CN106954304A - 一种大功率长寿命交流led灯驱动控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大功率长寿命交流LED灯驱动控制电路，其包括电源电路、分压驱动电路、直接控制电路和LED负载电路；其中电源电路给分压驱动电路和直接控制电路供电；分压驱动电路与LED负载电路和直接控制电路连接，所述分压驱动电路包括分段驱动电路和折叠驱动电路。其采用4级电流采样加1级折叠的方案，在一定电压时折叠级光源并联方式工作，可以让光源较早的发光，而继续升高到一定电压折叠部分打开，并联变成串联，降低MOS管的损耗。能直接使用交流电源，在交流电源的半个周期内只有一半的LED光源被点亮，仅依靠外壳的传导散热就能满足要求。本新型既满足了LED灯直接加交流电，又降低损耗，同时最大的延长了LED灯的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于大功率长寿命交流LED灯驱动控制电路，属于 LED照明技术领域。
背景技术
LED作为一种新型的光源，以其高可靠性、节能环保、长寿等优异的特性正在不断地发展，逐渐得到大规模的应用和普及；针对照明领域，在各国政府和社会组织的大力倡导和积极扶持下，未来LED节能灯和LED 日光灯逐步取代传统的节能灯和日光灯进入家庭照明将成为LED照明技术发展的必然趋势。
从技术上看，除了LED本身的性能外，决定LED照明灯性能的核心是LED驱动电路的品质，驱动电路的优劣决定了LED灯的发光效率、寿命、可靠性、光衰减等关键特性。目前，ACLED灯是一项崭新的照明技术，在低碳经济以及高环保的时代背景下，AC LED将在LED灯具小型化、节能环保等领域提供一种新的选择，国外交流直驱LED研究现状：在AC LED技术发展的过程中，除了台湾地区以外，韩国首尔半导体公司最为积极。也只有韩国、中国台湾及美国的三家公司拥有AC LED核心技术及第一代产品。国内发展现状：日前东营大学科技园生态谷入驻企业东营市加文光电有限公司正在与浪潮华光集团合作，联合开发一种新型的交流驱动AC LED技术，项目取得了突破性进展，各项指标均已符合产业化要求，并申报了国家发明专利。加文光电成功开发了AC LED技术，彻底突破了这一技术瓶颈。加文光电在该领域的技术突破、专利申请及产品研发不仅迅速填补了AC LED灯在国内的研究空白，而且在芯片尺寸、功率、电效率及有效发光面积等重要参数方面实现了优化，处于国际领先水平，为我国LED技术的发展做出了重要贡献。
然而，现有方案由于电路比较复杂、驱动电路本身需要散热等因素制约，严重影响其稳定性和应用成本。且市场上大部分的LED灯都需要外加AC/DC转换驱动器才能工作，LED驱动器电路器件繁多，电路中的器件在工作中都会产生功耗，这样就大大的降低了LED灯的使用效率，造成了能源的浪费，同时电路中的一些器件受到寿命的限制，这样就会严重影响LED灯的寿命，
本发明提供一种简单、长寿、稳定、低成本、高功率的LED驱动控制系统，通过简单的电路设计和连接，可以设计出更多需求的LED节能灯或LED日光灯。
发明内容
本发明的目的在于提供一种既满足LED灯直接加交流电，又能降低损耗，同时最大的延长了LED灯的使用寿命。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种大功率长寿命交流LED灯驱动控制电路，其特征在于：包括电源电路、分压驱动电路、直接控制电路和LED负载电路；其中电源电路给分压驱动电路和直接控制电路供电；分压驱动电路与LED负载电路和直接控制电路连接，所述分压驱动电路包括分段驱动电路和折叠驱动电路。
其进一步，电源电路还包括依次连接的电源、限流电路、整流电路。
其进一步，所述限流电路包括保险丝，在电路出现短路或过流情况时，通过保险丝的熔断对电路加以保护。
其进一步，所述整流电路将接入的电源经整流后得到脉动直流电供分压驱动电路和直接控制电路使用。
其进一步，所述分段驱动电路为多个。
其进一步，所述LED负载电路根据整流后脉动直流电的电压实时调整亮灯的数量。
进一步，分段驱动电路为K61芯片，直接控制电路为K13芯片。
相比现有的LED灯驱动控制电路，本发明实现的优点在于：高稳定性：无单独电源驱动，性能稳定；温升低，实测温升仅20-35°，让“LED 芯片”工作更舒适；光衰小，能达到年光衰≤3％，6年总光衰≤20％；光电效率高，PF值可达99.99。高性价：无电源结构，同等品质下，直接成本低20％左右；插拔式安装，质保期限长，后期维护综合成本低。
本新型LED灯是根据整流桥的输出电压变化，实时调整成为负载的 LED的数量，实现高效率、高功率因数的LED照明驱动方案，去除了变压器、高压功率MOSFET、电解电容等制约驱动电源寿命的元器件，交流直驱电路的寿命可以是半永久，超过LED光源寿命，同时成本和体积也大大低于开关电源。
附图说明
图1是本发明的电路框图；
图2是本发明的电路原理图；
图3是本发明的分段驱动电路K61芯片管脚描述图；
图4是本发明的分段驱动电路K61芯片结构框图；
图5是本发明的直接控制电路K13芯片管脚描述图；
图6是本发明的直接控制电路K13芯片结构框图。
具体实施方式
实施例1
本电路主要由电源电路、分压驱动电路、供电电路、直流控制电路和LED负载电路组成。
进一步地，所述电源电路还包括依次连接的电源、限流电路、整流电路,其连接原理如图1所示,市电电源经限流电路到整流电路，整流电路将交流电变为脉冲直流电，然后脉冲直流电分别给分压驱动电路和直接控制电路供电，其中分压驱动电路包括依次连接的分段驱动电路1、分段驱动电路2、分段驱动电路3、分段驱动电路4以及折叠驱动电路5，每一分段驱动电路分别连接LED负载；其中限流电路包括保险丝，在电路出现短路或过流情况时，通过保险丝的熔断对电路加以保护。整流电路为桥式整流电路，直接控制电路选择LED专用集成电路K13芯片，如图5、6所示，脉冲直流电经过电阻Rh1和Rh2给K13高压芯片供电，以形成直接控制电路。分段驱动电路选择LED专用集成电路K61芯片，如图3、4所示。
本方案能直接使用交流电源，且需要的电子元件较少、电路结构简单，大大降低了生产成本，能有效地提高产品的市场竞争力。不仅如此，使用本方案的输出功率因素可以达到95％、电能转换效率可以达到90％。另外，本方案在交流电源的半个周期内只有一半的LED光源被点亮，使得光源的发热量减少一半，仅依靠外壳的传导散热就能满足要求。本新型既满足了LED灯直接加交流电，又降低损耗，同时最大的延长了LED 灯的使用寿命。
K61芯片是专为照明用LED交流市电直接驱动而创新设计的集成电路。根据整流桥的输出电压变化，实时调整成为负载LED的数量，实现高效率、高功率因数的LED照明驱动方案。配合相应的直接控制LED专用集成电路，可以组成高可靠的驱动电路。去除了变压器、高压功率 MOSFET、电解电容等制约驱动电源寿命的元器件，交流直驱电路的寿命可以是半永久，超过LED光源寿命，同时成本和体积也大大低于开关电源。过压、过流控制集成电路K13芯片，是为低压旁路取电LED交流直接驱动集成电路而设计的，可以组成高可靠的LED驱动电路。
本新型LED灯是根据整流桥的输出电压变化，实时调整成为负载的 LED的数量，实现高效率、高功率因数的LED照明驱动方案，去除了变压器、高压功率MOSFET、电解电容等制约驱动电源寿命的元器件，交流直驱电路的寿命可以是半永久，超过LED光源寿命，同时成本和体积也大大低于开关电源。
实施例2
图2为一种大功率长寿命交流LED灯驱动控制电路连接方式电路图。即为交流电源通经限流电路到整流电路，整流电路将交流电变为脉冲直流电，然后脉冲直流电分别给分压驱动电路和直接控制电路供电。给分压驱动电路供电的线路为脉冲直流电经并联LED负载L03和L04输入到串联的第一分压驱动电路和第二分压驱动电路，第一分压驱动电路选择控制两个串联LED负载LC01和LC02，从第一分压驱动电路输出的电流流经第二分压驱动电路，第二分压驱动电路为两串联LED负载 LC03和LC04，经第二分压驱动电路输出的电流再流经LED负载L05、 L06，从L06输出的电流继续流经串联的第三分压驱动电路、第四分压驱动电路以及第五分压驱动电路，其中第三分压驱动电路控制两串联 LED负载LC05、LC06，第四分压驱动电路控制两串联LED负载LC07、 LC08，第五分压驱动电路控制两串联LED负载LC09、LC10，经第五分压驱动电路输出的电流再流经LED负载L01、L02，再输出到折叠驱动电路，其中折叠驱动电路分别通过第六驱动电路控制LED负载LC11，第七驱动电路控制LED负载LC12，其中第六驱动电路与第七驱动电路并联，输出的电流再经MOS管Q2，流至MOS管Q1，MOS管Q1由直接控制电路进行控制；上述分压驱动电路与折叠驱动电路选择LED专用集成电路K61芯片进行驱动控制。且上述LED负载均设有并联电容和串联电阻等进行保护。流经直接控制电路的线路为：脉冲直流电经电阻Rh1、Rh2和Rh3给直接控制电路供电，其中直流控制电路选择过压、过流控制集成电路K13芯片，直流控制电路用于控制MOS管，过压、过流控制集成电路K13芯片可通过0-10Vdc正逻辑或负逻辑进行控制。通过上述电路中选择多个LED专用集成电路K61芯片与过压、过流控制集成电路K13芯片控制LED负载，即采用多级电流采样加1级折叠的方案，此方案在一定电压时折叠级光源并联方式工作，相当于减少了光源的串联数，可以让光源较早的发光，而继续升高到一定电压折叠部分打开，并联变成串联，这样做的优点是可以减少MOS管的压降，从而降低MOS管的损耗。能直接使用交流电源，在交流电源的半个周期内只有一半的LED光源被点亮，仅依靠外壳的传导散热就能满足要求。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (8)
1.一种大功率长寿命交流LED灯驱动控制电路，其特征在于：包括电源电路、分压驱动电路、直接控制电路和LED负载电路；其中电源电路给分压驱动电路和直接控制电路供电；分压驱动电路与LED负载电路和直接控制电路连接，所述分压驱动电路包括分段驱动电路和折叠驱动电路。
2.根据权利要求1所述的大功率长寿命交流LED灯驱动控制电路，其特征在于：所述电源电路还包括依次连接的电源、限流电路、整流电路。
3.根据权利要求2所述的大功率长寿命交流LED灯驱动控制电路，其特征在于：所述限流电路包括保险丝，在电路出现短路或过流情况时，通过保险丝的熔断对电路加以保护。
4.根据权利要求2或3所述的大功率长寿命交流LED灯驱动控制电路，其特征在于：所述整流电路将接入的电源经整流后得到脉动直流电供分压驱动电路和直接控制电路使用。
5.根据权利要求1所述的大功率长寿命交流LED灯驱动控制电路，其特征在于：所述分段驱动电路为多个。
6.根据权利要求1或2所述的大功率长寿命交流LED灯驱动控制电路，其特征在于：所述LED负载电路根据整流后脉动直流电的电压实时调整亮灯的数量。
7.根据权利要求1所述的大功率长寿命交流LED灯驱动控制电路，其特征在于：所述分段驱动电路为K61芯片。
8.根据权利要求1所述的大功率长寿命交流LED灯驱动控制电路，其特征在于：所述直接控制电路为K13芯片。
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