一種采用交流市電的led照明驅(qū)動電路及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及L邸照明領(lǐng)域，特別設(shè)及一種采用交流市電的L邸照明驅(qū)動電路及方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] L邸照明驅(qū)動電路，就是能夠使采用L邸作為發(fā)光器件的照明設(shè)備能夠正常工作 所需要的電源電路，能夠為L邸器件的正常工作提供所需的電壓和電流。
[0003] 目前，由于LED比傳統(tǒng)光源在節(jié)能方面具有較高的效率，其應(yīng)用越來越廣泛，各種 L邸照明產(chǎn)品中所使用的驅(qū)動電源結(jié)構(gòu)也越來越豐富。早期的L邸驅(qū)動電源多為AC/DC模 式，由于變壓器與開關(guān)電源電路的存化嚴(yán)重影響了系統(tǒng)效率與LED燈具的壽命。AC(即交 流電）L邸技術(shù)的出現(xiàn)使其驅(qū)動電源可直接采用交流市電驅(qū)動。
[0004] AC(即交流電）LED分段式驅(qū)動電路無需電解電容進行電壓儲能，功率因素較高， 整燈壽命也不會受制于電容，但此驅(qū)動方式也有不足之處。目前所存在的分段式驅(qū)動方案 分為分段式恒流驅(qū)動與分段式可變電流驅(qū)動。如圖1，分段式恒流驅(qū)動在每個波段內(nèi)采用恒 流處理，將會有很大的電壓降落在高壓開關(guān)管上，該部分將會W熱能的形式浪費在開關(guān)管 上，嚴(yán)重影響系統(tǒng)效率。為了提高系統(tǒng)效率，此方案大多采用增加分段段數(shù)的方式，該種方 法，將會集成更多的高壓管在巧片內(nèi)，電路結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜，嚴(yán)重增加了成本與開發(fā)周期。 如圖2,分段式可變電流驅(qū)動相較于分段式恒流驅(qū)動具有更高的系統(tǒng)效率，但是為了解決電 壓波峰波動等非理想因素的影響，在高壓區(qū)域關(guān)斷所有的L邸負(fù)載，該將影響L邸的燈珠利 用率，增大閃爍效應(yīng)。為了減小該一效應(yīng)，此方案在L邸燈串后接入阻性負(fù)載，增長了LED 點亮?xí)r間，但是該種方案對閃爍效應(yīng)的改善有限，并會有大量電能W熱能的形式浪費在阻 性負(fù)載上，影響系統(tǒng)效率。
[0005] 由L邸器件的伏安特性可知，在其正常工作電壓條件下，電壓的細(xì)小差異會導(dǎo)致 電流的明顯波動，而L邸的光強主要和流過L邸的電流有關(guān)。在實際應(yīng)用中，即使同一廠家 同一批次生產(chǎn)的L邸巧片，其伏安特性曲線也會存在著差異。因此依據(jù)固定分壓比進行分 段的驅(qū)動方式，由于用于比較的參考電壓精度W及L邸巧片伏安特性差異的原因，使得燈 串中LED的工作電流不可精確預(yù)測和設(shè)計，出現(xiàn)欠流或者過流的驅(qū)動狀態(tài)。欠流會造成燈 串的亮度偏暗，而過流則會對LED巧片造成損害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種采用交流市電的LED照 明驅(qū)動電路。
[0007] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種采用交流市電的L邸照明驅(qū)動方法。
[000引本發(fā)明的目的通過W下的技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0009] 一種采用交流市電的L邸照明驅(qū)動電路，包括整流橋電路、同相位分壓模塊、上升 下降檢測模塊、上升邏輯控制模塊、采樣保持模塊、下降邏輯控制模塊、邏輯選擇模塊、通道 選擇模塊、L邸燈串、電流監(jiān)控電路、恒流電路、可變電阻；
[0010] 通過整流橋電路將交流市電全波整流，得到的脈沖電壓VCP直接用于驅(qū)動LED 燈串；通過同相位分壓電路將脈沖電壓VCP降為相同相位的波峰大小等于4V的交流電壓 VSIN;通過上升下降檢測模塊檢測電壓VSIN，分辨出脈沖電壓VCP處于上升或者下降階段； 在上升階段，邏輯選擇模塊將選擇上升邏輯控制模塊的輸出作為通道選擇模塊的控制信 號；在下降階段，邏輯選擇模塊將選擇下降邏輯控制模塊的輸出作為通道選擇模塊的控制 信號；電流監(jiān)控電路反饋給上升邏輯控制模塊和采樣保持模塊；高壓階段通過恒流電路控 制流過L邸燈串的電流恒定在一預(yù)設(shè)正值；通過改變可變電阻的大小改變電流預(yù)設(shè)值的大 小用于兼容不同特征電流的LED負(fù)載。
[0011] 所述的同相位分壓模塊包括電阻R1、R2,市電經(jīng)整流橋整流后連接電阻R1的一 端，電阻R1與電阻R2串聯(lián)分壓，電阻R2的一端接地，電阻R1與電阻R2的連接端作為同相 位分壓模塊的輸出端，輸出信號VSIN。VSIN/VCP= 4/310,所W在正常的市電下，VSIN波峰 為4V。
[0012] 所述的上升下降檢測模塊為順時針雙穩(wěn)態(tài)遲滯比較器，順時針雙穩(wěn)態(tài)遲滯比較器 的負(fù)輸入端口與同相位分壓模塊輸出端相連，通過檢測VSIN信號將周期性脈動電壓VCP劃 分為上升階段、高壓階段與下降階段。
[0013] 所述的上升邏輯控制模塊，由N個順序連接的D觸發(fā)器組成，其中N由L邸燈串中 的L邸分段個數(shù)M決定，N=M-1，N為正整數(shù)，每個D觸發(fā)器的使能端EN連接上升下降檢 測模塊的輸出端，時鐘端CLC連接電流檢測電路的輸出端，第一個D觸發(fā)器的D端口接地， 后面的每個D觸發(fā)器的D端口接前一個D觸發(fā)器的輸出端Q，每個D觸發(fā)器的輸出端Q作為 上升邏輯控制模塊的輸出。
[0014] 所述的采樣保持模塊由L個該樣的采樣保持電路并列組成，其中，L由L邸燈串中 的L邸分段個數(shù)M決定，L=M-1，L為正整數(shù)；所述的采樣保持電路包括順序相連的與非 n、反相器、開關(guān)，與非口兩個輸入端分別連接上升邏輯控制模塊的輸出端、上升下降檢測 模塊的輸出端，分別用于接收上升邏輯控制模塊輸出的SU信號、上升下降檢測模塊輸出的 UD信號；與非口的輸出端連接反相器的輸入端，反相器的輸出端連接開關(guān)的控制端；開關(guān) 的輸入端連接同相位分壓模塊的輸出端，用于接收同相位分壓模塊的輸出信號VSIN，開關(guān) 的輸出端連接電容的一端，電容另一端接地。所述的采樣保持模塊由CMOS開關(guān)與片內(nèi)電容 組成的采樣保持電路構(gòu)成，并W電流監(jiān)控電路的輸出作為開關(guān)控制信號；在上升階段時，當(dāng) 采樣保持模塊檢測到電流監(jiān)控電路輸出信號中的脈沖信號，電路從采樣階段轉(zhuǎn)換為保持階 段，保持此刻的VSIN電壓大小，作為下降邏輯控制模塊的分段依據(jù)。
[0015] 所述的邏輯選擇模塊由K個兩個開關(guān)并聯(lián)的結(jié)構(gòu)組成，其中K由L邸燈串中的LED 分段個數(shù)M決定，K=M-1，K為正整數(shù)，所述的兩個開關(guān)并聯(lián)的結(jié)構(gòu)包括并聯(lián)的開關(guān)A、B， 開關(guān)A的控制端連接上升下降檢測模塊的輸出端，開關(guān)A的輸入端接上升邏輯控制模塊的 輸出端；開關(guān)B的的控制端連接上升下降檢測模塊的輸出端反相后的信號，開關(guān)A的輸入端 連接下降邏輯控制模塊的輸出端；開關(guān)A、開關(guān)B的的輸出端連接在一起，作為邏輯選擇模 塊的輸出端。
[0016] 所述的電流監(jiān)控電路為比較器CMP，比較器CMP的正輸入端連接通道選擇模塊的 開關(guān)S1~SN的源極，并由可變電阻RC1連接到地，比較器CMP的負(fù)輸入端輸入?yún)⒖茧妷?VREFl;比較器CMP的輸出端口為I_TEST，當(dāng)電流達(dá)到VREFl/RCl時，輸出I_TEST中會出現(xiàn) 一個脈沖信號。
[0017] 所述的恒流電路為誤差放大器AMP，誤差放大器AMP的負(fù)輸入端連接通道選擇模 塊的開關(guān)SO的源極，并由可變電阻RC2連接到地，正輸入端輸入?yún)⒖茧妷篤RE巧，誤差放大 器AMP的輸出端連接開關(guān)SO的柵極。
[0018] 本發(fā)明的另一目的通過W下的技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0019] 一種采用交流市電的LED照明驅(qū)動方法，包含W下順序的步驟：
[0020] S1.交流市電經(jīng)過整流橋電路全波整流后，輸出具有周期性的高壓脈動電壓VCP; 在該脈動電壓VCP的一個周期內(nèi)，電壓從谷值變化到峰值的過程為上升階段，電壓從峰值 變化到谷值的過程為下降階段，在波峰附近稱為高壓部分；
[0021] S2.同相位分壓電路對整流后的高壓脈動電壓VCP按一定的比例進行線性分壓， 得到低壓脈動電壓VSIN提供給上升下降檢測模塊與采樣保持模塊；
[0022] S3.上升下降檢測模塊把分壓后的低壓脈動電壓VSIN信號轉(zhuǎn)換成與其具有相同 周期頻率的方波信號，該方波信號的高電平表示VSIN處于上升階段；低電平表示VSIN處于 下降階段；因VSIN與VCP具有相同的相位，所W此方波信號同樣可W用來指示VCP信號處 于上升或下降階段；
[0023] S4.將上升下降檢測模塊的輸出方波信號提供給上升邏輯控制模塊、采樣保持模 塊、降邏輯控制模塊與邏輯選擇模塊，用于不同階段的邏輯控制；
[0024] S5.通道選擇模塊為L邸燈串提供一個W上的導(dǎo)通通路；
[0025] S6.電流監(jiān)控電路用于監(jiān)控上升階段各個波段流過L邸燈串的電流大小，每當(dāng)電 流達(dá)到預(yù)設(shè)值時，電流檢測電路將脈沖信號輸出至上升邏輯控制模塊與采