專利名稱：一種具有高功率因數(shù)的led控制電路及l(fā)ed照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于LED控制領(lǐng)域，尤其涉及一種具有高功率因數(shù)的LED控制電路及LED照明裝置。
技術(shù)背景 目前，LED作為一種新型光源，因其具備亮度強(qiáng)、能耗低且壽命長的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。由于LED具有固定的正向?qū)妷?，只有達(dá)到整個(gè)LED燈串的總的正向?qū)妷褐蜁r(shí)，LED燈串才能發(fā)光。為了保證LED燈串能夠正常穩(wěn)定地工作，需要對其進(jìn)行恒流控制，而傳統(tǒng)的LED燈串的線性恒流控制方法就是通過將一個(gè)線性恒流控制電路連接于整流橋的輸出端與LED燈串的輸入端之間(如圖I所示)，或者連接于LED燈串的輸出端與地之間(如圖2所示)。而在市電供電條件下，采用上述線性恒流源對LED燈串進(jìn)行恒流控制時(shí)，只有市電輸入電壓經(jīng)整流橋后的電壓大于LED燈串的導(dǎo)通電壓時(shí)，LED燈串才會(huì)有電流流過，經(jīng)過整流橋后的電壓小于LED燈串的導(dǎo)通電壓時(shí)，LED燈串沒有電流流過，這樣會(huì)使LED的利用率低且功率因數(shù)低。為了解決上述傳統(tǒng)的LED燈串的線性恒流控制方法所存在的問題，現(xiàn)有技術(shù)提出了兩種解決方法。第一種方法是通過在整流橋的輸出端增加一個(gè)高耐壓的電解電容，通過該電解電容將輸入的正弦波電壓濾波成高于LED燈串的導(dǎo)通電壓的直流電壓，從而使LED燈串中的LED能夠在整個(gè)時(shí)鐘周期持續(xù)導(dǎo)通且有電流流過。雖然這樣可以提高LED的利用率，但卻降低了功率因數(shù)，且同時(shí)增加了系統(tǒng)成本，另外，由于電解電容使用壽命短，因此降低了電源的使用壽命；第二種方法則是通過減少LED燈串中的LED數(shù)量，從而通過減小LED燈串的總的正向?qū)妷?，進(jìn)而使LED在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)導(dǎo)通且有電流流過的時(shí)間增加，但這種解決方法卻降低了輸入電壓的利用率，并使LED燈串的驅(qū)動(dòng)電路承受更大的電壓，加大了驅(qū)動(dòng)電路的功耗，降低了系統(tǒng)效率。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在功率因數(shù)低且系統(tǒng)效率低的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有聞功率因數(shù)的LED控制電路，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的功率因數(shù)低且系統(tǒng)效率低的問題。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種具有高功率因數(shù)的LED控制電路，與包含多個(gè)LED的LED燈串連接，所述LED燈串由多個(gè)LED燈組串接而成，所述多個(gè)LED燈組中的每個(gè)LED燈組包含特定數(shù)量的LED，所述每個(gè)LED燈組中LED的連接方式為串聯(lián)連接方式、并聯(lián)連接方式或串并聯(lián)連接方式，所述LED控制電路包括多個(gè)輸出電流控制模塊、電阻Re及參考電壓產(chǎn)生模塊；所述多個(gè)輸出電流控制模塊的數(shù)量與所述多個(gè)LED燈組的數(shù)量相同，所述多個(gè)輸出電流控制模塊中的每個(gè)輸出電流控制模塊包含一個(gè)電流輸入端、一個(gè)參考電壓端及一個(gè)輸出端，所述每個(gè)輸出電流控制模塊的電流輸入端分別與所述多個(gè)LED燈組中的每個(gè)LED燈組的輸出端對應(yīng)連接，所述每個(gè)輸出電流控制模塊的輸出端共接于所述電阻Re的第一端，所述電阻Re的第二端接地，當(dāng)所述LED燈串的輸入電壓達(dá)到某個(gè)LED燈組的正向?qū)妷号c所述某個(gè)LED燈組的前級所有LED燈組的正向?qū)妷褐蜁r(shí)，與所述某個(gè)LED燈組的輸出端連接的輸出電流控制模塊會(huì)相應(yīng)的導(dǎo)通；所述參考電壓產(chǎn)生模塊具有多個(gè)輸出端，所述多個(gè)輸出端的數(shù)量與所述多個(gè)輸出電流控制模塊的數(shù)量相同，所述多個(gè)輸出端分別與所述每個(gè)輸 出電流控制模塊的參考電壓端一一對應(yīng)連接，所述參考電壓產(chǎn)生模塊為所述多個(gè)輸出電流控制模塊中的每個(gè)輸出電流控制模塊提供參考電壓，所述參考電壓與所述電阻Re共同確定所述每個(gè)輸出電流控制模塊的輸出電流。本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種LED照明裝置，所述LED照明裝置包括整流橋、LED燈串和具有高功率因數(shù)的LED控制電路，所述LED控制電路與包含多個(gè)LED的LED燈串連接，所述LED燈串由多個(gè)LED燈組串接而成，所述多個(gè)LED燈組中的每個(gè)LED燈組包含特定數(shù)量的LED，所述每個(gè)LED燈組中LED的連接方式為串聯(lián)連接方式、并聯(lián)連接方式或串并聯(lián)連接方式，所述LED控制電路包括多個(gè)輸出電流控制模塊、電阻Re及參考電壓產(chǎn)生模塊；所述多個(gè)輸出電流控制模塊的數(shù)量與所述多個(gè)LED燈組的數(shù)量相同，所述多個(gè)輸出電流控制模塊中的每個(gè)輸出電流控制模塊包含一個(gè)電流輸入端、一個(gè)參考電壓端及一個(gè)輸出端，所述每個(gè)輸出電流控制模塊的電流輸入端分別與所述多個(gè)LED燈組中的每個(gè)LED燈組的輸出端對應(yīng)連接，所述每個(gè)輸出電流控制模塊的輸出端共接于所述電阻Re的第一端，所述電阻Re的第二端接地，當(dāng)所述LED燈串的輸入電壓達(dá)到某個(gè)LED燈組的正向?qū)妷号c所述某個(gè)LED燈組的前級所有LED燈組的正向?qū)妷褐蜁r(shí)，與所述某個(gè)LED燈組的輸出端連接的輸出電流控制模塊會(huì)相應(yīng)的導(dǎo)通；所述參考電壓產(chǎn)生模塊具有多個(gè)輸出端，所述多個(gè)輸出端的數(shù)量與所述多個(gè)輸出電流控制模塊的數(shù)量相同，所述多個(gè)輸出端分別與所述每個(gè)輸出電流控制模塊的參考電壓端一一對應(yīng)連接，所述參考電壓產(chǎn)生模塊為所述多個(gè)輸出電流控制模塊中的每個(gè)輸出電流控制模塊提供參考電壓，所述參考電壓與所述電阻Re共同確定所述每個(gè)輸出電流控制模塊的輸出電流。在本實(shí)用新型中，通過采用包括所述多個(gè)輸出電流控制模塊、所述電阻Re及所述參考電壓產(chǎn)生模塊的具有高功率因數(shù)的LED控制電路，實(shí)現(xiàn)了在不需要采樣電路對LED燈串的輸入電壓進(jìn)行采樣及不增加高成本元件的前提下，根據(jù)所述LED燈串的輸入電壓相應(yīng)地分段逐級驅(qū)動(dòng)其中的LED燈組導(dǎo)通且有電流通過，提高了 LED的利用率，且提升了整個(gè)LED控制電路的功率因數(shù)和系統(tǒng)效率，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)所存在的功率因數(shù)低且系統(tǒng)效率低的問題。

圖I是傳統(tǒng)LED恒流控制電路的示意圖；圖2是傳統(tǒng)LED恒流控制電路的示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的具有高功率因數(shù)的LED控制電路的模塊結(jié)構(gòu)圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的具有高功率因數(shù)的LED控制電路的示例電路結(jié)構(gòu)圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例所涉及的整流橋BD的輸出電壓和輸出電流的波形圖；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例所涉及的具有高功率因數(shù)的LED控制電路的供電控制電路的示例電路結(jié)構(gòu)圖；圖7是本實(shí)用新型另一實(shí)施例提供的具有高功率因數(shù)的LED控制電路的模塊結(jié)構(gòu)圖；圖8是本實(shí)用新型另一實(shí)施例提供的具有高功率因數(shù)的LED控制電路的示例電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，通過采用包括多個(gè)輸出電流控制模塊、電阻Re及參考電壓產(chǎn)生模塊的具有高功率因數(shù)的LED控制電路，實(shí)現(xiàn)了不需要采樣電路對LED燈串的輸入電壓進(jìn)行采樣及在不增加高成本元件的前提下，根據(jù)LED燈串的輸入電壓相應(yīng)地分段逐級驅(qū)動(dòng)其中的LED燈組導(dǎo)通且有電流通過，提高了 LED的利用率，且提升了整個(gè)LED控制電路的功率因數(shù)和系統(tǒng)效率。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，如圖3所示，LED燈串100的輸入端和輸出端分別與整流橋BD的輸出端和具有高功率因數(shù)的LED控制電路200相連接，整流橋BD對交流電進(jìn)行整流。在圖3中，該LED控制電路200與包含多個(gè)LED的LED燈串100連接，該LED燈串100分為由多個(gè)LED燈組串接而成，多個(gè)LED燈組中每個(gè)LED燈組包含特定數(shù)量的LED，每個(gè)LED燈組中的LED連接方式可以為串聯(lián)連接方式、并聯(lián)連接方式或串并聯(lián)連接方式，且每個(gè)LED燈組所包含的LED的數(shù)量可以相等，也可以不相等。LED控制電路200包括多個(gè)輸出電流控制模塊(CTR1至CTRn)、電阻Re及參考電壓產(chǎn)生模塊201。多個(gè)輸出電流控制模塊(CTR1至CTRn)的數(shù)量與LED燈串100中的多個(gè)LED燈組的數(shù)量相同，多個(gè)輸出電流控制模塊(CTR1至CTRn)中的每個(gè)輸出電流控制模塊包含一個(gè)電流輸入端、一個(gè)參考電壓端及一個(gè)輸出端，每個(gè)輸出電流控制模塊的電流輸入端分別與多個(gè)LED燈組中的每個(gè)LED燈組的輸出端一一對應(yīng)連接，每個(gè)輸出電流控制模塊的輸出端共接于電阻Re的第一端，電阻Re的第二端接地，當(dāng)LED燈串的輸入電壓達(dá)到某個(gè)LED燈組(LEDn)的正向?qū)妷号c該某個(gè)LED燈組的前級所有LED燈組(LED1, LED2, LEDlri)的正向?qū)妷褐蜁r(shí)，與該某個(gè)LED燈組(LEDn)的輸出端連接的輸出電流控制模塊會(huì)相應(yīng)的導(dǎo)通。參考電壓產(chǎn)生模塊201具有多個(gè)輸出端,該多個(gè)輸出端的數(shù)量與多個(gè)輸出電流控制模塊的數(shù)量相同，該多個(gè)輸出端分別與每個(gè)輸出電流控制模塊的參考電壓端對應(yīng)連接，參考電壓產(chǎn)生模塊201為多個(gè)輸出電流控制模塊中的每個(gè)輸出電流控制模塊提供參考電壓，該參考電壓與電阻Re共同確定每個(gè)輸出電流控制模塊的輸出電流，該輸出電流即為與每個(gè)輸出電流控制模塊對應(yīng)連接的LED燈組導(dǎo)通時(shí)的導(dǎo)通電流。其中，參考電壓產(chǎn)生模塊201可以采用典型的帶隙基準(zhǔn)電路產(chǎn)生多路具有不同電壓值的直流電，因其結(jié)構(gòu)較為常用，在此不再贅述。在圖3中，LED燈串100被分為η個(gè)LED燈組(η為正整數(shù))，即LED燈組LED1至LEDn,每個(gè)LED燈組中所包含的LED數(shù)量均為2 (此處僅以LED數(shù)量是2作為實(shí)例，并不用于限定LED燈組中所包含的LED數(shù)量)，則多個(gè)輸出電流控制模塊的數(shù)量也相應(yīng)地為η，即多個(gè)輸出電流控制模塊包括輸出電流控制模塊CTR1至CTRn,參考電壓產(chǎn)生模塊101有η個(gè)輸出端，即輸出端V1至\，則輸出電流控制模塊CTR1至CTRn各自的參考電壓端分別與參考電壓產(chǎn)生模塊101的輸出端V1至Vn—一對應(yīng)連接，且輸出端V1至VnK輸出的參考電壓分別為 U1 至 Un，WU3〈…<Un。進(jìn)一步地，由于多個(gè)輸出電流控制模塊(CTR1至CTRn)中的每個(gè)輸出電流控制模塊的結(jié)構(gòu)相同，因此，以輸出電流控制模塊CTR1為例，并結(jié)合圖3說明輸出電流控制模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成如下輸出電流控制模塊CTR1包括運(yùn)算放大器OP1和NMOS管M1，運(yùn)算放大器OP1的同相輸入端為輸出電流控制模塊CTR1的參考電壓端，NMOS管M1的漏極為輸出電流控制模塊CTR1的電流輸入端，NMOS管Ml的柵極接運(yùn)算放大器OP1的輸出端，NMOS管M1的襯底與源極相連，NMOS管M1的源極與運(yùn)算放大器OP1的反相輸入端共接形成輸出電流控制模塊CTR1的輸出端。如圖4所示，輸出電流控制模塊CTR2包括運(yùn)算放大器OP2和NMOS管M2,運(yùn)算放大器OP2和NMOS管M2的連接關(guān)系與運(yùn)算放大器OP1和NMOS管M1的連接關(guān)系相同，依此類推，輸出電流控制模塊CTRn包括運(yùn)算放大器OPn和NMOS管Mn，運(yùn)算放大器OPn和NMOS管Mn的連接關(guān)系也與運(yùn)算放大器OP1和NMOS管M1的連接關(guān)系相同，因此不再贅述。以下結(jié)合工作原理對LED控制電路200作進(jìn)一步說明在整流橋BD接入交流電時(shí)，LED燈串100的輸入電壓是正弦半波電壓，假設(shè)該輸入電壓從OV開始上升，當(dāng)輸入電壓達(dá)到LED燈組LED1的正向?qū)妷簳r(shí)，由于運(yùn)算放大器OP1的同相輸入端所輸入的參考電壓U1大于其反相輸入端的電壓(LED1燈串未導(dǎo)通時(shí),運(yùn)算放大器OP1的反相相輸入端的電壓為0V)，所以運(yùn)算放大器OP1的輸出端輸出高電平驅(qū)動(dòng)NMOS管M1導(dǎo)通，LED燈組LED1中的所有LED導(dǎo)通且有電流流過，此時(shí)NMOS管M1的源極電壓隨著LED燈組LED1的導(dǎo)通電流的增大而增大，當(dāng)NMOS管M1到源極電壓與參考電壓U1相等時(shí)，運(yùn)算放大器OP1達(dá)到平衡穩(wěn)定輸出，則電阻Re的第一端的電壓值也為U1,因此，LED燈組LED1的導(dǎo)通電流I1如下式所示I1=VRe隨著LED燈串100的輸入電壓繼續(xù)上升，當(dāng)該輸入電壓達(dá)到LED燈組LED1與LED2的正向?qū)妷褐蜁r(shí)，由于運(yùn)算放大器OP2的同相輸入端所輸入的參考電壓U2大于其反相輸入端的電壓U1 (運(yùn)算放大器OP2的反相輸入端與NMOS管M1的源極連接，此時(shí)電壓為U1),所以運(yùn)算放大器OP2的輸出端輸出高電平驅(qū)動(dòng)NMOS管M2導(dǎo)通，LED燈組LED1與LED2中的所有LED導(dǎo)通并有電流流過，且NMOS管M2的源極的電壓值也為U2，即運(yùn)算放大器OP1的反相輸入端的電壓由U1變?yōu)閁2,于是運(yùn)算放大器OP1的反相輸入端的電壓U2大于其同相輸入端的電壓U1，所以運(yùn)算放大器OP1輸出低電平，該低電平使NMOS管M1截止。LED燈組LED1與LED2的導(dǎo)通電流由輸出電流控制模塊CTR2控制，因此實(shí)現(xiàn)了從輸出電流控制模塊CTR1切換過渡至由輸出電流控制模塊CTR2對LED燈組LED1與LED2進(jìn)行導(dǎo)通電流控制，與此同時(shí)，電阻Re的第一端的電壓值也上升為U2,因此，LED燈組LED1與LED2的導(dǎo)通電流I2如下式所示I2=U2/Re依此類推，隨著LED燈串100的輸入電壓的持續(xù)上升，輸出電流控制模塊CTR3至CTRn會(huì)根據(jù)上述工作進(jìn)程繼續(xù)推進(jìn)，并在不需要增加任何采樣電路對LED燈串的輸入電壓進(jìn)行采樣的前提下，實(shí)現(xiàn)對LED燈串中每個(gè)LED燈組進(jìn)行分段開啟，從而達(dá)到在輸入電壓繼續(xù)上升的過程中逐級往后驅(qū)動(dòng)更多LED燈組導(dǎo)通且有電流流過，直至LED燈串100中所有LED燈組都導(dǎo)通且同時(shí)有電流流過為止，即LED燈組LED1至LEDn均導(dǎo)通且有電流流過，此時(shí)，所有LED燈組的導(dǎo)通電流In如下式所示In=Un/Re跟隨輸入電壓的上升，由于％〈％〈％〈··· <Un，故WI3〈…In，這使LED燈組的導(dǎo)通電流能夠跟隨輸入電壓進(jìn)行同步變化。當(dāng)輸入電壓逐漸增大時(shí)，流過LED燈組的電流(SP整流橋BD的輸出電流)也逐漸增大，當(dāng)輸入電壓逐漸減小時(shí)，流過LED燈組的電流也逐漸減小。圖5示出了本實(shí)用新型實(shí)施例所涉及的整流橋BD的輸出電壓V和輸出電流I的波形。從波形圖中可知，整流橋BD的輸出電壓和輸出電流實(shí)現(xiàn)了同相位輸出，從而提高了功率因數(shù)。且由于在整流橋BD的輸出電壓高低變化時(shí)，總會(huì)有LED燈組導(dǎo)通且有電流流過，因此提聞了系統(tǒng)效率。圖6示出了本實(shí)用新型實(shí)施例所涉及的具有高功率因數(shù)的LED控制電路的供電控制電路202的示例電路結(jié)構(gòu)。該供電控制電路202包括J型場效應(yīng)管JO (J0也可以替換為耗盡型MOS管)、二極管D70、電阻R70及齊納二極管Z70 ；J型場效應(yīng)管JO的漏極和柵極共接于整流橋BD的輸出端，J型場效應(yīng)管JO的源極接二極管D70的陽極，電阻R70連接于二極管D70的陰極與齊納二極管Z70的陰極之間，且齊納二極管Z70的陰極連接參考電壓產(chǎn)生模塊201的供電輸入端Vin (同時(shí)還與每個(gè)輸出電流控制模塊中的運(yùn)算放大器的電源供電端連接)，齊納二極管Z70的陽極接地。上述的供電控制電路通過J型場效應(yīng)管JO向LED控制電路200供電。本實(shí)用新型實(shí)施例提供上述供電控制電路202的電路結(jié)構(gòu)只是為了能夠更加詳細(xì)地說明LED控制電路200的組成，這僅是供電控制電路的其中一種示例電路結(jié)構(gòu)，并不用于限制供電控制電路的結(jié)構(gòu)組成。在本實(shí)用新型另一實(shí)施例中，如圖7所示，LED控制電路200除了包括多個(gè)輸出電流控制模塊、電阻Re及參考電壓產(chǎn)生模塊201之外，還包括多個(gè)電阻R1至Rn_1;該多個(gè)電阻R1至Rlri中的每個(gè)電阻連接于多個(gè)輸出電流控制模塊CTR1至CTRn中的每兩個(gè)相鄰的輸出電流控制模塊的輸出端之間，且該多個(gè)電阻R1至Rlri的數(shù)量與該多個(gè)輸出電流控制模塊的數(shù)量之差為I。其中，電阻R1連接于輸出電流控制模塊CTR1與輸出電流控制模塊CTR2之間，電阻R2連接于輸出電流控制模塊CTR2與輸出電流控制模塊CTR3之間，依次類推，電阻Rlri連接于輸出電流控制模塊CTRlri與輸出電流控制模塊CTRn之間。在圖7所示的本實(shí)用新型另一實(shí)施例中所加入的多個(gè)電阻R1至Rn_1;目的是為了能夠在圖2所示的具有高功率因數(shù)的LED控制電路200的基礎(chǔ)上，對LED燈串100中被驅(qū)動(dòng)發(fā)光的一個(gè)或多個(gè)LED燈組的導(dǎo)通電流實(shí)現(xiàn)更加靈活的調(diào)整。由于是對LED燈組的導(dǎo)通電流的調(diào)整，因此，多個(gè)電阻R1至Rlri的阻值相對較小。圖8不出了本實(shí)用新型另一實(shí)施例所提供的具有聞功率因數(shù)的LED控制電路200的示例電路結(jié)構(gòu)，其中，輸出電流控制模塊CTR1至CTRn的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與圖4所示的相同，因此不再贅述。以下主要是結(jié)合工作原理對圖8所示的具有高功率因數(shù)的LED控制電路200作進(jìn)一步說明在整流橋BD接入交流電時(shí)，LED燈串100的輸入電壓是正弦半波電壓，假設(shè)該輸入電壓從OV開始上升，當(dāng)輸入電壓達(dá)到LED燈組LED1的正向?qū)妷簳r(shí)，由于運(yùn)算放 大器OP1的同相輸入端所輸入的參考電壓U1大于其反相輸入端的電壓(LED1燈串未導(dǎo)通時(shí),運(yùn)算放大器OP1的反相相輸入端的電壓為0V)，所以運(yùn)算放大器OP1的輸出端輸出高電平驅(qū)動(dòng)NMOS管M1導(dǎo)通，LED燈組LED1中的所有LED導(dǎo)通且有電流流過，此時(shí)NMOS管M1的源極電壓隨著LED燈組LED1的導(dǎo)通電流的增大而增大，當(dāng)NMOS管M1到源極電壓與參考電壓U1相等時(shí)，運(yùn)算放大器OP1達(dá)到平衡穩(wěn)定輸出，則電阻Rl的第一端的電壓值也為U1,因此，LED燈組LED1的導(dǎo)通電流I1如下式所示I1=U1/ (Rj+Rg+**·+Rn-i+Re)隨著LED燈串100的輸入電壓繼續(xù)上升，當(dāng)該輸入電壓達(dá)到LED燈組LED1與LED2的正向?qū)妷褐蜁r(shí)，由于運(yùn)算放大器OP2的同相輸入端所輸入的參考電壓U2大于其反相輸入端的電壓U1(運(yùn)算放大器OP2的反相輸入端與NMOS管M1的源極連接，由于電阻Rl的阻值較小，所以此時(shí)仍舊將運(yùn)算放大器OP2的反相輸入端電壓視為U1),所以運(yùn)算放大器OP2的輸出端輸出高電平驅(qū)動(dòng)NMOS管M2導(dǎo)通，LED燈組LED1與LED2中的所有LED導(dǎo)通且有電流流過，且NMOS管M2的源極的電壓值也為U2,即運(yùn)算放大器OP1的反相輸入端的電壓由U1變?yōu)閁2,于是運(yùn)算放大器OP1的反相輸入端的電壓U2大于同相輸入端的電壓U1，所以運(yùn)算放大器OP1輸出低電平，該低電平使NMOS管M1截止，LED燈組LED1與LED2的導(dǎo)通電流由輸出電流控制模塊CTR2控制，因此實(shí)現(xiàn)了從輸出電流控制模塊CTR1切換過渡至由輸出電流控制模塊CTR2對LED燈組LED1與LED2進(jìn)行導(dǎo)通電流控制，與此同時(shí)，電阻Re的第一端的電壓也上升為U2,因此，LED燈組LED1與LED2的導(dǎo)通電流I2如下式所示I2=U2/(R2+R3+…+Rn-ARe)依此類推，隨著LED燈串100的輸入電壓的持續(xù)上升，輸出電流控制模塊CTR3至CTRn會(huì)根據(jù)上述工作進(jìn)程繼續(xù)推進(jìn)，并在不需要增加任何采樣電路對LED燈串的輸入電壓進(jìn)行采樣的前提下，實(shí)現(xiàn)對LED燈串中每個(gè)LED燈組進(jìn)行分段開啟，從而達(dá)到在輸入電壓繼續(xù)上升的過程中逐級往后驅(qū)動(dòng)更多LED燈組導(dǎo)通且有電流流過，直至LED燈串100中所有LED燈組都導(dǎo)通且同時(shí)有電流流過，即LED燈組LED1至LEDn均導(dǎo)通且有電流流過，此時(shí)，所有LED燈組的導(dǎo)通電流In如下式所示In=Un/Re跟隨輸入電壓的上升，通過電阻R1至Rlri以及電阻Re調(diào)整被驅(qū)動(dòng)LED燈組的導(dǎo)通電流，使LED燈組的導(dǎo)通電流能夠跟隨輸入電壓進(jìn)行同步變化，提高了功率因數(shù)和系統(tǒng)效率。[0058]本實(shí)用新型實(shí)施例的另一目的還在于提供一種LED照明裝置，該LED照明裝置包括整流橋、LED燈串100和具有高功率因數(shù)的LED控制電路200。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，通過采用包括多個(gè)輸出電流控制模塊、電阻Re及參考電壓產(chǎn)生模塊201的具有高功率因數(shù)的LED控制電路200，實(shí)現(xiàn)了在不需要采樣電路對LED燈串的輸入電壓進(jìn)行采樣及在不增加高成本元件的前提下，根據(jù)LED燈串100的輸入電壓相應(yīng)地分段逐級驅(qū)動(dòng)其中的LED燈組導(dǎo)通且有電流流過，提高了 LED的利用率，且提升了整個(gè)LED控制電路200的功率因數(shù)和系統(tǒng)效率，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)所存在的功率因數(shù)低且系統(tǒng)效率低的問題。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.ー種具有高功率因數(shù)的LED控制電路，與包含多個(gè)LED的LED燈串連接，所述LED燈串由多個(gè)LED燈組串接而成，所述多個(gè)LED燈組中的每個(gè)LED燈組包含特定數(shù)量的LED，所述每個(gè)LED燈組中LED的連接方式為串聯(lián)連接方式、并聯(lián)連接方式或串并聯(lián)連接方式，其特征在于，所述LED控制電路包括 多個(gè)輸出電流控制模塊、電阻Re及參考電壓產(chǎn)生模塊； 所述多個(gè)輸出電流控制模塊的數(shù)量與所述多個(gè)LED燈組的數(shù)量相同，所述多個(gè)輸出電流控制模塊中的每個(gè)輸出電流控制模塊包含ー個(gè)電流輸入端、一個(gè)參考電壓端及一個(gè)輸出端，所述每個(gè)輸出電流控制模塊的電流輸入端分別與所述多個(gè)LED燈組中的每個(gè)LED燈組的輸出端一一對應(yīng)連接，所述每個(gè)輸出電流控制模塊的輸出端共接于所述電阻Re的第一端，所述電阻Re的第二端接地，當(dāng)所述LED燈串的輸入電壓達(dá)到某個(gè)LED燈組的正向?qū)妷号c所述某個(gè)LED燈組的前級所有LED燈組的正向?qū)妷褐蛥迹c所述某個(gè)LED燈組的輸出端連接的輸出電流控制模塊會(huì)相應(yīng)的導(dǎo)通； 所述參考電壓產(chǎn)生模塊具有多個(gè)輸出端，所述多個(gè)輸出端的數(shù)量與所述多個(gè)輸出電流控制模塊的數(shù)量相同，所述多個(gè)輸出端分別與所述每個(gè)輸出電流控制模塊的參考電壓端一一對應(yīng)連接，所述參考電壓產(chǎn)生模塊為所述多個(gè)輸出電流控制模塊中的每個(gè)輸出電流控制模塊提供參考電壓，所述參考電壓與所述電阻Re共同確定所述每個(gè)輸出電流控制模塊的輸出電流。
2.如權(quán)利要求I所述的LED控制電路，其特征在于，所述LED控制電路還包括多個(gè)電阻，所述多個(gè)電阻中的每個(gè)電阻連接于所述多個(gè)輸出電流控制模塊中的每兩個(gè)相鄰的輸出電流控制模塊的輸出端之間，且所述多個(gè)電阻的數(shù)量與所述多個(gè)輸出電流控制模塊的數(shù)量之差為I。
3.如權(quán)利要求I所述的LED控制電路，其特征在于，所述多個(gè)輸出電流控制模塊中的輸出電流控制模塊包括運(yùn)算放大器和NMOS管，運(yùn)算放大器的同相輸入端為所述輸出電流控制模塊的參考電壓端，所述NMOS管的漏極為所述輸出電流控制模塊的電流輸入端，所述NMOS管的柵極接所述運(yùn)算放大器的輸出端，所述NMOS管的襯底與源極相連，所述NMOS管的源極與所述運(yùn)算放大器的反相輸入端共接形成所述輸出電流控制模塊的輸出端。
4.ー種LED照明裝置，其特征在于，所述LED照明裝置包括整流橋、LED燈串和具有高功率因數(shù)的LED控制電路，所述LED控制電路與包含多個(gè)LED的LED燈串連接，所述LED燈串由多個(gè)LED燈組串接而成，所述多個(gè)LED燈組中的每個(gè)LED燈組包含特定數(shù)量的LED，所述每個(gè)LED燈組中LED的連接方式為串聯(lián)連接方式、并聯(lián)連接方式或串并聯(lián)連接方式，其特征在于，所述LED控制電路包括 多個(gè)輸出電流控制模塊、電阻Re及參考電壓產(chǎn)生模塊； 所述多個(gè)輸出電流控制模塊的數(shù)量與所述多個(gè)LED燈組的數(shù)量相同，所述多個(gè)輸出電流控制模塊中的每個(gè)輸出電流控制模塊包含ー個(gè)電流輸入端、一個(gè)參考電壓端及一個(gè)輸出端，所述每個(gè)輸出電流控制模塊的電流輸入端分別與所述多個(gè)LED燈組中的每個(gè)LED燈組的輸出端一一對應(yīng)連接，所述每個(gè)輸出電流控制模塊的輸出端共接于所述電阻Re的第一端，所述電阻Re的第二端接地，當(dāng)所述LED燈串的輸入電壓達(dá)到某個(gè)LED燈組的正向?qū)妷号c所述某個(gè)LED燈組的前級所有LED燈組的正向?qū)妷褐蛥?，與所述某個(gè)LED燈組的輸出端連接的輸出電流控制模塊會(huì)相應(yīng)的導(dǎo)通；所述參考電壓產(chǎn)生模塊具有多個(gè)輸出端，所述多個(gè)輸出端的數(shù)量與所述多個(gè)輸出電流控制模塊的數(shù)量相同，所述多個(gè)輸出端分別與所述每個(gè)輸出電流控制模塊的參考電壓端一一對應(yīng)連接，所述參考電壓產(chǎn)生模塊為所述多個(gè)輸出電流控制模塊中的每個(gè)輸出電流控制模塊提供參考電壓，所述參考電壓與所述電阻Re共同確定所述每個(gè)輸出電流控制模塊的輸出電流。
5.如權(quán)利要求4所述的LED控制電路，其特征在干，所述LED控制電路還包括多個(gè)電阻，所述多個(gè)電阻中的每個(gè)電阻連接于所述多個(gè)輸出電流控制模塊中的每兩個(gè)相鄰的輸出電流控制模塊的輸出端之間，且所述多個(gè)電阻的數(shù)量與所述多個(gè)輸出電流控制模塊的數(shù)量之差為I。
6.如權(quán)利要求4所述的LED控制電路，其特征在于，所述多個(gè)輸出電流控制模塊中的輸出電流控制模塊包括運(yùn)算放大器和NMOS管，運(yùn)算放大器的同相輸入端為所述輸出電流控制模塊的參考電壓端，所述NMOS管的漏極為所述輸出電流控制模塊的電流輸入端，所述NMOS管的柵極接所述運(yùn)算放大器的輸出端，所述NMOS管的襯底與源極相連，所述NMOS管的源極與所述運(yùn)算放大器的反相輸入端共接形成所述輸出電流控制模塊的輸出端。
專利摘要本實(shí)用新型適用于LED控制領(lǐng)域，提供了一種具有高功率因數(shù)的LED控制電路及LED照明裝置。在本實(shí)用新型中，通過采用包括多個(gè)輸出電流控制模塊、電阻Re及參考電壓產(chǎn)生模塊的具有高功率因數(shù)的LED電流控制電路，實(shí)現(xiàn)了在不需要采樣電路對LED燈串的輸入電壓進(jìn)行采樣及不增加高成本元件的前提下，根據(jù)LED燈串的輸入電壓相應(yīng)地分段逐級驅(qū)動(dòng)其中的LED燈組導(dǎo)通且有電流流過，提高了LED的利用率，且提升了整個(gè)LED控制電路的功率因數(shù)和系統(tǒng)效率，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)所存在的功率因數(shù)低且系統(tǒng)效率低的問題。
文檔編號H05B37/02GK202759647SQ20122041872
公開日2013年2月27日 申請日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月22日
發(fā)明者謝靖, 李照華, 胡喬, 趙春波, 林道明 申請人:深圳市明微電子股份有限公司