一種可調(diào)光的led恒流驅(qū)動電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可調(diào)光的LED恒流驅(qū)動電路，LED驅(qū)動電路【技術(shù)領(lǐng)域】。該驅(qū)動電路包括可控硅調(diào)光器、整流橋以及（M+1）個N溝道耗盡型MOS管，被驅(qū)動的LED光源部分被劃分為依次串聯(lián)耦接的第一組LED至第M組LED，其中，第一耗盡型MOS管用于在整流橋的正向輸出端的輸出電壓低于第一組LED的工作電壓時以第一恒流值為可控硅調(diào)光器提供維持電流并使LED光源部分短路；第X耗盡型MOS管用于在整流橋的正向輸出端的輸出電壓大于或等于第1組LED至第（X-1）組LED的工作電壓時以第二恒流值驅(qū)動第1組LED至第（X-1）組LED工作并使第X組LED至第M組LED短路，2≤X≤（M+1），M為大于或等于2的整數(shù)。該驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)簡單、成本低，并且發(fā)光效率高，可以實現(xiàn)恒流、可調(diào)光驅(qū)動。
【專利說明】—種可調(diào)光的LED恒流驅(qū)動電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于LED (Light-Emitting D1de,發(fā)光二極管)驅(qū)動電路【技術(shù)領(lǐng)域】,涉及可調(diào)光的LED恒流驅(qū)動電路。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著LED照明技術(shù)的不斷發(fā)展與普及，人們不斷追求高發(fā)光效率、低成本的LED照明裝置，并且，為LED提供電源的驅(qū)動電路成為技術(shù)的焦點之一。
[0003]一般地，需要對LED電光源部分進行可調(diào)光控制，通常采用的調(diào)光裝置按其原理可以分為幅值調(diào)光(例如可變電阻調(diào)光、自耦調(diào)壓器調(diào)光)和相位調(diào)光兩種，其中，采用相位調(diào)光原理的可控硅調(diào)光器被廣泛應(yīng)用于LED的驅(qū)動電路，以實現(xiàn)其調(diào)光控制。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，為兼容可控硅調(diào)光控制器，驅(qū)動電路中均采用各類IC控制的開關(guān)電源的電路方案，通常地，其電路復雜、成本較高(由于采用了 1C)，發(fā)光效率也相對較低；并且，IC控制的開關(guān)電壓工作在高頻狀態(tài)，因而導致驅(qū)動電路的電磁兼容性差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的之一在于，實現(xiàn)對LED光源部分的恒流驅(qū)動并兼容可控硅調(diào)光器的調(diào)光控制。
[0006]本發(fā)明的又一目的在于，簡化LED驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)并減低其成本。
[0007]本發(fā)明的還一目的在于，提高LED光源部分的發(fā)光效率。
[0008]為實現(xiàn)以上目的或者其他目的，本發(fā)明提供一種可調(diào)光的LED恒流驅(qū)動電路，其用于驅(qū)動控制包括多個串聯(lián)耦接的LED的LED光源部分，所述LED光源部分被劃分為依次串聯(lián)耦接的第一組LED至第M組LED，M為大于或等于2的整數(shù)；所述LED恒流驅(qū)動電路包括:
可控娃調(diào)光器；
整流橋，其正向輸出端耦接于第一組LED輸入端，其負向輸出端耦接于第M組LED的輸出端；以及
(M+1)個N溝道耗盡型MOS管，其包括第一耗盡型MOS管至第(M+1)耗盡型MOS管；其中，(M+1)個N溝道耗盡型MOS管的柵極與所述整流橋模塊的負向輸出端耦接；第一耗盡型MOS管用于在所述整流橋的正向輸出端的輸出電壓低于第一組LED的工作電壓時以第一恒流值為所述可控硅調(diào)光器提供維持電流并使所述LED光源部分短路；
第X耗盡型MOS管用于在所述整流橋的正向輸出端的輸出電壓大于或等于第I組LED至第(X-1)組LED的工作電壓時以第二恒流值驅(qū)動第I組LED至第(X-1)組LED工作并使第X組LED至第M組LED短路，2彡X彡(M+1)；
所述第一恒流值小于第二恒流值。
[0009]按照本發(fā)明一實施例的LED恒流驅(qū)動電路，其中，所述N溝道耗盡型MOS管的漏極與所述LED光源部分耦接，所述第一耗盡型MOS管至所述第M耗盡型MOS管的源極分別串聯(lián)設(shè)置有若干用于提升其源極相對其柵極的電位的升壓元件，以使所述第X耗盡型MOS管導通時，所述第一耗盡型MOS管至第(X-1)耗盡型MOS管截止。
[0010]具體地，所述升壓元件可以為第一二極管，所述第一二極管的正極與所述N溝道耗盡型MOS管的源端耦接，所述第一二極管的負極與所述整流橋模塊的負向輸出端耦接。
[0011]具體地，所述第一耗盡型MOS管至所述第M耗盡型MOS管分別所對應(yīng)設(shè)置的升壓元件的數(shù)量依次減少。
[0012]按照本發(fā)明又一實施例的LED恒流驅(qū)動電路，其中，所述第一耗盡型MOS管的源極串聯(lián)地耦接于第一恒流二極管以使所述第一耗盡型MOS管導通時以所述第一恒流值工作。
[0013]進一步地，所述第X耗盡型MOS管的源極串聯(lián)地耦接第二恒流二極管以使所述第X耗盡型MOS管導通時以所述第二恒流值工作。
[0014]按照本發(fā)明還一實施例的LED恒流驅(qū)動電路，其中，所述第一耗盡型MOS管的源極串聯(lián)地耦接于第一限流電阻以使所述第一耗盡型MOS管導通時以所述第一恒流值工作。
[0015]進一步地，所述第X耗盡型MOS管的源極串聯(lián)地耦接第二限流電阻以使所述第X耗盡型MOS管導通時以所述第二恒流值工作。
[0016]在之前所述任一實施例的LED恒流驅(qū)動電路中，優(yōu)選地，所述第一耗盡型MOS管至第(M+1)耗盡型MOS管為型號相同的N溝道耗盡型MOS管，并且具有相同的閾值電壓。
[0017]在之前所述任一實施例的LED恒流驅(qū)動電路中，優(yōu)選地，所述第一耗盡型MOS管至第(M+1)耗盡型MOS管的柵極分別通過第一電阻至第(M+1)電阻與所述整流橋模塊的負向輸出端耦接。
[0018]在之前所述任一實施例的LED恒流驅(qū)動電路中，優(yōu)選地，所述第一組LED至第M組LED中的每組LED分別與一濾波電容并聯(lián)。
[0019]在之前所述任一實施例的LED恒流驅(qū)動電路中，優(yōu)選地，每個所述濾波電容對應(yīng)設(shè)置一第二二極管，以防止所述濾波電容反沖放電。
[0020]具體地，所述光源部分的多個LED可以為高壓LED。
[0021]本發(fā)明的技術(shù)效果是，該LED恒流驅(qū)動電路中，可以根據(jù)電源電壓的大小對應(yīng)驅(qū)動相應(yīng)部分的LED工作，發(fā)光效率大大提高，并且實現(xiàn)恒流驅(qū)動。同時，電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，良好地實現(xiàn)了與可控硅調(diào)光器的兼容。而且，由于工作在低頻狀態(tài)，電磁兼容性好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]從結(jié)合附圖的以下詳細說明中，將會使本發(fā)明的上述和其他目的及優(yōu)點更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的標號表示。
[0023]圖1是按照本發(fā)明一實施例的可調(diào)光的LED恒流驅(qū)動電路的示意圖。
[0024]圖2是整流橋輸出的電源的示意性波形圖。
[0025]圖3是按照本發(fā)明又一實施例的可調(diào)光的LED恒流驅(qū)動電路的示意圖。

【具體實施方式】
[0026]下面介紹的是本發(fā)明的多個可能實施例中的一些，旨在提供對本發(fā)明的基本了解，并不旨在確認本發(fā)明的關(guān)鍵或決定性的要素或限定所要保護的范圍。容易理解，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在不變更本發(fā)明的實質(zhì)精神下，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以提出可相互替換的其他實現(xiàn)方式。因此，以下【具體實施方式】以及附圖僅是對本發(fā)明的技術(shù)方案的示例性說明，而不應(yīng)當視為本發(fā)明的全部或者視為對本發(fā)明技術(shù)方案的限定或限制。
[0027]下面的描述中，為描述的清楚和簡明，并沒有對圖中所示的所有部件進行逐個詳細描述。附圖中示出了本領(lǐng)域普通技術(shù)人員完全能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的公開內(nèi)容。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，許多部件的操作或工作都是熟悉而且明顯的。
[0028]將理解，當據(jù)稱將部件“連接”或“耦接”到另一個部件時，它可以直接連接或直接耦接到另一個部件或可以存在中間部件。相反，當據(jù)稱將部件“直接耦接”或“直接連接”到另一個部件時，則不存在中間部件。
[0029]圖1所示為按照本發(fā)明一實施例的可調(diào)光的LED恒流驅(qū)動電路的示意圖。在該實施例中，LED恒流驅(qū)動電路10用于為LED光源部分13提供電源以驅(qū)動控制其工作。在該實施例中，LED光源部分13可以但不限于由5個LED依次串聯(lián)連接形成，每個LED的型號均相同，并且其工作電壓Vl因此也相同；其中LED光源部分13被分為兩組，即LED組132和LED組133，LED組132和LED組133也串聯(lián)地連接在一起。具體地，LED光源部分13的每個LED可以為高壓LED。
[0030]LED恒流驅(qū)動電路10由交流電源(VAC)供電，其火線端接可控硅調(diào)光器11，可控硅調(diào)光器11可以為標準型的可控硅調(diào)光器，例如，220V的可控硅調(diào)光器，可以改變交流電源的相位。交流電源例如可以為180-260V交流電源，其通過控硅調(diào)光器11后輸入至整流橋12。整流橋12為橋式整流器，其通過4個DO組成，其中a端為正向輸出端，b端為負向輸出端。
[0031]圖2所示為整流橋輸出的電源的示意性波形圖。如圖2所示，121為整流前的交流電源的波形，122為經(jīng)過整流橋12整流處理后的正向端a的電源波形。當然，在該圖示實施例中，未考慮可控硅調(diào)光11對交流電源的波形的影響，可以理解，它們的具體波形形狀不是限制性的。
[0032]LED恒流驅(qū)動電路10還包括3個N溝道耗盡型MOS管141、142、143，在圖1中，A與A對應(yīng)連接，B與B對應(yīng)連接，C與C對應(yīng)連接，因此，MOS管141、142、143分別通過電阻171、172、173與整流橋12的b端連接，電阻171、172、173可以防止MOS管141、142和143之間的相互干擾。
[0033]在該實施例中，MOS管141的漏極(D)連接于整流橋12的a端，MOS管141的源極
(S)還設(shè)置有多個串聯(lián)連接的二極管D3至D6，M0S管141的源極連接于二極管D3的陽極；二極管D6的陰極耦接于整流橋12的b端。具體地，二極管D6的陰極還設(shè)置有恒流二極管161，從而在MOS管141導通時，其導通電流通過恒流二極管161被恒定在1:。
[0034]進一步，MOS管142對應(yīng)LED組132設(shè)置，MOS管142的漏極與LED組132的負向端連接；M0S管143對應(yīng)LED組133設(shè)置，MOS管143的漏極與LED組133的負向端連接。MOS管142的源極還設(shè)置有串聯(lián)連接的二極管D8和D7 ;二極管D7的陰極耦接于恒流二極管162，MOS管143的源極直接連接于恒流二極管162。這樣，在MOS管142或143導通時，其導通電流通過恒流二極管162被恒定在I2，且I1小于12。
[0035]其中，D3至D6用于改變MOS管141的源極相對b端的電位，也即提升其相對MOS管141的柵極的電位(不管MOS管141是導通還是截止)，因此，D3至D6可以理解為升壓元件，其串聯(lián)組合形成第一升壓模塊151。同樣地，D7和D8用于改變MOS管142的源極相對b端的電位，也即提升其相對MOS管142的柵極的電位(不管MOS管142是導通還是截止)，因此，D7和D8可以理解為升壓元件，其串聯(lián)組合形成第二升壓模塊152。而在MOS管141的源極，沒有使用升壓元件來提升其源極相對柵極的電位。MOS管141、142、143的源極所串聯(lián)的二極管的數(shù)量逐漸減少，這樣，I Vgs I的絕對值逐漸減小，也即I Vgs I 141> I Vgs I 142
>I Vgs I 143，它們之間的差值與源極串接的二極管的數(shù)量的差異以及二極管的正向壓降有關(guān)，因此，具體可以根據(jù)具體要求來設(shè)置二極管的數(shù)量。Vgs的變化可以導致MOS管141、142、143在同樣的漏極偏壓的情況下，其導通情況發(fā)生變化。
[0036]具體地，在該實施例中，結(jié)合圖2所示，MOS管141、142、143的Vg都基本等于O ;在a端的電壓低于LED組132的工作電壓時，也即小于3V1時，LED組132不工作且表現(xiàn)為截止，MOS管142、143自然表現(xiàn)截止(即關(guān)斷)，但是，此時，耗盡型MOS管141可以以恒流值I1導通，這樣，可以為可控硅調(diào)光器11提供維持電流，并使LED光源部分12短路。
[0037]在a端的電壓大于或等于LED組132的工作電壓時，也即大于或等于3V1時，LED組133不工作且表現(xiàn)為截止，MOS管143自然表現(xiàn)截止；由于第一升壓模塊151的存在，可以使I Vgs I 141 > I Vth I ,同時第二升壓模塊151可以使I Vgs I 142 < I Vth I ,這樣，MOS管141截止、MOS管142以恒流值I2導通，從而，恒流驅(qū)動LED組132工作，并使LED組133短路。
[0038]在a端的電壓大于或等于LED組132和LED組133的工作電壓時，也即大于或等于5V1時，耗盡型MOS管143將以恒流值I2導通，同時，第一升壓模塊151可以使I Vgs I 141
>I Vth I，第二升壓模塊151可以使I Vgs I 142 > I Vth I，這樣，MOS管141、142均截止；從而，恒流驅(qū)動LED組132和133工作。
[0039]因此，LED恒流驅(qū)動電路10在工作時，可以根據(jù)電源電壓的大小對應(yīng)使相應(yīng)部分的LED工作，發(fā)光效率大大提高，并且實現(xiàn)恒流驅(qū)動。同時，不管是MOS管141或MOS管142、還是MOS管143導通時，均能夠為可控硅調(diào)光器11提供維持電流，因此，可以方便實現(xiàn)調(diào)光控制。
[0040]在以上實施例中，第一升壓模塊151和/或第二升壓模塊152不限于使用二極管，例如其還可以使用穩(wěn)壓二極管。需要理解的是，第一升壓模塊151和第二升壓模塊152的存在造成了 MOS管141、142、143的源極之間的電位差，第一升壓模塊151和/或第二升壓模塊152的升壓值的大小，需要保證在MOS管143導通時MOS管141和142未開啟、在MOS管142導通時MOS管141未開啟，也即，在同樣的漏極偏壓的情況下，MOS管143比MOS管142優(yōu)先導通，MOS管142比MOS管141優(yōu)先導通。
[0041]進一步如圖1所示，LED恒流驅(qū)動電路10還包括分別與LED組132、LED組133并聯(lián)的濾波電容182、183。相應(yīng)地，在LED組132的正向端與MOS管141的漏極之間，設(shè)置二極管Dl ;在LED組133的正向端與MOS管142的漏極之間，設(shè)置二極管D2。二極管Dl或D2可以分別防止濾波電容182或183反沖放電，影響LED的正常工作。
[0042]圖3所示為按照本發(fā)明又一實施例的可調(diào)光的LED恒流驅(qū)動電路的示意圖。在該實施例中，LED恒流驅(qū)動電路20相比于圖1所示實施例的LED恒流驅(qū)動電路10的主要差別在于其恒流原理的差異，在LED恒流驅(qū)動電路10中，采用恒流二極管實現(xiàn)恒流驅(qū)動，而在LED恒流驅(qū)動電路20中，其設(shè)置限流電阻261和262。具體地，限流電阻261設(shè)置在二極管D6的陰極并通過D3至D6與MOS管141的源極串聯(lián)耦接，并且相對MOS管142或143是并聯(lián)的；限流電阻262的一端與b端耦接，另一端并聯(lián)耦接于MOS管141、142、143的源極。因此，在MOS管141導通時，通過限流電阻261和262來將電流限定在I1，在MOS管142或MOS管143導通時，通過限流電阻262來將電流限定在12，因此，I2 > I”并且，可以根據(jù)12、I1的具體大小要求，設(shè)置限流電阻261的阻值Rl和/或限流電阻262的阻值R2。
[0043]LED恒流驅(qū)動電路20中的其他部件與LED恒流驅(qū)動電路10中的其他部件基本對應(yīng)相同，并且二者的工作原理基本類似。在此不再一一贅述。
[0044]需要理解的是，盡管以上圖1和圖3所示實施例中僅示出2組串聯(lián)的LED組和3個相應(yīng)的MOS管，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)以上揭示，例如可以類推地設(shè)置4組串聯(lián)的LED組和5個相應(yīng)的MOS管等其他情形，每個MOS管的源極所設(shè)置升壓元件的數(shù)量也可以相應(yīng)變化設(shè)置，以使多個MOS管的導通順序按照以上所揭示的規(guī)律進行導通。
[0045]以上實施例的LED恒流驅(qū)動電路不需要使用IC芯片，電路結(jié)構(gòu)簡單，成本大大降低，良好地實現(xiàn)了與可控硅調(diào)光器的兼容。而且，其由于工作在低頻狀態(tài)(工作頻率為幾百Hz以內(nèi))，電磁兼容性好。
[0046]以上例子主要說明了本發(fā)明的調(diào)光的LED恒流驅(qū)動電路。盡管只對其中一些本發(fā)明的實施方式進行了描述，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當了解，本發(fā)明可以在不偏離其主旨與范圍內(nèi)以許多其他的形式實施。因此，所展示的例子與實施方式被視為示意性的而非限制性的，在不脫離如所附各權(quán)利要求所定義的本發(fā)明精神及范圍的情況下，本發(fā)明可能涵蓋各種的修改與替換。
【權(quán)利要求】
1.一種可調(diào)光的LED恒流驅(qū)動電路，其用于驅(qū)動控制包括多個串聯(lián)耦接的LED的LED光源部分，其特征在于，所述LED光源部分被劃分為依次串聯(lián)耦接的第一組LED至第M組LED, M為大于或等于2的整數(shù)；所述LED恒流驅(qū)動電路包括: 可控娃調(diào)光器； 整流橋，其正向輸出端耦接于第一組LED輸入端，其負向輸出端耦接于第M組LED的輸出端；以及 (M+1)個N溝道耗盡型MOS管，其包括第一耗盡型MOS管至第(M+1)耗盡型MOS管； 其中，(M+1)個N溝道耗盡型MOS管的柵極與所述整流橋模塊的負向輸出端耦接； 第一耗盡型MOS管用于在所述整流橋的正向輸出端的輸出電壓低于第一組LED的工作電壓時以第一恒流值為所述可控硅調(diào)光器提供維持電流并使所述LED光源部分短路； 第X耗盡型MOS管用于在所述整流橋的正向輸出端的輸出電壓大于或等于第I組LED至第(X-1)組LED的工作電壓時以第二恒流值驅(qū)動第I組LED至第(X-1)組LED工作并使第X組LED至第M組LED短路，2彡X彡(M+1)； 所述第一恒流值小于第二恒流值。
2.如權(quán)利要求1所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述N溝道耗盡型MOS管的漏極與所述LED光源部分耦接，所述第一耗盡型MOS管至所述第M耗盡型MOS管的源極分別串聯(lián)設(shè)置有若干用于提升其源極相對其柵極的電位的升壓元件，以使所述第X耗盡型MOS管導通時，所述第一耗盡型MOS管至第(X-1)耗盡型MOS管截止。
3.如權(quán)利要求2所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述升壓元件為第一二極管，所述第一二極管的正極與所述N溝道耗盡型MOS管的源端耦接，所述第一二極管的負極與所述整流橋模塊的負向輸出端耦接。
4.如權(quán)利要求1或2所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述第一耗盡型MOS管至所述第M耗盡型MOS管分別所對應(yīng)設(shè)置的升壓元件的數(shù)量依次減少。
5.如權(quán)利要求1所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述第一耗盡型MOS管的源極串聯(lián)地耦接于第一恒流二極管以使所述第一耗盡型MOS管導通時以所述第一恒流值工作。
6.如權(quán)利要求1或5所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述第X耗盡型MOS管的源極串聯(lián)地耦接第二恒流二極管以使所述第X耗盡型MOS管導通時以所述第二恒流值工作。
7.如權(quán)利要求1所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述第一耗盡型MOS管的源極串聯(lián)地耦接于第一限流電阻以使所述第一耗盡型MOS管導通時以所述第一恒流值工作。
8.如權(quán)利要求1或7所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述第X耗盡型MOS管的源極串聯(lián)地耦接第二限流電阻以使所述第X耗盡型MOS管導通時以所述第二恒流值工作。
9.如權(quán)利要求1所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述第一耗盡型MOS管至第(M+1)耗盡型MOS管為型號相同的N溝道耗盡型MOS管，并且具有相同的閾值電壓。
10.如權(quán)利要求1所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述第一耗盡型MOS管至第(M+1)耗盡型MOS管的柵極分別通過第一電阻至第(M+1)電阻與所述整流橋模塊的負向輸出端f禹接。
11.如權(quán)利要求1所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述第一組LED至第M組LED中的每組LED分別與一濾波電容并聯(lián)。
12.如權(quán)利要求11所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，每個所述濾波電容對應(yīng)設(shè)置一第二二極管，以防止所述濾波電容反沖放電。
13.如權(quán)利要求1所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述光源部分的多個LED為聞壓LED。
【文檔編號】H05B37/02GK104135788SQ201310158126
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年5月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月2日
【發(fā)明者】朱方杰, 唐紅祥 申請人:無錫華潤華晶微電子有限公司