开关led驱动电路及led照明系统的利记博彩app
【专利摘要】本发明公开了一种LED驱动电路及照明系统，所述LED驱动电路包括电压采样电路、开关组合和开关控制电路。所述电压采样电路采样输入电压得到反映所述输入电压的采样电压。所述开关组合包括若干个开关，每个开关对应一个或多个串联的LED，在一个开关导通或关断时，该开关对应的LED被所述输入电压所驱动。所述开关控制电路根据所述采样电压确定所述开关组合中的各个开关的导通和断开。根据输入电压的变化来调整驱动的LED的个数，从而可以不需要设置电容或电感等储能元件。此外，也可以使得输出电流追踪输入电压的波形变化轨迹，从而使输出电流和输入电压保持同相位，获得较高的功率因数。
【专利说明】开关LED驱动电路及LED照明系统
【【技术领域】】
[0001]本发明涉及电路设计领域,尤其开关LED(light emitting diode,简称LED)驱动电路及LED照明系统。
【【背景技术】】
[0002]LED在照明领域的应用越来越广泛。在LED照明应用中，LED驱动电路直接影响到LED灯具的寿命和可靠性。目前常用的驱动电路包括有开关电源结构的恒流LED驱动电路，其效率较高，可以达到90%以上。然而，这种开关电源结构的恒流LED驱动电路有功率因数(Power factor)低，高频电磁干扰(EMI)大,需要用到较大的电容、电感等储能元件等缺点。
[0003]因此，有必要提出一种改进的LED驱动电路及照明系统来克服上述缺点。
【
【发明内容】
】
[0004]本发明要解决的技术问题之一在于提供一种LED驱动电路，其可以不需要电容或电感等储能元件或者仅需要较小的电容或电感等储能元件，且可以具有较高的功率因数。
[0005]本发明要解决的技术问题之二在于提供一种具有LED驱动电路的LED照明系统，所述LED驱动电路可以不需要电容或电感等储能元件或者仅需要较小的电容或电感等储能元件，且可以具有较高的功率因数。
[0006]为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种LED驱动电路，其包括:电压采样电路，采样输入电压得到反映所述输入电压的采样电压；开关组合，包括若干个开关，每个开关对应一个或多`个串联的LED，在一个开关导通或关断时，该开关对应的LED被所述输入电压所驱动；开关控制电路，根据所述采样电压确定所述开关组合中的各个开关的导通和断开。
[0007]进一步的，每个开关与对应的LED并联，所有LED相互串联，在一个开关关断时，该关断的开关对应的LED被所述输入电压驱动，在一个开关导通时，该导通的开关对应的LED不被所述输入电压驱动。
[0008]更进一步的，与每个开关对应的LED的个数为2X，X大于等于O的整数，每个开关对应的一个不同的X值，各个开关对应的X值是相邻的。
[0009]更进一步的，所述开关控制电路根据采样电压的值得到当前的输入电压所需驱动的LED的个数，并根据当前的输入电压所需驱动的LED的个数控制各个开关的导通和断开，以使得驱动的LED上流过的电流追踪输入电压的波形变化轨迹。
[0010]再进一步的，所述开关控制电路包括模数转换器和控制电路，所述模数转换器将所述采样电压的值转换成数字信号，所述控制电路内存储有输入电压和其所需驱动的LED的个数的对应关系，所述控制电路根据数字的采样电压的当前值以及所述对应关系确定当前的输入电压所需驱动的LED的个数，并根据当前的输入电压所需驱动的LED的个数控制各个开关的导通和断开。[0011 ] 根据本发明的一个方面，本发明提供了一种LED照明系统，其包括有若干个LED和LED驱动电路。所述LED驱动电路包括:电压采样电路，采样输入电压得到反映所述输入电压的采样电压；开关组合，包括若干个开关，每个开关对应一个或多个串联的LED，在一个开关导通或关断时，该开关对应的LED被所述输入电压所驱动；开关控制电路，根据所述采样电压确定所述开关组合中的各个开关的导通和断开。
[0012]与现有技术相比，在本发明中根据输入电压的变化来调整驱动的LED的个数，从而可以不需要设置电容或电感等储能元件，或者仅需要较小的电容或电感等储能元件。此外，也可以使得输出电流(流过被驱动的LED的电流)追踪输入电压的波形变化轨迹，从而使输出电流和输入电压保持同相位，获得较高的功率因数。
[0013]关于本发明的其他目的，特征以及优点，下面将结合附图在【具体实施方式】中详细描述。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0014]结合参考附图及接下来的详细描述，本发明将更容易理解，其中同样的附图标记对应同样的结构部件，其中:
[0015]图1为本发明 中的LED驱动电路在一个实施例中的电路示意图；
[0016]图2为本发明中的LED驱动电路在另一个实施例中的电路示意图。
【【具体实施方式】】
[0017]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0018]此处所称的“ 一个实施例”或“实施例”是指与所述实施例相关的特定特征、结构或特性至少可包含于本发明至少一个实现方式中。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非必须都指同一个实施例，也不必须是与其他实施例互相排斥的单独或选择实施例。在本发明中的“连接”、“接”、“相接”等表示电性连接的词均表示直接或间接的电性连接，“若干”和“多个”均表示两个或两个以上。
[0019]本发明提出一种开关LED驱动电路，其可以根据输入电压的变化来调整驱动的LED的个数，从而可以在不需要设置电容或电感等储能元件的情况下，使得LED上流过的电流(也可称为输出电流)可以追踪输入电压的波形变化轨迹，从而可以使输出电流和输入电压保持同相位，获得较高的功率因数。
[0020]图1为本发明中的LED驱动电路在一个实施例中的电路示意图。所述LED驱动电路包括电压采样电路110、开关控制电路120和开关组合130。
[0021 ] 所述LED驱动电路可以驱动若干个LED，所述LED可以组成一个LED负载阵列，输入电压Vin连接所述LED负载阵列的一端。
[0022]电压采样电路110采样所述输入电压Vin得到反映所述输入电压Vin的采样电压VD。在一个实施例中，所述分压电路110包括串联在输入电压Vin和地之间电阻Rl和电阻R2，两个电阻的中间节点提供的电压为所述采样电压VD。
[0023]所述开关组合130包括η个开关S1、S2、Sn-1和Sn，每个开关与一个或多个串联的LED并联。在一个实施例中，作为负载的LED相互串联，共2η-1个，它们串联在输入电压Vin和电阻R3之间，电阻R3的另一端接地，开关SI与I个LED (图示中的LED1)并联，开关S2与2个串联的LED (图示中的LED2、LED3)并联，开关Sn-1与2n_2个串联的LED (图示中的LED2n' LED2n_1-l)并联，开关Sn与21"1个串联的LED (图示中的LED2n' LED2n_l)并联，每个开关对应的LED可以被称为一组。其中η为大于等于I的自然数。在一个开关导通时，与该开关并联的LED由于被短路而熄灭，在一个开关断开时，与该开关并联的LED被作为驱动的LED而点亮。
[0024]所述开关控制电路120根据采样电压Vd的值确定所述开关组合130中的各个开关的导通和断开，以使得被驱动的LED上流过的电流可以追踪输入电压的波形变化轨迹，进而可以使得输出电流和输入电压保持同相位，获得较高的功率因数。所述输入电压Vin —般是周期性波动的电压，比如从OV到220* √2V(约310V)的频率为100ΗΖ的电压。由于所述采样电压Vd反映所述输入电压Vin的大小，根据采样电压Vd的实时值就可以得到所述输入电压Vin的实时值。在一个实施例中，可以在开关控制电路120上设置输入电压Vin和其所需驱动的LED的个数的对应关系，即各个输入电压Vin值都需要驱动多少个LED，而在按照上述对应关系驱动LED时，被驱动的LED上流过的电流可以追踪输入电压的波形变化轨迹。上述对应关系，可以通过计算和实验得到，举例来讲，比如300V对应100，200V对应74，100V对应42，50V对应22，当然还可以对个数进行一些微调。只要能够使得驱动的LED上流过的电流与输入电压的波形相一致即可，即输入电压越大，驱动的LED上流过的电流越大，输入电压越小，驱动的LED上流过的电流越小。之后，可以根据需要驱动的LED的个数控制各个开关的导通和断开，比如m=l (m为需要驱动的LED个数)，那么则控制开关SI断开，其余开关导通，这样只有LEDl点亮，再比如m=3，那么则控制开关SI和S2断开，其余开关导通，这样LEDl至LED3点亮，再比如m=9，那么则控制开关S1、S4 (S4未图示，其对应8个串联的LED)断开，其余开关导通，这样共有9个LED点亮。
[0025]所述开关控制电路120包括模数转换器121和控制电路122，所述模数转换器121将所述采样电压Vd的值转换成数字信号。所述控制电路122内存储有输入电压Vin和其所需驱动的LED的个数的对应关系，所述控制电路122根据数字的采样电压Vd以及其内存储的对应关系确定当前的输入电压Vin所需要驱动的LED的个数，并根据所需要驱动的LED的个数控制所述开关组合130中的各个开关的导通和断开。
[0026]这种根据输入电压Vin的变化来调整驱动的LED的个数的方案，可以使得整个LED驱动电路不需要设置电容或电感等储能元件，或者仅需要较小的电容或电感等储能元件就可以满足需求。同时，也可以使得被驱动的LED上流过的电流可以追踪输入电压的波形变化轨迹，进而可以使得输出电流和输入电压保持同相位，这样可以使LED驱动电路整体呈纯电阻性。采用这种结构的LED驱动电路，功率因数可以高达95%或以上，极大的提高了效率，同时可以降低电流的畸变，防止电磁干扰等。
[0027]在一个实施例中，所述开关可以为MOS晶体管，比如PMOS或如I所示NMOS，其栅极作为开关控制端。
[0028]图1中的所述LED驱动电路与其驱动的发光二极管LEDl至LED2n_l —起形成本发明中的LED照明系统。[0029]在一个改变的实施例中，各个开关可以与对应的各组LED串联，而各组LED之间互相并联，并且并联在输入电压Vin和电阻R3之间，各组LED之间的数目可以相差1，比如第一组为I个，第二组为2个LED串联，第三组为3个LED串联，第四组为4个LED串联，第五组为5个LED串联，以此类推。此时，在一个开关导通时，该开关对应的LED被所述输入电压Vin所驱动，而在一个开关关断时，该开关对应的LED将不被所述输入电压Vin所驱动。这样，所述开关控制电路120可以根据所述输入电压Vin所需要驱动的LED的个数来选择导通对应的开关。
[0030]图2为本发明中的LED驱动电路在另一个实施例中的电路示意图。在此实施例中，所述开关组合120包括的开关的个数η等于4，串联的LED的个数为24_1 = 15，各个开关是PMOS晶体管。
[0031]上述说明已经充分揭露了本发明的【具体实施方式】。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的【具体实施方式】所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述【具体实施方式】。
【权利要求】
1.一种LED驱动电路，其特征在于，其包括: 电压采样电路，采样输入电压得到反映所述输入电压的采样电压； 开关组合，包括若干个开关，每个开关对应一个或多个串联的LED，在一个开关导通或关断时，该开关对应的LED被所述输入电压所驱动； 开关控制电路，根据所述采样电压确定所述开关组合中的各个开关的导通和断开。
2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，每个开关与对应的LED并联，所有LED相互串联，在一个开关关断时，该关断的开关对应的LED被所述输入电压驱动，在一个开关导通时，该导通的开关对应的LED不被所述输入电压驱动。
3.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，与每个开关对应的LED的个数为2X，X大于等于O的整数，每个开关对应的一个不同的X值，各个开关对应的X值是相邻的。
4.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述开关控制电路根据采样电压的值得到当前的输入电压所需驱动的LED的个数，并根据当前的输入电压所需驱动的LED的个数控制各个开关的导通和断开，以使得驱动的LED上流过的电流追踪输入电压的波形变化轨迹。
5.根据权利要求4所述的LED驱动电路，其特征在于，所述开关控制电路包括模数转换器和控制电路，所述模数转换器将所述采样电压的值转换成数字信号，所述控制电路内存储有输入电压和其所需驱动的LED的个数的对应关系，所述控制电路根据数字的采样电压的当前值以及所述对应关系确定当前的输入电压所需驱动的LED的个数，并根据当前的输入电压所需驱动的LED的个数控制各个开关的导通和断开。
6.一种LED照明系统，其包括有若干个LED，其特征在于，其包括如权利要求1_5任一所述的LED驱动电路。
【文档编号】H05B37/02GK103458551SQ201210170641
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年5月28日 优先权日:2012年5月28日
【发明者】冯向光, 孙海, 顾奇龙, 楼建宇 申请人:冯向光