本實(shí)用新型涉及LED電光源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多階線性恒功率LED驅(qū)動(dòng)裝置。

背景技術(shù)：

LED 被稱(chēng)為第四代照明光源或綠色光源，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、體積小等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領(lǐng)域。隨著LED照明技術(shù)進(jìn)步與成本不斷降低，LED燈正大批量代替?zhèn)鹘y(tǒng)的白熾燈和節(jié)能燈。

現(xiàn)有的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路都是基于開(kāi)關(guān)線路原理開(kāi)發(fā)的。該電路元器件數(shù)量比較多，特別是開(kāi)關(guān)電路會(huì)產(chǎn)生比較大的電磁干擾，需要采用元器件來(lái)實(shí)現(xiàn)衰減，以保證電源符合EMC（electromagnetic compatibility 電磁兼容）要求，這樣則導(dǎo)致電源成本無(wú)法下降，體積也無(wú)法做小，不能滿足生產(chǎn)和市場(chǎng)的需求，也不利于LED燈的小型化設(shè)計(jì)，因此，基于開(kāi)關(guān)線路原理開(kāi)發(fā)的LED恒流驅(qū)動(dòng)電源具有元件多、成本高、體積大等諸多弊端，不能很好地為市場(chǎng)所普及。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小巧、靈活性強(qiáng)的多階線性恒功率LED驅(qū)動(dòng)裝置，可實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈組的多階線性恒功率驅(qū)動(dòng)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種多階線性恒功率LED驅(qū)動(dòng)裝置，包括相互連接的邏輯供電模塊、邏輯控制模塊、LED燈組及LED恒流模塊；所述邏輯供電模塊用于為所述邏輯控制模塊提供穩(wěn)定的低壓電源；所述邏輯控制模塊用于檢測(cè)通過(guò)所述LED燈組的電壓，并將電壓反饋至所述LED恒流模塊；所述LED恒流模塊用于恒流驅(qū)動(dòng)所述LED燈組。

作為上述方案的改進(jìn)，所述邏輯供電模塊包括整流器、第一電阻、第一穩(wěn)壓二極管及第一N-MOS管；所述第一N-MOS管的柵極與第一電阻的一端及第一穩(wěn)壓二極管的負(fù)極相連，所述第一N-MOS管的漏極與第一電阻的另一端及整流器的正極相連，所述N-MOS管的源極與穩(wěn)壓二極管的正極相連。

作為上述方案的改進(jìn)，所述邏輯控制模塊包括第二N-MOS管、第三N-MOS管、第三電阻、第五電阻、第七電阻、第十一電阻、第二電阻、第四電阻、第一運(yùn)算放大器及第二運(yùn)算放大器；所述第二N-MOS管的源極與第七電阻的一端相連，所述第二N-MOS管的漏極與第三電阻的一端及第三N-MOS管的漏極相連，所述第七電阻的另一端與第十一電阻的一端相連，所述第三電阻的另一端與第五電阻相連；所述第二電阻與第四電阻相互串接，所述第二電阻的一端與整流器的正極相連，另一端與第四電阻相連；所述第一運(yùn)算放大器的同相輸入端連接于第二電阻的另一端，反相輸入端連接第二N-MOS管的源極，輸出端連接第二N-MOS管的柵極；所述第二運(yùn)算放大器的同相輸入端連接第三電阻的另一端，反相輸入端連接第七電阻的另一端，輸出端連接第十一電阻的另一端。

作為上述方案的改進(jìn)，所述邏輯控制模塊包括還第三運(yùn)算放大器，所述第三運(yùn)算放大器的同相輸入端連接第十一電阻的另一端，反相輸入端連接第三N-MOS管的源極，輸出端連接第三N-MOS管的柵極。

作為上述方案的改進(jìn)，所述LED恒流模塊包括調(diào)節(jié)電阻組、恒流電阻組、N-MOS管組及運(yùn)算放大器組；所述調(diào)節(jié)電阻組的一端與恒流電阻組連接，另一端與N-MOS管組及運(yùn)算放大器組分別相連；所述N-MOS管組與LED燈組及運(yùn)算放大器組分別相連；所述運(yùn)算放大器組與恒流電阻組相連。

作為上述方案的改進(jìn)，所述調(diào)節(jié)電阻組包括至少一個(gè)電阻。

作為上述方案的改進(jìn)，所述恒流電阻組包括多個(gè)相互串聯(lián)的電阻。

作為上述方案的改進(jìn)，所述運(yùn)算放大器組包括至少一個(gè)運(yùn)算放大器，所述運(yùn)算放大器的同相輸入端連接于調(diào)節(jié)電阻組，反相輸入端連接調(diào)節(jié)電阻組的另一端。

作為上述方案的改進(jìn)，所述N-MOS管組包括至少一個(gè)N-MOS管，所述N-MOS管的柵極與所述運(yùn)算放大器的輸出端相連，所述N-MOS管的漏極與LED燈相連，所述N-MOS管的源極與調(diào)節(jié)電阻組的另一端相連。

實(shí)施本實(shí)用新型的有益效果在于：

本實(shí)用新型多階線性恒功率LED驅(qū)動(dòng)裝置由邏輯供電模塊、邏輯控制模塊、LED燈組及LED恒流模塊組成。其中，通過(guò)邏輯供電模塊可將輸入的交流高壓電轉(zhuǎn)換為低壓電源，從而為邏輯控制模塊提供穩(wěn)定的低壓電源；通過(guò)邏輯控制模塊可實(shí)時(shí)檢測(cè)經(jīng)過(guò)LED燈組的高壓電，并將電壓檢測(cè)判別結(jié)果反饋至LED恒流模塊； LED恒流模塊根據(jù)預(yù)設(shè)的電阻值實(shí)現(xiàn)LED燈組的恒流驅(qū)動(dòng)；因此，恒流驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，各模塊相互結(jié)合，環(huán)環(huán)相扣，可有效實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈組的多階線性恒功率驅(qū)動(dòng)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型多階線性恒功率LED驅(qū)動(dòng)裝置的電路原理圖；

圖2是圖1中邏輯供電模塊的第一實(shí)施例電路圖；

圖3是圖1中邏輯控制模塊的第一實(shí)施例電路圖；

圖4是圖1中邏輯控制模塊的第二實(shí)施例電路圖；

圖5是本實(shí)用新型中Vb及VT的電壓波形圖；

圖6是本實(shí)用新型中Vd及Vc的另一電壓波形圖；

圖7是圖1中LED恒流模塊的電路圖；

圖8是本實(shí)用新型中LED燈組的電路圖；

圖9是本實(shí)用新型中VAC的電壓波形圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。僅此聲明，本發(fā)明在文中出現(xiàn)或即將出現(xiàn)的上、下、左、右、前、后、內(nèi)、外等方位用詞，僅以本發(fā)明的附圖為基準(zhǔn)，其并不是對(duì)本發(fā)明的具體限定。

參見(jiàn)圖1，圖1顯示了本實(shí)用新型多階線性恒功率LED驅(qū)動(dòng)裝置的原理圖，其包括相互連接的邏輯供電模塊、邏輯控制模塊、LED燈組及LED恒流模塊；所述邏輯供電模塊用于為所述邏輯控制模塊提供穩(wěn)定的低壓電源；所述邏輯控制模塊用于檢測(cè)通過(guò)所述LED燈組的電壓，并將電壓反饋至所述LED恒流模塊；所述LED恒流模塊用于恒流驅(qū)動(dòng)所述LED燈組。

需要說(shuō)明的是，邏輯供電模塊的供電輸入為交流高壓電，工作時(shí)，交流高壓電經(jīng)過(guò)邏輯供電模塊后，給予邏輯控制模塊穩(wěn)定的低壓電源；通過(guò)LED燈組后的高壓電，被邏輯控制模塊檢測(cè)判別后，反饋給LED恒流模塊；LED恒流模塊根據(jù)設(shè)定好的電阻值，實(shí)現(xiàn)恒流驅(qū)動(dòng)的效果。

如圖2所示，圖2顯示了本實(shí)用新型中邏輯供電模塊的第一實(shí)施例，所述邏輯供電模塊包括整流器B1、第一電阻R1、第一穩(wěn)壓二極管D1及第一N-MOS管Q1；所述第一N-MOS管Q1的柵極與第一電阻R1的一端及第一穩(wěn)壓二極管D1的負(fù)極相連，所述第一N-MOS管Q1的漏極與第一電阻的另一端及整流器B1的正極相連，所述N-MOS管Q1的源極與穩(wěn)壓二極管D1的正極相連。

需要說(shuō)明的是，邏輯供電模塊的供電輸入為交流高壓電，交流高壓電經(jīng)整流器B 1整流后得到電壓VAC，電壓VAC經(jīng)第一電阻R1限流后，第一穩(wěn)壓二極管D1的反向端獲得一個(gè)較為穩(wěn)定的電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)控制第一N-MOS管Q1限壓，使第一N-MOS管Q1得到穩(wěn)定的低壓電VCC（其中，電壓電VCC的值為Vd-Vgs，Vd為第一穩(wěn)壓二極管D1上的電壓，Vgs為第一N-MOS管Q1的柵極和源極間電壓）。

如圖3所示，圖3顯示了本實(shí)用新型中邏輯控制模塊的第一實(shí)施例，所述邏輯控制模塊包括第二N-MOS管Q2、第三N-MOS管Q3、第三電阻R3、第五電阻R5、第七電阻R7、第十一電阻R11、第二電阻R2、第四電阻R4、第一運(yùn)算放大器U1及第二運(yùn)算放大器U2；所述第二N-MOS管Q2的源極與第七電阻R7的一端相連，所述第二N-MOS管Q2的漏極與第三電阻R3的一端及第三N-MOS管Q3的漏極相連，所述第七電阻R7的另一端與第十一電阻R11的一端相連，所述第三電阻R3的另一端與第五電阻R5相連；所述第二電阻R2與第四電阻R4相互串接，所述第二電阻R2的一端與整流器B1的正極相連，另一端與第四電阻R4相連；所述第一運(yùn)算放大器U1的同相輸入端連接于第二電阻R2的另一端，反相輸入端連接第二N-MOS管Q2的源極，輸出端連接第二N-MOS管Q2的柵極；所述第二運(yùn)算放大器U2的同相輸入端連接第三電阻R3的另一端，反相輸入端連接第七電阻R7的另一端，輸出端連接第十一電阻R11的另一端。

參見(jiàn)圖5，第一運(yùn)算放大器U1的同相輸入端（IN+）連接VT信號(hào)，反相輸入端（IN-）連接Vb信號(hào)。具體地，VT信號(hào)為交流電經(jīng)整流器B 1整流后VAC分壓獲得，電壓較低，波形與VAC一致；當(dāng)VT電壓低于Vd時(shí)，第二N-MOS管Q2關(guān)閉，Vb與Vc的電壓等于Vd；當(dāng)VT電壓高于Vd時(shí)，第二N-MOS管Q2開(kāi)啟，在第一運(yùn)算放大器U1的作用下Vb電壓等于VT；Vc電壓等于R11×（VT - Vd）/(R7+R11)。

參見(jiàn)圖6，第二運(yùn)算放大器U2的同相輸入端（IN+）連接Va信號(hào)，反相輸入端（IN-）連接Vc信號(hào)。在第二運(yùn)算放大器U2的作用下Vc電壓等于Va，由于VCC電壓基本恒定，Va電壓不變，Vc電壓也不變，VT–Vd的值同樣不變。因此，當(dāng)VT電壓高于Vd時(shí)，VT越大，Vd越小。

如圖4所示，圖4顯示了本實(shí)用新型中邏輯控制模塊的第二實(shí)施例，與圖3所示的第一實(shí)施例不同的是，本實(shí)施例中，所述邏輯控制模塊包括還第三運(yùn)算放大器U3，所述第三運(yùn)算放大器U3的同相輸入端連接第十一電阻R11的另一端，反相輸入端連接第三N-MOS管Q3的源極，輸出端連接第三N-MOS管Q3的柵極。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型中第三運(yùn)算放大器U3作為一個(gè)電壓跟隨電路，可使VDD電壓和Vd電壓相等，主要是滿足后續(xù)LED恒流模塊，提供足夠的VDD電流作用。

如圖7及圖8所示，圖7及圖8顯示了本實(shí)用新型中LED恒流模塊的具體電路，所述LED恒流模塊包括調(diào)節(jié)電阻組、恒流電阻組、N-MOS管組及運(yùn)算放大器組；所述調(diào)節(jié)電阻組的一端與恒流電阻組連接，另一端與N-MOS管組及運(yùn)算放大器組分別相連；所述N-MOS管組與LED燈組及運(yùn)算放大器組分別相連；所述運(yùn)算放大器組與恒流電阻組相連。

具體地：

所述調(diào)節(jié)電阻組包括至少一個(gè)電阻（Rn1，Rn2，Rn3）。

所述恒流電阻組包括多個(gè)相互串聯(lián)的電阻（R5，R8，R12，R14，R17）。

所述運(yùn)算放大器組包括至少一個(gè)運(yùn)算放大器（U4，U5，U6，U7，U8），所述運(yùn)算放大器的同相輸入端連接于調(diào)節(jié)電阻組，反相輸入端連接調(diào)節(jié)電阻組的另一端。

所述N-MOS管組包括至少一個(gè)N-MOS管（Q4，Q6，Q7，Q8，Q9，Q10），所述N-MOS管的柵極與所述運(yùn)算放大器的輸出端相連，所述N-MOS管的漏極與LED燈相連，所述N-MOS管的源極與調(diào)節(jié)電阻組的另一端相連。

需要說(shuō)明的是，LED燈組可根據(jù)實(shí)際需求劃分為一個(gè)或多個(gè)子燈組，其中每個(gè)子燈組內(nèi)可包含多個(gè)LED等。相應(yīng)地，子燈組、運(yùn)算放大器及N-MOS管相互對(duì)應(yīng)，當(dāng)子燈組的數(shù)量越多，則應(yīng)對(duì)應(yīng)的運(yùn)算放大器及N-MOS管的數(shù)量也越多，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)算放大器及N-MOS管對(duì)LED燈組的分組控制；另外，通過(guò)運(yùn)算放大器與N-MOS管的結(jié)合可有效實(shí)現(xiàn)電流的控制，實(shí)現(xiàn)限流功能。

下面結(jié)合具體的實(shí)施例進(jìn)行描述：

如圖7所示，所述LED恒流模塊包括調(diào)節(jié)電阻組（電阻Rn1，Rn2，Rn3）、恒流電阻組（相互串聯(lián)的電阻R5，R8，R12，R14，R17）、N-MOS管組（Q4，Q6，Q7，Q8，Q9，Q10）及運(yùn)算放大器組（U4，U5，U6，U7，U8）。其中，所述調(diào)節(jié)電阻組的一端與恒流電阻組連接，另一端與N-MOS管組及運(yùn)算放大器組分別相連；所述N-MOS管組與LED燈組及運(yùn)算放大器組分別相連；所述運(yùn)算放大器組與恒流電阻組相連。具體地，運(yùn)算放大器U4的同相輸入端連接V1信號(hào)，反向輸入端連接CS信號(hào)，輸出端連接N-MOS管Q6的柵極；運(yùn)算放大器U5的同相輸入端連接V2信號(hào)，反向輸入端連接CS信號(hào)，輸出端連接N-MOS管Q7的柵極；運(yùn)算放大器U6的同相輸入端連接V3信號(hào)，反向輸入端連接CS信號(hào)，輸出端連接N-MOS管Q8的柵極；運(yùn)算放大器U7的同相輸入端連接V4信號(hào)，反向輸入端連接CS信號(hào)，輸出端連接N-MOS管Q9的柵極；運(yùn)算放大器U8的同相輸入端連接V5信號(hào)，反向輸入端連接CS信號(hào)，輸出端連接N-MOS管Q4及連接N-MOS管Q10的柵極。

所述N-MOS管Q4的柵極與運(yùn)算放大器U8的輸出端相連，漏極與LED燈相連，源極通過(guò)電阻Ra連接CS信號(hào)；所述N-MOS管Q6的柵極與運(yùn)算放大器U4的輸出端相連，漏極與LED燈相連，源極連接CS信號(hào)；所述N-MOS管Q7的柵極與運(yùn)算放大器U5的輸出端相連，漏極與LED燈相連，源極連接CS信號(hào)；所述N-MOS管Q8的柵極與運(yùn)算放大器U6的輸出端相連，漏極與LED燈相連，源極連接CS信號(hào)；所述N-MOS管Q9的柵極與運(yùn)算放大器U7的輸出端相連，漏極與LED燈相連，源極連接CS信號(hào)；所述N-MOS管Q10的柵極與運(yùn)算放大器U8的輸出端相連，漏極與LED燈相連，源極通過(guò)電阻Rb連接CS信號(hào)。

需要說(shuō)明的是，VDD經(jīng)分壓可得V1，V2，V3，V4，V5……數(shù)量無(wú)上限。在運(yùn)算放大器U4的作用下，V1的電壓與CS的電壓相同，V1的電壓為已知恒定，由公式I=U/R，CS的電壓U=V1，CS的電阻R為已知恒定，因此經(jīng)過(guò)CS的電流同樣為恒定。VAC的電流經(jīng)過(guò)LED芯片后必定全部需要通過(guò)CS，由于LED芯片和CS串聯(lián)，LED上的電流等于CS處上的電流，LED恒流模塊因此實(shí)現(xiàn)限流功能。

另外，由于VAC為交流電經(jīng)整理器B1整流后的電壓，其波形如圖9所示。其最高點(diǎn)電壓，足以滿足所有LED燈的導(dǎo)通電壓。為了實(shí)現(xiàn)能量的有效利用，當(dāng)LED3及LED4點(diǎn)亮?xí)r，N-MOS管Q6關(guān)閉，電流從N-MOS管Q7通過(guò)，而LED5及LED6點(diǎn)亮?xí)r，N-MOS管Q7關(guān)閉，電流從Q8通過(guò)，如此便實(shí)現(xiàn)了能量的有效利用。電壓V1-V5由VDD經(jīng)分壓獲得，由于電壓V1<V2<V3<V4<V5,當(dāng)N-MOS管Q6導(dǎo)通時(shí)，CS點(diǎn)電壓等于V1，當(dāng)N-MOS管Q7導(dǎo)通時(shí)，CS點(diǎn)電壓等于V2，由于V2>V1，因此CS>V1，而V1電壓不變，因此運(yùn)算放大器U4輸出電壓為0，N-MOS管Q6截止。以此類(lèi)推，當(dāng)N-MOS管Q8導(dǎo)通時(shí)，CS點(diǎn)電壓等于V3，由于V3>V2，因此CS>V2，而V2電壓不變，因此運(yùn)算放大器U5輸出電壓為0，N-MOS管Q7截止。

由上可知，本實(shí)用新型多階線性恒功率LED驅(qū)動(dòng)裝置由邏輯供電模塊、邏輯控制模塊、LED燈組及LED恒流模塊組成。其中，通過(guò)邏輯供電模塊可將輸入的交流高壓電轉(zhuǎn)換為低壓電源，從而為邏輯控制模塊提供穩(wěn)定的低壓電源；通過(guò)邏輯控制模塊可實(shí)時(shí)檢測(cè)經(jīng)過(guò)LED燈組的高壓電，并將電壓檢測(cè)判別結(jié)果反饋至LED恒流模塊； LED恒流模塊根據(jù)預(yù)設(shè)的電阻值實(shí)現(xiàn)LED燈組的恒流驅(qū)動(dòng)；因此，恒流驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，各模塊相互結(jié)合，環(huán)環(huán)相扣，可有效實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈組的多階線性恒功率驅(qū)動(dòng)。

以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。