專利名稱：一種適用于led驅(qū)動器的多路pwm斬波均流電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種適用于LED驅(qū)動器的多路PWM斬波均流電路。具體的說應(yīng)該 是，一種用于LED的恒流驅(qū)動電路，以PWM斬波的方式實現(xiàn)多路LED負(fù)載并聯(lián)使用時多路間 均流的技術(shù)。
背景技術(shù)：
對于LED多路恒流控制驅(qū)動器的應(yīng)用，最常用的方案有1.恒壓模塊+多路非隔 離DC/DC恒流電路(如BUCK電路)；2.電壓可調(diào)穩(wěn)壓模塊+多路線性調(diào)整恒流電路。對于第一種方案，參照

圖1，恒壓模塊的輸出作為多路恒流電路的輸入，每路恒流 電路單獨(dú)做恒流控制，很容易保證多路輸出電流的均流。但由于每路恒流源需要一個獨(dú)立 控制的的DC/DC變換器，因此電路復(fù)雜，成本高。對于第二種方案，參照圖2，用MOS管或三極管做線性調(diào)整來實現(xiàn)多路恒流控制， 前級穩(wěn)壓模塊的輸出電壓跟隨后級恒流線性調(diào)整電路，穩(wěn)壓模塊的輸出電壓始終比多路線 性調(diào)整恒流電路中輸出電壓最高的一路略高，使線性調(diào)整電路在每路輸出能實現(xiàn)精確恒流 控制的基礎(chǔ)上的功耗始終接近最小。該方案雖然電路成本低，每路的均流性好，但短路是 LED常見的失效模式，在多路LED的壓差比較大時，線性調(diào)整管的功耗很大，使LED驅(qū)動器發(fā) 熱嚴(yán)重。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對上述問題，提出一種用簡單的PWM均流電路，實現(xiàn)均流性能良好 的多路輸出LED平均電流的恒流控制，并且在多路LED壓差較大時，均流控制電路自身不產(chǎn) 生大的功耗。解決上述問題采用的技術(shù)方案是一種適用于LED驅(qū)動器的多路PWM斬波均流電 路，包括一個單輸出恒流源和多路輸出電路，所述的單輸出恒流源輸入端接交流輸入電壓， 輸出端接多路輸出電路，所述的每個輸出電路包括一個均流電路，一個均流控制電路以及 由多個LED燈組成的負(fù)載，其特征在于所述的均流電路由調(diào)整管和采樣電阻串聯(lián)組成；所 述的每路均流控制電路的輸入來自每路采樣電阻對該路電流的采樣信號，經(jīng)過各自的均流 控制電路轉(zhuǎn)換后成為公共的連接線，和其它各路連接在一起，成為均流總線；每路電流采樣 信號和均流總線電壓在均流控制電路內(nèi)部進(jìn)行比較調(diào)節(jié)后，產(chǎn)生PWM信號或高電平信號， 該信號則可控制對應(yīng)的均流電路調(diào)整管的工作占空比大小，然后控制每路電流的大小，實 現(xiàn)各路電流的均流。本實用新型的有益效果1.多路PWM斬波均流的主電路及控制電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，并且在多路LED壓差 較大時，多路均流控制電路自身不產(chǎn)生大的功耗。2.多路PWM斬波均流電路獨(dú)立于單輸出恒流源，可作為模塊獨(dú)立使用，適用于標(biāo) 準(zhǔn)的單路恒流電源。當(dāng)前級單路恒流源因調(diào)光需要改變穩(wěn)流值時，多路PWM斬波均流電路仍能保持每路電流平均電流自動均分。以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。圖1現(xiàn)有技術(shù)電路框圖一。圖2現(xiàn)有技術(shù)電路框圖二。圖3本實用新型的電路結(jié)構(gòu)框圖之一。圖4本實用新型實現(xiàn)電路結(jié)構(gòu)一的的第一種實施方式。圖5本實用新型實現(xiàn)電路結(jié)構(gòu)一的的第二種實施方式。圖6本實用新型實現(xiàn)電路結(jié)構(gòu)一的的第三種實施方式。圖7本實用新型實現(xiàn)電路結(jié)構(gòu)一的的第四種實施方式。圖8本實用新型實現(xiàn)電路結(jié)構(gòu)一的的第五種實施方式。圖9本實用新型實現(xiàn)電路結(jié)構(gòu)一的的第六種實施方式。
具體實施例參照圖3，本實用新型的適用于LED驅(qū)動器的多路PWM斬波均流電路，包括一個 單輸出恒流源和多路輸出電路，所述的單輸出恒流源輸入端接交流輸入電壓Vac，輸出端 接多路輸出電路，所述的每個輸出電路包括一個均流電路，一個均流控制電路以及由多
個LED燈組成的負(fù)載，所述的均流電路由調(diào)整管Si，......，Sn和采樣電阻Rsl，......，
Rsn串聯(lián)組成；所述的每路均流控制電路的輸入來自每路采樣電阻對該路電流的采樣信號 Vsl, ...，Vsn，經(jīng)過各自的均流控制電路轉(zhuǎn)換后成為公共的連接線，和其它各路連接在一 起，成為均流總線；每路電流采樣信號Vsl，... ,Vsn和均流總線電壓Vshare在均流控制電 路內(nèi)部進(jìn)行比較調(diào)節(jié)后，產(chǎn)生PWM信號或高電平信號，該信號則可控制對應(yīng)的均流電路調(diào) 整管的工作占空比大小，然后控制每路電流的大小，實現(xiàn)各路電流的均流。為方便闡述，這里假定以下表述中所提到的某一路負(fù)載為r路，其中r等于1， 2, ......, η。參照圖4，所述的交流輸入電壓Vac作為恒流源的輸入，經(jīng)過恒流源后輸出恒流電 流Io給各路LED負(fù)載供電。所述的LED負(fù)載是多路η路多個(m個)串聯(lián)的LED燈組成如 LEDl 1，. . . LEDml，......，LEDln, . . . LEDmn0其中，某一路的連接方式為所述的負(fù)載LEDlr，... LEDmr串聯(lián)后連接調(diào)整管 MOSFET Sr和采樣電阻Rsr組成的均流電路r ；所述的均流電路r的MOS管Sr的漏極連接到LED負(fù)載，其源極連接到采樣電阻 Rsr的一端，采樣電阻Rsr的另外一端連接到輸出地，和恒流源輸出地相連；所述的均流控制電路r由電阻Rlr、電阻R2r、電容Cr、運(yùn)放IClr、運(yùn)放IC2r、補(bǔ)償 網(wǎng)絡(luò)和三角波信號組成，所述的電阻Rsr非接地的一端接電阻Rlr和電阻R2r的一端，電阻 R2r的另一端接電容Cr的一端和運(yùn)放IClr的反向輸入端，電阻Rlr的另一端接運(yùn)放IClr 的正向輸入端，補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)接在運(yùn)放IClr的反向輸入端和輸出端之間，運(yùn)放IClr的輸出端接 到運(yùn)放IC2r的正向輸入端，三角波信號作為運(yùn)放IC2r的反向輸入端信號，運(yùn)放IC2r的輸 出端接到調(diào)整管Sr的門極。[0026]所述的均流總線接在運(yùn)放IClr正向輸入端，偏置電阻Rb的一端接在均流總線上， 另一端接電源Vcc，濾波電容CO的一端接均流總線，另一端接輸出地。 所述的均流控制電路中，所述的均流總線上得到的電壓為各路輸出的平均電流信
號Vshare = (Vsi,......，VSn)/n，和每路自身電流采樣信號(Vsi,......，Vsn)進(jìn)行比較，若
某路負(fù)載電流小于平均電流，則均流電路r中的電流采樣信號Vsr與平均電流信號Vshare 比較，使運(yùn)放IClr輸出電壓為高電平，該電平超過三角波信號的峰值電壓，比較器IC2r輸 出也為高電平，使該路調(diào)整管Sr飽和導(dǎo)通，當(dāng)其它電流較大的負(fù)載路經(jīng)調(diào)整使電流逐步減 小時，該路電流自動逐步增大直到接近平均電流；若某路負(fù)載電流大于平均電流，則該均流 電路r中的電流采樣信號Vsr與平均電流信號Vshare比較，使運(yùn)放IClr輸出電壓逐步降 低，運(yùn)放IClr得輸出和三角波比較后，比較器IC2r產(chǎn)生PWM波，使該路負(fù)載電流的平均值 逐步降低直到接近各路LED的平均電流；若某路電流等于平均電流，由于電阻Rb的偏置作 用，則運(yùn)放輸出為高電平，從而使該路調(diào)整管飽和導(dǎo)通。所述的負(fù)載支路LED電壓越低，其運(yùn)放IC2r輸出電壓就越低，調(diào)整管Sr的占空比 越小，從而該路LED電流的平均值降低越多。由于大電流的負(fù)載路工作在PWM斬波狀態(tài)下， 因此均流線Vshare上需要并合適的濾波電容⑶，濾除交流分量。R2r、Cr是對每一路的電 流采樣信號進(jìn)行濾波。參照圖5，所述的交流輸入電壓Vac，恒流源，均流控制電路1到均流控制電路n， LED負(fù)載，均流總線，偏置電阻Rb，濾波電容C0，及所涉及的連接方式均與圖4相同，不同的 是，均流電路中的調(diào)整管Sr由圖4中的MOS管替換為NPN型三極管；所述的均流電路!·的三極管Sr的集電極連接到LED負(fù)載，其發(fā)射極連接到采樣電 阻Rsl的一端，其基極接到均流控制電路r的輸出即運(yùn)放IC2r的輸出端，采樣電阻Rsl的 另外一端連接到輸出地。所述的調(diào)整管NPN型三極管Sr其工作在“飽和-截止”或飽和狀態(tài)。參照圖6，所述的交流輸入電壓Vac，恒流源，LED負(fù)載，均流總線，偏置電阻Rb，濾 波電容CO，及所涉及的連接方式均與圖4相同，不同的是所述的均流電路中的調(diào)整管Sr由圖3中的MOS管替換為PNP型三極管，三極管Sr 的集電極接電阻Rsr的一端，其發(fā)射極接LED負(fù)載，采樣電阻Rsl的另外一端連接到輸出 地；所述的均流控制電路，在IC2r的輸出端接NPN型三極管Qr的基極，Qr的發(fā)射極接輸出 地，Qr的集電極接均流電路調(diào)整管Sr的基極。所述的調(diào)整管PNP型三極管Sr和均流控制電路中的NPN型三極管Qr，均工作在 “飽和-截止”或飽和狀態(tài)。以上的圖4，圖5，圖6的實施例中調(diào)整管Sr也可以是IGBT等器件。參照圖7，所述的交流輸入電壓Vac作為恒流源的輸入，經(jīng)過恒流源后輸出恒流電 流Io給各路LED負(fù)載供電。所述的LED負(fù)載是多路η路多個(m個)串聯(lián)的LED燈組成如
LEDl 1, . . . LEDml,......，LEDln, . . . LEDmn。所述的負(fù)載 LEDlr, . · ·，LEDmr 串聯(lián)后連接調(diào)
整管MOSFET Sr和采樣電阻Rsr組成的均流電路r。所述的均流電路r的MOS管Sr的漏極連接到LED負(fù)載，其源極連接到采樣電阻 Rsl的一端，采樣電阻Rsl的另外一端連接到輸出地，和恒流源輸出地相連。所述的均流控制電路r由電阻Rlr、電阻R2r、電阻Rbr，二極管Dr，運(yùn)放IClr、運(yùn)放IC2r、運(yùn)放IC3r、濾波電路、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和三角波信號組成。所述的電阻Rsr非地的一端接濾 波電路的輸入，濾波電路的輸出接電阻Rlr的一端和運(yùn)放IC3r的正向輸入端，運(yùn)放IC3r的 反向輸入端接二極管Dr的陽極和均流總線，二極管Dr的陰極接運(yùn)放IC3r的輸出端，電阻 Rlr的另一端接運(yùn)放IClr的反向輸入端，補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)接在運(yùn)放IClr的反向輸入端和輸出端之 間，運(yùn)放IClr的正向輸入端接電阻R2r和電阻Rbr的一端，電阻R2r的另一端接均流總線， 電阻Rbr的另一端接電源Vcc正端，運(yùn)放IClr的輸出端接到運(yùn)放IC2r的正向輸入端，三角 波信號作為運(yùn)放IC2r的正向輸入端信號，運(yùn)放IC2r的輸出端接到調(diào)整管Sr的門極。所述的偏置電阻RbO的一端接在均流總線上，另一端接電源Vcc正端，Vcc負(fù)端接 地。所述的均流控制電路中，運(yùn)放IC3r和二極管Dr組成的電路可實現(xiàn)均流總線的電 壓Vshare為各負(fù)載支路電流采樣信號的最小值，其中電阻RbO為該電路的偏置電阻。該最
小值和每路自身電流采樣信號(VS1，......，Vsn)進(jìn)行比較。若某路負(fù)載電流大于最小電流，
則該均流電路r中的電流采樣信號Vsr與最小電流信號Vshare比較，均流控制電路r上的 運(yùn)放IClr輸出電壓逐步降低，運(yùn)放IClr輸出和三角波比較后，產(chǎn)生PWM波，使該路負(fù)載電 流逐步降低；若某路電流等于最小電流，由于電阻Rbr的偏置作用，則運(yùn)放IClr輸出為高電 平，該電平在運(yùn)放IC2r中高于三角波信號的峰值，使運(yùn)放IC2r輸出為高電平，調(diào)整管Sr飽 和導(dǎo)通。在這種相互作用下，實現(xiàn)各路負(fù)載電流的均流。所述的負(fù)載支路LED電壓越低，其運(yùn)放IC2r輸出電壓就越低，調(diào)整管Sr的占空比 越小，從而該路LED電流的降低越多。由于大電流的負(fù)載路工作在PWM斬波狀態(tài)下，因此濾 波電路對該路的電流采樣信號進(jìn)行濾波。參照圖8，所述的交流輸入電壓Vac，恒流源，均流控制電路1到均流控制電路n， LED負(fù)載，及其連接方式均與圖7相同，不同的是，均流電路中的調(diào)整管Sr由圖7中的MOS
管替換為NPN型三極管。所述的均流電路!·的三極管Sr的集電極連接到LED負(fù)載，其發(fā)射極連接到采樣電 阻Rsl的一端，其基極接到均流控制電路r的輸出即運(yùn)放IC2r的輸出端，采樣電阻Rsl的 另外一端連接到輸出地。所述的調(diào)整管NPN型三極管Sr其工作在“飽和-截止”或飽和狀態(tài)。參照圖9，所述的交流輸入電壓Vac，恒流源，LED負(fù)載，及其連接方式均與圖7相 同，不同的是所述的均流電路中的調(diào)整管Sr由圖3中的MOS管替換為PNP型三極管，三極管Sr 的集電極接電阻Rsr的一端，其發(fā)射極接LED負(fù)載，采樣電阻Rsl的另外一端連接到輸出 地；所述的均流控制電路中在IC2r的輸出端接NPN型三極管Qr的基極，Qr的發(fā)射極接輸 出地，Qr的集電極接均流電路調(diào)整管Sr的基極。以上的圖7，圖8，圖9的實施例中調(diào)整管Sr也可以是IGBT等器件。最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本實用新型的具體實施例。顯然，本實用 新型不限于以上實施例，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)為是本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種適用于LED驅(qū)動器的多路PWM斬波均流電路，包括一個單輸出恒流源和多路輸出電路，所述的單輸出恒流源輸入端接交流輸入電壓(Vac)，輸出端接多路輸出電路，所述的每個多路輸出電路包括一個均流電路，一個均流控制電路以及由多個LED燈組成的負(fù)載，其特征在于所述的均流電路由調(diào)整管(S1，......，Sn)和采樣電阻(Rs1，......，Rsn)串聯(lián)組成；所述的每路均流控制電路的輸入來自每路采樣電阻對該路電流的采樣信號(Vs1，...，Vsn)，經(jīng)過各自的均流控制電路轉(zhuǎn)換后成為公共的連接線，和其它各路連接在一起，成為均流總線；每路電流采樣信號(Vs1，...，Vsn)和均流總線電壓(Vshare)在均流控制電路內(nèi)部進(jìn)行比較調(diào)節(jié)后，產(chǎn)生PWM信號或高電平信號，該信號則可控制對應(yīng)的均流電路調(diào)整管的工作占空比大小，然后控制每路電流的大小，實現(xiàn)各路電流的均流。
2.如權(quán)利要求1所述的適用于LED驅(qū)動器的多路PWM斬波均流電路，其特征在于所述的均流電路的調(diào)整管(Si，......，Sn)的第一極連接到LED負(fù)載，其第二極連接到采樣電阻(Rsl,......，Rsn)的一端，采樣電阻(Rsl，......，Rsn)的另外一端連接到輸出地，和恒流源輸出地相連；所述的均流控制電路由電阻Rlr、電阻R2r、電容Cr、運(yùn)放IClr、運(yùn)放IC2、 補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和三角波信號組成，所述的電阻Rsr非接地的一端接電阻Rlr和電阻R2r的一端， 電阻R2r的另一端接電容Cr的一端和運(yùn)放IClr的反向輸入端，電阻Rlr的另一端接運(yùn)放 IClr的正向輸入端，補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)接在運(yùn)放IClr的反向輸入端和輸出端之間，運(yùn)放IClr的輸出 端接到運(yùn)放IC2r的正向輸入端，三角波信號作為運(yùn)放IC2r的反向輸入端信號，運(yùn)放IC2r 的輸出端接到調(diào)整管Sr的控制極；其中r表示第r路輸出電路，r = 1,2,......，η。
3.如權(quán)利要求2所述的適用于LED驅(qū)動器的多路PWM斬波均流電路，其特征在于所述的均流電路的調(diào)整管(Si，......，Sn)為MOS管，其漏極連接到LED負(fù)載，其源極連接到采樣電阻(Rsl，......，Rsn)的一端，其門極連接到運(yùn)放(IC21，......，IC2n)的輸出端。
4.如權(quán)利要求2所述的適用于LED驅(qū)動器的多路PWM斬波均流電路，其特征在于所述的均流電路的調(diào)整管(Si，......，Sn)為NPN型三極管，其集電極連接到LED負(fù)載，其發(fā)射極連接到采樣電阻(Rsl，......,Rsn)的一端，其基極連接到運(yùn)放(IC21，......, IC2n)的輸出端。
5.如權(quán)利要求2所述的適用于LED驅(qū)動器的多路PWM斬波均流電路，其特征在于所述的均流電路的調(diào)整管(Si，......, Sn)為PNP型三極管，所述的均流控制電路的運(yùn)放(IC21，......，IC2n)的輸出端連接到一個NPN型三極管(Ql，......,Qn)的基極，所述的調(diào)整管(Si，......，Sn)的發(fā)射極連接到LED負(fù)載，其集電極連接到采樣電阻(Rsl，......，Rsn)的一端，其基極連接到三極管(Ql，......,Qn)的集電極，三極管(Q1，......，Qn)的發(fā)射極接地。
6.如權(quán)利要求2-5任何一項所述的適用于LED驅(qū)動器的多路PWM斬波均流電路，其特 征在于所述的均流總線上還設(shè)有偏置電阻(Rb)和濾波電容(CO)，所述的偏置電阻(Rb)的 另一端接電源(Vcc)，所述的濾波電容(CO)的另一端接地。
7.如權(quán)利要求1所述的適用于LED驅(qū)動器的多路PWM斬波均流電路，其特征在于所述的均流電路的調(diào)整管(Si，......, Sn)的第一極連接到LED負(fù)載，其第二極連接到采樣電阻(Rsl，......，Rsn)的一端，采樣電阻(Rsl，......，Rsn)的另外一端連接到輸出地，和恒流源輸出地相連；所述的均流控制電路包括電阻Rlr、電阻R2r、電阻Rbr，二極管Dr，運(yùn) 放IClr、運(yùn)放IC2r、運(yùn)放IC3r、濾波電路、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和三角波信號，所述的電阻Rsr非地的一端接濾波電路的輸入，濾波電路的輸出接電阻Rlr的一端和運(yùn)放IC3r的正向輸入端，運(yùn)放 IC3r的反向輸入端接二極管Dr的陽極和均流總線，二極管Dr的陰極接運(yùn)放IC3r的輸出 端，電阻Rlr的另一端接運(yùn)放IClr的反向輸入端，補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)接在運(yùn)放IClr的反向輸入端和 輸出端之間，運(yùn)放IClr的正向輸入端接電阻R2r和電阻Rbr的一端，電阻R2r的另一端接 均流總線，電阻Rbr的另一端接電源Vcc正端，運(yùn)放IClr的輸出端接到運(yùn)放IC2r的正向輸 入端，三角波信號作為運(yùn)放IC2r的正向輸入端信號，運(yùn)放IC2r的輸出端接到調(diào)整管Sr的 門極；其中r表示第r路輸出電路，r = 1,2,......，η。
8.如權(quán)利要求7所述的適用于LED驅(qū)動器的多路PWM斬波均流電路，其特征在于所述的均流電路的調(diào)整管(Si，......，Sn)為MOS管，其漏極連接到LED負(fù)載，其源極連接到采樣電阻(Rsl，......，Rsn)的一端，其門極連接到運(yùn)放(IC21，......，IC2n)的輸出端。
9.如權(quán)利要求7所述的適用于LED驅(qū)動器的多路PWM斬波均流電路，其特征在于所述的均流電路的調(diào)整管(Si，......，Sn)為NPN型三極管，其集電極連接到LED負(fù)載，其發(fā)射極連接到采樣電阻(Rsl，......,Rsn)的一端，其基極連接到運(yùn)放(IC21，......, IC2n)的輸出端。
10.如權(quán)利要求7所述的適用于LED驅(qū)動器的多路PWM斬波均流電路，其特征在于所述的均流電路的調(diào)整管(Si，......, Sn)為PNP型三極管，所述的均流控制電路的運(yùn)放(IC21，......，IC2n)的輸出端連接到一個NPN型三極管(Ql，......,Qn)的基極，所述的調(diào)整管(Si，......，Sn)的發(fā)射極連接到LED負(fù)載，其集電極連接到采樣電阻(Rsl，.....，Rsn)的一端，其基極連接到三極管(Ql，......,Qn)的集電極，三極管(Q1，......，Qn)的發(fā)射極接地。
11.如權(quán)利要求7-10任何一項所述的適用于LED驅(qū)動器的多路PWM斬波均流電路，其 特征在于所述的均流總線上還設(shè)有偏置電阻(RbO)，所述的偏置電阻(RbO)的另一端接電 源(Vcc)。
專利摘要本實用新型公開了一種適用于LED驅(qū)動器的多路PWM斬波均流電路，包括一個單輸出恒流源和并聯(lián)輸出的多路負(fù)載，所述的每路負(fù)載由多個LED燈串聯(lián)組成，并串聯(lián)一個均流電路和一個均流控制電路，其特征在于所述的均流電路由調(diào)整管和采樣電阻串聯(lián)組成；所述的每路均流控制電路的輸入來自每路采樣電阻對該路電流的采樣信號，經(jīng)過各自的均流控制電路轉(zhuǎn)換后成為公共的連接線，和其它各路連接在一起，成為均流總線；每路電流采樣信號和均流總線電壓在均流控制電路內(nèi)部進(jìn)行比較調(diào)節(jié)后，產(chǎn)生PWM信號或高電平信號，該信號則可控制對應(yīng)的均流電路調(diào)整管的工作占空比大小，然后控制每路電流的大小，實現(xiàn)各路電流的均流。
文檔編號H05B37/02GK201557302SQ20092026924
公開日2010年8月18日 申請日期2009年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者華桂潮, 姚曉莉, 葛良安 申請人:英飛特電子(杭州)有限公司