專利名稱：適用于多路并聯(lián)led的直流母線電壓跟隨型控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種適用于多路并聯(lián)LED的直流母線電壓跟隨型控制電路。具體 的說應(yīng)該是一種用于多路LED的電流獨(dú)立控制時(shí)，使直流母線電壓始終跟隨LED最大壓降 的控制電路。
背景技術(shù)：
對于LED多路恒流控制驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用，最常用的方案是恒壓模塊+多路并聯(lián)的帶 有恒流控制電路的LED燈串。由于每路LED燈串的壓降不同，恒流控制電路的常用辦法包括 線性調(diào)整，PWM斬波控制，非隔離DC-DC恒流電路(如BUCK電路)等來控制LED中的電流。 為了提高驅(qū)動(dòng)器的整體效率，希望直流電壓源輸出電壓Vo盡可能的接近LED的電壓\，從 而使每一串LED中恒流控制電路的損耗盡可能小。當(dāng)恒流控制電路為線性調(diào)整管方式時(shí)，一般通過采樣線性調(diào)整管的壓降，使Vo盡 可能的低，即保證具有最高電壓降的LED燈串中的線性調(diào)整管接近飽和，從而使之損耗最 小，同時(shí)也保證其它并聯(lián)LED燈串中線性調(diào)整管的損耗也盡可能的小，參照

圖1。但由于晶 體管處于臨界飽和時(shí)，壓降很低，一般只有0. 3V左右，因此，采樣電路中二極管的壓降變化 對于飽和電壓采樣電路和精度影響很大；為了保證有足夠的裕量，常溫時(shí)調(diào)整管的壓降必 須足夠高，才能保證高溫時(shí)仍然線性調(diào)整管能夠處于臨界飽和，然常溫時(shí)線性調(diào)整管的壓 降越高，其損耗就越大。如果恒流控制電路采用DC-DC模塊，替代線性調(diào)整管，則能夠提高效率，即使Vo與 Vl壓差較大，損耗也較小。若能夠使Vo接近\，則DC-DC模塊的效率能夠更高，磁芯的體積 能夠更小。同時(shí)，如果采樣并控制恒流控制電路兩端的壓降，則當(dāng)電路處于PWM調(diào)光狀態(tài)時(shí)， 恒流控制電路兩端的電壓處于脈沖狀態(tài)，其檢測電路復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對采樣恒流控制電路兩端壓降的各種弊端，提出一種通用的低成本 多路恒流驅(qū)動(dòng)控制電路，通過檢測LED的壓降來控制直流母線的電壓，使之接近壓降最高 的LED燈串的電壓，在LED壓差較小時(shí)，仍可保證較高的驅(qū)動(dòng)電路效率。解決上述問題采用的技術(shù)方案是適用于多路并聯(lián)LED的直流母線電壓跟隨型控 制電路，包括一個(gè)直流輸出電壓源，直流輸出電壓控制電路和負(fù)載；所述的直流輸出電壓源 輸出端接多路由恒流控制電路和LED燈串聯(lián)而成的負(fù)載，其特征在于所述的直流輸出電 壓控制電路檢測出多路負(fù)載中LED燈串的電壓最高的一路，并將檢測出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為 恒定的電流信號(hào)，該電流信號(hào)與LED壓降的電壓信號(hào)成特定的比例特性，然后通過電阻分 壓后產(chǎn)生輸出直流電壓的基準(zhǔn)信號(hào)Vor，傳遞到電壓環(huán)的正向輸入端作為基準(zhǔn)信號(hào)，與電壓 環(huán)的另一個(gè)輸入端即輸出電壓采樣信號(hào)Vos比較，并輸出控制信號(hào)給直流輸出電壓源，使 其調(diào)整輸出電壓Vo。[0008]本實(shí)用新型的適用于多路并聯(lián)LED的直流母線電壓跟隨型控制電路，所述的多路 負(fù)載中LED燈串電壓最大值的變化，通過直流輸出電壓控制電路，轉(zhuǎn)化為電壓環(huán)的基準(zhǔn)的 變化，即可調(diào)整直流輸出電壓源的輸出電壓，使直流輸出電壓Vo始終與LED燈串電壓最高 的一路負(fù)載電壓很接近，從而可以使具有最高電壓LED燈串中的恒流控制電路兩端的電壓 值保持恒定且接近于零，使其損耗最小化。所述的恒流控制電路可以是恒流控制的線性調(diào)整管，也可以是開關(guān)模式的DC-DC， 還可以是PWM控制的開關(guān)管。本實(shí)用新型的有益效果1.簡化了前級輸出電壓的控制方式。2.能夠適用于后級LED負(fù)載的各種恒流控制電路。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。圖1現(xiàn)有技術(shù)之一的電路框圖。圖2現(xiàn)有技術(shù)之二的電路框圖。圖3現(xiàn)有技術(shù)之三的電路框圖。圖4現(xiàn)有技術(shù)之四的電路框圖。圖5本實(shí)用新型的一種適用于多路并聯(lián)LED的直流母線電壓跟隨型控制電路框 圖。圖6本實(shí)用新型的應(yīng)用于線性調(diào)整管恒流控制的具體實(shí)施例。圖7本實(shí)用新型的應(yīng)用于PWM開關(guān)管恒流控制的具體實(shí)施例。圖8本實(shí)用新型的應(yīng)用于DC-DC模塊恒流控制的具體實(shí)施例。
具體實(shí)施例參照圖1，現(xiàn)有技術(shù)一中，采樣電流線性調(diào)節(jié)電路兩端電壓的最低值，并輸出控制 信號(hào)給電壓源，使其調(diào)整輸出電壓。參照圖2，現(xiàn)有技術(shù)二中，用數(shù)字處理方式實(shí)現(xiàn)采樣和控制輸出電壓，這種方式精 確、可靠性高，但電路復(fù)雜，成本較高。參照圖3，現(xiàn)有技術(shù)三中，采樣電流調(diào)節(jié)環(huán)兩端的電壓，并篩選出最小的電壓值作 為反饋信號(hào)和電壓基準(zhǔn)信號(hào)一起輸入給電壓調(diào)節(jié)環(huán)，然后輸出控制信號(hào)給主開關(guān)管的門 極。參照圖4，現(xiàn)有技術(shù)四中，采樣運(yùn)放IC的輸出電壓最高的一路，該電壓信號(hào)最高的 那一路對應(yīng)的LED壓降也最高。參照圖5，本實(shí)用新型的一種適用于多路并聯(lián)LED的直流母線電壓跟隨型控制電 路框圖，所述的直流輸出電壓源的輸入電壓Vin，輸出電壓Vo，所述的直流輸出電壓控制電 路包括電阻R1、R2、R3、R4、R5，電容C，集成運(yùn)放IC，三極管Ql和Q2，和二極管D1、D2、…… Dn,所述的直流輸出電壓源的輸出負(fù)端為地，其輸出正端接電阻R4的一端，以及PNP型三極 管Ql和Q2的發(fā)射極，三極管Ql和Q2的基極相連并連接到電阻R3的一端和三極管Q2的集 電極，三極管Ql的集電極接電阻Rl的一端，電阻Rl的另一端接電阻R2的一端和集成運(yùn)放IC的正向輸入端，其反向輸入端接電阻R4的另一端，以及電容C和電阻R5的一端，集成運(yùn) 放IC的輸出端接電容C的另一端，并輸出控制信號(hào)給直流輸出電壓源，電阻R5和電阻R2的 另一端均接地，電阻R3的另一端接二極管D1，D2，……，Dn的陽極，二極管D1，D2，……Dn 的陰極分別接各路LED負(fù)載的負(fù)端和恒流控制電路的一端，恒流控制電路的另一端接地。在圖5所述的電路中，二極管D1，D2，……，Dn檢測出各路負(fù)載中LED燈壓降最高 的一路，并將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為電阻R3的電流信號(hào)，電阻R3上的電流信號(hào)與LED壓降最高的電 壓信號(hào)成高精度比例特性，通過三極管Ql和Q2的鏡像電流作用，轉(zhuǎn)換為電阻Rl和電阻R2 的電流信號(hào)，經(jīng)電阻Rl和電阻R2的分壓之后，作為電壓環(huán)的基準(zhǔn)信號(hào)Vor輸入到集成運(yùn)放 IC的正向輸入端，與反向輸入端的輸出電壓采樣信號(hào)Vos比較，并輸出控制信號(hào)給直流輸 出電壓源，使其調(diào)整輸出電壓。參照圖6，本實(shí)用新型的應(yīng)用于線性調(diào)整管恒流控制的具體實(shí)施例，與圖5不同的 是，將恒流控制電路具體化為用線性調(diào)整管進(jìn)行恒流控制，所述的N路恒流控制電路均相 同，每路恒流控制電路都包括一個(gè)MOS管Sr (其中r表示第r路恒流控制電路，1 ^ r ^ η, 下同)，集成運(yùn)放ICr，電容Cr，采樣電阻Rsr，所述的開關(guān)管Sr的漏極接對應(yīng)的第r路LED 負(fù)載的負(fù)端，其源極接采樣電阻Rsr的一端，電容Cr的一端，和集成運(yùn)放ICr的反向輸入 端，采樣電阻Rsr的另一端接地，集成運(yùn)放ICr的正向輸入端為電流基準(zhǔn)信號(hào)Ir，其輸出端 接電容C的另一端和開關(guān)管Sr的門極。參照圖7，本實(shí)用新型的應(yīng)用于PWM開關(guān)管恒流控制的具體實(shí)施例，與圖6不同的 是，恒流控制電路為用PWM開關(guān)管進(jìn)行恒流控制，所述的N路恒流控制電路均相同，每路恒 流控制電路都包括一個(gè)MOS管Sr，集成運(yùn)放IClr，比較器IC2r，電容Clr和C2r，電阻Rlr， 采樣電阻Rsr，所述的開關(guān)管Sr的漏極接對應(yīng)的第r路LED負(fù)載的負(fù)端，其源極接采樣電 阻Rsr的一端和電阻Rlr的一端，電阻Rlr的另一端接電容Clr的一端，電容C2r的一端和 集成運(yùn)放IClr的反向輸入端，采樣電阻Rsr的另一端和電容Clr的另一端接地，集成運(yùn)放 IClr的正向輸入端為電流基準(zhǔn)信號(hào)Ir，其輸出端接電容C2r的另一端和比較器IC2r的正 向輸入端，比較器IC2r的反向輸入端接三角波信號(hào)，其輸出端接開關(guān)管Sr的門極。參照圖8，本實(shí)用新型的應(yīng)用于DC-DC模塊恒流控制的具體實(shí)施例，與圖6不同的 是，恒流控制電路為用DC-DC模塊進(jìn)行恒流控制，所述的N路恒流控制電路相同均為BUCK 電路，每路恒流控制電路都包括一個(gè)MOS管Sr，電感Lr，二極管Dlr，集成運(yùn)放IClr，比較器 IC2r，所述的二極管Dlr的陰極接直流輸出電壓源的輸出正端，其陽極接電感Lr的一端和 開關(guān)管Sr的漏極，開關(guān)管Sr的源極接地，電感Lr的另一端接對應(yīng)的第r路LED負(fù)載的負(fù) 端，并同時(shí)作為電流采樣信號(hào)Is的采樣端接集成運(yùn)放IClr的反向輸入端，集成運(yùn)放IClr 的正向輸入端為電流基準(zhǔn)信號(hào)Ir，其輸出端接比較器IC2r的正向輸入端，比較器IC2r的反 向輸入端接三角波信號(hào)，比較器IC2r的輸出端接開關(guān)管Sr的門極。最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。顯然，本實(shí)用 新型不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實(shí)用新型公開 的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.適用于多路并聯(lián)LED的直流母線電壓跟隨型控制電路，包括一個(gè)直流輸出電壓源， 直流輸出電壓控制電路和負(fù)載；所述的直流輸出電壓源輸出端接多路由恒流控制電路和 LED燈串聯(lián)而成的負(fù)載，其特征在于所述的直流輸出電壓控制電路檢測出多路負(fù)載中LED 燈串的電壓最高的一路，并將檢測出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為恒定的電流信號(hào)，該電流信號(hào)與LED 壓降的電壓信號(hào)成特定的比例特性，然后通過電阻分壓后產(chǎn)生輸出直流電壓的基準(zhǔn)信號(hào) Vor，傳遞到電壓環(huán)的正向輸入端作為基準(zhǔn)信號(hào)，與電壓環(huán)的另一個(gè)輸入端即輸出電壓采樣 信號(hào)Vos比較，并輸出控制信號(hào)給直流輸出電壓源，使其調(diào)整輸出電壓Vo。
2.如權(quán)利要求1所述的適用于多路并聯(lián)LED的直流母線電壓跟隨型控制電路，其特征 在于所述的所述的直流輸出電壓控制電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電容C、集成運(yùn)放IC、PNP型三極管Q1、PNP型三極管Q2、和二極管D1、二極管D2........二極管Dn，所述的直流輸出電壓源的輸出負(fù)端為地，其輸出正端接電阻R4的一端、以及三極 管Ql和三極管Q2的發(fā)射極，三極管Ql和三極管Q2的基極相連并連接到電阻R3的一端和 三極管Q2的集電極，三極管Ql的集電極接電阻Rl的一端，電阻Rl的另一端接電阻R2的 一端和集成運(yùn)放IC的正向輸入端，其反向輸入端接電阻R4的另一端、以及電容C和電阻R5 的一端，集成運(yùn)放IC的輸出端接電容C的另一端，并輸出控制信號(hào)給直流輸出電壓源，電阻R5和電阻R2的另一端均接地，電阻R3的另一端接二極管D1、二極管D2，......，二極管Dn的陽極，二極管D1，二極管D2，......，二極管Dn的陰極分別接各路LED負(fù)載的負(fù)端和恒流控制電路的一端，恒流控制電路的另一端接地，其中η表示負(fù)載的路數(shù)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的適用于多路并聯(lián)LED的直流母線電壓跟隨型控制電路，其 特征在于每路恒流控制電路都包括開關(guān)管Sr、集成運(yùn)放ICr、電容Cr和采樣電阻Rsr，所述 的開關(guān)管Sr的漏極接對應(yīng)的第r路LED負(fù)載的負(fù)端，其源極接采樣電阻Rsr的一端，電容 Cr的一端，和集成運(yùn)放ICr的反向輸入端，采樣電阻Rsr的另一端接地，集成運(yùn)放ICr的正 向輸入端為電流基準(zhǔn)信號(hào)Ir，其輸出端接電容C的另一端和開關(guān)管Sr的門極，其中！·表 示第r路恒流控制電路，r = 1,2,......，η。
4.如權(quán)利要求1或2所述的適用于多路并聯(lián)LED的直流母線電壓跟隨型控制電路，其 特征在于每路恒流控制電路都包括開關(guān)管Sr、集成運(yùn)放IClr、比較器IC2r、電容Clr、電容 C2r、電阻Rlr和采樣電阻Rsr，所述的開關(guān)管Sr的漏極接對應(yīng)的第r路LED負(fù)載的負(fù)端，其 源極接采樣電阻Rsr的一端和電阻Rlr的一端，電阻Rlr的另一端接電容Clr的一端、電容 C2r的一端和集成運(yùn)放IClr的反向輸入端，采樣電阻Rsr的另一端和電容Clr的另一端接 地，集成運(yùn)放IClr的正向輸入端為電流基準(zhǔn)信號(hào)Ir，其輸出端接電容C2r的另一端和比較 器IC2r的正向輸入端，比較器IC2r的反向輸入端接三角波信號(hào)，其輸出端接開關(guān)管Sr的 門極，其中r表示第r路恒流控制電路，r = 1,2,......，η。
5.如權(quán)利要求1或2所述的適用于多路并聯(lián)LED的直流母線電壓跟隨型控制電路，其 特征在于每路恒流控制電路都包括一個(gè)開關(guān)管Sr、電感Lr、二極管Dlr、集成運(yùn)放IClr和 比較器IC2r，所述的二極管Dlr的陰極接直流輸出電壓源的輸出正端，其陽極接電感Lr的 一端和開關(guān)管Sr的漏極，開關(guān)管Sr的源極接地，電感Lr的另一端接對應(yīng)的第r路LED負(fù) 載的負(fù)端，并同時(shí)作為電流采樣信號(hào)Is的采樣端接集成運(yùn)放IClr的反向輸入端，集成運(yùn)放 IClr的正向輸入端為電流基準(zhǔn)信號(hào)Ir，其輸出端接比較器IC2r的正向輸入端，比較器IC2r 的反向輸入端接三角波信號(hào)，比較器IC2r的輸出端接開關(guān)管Sr的門極，其中r表示第r路恒流控制電路，r = 1,2,......，η。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種適用于多路并聯(lián)LED的直流母線電壓跟隨型控制電路，包括一個(gè)直流輸出電壓源，直流輸出電壓控制電路和負(fù)載；所述的直流輸出電壓源輸出端接多路由恒流控制電路和LED燈串聯(lián)而成的負(fù)載，其特征在于所述的直流輸出電壓控制電路檢測出多路負(fù)載中LED燈串的電壓最高的一路，并將檢測出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為恒定的電流信號(hào)，該電流信號(hào)與LED壓降的電壓信號(hào)成特定的比例特性，然后通過電阻分壓后產(chǎn)生輸出直流電壓的基準(zhǔn)信號(hào)Vor，傳遞到電壓環(huán)的正向輸入端作為基準(zhǔn)信號(hào)，與電壓環(huán)的另一個(gè)輸入端即輸出電壓采樣信號(hào)Vos比較，并輸出控制信號(hào)給直流輸出電壓源，使其調(diào)整輸出電壓Vo。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，適用于范圍大。
文檔編號(hào)H05B37/02GK201781654SQ20102011772
公開日2011年3月30日 申請日期2010年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日
發(fā)明者任麗君, 吳新科, 姚曉莉, 葛良安 申請人:英飛特電子(杭州)有限公司