[发明专利]基于阵列开路数目观测的数字化LED驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED驱动电路。

背景技术

随着LED封装技术的不断成熟和制造工艺的不断改进，在照明领域，大功率的LED开始得到大批量的应用。我国在2009年实施“十城万盏”工程推动我国LED的发展。LED街道照明得到了较快的发展，目前，在很多城市都已经推出LED街道照明示范街道。

街道照明用LED光源的功率大多数处于100W-200W之间，由于LED单颗功率等级偏低，因此，需要通过串并联组成LED阵列。对于LED来说，最优的驱动方式是恒流供电，然而目前街道照明中的LED路灯还有很多采用的是恒压驱动器，这对于LED的寿命具有极大的影响。

LED常见的失效情况是开路，串联支路中一旦有某只LED开路，则整路LED都会熄灭。由于在大功率照明应用中，并联支路较多，为每一支路提供独立的驱动器固然可以实现各支路的独立恒流和开路保护，但是会使得LED驱动器体积过大。在集中驱动情况下，很难实现各串LED支路的独立恒流调节。

如果采用总电流闭环，一旦多并联支路中有某一串LED开路，则其他并联支路中的供电电流势必会增大，就会造成连锁反应，其它有并联支路会因为电流增大而陆续出现开路故障，直至全部并联支路开路。

实际上，这个问题早已引起人们的注意，也已经有相当多的应对方案，也能够查阅到很多相关的专利和文献。纵观这些文献和专利，要么效果不好，要么控制电路相当复杂，对于一些低成本的LED灯来说显然是不合适的。

发明内容

本发明为了解决效果不好或控制电路相当复杂的缺陷，而提出了一种基于阵列开路数目观测的数字化LED驱动电路。

本发明的基于阵列开路数目观测的数字化LED驱动电路包括功率因数校正电路、半桥谐振电路、若干个开路故障检测电路、电流采样电路和控制电路；功率因数校正电路的输入端与交流电源连接，半桥谐振电路包括第一电容C1至第四电容C4、第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、第一电阻R1至第三电阻R3、电感L1和第一二极管D1至第四二极管D4；功率因数校正电路的一个输出端同时与第一电容C1的一端、第一场效应管Q1的漏极和第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端与第二电容C2的一端连接，第二电容C2的另一端同时与第一场效应管Q1的源极、第二场效应管Q2的漏极、第二电阻R2的一端和第四电容C4的一端连接，第二电阻R2的另一端与第三电容C3的一端连接，第三电容C3的另一端同时与第一场效应管Q1的源极和第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端、第一电容C1的另一端、第二二极管D2的阳极、第四二极管D4的阴极和功率因数校正电路的另一个输出端同时接模拟地，第四电容C4的另一端与电感L1的一端连接，电感L1的另一端同时与第一二极管D1的阳极和第三二极管D3的阴极连接，第一二极管D1的阴极与第二二极管D2的阴极连接为半桥谐振电路的一个输出端，第三二极管D3的阳极和第四二极管D4的阳极连接为半桥谐振电路的另一个输出端，半桥谐振电路的两个输出端分别为LED阵列中每一路LED串提供工作电源，每一个开路故障检测电路通过两个输入端串联在LED阵列中每一路LED串的供电电源回路上，每一个开路故障检测电路的开路信号输出端与控制电路的一个开路信号输入端连接，控制电路的两个控制信号输出端分别与第一场效应管Q1的栅极和第二场效应管Q2的栅极连接，电流采样电路的电流信号输出端与控制电路的电流信号输入端连接，电流采样电路用于采集功率因数校正电路的输出电流。

本发明的目的就是克服以上现有技术的不足，提供一种可以自动检测LED中的开路故障，并根据开路LED串数目自动调整电流闭环参考值的方法。本发明兼顾了电路的简单化和低成本，解决了上述矛盾。对于LED灯可靠性提高、低成本实现具有重要的意义。

由于在电流调节过程中，LED阵列的供电电压变化范围不大，按照每只LED的额定电流得到LED的电阻值。根据并联支路正常工作的情况，谐振电感L1和第四电容C4的值，进而计算出不同开路LED串联单元下的总电流参考值。通过检测开路LED串联单元的数目来调整开关频率，从而实现恒流驱动。

附图说明

图1是本发明的基于阵列开路数目观测的数字化LED驱动电路结构示意图；图2是本发明的基于阵列开路数目观测的数字化LED驱动电路的电路图；图3是单片机25的外围器件电路图。

具体实施方式