專(zhuān)利名稱(chēng)：多通道恒流控制模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多通道恒流控制模塊，應(yīng)用于多路負(fù)載恒流控制，主要用于 多組LED恒流控制。
技術(shù)背景由于LED的亮度是通過(guò)恒流控制的，而中大功率的LED照明主要通過(guò)多組LED的 串聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由于LED結(jié)電壓的區(qū)別，多組并聯(lián)的結(jié)構(gòu)無(wú)法保證LED的恒流，同時(shí)存在骨 牌效應(yīng)的可能，即一組損壞，導(dǎo)致連環(huán)損壞。多路恒流是最佳的方案，采用AC/DC電壓源+多 路PWM恒流源是很好的方案，但是成本太高，120W以下的恒流源采用此方案價(jià)位難以承受。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)目前國(guó)內(nèi)照明LED恒流源成本太高的問(wèn)題，提出一種 性?xún)r(jià)比高的多通道恒流控制模塊。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型多通道恒流控制模塊，包括多個(gè)連接負(fù)載端子、多路 恒流電路、多路反饋電壓比較電路、光耦隔離電路，多個(gè)連接負(fù)載端子，其每一個(gè)與地之間 連接一路恒流電路，其每一個(gè)的電壓信號(hào)經(jīng)一路反饋電壓比較電路輸出比較信號(hào)，所述多 路反饋電壓比較電路輸出的比較信號(hào)均輸至光耦隔離電路的輸入端，光耦隔離電路的輸出 端輸出反饋信號(hào)。上述每一個(gè)連接負(fù)載端子和反饋電壓比較電路的輸入端之間還可設(shè)置采樣電壓 驅(qū)動(dòng)電路。還可包括一個(gè)連接供電端子，上述多路反饋電壓比較電路，再增加一路，連接供電 端子的電壓信號(hào)經(jīng)該反饋電壓比較電路輸出比較信號(hào)至光耦隔離電路的輸入端。在一種實(shí)施方式中，上述恒流電路包含連接在連接負(fù)載端子與地之間的采樣電 阻。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，上述恒流電路包含電流調(diào)整元件、采樣電阻、電壓比較電 路，電流調(diào)整元件和采樣電阻串聯(lián)后連接在連接負(fù)載端子與地之間，電流調(diào)整元件和采樣 電阻連接點(diǎn)的電壓信號(hào)輸入電壓比較電路的輸入端，電壓比較電路的輸出端輸出比較信號(hào) 至電流調(diào)整元件的控制端。電流調(diào)整元件可為場(chǎng)效應(yīng)管，則該電流調(diào)整元件的控制端為場(chǎng) 效應(yīng)管的柵極，電流調(diào)整元件還可為三極管，則該電流調(diào)整元件的控制端為三極管的基極。本實(shí)用新型采用多路獨(dú)立的恒流電路實(shí)現(xiàn)多路恒流，避免一組損壞，導(dǎo)致連環(huán)損 壞，通過(guò)對(duì)每一個(gè)連接負(fù)載端子的電壓信號(hào)采樣反饋，實(shí)現(xiàn)電源輸出電壓的閉環(huán)控制，使之 達(dá)到最佳恒流條件的最小電壓，降低功耗。通過(guò)對(duì)連接供電端子的電壓信號(hào)采樣反饋，實(shí)現(xiàn) 電源輸出電壓的閉環(huán)控制，避免開(kāi)路輸出電壓過(guò)高。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，采用多路獨(dú)立 的閉環(huán)控制場(chǎng)效應(yīng)管或三極管實(shí)現(xiàn)多路獨(dú)立恒流，通過(guò)對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管或三極管極間電壓的采 樣反饋，實(shí)現(xiàn)電源輸出電壓的調(diào)整，使之達(dá)到最佳恒流條件的最小電壓和場(chǎng)效應(yīng)管或三極 管最低功耗，從而達(dá)到最高的效率。[0010]本實(shí)用新型融合了 PWM恒壓技術(shù)和直流恒流技術(shù)，成本低廉，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了多路獨(dú) 立恒流，效率高，完全滿(mǎn)足中小功率照明燈具多組LED的恒流要求。不同于獨(dú)立結(jié)構(gòu)的AC/DC電壓源+多路PWM恒流源方案以及AC/DC單路恒流源方 案。電壓源+多路PWM電流源方案成本高，AC/DC單路恒流源無(wú)法滿(mǎn)足組間LED的均流，還 存在骨牌效應(yīng)隱患。本實(shí)用新型很好地解決了成本問(wèn)題和均流問(wèn)題，同時(shí)效率高。

圖1為應(yīng)用本實(shí)用新型的電路工作原理示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一的工作原理框圖；圖3為圖2恒流電路An和采樣電壓驅(qū)動(dòng)電路Bn的電路原理圖；圖4為圖2反饋電壓比較電路El、E2…En、F和光耦隔離電路G的電路原理圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例二的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，多組LED為開(kāi)關(guān)電源的輸出負(fù)載，本實(shí)用新型M4CM的多個(gè)連接負(fù)載 端子H1、H2…Hn分別串接組LED的負(fù)極LED1_、LED2_…LEDn-，一個(gè)連接供電端子OVP連接 多組LED的供電端LED+，為直觀起見(jiàn)，實(shí)施例描述的多個(gè)連接負(fù)載端子為L(zhǎng)EDl-至LEDn-， 一個(gè)連接供電端子為L(zhǎng)ED+，本實(shí)用新型M4CM輸出反饋信號(hào)FB至開(kāi)關(guān)電源的PWM MCU控制
-H-· I I心片。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。實(shí)施例一如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例一包括多個(gè)連接負(fù)載端子LEDl-至LEDn-、一個(gè)連 接供電端子LED+、多路恒流電路Al至An、多路采樣電壓驅(qū)動(dòng)電路Bl至Bn和反饋電壓比較 電路El至En和F，光耦隔離電路G，多個(gè)連接負(fù)載端子LEDl-至LEDn-，其每一個(gè)與地之間 連接一路恒流電路，其每一個(gè)的電壓信號(hào)依次經(jīng)一路采樣電壓驅(qū)動(dòng)電路、反饋電壓比較電 路輸出比較信號(hào)，一個(gè)連接供電端子LED+的電壓信號(hào)經(jīng)反饋電壓比較電路F輸出比較信 號(hào)，多路采樣連接負(fù)載端子的反饋電壓比較電路El至Eru—路采樣連接供電端子的反饋電 壓比較電路F輸出的比較信號(hào)均輸至光耦隔離電路G的輸入端，光耦隔離電路G的輸出端 輸出反饋信號(hào)FB。如圖3所示，為圖2—路恒流電路An和一路采樣電壓驅(qū)動(dòng)電路Bn的電路原理 圖；恒流電路An包含電流調(diào)整元件場(chǎng)效應(yīng)管Q2、采樣電阻Rsense、電壓比較電路，電壓比 較電路包括運(yùn)算放大器U6A，場(chǎng)效應(yīng)管Q2和采樣電阻Rsense串聯(lián)后連接在連接負(fù)載端子 LEDn-與地之間，場(chǎng)效應(yīng)管Q2和采樣電阻Rsense連接點(diǎn)的電壓信號(hào)經(jīng)電阻R6輸入運(yùn)算放 大器U6A的一個(gè)輸入端，運(yùn)算放大器U6A的另一個(gè)輸入端連接基準(zhǔn)電壓Ve，運(yùn)算放大器U6A 的輸出端輸出比較信號(hào)至場(chǎng)效應(yīng)管Q2的柵極。恒流電路An為采用運(yùn)算放大器輸出控制場(chǎng) 效應(yīng)管Q2，實(shí)現(xiàn)電路導(dǎo)通，并通過(guò)采樣電阻Rsense的電壓反饋與基準(zhǔn)電壓Ve形成閉環(huán)控 制，實(shí)現(xiàn)電流的恒定。采樣電壓驅(qū)動(dòng)電路Bn為運(yùn)算放大器U6B放大電路，是同相放大電路， 實(shí)現(xiàn)連接負(fù)載端子LEDn-的電壓信號(hào)Vd的采樣驅(qū)動(dòng)放大。如圖4所示，為圖2多路采樣連接負(fù)載端子的反饋電壓比較電路El至Eru—路采樣連接供電端子的反饋電壓比較電路F和光耦隔離G的電路原理圖；反饋電壓比較電路包 括電壓調(diào)整TL431，電壓調(diào)整TL431的輸入端輸入對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)。圖4是多路連接負(fù)載端 子和一路連接供電端子的電壓采樣反饋，通過(guò)光耦隔離U2控制PWM MCU控制芯片。Vcc為工作電壓，圖3和圖4中采用了 +12V，若采用其他電壓，對(duì)應(yīng)的電阻R21/ R31/R22/R32…等需要進(jìn)行相關(guān)調(diào)整。通過(guò)調(diào)整采樣電壓的信號(hào)放大，實(shí)現(xiàn)電源輸出電壓的調(diào)整，使之達(dá)到最佳恒流條 件的最小電壓和場(chǎng)效應(yīng)管最低功耗，從而達(dá)到最高的效率。不同型號(hào)的場(chǎng)效應(yīng)管內(nèi)阻不同， 管壓降略有偏差，因此采用不同型號(hào)的場(chǎng)效應(yīng)管，采樣電路也需要適當(dāng)調(diào)整。上述電流調(diào)整元件為場(chǎng)效應(yīng)管Q2，也可以采用三極管。上述采樣電壓驅(qū)動(dòng)電路Bn 為運(yùn)算放大器放大電路，也可以采用三極管放大電路。上述反饋電壓比較電路采用電壓調(diào) 整TL431，電壓調(diào)整TL431的輸入端輸入對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，也可以采用運(yùn)算放大器，運(yùn)算放 大器的一個(gè)輸入端輸入對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，另一個(gè)輸入端連接基準(zhǔn)電壓，等等。工作原理相 同，不一一列舉。實(shí)施例二 如圖5所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例二的電路原理圖。和實(shí)施例一不同的是，用采樣電阻Rs 1、Rs2…Rsn代替了實(shí)施例一的恒流電路A1、A2…An，省去了采樣電壓驅(qū)動(dòng)電路B1、 B2…Bn。采樣電阻Rsl、Rs2…Rsn的取值保證流經(jīng)負(fù)載的最大電流小于額定電流，通過(guò)多 個(gè)連接負(fù)載端子LEDl-至LEDn-的電壓采樣反饋，實(shí)現(xiàn)多路恒流。其余和實(shí)施例一相同，不多描述。
權(quán)利要求多通道恒流控制模塊，其特征在于，包括多個(gè)連接負(fù)載端子、多路恒流電路、多路反饋電壓比較電路、光耦隔離電路，多個(gè)連接負(fù)載端子，其每一個(gè)與地之間連接一路恒流電路，其每一個(gè)的電壓信號(hào)經(jīng)一路反饋電壓比較電路輸出比較信號(hào)，所述多路反饋電壓比較電路輸出的比較信號(hào)均輸至光耦隔離電路的輸入端，光耦隔離電路的輸出端輸出反饋信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊，其特征在于所述每一個(gè)連接負(fù)載端子和反饋電壓比 較電路的輸入端之間設(shè)置采樣電壓驅(qū)動(dòng)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊，其特征在于所述采樣電壓驅(qū)動(dòng)電路為運(yùn)算放大器放 大電路，或者，為三極管放大電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊，其特征在于還包括一個(gè)連接供電端子，所述多路反饋 電壓比較電路，再增加一路，連接供電端子的電壓信號(hào)經(jīng)該反饋電壓比較電路輸出比較信 號(hào)至光耦隔離電路的輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊，其特征在于還包括一個(gè)連接供電端子，所述多路反饋 電壓比較電路，再增加一路，連接供電端子的電壓信號(hào)經(jīng)該反饋電壓比較電路輸出比較信 號(hào)至光耦隔離電路的輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的模塊，其特征在于所述反饋電壓比較電路包括 運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器的一個(gè)輸入端輸入對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，另一個(gè)輸入端連接基準(zhǔn)電壓； 或者，所述反饋電壓比較電路包括電壓調(diào)整TL431，電壓調(diào)整TL431的輸入端輸入對(duì)應(yīng)的電 壓信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的模塊，其特征在于所述恒流電路包含連接在連 接負(fù)載端子與地之間的采樣電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的模塊，其特征在于所述恒流電路包含電流調(diào)整 元件、采樣電阻、電壓比較電路，電流調(diào)整元件和采樣電阻串聯(lián)后連接在連接負(fù)載端子與地 之間，電流調(diào)整元件和采樣電阻連接點(diǎn)的電壓信號(hào)輸入電壓比較電路的輸入端，電壓比較 電路的輸出端輸出比較信號(hào)至電流調(diào)整元件的控制端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的模塊，其特征在于所述電壓比較電路包括運(yùn)算放大器，運(yùn)算 放大器的一個(gè)輸入端輸入電流調(diào)整元件和采樣電阻連接點(diǎn)的電壓信號(hào)，另一個(gè)輸入端連接 基準(zhǔn)電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的模塊，其特征在于所述電流調(diào)整元件為場(chǎng)效應(yīng)管，該電流 調(diào)整元件的控制端為場(chǎng)效應(yīng)管的柵極；或者，所述電流調(diào)整元件為三極管，該電流調(diào)整元件 的控制端為三極管的基極。
專(zhuān)利摘要多通道恒流控制模塊，包括多個(gè)連接負(fù)載端子、多路恒流電路、多路反饋電壓比較電路、光耦隔離電路，多個(gè)連接負(fù)載端子，其每一個(gè)與地之間連接一路恒流電路，其每一個(gè)的電壓信號(hào)經(jīng)一路反饋電壓比較電路輸出比較信號(hào)，所述多路反饋電壓比較電路輸出的比較信號(hào)均輸至光耦隔離電路的輸入端，光耦隔離電路的輸出端輸出反饋信號(hào)。還可設(shè)置采樣電壓驅(qū)動(dòng)電路。還可包括一個(gè)連接供電端子，增加一路反饋電壓比較電路，連接供電端子的電壓信號(hào)經(jīng)該反饋電壓比較電路輸出比較信號(hào)至光耦隔離電路的輸入端。本實(shí)用新型融合了PWM恒壓技術(shù)和直流恒流技術(shù)，成本低廉，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了多路獨(dú)立恒流，效率高，完全滿(mǎn)足中小功率照明燈具多組LED的恒流要求。
文檔編號(hào)G05F1/46GK201571240SQ20092029601
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者楊文峰, 肖國(guó)龍, 龔正平 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院廣州電子技術(shù)研究所