[發明專利]基于MCU的LED分段式交替導通電路及其驅動方法

有效

• 申請號: 201510565577.1
• 申請日: 2015-09-08
• 公開（公告）號: CN105142282B
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 魏栓正
• 申請（專利權）人: 鎮江蘇能光電有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明公開了一種基于MCU的LED分段式交替導通電路及其驅動方法，該電路通過MCU控制電子開關，使各段LED燈珠輪流交替導通，實現整串LED燈珠導通時間基本一致，防止部分燈珠因導通時間長而提前產生光衰現象，克服目前高壓驅動方案中各段LED燈珠導通時間不均等的問題，電路全部由半導體器件和電阻構成，其使用壽命與LED壽命相匹配，能夠達到5萬小時以上，經測試，效率達到97%，功率因數可達99%以上。

技術領域

本發明涉及電路設計領域，特別是涉及MCU智能控制、高邊驅動電路及恒流電路，具體涉及一種基于MCU的LED分段式交替導通電路及其驅動方法。

背景技術

由于LED具有單向導通、反向耐壓低、需恒流驅動的特點，因此需要由AC/DC電源變換器將交流電轉換成直流電進行供電，其中采用開關電源技術的驅動器成為主流，但開關電源需要用到大容量的電解電容、變壓器等儲能元件。因LED燈具空間的局限及工作時的高溫狀態，使得電解電容的壽命縮短，成為燈具壽命的短板。

業界為了克服這一問題，各種高壓線性驅動電路應運而生，目前主要有單段式和多段式驅動電路之分，單段式因LED導通門檻電壓，造成LED導通時間短，光效和功率因數低；多段式一般通過電子開關的控制跟隨輸入電壓波形分別投入LED燈串，提高功率因數和光效，但也存在著一部分LED燈串導通時間長而另外一些燈串導通時間短，造成導通時間長的LED燈串優先光衰的問題。

發明內容

發明目的：針對現有技術中存在的不足，本發明的目的是提供一種基于MCU的LED分段式交替導通電路，電路結構簡單，控制方便，效率高。本發明的另一目的是提供一種上述基于MCU的LED分段式交替導通電路的驅動方法，能夠實現各段LED光源導通時間基本一致，達到LED照明燈具長壽命。

技術方案：為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于MCU的LED分段式交替導通電路，包括將正弦交流電轉換為脈動直流電的整流電路、檢測輸入電壓瞬時值的電壓檢測電路、為MCU提供電源的供電電路、受MCU控制的電子開關、保持回路電流基本穩定的恒流電路和多段LED燈串；所述多段LED燈串與恒流電路串聯后接到整流電路的輸出端，每段LED燈串都并聯有電子開關，在MCU的控制下，隨時接入或斷開電路，實現LED燈串的分段點亮；所述檢測電路連接在整流電路的輸出端，檢測電路的輸出端接到MCU的A/D 轉換輸入端，由MCU檢測輸入電壓的瞬時值，以確定電子開關的接通與關斷，由此控制LED燈串的點亮順序；所述恒流電路由場效應管及取樣電阻配合MCU實現，MCU采集取樣電阻上的反饋電壓并根據電壓值輸出PMW信號，控制場效應管導通的時間，實現恒流目的；供電電路接到整流電路的輸出端，為MCU提供電源。

所述的MCU檢測過零點，控制電子開關使得LED燈串在相鄰兩個周期內的導通順序相反，實現LED燈串的均衡發光。

所述電子開關選用雙極型三極管、場效應三級管或電子繼電器。

所述多段LED燈串為3段以上LED燈串，每個LED燈串均由不少于3個LED燈串聯而成。

所述的基于MCU的LED分段式交替導通電路的驅動方法，包括：

1）通電電后，MCU的K1、K2、…Kn及PWM端口輸出低電平，使得電子開關Q1、Q2、…Qn全部處于關斷狀態，T1也關斷，全部LED燈串上無電流通過，不發光；