一種交流直驅(qū)led中的led自控串并聯(lián)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及交流直驅(qū)LED技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種交流直驅(qū)LED中的LED自控串并聯(lián)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]LED作為一種新一代發(fā)光器件，具有高效節(jié)能的突出優(yōu)點(diǎn)，正在不斷取代傳統(tǒng)照明技術(shù)而廣泛應(yīng)用。LED芯片和LED驅(qū)動(dòng)電路是LED照明的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。
[0003]新型交流直驅(qū)LED技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，逐步替代開關(guān)電源驅(qū)動(dòng)LED方式而廣泛應(yīng)用。但是，目前的交流直驅(qū)LED技術(shù)存在一個(gè)重要的技術(shù)問(wèn)題，即在交流輸入電壓較低時(shí)對(duì)應(yīng)的輸出功率太低和部分LED光源會(huì)滅燈，而在交流輸入電壓較高時(shí)對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電源效率降低和LED光源的發(fā)光效率降低的問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型是一種交流直驅(qū)LED中的LED自控串并聯(lián)電路，主要是在輸入交流電壓較高時(shí)，對(duì)稱的兩組分LED負(fù)載受控相互串聯(lián)，克服了驅(qū)動(dòng)電源效率降低和LED光源的發(fā)光效率降低的問(wèn)題;在輸入交流電壓較低時(shí)，對(duì)稱的兩組LED負(fù)載受控相互并聯(lián)，克服了輸出功率太低和部分LED光源會(huì)滅燈的問(wèn)題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:一種交流直驅(qū)LED中的LED自控串并聯(lián)電路，包括由N個(gè)同向串聯(lián)的發(fā)光二極管LEDAl?LEDAN組成的第一 LED負(fù)載子電路S1、由N個(gè)同向串聯(lián)的發(fā)光二極管LEDBl?LEDBN組成的第二LED負(fù)載子電路S2、隔離防反二極管D1、第一自控電子開關(guān)集成電路Ul和第二自控電子開關(guān)集成電路U2、兩個(gè)電壓電流采樣電阻Rl和R2組成，所述發(fā)光二極管LEDAl的陽(yáng)極作為第一LED負(fù)載子電路SI的電流流入端，發(fā)光二極管LEDAN的陰極作為第一LED負(fù)載子電路SI的電流流出端，所述發(fā)光二極管LEDBl的陽(yáng)極作為第二 LED負(fù)載子電路S2的電流流入端，發(fā)光二極管LEDBN的陰極作為第二LED負(fù)載子電路S2的電流流出端;所述第一 LED負(fù)載子電路SI的電流輸出端與隔離防反二極管Dl的陽(yáng)極相連，隔離防反二極管Dl的陰極與第二 LED負(fù)載子電路S2的電流流入端相連;所述第一自控電子開關(guān)集成電路Ul的電流流入端Hl與第一 LED負(fù)載子電路SI的電流流入端相連，第一自控電子開關(guān)集成電路Ul的電流流出端LI分別與隔離防反二極管Dl的陰極、第二LED負(fù)載子電路S2的電流流入端相連;所述第二自控電子開關(guān)集成電路U2的電流流入端H2分別與第一 LED負(fù)載子電路SI的電流流出端、隔離防反二極管Dl的陽(yáng)極相連，第二自控電子開關(guān)集成電路U2的電流流出端L2與第二 LED負(fù)載子電路S2的電流流出端相連;第一自控電子開關(guān)集成電路Ul的電壓電流控制端KI通過(guò)電阻Rl接參考地GND，第二自控電子開關(guān)集成電路U2的電壓電流控制端K2通過(guò)電阻R2接參考地GND;對(duì)Dl而言，Ul和U2形成交叉控制，SPDl的負(fù)端與Ul的電子開關(guān)的電流流出端相連，Dl的正端與U2的電子開關(guān)的電流流入端相連；
[000?]所述第一和第二自控電子開關(guān)集成電路Ul和U2為同型號(hào)的自控電子開關(guān)集成電路U。所述自控電子開關(guān)集成電路U包括電壓電流采樣電路F1、基準(zhǔn)電壓電路F2、比較放大電路F3和電子開關(guān)電路F4，所述電壓電流采樣電路的輸入端作為自控電子開關(guān)集成電路U的電壓電流控制端K，電壓電流采樣電路、基準(zhǔn)電壓電路的輸出端均與比較放大電路的輸入端相連，比較放大電路的輸出端與電子開關(guān)電路的輸入端相連，電子開關(guān)電路的兩路輸出端分別作為自控電子開關(guān)集成電路U的電流流入端H、電流流出端L;
[0007]當(dāng)?shù)谝蛔钥仉娮娱_關(guān)集成電路Ul和第二自控電子開關(guān)集成電路U2內(nèi)部的電子開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，第一自控電子開關(guān)集成電路Ul的電流流入端Hl與電流流出端LI端之間導(dǎo)通而接近短路，第二自控電子開關(guān)集成電路U2的電流流入端H2與電流流出端L2端之間導(dǎo)通而接近短路，隔離防反二極管Dl反向隔離偏置，此時(shí)第一 LED負(fù)載子電路SI和第二 LED負(fù)載子電路S2相互并聯(lián)；當(dāng)?shù)谝蛔钥仉娮娱_關(guān)集成電路Ul和第二自控電子開關(guān)集成電路U2內(nèi)部的電子開關(guān)關(guān)斷時(shí)，第一自控電子開關(guān)集成電路Ul的電流流入端Hl與電流流出端LI端之間截止而接近斷路，第二自控電子開關(guān)集成電路U2的電流流入端H2與電流流出端L2端之間截止而接近斷路，隔離防反二極管Dl正向?qū)ǎ藭r(shí)第一 LED負(fù)載子電路SI和第二 LED負(fù)載子電路S2相互串聯(lián)。
[0008]所述第一自控電子開關(guān)集成電路Ul對(duì)交流直驅(qū)LED電路的輸入交流瞬態(tài)電壓進(jìn)行采樣，經(jīng)第一自控電子開關(guān)集成電路Ul內(nèi)部的比較放大電路將電壓電流采樣電路的采樣電壓與基準(zhǔn)電壓電路提供的基準(zhǔn)電壓比較放大后，驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)，自動(dòng)控制第一自控電子開關(guān)集成電路Ul的輸出開關(guān)狀態(tài);所述第一自控電子開關(guān)集成電路U1、第二自控電子開關(guān)集成電路U2對(duì)第一 LED負(fù)載子電路SI和第二 LED負(fù)載子電路S2進(jìn)行并聯(lián)或串聯(lián)的自動(dòng)控制，二極管Dl起隔離防反作用。
[0009]多個(gè)同樣結(jié)構(gòu)的LED自控串并聯(lián)電路單元相互串聯(lián)，構(gòu)成數(shù)級(jí)LED自控串并聯(lián)電路。
[0010]所述交流直驅(qū)LED中的LED串并聯(lián)自控電路不僅適用于單相220V或I1V等交流直驅(qū)LED技術(shù)，也適用于三相380V等電壓的交流直驅(qū)LED技術(shù)，同時(shí)也適用于直流高壓直驅(qū)LED技術(shù)。
[0011]自控電子開關(guān)集成電路Ul和U2、二極管Dl，也可以同時(shí)集成在同一個(gè)多管腳的更大規(guī)模的集成電路內(nèi)。
[0012]由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下:第一，它由兩組對(duì)稱的同向串聯(lián)的LED負(fù)載子電路SI和S2、一個(gè)隔離防反二極管D1、兩個(gè)同型號(hào)的自控電子開關(guān)集成電路Ul和U2、以及兩個(gè)電壓電流采樣電阻Rl和R2組成。Ul的電流流入端Hl與SI的電流流入端相連，SI的電流流出端與Dl的陽(yáng)極和U2的電流流入端H2相連，Dl的陰極與S2的電流流入端和Ul的電流流出端LI相連，U2的電流流出端L2與S2的電流流出端相連，Rl和R2進(jìn)行電壓電流采樣;第二，當(dāng)輸入交流瞬態(tài)電壓較高時(shí)，對(duì)稱的兩組LED負(fù)載受控相互串聯(lián)。當(dāng)輸入交流瞬態(tài)電壓較低時(shí)，對(duì)稱的兩組LED負(fù)載受控相互并聯(lián)。第三，在輸入交流電壓較高時(shí)，對(duì)稱的兩組LED負(fù)載受控相互串聯(lián)，克服了驅(qū)動(dòng)電源效率降低和LED光源的發(fā)光效率降低的問(wèn)題;在輸入交流電壓較低時(shí)，對(duì)稱的兩組LED負(fù)載受控相互并聯(lián)，克服了輸出功率太低和部分LED光源會(huì)滅燈的問(wèn)題。第四，本實(shí)用新型不僅包括一級(jí)單元控制方式，也包括兩級(jí)或更多級(jí)數(shù)的單元控制電路相互串聯(lián)使用;第五，本實(shí)用新型對(duì)交流直驅(qū)LED的技術(shù)發(fā)展和LED照明技術(shù)的應(yīng)用具有重要意義，具有良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0014]圖2為圖1中自控電子開關(guān)集成電路Ul或U2的集成電路U的框圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型應(yīng)用于18W交流直驅(qū)LED日光燈管的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1所示，一種交流直驅(qū)LED中的LED自控串并聯(lián)電路，包括由N個(gè)同向串聯(lián)的發(fā)光二極管LEDAl?LEDAN組成的第一LED負(fù)載子電路S1、由N個(gè)同向串聯(lián)的發(fā)光二極管LEDBl?LEDBN組成的第二 LED負(fù)載子電路S2、隔離防反二極管D1、第一自控電子開關(guān)集成電路Ul和第二自控電子開關(guān)集成電路U2、兩個(gè)電壓電流采樣電阻Rl和R2組成，所述發(fā)光二極管LEDAl的陽(yáng)極作為第一 LED負(fù)載子電路SI的電流流入端，發(fā)光二極管LEDAN的陰極作為第一LED負(fù)載子電路SI的電流流出端，所述發(fā)光二極管LEDBl的陽(yáng)極作為第二 LED負(fù)載子電路S2的電流流入端，發(fā)光二極管LEDBN的陰極作為第二 LED負(fù)載子電路S2的電流流出端;所述第一LED負(fù)載子電路SI的電流輸出端與隔離防反二極管Dl的陽(yáng)極相連，隔離防反二極管Dl的陰極與第二 LED負(fù)載子電路S2的電流流入端相連;所述第一自控電子開關(guān)集成電路Ul的電流流入端Hl與第一 LED負(fù)載子電路SI的電流流入端相連，第一自控電子開關(guān)集成電路Ul的電流流出端LI分別與隔離防反二極管Dl的陰極、第二 LED負(fù)載子電路S2的電流流入端相連；所述第二自控電子開關(guān)集成電路U2的電流流入端H2分別與第一 LED負(fù)載子電路SI的電流流出端、隔離防反二極管Dl的陽(yáng)極相連，第二自控電子開關(guān)集成電路U2的電流流出端L2與第二LED負(fù)載子電路S2的電流流出端相連;第一自控電子開關(guān)集成電路Ul的電壓電流控制端KI通過(guò)電阻RI接參考地GND，第二自控電子開關(guān)集成電路U2的電壓電流控制端K2通過(guò)電阻R2接參考地GND;對(duì)01而言，Ul和U2形成交叉控制，即Dl的負(fù)端與Ul的電子開關(guān)的電流流出端相連，Dl的正端與U2的電子開關(guān)的電流流入端相連；
[0017]如圖2所示，所述第一和第二自控電子開關(guān)集成電路Ul和U2為同型號(hào)的自控電子開關(guān)集成電路U。所述自控電子開關(guān)集成電路U包括電壓電流采樣電路F1、基準(zhǔn)電壓電路F2、比較放大電路F3和電子開關(guān)電路F4，所述電壓電流采樣電路的輸入端作為自控電子開關(guān)集成電路U的電壓電流控制端K，電壓電流采樣電路、基準(zhǔn)電壓電路的輸出端均與比較放大電路的輸入端相連，比較放大電路的輸出端與電子開關(guān)電路的輸入端相連，電子開關(guān)電路的兩路輸出端分別作為自控電子開關(guān)集成電路U的電流流入端H、電流流出端L;
[0018]當(dāng)?shù)谝蛔钥仉娮娱_關(guān)集成電路Ul和第二自控電子開關(guān)集成電路U2內(nèi)部的電子開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，第一自控電子開關(guān)集成電路Ul的電流流入端Hl與電流流出端LI端之間導(dǎo)通而接近短路，第二自控電子開關(guān)集成電路U2的電流流入端H2與電流流出端L2端之間導(dǎo)通而接近短路，隔離防反二極管Dl反向隔離偏置，此時(shí)第一 LED負(fù)載子電路SI和第二 LED負(fù)載子電路S2相互并聯(lián)；當(dāng)?shù)谝蛔钥仉娮娱_關(guān)集成電路Ul和第二自控電子開關(guān)集成電路U2內(nèi)部的電子開關(guān)關(guān)斷時(shí)，第一自控電子開關(guān)集成電路Ul的電流流入端Hl與電流流出端LI端之間截止而接近斷路，第二自控電子開關(guān)集成電路U2的電流流入端H2與電流流出端L2端之間截止而接近斷路，隔離防反二極管Dl正向?qū)ǎ藭r(shí)第一 LED負(fù)載子電路SI和第二 LED負(fù)載子電路S2相互串聯(lián)。
[0019]所述第一自控電子開關(guān)集成電路Ul對(duì)交流直驅(qū)LED電路的輸入交流瞬態(tài)電壓進(jìn)行采樣，經(jīng)第一自控電子開關(guān)集成電路Ul內(nèi)部的比較放大電路將電壓電流采樣電路的采樣電壓與基準(zhǔn)電壓電路提供的基準(zhǔn)電壓比較放大后，驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)，自動(dòng)控制第一自控電子開關(guān)集成電路Ul的輸出開關(guān)狀態(tài);所述第一自控電子開關(guān)集成電路U1、第二自控電子開關(guān)集成電路U2對(duì)第一 LED負(fù)載子電路SI和第二 LED負(fù)載子電路S2進(jìn)行并聯(lián)或串聯(lián)的自動(dòng)控制，二極管Dl起隔離防反作用。
[0020]多個(gè)同樣結(jié)構(gòu)的LED自控串并聯(lián)電路單元相互串聯(lián)，構(gòu)成數(shù)級(jí)LED自控串并聯(lián)電路。
[0021]所述交流直驅(qū)LED中的LED串并聯(lián)自控電路不僅適用于單相220V