一種具有高功率因數(shù)高效率的led線性恒流控制電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有高功率因數(shù)高效率的LED線性恒流控制電路，包括n個MOS驅(qū)動管、分別用于控制n個MOS驅(qū)動管的導(dǎo)通與關(guān)斷的n個運算放大器、一用于對輸入交流電壓進行整流的整流橋、n組發(fā)光二極管燈串、一用于產(chǎn)生n個參考電壓的參考電壓產(chǎn)生電路以及一采樣電阻，其中n為大于或者等于1的整數(shù)。在運算放大器的控制下，當輸入電壓低時讓部分LED先導(dǎo)通，當輸入電壓高時，再讓所有LED導(dǎo)通，這種分段導(dǎo)通的方式通大大提高了LED燈的功率因數(shù)和工效。
【專利說明】一種具有高功率因數(shù)高效率的LED線性恒流控制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種LED線性恒流控制電路，特別是涉及一種具有高功率因數(shù)高效率的LED線性恒流控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的LED線性恒流控制電路采用恒流源，LED燈串的正極接整流橋的正輸出端，LED燈串的負極接恒流源的一端，恒流源的另一端接地。LED燈串一般由很多顆LED串聯(lián)組成，只有當整流橋輸出電壓高于LED燈串的正向壓降時才會導(dǎo)通；由于驅(qū)動電路上的壓降為輸入電壓與LED燈串正向壓降的差值，如果LED燈串的正向壓降較小，那么在交流輸入時，當輸入電壓達到峰值附近時，驅(qū)動電路上的壓降將會很大，導(dǎo)致驅(qū)動電路溫升很高而超過驅(qū)動電路最大耐受溫度而不能正常工作，所以傳統(tǒng)的LED線性恒流控制電路中，LED燈串的正向壓降往往較大，而工作時又只有在輸入交流電壓大于LED燈串的正向壓降時LED才會導(dǎo)通，所以往往只有在交流輸入電壓接近峰值時LED燈串才會被點亮，這就導(dǎo)致電源利用率不高，功率因數(shù)很低，一般效率低于70%，功率因數(shù)低于0.7?，F(xiàn)在亟需一種高功率因數(shù)高效率的LED線性恒流控制電路，它可以根據(jù)輸入電壓的大小，使用運放控制部分LED導(dǎo)通或全部LED導(dǎo)通，在不改變LED燈數(shù)量和輸出LED燈串的總功率的情況下提高輸入電源的功率因數(shù)和整個驅(qū)動電路的工作效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型所要解決技術(shù)問題是，提供一種可以根據(jù)輸入電壓的大小，使用運放控制部分LED導(dǎo)通或全部LED導(dǎo)通，在不改變LED燈數(shù)量和輸出LED燈串的總功率的情況下提高輸入電源的功率因數(shù)和整個驅(qū)動電路的工作效率的LED線性恒流控制電路。
[0004]為解決以上技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是:一種具有聞功率因數(shù)聞效率的LED線性恒流控制電路，其關(guān)鍵是:包括η個MOS驅(qū)動管、分別用于控制η個MOS驅(qū)動管的導(dǎo)通與關(guān)斷的η個運算放大器、一用于對輸入交流電壓進行整流的整流橋、η組發(fā)光二極管燈串、一用于產(chǎn)生η個參考電壓的參考電壓產(chǎn)生電路以及一采樣電阻，其中η為大于或者等于的整數(shù)。
[0005]作為本實用新型的改進一所述η個MOS驅(qū)動管也可以全部或者部分改為NPN型驅(qū)動管。
[0006]作為本實用新型的改進二，所述η個MOS驅(qū)動管也可以全部或者部分改為結(jié)型場
效應(yīng)晶體管。
[0007]作為本實用新型的改進三，所述η個運算放大器的輸出端分別接所述η個MOS驅(qū)動管的柵極，所述η個運算放大器的正向輸入端分別接η個參考電壓，所述η個運算放大器的反向輸入端分別與η個MOS驅(qū)動管的源極以及采樣電阻的一端接一起，采樣電阻的另一端接地，用于對輸出電流進行設(shè)定；整流橋的輸入端直接接交流輸入電壓并對其進行整流；所述η個發(fā)光二極管燈串中，發(fā)光二極管燈串的正極接整流橋的正輸出端，發(fā)光二極管燈串的負極接發(fā)光二極管燈串的正極和MOS驅(qū)動管的漏極，發(fā)光二極管燈串的負極接發(fā)光二極管燈串的正極和MOS驅(qū)動管的漏極，發(fā)光二極管燈串的負極接發(fā)光二極管燈串的正極和MOS驅(qū)動管的漏極，整流橋的負輸出端接地。
[0008]作為本實用新型進一步的改進，所述η個運算放大器根據(jù)輸入電壓的大小，分別控制所述η個驅(qū)動管的柵極電壓，從而控制所述η個發(fā)光二極管燈串的導(dǎo)通與關(guān)斷。
[0009]作為本實用新型更進一步的改進，所述η個參考電壓滿足參考電壓一<參考電壓二<......<參考電壓η。
[0010]通過實施本實用新型可取得以下有益效果:
[0011]一種具有高功率因數(shù)高效率的LED線性恒流控制電路，其關(guān)鍵是:包括η個MOS驅(qū)動管、分別用于控制η個MOS驅(qū)動管的導(dǎo)通與關(guān)斷的η個運算放大器、一用于對輸入交流電壓進行整流的整流橋、η組發(fā)光二極管燈串、一用于產(chǎn)生η個參考電壓的參考電壓產(chǎn)生電路以及一采樣電阻，其中η為大于或者等于的整數(shù)。在運算放大器的控制下，當輸入電壓低時使部分LED以較低電流導(dǎo)通，當輸入電壓較高時，再使所有LED以較大電流導(dǎo)通。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型采用分段的LED控制技術(shù)，自動跟蹤輸入電壓的變化，這樣在整個AC周期內(nèi)，根據(jù)輸入電壓的大小，將分段的LED逐級導(dǎo)通和逐級關(guān)斷，且使得輸入電流盡量跟隨輸入電壓變化而變化，在不改變LED燈串總的LED數(shù)量和LED總的輸出功率的情況下，在一個AC周期內(nèi)，增加LED導(dǎo)通時間，提高了輸入電源的功率因數(shù)以及整個驅(qū)動電路的工作效率，典型情況下工作效率可以提升到85%以上，同時功率因數(shù)可以提升到
0.95以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是傳統(tǒng)的LED線性恒流控制電路；
[0013]圖2是本實用新型的控制電路圖；
[0014]圖3是本實用新型的實施例的電路原理圖；
[0015]圖4是圖3所示的實施例在半個AC周期內(nèi)的輸入電壓與輸入電流波形示意圖?！揪唧w實施方式】
[0016]如圖1所示，圖1是傳統(tǒng)的LED線性恒流控制電路。ILED是一恒流源，LED燈串的正極接整流橋DB的正輸出端，LED燈串的負極接ILED的一端，ILED的另一端接地。
[0017]如圖2所示，一種具有高功率因數(shù)高效率的LED線性恒流控制電路，包括η個MOS驅(qū)動管Ql?Qn、分別用于控制η個MOS驅(qū)動管Ql?Qn的導(dǎo)通與關(guān)斷的η個運算放大器AMPl?AMPn、一用于對輸入交流電壓進行整流的整流橋DB、η組發(fā)光二極管燈串LEDl?LEDn、一用于產(chǎn)生η個參考電壓VREFl?VREFn的參考電壓產(chǎn)生電路以及一采樣電阻RCS，其中η為大于或者等于I的整數(shù)。所述η個運算放大器AMPl?AMPn的輸出端分別接所述η個MOS驅(qū)動管Ql?Qn的柵極,所述η個運算放大器AMPl?AMPn的正向輸入端分別接η個參考電壓VREFl?VREFn，所述η個運算放大器AMPl?AMPn的反向輸入端分別與η個MOS驅(qū)動管Ql?Qn的源極以及采樣電阻RCS的一端接一起，采樣電阻RCS的另一端接地，用于對輸出電流進行設(shè)定；整流橋DB的輸入端直接接交流輸入電壓并對其進行整流；所述η個發(fā)光二極管燈串LEDl?LEDn中，發(fā)光二極管燈串LEDl的正極接整流橋DB的正輸出端，發(fā)光二極管燈串LEDl的負極接發(fā)光二極管燈串LED2的正極和MOS驅(qū)動管Ql的漏極，發(fā)光二極管燈串LED2的負極接發(fā)光二極管燈串LED3的正極和MOS驅(qū)動管Q2的漏極，發(fā)光二極管燈串LEDn-1的負極接發(fā)光二極管燈串LEDn的正極和MOS驅(qū)動管Qn-1的漏極，整流橋DB的負輸出端接地。所述η個運算放大器AMPl?AMPn根據(jù)輸入電壓的大小，分別控制所述η個驅(qū)動管Ql?Qn的柵極電壓，從而控制所述η個發(fā)光二極管燈串LEDl?LEDn的
導(dǎo)通與關(guān)斷。所述η個參考電壓VREFl?VREFn滿足VREFl < VREF2 <......< VREFn。所
述η個MOS驅(qū)動管Ql?Qn也可以全部或者部分改為NPN型驅(qū)動管、也可以全部或者部分改為結(jié)型場效應(yīng)晶體管。
[0018]如圖3、4所示，本實施例所示的具有高功率因數(shù)高效率的LED線性恒流控制電路，包括MOS驅(qū)動管Ql、Q2、Q3 ;參考電壓產(chǎn)生電路REFERENCE用于產(chǎn)生參考電壓0.1V,0.2V、
0.3V ;運算放大器AMP1、AMP2、AMP3的輸出端分別接MOS驅(qū)動管Q1、Q2、Q3的柵極，正向輸入端分別接參考電壓0.1V、0.2V、0.3V，反向輸入端與MOS驅(qū)動管Q1、Q2、Q3的源極以及采樣電阻RCS的一端接一起，采樣電阻RCS的另一端接地，用于對輸出電流進行設(shè)定；整流橋DB，其輸入端直接接220V交流輸入電壓對其進行整流；三組發(fā)光二極管燈串LED1、LED2、LED3，且LEDl的正極接整流橋DB的正輸出端，LEDl的負極接LED2的正極和Ql的漏極，LED2的負極接LED3的正極和Q2的漏極，LED3的負極接Q3的漏極，整流橋的負輸出端接地。本實用新型所提出的具有高功率因數(shù)高效率的LED線性恒流控制電路，根據(jù)不同輸入電壓，逐級分段導(dǎo)通部分LED燈串或全部LED燈串；當輸入電壓大于LEDl的正向壓降時，LEDl導(dǎo)通，電流由LED1、Q1、RCS流到地，AMPl將0.1V參考電壓與CS電壓的差值進行發(fā)大，控制Ql的柵極電壓CTR1，由理想運算放大器的特性得到CS的電壓也為0.1V，此時LEDl的電流等于
0.1V/RCS ;隨著輸入電壓升高到LEDl與LED2的總的正向壓降時，LEDl與LED2都導(dǎo)通，電流由LED1、LED2、Q2、RCS到地，AMP2將0.2V參考電壓與CS電壓的差值進行放大，控制Q2的柵極電壓CTR2，由理想運算放大器的特性得到CS的電壓也為0.2V，所以AMPl的輸出CTRl會把Ql關(guān)閉，此時LEDl、LED2的電流為0.2V/RCS ;隨著輸入電壓繼續(xù)升高到LEDl、LED2、LED3的總的正向壓降時，LED1、LED2、LED3都導(dǎo)通，電流由LED1、LED2、LED3、Q3、RCS到地，AMP3將0.3V參考電壓與CS電壓的差值進行放大，控制Q3的柵極電壓CTR3，由理想運算放大器的特性得到CS的電壓也為0.3V，所以AMP1、AMP2的輸出CTR1、CTR2會把Q1、Q2關(guān)閉，此時LED1、LED2、LED3的電流為0.3V/RCS ;當輸入電壓升高到峰值后往下降時，與上述過程相反，這里不再贅述。在市電等交流供電系統(tǒng)應(yīng)用中，在輸入電壓較低時，就可以先讓部分LED以小電流導(dǎo)通，而隨著輸入電壓的升高，逐步以更大的電流導(dǎo)通更多的LED，不難理解，采用分段逐級導(dǎo)通技術(shù)，本實用新型可以再整個AC周期內(nèi)增加LED被點亮的時間，提高電源的利用率，且控制輸入電流盡量跟隨輸入電壓的變化而變化，在不增加總的LED燈數(shù)量以及不改變LED總的輸出功率的情況下，可以大大提高驅(qū)動電路的工作效率以及輸入電源的功率因數(shù)。
[0019]必須指出，上述實施例只是對本實用新型做出的一些非限定性舉例說明。但本領(lǐng)域的技術(shù)人員會理解，在沒有偏離本實用新型的宗旨和范圍下，可以對本實用新型做出修改、替換和變更，這些修改、替換和變更仍屬本實用新型的保護范圍，例如增加或減少LED分段的數(shù)量、改變驅(qū)動管的類型等。
【權(quán)利要求】
1.一種具有高功率因數(shù)高效率的LED線性恒流控制電路，其特征是:包括η個MOS驅(qū)動管Ql?Qn、分別用于控制η個MOS驅(qū)動管Ql?Qn的導(dǎo)通與關(guān)斷的η個運算放大器AMPl?AMPn、一用于對交流輸入電壓進行整流的整流橋(DB)、n組發(fā)光二極管燈串LEDl?LEDn、一用于產(chǎn)生η個參考電壓VREFl?VREFn的參考電壓產(chǎn)生電路以及一采樣電阻(RCS)，其中η為大于I的整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有高功率因數(shù)高效率的LED線性恒流控制電路，其特征是:所述η個運算放大器AMPl?AMPn的輸出端分別接所述η個MOS驅(qū)動管Ql?Qn的柵極，所述η個運算放大器AMPl?AMPn的正向輸入端分別接η個參考電壓VREFl?VREFn，所述η個運算放大器AMPl?AMPn的反向輸入端分別與η個MOS驅(qū)動管Ql?Qn的源極以及采樣電阻(RCS)的一端接一起，采樣電阻(RCS)的另一端接地，用于對輸出電流進行設(shè)定；整流橋(DB)的輸入端直接接交流輸入電壓并對其進行整流；所述η組發(fā)光二極管燈串LEDl?LEDn中，發(fā)光二極管燈串LEDl的正極接整流橋(DB)的正輸出端，發(fā)光二極管燈串LEDl的負極接發(fā)光二極管燈串LED2的正極和MOS驅(qū)動管Ql的漏極，發(fā)光二極管燈串LED2的負極接發(fā)光二極管燈串LED3的正極和MOS驅(qū)動管Q2的漏極，以此類推，發(fā)光二極管燈串LEDn-1的負極接發(fā)光二極管燈串LEDn的正極和MOS驅(qū)動管Qn-1的漏極，發(fā)光二極管燈串LEDn的負極接MOS驅(qū)動管Qn的漏極，整流橋(DB)的負輸出端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有高功率因數(shù)高效率的LED線性恒流控制電路，其特征是:所述η個運算放大器AMPl?AMPn根據(jù)輸入電壓的大小，分別控制所述η個MOS驅(qū)動管Ql?Qn的柵極電壓，從而控制所述η組發(fā)光二極管燈串LEDl?LEDn的導(dǎo)通與關(guān)斷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有高功率因數(shù)高效率的LED線性恒流控制電路，其特征是:所述η個參考電壓VREFl?VREFn滿足VREFl < VREF2 <......< VREFn。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項所述的一種具有高功率因數(shù)高效率的LED線性恒流控制電路，其特征是:所述η個MOS驅(qū)動管Ql?Qn全部或者部分改為NPN型驅(qū)動管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項所述的一種具有高功率因數(shù)高效率的LED線性恒流控制電路，其特征是:所述η個MOS驅(qū)動管Ql?Qn全部或者部分改為結(jié)型場效應(yīng)晶體管。
【文檔編號】H05B37/02GK203708590SQ201420048140
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】黃欽陽, 鄧小兵, 張明明 申請人:深圳市梓晶微科技有限公司