽命。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種含多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路的LED照明裝置，包括多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路和η個(gè)LED串，每個(gè)LED串包括一個(gè)LED或多個(gè)串接的LED，串接的LED中第一 LED的陽(yáng)極是本LED串的陽(yáng)極，第一 LED的陰極與第二 LED的陽(yáng)極相連，第二 LED的陰極與第三LED的陽(yáng)極相連，依次類推，最后一個(gè)LED的陰極是本LED串的陰極；所述η個(gè)LED 串依次串接，整個(gè)LED串的陽(yáng)極與電源相連；所述多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路包括I個(gè)多級(jí)控制單元和η個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)單元，n ^ 2，所述多級(jí)控制單元具有一個(gè)公共極和η個(gè)控制極，所述恒流驅(qū)動(dòng)單元具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)極、一個(gè)公共極和一個(gè)受控極，η個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)單元的公共極連在一起并和多級(jí)控制單元的公共極相連，所述多級(jí)控制單元的η個(gè)控制極分別與η個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)單元的受控極相連；所述η個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)極分別與η個(gè)LED串的陰極相連。所述恒流驅(qū)動(dòng)單元包括第一晶體管柵極通過(guò)第七電阻接受控極，第一晶體管漏極接驅(qū)動(dòng)極并通過(guò)第三電阻接受控極，第一晶體管源極通過(guò)電流采樣電阻接公共極，公共極通過(guò)二極管接受控極，所述受控極接三極管的集電極，三極管基極通過(guò)第六電阻接第一晶體管源極，三極管發(fā)射極通過(guò)第四電阻接公共極。所述多級(jí)控制單元包括η個(gè)控制單元，所述控制單元包括第二晶體管，第二晶體管的柵極和源極之間接一個(gè)電阻，第二晶體管柵極為控制信號(hào)輸入極，第二晶體管源極為公共極，第二晶體管漏極為控制極。所述η個(gè)控制單元的公共極連接在一起，第η級(jí)控制單元的控制信號(hào)輸入極為整個(gè)多級(jí)控制單元的控制信號(hào)輸入極，上級(jí)控制單元的控制極分別通過(guò)二極管與每一個(gè)下級(jí)控制單元的控制信號(hào)輸入極相連。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明的LED照明裝置不需要專用直流電源供電，直接使用交流電經(jīng)橋式整流輸出的脈動(dòng)電壓供電，不需要電解電容濾波，大大降低了 LED照明裝置的實(shí)際成本，大大延長(zhǎng)了 LED照明裝置的整體壽命。整個(gè)LED照明裝置不需要高頻變壓器和聞壓電解電容等儲(chǔ)能兀件，具有很聞的轉(zhuǎn)換效率和功率因素。


圖I是第一種現(xiàn)有技術(shù)恒流驅(qū)動(dòng)電路。
圖2是第二種現(xiàn)有技術(shù)恒流驅(qū)動(dòng)電路。
圖3是多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路及LED照明裝置圖。
圖4是交流輸入波形。
圖5是整流輸出波形。
圖6是電容濾波輸出波形。
圖7是四級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路相位圖。
圖8是四級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路開(kāi)關(guān)狀態(tài)圖。
圖9是恒流驅(qū)動(dòng)單元電路圖。
圖10是控制單元電路圖。
圖11是多級(jí)控制單元電路圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖3所示，所述多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路40包括I個(gè)多級(jí)控制單元30和η個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)
單元10，n ^ 2，所述多級(jí)控制單元30具有一個(gè)公共極60和η個(gè)控制極80，所述恒流驅(qū)動(dòng)單元10具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)極50、一個(gè)公共極60和一個(gè)受控極70，η個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)單元10的公共極60連在一起并和多級(jí)控制單元30的公共極60相連，所述多級(jí)控制單元30的η個(gè)控制極80分別與η個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)單元10的受控極70相連。含多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路的LED照明裝置包括多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路40和η個(gè)LED串，每個(gè)LED串包括一個(gè)LED或多個(gè)串接的LED，串接的LED中第一 LED的陽(yáng)極是本LED串的陽(yáng)極，第一 LED的陰極與第二 LED的陽(yáng)極相連，第二 LED的陰極與第三LED的陽(yáng)極相連，依次類推，最后一個(gè)LED的陰極是本LED串的陰極; 所述η個(gè)LED串依次串接；所述η個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)單元10的驅(qū)動(dòng)極50分別與η個(gè)LED串的陰極相連。所述多級(jí)控制單元30包括η個(gè)控制單元20。如圖9所示，所述恒流驅(qū)動(dòng)單元10有一個(gè)驅(qū)動(dòng)極A 50、一個(gè)公共極COM 60和一個(gè)受控極G 70。所述恒流驅(qū)動(dòng)單元10包括第一晶體管Ml柵極通過(guò)第七電阻R7接受控極70，第一晶體管Ml漏極接驅(qū)動(dòng)極50并通過(guò)第三電阻R3接受控極70，第一晶體管Ml源極通過(guò)電流采樣電阻R5接公共極60，公共極60通過(guò)二極管ZDl接受控極70，所述受控極70接三極管Tl的集電極，三極管Tl基極通過(guò)第六電阻R6接第一晶體管Ml源極，三極管Tl發(fā)射極通過(guò)第四電阻R4接公共極60。由Tl、R4和R6組成反饋電路并根據(jù)電流采樣電阻R5 上的電流自動(dòng)調(diào)整Ml的柵極電位，使得流過(guò)驅(qū)動(dòng)端的電流保持恒定。如圖10所示，所述控制單元20有一個(gè)控制信號(hào)輸入極VS、一個(gè)公共極COM 60和一個(gè)控制極CG 80。所述控制單元20包括第二晶體管Q1，第二晶體管Ql的柵極和源極之間接一個(gè)電阻R1，第二晶體管Ql柵極為控制信號(hào)輸入極，第二晶體管Ql源極為公共極60， 第二晶體管Ql漏極為控制極80。當(dāng)控制信號(hào)輸入極的電壓大于等于晶體管Ql的開(kāi)啟電壓時(shí)，Ql導(dǎo)通，使得恒流驅(qū)動(dòng)單元的晶體管Ml關(guān)斷。當(dāng)控制信號(hào)輸入極的電壓小于晶體管 Ql的開(kāi)啟電壓時(shí)，Ql關(guān)斷，使得恒流驅(qū)動(dòng)單元的晶體管Ml導(dǎo)通。如圖11所示，η-l個(gè)二極管Dl_2、…、Dl_n的陰極與第一控制單元的控制信號(hào)輸入極VSl相連，二極管Dl_2、…、Dl_n的陽(yáng)極分別與第二控制單元的控制極CG2、…、第η 控制單元的控制極CGn相連；η-2個(gè)二極管D2_3、《"、D2_n的陰極與第二控制單元的控制信號(hào)輸入極VS2相連，二極管D2_3、."、D2_n的陽(yáng)極分別與第三控制單元的控制極CG3、…、 第η控制單元的控制極CGn相連；以此類推，Dn-l_n的陰極與第n_l控制單元的控制信號(hào)輸入極VSn-I相連，Dn-l_n的陽(yáng)極與第η控制單元的控制極CGn相連。所述η個(gè)控制單元 20的公共極60連接在一起。第η控制單元的控制信號(hào)輸入極為整個(gè)多級(jí)控制單元30的控制信號(hào)輸入極。如圖3所示，所述多級(jí)控制單元30的第一控制極CGl與第一恒流驅(qū)動(dòng)單元的受控極Gl相連；第二控制極CG2與第二恒流驅(qū)動(dòng)單元的受控極G2相連；以此類推，第η控制極 CGn與第η恒流驅(qū)動(dòng)單元的受控極Gn相連。所述多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路40驅(qū)動(dòng)η個(gè)LED串。每個(gè)LED串串接的LED數(shù)目可以相同也可以不相同。每個(gè)LED串中的第一 LED的陽(yáng)極是本LED串的陽(yáng)極，第一 LED的陰極與第二 LED的陽(yáng)極相連，第二 LED的陰極與第三LED的陽(yáng)極相連，以次類推。最后一個(gè)LED的陰極是本LED串的陰極。第一 LED串LEDl的陽(yáng)極是整個(gè)LED串的陽(yáng)極，第一 LED串的陰極與第二 LED串的陽(yáng)極相連，第二 LED串的陰極與第三LED串的陽(yáng)極相連，以次類推。整個(gè)LED 串的陽(yáng)極與電源VCC相連。所述第一恒流驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)極與第一 LED串的陰極相連，第二恒流驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)極與第二 LED串的陰極相連，以此類推。所述多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路40和外部LED串的供電電源由交流輸入電源經(jīng)橋式整流獲得，不經(jīng)過(guò)電解電容濾波。交流輸入波形如圖4所示，整流輸出波形如圖5所示。所述多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路及LED照明裝置的工作相位(PHASE)如圖7所示。外部 LED串的通斷過(guò)程如圖8所示。在相位1，電源電壓小于VI，所有LED串都不導(dǎo)通；在相位 2，電源電壓大于等于VI，第一 LED串LEDl導(dǎo)通，其它LED串不導(dǎo)通；在相位3，電源電壓大于等于V2，多級(jí)控制單元30關(guān)閉第一恒流驅(qū)動(dòng)單元，開(kāi)啟第二恒流驅(qū)動(dòng)單元，第一 LED串 LEDl和第二 LED串LED2導(dǎo)通，其它LED串不導(dǎo)通；以此類推，當(dāng)電源電壓大于等于Vn時(shí)， 多級(jí)控制單元30關(guān)閉第一恒流驅(qū)動(dòng)單元、第二恒流驅(qū)動(dòng)單元直至第η-l恒流驅(qū)動(dòng)單元，開(kāi)啟第η恒流驅(qū)動(dòng)單元，整個(gè)LED串全部導(dǎo)通。當(dāng)電源電壓超過(guò)過(guò)壓保護(hù)設(shè)定值時(shí)，多級(jí)控制
5單元30關(guān)閉所有恒流驅(qū)動(dòng)單元，整個(gè)LED串關(guān)斷。
權(quán)利要求
1.一種含多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路的LED照明裝置，其特征是包括多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路(40) 和η個(gè)LED串，每個(gè)LED串包括一個(gè)LED或多個(gè)串接的LED，串接的LED中第一 LED的陽(yáng)極是本LED串的陽(yáng)極，第一 LED的陰極與第二 LED的陽(yáng)極相連，第二 LED的陰極與第三LED的陽(yáng)極相連，依次類推，最后一個(gè)LED的陰極是本LED串的陰極；所述η個(gè)LED串依次串接， 整個(gè)LED串的陽(yáng)極與電源(VCC)相連；所述多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路(40)包括I個(gè)多級(jí)控制單元(30)和η個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)單元(10)，n ^ 2，所述多級(jí)控制單元(30)具有一個(gè)公共極(60)和η 個(gè)控制極(80 )，所述恒流驅(qū)動(dòng)單元(10 )具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)極(50 )、一個(gè)公共極(60 )和一個(gè)受控極(70)，η個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)單元(10)的公共極(60)連在一起并和多級(jí)控制單元(30)的公共極 (60)相連，所述多級(jí)控制單元(30)的η個(gè)控制極(80)分別與η個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)單元(10)的受控極(70)相連；所述η個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)單元(10)的驅(qū)動(dòng)極(50)分別與η個(gè)LED串的陰極相連。
2.如權(quán)利要求I所述的含多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路的LED照明裝置，其特征是，所述恒流驅(qū)動(dòng)單元(10)包括第一晶體管(Ml)柵極通過(guò)第七電阻(R7)接受控極(70)，第一晶體管(Ml) 漏極接驅(qū)動(dòng)極(50)并通過(guò)第三電阻(R3)接受控極(70)，第一晶體管(Ml)源極通過(guò)電流采樣電阻(R5)接公共極(60)，公共極(60)通過(guò)二極管(ZDl)接受控極(70)，所述受控極(70) 接三極管(Tl)的集電極，三極管(Tl)基極通過(guò)第六電阻(R6)接第一晶體管(Ml)源極，三極管(TI)發(fā)射極通過(guò)第四電阻(R4 )接公共極(60 )。
3.如權(quán)利要求I所述的含多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路的LED照明裝置，其特征是，所述多級(jí)控制單元(30)包括η個(gè)控制單元(20)，所述控制單元(20)包括第二晶體管(Q1)，第二晶體管 (Ql)的柵極和源極之間接一個(gè)電阻，第二晶體管(Ql)柵極為控制信號(hào)輸入極，第二晶體管 (Ql)源極為公共極(60)，第二晶體管(Ql)漏極為控制極(80)。
4.如權(quán)利要求3所述的含多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路的LED照明裝置，其特征是，所述η個(gè)控制單元(20)的公共極(60)連接在一起，第η級(jí)控制單元的控制信號(hào)輸入極為整個(gè)多級(jí)控制單元(30)的控制信號(hào)輸入極，上級(jí)控制單元的控制極(80)分別通過(guò)二極管與每一個(gè)下級(jí)控制單元的控制信號(hào)輸入極相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路的LED照明裝置。所述多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路包括1個(gè)多級(jí)控制單元和n個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)單元。所述恒流驅(qū)動(dòng)單元有一個(gè)驅(qū)動(dòng)極、一個(gè)公共極和一個(gè)受控極。n個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)單元的公共極連在一起。所述多級(jí)控制單元有一個(gè)公共極和n個(gè)控制極CG。多級(jí)控制單元的n個(gè)控制極分別與所述n個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)單元的n個(gè)受控極相連。所述LED照明裝置包括多級(jí)恒流驅(qū)動(dòng)電路和n個(gè)LED串。本發(fā)明直接使用交流電經(jīng)橋式整流輸出的脈動(dòng)電壓供電，不需要電解電容濾波，大大降低了LED照明裝置的成本，延長(zhǎng)了LED照明裝置的整體壽命。整個(gè)LED照明裝置不需要高頻變壓器和高壓電解電容等儲(chǔ)能元件，具有很高的轉(zhuǎn)換效率和功率因素。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102612235SQ20121009976
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月7日
發(fā)明者李桂宏 申請(qǐng)人:李桂宏