CN101778513A - 一种led均流控制电路及led驱动模块和助航灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LED均流控制电路及LED驱动模块和助航灯，该LED驱动模块包括并联的多个LED支路，每个LED支路包括LED均流控制电路，所述LED均流控制电路用于采样每个LED支路的电流，并根据所采样的每个LED支路的电流将每个LED支路的电流调整一致。实施本发明的LED均流控制电路及LED驱动模块和助航灯，可以动态调整多个LED支路的电流，使每个LED支路的电流保持一致。

Description

一种LED均流控制电路及LED驱动模块和助航灯

技术领域

本发明涉及照明技术领域，更具体地说，涉及一种LED均流控制电路及LED驱动模块和助航灯。

背景技术

随着科技的进步及节能环保的推行，LED已被广泛应用于信号指示，特别是助航灯的应用，但由于LED是属于电压型器件，微小的电压变化会引起很大的电流变化，而发光亮度又与通过的电流有着极大的关系，电流的变化会引起亮度的变化，因此作为面光源用时必须考虑LED发光的均匀性，也就是通过每一路LED上的电流要近乎相等。

目前，LED作为面光源应用时，一般电路结构为串联、并联、串并混联。如果用串联电路或串-并混联则需要升压，造成效率的降低；如果用并联电路，就要保证每个LED支路的LED上流过的电流相同，但在实际应用中发现，随着LED长时间的应用，每个LED支路中的LED的管压降开始逐渐不同，导致每个LED支路的电流不近乎相等。

发明内容

针对现有技术的上述多个LED支路并联时，每个LED支路的电流不相等的缺陷，本发明提供了一种LED均流控制电路，能动态调整多个LED支路的电流，使其保持一致。

此LED均流控制电路，用于并联的多个LED支路上，设置在每一个LED支路上的LED均流控制电路包括开关管、采样电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、均流电阻和第一三端可调分流基准源，所述开关管的漏极接LED支路的负极，所述开关管的源极通过所述采样电阻接地，所述均流电阻连接在所述开关管的漏极和源极之间，所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻串联在一直流电压和地之间，所述第二电阻和所述第三电阻的连接点接所述开关管的栅极，所述第四电阻和所述第五电阻串联在所述开关管的源极和地之间，所述第四电阻和所述第五电阻的连接点接所述第一三端可调分流基准源的参考端，所述第一三端可调分流基准源的阳极接地，所述第一三端可调分流基准源的阴极接第一电阻和第二电阻的连接点。

更进一步地，本发明在上述电路的基础上还提供了一种含有上述LED均流控制电路的LED驱动模块。

更进一步地，本发明在上述电路的基础上还提供了一种含有上述LED驱动模块的助航灯。

实施本发明的电路结构，可以动态调整多个LED支路的电流，使每个LED支路的电流保持一致。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明LED驱动模块实施例一的逻辑框图；

图2是本发明LED驱动模块优选实施例的电路图。

具体实施方式

针对现有技术中多个LED支路并联时，每个LED支路的电流不相等的缺陷，提供一种LED均流控制电路，其可以采样每个LED支路的电流，并根据所采样的每个LED支路的电流将每个LED支路的电流调整一致，使得LED支路发光均匀，且每一支路上电流近乎相等。

本发明实施例的LED均流控制电路的基本技术方案是：在并联的多个LED支路中，每个LED支路均设置有LED均流控制电路。此LED均流控制电路包括开关管、采样电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、均流电阻和第一三端可调分流基准源，开关管的漏极接LED支路的负极，所述开关管的源极通过采样电阻接地，均流电阻连接在所述开关管的漏极和源极之间，第一电阻、第二电阻和第三电阻串联在一直流电压和地之间，第二电阻和第三电阻的连接点接所述开关管的栅极，第四电阻和第五电阻串联在所述开关管的源极和地之间，第四电阻和第五电阻的连接点接第一三端可调分流基准源的参考端，第一三端可调分流基准源的阳极接地，第一三端可调分流基准源的阴极接第一电阻和第二电阻的连接点。另外，第四电阻和第五电阻的连接点还通过电容接地。这里的开关管可以采用场效应管等来实现。

如图2所示的下半截，给出了本发明的一最优实施例的电路原理图，在此图中给出了两路并列的LED支路LED1、LED2、LED 3和LED4、LED5、LED6。一路LED支路LED1、LED2、LED3的LED均流控制电路10包括场效应管Q2、采样电阻R20、均流电阻R18、电阻R22、电阻R10、电阻R23、三端可调分流基准源U4、电容C9、电阻R16和电阻R11，其中，场效应管Q2的漏极连接第一LED支路的负极，此LED支路的正极接LED的工作电压输出，场效应管Q2的源极通过采样电阻R20接地，均流电阻R18连接在场效应管Q2的漏极和源极之间，电阻R22、电阻R10、电阻R23依次串联在一直流电压VCC的输出端和地之间，电阻R10和电阻R23的连接点连接场效应管Q2的栅极，电阻R22和电阻R10的连接点接三端可调分流基准源U4的阴极，三端可调分流基准源U4的阳极接地，电阻R16和电阻R11串联在场效应管Q2的源极和地之间，电阻R16和电阻R11的连接点接三端可调分流基准源U4的参考端，且此连接点还可以通过电容C9接地实现滤波。另一路LED支路LED4、LED5、LED6的LED均流控制电路10包括场效应管Q 3、采样电阻R21、均流电阻R19、电阻R24、电阻R12、电阻R25、三端可调分流基准源U5、电容C10、电阻R17和电阻R13，这些元器件的连接关系，与上一支路的连接关系相同，如场效应管Q 3的漏极连接第一LED支路的负极，此LED支路的正极接LED的工作电压输出，场效应管Q3的源极通过采样电阻R21接地，均流电阻R19连接在场效应管Q3的漏极和源极之间，电阻R24、电阻R12、电阻R25依次串联在上述直流电压VCC的输出端和地之间，电阻R12和电阻R25的连接点连接场效应管Q3的栅极，电阻R24和电阻R12的连接点接三端可调分流基准源U5的阴极，三端可调分流基准源U5的阳极接地，电阻R17和电阻R13串联在场效应管Q3的源极和地之间，电阻R17和电阻R13的连接点接三端可调分流基准源U5的参考端，且此连接点还可以通过电容C10接地实现滤波。

上述LED均流控制电路实现的即是电流偏差检测电路，根据每一LED支路中的LED个数及型号，通过选择合适型号的三端可调分流基准源U4、U5、合适阻值比值的电阻R16、R11及合适阻值比值的电阻R17、R13，可保证在两个LED支路的电流在电路正常运行时，导通电流相同，采样电阻R20、R21两端的电压(即点FB1、FB2的电压)近乎相等。然而当一LED支路的电流大于设定的最大值时，FB1检测点的电压经R11、R16或R17、R13分压后，大于U4或者U5的基准电压，则U4或U5就导通，将开关管Q1或者Q2的栅极电压拉低，使Q1或者Q2截止，均流电阻R18或R19接入电路，使一LED支路的电阻大于其他支路的电阻，则这样两路电流就平衡在一个水平。反之，若LED支路的电流逐渐降低，采样电阻R20或R21两端的电压(点FB1的电压)逐渐降低，若低于三端可调分流基准源U4或U5的基准电压，三端可调分流基准源U4或U5不导通，进而场效应管Q2或Q3导通，将均流电阻R18或R19短路，则LED支路的电流就会相应变大，从而实现自我调整。

将上述LED均流控制电路应用于多个LED支路上即可构成新的LED驱动模块，使得能动态调整多个LED支路的电流，使其保持一致。如图1所示给出的实施例，在本发明实施例的逻辑框图中，LED驱动模块可以包括以下几个部分：

1、电源部分40，用于为并联的两个LED支路提供工作电压；此电路是每一个LED电路必须的。如图2所示，给出了一实施例的电路原理图。在电源部分40中，变压器T1的两输入端接交流市电的两端，其两输出端接二极管整流桥D1的两输入端，二极管整流桥D1的一输出端分别接二极管D2、D3的正极，其另一输出端接地，电容C1、C2、C3和放电电阻R1、R2、R3、R4分别连接在二极管D2、D3的负极和地之间，二极管D2、D3的负极作为LED供电电压的输出端。此电路将输入的恒定交流电变为可向LED供电的平滑直流电。其中，肖特基二极管D2、D3起隔离保护作用，防止电容(C1、C2、C3)里储存的电量倒灌，形成冲击电流，击穿后续过压保护部分中的晶闸管TYN1，R1-R4为放电电阻。

此外，为了给LED驱动模块中的各个元器件提供一直流电压，则还可以通过稳压芯片U3来实现电压转换，获得一直流电压VCC，比如此直流电压VCC可以为LED均流控制电路提供工作电压。

2、过压保护部分30、用于在LED支路的供电电压过大时对电路进行保护。如图2所示，给出了一实施例的电路原理图。在此过压保护部分30中，第一稳压管(稳压管ZD1和ZD2同向串联结构)的阴极连接LED的工作电压输入，即上述电源部分中二极管整流桥D1的一输出端，第一稳压管的阳极通过第六电阻R6接地，晶闸管TYN1的控制极接第一稳压管的阳极，晶闸管TYN1的阴极接地，晶闸管TYN1的阳极接LED的工作电压输入。另外，第六电阻R6的两端还并联有电容C4。图2所示电路中采用两个稳压管来构造相适配的稳压值。当总负载开路时，一旦电压上升到稳压管ZD1、ZD2的导通阈值(根据负载的数量导通阀值可以相应更改)，ZD1、ZD2即触发导通，形成触发电流，使晶闸管TYN1导通，晶闸管TYN1的导通，降低了电路电压，因而得以保护电源部分的电解电容(C1、C2、C3)。

3、LED均流控制电路10，用于采样每个LED支路的电流，并根据所采样的每个LED支路的电流将每个LED支路的电流调整一致，此LED均流控制电路10的结构见上述相关说明，在此不做重复叙述。

4、过流保护部分20，用于在至少一个LED支路中的电流过大时对电路进行保护。在过流保护部分20中，包括三极管、第七电阻、第八电阻、第二三端可调分流基准源，第七电阻和第八电阻串联在开关管的源极和地之间，第七电阻和第八电阻的连接点接第二三端可调分流基准源的参考端，第二三端可调分流基准源的阳极接地，第二三端可调分流基准源的阴极接三极管的基极，三极管的发射极通过第一稳压管连接LED的工作电压输入，三极管的集电极接晶闸管的控制极。并且为了保护电路，还在三极管的基极与第二三端可调分流基准源的阴极增加一单向导通元件，如二极管。

如图2所示，给出了本发明的一最优实施例，其中与两路LED支路对应包括两路过流保护电路，其中电阻R14和电阻R8串联在场效应管Q2的源极和地之间，电阻R14和电阻R8的连接点接三端可调分流基准源U2的参考端，三端可调分流基准源U2的阳极接地，其阴极接二极管D4的负极，二极管D4的正极接PNP型三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接稳压二极管ZD1的负极，其集电极接晶闸管TYN1的控制极；电阻R15和电阻R9串联在场效应管Q3的源极和地之间，电阻R15和电阻R9的连接点接三端可调分流基准源U1的参考端，三端可调分流基准源U1的阳极接地，其阴极接二极管D5的负极，二极管D5的正极接三极管Q1的基极。在此电路中，晶闸管TYN1、三极管Q1、二极管D4、U2、R8、R14组成了一路过流保护电路；晶闸管TYN1、三极管Q1、二极管D5、U1、R9、R15组成一路过流保护电路。当负载支路电流过大，超过设定值(根据LED灯的规格不同电流也可能改变)时，其中一路负载支路检测点的电压信号FB1经过电阻分压后的值就会超过三端可调分流基准源U2的基准值，U2就开通，通过二极管D4将Q1的基极电压拉低，使Q1导通，提供晶闸管TYN1的触发电流，使其导通，这样没有电流继续流向LED，从而保护LED被大电流烧坏。两路过流保护电路的原理相同，在此不重复叙述。为了降低成本，节省元器件，则在两路过流保护电路中可以将三极管Q1、晶闸管TYN1作为公共部分的开关电路。

基于上述LED驱动模块，本发明还提供了一种使用上述驱动电路的助航灯，其控制部分电路结构如上述内容所示，在此不做重复说明。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，可根据实际需要，任意设置并联LED支路的数量，例如可为3、4、5等等，每个LED支路中的LED个数也可根据实际需要任意设置多个LED串联、并联或混合联，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种LED均流控制电路，用于并联的多个LED支路上，其特征在于，设置在每一个LED支路上的LED均流控制电路包括开关管、采样电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、均流电阻和第一三端可调分流基准源，所述开关管的漏极接LED支路的负极，所述开关管的源极通过所述采样电阻接地，所述均流电阻连接在所述开关管的漏极和源极之间，所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻串联在一直流电压和地之间，所述第二电阻和所述第三电阻的连接点接所述开关管的栅极，所述第四电阻和所述第五电阻串联在所述开关管的源极和地之间，所述第四电阻和所述第五电阻的连接点接所述第一三端可调分流基准源的参考端，所述第一三端可调分流基准源的阳极接地，所述第一三端可调分流基准源的阴极接第一电阻和第二电阻的连接点。

2.根据权利要求1所述的LED均流控制电路，其特征在于，所述第四电阻和第五电阻的连接点还通过电容接地。

3.一种LED驱动模块，包括并联的多个LED支路，其特征在于，还包括设置在每一个LED支路上的LED均流控制电路，此LED均流控制电路包括开关管、采样电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、均流电阻和第一三端可调分流基准源，所述开关管的漏极接LED支路的负极，所述开关管的源极通过所述采样电阻接地，所述均流电阻连接在所述开关管的漏极和源极之间，所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻串联在一直流电压和地之间，所述第二电阻和所述第三电阻的连接点接所述开关管的栅极，所述第四电阻和所述第五电阻串联在所述开关管的源极和地之间，所述第四电阻和所述第五电阻的连接点接所述第一三端可调分流基准源的参考端，所述第一三端可调分流基准源的阳极接地，所述第一三端可调分流基准源的阴极接第一电阻和第二电阻的连接点。

4.根据权利要求3所述的LED驱动模块，其特征在于，所述第四电阻和第五电阻的连接点还通过电容接地。

5.根据权利要求3所述的LED驱动模块，其特征在于，还包括过压保护部分；所述过压保护部分包括第一稳压管、第六电阻、晶闸管，第一稳压管的阴极连接LED的工作电压输入，第一稳压管的阳极通过第六电阻接地，晶闸管的控制极接第一稳压管的阳极，晶闸管的阴极接地，晶闸管的阳极接LED的工作电压输入。

6.根据权利要求5所述的LED驱动模块，其特征在于，每个LED支路还包括过流保护部分；所述过流保护部分包括三极管、第七电阻、第八电阻、第二三端可调分流基准源，所述第七电阻和第八电阻串联在所述开关管的源极和地之间，所述第七电阻和第八电阻的连接点接所述第二三端可调分流基准源的参考端，所述第二三端可调分流基准源的阳极接地，所述第二三端可调分流基准源的阴极接所述三极管的基极，所述三极管的发射极通过所述第一稳压管连接LED的工作电压输入，所述三极管的集电极接所述晶闸管的控制极。

7.根据权利要求6所述的LED驱动模块，其特征在于，在所述三极管的基极与所述第二三端可调分流基准源的阴极增加一单向导通元件。

8.根据权利要求3所述的LED驱动模块，其特征在于，还包括电源部分；所述电源部分包括变压器、二极管整流桥、二极管、电容、放电电阻，其中，变压器的两输入端接交流市电的两端，变压器的两输出端分别接二极管整流桥的两输入端，二极管整流桥的一输出端接每个LED支路中LED的正极，二极管整流桥的另一输出端接地，所述第一二极管的正极连接二极管整流桥的一输出端，电容和放电电阻分别并联在二极管的负极和地之间。

9.根据权利要求8所述的LED驱动模块，其特征在于，所述电源部分还包括稳压芯片和分压电阻，所述稳压芯片的输入端通过分压电阻接二极管的负极，所述稳压芯片的输出端接所述第一电阻。

10.一种助航灯，其特征在于，包括权利要求3所述的LED驱动模块。

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