[發明專利]一種數字定時恒功率交流直接驅動LED電路

在審

• 申請號: 201710878696.1
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN109561539A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 顏曉鐘
• 申請（專利權）人: 丹陽市得煜新能源應用有限公司
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種數字定時恒功率交流直接驅動LED電路，包括一個整流橋、一個MCU、n個可關斷恒流電路、n個輔助電源和n個LED燈串，所述整流橋將輸入的50Hz正弦波交流電整流為100Hz全波，加在輔助電源、LED燈串和恒流電路串聯而成的電路兩端，所述輔助電源為MCU提供工作電壓，MCU對輸入電壓進行采樣，以輸入電流流過零時間為基準，計算n個可關斷恒流電路關斷和開通的時間，并輸出n路開關量信號對恒流電路進行控制。本發明通過時間控制解決了輸入電壓變化帶來的占空比變化問題，使每周期內流過LED的電流有效值不變，有效提高了電源調整率，使燈串發光穩定，不隨輸入電壓的變化而變化。

技術領域

本發明涉及LED電路技術領域，尤其涉及一種數字定時恒功率交流直接驅動LED電路。

背景技術

韓國首爾半導體在2005年發明了可以用直流直接驅動使燈具發光的ACLED，美國III-N Technology也發明了單芯片發光二極管(ACLED),系統應用方案大大簡化，系統效率達到92%以上。

臺灣“工業技術研究院”2008年完成可產業化生產并有實際應用系統方案的ACLED產品，可直接插電于60Hz或更高頻率的AC110V交流電壓使其交流發光。

然而ACLED燈具電路中，交流電壓經整流后直接加在LED兩端。由于LED導通閥值電壓的存在，LED只在輸入電壓高于閥值電壓后才導通，功率因數僅有0.65左右，導通電流波形為脈動直流，輸入電壓和LED的閥值不變時，占空比不變。

另外，交流輸入的頻率較為穩定，但是隨著輸入電壓會因電網供電質量決定，在一定的范圍內波動，當輸入交流電壓降低時，電壓達到LED閥值所需要的時間長，LED電流占空比減小，流過LED的電流有效值減小，燈具變暗；當輸入交流電壓升高時，電壓達到LED閥值所需的時間短，LED電流占空比變大，流過LED的電流有效值變大，燈具變亮。也就是說，交流的ACLED電路，其工作受電壓波動的影響，亮度會隨輸入電壓的變化而變化，不能提供穩定的光輸出。

發明內容

本發明的目的對于現有技術存在功率因數低、亮度隨輸入電壓變化而變化的問題加以解決，提供一種長壽命、低成本、節電效果好的高功率因數、工作電流不隨輸入電壓變化而變化的LED照明燈驅動控制電路。

為達到以上目的，本發明是采用如下技術方案予以實現的：

一種數字定時恒功率交流直接驅動LED電路，包括一個整流橋、一個微處理器（MCU）、n個可關斷恒流電路、n個輔助電源和n個LED燈串。整流橋將輸入的50Hz正弦波交流電整流為100Hz全波，加在輔助電源、LED燈串和恒流電路串聯而成的電路兩端。輔助電源為MCU提供工作電壓，MCU對輸入電壓進行采樣，以輸入電流流過零時間為基準，計算n個可關斷恒流電路關斷和開通的時間，并輸出n路開關量信號對恒流電路進行控制。可關斷恒流電路 (i=1,2,3……n,n≥2)將LED分為n段，每段LED的數量既可相同也可不同，每個可關斷恒流電路的工作電流可依據設計需求進行設置，獲得不同的工作電流波形，恒流電路所需的工作電壓既可由輔助電路提供，也可從100Hz全波上獲取。n個可關斷恒流電路中，每個可關斷恒流電路的輸入端接相應的LED的負端，輸出端接整流橋的負端。

進一步的，由于輸入交流電的50Hz頻率非常穩定，相應的整流后的100Hz全波周期也為非常穩定的10ms。

更進一步的，所述MCU將每個全部波周期按照波形的上升和下降分為n段，在波形上升期時間段按升冪排列（i=1,2……n）,在波形下降期時間段按降冪排列（i=n……2,1），在時間段內，對應的第個恒流電路導通，其余的恒流電路均關斷。隨著電壓的上升和下降，MCU依據固定的時間依次控制n個可關斷恒流電路，來制流經每段LED的電流，這樣既能使得電壓變化時，每段電壓都能得到充分的利用，又依據輸入電壓峰值變化但周期不變的特性，通過MCU控制工作電流占空比不變，保持工作電流有效值不變，達到提高功率因數和電源調整率的目的。