本實用新型涉及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)動裝置。

背景技術(shù)：

LED 被稱為第四代照明光源或綠色光源，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小等特點，廣泛應用于各種指示、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)動電路都是基于開關(guān)線路原理開發(fā)的。該電路元器件數(shù)量比較多，特別是開關(guān)電路會產(chǎn)生比較大的電磁干擾，需要采用元器件來實現(xiàn)衰減，以保證電源符合EMC（electromagnetic compatibility 電磁兼容）要求，這樣則導致電源成本無法下降，體積也無法做小，不能滿足生產(chǎn)和市場的需求，也不利于LED燈的小型化設計，因此，基于開關(guān)線路原理開發(fā)的LED恒流驅(qū)動電源具有元件多、成本高、體積大等諸多弊端，不能很好地為市場所普及。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、體積小巧、靈活性強的多階線性恒功率LED驅(qū)動裝置，可實現(xiàn)對LED燈組的多階線性恒功率驅(qū)動。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種多階線性恒功率LED驅(qū)動裝置，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通過所述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)動所述LED燈組。

作為上述方案的改進，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，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、第一運算放大器及第二運算放大器；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，所述邏輯控制模塊包括還第三運算放大器，所述第三運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，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管組及運算放大器組分別相連；所述N-MOS管組與LED燈組及運算放大器組分別相連；所述運算放大器組與恒流電阻組相連。

作為上述方案的改進，所述調(diào)節(jié)電阻組包括至少一個電阻。

作為上述方案的改進，所述恒流電阻組包括多個相互串聯(lián)的電阻。

作為上述方案的改進，所述運算放大器組包括至少一個運算放大器，所述運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，所述N-MOS管組包括至少一個N-MOS管，所述N-MOS管的柵極與所述運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。

實施本實用新型的有益效果在于：

本實用新型多階線性恒功率LED驅(qū)動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；通過邏輯控制模塊可實時檢測經(jīng)過LED燈組的高壓電，并將電壓檢測判別結(jié)果反饋至LED恒流模塊； LED恒流模塊根據(jù)預設的電阻值實現(xiàn)LED燈組的恒流驅(qū)動；因此，恒流驅(qū)動過程中，各模塊相互結(jié)合，環(huán)環(huán)相扣，可有效實現(xiàn)對LED燈組的多階線性恒功率驅(qū)動。

附圖說明

圖1是本實用新型多階線性恒功率LED驅(qū)動裝置的電路原理圖；

圖2是圖1中邏輯供電模塊的第一實施例電路圖；

圖3是圖1中邏輯控制模塊的第一實施例電路圖；

圖4是圖1中邏輯控制模塊的第二實施例電路圖；

圖5是本實用新型中Vb及VT的電壓波形圖；

圖6是本實用新型中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是本實用新型中LED燈組的電路圖；

圖9是本實用新型中VAC的電壓波形圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步地詳細描述。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，其并不是對本發(fā)明的具體限定。

參見圖1，圖1顯示了本實用新型多階線性恒功率LED驅(qū)動裝置的原理圖，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通過所述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)動所述LED燈組。

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

如圖2所示，圖2顯示了本實用新型中邏輯供電模塊的第一實施例，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的反向端獲得一個較為穩(wěn)定的電壓信號，該電壓信號控制第一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顯示了本實用新型中邏輯控制模塊的第一實施例，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、第一運算放大器U1及第二運算放大器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。

參見圖5，第一運算放大器U1的同相輸入端（IN+）連接VT信號，反相輸入端（IN-）連接Vb信號。具體地，VT信號為交流電經(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VT電壓低于Vd時，第二N-MOS管Q2關(guān)閉，Vb與Vc的電壓等于Vd；當VT電壓高于Vd時，第二N-MOS管Q2開啟，在第一運算放大器U1的作用下Vb電壓等于VT；Vc電壓等于R11×（VT - Vd）/(R7+R11)。

參見圖6，第二運算放大器U2的同相輸入端（IN+）連接Va信號，反相輸入端（IN-）連接Vc信號。在第二運算放大器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VT電壓高于Vd時，VT越大，Vd越小。

如圖4所示，圖4顯示了本實用新型中邏輯控制模塊的第二實施例，與圖3所示的第一實施例不同的是，本實施例中，所述邏輯控制模塊包括還第三運算放大器U3，所述第三運算放大器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。

需要說明的是，本實用新型中第三運算放大器U3作為一個電壓跟隨電路，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管組及運算放大器組分別相連；所述N-MOS管組與LED燈組及運算放大器組分別相連；所述運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電阻（Rn1，Rn2，Rn3）。

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

所述運算放大器組包括至少一個運算放大器（U4，U5，U6，U7，U8），所述運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N-MOS管（Q4，Q6，Q7，Q8，Q9，Q10），所述N-MOS管的柵極與所述運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。

需要說明的是，LED燈組可根據(jù)實際需求劃分為一個或多個子燈組，其中每個子燈組內(nèi)可包含多個LED等。相應地，子燈組、運算放大器及N-MOS管相互對應，當子燈組的數(shù)量越多，則應對應的運算放大器及N-MOS管的數(shù)量也越多，從而實現(xiàn)運算放大器及N-MOS管對LED燈組的分組控制；另外，通過運算放大器與N-MOS管的結(jié)合可有效實現(xiàn)電流的控制，實現(xiàn)限流功能。

下面結(jié)合具體的實施例進行描述：

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管組及運算放大器組分別相連；所述N-MOS管組與LED燈組及運算放大器組分別相連；所述運算放大器組與恒流電阻組相連。具體地，運算放大器U4的同相輸入端連接V1信號，反向輸入端連接CS信號，輸出端連接N-MOS管Q6的柵極；運算放大器U5的同相輸入端連接V2信號，反向輸入端連接CS信號，輸出端連接N-MOS管Q7的柵極；運算放大器U6的同相輸入端連接V3信號，反向輸入端連接CS信號，輸出端連接N-MOS管Q8的柵極；運算放大器U7的同相輸入端連接V4信號，反向輸入端連接CS信號，輸出端連接N-MOS管Q9的柵極；運算放大器U8的同相輸入端連接V5信號，反向輸入端連接CS信號，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的柵極與運算放大器U8的輸出端相連，漏極與LED燈相連，源極通過電阻Ra連接CS信號；所述N-MOS管Q6的柵極與運算放大器U4的輸出端相連，漏極與LED燈相連，源極連接CS信號；所述N-MOS管Q7的柵極與運算放大器U5的輸出端相連，漏極與LED燈相連，源極連接CS信號；所述N-MOS管Q8的柵極與運算放大器U6的輸出端相連，漏極與LED燈相連，源極連接CS信號；所述N-MOS管Q9的柵極與運算放大器U7的輸出端相連，漏極與LED燈相連，源極連接CS信號；所述N-MOS管Q10的柵極與運算放大器U8的輸出端相連，漏極與LED燈相連，源極通過電阻Rb連接CS信號。

需要說明的是，VDD經(jīng)分壓可得V1，V2，V3，V4，V5……數(shù)量無上限。在運算放大器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CS的電流同樣為恒定。VAC的電流經(jīng)過LED芯片后必定全部需要通過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。其最高點電壓，足以滿足所有LED燈的導通電壓。為了實現(xiàn)能量的有效利用，當LED3及LED4點亮時，N-MOS管Q6關(guān)閉，電流從N-MOS管Q7通過，而LED5及LED6點亮時，N-MOS管Q7關(guān)閉，電流從Q8通過，如此便實現(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N-MOS管Q6導通時，CS點電壓等于V1，當N-MOS管Q7導通時，CS點電壓等于V2，由于V2>V1，因此CS>V1，而V1電壓不變，因此運算放大器U4輸出電壓為0，N-MOS管Q6截止。以此類推，當N-MOS管Q8導通時，CS點電壓等于V3，由于V3>V2，因此CS>V2，而V2電壓不變，因此運算放大器U5輸出電壓為0，N-MOS管Q7截止。

由上可知，本實用新型多階線性恒功率LED驅(qū)動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；通過邏輯控制模塊可實時檢測經(jīng)過LED燈組的高壓電，并將電壓檢測判別結(jié)果反饋至LED恒流模塊； LED恒流模塊根據(jù)預設的電阻值實現(xiàn)LED燈組的恒流驅(qū)動；因此，恒流驅(qū)動過程中，各模塊相互結(jié)合，環(huán)環(huán)相扣，可有效實現(xiàn)對LED燈組的多階線性恒功率驅(qū)動。

以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。