一種led驅(qū)動芯片、led驅(qū)動電路及l(fā)ed燈具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于LED照明領(lǐng)域，特別涉及一種LED驅(qū)動芯片、LED驅(qū)動電路及LED燈具。本發(fā)明所提供的LED驅(qū)動芯片連接整流橋和LED燈組，具體包括開關(guān)控制模塊、電壓調(diào)整模塊以及負載；其中，開關(guān)控制模塊和LED燈組共接于整流橋的輸出端，開關(guān)控制模塊的接地端、開關(guān)管的輸出端以及整流橋的直流輸入端共接于地，開關(guān)管的輸入端和受控端分別連接LED燈組的輸出端和開關(guān)控制模塊的控制端；電壓調(diào)整模塊連接開關(guān)管的輸入端和負載。由于電壓調(diào)整模塊通過調(diào)整開關(guān)管的輸入端的電壓為負載供電，將該LED驅(qū)動電路應(yīng)用于LED燈具中，顯著提高了LED燈具的工作效率。
【專利說明】—種LED驅(qū)動芯片、LED驅(qū)動電路及LED燈具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于LED照明領(lǐng)域，特別涉及一種LED驅(qū)動芯片、LED驅(qū)動電路及LED燈具?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]LED燈具以高效率、高集成度以及高壽命的優(yōu)點，在照明領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。在LED燈具中，由于對集成度以及制造成本的要求，無電感電容等儲能器件的交流LED驅(qū)動方案在市場中占的份額越來越大，在未來必定會成為主流。這類驅(qū)動方案是通過控制芯片控制開關(guān)管的通斷以調(diào)節(jié)實際工作的LED燈組的數(shù)量，從而達到限制流過LED燈組的電流的目的。
[0003]然而，在該類LED驅(qū)動方案中，驅(qū)動芯片的供電電源大多是經(jīng)過整流的交流市電，而調(diào)光模塊、照明系統(tǒng)控制模塊等負載還需通過高壓調(diào)整器將高壓直流電轉(zhuǎn)換為所需的低壓直流電，這樣做不僅會降低系統(tǒng)的效率，還會增加LED燈具的額外的制造成本，進而限制該類驅(qū)動方案的應(yīng)用推廣。
[0004]因此，現(xiàn)有的采用交流LED驅(qū)動方案的LED燈具存在系統(tǒng)效率低的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種LED驅(qū)動芯片，旨在解決現(xiàn)有的采用交流LED驅(qū)動方案的LED燈具存在系統(tǒng)效率低的問題。
[0006]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種LED驅(qū)動芯片，連接整流橋和第一 LED燈組，所述LED驅(qū)動芯片包括開關(guān)控制模塊、第一開關(guān)管以及負載；所述整流橋接入交流電，并對所述交流電進行整流處理后輸出至所述開關(guān)控制模塊和所述第一 LED燈組，所述第一開關(guān)管的輸入端連接所述第一 LED燈組的輸出端，所述開關(guān)控制模塊控制所述第一開關(guān)管的開關(guān)頻率以調(diào)整流過所述第一 LED燈組的電流；
[0007]所述LED驅(qū)動芯片還包括第一電壓調(diào)整模塊；
[0008]所述第一電壓調(diào)整模塊的電源端和輸出端分別連接所述第一開關(guān)管的輸入端和所述負載的電源端；
[0009]所述第一電壓調(diào)整模塊由所述第一 LED燈組的輸出端接入直流電，對所述直流電做電壓變換處理后為所述負載供電。
[0010]本發(fā)明的另一目的還在于提供一種LED驅(qū)動電路，包括整流橋，還包括上述的LED驅(qū)動芯片。
[0011 ] 本發(fā)明的另一目的還在于提供一種LED燈具，包括殼體，還包括上述的LED驅(qū)動電路。
[0012]本發(fā)明所提供的LED驅(qū)動芯片連接整流橋和第一 LED燈組，具體包括開關(guān)控制模塊、第一電壓調(diào)整模塊、負載以及第一電壓調(diào)整模塊；其中，整流橋接入交流電，并對交流電進行整流處理后輸出至開關(guān)控制模塊和第一 LED燈組，第一開關(guān)管的輸入端連接第一 LED燈組的輸出端，開關(guān)控制模塊控制第一開關(guān)管的開關(guān)頻率以調(diào)整流過第一 LED燈組的電流；第一電壓調(diào)整模塊的電源端和輸出端分別連接第一開關(guān)管的輸入端和負載的電源端；第一電壓調(diào)整模塊由第一 LED燈組的輸出端接入直流電，做電壓變換處理后為負載供電。由于第一電壓調(diào)整模塊通過調(diào)整第一 LED燈組的輸出端的電壓為負載供電，其相對于直接對整流橋所輸出的電壓進行調(diào)整具有較高的效率。將該LED驅(qū)動電路應(yīng)用于LED燈具中，顯著提高了 LED燈具的工作效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明所提供的LED驅(qū)動芯片的第一實施例的模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖2是本發(fā)明所提供的LED驅(qū)動芯片的第一實施例的第一電壓調(diào)整模塊的示例電路結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖3是本發(fā)明所提供的LED驅(qū)動芯片的第二實施例的模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖4是本發(fā)明所提供的LED驅(qū)動芯片的第二實施例的整流橋輸出端的電壓變化曲線與開關(guān)管漏極的電壓變化曲線的對比圖。
【具體實施方式】
[0017]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018]本發(fā)明所提供的LED驅(qū)動芯片連接整流橋和第一 LED燈組，具體包括開關(guān)控制模塊、第一電壓調(diào)整模塊以及負載；解決了現(xiàn)有的采用交流LED驅(qū)動方案的LED燈具存在系統(tǒng)效率低的問題。
[0019]實施例1
[0020]圖1示出了本發(fā)明所提供的LED驅(qū)動芯片的模塊結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分，詳述如下:
[0021]本實施例所提供的LED驅(qū)動芯片連接整流橋10和第一 LED燈組30，可以包括開關(guān)控制模塊20、第一開關(guān)管40以及負載60。
[0022]具體的，開關(guān)控制模塊20的電源端和第一 LED燈組30的輸入端共接于整流橋10的輸出端，開關(guān)控制模塊20的接地端、第一開關(guān)管40的輸出端以及整流橋10的直流輸入端共接于地，第一開關(guān)管40的輸入端和受控端分別連接第一 LED燈組30的輸出端和開關(guān)控制模塊20的第一控制端。
[0023]其中，整流橋10的交流輸入端接入交流市電，開關(guān)控制模塊20控制第一開關(guān)管40的開關(guān)頻率以調(diào)整流過第一 LED燈組30的電流。
[0024]進一步的，LED驅(qū)動芯片還包括第一電壓調(diào)整模塊50 ；
[0025]第一電壓調(diào)整模塊50的電源端和輸出端分別連接第一開關(guān)管40的輸入端和負載60的電源端。
[0026]第一電壓調(diào)整模塊50由第一 LED燈組30的輸出端接入直流電，對直流電做電壓變換處理后為負載60供電。
[0027]由于第一電壓調(diào)整模塊50通過調(diào)整第一 LED燈組30的輸出端的電壓為負載60供電，其相對于直接對整流橋10所輸出的電壓進行調(diào)整的方式具有更高的效率。[0028]進一步的，第一電壓調(diào)整模塊50的使能端連接開關(guān)控制模塊20的第一使能信號輸出端。技術(shù)人員可以通過開關(guān)控制模塊20控制第一電壓調(diào)整模塊50的開啟和關(guān)斷。
[0029]在本實施例中，如圖2所示，第一電壓調(diào)整模塊50可以包括:
[0030]N 型 JFET 管 Q1、第一 NMOS 管 Q2、第二 NMOS 管 Q3、第三 NMOS 管 Q4、第一電阻 R1、第二電阻R2、第三電阻R3、電容Cl以及穩(wěn)壓管Dl ；
[0031]N型JFET管Ql的漏極是所述第一電壓調(diào)整模塊的輸入端，第一電阻Rl的第一端和第二電阻R2的第一端共接于N型JFET管Ql的源極，第一 NMOS管Q2的柵極是第一電壓調(diào)整模塊的使能端，第一 NMOS管Q2的漏極、第二 NMOS管Q3的柵極、第二 NMOS管Q3的漏極、第一電阻Rl的第二端以及電容Cl的第一端共接于第三NMOS管Q4的受控端，第二電阻R2的第二端連接第三NMOS管Q4的漏極，第二 NMOS管Q3的源極連接第三電阻R3的第一端，第三電阻R3的第二端連接穩(wěn)壓管Dl的陰極，第三NMOS管Q4的源極是第一電壓調(diào)整模塊的輸出端，N型JFET管Ql的柵極、第一 NMOS管Q2的源極、第一 NMOS管Q2的襯底、第二NMOS管Q3的襯底、第三NMOS管Q4的襯底以及穩(wěn)壓管Dl的陽極共接于地。
[0032]在本實施例中，開關(guān)控制模塊20可以是型號為80C51的單片機芯片并具有穩(wěn)壓模塊，也可以是其他可以輸出方波信號的信號源。整流橋10可以采用現(xiàn)有的整流芯片，型號可以是MB6S。第一開關(guān)管40可以采用NMOS管，其中，NMOS管的漏極、源極以及柵極分別是第一開關(guān)管40的輸入端、輸出端以及受控端。第一開關(guān)管40也可以采用JFET管、三極管
坐寸ο
[0033]進一步的，LED驅(qū)動芯片還包括串接于第一電壓調(diào)整模塊50與負載60之間的第一引流模塊70 ；
[0034]第一引流模塊70的輸入端和輸出端分別連接第一電壓調(diào)整模塊50的輸出端和負載60的電源端。
[0035]在本實施例中，通過增設(shè)第一引流模塊70，使第一電壓調(diào)整模塊50輸出的電流單向流動，同時也避免負載60因故障等原因損壞前端模塊。
[0036]具體的，第一引流模塊70可以采用二極管，二極管的陽極和陰極分別是第一引流模塊70的輸入端和輸出端。第一引流模塊70也可以是三極管和電阻所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，其結(jié)構(gòu)屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0037]實施例2
[0038]本實施例的實施建立在上一實施例的基礎(chǔ)上。
[0039]圖3示出了本實施例所提供的LED驅(qū)動芯片的模塊結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本實施例相關(guān)的部分，詳述如下:
[0040]在本實施例中，LED驅(qū)動芯片還與一個或多個第二 LED燈組31連接，LED驅(qū)動芯片還包括一個或多個第二開關(guān)管41，開關(guān)控制模塊20還具有一個或多個第二控制端。
[0041]并且，一個或多個第二開關(guān)管41的數(shù)量、一個或多個第二開關(guān)管41的數(shù)量以及一個或多個第二控制端的數(shù)量相等。
[0042]具體的，一個或多個第二 LED燈組31由第一 LED燈組30的輸出端開始，采用輸入端連接輸出端的方式依次串聯(lián)連接。
[0043]一個或多個第二開關(guān)管41中的每一個第二開關(guān)管41的受控端一一對應(yīng)地連接一個或多個第二控制端中的每一個第二控制端。[0044]每一個第二開關(guān)管41的輸入端——對應(yīng)地連接一個或多個第二 LED燈組31中的每一個第二 LED燈組31的輸出端；
[0045]每一個第二開關(guān)管41的輸出端共接于開關(guān)控制模塊20的接地端。
[0046]在本實施例中，該LED驅(qū)動芯片實際上是對實施例1所提供的LED驅(qū)動芯片的拓展，其具有多個LED燈組，功率更大，具有更大的適用范圍。同時，其與實施例所提供的LED驅(qū)動芯片一樣具有第一電壓調(diào)整模塊50,可以提供一路電源輸出，為第一輔助負載供電。
[0047]進一步的，LED驅(qū)動芯片還可以包括一個或多個第二電壓調(diào)整模塊51。
[0048]并且，一個或多個第二電壓調(diào)整模塊51的數(shù)量與一個或多個第二開關(guān)管41相等。
[0049]具體的，一個或多個第二電壓調(diào)整模塊51中的每一個第二電壓調(diào)整模塊51的電源端一一對應(yīng)地連接每一個第二開關(guān)管41的輸入端，每一個第二電壓調(diào)整模塊51的輸出端連接負載70的電源端。
[0050]在本實施例中，該LED驅(qū)動芯片通過增加電壓調(diào)整模塊的數(shù)量，增加多路電源輸出，保證負載70的用電需求。
[0051]進一步的，開關(guān)控制模塊20還具有一個或多個第二使能信號輸出端；
[0052]一個或多個第二使能信號輸出端的數(shù)量與一個或多個第二電壓調(diào)整模塊51的數(shù)
量相等；
[0053]每個第二電壓調(diào)整模塊51的使能端一一對應(yīng)地連接一個或多個第二使能信號輸出端中的每一個第二使能信號輸出端。
[0054]在本實施例中，技術(shù)人員可以通過開關(guān)控制模塊20控制第一電壓調(diào)整模塊50、第二電壓調(diào)整模塊51的開啟和關(guān)斷，從而選擇一個輸出電壓最適合的電壓調(diào)整模塊為負載70供電。
[0055]進一步的，LED驅(qū)動芯片還可以包括一個或多個第二引流模塊71 ；
[0056]一個或多個第二引流模塊71的數(shù)量與一個或多個第二電壓調(diào)整模塊51的數(shù)量相等;
[0057]一個或多個第二引流模塊71中的每一個第二引流模塊71—一對應(yīng)地串接于每一個第二電壓調(diào)整模塊51與負載60之間；
[0058]每一個第二引流模塊71的輸入端一一對應(yīng)地連接每一個第二電壓調(diào)整模塊51的輸出端，每一個第二引流模塊71的輸出端共接于負載60的電源端。
[0059]在本實施例中，第二引流模塊71可以采用與第一引流模塊70相同的結(jié)構(gòu)，其功能也與第一引流模塊70相同。
[0060]以下結(jié)合圖4對本發(fā)明所提供的LED驅(qū)動芯片的工作原理做進一步說明:
[0061]以LED驅(qū)動芯片包括4個NMOS管并搭配4組LED燈組為例，4個NMOS管記為第一NMOS管、第二 NMOS管、第三NMOS管以及第四NMOS管。所接入的交流市電經(jīng)過整流橋10后接到開關(guān)控制模塊20和LED燈組上。如圖4所示。其中，曲線a是所接入的交流市電經(jīng)整流后的一個周期的整流橋10電壓變化曲線Vin，曲線b是流經(jīng)LED燈組的電流在NMOS管上的開關(guān)管漏極電壓變換曲線Vdr。4個NMOS管會根據(jù)開關(guān)控制模塊的邏輯開啟、關(guān)斷，并保證在一個周期內(nèi)，通過使能控制使得僅有一個電壓調(diào)整模塊處于工作狀態(tài)。這一部分屬于現(xiàn)有技術(shù)，對其具體原理不做贅述。
[0062]對于曲線b，區(qū)間trl和區(qū)間tfl表示第一 NMOS管漏極的波形，區(qū)間tr2和區(qū)間tf2表示第二 NMOS管漏極的波形，區(qū)間tr3和區(qū)間tf3表示第三NMOS管漏極的波形，區(qū)間tr4和區(qū)間tf4表示第四NMOS管漏極的波形。根據(jù)所選用的LED燈組與NMOS管的型號，上電后的NMOS管的漏極可以提供0-60V的電壓，有效電壓約30V。
[0063]NMOS管的漏極與電壓調(diào)整器的電源端連接，其漏極上的電壓經(jīng)過電壓調(diào)整器轉(zhuǎn)換后得到了另一電壓。這樣不經(jīng)過高壓電源轉(zhuǎn)換，即可得到所需的較低電壓。供系統(tǒng)芯片或其它模塊使用。
[0064]假設(shè)需要5V的低壓電源，則傳統(tǒng)方案對所接入的交流市電的轉(zhuǎn)換效率是:η I ^ 5/220 = 2.27% ;而采用本應(yīng)用方案的轉(zhuǎn)換效率則為:n2 ^ 5/30 = 16.67%，可以看出本方案明顯提升了系統(tǒng)的效率。
[0065]本發(fā)明的另一目的還在于提供一種LED驅(qū)動電路，包括整流橋，還包括上述的LED驅(qū)動芯片。[0066]本發(fā)明的另一目的還在于提供一種LED燈具，包括殼體，還包括如上述的LED驅(qū)動電路。
[0067]在本實施例中，由于上述的LED驅(qū)動電路包括了上述的LED驅(qū)動芯片，而上述的LED驅(qū)動芯片中的電壓調(diào)整模塊是通過調(diào)整第一開關(guān)管的輸入端的電壓為負載供電，其相對于直接對整流橋所輸出的電壓進行調(diào)整的方式具有更高的效率。將該LED驅(qū)動電路應(yīng)用于LED燈具中，顯著提高了 LED燈具的工作效率。
[0068]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種LED驅(qū)動芯片，連接整流橋和第一 LED燈組，所述LED驅(qū)動芯片包括開關(guān)控制模塊、第一開關(guān)管以及負載；所述整流橋接入交流電，并對所述交流電進行整流處理后輸出至所述開關(guān)控制模塊和所述第一 LED燈組，所述第一開關(guān)管的輸入端連接所述第一 LED燈組的輸出端，所述開關(guān)控制模塊控制所述第一開關(guān)管的開關(guān)頻率以調(diào)整流過所述第一 LED燈組的電流；其特征在于: 所述LED驅(qū)動芯片還包括第一電壓調(diào)整模塊； 所述第一電壓調(diào)整模塊的電源端和輸出端分別連接所述第一開關(guān)管的輸入端和所述負載的電源端； 所述第一電壓調(diào)整模塊由所述第一 LED燈組的輸出端接入直流電，對所述直流電做電壓變換處理后為所述負載供電。
2.如權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動芯片，其特征在于，所述LED驅(qū)動芯片還與一個或多個第二 LED燈組連接，所述LED驅(qū)動芯片還包括一個或多個第二開關(guān)管，所述開關(guān)控制模塊還具有一個或多個第二控制端； 所述一個或多個第二 LED燈組的數(shù)量、所述一個或多個第二開關(guān)管的數(shù)量以及所述一個或多個第二控制端的數(shù)量相等； 所述一個或多個第二 LED燈組由所述第一 LED燈組的輸出端開始，采用輸入端連接輸出端的方式依次串聯(lián)連接； 所述一個或多個第二開 關(guān)管中的每一個第二開關(guān)管的受控端一一對應(yīng)地連接所述一個或多個第二控制端中的每一個第二控制端； 所述每一個第二開關(guān)管的輸入端一一對應(yīng)地連接所述一個或多個第二 LED燈組中的每一個第二 LED燈組的輸出端； 所述每一個第二開關(guān)管的輸出端共接于所述開關(guān)控制模塊的接地端。
3.如權(quán)利要求2所述的LED驅(qū)動芯片，其特征在于，所述LED驅(qū)動芯片還包括一個或多個第二電壓調(diào)整模塊； 所述一個或多個第二電壓調(diào)整模塊的數(shù)量與所述一個或多個第二開關(guān)管的數(shù)量相等; 所述一個或多個第二電壓調(diào)整模塊中的每一個第二電壓調(diào)整模塊的電源端對應(yīng)地連接所述每一個第二開關(guān)管的輸入端，所述每一個第二電壓調(diào)整模塊的輸出端連接所述負載的電源端。
4.如權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動芯片，其特征在于，所述LED驅(qū)動芯片還包括串接于所述第一電壓調(diào)整模塊與所述負載之間的第一引流模塊； 所述第一引流模塊的輸入端和輸出端分別連接所述第一電壓調(diào)整模塊的輸出端和所述負載的電源端。
5.如權(quán)利要求3所述的LED驅(qū)動芯片，其特征在于，所述LED驅(qū)動芯片還包括一個或多個第二引流模塊； 所述一個或多個第二引流模塊的數(shù)量與所述一個或多個第二電壓調(diào)整模塊的數(shù)量相等; 所述一個或多個第二引流模塊中的每一個第二引流模塊一一對應(yīng)地串接于所述每一個第二電壓調(diào)整模塊與所述負載之間；所述每一個第二引流模塊的輸入端一一對應(yīng)地連接所述每一個第二電壓調(diào)整模塊的輸出端，所述每一個第二引流模塊的輸出端共接于所述負載的電源端。
6.如權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動芯片，其特征在于，所述第一電壓調(diào)整模塊的使能端連接所述開關(guān)控制模塊的第一使能信號輸出端。
7.如權(quán)利要求6所述的LED驅(qū)動芯片，其特征在于，所述第一電壓調(diào)整模塊包括: N型JFET管、第一 NMOS管、第二 NMOS管、第三NMOS管、第一電阻、第二電阻、第三電阻、電容以及穩(wěn)壓管； 所述N型JFET管的漏極是所述第一電壓調(diào)整模塊的輸入端，所述第一電阻的第一端和所述第二電阻的第一端共接于所述N型JFET管的源極，所述第一 NMOS管的柵極是所述第一電壓調(diào)整模塊的使能端，所述第一 NMOS管的漏極、所述第二 NMOS管的柵極、所述第二NMOS管的漏極、所述第一電阻的第二端以及所述電容的第一端共接于所述第三NMOS管的受控端，所述第二電阻的第二端連接所述第三NMOS管的漏極，所述第二 NMOS管的源極連接所述第三電阻的第一端，所述第三電阻的第二端連接所述穩(wěn)壓管的陰極，所述第三NMOS管的源極是所述第一電壓調(diào)整模塊的輸出端，所述N型JFET管的柵極、所述第一 NMOS管的源極、所述第一 NMOS管的襯底、所述第二 NMOS管的襯底、所述第三NMOS管的襯底以及所述穩(wěn)壓管的陽極共接于地。
8.如權(quán)利要求3所述的LED驅(qū)動芯片，其特征在于，所述開關(guān)控制模塊還具有一個或多個第二使能信號輸出端； 所述一個或多個第二 使能信號輸出端的數(shù)量與所述一個或多個第二電壓調(diào)整模塊的數(shù)量相等； 所述每個第二電壓調(diào)整模塊的使能端一一對應(yīng)地連接所述一個或多個第二使能信號輸出端中的每一個第二使能信號輸出端。
9.一種LED驅(qū)動電路，包括整流橋，其特征在于，所述LED驅(qū)動電路還包括如權(quán)利要求1至8任一項所述的LED驅(qū)動芯片。
10.一種LED燈具，包括殼體，還包括如權(quán)利要求9所述的LED驅(qū)動電路。
【文檔編號】H05B37/02GK103957631SQ201410168429
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】陳旺, 陳小雨, 羅清華 申請人:深圳市晟碟半導(dǎo)體有限公司