本发明专利技术公开了一种分段式AC LED的驱动照明电路，包括：整流桥电路、恒流单元、模拟加法器、采样电阻和LED灯串。本发明专利技术还公开了一种应用于权利要求1所述的分段式AC LED的驱动照明电路的驱动方法，包括以下步骤：1、通过整流桥电路将市电全波整流，得到的周期性脉动电压VBR直接用于驱动LED灯串；2、随着VBR电压的升高，LED灯串5中的LED单元LED1、LED2、LED3、LED4逐个被点亮；流过LED单元的电流恒定；3、采样电阻将电流信号转化为电压信号，模拟加法将电压信号叠加后负反馈作用于恒流单元，进而控制恒流单元的导通/截至，从而进行分段式控制LED单元。具有提高了系统的稳定性等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种分段式恒流驱动LED的领域，特别涉及一种分段式AC LED的驱动照明电路及其驱动方法，本专利技术是一种利用交流市电全波整流后的脉动电压直接驱动LED的技术。
技术介绍
LED灯是继白炽灯，荧光灯，节能灯之后兴起的第四代照明光源，LED作为一种新型的光源器件，它所具有的高效、节能环保、寿命长，体积小等优点使其拥有广泛的市场前景。早期的LED驱动电源绝大数采用直流驱动，在使用过程中必须使用AC-DC转换器对市电进行降压、滤波、稳压等一系列操作，这个过程存在较大的能量损失，而且AC-DC转换器会增加LED灯具的体积和成本，降低系统的可靠性。随着技术的发展，有的公司开始探索采用交流驱动LED(AC LED)技术，它们大致可以分为两类：桥式AC LED芯片技术和交流驱动HV-LED的驱动芯片技术。桥式ACLED芯片技术是指利用LEDPN结的单向导通特性，在制造中采用类似桥式整流结构的排列方式，将超细的LED晶粒加入到芯片中。这样的芯片具备有整流特性，在交流电源中可以双向导通，从而实现交流发光。由于LED晶粒是交替发光的，它不仅造成了芯片的单位面积利用率低下、还提高制造成本、降低总体的发光效率，存在较大的闪烁效应。交流驱动HV-LED技术中，输入电压只有高于HV-LED的开启电压，HV-LED才会发光，但是由于LED的输出伏安特性曲线呈指数变化，因此LED的输出电流呈现脉冲状，系统的功率因素低下。为了提高系统的功率因素，需要开发驱动电路来更有效地驱动HV-LED。LED的发光强度和流过LED的电流大小在一定范围内成正比，必须通过驱动电路控制流过LED电流的大小，保证LED发光均匀，保持色温，减少总谐波失真。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种分段式AC LED的驱动照明电路，该驱动照明电路具有效率高，成本低，集成度高等特点。本专利技术的另一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种应用于分段式AC LED的驱动照明电路的驱动方法，该驱动方法所驱动的照明电路具有总谐波失真小等特点。本专利技术的首要目的通过下述技术方案实现：一种分段式AC LED的驱动照明电路，一种分段式AC LED的驱动照明电路，包括：整流桥电路1、恒流单元2、模拟加法器3、采样电阻4和LED灯串5；所述整流桥电路1的一端接市电，所述整流桥电路1的另一端接LED灯串5的正极；所述LED灯串5的负极连接恒流单元2中NMOS的漏端以及下一串LED灯串的正极；所述恒流单元2包括误差放大器和NMOS管，所述误差放大器的正端接参考电压VREF，所述误差放大器的负端接模拟加法器3的输出，所述误差放大器的输出端连接NMOS管的栅极；所述采样电阻4的一端接恒流单元2中NMOS的源端，所述采样电阻4的另一端接地；所述模拟加法器3的一个输入端接采样电阻4，所述模拟加法器3的另外一个输入端接下一个通道中模拟加法器的输出端，所述模拟加法器3的输出端连接本通道中恒流单元2中误差放大器的负端，以及上一个LED通道中模拟加法器3的输入端。市电经过整流桥电路1全波整流后直接驱动灯串5，无须进行降压滤波、稳压等一系列AC-DC转换，提高了驱动照明电路系统的整体效率。恒流单元2包括误差放大器和MOS管；加入到误差放大器正向输入端的参考电压值相等。模拟加法器3用于采样电压的相加；模拟加法器包含3个单元，所述3个单元为：adder1、adder2、adder3，adder1用于通道1、通道2、通道3、通道4的采样电压VA、VB、VC、VD的相加，adder2用于通道2、通道3、通道4的采样电压VB、VC、VD的相加，adder3用于通道3、通道4的采样电压VC、VD的相加；模拟加法器的输出电压作用于误差放大器的反相输入端，进行电压负反馈。每个LED通道都加入了采样电阻，采样电阻的一端接MOS管，采样电阻的另一段接地；各个通道中采样电阻的阻值相等。在通道1中，有VREF＝(IM1+IM2+IM3+IM4)×R，在通道2中，有VREF＝(IM2+IM3+IM4)×R，在通道3中，有VREF＝(IM3+IM4)×R，在通道4中，有VREF＝IM4×R＝ILED4×R，其中,IM1、IM2、IM3、IM4分别是通道1、通道2、通道3、通道4的电流，R是采样电阻的阻值。ILED1＝ILED2+IM1，ILED2＝ILED3+IM2，ILED3＝ILED4+IM3，ILED4＝IM4。所述LED灯串5中子单元的个数与恒流单元2、采样电阻4的个数是一致的，所述LED灯串5中子单元的个数比模拟加法器3的个数多一个；所述LED灯串5中子单元的个数可以为4个，但不仅限于此数量。本专利技术的另一目的通过以下技术方案实现：一种应用于分段式AC LED的驱动照明电路的驱动方法，包括以下步骤：步骤1、通过整流桥电路1将市电全波整流，得到的周期性脉动电压VBR直接用于驱动LED灯串5；步骤2、随着VBR电压的升高，LED灯串5中的LED单元LED 1、LED2、LED3、LED 4逐个被点亮；LED受到恒流单元2的限制，流过LED单元的电流是恒定的；步骤3、采样电阻4将电流信号转化为电压信号，模拟加法3将电压信号叠加后负反馈作用于恒流单元2，进而控制恒流单元2的导通/截至，从而进行分段式控制LED单元。本专利技术将市电全波整流得到的脉动电压直接驱动LED，并利用负反馈实现分段处理和恒流控制。与直流驱动LED相比，本专利技术无须进行AC-DC转换，不需要大电容和大电感，有效减小电路系统的体积，节省成本，并提高系统效率和稳定性。与现有分段式AC LED驱动方法相比，本专利技术采用软开关实现分段处理，避免在分段点产生电流抖动。本专利技术的工作原理：本专利技术的分段式AC LED的驱动照明电路在市电经过全波整流后直接驱动LED，模拟加法器对采样电压叠加后负反馈作用于恒流单元，实现对输入电压进行分段处理，并且保证流过LED单元的电流是恒定的。驱动电路包括整流桥电路1、恒流单元2、模拟加法器3、采样电阻4、LED灯串5。该驱动芯片电路的工作过程如下：市电经过整流桥电路1全波整流后得到的周期性脉动电压VBR直接驱动LED灯串5。随着VBR电压的上升，LED1单元开始导通，LED2～4单元未达到开启电压，不能导通，因此电流经过LED1单元、MOS管M1后流入接地端。由于在该阶段中，只有通道1中有电流，通道2～4没有电流，因此节点A的采样电压VA＝IM1×R,VB＝VC＝VD＝0,模拟加法器adder1输出电压V(A+B+C+D)＝VA＝IM1×R＝ILED1×R。VBR进一步增加，流过LED1单元的电流迅速增大，当电流达到ILED1＝IM1＝VREF/R，LED1单元进入恒流状态，因此LED1单元的端电压差保持恒定。VBR升高，节点E的电压VE也跟着升高，促使LED 2单元开始导通，但是LED 3、4单元不导通，流过LED 2单元的电流ILED2迅速增加，流经MOS管M2和采样电阻。对于通道1，由于VREF＝VA+VB+VC+VD，VC＝VD＝0，节点B的电压VB逐渐升高，迫使节点A电压VA降低，流过MOS管M1的电流IM1下降。VREF＝VA+VB＝(IM1+IM2)×R＝(IM1+ILED2)×R＝I本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种分段式AC LED的驱动照明电路，其特征在于，包括：整流桥电路(1)、恒流单元(2)、模拟加法器(3)、采样电阻(4)和LED灯串(5)；所述整流桥电路(1)的一端接市电，所述整流桥电路(1)的另一端接LED灯串(5)的正极；所述LED灯串(5)的负极连接恒流单元(2)中NMOS的漏端；所述恒流单元(2)包括误差放大器和NMOS管，所述误差放大器的正端接参考电压VREF，所述误差放大器的负端接模拟加法器(3)的输出，所述误差放大器的输出端连接NMOS管的栅极；所述采样电阻(4)的一端接恒流单元(2)中NMOS的源端，所述采样电阻(4)的另一端接地；所述模拟加法器(3)的一个输入端接采样电阻(4)，所述模拟加法器(3)的输出端连接本通道中恒流单元(2)中误差放大器的负端。
【技术特征摘要】
1.一种分段式AC LED的驱动照明电路，其特征在于，包括：整流桥电路(1)、恒流单元(2)、模拟加法器(3)、采样电阻(4)和LED灯串(5)；所述整流桥电路(1)的一端接市电，所述整流桥电路(1)的另一端接LED灯串(5)的正极；所述LED灯串(5)的负极连接恒流单元(2)中NMOS的漏端；所述恒流单元(2)包括误差放大器和NMOS管，所述误差放大器的正端接参考电压VREF，所述误差放大器的负端接模拟加法器(3)的输出，所述误差放大器的输出端连接NMOS管的栅极；所述采样电阻(4)的一端接恒流单元(2)中NMOS的源端，所述采样电阻(4)的另一端接地；所述模拟加法器(3)的一个输入端接采样电阻(4)，所述模拟加法器(3)的输出端连接本通道中恒流单元(2)中误差放大器的负端。2.如权利要求1所述的分段式AC LED的驱动照明电路，其特征在于，市电经过整流桥电路(1)全波整流后直接驱动灯串(5)。3.如权利要求1所述的分段式AC LED的驱动照明电路，其特征在于，恒流单元(2)包括误差放大器和MOS管。4.如权利要求1所述的分段式AC LED的驱动照明电路，其特征在于，模拟加法器(3)用于采样电压的相加；模拟加法器包含3个单元，所述3个单元为：adder1、adder2、adder3，adder1分别用于通道2、通道3、通道4采样电压VA、VB、VC、VD的相加，adder2分别用于通道2、通道3、通道4的采样电压VB、VC、VD的相加，adder3分别用于通道3、通道4的采样电压VC、VD的相加；模拟加法器的输出电压作用于误差放大器的反相输入端，进行电压负反馈。5.如权利要求4所述的分段式AC LED的驱动照明电路，其特征在于，每个LED通道都加入了...
【专利技术属性】
技术研发人员：李国元，杨博新，梁志明，吴朝晖，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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