[发明专利]一种新型的LED驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及LED照明驱动电路，具体涉及一种基于驱动电流脉冲幅度可控的非隔离式AC-DC照明LED脉冲电流驱动方式及电路，普遍适用于各种中、大功率LED照明灯具。

背景技术

LED光源具有环保、节能、使用寿命长、驱动电压低等优点，被公认为二十一世纪最有前途的照明光源，尤其适合于办公室、教室、商场、停车场、候车室、地铁、隧道、路灯等需要长时间照明的公共场所。

在现有市电供电的LED照明灯具中，多采用隔离或非隔离的AC/DC开关电源恒流驱动方式。在这种方式下，通过照明LED的电流始终维持在一定纹波范围内恒定值，使LED连续发光。一方面，这类型驱动电路复杂，占用PCB面积及空间大，成本高。特别是在灯泡、射灯和T8光管等灯具，占用大部分空间，容易导致散热不良；另一方面，在开关电源中多使用电解电容，致使驱动电源寿命远小于灯具内LED芯片寿命。尽管AC-LED芯片仅需4个电阻即可直接用市电驱动，但电源效率低，LED芯片利用率也不高，瞬态高压应变能力差，可靠性不高；而RC降压AC驱动方式只能用在5W以内LED灯具中，并使用了电解电容滤波，效率、功率因素不高。

国内外研究文献指出：对于中小功率LED芯片，在脉冲参数选择得当情况下，脉冲驱动效果优于恒流驱动方式。因此，现有部分市电高压LED驱动电路采用了脉冲驱动方式，但这类电路(芯片)内部只有线性恒流控制部件，仅实现了脉冲驱动电流幅度不随输入电压升高而升高，如附图1所示。在附图1中，电压Ui波形为交流电经过如附图3的整流桥BR整流输出后的一个直流脉动电压波形，U1为欠压波形，U2为正常电压波形，U3为过压波形。该类型电路的缺点是，由于缺少过压降低脉冲电流幅度控制电路与过热保护电路，当输入电压长时间处在过压(由U2变成U3)状态时，尽管电流幅度保持恒定，但LED的导通时间由T2增加到T3，导致LED芯片及其驱动电路功耗增加，引起过热，缩短LED芯片寿命，甚至损坏。可见，现有脉冲恒流驱动电路只能在输入电压稳定度较高的环境中使用。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有LED脉冲驱动技术的不足，提供了一种基于驱动电流脉冲幅度受输入电压控制的LED脉冲驱动控制方式，以及由该脉冲驱动控制电路构成的无电容的LED脉冲驱动照明系统。

本发明技术方案：将线性恒流控制、过压降低脉冲电流幅度控制、过热检测控制以及驱动管等单元有机结合在一起，形成驱动电流脉冲幅度可控的具有过热保护的LED脉冲驱动控制电路。脉冲驱动控制电路内部结构如附图2所示，由LED电流检测控制器A1、过压减流控制器A2、过热检测控制器A3、内部稳压、基准电源、高压驱动管Q、偏置电路等部分组成，具有恒流、过压减流、过热保护三重功能。过压控制部分由电压取样、比较、控制电路组成。其中的驱动管可以是双极型晶体管，也可以是MOS管；电阻R6可以内置，也可以外置。

当控制电路内的驱动管为NPN型或N沟MOS管时，则由该脉冲驱动控制电路构成的驱动电流脉冲幅度可控的无电容的LED驱动照明电路如附图3所示：220V/110V市电分别接整流桥BR的交流输入端，整流桥BR正极VCC接串联LED芯片组的正极，控制电路的CD引脚接串联LED芯片组的负极；电流采样电阻R1一端接控制电路的电流采样输入端CS引脚，另一端接整流桥BR的负极；电阻R2一端接VCC，另一端接控制电路的VDD引脚；电压取样电路由R3、R4组成，R3一端接VCC，另一端与电阻R4相连并接到控制电路的电压取样输入端VCH，电阻R4另一端与控制电路GND引脚并联后接整流桥BR的负极，输入过压最小LED电流控制电阻R6一端接控制电路VDD引脚，另一端接控制电路过压减流控制器A2的输出端VCHO引脚；热感应电阻R5一端接VDD引脚，另一端接控制电路GND引脚。为防止LED串联支路中某一LED芯片开路后，造成整个串联支路数十只LED芯片不亮现象，可选择在一定数量串联LED芯片两端并联一只稳压二极管VDZ，以减小LED芯片开路后灯具黑斑面积。

进一步的，当控制电路内的驱动管为PNP型或P沟MOS管时，电流采样电阻R1一端接整流桥BR正极VCC，另一端接控制电路的CS引脚；串联LED芯片组正极接控制电路的CD引脚，其负极与整流桥负极相连；电阻R2一端接控制电路的VDD引脚，另一端接控制电路的GND引脚；而热敏电阻R5一端接VCC，另一端接控制电路的VDD引脚。

再进一步的，可由多个包含了该控制电路的串联LED芯片组并联，构成不同输出功率的无电容LED驱动照明电路，如附图4所示。