[发明专利]一种LED装置及其驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光装置及驱动方法，尤其涉及一种LED装置及其驱动方法。

背景技术

LED（发光二极管）由于节能、环保、寿命长等特点被称为第四代绿色照明光源。LED的电压敏感特性要求对LED驱动装置进行精心设计，否则，微小的电压增量就可能引起电流的急剧增加。不恰当的驱动设计不但导致额外的功率消耗，而且由于效率降低，发热增加，导致LED结温升高，直接影响其使用寿命。由于LED的上述特点，普通的LED通常采用直流电源尤其是恒流源进行驱动。当用于照明等由交流电源供电的场合，往往先经过电源变换器将交流电变成低压直流电后再用于LED驱动，导致LED驱动装置体积大、效率差、成本高，阻碍了LED在照明领域的普及。

中国专利号为200710142585.0，名称为“用于驱动LED的装置以及方法”的发明专利公开了一种交流电源驱动的LED装置及其驱动方法，如图1所示，其中，外接交流电源100经全波整流电路101整流后，所得电压(以下称为整流电压)通过浮动电流源102为LED阵列103提供驱动电流。控制电路200检测整流电压的高低并通过控制相应开关的通断以调整实际参与发光的LED的数目。控制电路200包括低压直流电源201、基准电阻列202、比较器203、逻辑选择电路204以及开关电路205。限流电阻104和稳压二极管201以及保持电容器106构成低压直流电源，为控制电路200供电。基准电阻列202包括N+1个分压电阻202₀～202_n，用于产生一组由低到高的基准电压Vref₀～Vref_N-1。分压器105用于对所述整流电压进行检测，其检测值Vsense通过一组比较器203分别与所述基准电压进行比较，其输出经逻辑选择电路204对开关电路205中的相应控制开关的通断进行控制：当整流电压较高时，使较多数目的LED点亮；当整流电压较低时，使较少数目的LED点亮，从而使任意时刻点亮的LED数目与该时刻的电源电压所能点亮的LED的最大数目相等，提高装置的驱动效率。

该现有技术存在以下不足：首先，其所需要的控制信号较多，控制电路结构复杂。尽管可以通过将控制开关所并联的单个LED替换为由多个LED串联成的灯串来减少所需控制信号的数量，例如将每个控制开关并联的LED灯串中的LED数量由1只增加到10只，则可将所需控制信号减少为原来的十分之一，但相应地会导致装置的驱动效率降低。其次，LED的正向压降具有离散性，在生产过程中通过对LED进行筛选分档，或者在集成芯片制作过程中通过控制工艺参数可保证同一装置中LED的正向压降基本一致，但却无法保证批量生产过程中不同批次的装置之间LED正向压降的一致性。同时，由于将整流电压与基准电压进行比较，而不是将其与LED的实际正向压降值进行比较，其结果必然会发生偏差。当设定的基准电压值低于实际值时，将导致恒流源工作在欠压状态，使得驱动电流偏低，LED亮度不足；当设定的基准电压值高于实际值时，多出的电压直接由恒流源分担，将导致恒流源工作在过压状态，使得发热增加，效率降低，并由此带来功耗、温升以及LED的使用寿命问题。在点亮的LED数目较多时情况会变得更加明显。因此，需要在生产过程中对基准电压进行调整，以降低由LED正向压降的离散性带来的影响，这将不利于批量加工，并导致成本增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种LED装置及其驱动方法，简化电路设计，降低功率消耗，且其工作状态不受LED正向压降离散性的影响。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种LED驱动装置，包括整流电路、LED灯串、串联在所述整流电路和LED灯串之间的恒流源以及开关控制单元，其中，所述LED灯串分成n组，每组LED灯串并联有控制开关Ki，所述控制开关Ki和开关控制单元相连，第i+1组中LED灯数目大于等于第i组中LED灯数目，i为整数，n为自然数，i < n。

上述的LED驱动装置，其中，所述开关控制单元包括第一电压比较器、第二电压比较器和加减计数器；所述恒流源的输入端分别和所述第一电压比较器的同向输入端、第二电压比较器的反向输入端相连，所述第一电压比较器的反向输入端输入基准电压上限值Vmax，输出端和加减计数器的INC端相连，所述第二电压比较器的同向输入端输入基准电压下限值Vmin，输出端和加减计数器的DEC端相连；所述加减计数器的输出端依次和控制开关相连。