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      一種自動(dòng)均衡燈串亮度的線性恒流驅(qū)動(dòng)裝置及其驅(qū)動(dòng)方法

      文檔序號(hào):9399898閱讀:182來源:國(guó)知局
      一種自動(dòng)均衡燈串亮度的線性恒流驅(qū)動(dòng)裝置及其驅(qū)動(dòng)方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001] 本發(fā)明涉及LED照明領(lǐng)域,特別涉及一種自動(dòng)均衡燈串亮度的線性恒流驅(qū)動(dòng)裝置 及其驅(qū)動(dòng)方法。
      【背景技術(shù)】
      [0002] 如圖1所示,為傳統(tǒng)線性恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。LED燈串1~4的下方分別接 一個(gè)恒流源到地。在電壓升高和下降過程,LED燈串1~LED燈串4的點(diǎn)亮狀態(tài)會(huì)隨之改 變。如圖2所示,為傳統(tǒng)線性恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的的波形圖。從圖2中可以看出,LED燈串1~ LED燈串4是順序點(diǎn)亮的,在每個(gè)整流橋輸出的周期里面,LED燈串1的點(diǎn)亮?xí)r間最長(zhǎng),LED 燈串2~LED燈串4的點(diǎn)亮?xí)r間依次減小,最終導(dǎo)致LED燈串1到LED燈串4的亮度在一 個(gè)整流橋輸出周期內(nèi)依次減小。根據(jù)各LED燈串的數(shù)量不同,各LED燈串亮度差異不同,按 一般常見的LED1~LED4相同數(shù)量燈珠的配置,LEDl和LED4的亮度差異會(huì)達(dá)到3:1。同時(shí), 由于各LED燈串平均點(diǎn)亮?xí)r間(功率或亮度)的不同,會(huì)導(dǎo)致各LED燈串的光衰不同,LEDl 光衰會(huì)比LED4快很多,這樣整個(gè)LED燈具的壽命會(huì)受限于LEDl的光衰壽命。
      [0003] 采用傳統(tǒng)線性恒流驅(qū)動(dòng)的LED燈具如球泡燈、燈管等,由于LED燈珠的發(fā)光亮度 (由上述點(diǎn)亮?xí)r間不同引起)不一致,在距離燈具較近時(shí)(比如〇. 5m~0. 6m),人眼可以很輕易 看出來燈具中有些燈珠偏暗,整體感覺燈具存在光斑。尤其是對(duì)于燈管這種應(yīng)用,LED燈珠 串行的排列在燈管上,LED燈珠亮度不一致造成的光斑會(huì)很明顯,嚴(yán)重影響了燈具的視覺效 果,甚至給客戶造成燈具損壞的印象。
      [0004] 因而現(xiàn)有技術(shù)還有待改進(jìn)和提高。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0005] 鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處,本發(fā)明的目的在于提供一種自動(dòng)均衡燈串亮度的 線性恒流驅(qū)動(dòng)裝置及其驅(qū)動(dòng)方法,使各個(gè)LED燈串在一個(gè)整流周期內(nèi)點(diǎn)亮的總時(shí)間和功率 均相同,均衡了各個(gè)LED燈串的亮度,提高了 LED燈具的使用壽命。
      [0006] 為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案: 一種自動(dòng)均衡燈串亮度的線性恒流驅(qū)動(dòng)裝置,包括 整流模塊,用于對(duì)外部輸入的交流電進(jìn)行整流、并給LED燈串組供電; LED燈串組,包括N個(gè)LED燈串,N個(gè)LED燈串之間串聯(lián)連接; N個(gè)用于控制LED燈串點(diǎn)亮和熄滅的開關(guān)模塊,一個(gè)開關(guān)模塊對(duì)應(yīng)控制一個(gè)LED燈串; 亮度均衡控制模塊,用于在一個(gè)整流周期內(nèi),通過N個(gè)開關(guān)模塊控制對(duì)應(yīng)的LED燈串的 點(diǎn)亮順序、每次點(diǎn)亮的持續(xù)時(shí)間和點(diǎn)亮次數(shù),使N個(gè)LED燈串在一個(gè)整流周期內(nèi)點(diǎn)亮的總時(shí) 間相同; 其中,N為大于等于2的正整數(shù)。
      [0007] 所述的自動(dòng)均衡燈串亮度的線性恒流驅(qū)動(dòng)裝置中,所述驅(qū)動(dòng)裝置還包括: 尾電流源模塊,用于控制LED燈串中的電流、使LED燈串的電流保持恒定; 檢測(cè)模塊,用于實(shí)時(shí)偵測(cè)尾電流源模塊上的電壓,當(dāng)尾電流源模塊上的電壓高于第一 閾值電壓時(shí),輸出過壓信號(hào)到亮度均衡控制模塊;當(dāng)尾電流源模塊上的電壓低于第二閾值 電壓時(shí),輸出欠壓信號(hào)到亮度均衡控制模塊。
      [0008] 所述的自動(dòng)均衡燈串亮度的線性恒流驅(qū)動(dòng)裝置中,所述亮度均衡控制模塊,具體 用于在一個(gè)整流周期內(nèi),在接收到第一個(gè)過壓信號(hào)后,通過開關(guān)模塊輪流點(diǎn)亮一個(gè)LED燈 串,使N個(gè)LED燈串以預(yù)定時(shí)間為間隔輪流發(fā)光,并確保始終只有一個(gè)LED燈串處于點(diǎn)亮狀 態(tài);在接收到第二個(gè)過壓信號(hào)后,通過開關(guān)模塊再點(diǎn)亮一個(gè)LED燈串,使N個(gè)LED燈串以預(yù) 定時(shí)間為間隔輪流發(fā)光,并確保始終只有兩個(gè)LED燈串處于點(diǎn)亮狀態(tài);……;在接收到第 N-I個(gè)過壓信號(hào)后,通過開關(guān)模塊再點(diǎn)亮一個(gè)LED燈串,使N個(gè)LED燈串以預(yù)定時(shí)間為間隔 輪流發(fā)光,并確保始終只有N-I個(gè)LED燈串處于點(diǎn)亮狀態(tài);在接收到第N個(gè)過壓信號(hào)后,通 過開關(guān)模塊點(diǎn)亮最后一個(gè)處于熄滅狀態(tài)的LED燈串,使N個(gè)LED燈串全部點(diǎn)亮;在接收到第 一個(gè)欠壓信號(hào)后,通過開關(guān)模塊熄滅一個(gè)LED燈串,使N個(gè)LED燈串以預(yù)定時(shí)間為間隔輪流 發(fā)光,并確保始終只有N-I個(gè)LED燈串處于點(diǎn)亮狀態(tài);在接收到第二個(gè)欠壓信號(hào)后,通過開 關(guān)模塊再熄滅一個(gè)LED燈串,使N個(gè)LED燈串以預(yù)定時(shí)間為間隔輪流發(fā)光,并確保始終只有 N-2個(gè)LED燈串處于點(diǎn)亮狀態(tài);……;在接收到第N-I個(gè)過壓信號(hào)后,通過開關(guān)模塊再熄滅 一個(gè)LED燈串,使N個(gè)LED燈串以預(yù)定時(shí)間為間隔輪流發(fā)光,并確保始終只有一個(gè)LED燈串 處于點(diǎn)亮狀態(tài);在接收到第N個(gè)欠壓信號(hào)后,通過開關(guān)模塊熄滅最后一個(gè)處于點(diǎn)亮狀態(tài)的 LED燈串,使N個(gè)LED燈串全部熄滅;使得在一個(gè)整流周期內(nèi),每個(gè)LED燈串點(diǎn)亮的總時(shí)間 相同。
      [0009] 所述的自動(dòng)均衡燈串亮度的線性恒流驅(qū)動(dòng)裝置中,所述線性恒流驅(qū)動(dòng)裝置還包括 N個(gè)用于將檢測(cè)模塊輸出的電壓進(jìn)行電平移位、使檢測(cè)模塊輸出的電壓平移到開關(guān)模塊的 電壓域的電平移位模塊,一個(gè)電平移位模塊對(duì)應(yīng)一個(gè)開關(guān)模塊,所述亮度均衡控制模塊通 過N個(gè)電平移位模塊連接N個(gè)開關(guān)模塊。
      [0010] 所述的自動(dòng)均衡燈串亮度的線性恒流驅(qū)動(dòng)裝置中,所述開關(guān)模塊通過自身的通斷 來控制對(duì)應(yīng)的LED燈串的點(diǎn)亮和熄滅;所述開關(guān)模塊的輸入端連接對(duì)應(yīng)的LED燈串的正極, 所述開關(guān)模塊的輸出端連接對(duì)應(yīng)的LED燈串的負(fù)極,所述開關(guān)模塊的控制端連接對(duì)應(yīng)的電 平移位模塊的輸出端。
      [0011] 所述的自動(dòng)均衡燈串亮度的線性恒流驅(qū)動(dòng)裝置中,所述開關(guān)模塊包括第一電阻和 第一 MOS管;所述第一 MOS管的源極為開關(guān)模塊的輸入端、連接對(duì)應(yīng)LED燈串的正極、還通 過第一電阻連接第一 MOS管的柵極,所述第一 MOS管的漏極為開關(guān)模塊的輸出端、連接對(duì)應(yīng) LED燈串的負(fù)極,所述第一 MOS管的柵極為開關(guān)模塊的控制端、連接對(duì)應(yīng)的電平移位模塊的 輸出端。
      [0012] 所述的自動(dòng)均衡燈串亮度的線性恒流驅(qū)動(dòng)裝置中,所述電平移位模塊包括第二電 阻和第二MOS管,所述第二MOS管的柵極為電平移位模塊的輸入端、連接亮度均衡控制模塊 對(duì)應(yīng)的輸出端,所述第二MOS管的漏極為電平移位模塊的輸出端、連接對(duì)應(yīng)的開關(guān)模塊的 控制端,所述第二MOS管的源極通過第二電阻接地。
      [0013] 所述的自動(dòng)均衡燈串亮度的線性恒流驅(qū)動(dòng)裝置中,所述尾電流源模塊包括第一電 源、運(yùn)算放大器、第三電阻和第三MOS管;所述第三MOS管的漏極為尾電流源模塊的輸入端、 連接LED燈串組的負(fù)極,所述第三MOS管的源極連接運(yùn)算放大器的反相輸入端、還通過第三 電阻接地,所述第一電源的負(fù)極為尾電流源模塊的輸出端,所述第一電源的負(fù)極接地,所述 第一電源的正極連接運(yùn)算放大器的正相輸入端,所述運(yùn)算放大器的輸出端連接第三MOS管 的柵極。
      [0014] 所述的自動(dòng)均衡燈串亮度的線性恒流驅(qū)動(dòng)裝置中,所述檢測(cè)模塊包括第四電阻、 第五電阻、第六電阻、第一比較器、第二比較器和第二電源;所述第四電阻的一端為檢測(cè)模 塊的輸入端、連接尾電流源模塊的輸入端和LED燈串組的負(fù)極,所述第四電阻的另一端連 接第一比較器的正相輸入端、還通過第五電阻連接第六電阻的一端和第二比較器的正相輸 入端;所述第六電阻接地,所述第二電源的正極連接第一比較器的反相輸入端和第二比較 器的反相輸入端,所述第二電源的負(fù)極接地;所述第一比較器的輸出端和第二比較器的輸 出端為檢測(cè)模塊的輸出端、連接亮度均衡控制模塊的輸入端。
      [0015] 所述自動(dòng)均衡燈串亮度的線性恒流驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)方法,包括步驟: 實(shí)時(shí)偵測(cè)尾電流源模塊上的電壓,當(dāng)尾電流源模塊上的電壓高于第一閾值電壓時(shí),輸 出過壓信號(hào)到亮度均衡控制模塊;當(dāng)尾電流源模塊上的電壓低于第二閾值電壓時(shí),輸出欠 壓信號(hào)到亮度均衡控制模塊; 亮度均衡控制模塊在一個(gè)整流周期內(nèi),在接收到第一個(gè)過壓信號(hào)后,通過開關(guān)模塊輪 流點(diǎn)亮一個(gè)LED燈串,使N個(gè)LED燈串以預(yù)定時(shí)間為間隔輪流發(fā)光,并確保始終只有一個(gè) LED燈串處于點(diǎn)亮狀態(tài);在接收到第二個(gè)過壓信號(hào)后,通過開關(guān)模塊再點(diǎn)亮一個(gè)LED燈串, 使N個(gè)LED燈串以預(yù)定時(shí)間為間隔輪流發(fā)光,并確保始終只有兩個(gè)LED燈串處于點(diǎn)亮狀 態(tài);……;在接收到第N-I個(gè)過壓信號(hào)后,通過開關(guān)模塊再點(diǎn)亮一個(gè)LED燈串,使N個(gè)LED 燈串以預(yù)定時(shí)間為間隔輪流發(fā)光,并確保始終只有N-I個(gè)LED燈串處于點(diǎn)亮狀態(tài);在接收 到第N個(gè)過壓信號(hào)后,通過開關(guān)模塊點(diǎn)亮最后一個(gè)處于熄滅狀態(tài)的LED燈串,使N個(gè)LED燈 串全部點(diǎn)亮;在接收到第一個(gè)欠壓信號(hào)后,通過開關(guān)模塊熄滅一個(gè)LED燈串,使N個(gè)LED燈 串以預(yù)定時(shí)間為間隔輪流發(fā)光,并確保始終只有N-I個(gè)LED燈串處于點(diǎn)亮狀態(tài);在接收到第 二個(gè)欠壓信號(hào)后,通過開關(guān)模塊再熄滅一個(gè)LED燈串,使N個(gè)LED燈串以預(yù)定時(shí)間為間隔輪 流發(fā)光,并確保始終只有N-2個(gè)LED燈串處于點(diǎn)亮狀態(tài);……;在接收到第N-I個(gè)過壓信號(hào) 后,通過開關(guān)模塊再熄滅一個(gè)LED燈串,使N個(gè)LED燈串以預(yù)定時(shí)間為間隔輪流發(fā)光,并確 保始終只有一個(gè)LED燈串處于點(diǎn)亮狀態(tài);在接收到第N個(gè)欠壓信號(hào)后,通過開關(guān)模塊熄滅最 后一個(gè)處于點(diǎn)亮狀態(tài)的LED燈串,使N個(gè)LED燈串全部熄滅;使得在一個(gè)整流周期內(nèi),每個(gè) LED燈串點(diǎn)亮的總時(shí)間相同; 其中,N為大于等于2的正整數(shù)。
      [0016] 相較于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明提供的自動(dòng)均衡燈串亮度的線性恒流驅(qū)動(dòng)裝置及其驅(qū)動(dòng) 方法,通過亮度均衡控制模塊,在一個(gè)整流周期內(nèi),通過N個(gè)開關(guān)模塊控制對(duì)應(yīng)的LED燈串 的點(diǎn)亮順序、每次點(diǎn)亮的持續(xù)時(shí)間和點(diǎn)亮次數(shù),使N個(gè)LED燈串在一個(gè)整流周期內(nèi)點(diǎn)亮的總 時(shí)間相同。由于亮度均衡控制模塊保證了 N個(gè)LED燈串在一個(gè)整流周期內(nèi)點(diǎn)亮的總時(shí)間都 是相同的,故每個(gè)LED燈串在一個(gè)整流周期內(nèi)的功率也是相同的,當(dāng)然,各個(gè)LED燈串的亮 度和使用壽命也就相同,
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