[发明专利]LED恒流PWM驱动电路及三基色LED混光驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及LED技术领域，尤其涉及一种LED恒流PWM驱动电路及三基色LED混光驱动电路。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)由于具有体积小、节能、环保、使用寿命长等优点，成为传统光源最有潜力的替代品之一。

LED白光光源产生有多种方法，一种是利用蓝光LED激发黄色荧光粉来产生白光，但此种方法制造的白光LED的出光存在较大的随机性，并且由于荧光粉老化，LED的效率将会降低。而三基色混光则是一种较好的白光产生方法。三基色混光是利用红光LED、蓝光LED以及绿光LED进行混光，根据CIE(国际照明委员会)色度图，光的色温与三基色的比例量r(λ)、g(λ)及b(λ)有关，并且满足条件r(λ)+g(λ)+b(λ)=1，因此，三基色混光不仅可以改变LED电流的脉宽实现亮度调节，而且可以根据用户的喜好改变三基色流明的比例获得LED的色温调节。目前LED的常用调光技术有PWM调光和模拟调光，前者的调光原理是控制流经LED电流的导通时间，后者的调光原理是直接控制流经LED电流的大小。

三端双向开关(TRIAC，双向晶闸管)是电力电子领域的常用的整流器件，通过门极的控制信号可以实现其在两个方向上的导通。当TRIAC导通后，门极控制信号便失去控制作用，当通过TRIAC的电流低于维持电流，TRIAC由导通变为截止。基于TRIAC的调光器目前广泛应用于对白炽灯和卤素灯等纯阻性负载的调光应用中，其基本原理是通过控制TRIAC的触发时刻来控制TRIAC的导通时间，进而实现对光源(负载)电压的调节，从而达到调光的目的。

对于容性负载的LED照明灯具来说，TRIAC调光器会带来五大不利影响，因此严格来说这不是一种优质的调光技术。第一大不利影响是TRIAC调光不可避免地会破坏功率因子，因为它采用截波方式进行调光，特别是深度调光时，功率因子会变得很低，并进而影响整个电网的质量；第二大不利影响是TRIAC调光会产生严重EMI干扰，因为当负载是容性时，可控硅导通截止会在输出电流波形上产生强烈突波，而这一突波电流会带来严重EMI干扰；第三大不利影响是TRIAC调光会造成整个灯具的电源转换效率低下，当进行深度调光时，效率会低于20％；第四大不利影响是TRIAC调光器与LED照明灯具是不匹配的，而这容易造成输出光闪烁问题，影响消费者使用体验，甚至会带来健康问题；第五大不利影响是TRIAC调光器会带来严重的THD(总谐波失真)问题，而国际能源标准如电流谐波标准的兼容性测试EN61000-3-2开始要求严格的THD规范。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种LED恒流PWM驱动电路及三基色LED混光驱动电路，以改进现有LED的TRIAC调光方案，克服以上五大问题。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种LED恒流PWM驱动电路。该LED恒流PWM驱动电路包括：三端双向开关电路，与交流电源相连接，用于将交流电源提供的正弦交流信号转换成正弦斩波波形信号；PWM波形信号产生电路，与三端双向开关电路相连接，用于利用正弦斩波波形信号产生PWM波形信号；LED恒流驱动电路，与PWM波形信号产生电路相连接，用于利用PWM波形信号控制LED光源的导通和关断，从而实现LED的恒流PWM驱动。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种三基色LED混光驱动电路。该三基色LED混光驱动电路包括：第一LED恒流PWM驱动电路、第二LED恒流PWM驱动电路和第三LED恒流PWM驱动电路；其中，该三个LED恒流PWM驱动电路均为上述的LED恒流PWM驱动电路，分别驱动红光LED光源、蓝光LED光源和绿光LED光源。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明LED恒流PWM驱动电路及三基色LED混光驱动电路具有以下有益效果：

(1)三端双向开关(TRIAC)电路直接驱动负载为阻性负载，不是容性负载，因而该技术方案能保证高功率因子，不会影响整个电网的质量；

(2)三端双向开关(TRIAC)电路直接驱动负载为电阻，因而该技术方案不会在输出波形上产生强烈突波，继而不会带来严重的EMI干扰；

(3)三端双向开关(TRIAC)电路直接驱动负载为电阻，电源转换效率主要由LED恒流PWM驱动电路的效率决定，显然，该技术方案中的LED恒流PWM驱动电路的效率比传统TRIAC调光高；

(4)采用恒流驱动及PWM调控，与LED灯具兼容性高；