[发明专利]一种线性多通道LED恒流驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及LED驱动控制技术领域，特别是涉及一种线性多通道LED恒流驱动电路。

背景技术

LED是一种能发光的半导体电子元件，这种电子元件早期只能发出低光度的红光，随着技术的不断进步，现在已发展到能发出可见光、红外线及紫外线的程度，光度也有了很大的提高。LED具有效率高、寿命长、不易破损、开关速度高、高可靠性等传统光源不及的优点，已被广泛应用于指示灯、显示器及照明领域。

由于LED的单向导通特性，在LED两端加反向电压时，LED灯处于反向死区、不能发光；当反向电压过大时，LED处于反向击穿区，LED灯会被损坏甚至烧毁、报废；在LED两端慢慢加正向电压时，电压很小时LED还不能导通工作；当外加正向电压大于LED的正向驱动电压VF时，LED开始导通，电流随电压增大线性增大；继续增大外加正向电压，此时的电流变化非常剧烈；当外加正向电压达到LED的正向驱动电压VF时，LED的使用效果最佳，所以需要通过一个恒流控制电路来使LED二极管工作在稳定的状态下，保证LED最有效的工作。当输入电压高于LED的正向驱动电压VF时，一般会采用所谓的Buck降压电路使电压降至和LED的正向驱动电压VF一致；反之，当输入电压低于LED的驱动电压VF的时候，须采用Boost升压电路使电压升至和LED的正向驱动电压VF一致，从而实现正常的恒流控制工作。但是升降压电路（Boost/Buck）由电感，电容等储能器件组成，占版图面积大，不利于电路的集成。与之相对的多通道线性控制电路成为近年来在LED的驱动集成电路发展的一个新方向，多通道线性控制电路是在交流市电输入条件下控制LED照明的一个简单而又有效的驱动方案，利用一系列开关电路将串联的LED灯珠逐段地接通或关闭，使串联的LED灯串的正向驱动电压和输入交流市电电压相匹配，加上电路的线性恒流控制，从而满足LED的恒流照明的控制要求，灯光亮度也比较均匀。

为了使开关能有效地控制串联的LED灯串的正向驱动电压，使其与输入电压相匹配，目前采用的控制方案有如下两种：

1）通过监测输入正弦交流电压的波形来驱动开关的逻辑。

如图1所示，当输入电压升至大于第一段LED的正向驱动电压VF1时，开通第一通道功率管M1，多通道电流检测模块13及恒流控制电路12开始工作，使第一段LED实现恒流工作；当电压继续升至大于第一、第二段的LED正向驱动电压总和VF1+VF2时，打开第二段的通道功率管M2，同时外部检测电路通过LN端口将外部控制信号输入到比较器及通道选择器11，打开下拉管M11，关闭第一段的功率管M1，并开启相应的恒流控制电路12使两段串联的LED实现恒流工作；依此类推，直到输入电压升至接近峰值，最后的功率管接通所有串联的LED，同时关闭其他通道，从而使所有LED灯串都工作在恒流状态。当输入交流电压从正弦峰值下降时采用一个逆向的逻辑控制使通道开关管依次关闭和开启，从而使LED灯串上的正向驱动电压值始终低于输入电压，以实现直接控制的目的。

2）通过监测输入正弦交流电压的时间周期来驱动开关的逻辑。

如图2所示，因为交流市电是依照正弦波的模式工作，确定了输入电压的时间频率、周期，即可以依简单的正弦公式来计算输入电压。采用定时周期开启关闭控制LED串联段的开关，使输入的市电压值和LED的正向驱动电压相匹配，也可实现直接控制的目的。分时段控制的电路需要有一个外置检测电路，将检测值通过端口LN依次送入输入信号周期采样模块21、倍频器22及通道选择器23进行处理，来测试输入电压的零点值以确定输入电压的频率和周期，并结合恒流控制模块24和多通道电流检测模块25控制相应功率管的开启关闭时间，以实现串联匹配的控制。

但无论是1)检测电压的波形控制还是2)检测输入电压的频率、周期的控制，都需由一个外置的检测电路来实现，至少在控制芯片上要有一个专用的引脚来输入这个外置检测电路的信号；另外，在LED灯串改变的情况下，要通过调节外部电阻来改变外部的控制信号，以实现开关导通的时间及其相应的输入电压与预设的LED灯串的正向驱动电压相对应，这是目前此类控制芯片的基本限制。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种线性多通道LED恒流驱动电路，用于解决现有技术中需由一个外置的检测电路来实现输入电压与LED正向驱动电压匹配的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种线性多通道LED恒流驱动电路，其特征在于，所述线性多通道LED恒流驱动电路至少包括：

电压输入模块，用于提供输入可调电压；