[0001] 本申请涉及电子技术领域， 更具体地说， 涉及一种全电压 LED线性恒流驱动电 路。

背景技术

[0002] 近年来， LED替代传统白炽灯等作为照明电源得到广泛的 应用， LED驱动常见 的分为传统的幵关电源驱动和线性驱动， 其中线性驱动以其简单的系统结构和 低廉的成本越来越普及。

[0003] 普通的线性恒流驱动电路结构如图 1所示， 该线性驱动电路有一个缺点就是无 法实现宽电压应用， 输出负载 LED的数量决定了输入电压只能在一个很小的范 围 内变化， 当输入电压低于工作电压吋， LED无法点亮； 当输入电压高于工作电压 吋， 驱动功耗加大， 温度上升， 影响可靠性。

技术问题

[0004] 本申请提出一种全电压 LED线性恒流驱动电路， 能使 LED在不同的工作电压下 实现串并转换。

问题的解决方案

技术解决方案

[0005] 为此， 本申请提出以下技术方案：

[0006] 一种全电压 LED线性恒流驱动电路， 包括： 二极管、 第一 LED、 第二 LED、 串 并转换电路、 第一恒流控制电路、 第二恒流控制电路和第三恒流控制电路；

[0007] 第一 LED的阳极与第二恒流控制电路连接， 第一 LED的阴极与第一恒流控制电 路以及二极管的阳极连接， 二极管的阴极与第二 LED的阳极以及第二恒流控制电 路连接， 第二 LED的阴极与第三恒流控制电路连接； 第三恒流控制电路与串并转 换电路连接， 串并转换电路与第一恒流控制电路连接， 第一 LED与第二恒流控制 电路的连接点为电源输入端；

[0008] 当输入电压小于第一电压阈值且大于第二电压 阈值， 二极管关断， 串并转换电 路控制第一 LED和第二 LED并联连接， 第一恒流控制电路驱动第一 LED工作， 第 二恒流控制电路驱动第二 LED工作； 当输入电压大于第一电压阈值， 二极管导通 ， 串并转换电路控制第一 LED和第二 LED串联连接， 第三恒流控制电路驱动第一 LED和第二 LED工作； 所述第一电压阈值大于所述第二电压阈值。

[0009] 其中， 所述第一恒流控制电路包括第一运放器 Ul、 第一 NMOS管 Nl、 电阻 R4 ； 第一运放器 U1的正相输入端连接基准电压， 第一运放器 U1的反相输入端连接 电阻 R4的第一端， 电阻 R4的第二端连接第一 NM0S管 N1的 S极， 第一 NM0S管 N 1的 G极连接第一运放器 U1的输出端， 第一 NM0S管 N1的 D极连接第一 LED的阴 极以及二极管的阳极。

[0010] 其中， 所述第二恒流控制电路包括第二运放器 U2和第二 NM0S管 N2; 第二运 放器 U2的正相输入端连接基准电压， 第二运放器 U2的反相输入端连接第二 NM0 S管 N2的 S极， 第二 NM0S管 N2的 G极连接第二运放器 U2的输出端， 第二 NM0S 管 N2的 D极连接第一 LED的阳极。

[0011] 其中， 所述第三恒流控制电路包括第三运放器 U3和第三 NM0S管 N3; 第三运 放器 U3的正相输入端连接基准电压， 第三运放器 U3的反相输入端连接第三 NMO S管 N3的 S极， 第三 NMOS管 N3的 G极连接第三运放器 U3的输出端， 第三 NMOS 管 N3的 D极连接第二 LED的阴极。

[0012] 其中， 所述串并转换电路包括 PMOS管 Pl， PMOS管 PI的 G极连接第三运放器 U 3的输出端， PMOS管 P1的 D极连接第一运放器 U1的反相输入端， PMOS管 P1的 S 极连接电源。

[0013] 其中， 所述全电压 LED线性恒流驱动电路还包括电阻 Rl、 电阻 R2、 电阻 R3和 电容 Cl， 所述电阻 R2的阻值大于所述电阻 R3的阻值； 电阻 R1的第一端连接电阻 R4的第二端以及第一 NMOS管 N1的 S极， 电阻 R1的第二端、 电容 C1的第一端以 及电阻 R3的第一端接地， 电容 C1的第二端连接第一 LED的阳极， 电阻 R3的第二 端连接第三 NMOS管 N3的 S极以及第三运放器 U3的反相输入端， 电阻 R2的第一 端连接第二 LED的阳极， 电阻 R2的第二端连接二极管的阴极、 第二 NMOS管 N2 的 S极以及第二运放器 U2的反相输入端。

[0014] 其中， 所述全电压 LED线性恒流驱动电路还包括整流电路， 所述整流电路连接 所述电源输入端和市电。

[0015] 在输入电压小于第一电压阈值且大于第二电压 阈值的情况， 二极管关断， 第二 运放器 U2输出电压不为低电平， 使第二 NMOS管 N2导通且控制第二 LED的输出 电流， 同吋第三运放器 U3的反相输入端的电压小于第三运放器 U3的正相输入端 输入的基准电压， 第三运放器 U3的输出端输出高电平， 使第三 NMOS管 N3导通 且 PMOS管 P1截止， 导致第一运放器 U1的输出端输出电压不为低电平， 第一 NM OS管 N1导通且控制第一LED的输出电流， 实现第一LED与第二 LED的并联工作 ； 在输入电压大于第一电压阈值的情况， 二极管导通， 第二运放器 U2的反相输 入端的电压大于第二运放器 U2的正相输入端输入的基准电压， 第二运放器 U2输 出低电平， 使第二 NMOS管 N2关断， 同吋第三运放器 U3的输出端输出电压不为 高电平， 使 PMOS管 P1导通且第三 NMOS管 N3导通， PMOS管 P1导通使第一运放 器 U1的反相输入端的电压大于第一运放器 U1的正相输入端输入的基准电压， 导 致第一运放器 U1输出低电平， 使第一 NMOS管关断， 第三 NMOS管 N3控制第一 L ED和第二 LED的输出电流， 实现第一 LED与第二 LED的串联工作。

发明的有益效果

有益效果

[0016] 本申请提供的一种全电压 LED线性恒流驱动电路， 在低电压吋第一 LED与第二 LED并联工作， 在高电压吋第一 LED与第二 LED串联工作， 实现了电路中 LED根 据工作电压高低进行串并转换， 该全电压 LED线性恒流驱动电路的可靠性靠。 对附图的简要说明

附图说明

[0017] 图 1是现有技术的 LED线性恒流驱动电路的电路图。

[0018] 图 2是本申请提供的全电压 LED线性恒流驱动电路的结构示意图。

[0019] 图 3是本申请提供的全电压 LED线性恒流驱动电路的电路图。

本发明的实施方式

[0020] 为了使本申请的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图及实施例 ， 对本申请进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅用以 解释本申请， 并不用于限定本申请。

[0021] 如图 2所示， 一种全电压 LED线性恒流驱动电路， 包括： 第一 LED101、 二极管 102、 第二 LED103、 串并转换电路 107、 第一恒流控制电路 104、 第二恒流控制电 路 105和第三恒流控制电路 106。

[0022] 第一 LED101的阳极与第二恒流控制电路 105连接， 第一 LED101的阴极与第一 恒流控制电路 104以及二极管 102的阳极连接， 二极管 102的阴极与第二 LED103的 阳极以及第二恒流控制电路 105连接， 第二 LED103的阴极与第三恒流控制电路 10 6连接； 第三恒流控制电路 106与串并转换电路 107连接， 串并转换电路 107与第 一恒流控制电路 104连接， 第一 LED101与第二恒流控制电路 105的连接点为电源 输入端。

[0023] 当输入电压小于第一电压阈值且大于第二电压 阈值， 二极管 102关断， 串并转 换电路 107控制第一 LED101和第二 LED103并联连接， 第一恒流控制电路 104驱动 第一 LED101工作， 第二恒流控制电路 105驱动第二 LED103工作； 当输入电压大 于第一电压阈值， 二极管 102导通， 串并转换电路 107控制第一 LED101和第二 LE D103串联连接， 第三恒流控制电路 106驱动第一 LED101和第二 LED103工作； 所 述第一电压阈值大于所述第二电压阈值。

[0024] 本实施例中， 第一电压阈值为第一 LED101和第二 LED103的正向导通电压之和 ， 第二电压阈值为第一 LED 101的正向导通电压和第二 LED 103的正向导通电压中 的较大值， 一般设定第一 LED101和第二 LED103的正向导通电压相等， 第一 LED 101和第二 LED103均可为： 多个串联的 LED或多个并联的 LED。

[0025] 当该全电压 LED线性恒流驱动电路的输入电压大于第二电压 阈值并小于第一电 压阈值吋， 第一 LED101和第二 LED103并联， 第一恒流控制电路 104控制第一 LE D101的输出电流， 第二恒流控制电路 105控制第二 LED103的输出电流。

[0026] 图 3为本实施例的全电压 LED线性恒流驱动电路的电路图， 包括整流电路、 电 阻 Rl、 电阻 R2、 电阻 R3、 电阻 R4、 电容 Cl、 第一运放器 Ul、 第二运放器 U2、 第三运放器 U3、 第一 NMOS管 Nl、 第二 NMOS管 N2、 第三 NMOS管 N3、 PMOS 管 Pl、 LED1、 LED2和 Dl (二极管） 。 其中， 电阻 R2的阻值大于所述电阻 R3的 阻值。

[0027] 第一运放器 Ul、 第一 NM0S管 N1和电阻 R4构成第一恒流控制电路 104， 第二运 放器 U2和第二 NM0S管 N2构成第二恒流控制电路 105， 第三运放器 U3和第三 NM OS管 N3构成第三恒流控制电路 106， PMOS管 P1为串并转换电路 107。 第一运放 器 U1的正相输入端连接基准电压， 第一运放器 U1的反相输入端连接电阻 R4的第 一端， 电阻 R4的第二端连接第一 NM0S管 N1的 S极， 第一 NM0S管 N1的 G极连接 第一运放器 U1的输出端， 第一 NM0S管 N1的 D极连接 LED1的阴极 （即第一 LED1 01的电流输出端） 以及 D1的阳极， 第二运放器 U2的正相输入端连接基准电压， 第二运放器 U2的反相输入端连接第二 NM0S管 N2的 S极， 第二 NM0S管 的0极 连接第二运放器 U2的输出端， 第二 NM0S管 N2的 D极连接 LED1的阳极 （即第一 LED101的电流输入端） ， 第三运放器 U3的正相输入端连接基准电压， 第三运放 器 U3的反相输入端连接第三 NM0S管 N3的 S极， 第三 NM0S管 N3的 G极连接第三 运放器 U3的输出端， 第三 NM0S管 N3的 D极连接 LED2的阴极 （即第二 LED103的 电流输出端） ， PMOS管 P1的 G极连接第三运放器 U3的输出端， PMOS管 P1的 D 极连接第一运放器 U1的反相输入端， PMOS管 P1的 S极连接电源， 电阻 R1的第一 端连接电阻 R4的第二端以及第一 NM0S管 N1的 S极， 电阻 R1的第二端、 电容 C1 的第一端以及电阻 R3的第一端接地， 电容 C1的第二端连接 LED1的阳极， 电阻 R3 的第二端连接第三 NM0S管 N3的 S极以及第三运放器 U3的反相输入端， 电阻 R2 的第一端连接 LED2的阳极 （即第二 LED103的电流输入端） ， 电阻 R2的第二端 连接 D1的阴极、 第二 NM0S管 N2的 S极以及第二运放器 U2的反相输入端， 整流 电路连接所述电源输入端和市电。

[0028] 第一运放器 Ul、 第二运放器 U2和第三运放器 U3的基准电压均为 Vref， 当输入 电压小于第一电压阈值且大于第二电压阈值， D1关断， 第二运放器 U2输出电压 不为低电平， 使第二 NM0S管 N2导通且控制 LED2的输出电流 12， I2=Vref/R2, 同吋第三运放器 U3的反相输入端的电压小于第三运放器 U3的正相输入端输入的 基准电压， 第三运放器 U3的输出端输出高电平， 使第三 NM0S管 N3导通且 PM0 S管 P1截止， 导致第一运放器 U1的输出端输出电压不为低电平， 第一 NM0S管 N1 导通且控制 LED1的输出电流 II， Il=Vref/Rl , 实现 LEDl与 LED2的并联工作。 [0029] 在输入电压大于第一电压阈值的情况， D1导通， 第二运放器 U2的反相输入端 的电压大于第二运放器 U2的正相输入端输入的基准电压， 第二运放器 U2输出低 电平， 使第二 NMOS管 N2关断， 同吋第三运放器 U3的输出端输出电压不为高电 平 （但也不为低电平， 输出电压为高电平与低电平之间的中间电压） ， 使 PMOS 管 P1导通且第三 NMOS管 N3导通， PMOS管 P1导通使第一运放器 U1的反相输入 端的电压大于第一运放器 U1的正相输入端输入的基准电压， 导致第一运放器 U1 输出低电平， 使第一 NMOS管关断， 第三 NMOS管 N3控制 LED1和 LED2的输出电 流 13， 实现 LED1与 LED2的串联工作； LED1和 LED2的输出电流 I3=Vref/R3。

[0030] 本申请的全电压 LED线性恒流驱动电路， 根据输入电压自动调整 LED的串并联 连接方式， 无需输入电压检测电路， 电路结构简单， 工作可靠性高。

[0031] 以上所述， 仅为本申请较佳的具体实施方式， 但本申请的保护范围并不局限于 此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露 的技术范围内， 可轻易想到 的变化或替换， 都应涵盖在本申请的保护范围之内。 因此， 本申请的保护范围 应该以权利要求的保护范围为准。