本發(fā)明涉及電力電子，具體地，涉及一種LED驅(qū)動電路。

背景技術(shù)：

為了實現(xiàn)LED驅(qū)動電路的小型化，通常會將線性電源(LDO)與LED負載集成在一起，直接接收整流后的半波信號驅(qū)動LED負載工作。

圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的LED驅(qū)動電路的電路圖。如圖1所示，多組LED負載串聯(lián)連接在輸入端口的高壓端和低壓端(圖中為接地端)之間。多個晶體管S1-S4分別連接在對應(yīng)的LED負載的負極和接地端之間，輸入電壓為經(jīng)過整流后的半波信號。當輸入電壓較低時，晶體管S1工作在線性狀態(tài)，使得LED負載D2、D3、D4被短路，同時晶體管S1可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)流過LED負載的電流。在輸入電壓升高時晶體管S2工作于線性狀態(tài)，使得LED負載D3、D4被短路，晶體管S2調(diào)節(jié)流過由LED負載D1、D2組成的串聯(lián)負載的電流，以此類推。圖2示出了輸入電壓變化與晶體管的狀態(tài)工作波形圖。在圖1所示的技術(shù)方案中，在每個工作周期內(nèi)，LED負載D1的工作時間最長，而最靠近接地端的LED負載D4的工作時間最短。一方面LED的使用程度不均，這會降低整個電路的使用壽命，另一方面，LED負載的絕對使用時間較短，對于LED的利用率不高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種LED驅(qū)動電路，以使得多組LED負載的使用時間平均化，提高整個電路的使用壽命。

第一方面，提供一種LED驅(qū)動電路，包括：

N+1個LED負載和N個隔離元件，連接在輸入端口的高壓端和低壓端之間，所述N個隔離元件連接在相鄰的LED負載之間；

N個第一晶體管和N個第二晶體管，所述第一晶體管和所述第二晶體管受控工作于線性狀態(tài)、導(dǎo)通狀態(tài)或同時處于關(guān)斷狀態(tài)以控制所述N+1個LED負載處于并聯(lián)狀態(tài)或串聯(lián)狀態(tài)；以及

第三晶體管，在第一晶體管和所述第二晶體管處于關(guān)斷狀態(tài)時受控工作于線性狀態(tài)以調(diào)節(jié)流過所述N+1個LED負載的電流；

其中，N大于等于1。

優(yōu)選地，所述第三晶體管在所述第一晶體管和第二晶體管工作于線性狀態(tài)時受控處于導(dǎo)通狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述第一晶體管和所述第二晶體管受控工作于線性狀態(tài)時使得流過每個所述LED負載的電流相等。

優(yōu)選地，在輸入電壓高于第一閾值低于第二閾值時，所述第一晶體管和所述第二晶體管受控工作于線性狀態(tài)或?qū)顟B(tài)，所述第三晶體管受控處于導(dǎo)通狀態(tài)；在輸入電壓高于所述第二閾值時，所述第一晶體管和所述第二晶體管受控切換到關(guān)斷狀態(tài)，所述第三晶體管受控切換到線性狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述隔離元件為電容；

在輸入電壓下降到低于所述第二閾值時，所述第一晶體管、所述第二晶體管和所述第三晶體管均受控工作于線性狀態(tài)，調(diào)節(jié)流過的電流使得所述電容兩端的電壓逐漸翻轉(zhuǎn)并上升到預(yù)定值。

優(yōu)選地，所述電容的電容值根據(jù)LED負載串聯(lián)時的工作電流和每個周期內(nèi)串聯(lián)模式的期望持續(xù)時間確定。

優(yōu)選地，所述隔離元件為電容或電阻。

優(yōu)選地，所述第一晶體管連接在對應(yīng)的隔離元件的第一端和低壓端之間；所述第二晶體管連接在高壓端和對應(yīng)于隔離元件的第二端之間；

其中，所述第三晶體管與LED負載之一串聯(lián)連接。

優(yōu)選地，所述第一晶體管連接在對應(yīng)的隔離元件的第一端和中間端之間；所述第二晶體管連接在高壓端和對應(yīng)的隔離元件的第二端之間；N+1個LED負載和N個隔離元件連接在所述高壓端和所述中間端之間；

其中，所述第三晶體管連接所述中間端和低壓端之間。

優(yōu)選地，所述第一晶體管連接在對應(yīng)的隔離元件的第一端和所述低壓端之間；所述第二晶體管連接在中間端和對應(yīng)的隔離元件的第二端之間；N+1個LED負載和N個隔離元件連接在所述中間端和所述低壓端之間；

其中，所述第三晶體管連接所述高壓端和所述中間端之間。

第二方面，提供一種LED驅(qū)動電路，包括：

N+1個LED驅(qū)動模塊和N個模塊隔離元件，連接在輸入端口的高壓端和低壓端之間，所述N個模塊隔離元件連接在相鄰的LED負載之間；其中，N大于等于1；其中，每個所述LED驅(qū)動模塊包括能在并聯(lián)狀態(tài)和串聯(lián)狀態(tài)間切換的M+1個LED負載，其中，M大于等于1；

N個第一晶體管和N個第二晶體管，所述第一晶體管和所述第二晶體管受控工作于線性狀態(tài)、導(dǎo)通狀態(tài)或同時處于關(guān)斷狀態(tài)以控制所述N+1個LED驅(qū)動模塊處于并聯(lián)狀態(tài)或串聯(lián)狀態(tài)；以及，

第三晶體管，在所述第一晶體管和第二晶體管均處于關(guān)斷狀態(tài)且LED驅(qū)動模塊的LED負載處于串聯(lián)狀態(tài)時受控工作于線性狀態(tài)以調(diào)節(jié)流過串聯(lián)的LED負載的電流。

優(yōu)選地，每個所述LED驅(qū)動模塊包括M個第四晶體管和M個第五晶體管，所述第四晶體管和所述第五晶體管受控部分或全部工作于線性狀態(tài)和部分處于導(dǎo)通狀態(tài)或同時處于關(guān)斷狀態(tài)以控制所述M個LED負載處于并聯(lián)狀態(tài)或串聯(lián)狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述第三晶體管在所述第一晶體管和第二晶體管工作于線性狀態(tài)時和/或第四晶體管和第五晶體管工作于線性狀態(tài)時受控處于導(dǎo)通狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述第一晶體管和所述第二晶體管受控工作于線性狀態(tài)時使得流過每個所述LED驅(qū)動模塊的電流相等。

優(yōu)選地，在輸入電壓高于第一閾值低于第二閾值時，所述第一晶體管和第二晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)、第四晶體管和第五晶體管均受控工作于線性狀態(tài)或?qū)顟B(tài)，所述第三晶體管受控處于導(dǎo)通狀態(tài)；

在輸入電壓高于所述第二閾值低于第三閾值時，所述第四晶體管和所述第五晶體管受控處于關(guān)斷狀態(tài)，所述第一晶體管和所述第二晶體管均受控工作于線性狀態(tài)，所述第三晶體管受控處于導(dǎo)通狀態(tài)；

在輸入電壓高于所述第三閾值時，所述第一晶體管、第二晶體管、第四晶體管和第五晶體管均切換到關(guān)斷狀態(tài)，所述第三晶體管受控工作于線性狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述模塊隔離元件為電容；

在輸入電壓高于所述第三閾值時，所述第四晶體管、所述第五晶體管和所述第三晶體管均受控工作于線性狀態(tài)，調(diào)節(jié)流過的電流使得所述電容兩端的電壓逐漸翻轉(zhuǎn)并上升到預(yù)定值。

優(yōu)選地，所述電容的電容值根據(jù)LED驅(qū)動模塊串聯(lián)時的工作電流和每個周期內(nèi)串聯(lián)模式的期望持續(xù)時間確定。

優(yōu)選地，所述模塊隔離元件為電容或電阻。

優(yōu)選地，所述LED驅(qū)動模塊還包括：

M個負載隔離元件，與所述M+1個LED負載一同連接在LED驅(qū)動模塊的輸入端口，其中，M個負載隔離元件分別連接在相鄰的LED負載之間；

其中，所述第四晶體管連接在對應(yīng)的負載隔離元件的第一端和LED驅(qū)動模塊的輸入端口的低壓端之間；所述第二晶體管連接在LED驅(qū)動模塊的輸入端口的高壓端和對應(yīng)于隔離元件的第二端之間。

優(yōu)選地，所述負載隔離元件為電容或電阻。

優(yōu)選地，所述第三晶體管與任意一個所述LED驅(qū)動模塊中的LED負載之一串聯(lián)連接；或者，

所述第三晶體管連接在LED驅(qū)動電路的輸入端口的低壓端和被設(shè)置為與所述LED驅(qū)動電路的輸入端口的低壓端相鄰的LED驅(qū)動模塊的輸入端口低壓端之間；或者，

所述第三晶體管連接在LED驅(qū)動電路的輸入端口的高壓端和被設(shè)置為與所述LED驅(qū)動電路的輸入端口的高壓端相鄰的LED驅(qū)動模塊的輸入端口高壓端之間。

通過設(shè)置使得多組LED負載可以在并聯(lián)狀態(tài)和串聯(lián)狀態(tài)間切換，在輸入電壓較低時使得LED負載處于并聯(lián)狀態(tài)，并通過設(shè)置在對應(yīng)的并聯(lián)支路上的晶體管工作在線性狀態(tài)調(diào)節(jié)各LED負載的電流，在輸入電壓升高后使得LED負載處于串聯(lián)狀態(tài)，并通過設(shè)置于串聯(lián)路徑上的晶體管調(diào)節(jié)流過所有LED負載的電流。由此，一方面可以使得所有的LED負載的工作時間相同，另一方面可以使得所有的LED負載在整個工作周期中大部分時候都工作。提高電路整體壽命的同時提高了LED負載的利用率。

進一步，通過將LED驅(qū)動電路作為一個模塊，以類似的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)多個驅(qū)動模塊之間可以在并聯(lián)狀態(tài)和串聯(lián)狀態(tài)間切換，從而可以適應(yīng)于LED負載較多的場合。

附圖說明

通過以下參照附圖對本發(fā)明實施例的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點將更為清楚，在附圖中：

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的LED驅(qū)動電路的示意圖；

圖2是圖1所示的LED驅(qū)動電路的輸入電壓與晶體管電壓的工作波形圖；

圖3是本發(fā)明實施例的LED驅(qū)動電路的示意圖；

圖4是圖3所示的LED驅(qū)動電路的輸入電壓與晶體管電壓的工作波形圖；

圖5是本發(fā)明實施例的LED驅(qū)動電路的一個可選實施方式的示意圖；

圖6是本發(fā)明另一個實施例的LED驅(qū)動電路的示意圖；

圖7是本發(fā)明另一個實施例的LED驅(qū)動電路的一個可選實施方式的示意圖；

圖8是本發(fā)明又一個實施例的LED驅(qū)動電路的示意圖；

圖9是圖8所示的LED驅(qū)動電路的輸入電壓與晶體管電壓的工作波形圖；

圖10是本發(fā)明又一個實施例的LED驅(qū)動電路的一個可選實施方式的示意圖；

圖11是本發(fā)明又一個實施例的LED驅(qū)動電路的示意圖。

具體實施方式

以下基于實施例對本發(fā)明進行描述，但是本發(fā)明并不僅僅限于這些實施例。在下文對本發(fā)明的細節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細節(jié)部分。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。為了避免混淆本發(fā)明的實質(zhì)，公知的方法、過程、流程、元件和電路并沒有詳細敘述。

此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。

同時，應(yīng)當理解，在以下的描述中，“電路”是指由至少一個元件或子電路通過電氣連接或電磁連接構(gòu)成的導(dǎo)電回路。當稱元件或電路“連接到”另一元件或稱元件/電路“連接在”兩個節(jié)點之間時，它可以是直接耦接或連接到另一元件或者可以存在中間元件，元件之間的連接可以是物理上的、邏輯上的、或者其結(jié)合。相反，當稱元件“直接耦接到”或“直接連接到”另一元件時，意味著兩者不存在中間元件。

除非上下文明確要求，否則整個說明書和權(quán)利要求書中的“包括”、“包含”等類似詞語應(yīng)當解釋為包含的含義而不是排他或窮舉的含義；也就是說，是“包括但不限于”的含義。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

圖3是本發(fā)明實施例的LED驅(qū)動電路的示意圖。如圖3所示，所述LED驅(qū)動電路1包括2組LED負載D1和D2、電容C1以及晶體管S1-S3。其中，LED負載D1、電容C1和LED負載D2順序連接在LED驅(qū)動電路輸入端口的高壓端h和低壓端l之間，也即，電容C1連接在LED負載D1的陰極和LED負載D2的陽極之間。晶體管S1連接在電容C1的第一端a和低壓端l之間。晶體管S1的作用在于，在其導(dǎo)通時，其對應(yīng)的電容C1到低壓端l之間的所有元件(在圖3中為電容C1和LED負載D2)被短路。具有這類連接關(guān)系(連接在作為隔離元件的電容的高壓一側(cè)端點和輸入端口的低壓端連接)和作用的晶體管在本實施例中也稱為第一晶體管。晶體管S2連接在電容C2的第二端b和高壓端h之間。晶體管S2的作用在于，在其導(dǎo)通時，其對應(yīng)的電容C1到高壓端之間的所有元件(在圖3中為電容C1和LED負載D1)被短路。具有這類連接關(guān)系(連接在作為隔離元件的電容的低壓一側(cè)端點和輸入端口的高壓端連接)和作用的晶體管在本實施例中也稱為第一晶體管。由此，在晶體管S1和S2受控同時導(dǎo)通時，輸入端口流入的電流可以沿LED負載D1和晶體管S1構(gòu)成的支路流向低壓端l，也可以沿晶體管S2和LED負載D2構(gòu)成的支路流向低壓端l，這使得LED負載D1和D2處于并聯(lián)狀態(tài)。在晶體管S1和S2受控同時處于關(guān)斷狀態(tài)時，電容C1兩端a和b之間電壓為零或負值，在連接關(guān)系改變后，從輸入端口流入的電流沿LED負載D1、電容C1和LED負載D2構(gòu)成的通路流動，從而使得LED負載D1和D2處于串聯(lián)狀態(tài)。也即，通過晶體管S1和S2受控導(dǎo)通和關(guān)斷，可以控制兩個LED負載D1和D2在并聯(lián)狀態(tài)和串聯(lián)狀態(tài)間切換。

同時，通過控制晶體管S1和S2導(dǎo)通工作在線性狀態(tài)，可以調(diào)節(jié)流過晶體管的電流，從而調(diào)節(jié)在并聯(lián)狀態(tài)下分別流過LED負載D1所在支路的電流和流過LED負載D2所在支路的電流。應(yīng)理解，在本實施例中，晶體管導(dǎo)通存在兩種不同的狀態(tài)，即導(dǎo)通工作在線性狀態(tài)或?qū)顟B(tài)。在線性狀態(tài)下，晶體管可以控制流過的電流；而在導(dǎo)通狀態(tài)下，可以認為晶體管的兩極之間被短路。

應(yīng)理解，在本發(fā)明中，晶體管可以工作于關(guān)斷狀態(tài)、導(dǎo)通狀態(tài)和線性狀態(tài)。在關(guān)斷狀態(tài)下，晶體管呈現(xiàn)出極高的電阻使得流過的電流幾乎為零。在導(dǎo)通狀體下，晶體管呈現(xiàn)出極低的電阻，使得晶體管的壓降幾乎為零，在線性狀態(tài)下，晶體管可以根據(jù)控制端(例如MOS晶體管的柵極)電壓控制流過晶體管的電流。

晶體管S3設(shè)置在LED負載和電容構(gòu)成的串聯(lián)通路上。具體地，在圖3中，晶體管S3與LED負載D2串聯(lián)連接在電容C1的第二端b和低壓端之間。在晶體管S1和S2導(dǎo)通時，晶體管S3處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而不對流過的電流施加影響。在晶體管S1和S2關(guān)斷時，晶體管S3工作于線性狀態(tài)，調(diào)節(jié)流過兩個串聯(lián)LED負載D1和D2的電流。容易理解，晶體管S3也可以設(shè)置在串聯(lián)通路上的其它位置，例如，與LED負載D1串聯(lián)在高壓端和電容C1的第一端a之間。

圖4是圖3所示的LED驅(qū)動電路的輸入電壓與晶體管電壓的工作波形圖。如圖4所示，本實施例的LED驅(qū)動電路可直接與整流電路的輸出端連接，接收整流電路輸出的正弦半波直流電壓VIN。通常，在每個周期內(nèi)，輸入電壓VIN由零上升至最大值，再由最大值下降至零。在時刻t1-t2期間，輸入電壓低于第一閾值V1，不能使得任何一個LED負載導(dǎo)通。在此期間，所有的LED負載不工作，晶體管S1-S3可以處于任意狀態(tài)。優(yōu)選地，在此期間，晶體管S1-S3處于關(guān)斷狀態(tài)。在時刻t2-t3期間，輸入電壓在第一閾值V1和第二閾值V2之間上升，該電壓可以驅(qū)動一個LED負載導(dǎo)通。在此期間，晶體管S1和S2受控工作于線性狀態(tài)，晶體管S3受控處于導(dǎo)通狀態(tài)，由此，LED負載D1和D2處于并聯(lián)狀態(tài)，通過晶體管S1和S2分別調(diào)節(jié)流過兩個并聯(lián)支路的電流，實現(xiàn)對于LED負載的控制。優(yōu)選地，晶體管S1和S2受控工作于線性狀態(tài)來控制使得流過不同LED負載的電流基本相等。在時刻t3-t4期間，輸入電壓由第二閾值V2上升至最大值并逐漸下降到第二閾值V2，該電壓足以驅(qū)動兩個串聯(lián)的LED負載導(dǎo)通。在此期間，晶體管S1和S2關(guān)斷，使得LED負載D1和D2處于串聯(lián)狀態(tài)，通過晶體管S3受控工作于線性狀態(tài)控制流過串聯(lián)電路的電流。在輸入電壓下降到第二閾值V2以下后，按照類似的方式使得電路處于并聯(lián)狀態(tài)，并控制流過并聯(lián)支路的電流。在輸入電壓下降到第一閾值V1以下后，LED負載D1和D2停止工作，如此循環(huán)。由此，在每個周期內(nèi)t2-t5期間，所有的LED負載均在工作，而且不同LED負載的工作時間相同。

其中，在由串聯(lián)狀態(tài)切換為并聯(lián)狀態(tài)(也即，晶體管S1、S2由關(guān)斷切換到工作在線性狀態(tài)導(dǎo)通)時，由于電容的兩端a和b之間的電壓為正壓(第一端a的電位高于第二段b的電位)，在切換后會過渡到負壓，為了防止電流過大損害電路，在切換過程中，需要使得晶體管S1、S2以及S3均工作在線性狀態(tài)，使得流過晶體管S1和S2的電流I_S1和I_S2均等于流過未與晶體管S3串聯(lián)的LED負載D1的電流I_D1和流過電容的電流I_C1之和，也即：

I_S1＝I_S2＝I_D1+I_C1

由此，可以使得電容兩端電壓逐漸翻轉(zhuǎn)并上升到預(yù)定值，而不會由于段時間內(nèi)電流過大或過小導(dǎo)致電路不能正常工作。

而且，在串聯(lián)狀態(tài)下，電容C1兩端的電壓持續(xù)上升，在其上升到一定限度后，LED負載就不能工作了。要使得LED負載在串聯(lián)時工作的時間足夠長，需要控制電容C1上的電壓。在串聯(lián)狀態(tài)下，電容C1的電壓滿足：

$V_{C1}=\frac{I_{S3}\×T}{C1}$

其中，T為串聯(lián)導(dǎo)通時間，I_S3為流過晶體管S3的電流，C1為電容值，V_C1為電容兩端電壓。為了保持LED負載在整個串聯(lián)狀態(tài)下保持工作可以計算獲得能夠接受的最大電容電壓。由此，根據(jù)期望的工作時間T以及流過晶體管S3的電流即可以確定電容C1的電容值。也就是說，電容值根據(jù)LED負載串聯(lián)時的工作電流和每個周期內(nèi)串聯(lián)模式的期望持續(xù)時間確定。

同時，本實施例的LED驅(qū)動電路并不限于設(shè)置兩個并聯(lián)支路，可以設(shè)置更多的LED負載從而獲得更多的并聯(lián)支路。圖5是本發(fā)明實施例的LED驅(qū)動電路的一個可選實施方式的示意圖。如圖5所示，LED驅(qū)動電路2包括3組LED負載D1、D2和D3、電容C1和C2、晶體管S1-S5。其中，LED負載和電容按照LED負載D1、電容C1、LED負載D2、電容C2和LED負載D3的順序連接在輸入端口的高壓端h和低壓端l之間。晶體管S1和S2與電容C1對應(yīng)。晶體管S1連接在電容C1的第一端a和低壓端l之間。晶體管S2連接在電容C1的第二端b和高壓端h之間。晶體管S4和S5與電容C2對應(yīng)。晶體管S4連接在電容C2的第一端c和低壓端l之間。晶體管S5連接在電容C2的第二端d和高壓端h之間。由此，在晶體管S1、S2、S4和S5允許電流流過時，三組LED負載D1、D2和D3處于并聯(lián)狀態(tài)。LED負載D1與晶體管S1構(gòu)成一個并聯(lián)支路，LED負載D2與晶體管S2以及S4構(gòu)成一個并聯(lián)支路，LED負載D3與晶體管S5構(gòu)成并聯(lián)支路。此時，通過控制晶體管S1工作在線性狀態(tài)，控制晶體管S2和/或S4工作在線性狀態(tài)，控制晶體管S5工作在線性狀態(tài)，就可以分別調(diào)節(jié)三個并聯(lián)支路的電流。也就是說，在此期間，晶體管S1、S2、S4、S5中的一部分工作于線性狀態(tài)(例如S1、S2和S5)，另一部分(例如S4)，就可以調(diào)節(jié)實現(xiàn)對并聯(lián)支路的電流調(diào)節(jié)。通常，設(shè)置于同一并聯(lián)支路上的兩個晶體管中，一個處于導(dǎo)通狀態(tài)，另一個處于線性狀態(tài)即可。在晶體管S1、S2、S4和S5均關(guān)斷時，三組LED負載D1、D2和D3與電容C1以及C2組成串聯(lián)電路。由于電容在初始狀態(tài)下兩端電壓為零，在并聯(lián)狀態(tài)下第二端的電壓高于第一端的電壓。因此，在轉(zhuǎn)換到串聯(lián)狀態(tài)后，由于電容反向充電，會有電流流過電容，使得整個串聯(lián)通路導(dǎo)通。也就是說，通過晶體管S1、S2、S4和S5受控在不同狀態(tài)間切換可以使得多組LED負載在并聯(lián)狀態(tài)和串聯(lián)狀態(tài)間切換。晶體管S3在并聯(lián)狀態(tài)下，通過各并聯(lián)支路對應(yīng)的晶體管受控工作于線性狀態(tài)即可以控制流過個并聯(lián)支路(也即，各LED負載)的電流。

晶體管S3設(shè)置在LED負載和電容構(gòu)成的串聯(lián)通路上。具體地，在圖5中，晶體管S3與LED負載D3串聯(lián)連接在電容C2的第二端d和低壓端之間。在晶體管S1、S2、S4和S5導(dǎo)通時，晶體管S3處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而不對流過的電流施加影響。在晶體管S1、S2、S4和S5關(guān)斷時，晶體管S3工作于線性狀態(tài)，調(diào)節(jié)流過三個串聯(lián)LED負載D1、D2和D3的電流。容易理解，晶體管S3也可以設(shè)置在串聯(lián)通路上的其它位置，例如，與LED負載D1串聯(lián)在高壓端和電容C1的第一端a之間。

以此類推，圖3和圖5所示的LED驅(qū)動電路可以擴展到任意數(shù)量的LED負載。

同時，在圖3和圖4所示的LED驅(qū)動電路中，電容可以替換為電阻。替換為電阻可以加快切換速度，各晶體管在LED負載由串聯(lián)模式切換為并聯(lián)模式時可以直接進行切換，而不需要同時工作在線性狀態(tài)以等待電容電壓達到預(yù)定值。但是，由于電容為儲能元件，其損耗較小，替換為電阻后，LED驅(qū)動電路的整體損耗會增大。

同時，作為替代方式，設(shè)置于串聯(lián)通路上的晶體管還可以有不同的設(shè)置方式。圖6是本發(fā)明另一個實施例的LED驅(qū)動電路的示意圖。在圖6所示的LED驅(qū)動電路3中，設(shè)置有兩組LED負載D1和D2，還包括晶體管S1、S2和S3以及作為隔離元件的電容C1。其中，LED負載D1、電容C1和LED負載D2順序連接在高壓端和一個中間端m之間。晶體管S1連接在電容C1的第一端a和中間端m之間。晶體管S2連接在電容C1的第二端b和高壓端h之間。晶體管S3連接在中間端m和低壓端l之間。也就是說，將晶體管S1和LED負載D1看作一個并聯(lián)支路，將晶體管S2和LED負載D2看作另一個并聯(lián)支路，晶體管S3與上述并聯(lián)支路組成的并聯(lián)電路串聯(lián)。在晶體管S1和S2受控工作于線性狀態(tài)時，晶體管S3處于導(dǎo)通狀態(tài)，由晶體管S1和S2分別控制流過對應(yīng)并聯(lián)支路的電流。在晶體管S1和S2受控關(guān)斷時，晶體管S3受控工作于線性狀態(tài)，此時，LED負載D1和D2處于串聯(lián)狀態(tài)，晶體管S3控制流過串聯(lián)通路的電流。

進一步地，圖6所示結(jié)構(gòu)的LED電路也不限于2組LED負載，其可以擴展應(yīng)用于任意多組LED負載。

同時，晶體管S3的設(shè)置位置也并不限于在低壓端一側(cè)，其也可以設(shè)置在高壓端一側(cè)，也即，如圖7所示，LED驅(qū)動電路4將LED負載和電容連接在中間端m和低壓端l之間，與電容靠近低壓端一側(cè)的第二端b連接的晶體管均另一端連接到中間端m。晶體管S3連接在中間端m和高壓端h之間。這樣的結(jié)構(gòu)也可以依據(jù)相同的控制方式實現(xiàn)與圖6所示電路相同的功能。

同時，可以將圖3、圖5、圖6、圖7中的LED負載替換為LED驅(qū)動模塊，從而實現(xiàn)多層級的控制。圖8是本發(fā)明又一個實施例的LED驅(qū)動電路的示意圖。如圖8所示，LED驅(qū)動電路5包括2個LED驅(qū)動模塊M1和M2、電容C1以及晶體管S1-S3。LED驅(qū)動模塊M1和M2均包括輸入端口，所述輸入端口具有一個高壓端和一個低壓端。LED驅(qū)動模塊M1、電容C1和LED驅(qū)動模塊M2順序連接在輸入端口的高壓端h和低壓端l之間。晶體管S1連接在電容C1的第一端a和低壓端l之間。晶體管S2連接在電容C1的第二端b和高壓端h之間。晶體管S3與LED驅(qū)動模塊M2串聯(lián)在電容C1的第二端b和低壓端之間，從而被設(shè)置在LED驅(qū)動模塊M1、電容C1和LED驅(qū)動模塊M2組成的串聯(lián)通路上。在晶體管S1導(dǎo)通時，電容C1和LED驅(qū)動模塊M2被短路；在晶體管S1導(dǎo)通時，電容C1和LED驅(qū)動模塊M1被短路，由此，使得LED驅(qū)動模塊M1和M2形成并聯(lián)關(guān)系。此時，晶體管S3受控導(dǎo)通，通過晶體管S1和S2受控工作于線性狀態(tài)來控制流過不同并聯(lián)支路(也即，不同LED驅(qū)動模塊)的電流。優(yōu)選地，晶體管S1和S2受控工作于線性狀態(tài)來控制使得流過不同LED驅(qū)動模塊的電流基本相等。在晶體管S1和S2關(guān)斷時，LED驅(qū)動模塊M1和M2以及電容C1形成串聯(lián)通路，通過晶體管S3受控工作于線性狀態(tài)可以控制流過串聯(lián)通路的電流。

同時，在本實施例中，LED驅(qū)動模塊M1和M2包括多組LED負載，所述LED負載可以根據(jù)控制在串聯(lián)狀態(tài)和并聯(lián)狀態(tài)之間切換，也即，LED驅(qū)動模塊可以形成為一個所有LED負載并聯(lián)構(gòu)成的復(fù)合負載，也可以行為一個所有LED負載串聯(lián)的復(fù)合負載。優(yōu)選地，LED驅(qū)動模塊M1和M2采用如圖6所示的結(jié)構(gòu)。也即，LED驅(qū)動模塊M1包括兩組LED負載D1和D2、作為隔離元件的電容C2、晶體管S4和S5。LED負載D1連接在模塊輸入端口的高壓端和電容C2的第一端a1之間，LED負載D2連接在電容C2的第二端b1和模塊輸入端口的低壓端之間。晶體管S4連接在模塊輸入端口的低壓端和電容C2的第一端a1之間，晶體管S5連接在模塊輸入端口的高壓端和電容C2的第二端b1之間。LED驅(qū)動模塊M2具有類似的結(jié)構(gòu)。晶體管S3可以設(shè)置在LED驅(qū)動模塊M2內(nèi)在圖8中，晶體管S3與LED驅(qū)動模塊M2靠近低壓端l一側(cè)的LED負載串聯(lián)。容易理解，晶體管S3也可以與LED驅(qū)動模塊M2中的另一個LED負載串聯(lián)，或與LED驅(qū)動模塊M1中的任意一個LED負載串聯(lián)，以實現(xiàn)將其設(shè)置在LED負載串聯(lián)通路上的目的。

由于LED驅(qū)動模塊中的LED負載也可以在并聯(lián)狀態(tài)和串聯(lián)狀態(tài)之間切換，LED驅(qū)動電路5可以實現(xiàn)多級控制。也即，LED驅(qū)動電路5中的所有LED負載D1-D4可以存在如下三種組合方式：

1.LED驅(qū)動模塊內(nèi)部的LED負載處于并聯(lián)狀態(tài)，LED驅(qū)動模塊之間也處于并聯(lián)狀態(tài)。此時，僅需要驅(qū)動一個LED負載工作的電壓即可以使得所有的LED負載點亮。

2.LED驅(qū)動模塊內(nèi)部的LED負載切換到串聯(lián)狀態(tài)，LED驅(qū)動模塊之間處于并聯(lián)狀態(tài)。此時，需要驅(qū)動兩個LED負載工作的電壓才能夠使得所有LED負載電量，需要的輸入電壓更大。

3.LED驅(qū)動模塊內(nèi)部的LED負載處于串聯(lián)狀態(tài)，LED驅(qū)動模塊之間也切換到處于串聯(lián)狀態(tài)。此時所有的LED負載D1-D4與三個電容C1-C3之間形成串聯(lián)通路。

對應(yīng)于三種不同的組合方式，可以采用三級閾值來控制LED驅(qū)動電路5工作。圖9是圖8所示的LED驅(qū)動電路的輸入電壓與晶體管的控制時序關(guān)系圖。如圖9所示，在時刻t1-t2期間，輸入電壓有零上升到第一閾值V1。此時的輸入電壓不能驅(qū)動任何一個LED負載導(dǎo)通。在此期間，所有的LED負載不工作，晶體管S1-S7可以處于任意狀態(tài)。在時刻t2-t3期間，輸入電壓由第一閾值V1上升到第二閾值V2，該電壓可以驅(qū)動1個LED負載導(dǎo)通。在此期間，晶體管S4-S7受控工作于線性狀態(tài)，控制流過對應(yīng)的LED負載的電流。晶體管S1-S3受控處于導(dǎo)通狀態(tài)。此時，所有LED負載處于并聯(lián)狀態(tài)。通過晶體管S4-S7就可以分別調(diào)節(jié)4個LED負載的電流。在時刻t3-t4期間，輸入電壓由第二閾值V2上升到第三閾值V3，該電壓可以驅(qū)動2個串聯(lián)的LED負載導(dǎo)通，在此期間，晶體管S4-S7關(guān)斷，使得LED驅(qū)動模塊M1中的LED負載D1和D2形成串聯(lián)，LED驅(qū)動模塊M2中的LED負載D3和D4形成串聯(lián)。而晶體管S1-S2受控工作于線性狀態(tài)，使得LED負載D1和D2的串聯(lián)電路與D3和D4的串聯(lián)電路并聯(lián)。晶體管S3受控處于導(dǎo)通狀態(tài)。晶體管S1用于調(diào)節(jié)流過LED驅(qū)動模塊M1的電流，晶體管S2調(diào)節(jié)流過LED驅(qū)動模塊M2的電流。在時刻t4-t5期間，輸入電壓由第三閾值V3上升到最大值再下降到第三閾值V3，該電壓可以驅(qū)動4個串聯(lián)的LED負載導(dǎo)通，在此期間，晶體管S1-S2、S4-S7均關(guān)斷，從而LED負載D1-D4形成串聯(lián)關(guān)系。晶體管S3受控工作于線性狀態(tài)，調(diào)節(jié)流過串聯(lián)電路的電流。在時刻t5-t6期間，輸入電壓由第三閾值V3下降到第二閾值V2，在此期間的控制方式與時刻t3-t4期間相同，通過控制S1-S2受控工作于線性狀態(tài)，并控制晶體管S4-S7關(guān)斷，使得LED負載D1和D2的串聯(lián)電路與D3和D4的串聯(lián)電路并聯(lián)。在時刻t6-t7期間，輸入電壓由第二閾值V2下降到第一閾值V1，在此期間的控制方式與時刻t2-t3期間相同，通過控制晶體管S4-S7均受控工作于線性狀態(tài)，晶體管S1-S3處于導(dǎo)通狀態(tài)，使得LED負載D1-D4并聯(lián)。在t7-t8期間，輸入電壓下降到低于第一閾值V1，LED負載D1和D2停止工作，如此循環(huán)。由此，在每個周期內(nèi)的t2-t7期間，所有的LED負載均在工作，而且不同的LED負載的工作時間相同。

本實施例的電路可以使得LED驅(qū)動電路驅(qū)動更多數(shù)量的LED負載。

類似地，LED驅(qū)動模塊之間由串聯(lián)狀態(tài)切換為并聯(lián)狀態(tài)時，由于電容C1兩端ab之間的電壓為正壓，在切換后會過渡到負壓，為了防止電流過大損害電路，在切換過程中，需要使得晶體管S1、S2以及S3均工作在線性裝置，使得流過晶體管S1和S2的電流滿足預(yù)定關(guān)系，進而可以使得電容兩端電壓逐漸翻轉(zhuǎn)并上升到預(yù)定值，而不會由于段時間內(nèi)電流過大或過小導(dǎo)致電路不能正常工作。

同時，本實施例的LED驅(qū)動電路并不限于設(shè)置兩個并聯(lián)支路，可以設(shè)置更多的LED負載從而獲得更多的并聯(lián)支路。圖10是本實施例的LED驅(qū)動電路的一個可選實施方式的示意圖。如圖10所示，LED驅(qū)動電路6包括3個LED驅(qū)動模塊M1-M3、電容C1和C2、晶體管S1-S11。其中，LED驅(qū)動模塊M1、電容C1、LED驅(qū)動模塊M2、電容C2和LED驅(qū)動模塊M3順序連接在電路輸入端口的高壓端h和低壓端l之間。晶體管S1-S4用于改變LED驅(qū)動模塊M1-M3之間的連接關(guān)系。晶體管S5設(shè)置于所有LED負載可能形成的串聯(lián)通路上。各LED模塊的結(jié)構(gòu)與圖9所示相同。由此，通過晶體管S1-S4控制LED驅(qū)動模塊之間的連接關(guān)系，通過晶體管S6-S11分別控制LED驅(qū)動模塊M1-M3內(nèi)部的LED負載的連接關(guān)系，可以使得LED驅(qū)動電路中的6組LED負載在全部并聯(lián)，模塊內(nèi)部串聯(lián)且模塊之間并列，以及全部并聯(lián)三種狀態(tài)間切換。在全部并聯(lián)時，通過模塊內(nèi)對應(yīng)設(shè)置的晶體管控制流過的電流。在模塊內(nèi)部串聯(lián)且模塊之間并列，通過模塊對應(yīng)的晶體管控制流過的電流。在全部串聯(lián)時，通過設(shè)置在串聯(lián)通路上的晶體管S5控制流過的電流。由此，在保證使用時間的長度和平均度的同時，可以驅(qū)動更多的LED負載。

同時，設(shè)置于串聯(lián)通路上的晶體管S5還可以如圖11所示設(shè)置于LED驅(qū)動模塊的外部。如圖11所示，LED驅(qū)動電路7包括兩組LED驅(qū)動模塊M1和M2，還包括晶體管S1、S2和S3以及作為隔離元件的電容C1。其中，LED驅(qū)動模塊M1、電容C1和LED驅(qū)動模塊M2順序連接在高壓端和一個中間端m之間。晶體管S1連接在電容C1的第一端a和中間端m之間。晶體管S2連接在電容C1的第二端b和高壓端h之間。晶體管S3連接在中間端m和低壓端l之間。也就是說，將晶體管S1和LED驅(qū)動模塊M1看作一個并聯(lián)支路，將晶體管S2和LED驅(qū)動模塊M2看作另一個并聯(lián)支路，晶體管S3與上述并聯(lián)支路組成的并聯(lián)電路串聯(lián)。在晶體管S1和S2受控工作于線性狀態(tài)時，晶體管S3處于導(dǎo)通狀態(tài)，由晶體管S1和S2分別控制流過對應(yīng)并聯(lián)支路的電流。在晶體管S1和S2受控關(guān)斷時，晶體管S3受控工作于線性狀態(tài)，此時，LED負載D1和D2處于串聯(lián)狀態(tài)，晶體管S3控制流過串聯(lián)通路的電流。LED驅(qū)動模塊M1和M2內(nèi)部的結(jié)構(gòu)與圖10相同，在此不再贅述。由此，可以使得LED驅(qū)動電路中的4組LED負載在全部并聯(lián)，模塊內(nèi)部串聯(lián)且模塊之間并列，以及全部并聯(lián)三種狀態(tài)間切換。在全部并聯(lián)時，通過模塊內(nèi)對應(yīng)設(shè)置的晶體管控制流過的電流。在模塊內(nèi)部串聯(lián)且模塊之間并列，通過模塊對應(yīng)的晶體管控制流過的電流。在全部串聯(lián)時，通過設(shè)置在串聯(lián)通路上的晶體管S5控制流過的電流。由此，在保證使用時間的長度和平均度的同時，可以驅(qū)動更多的LED負載。

容易理解，圖11所述的LED驅(qū)動電路7中的LED驅(qū)動模塊的數(shù)量也不限于2個，可以擴展為任意多個LED驅(qū)動模塊。每個LED驅(qū)動模塊內(nèi)的LED負載的數(shù)量也不限于2個，可以擴展為3個或更多。

同時，在圖8、10和11所示的LED驅(qū)動電路中，隔離元件可以部分或全部替換為電阻。替換為電阻可以加快切換速度，各晶體管在LED負載由串聯(lián)模式切換為并聯(lián)模式時可以直接進行切換，而不需要同時工作在線性狀態(tài)以等待電容電壓達到預(yù)定值。但是，由于電容為儲能元件，其損耗較小，替換為電阻后，LED驅(qū)動電路的整體損耗會增大?？梢詫H將模塊間的電路隔離元件設(shè)置為電阻，也可以僅將模塊內(nèi)的模塊隔離元件設(shè)置為電阻，還可以將所有的隔離元件均設(shè)為電阻。

本公開涉及的LED驅(qū)動電路通過設(shè)置使得多組LED負載可以在并聯(lián)狀態(tài)和串聯(lián)狀態(tài)間切換，在輸入電壓較低時使得LED負載處于并聯(lián)狀態(tài)，并通過與設(shè)置在對應(yīng)的并聯(lián)支路上的晶體管工作在線性狀態(tài)調(diào)節(jié)各并聯(lián)支路的電流，在輸入電壓升高后使得LED負載或驅(qū)動模塊處于串聯(lián)狀態(tài)，并通過設(shè)置于串聯(lián)路徑上的晶體管調(diào)節(jié)流過所有LED負載的電流。由此，一方面可以使得所有的LED負載的工作時間相同，另一方面可以使得所有的LED負載在整個工作周期中大部分時候都工作。提高電路整體壽命的同時提高了LED負載的利用率。

進一步，通過將LED驅(qū)動電路作為一個模塊，以類似的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)多個驅(qū)動模塊之間可以在并聯(lián)狀態(tài)和串聯(lián)狀態(tài)間切換，從而可以適應(yīng)于LED負載較多的場合。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明可以有各種改動和變化。凡在本發(fā)明的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。