CN101896027B

CN101896027B - 一种led电源多路电流分配控制方法及电路

Info

Publication number: CN101896027B
Application number: CN201010206614.7A
Authority: CN
Inventors: 刘建飞; 谢春华; 张立品; 鞠万金; 汪兆华; 孔徐生; 李战功
Original assignee: Shenzhen University
Current assignee: Shenzhen University
Priority date: 2010-06-14
Filing date: 2010-06-14
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2030-06-14
Also published as: CN101896027A

Abstract

本发明公开了一种LED电源多路电流分配控制方法及电路，包括：S100：预先设定一个电流阈值和一个MOS压降阈值；S110：打开MOS管；S200：检测各LED灯组上的电流，判断是否有小于阈值的电流值，是则执行S300，否则执行S400；S300：通过光耦反馈控制电路控制AC-DC模块对LED灯组升压，使所有的LED灯组的电流值均大于等于所设定的电流阈值；S400：通过控制模块对电流值大于设定阈值的LED灯组进行降电流处理，使各LED灯组上的电流值均等于预先设定的电流阈值；S500：通过控制模块对各LED灯组上的MOS管进行压降检测，对压降大于设定阈值的通过光耦反馈控制电路控制AC-DC模块使直流输出电压降低，然后执行S200。采用本发明可能够有效解决光差和光衰问题，大大提高电路的效率。

Description

一种LED电源多路电流分配控制方法及电路

技术领域

本发明涉及一种LED电源多路电流分配精密控制技术，尤其涉及的是一种LED电源多路电流分配控制方法及电路。

背景技术

现有的LED电源在多路并联时，首先是将市电通过AC/DC POWER（交流变直流电源）转换为直流电输出作为LED灯的电源，目前其中一种电路设计方案如图1所示，本方案是在AC/DC POWER的输出端直接并联多组LED灯组。这种方法会由于LED个体之间的差异导致各组LED灯组上的电流不一致，就会导致LED灯组之间的光差现象，直接影响LED灯的效果；另外还会LED灯的光衰问题很严重直接影响LED灯的使用寿命。

现有的另一种电路的设计方案如图2所示，本方案是在每一组LED灯组的电源输入端增设一个BUCK Control(即DC-DC)电路，用来控制每组LED灯组的电流尽量保持一致，能够相对解决光差的问题。但是这种电路设计方案并没有有效解决电路的效率问题（因DC/DC电路存在比较大的损耗），同时成本也较高。

现有技术存在以下确定：

1、当LED灯组并联数量多的时候，由于线路阻抗导致各LED灯组之间电流不一致，导致LED灯组之间存在光差；

2、各LED灯组之间的不一致性导致电路的效率较低；

3、各LED灯组连接在同一个直流电源上，特别是在高压工作情况下，若直流电源出现电路故障所有的LED灯组就不能正常工作，甚至毁坏电路，使电路的稳定性降低；

4、现有方案的耗损功率较大导致LED灯组的内部温度较高，从而直接导致光衰现象严重，影响LED灯组的寿命。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED电源多路电流分配控制方法及电路，旨在解决现有的LED电源多路电流分配时不一致性导致LED灯组间的光差、光衰、电路效率底的问题和现有连接方式导致的电路稳定性问题。

本发明的技术方案如下：

一种LED电源多路电流分配控制方法，包括：

S100：预先设定一个电流阈值和一个MOS压降阈值；

S200: 检测各LED灯组上的电流，判断是否有小于阈值的电流值，是则执行S300，否则执行S400；

S300：通过光耦反馈控制电路控制AC-DC模块对LED灯组进行升压，使所有的LED灯组的电流值均大于等于所设定的电流阈值；

S400：通过控制模块对电流值大于设定阈值的LED灯组进行降电流处理，使各LED灯组上的电流值均等于预先设定的电流阈值。

所述的LED电源多路电流分配控制方法，其中，所述S100后还包括：

S110：打开MOS管。

所述的LED电源多路电流分配控制方法，其中，还包括：

S500：通过控制模块对各LED灯组上的MOS管进行压降检测，对压降大于设定阈值的情况，通过光耦反馈控制电路控制AC-DC模块使直流输出电压降低，然后执行S200。

所述的LED电源多路电流分配控制方法，其中，所述S400进一步包括：

所述控制模块通过提高电流值大于设定电流阈值的LED灯组上的MOS管的压降，降低MOS管所在LED灯组的电流，使所在LED灯组上的电流等于设定的电流阈值。

一种LED电源多路电流分配控制方法，其中，包括AC-DC模块、LED灯电路、控制模块以及光耦反馈控制电路，所述LED灯电路还包括：变压器、第一整流模块、第二整流模块、第一LED灯组、第二LED灯组、MOS管、电流采集模块，

其中，所述变压器的正极连接MOS管；所述MOS管一端连接第一整流模块和第二整流模块，所述第二整流模块连接第一LED灯组的正极，所述第一整流模块连接第二LED灯组的正极；所述第一LED灯组的负极与第二LED灯组的负极相连，所述第一LED灯组的负极（第二LED灯组的负极）连接电流采集模块和控制模块，所述电流采集模块的另一端连接在变压器的负极；所述光耦反馈控制电路连接在控制模块和AC-DC模块之间。

所述的LED电源多路电流分配控制电路，其中，还包括：

控制MOS管的压降的电压限定电路，其中，所述电压限定电路一端连接变压器的正极，另一端连接在控制模块。

所述的LED电源多路电流分配控制法电路，其中，还包括：

对控制模块的控制信号进行平滑、整形的平滑线路，所述平滑线路一端连接MOS管，另一端连接控制模块。

所述的LED电源多路电流分配控制法电路，其中，所述LED灯电路至少为一个。

本发明的有益效果：本发明通过在电路的输入端设置多个变压器，每个变压器挂带两组LED灯组，从而有效的解决现有电路的不稳定性；另外在电路中增设一个电路控制模块及配套控制电路，来控制电路的压降和直流电源的电压来实现多路电流分配的精密控制。使LED灯组的亮度均匀、电路的耗损减小、效率提高。

附图说明

图1是现有的一种LED电源多路电流分配控制电路示意图。

图2是现有的另一种LED电源多路电流分配控制电路原理示意图。

图3是本发明实施例一提供的LED电源多路电流分配控制电路的原理示意图。

图4是本发明实施例二提供的LED电源多路电流分配控制电路的原理示意图。

图5是本发明提供的LED电源多路电流分配控制方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

参见图3为本发明实施例一提供的LED电源多路电流分配控制电路的原理示意图，所述LED电源多路电流分配控制电路，包括AC-DC模块10、LED灯电路40、控制模块20以及光耦反馈控制电路30，所述LED灯电路40还包括：变压器、第一整流模块、第二整流模块、第一LED灯组、第二LED灯组、MOS管、电流采集模块，其中，所述变压器的正极连接MOS管；所述MOS管一端连接第一整流模块和第二整流模块，所述第二整流模块连接第一LED灯组的正极，所述第一整流模块连接第二LED灯组的正极；所述第一LED灯组的负极与第二LED灯组的负极相连，所述第一LED灯组的负极（第二LED灯组的负极）连接电流采集模块和控制模块20，所述电流采集模块的另一端连接在变压器的负极；所述平滑线路一端连接MOS管，另一端连接在控制模块20；所述电压限定电路一端连接变压器的正极，另一端连接在控制模块20；所述光耦反馈控制电路30连接在控制模块20和AC-DC模块10之间。本实施例中LED灯电路仅为一个，本发明还提供了实施例二，在实施例二的电路中LED灯电路的个数为n个（参见下文）。（其中，n为大于1的自然数）

参见图4为本发明实施例二提供的LED电源多路电流分配控制电路的原理框图，本实施例中包括多个LED灯电路，所述电路包括AC-DC模块10、变压器1、变压器n、MOS管1、MOS管n、LED灯组1、LED灯组2、LED灯组2n-1、LED灯组2n、平滑线路1、平滑线路n、整流模块1、整流模块2、整流模块2n-1、LED灯组2n、电压限定电路1、电压限定电路n、电流采集电路1、电流采集电路n、控制模块20、光耦反馈电路30。（其中，n为大于1的自然数）

其中，AC-DC模块10后并联连接多个变压器，每个变压器驱动两组LED灯组，例如变压器1和变压器n，变压器1驱动LED灯组1和LED灯组2，变压器n驱动LED灯组2n-1和LED灯组2n。每一个变压器后续的电路连接方式是一致的。

以变压器n为例，所述变压器n的正极连接MOS管n；所述MOS管n一端连接整流模块2n-1和整流模块2n，所述整流模块2n连接LED灯组2n-1的正极，所述整流模块2n-1连接LED灯组2n的正极；所述LED灯组2n-1的负极与LED灯组2n的负极相连，所述LED灯组2n-1的负极（LED灯组2n的负极）连接电流采集电路n和控制模块20，所述电流采集电路n的另一端连接在变压器n的负极；所述平滑线路n一端连接MOS管n，另一端连接在控制模块20；所述电压限定电路n一端连接变压器n的正极，另一端连接至控制模块20；所述光耦反馈控制电路30连接在控制模块20和AC-DC模块10之间。所述平滑线路n一端连接MOS管n，另一端连接至控制模块20；所述电压限定电路n一端连接在MOS管n（或变压器n），另一端连接至控制模块20；在所述AC-DC模块10与控制模块20之间设置一光耦反馈控制电路30。

所述AC-DC模块10用于将交流电转变为直流电作为LED灯组的驱动电源。所述变压器用于对LED灯组两两之间进行隔离，保证整体电路的稳定性。所述MOS管的作用是是开关和电流调整作用。整流模块的用于对输入LED灯组的电流进行整流滤波。平滑线路用于将控制模块20的控制信号进行平滑，整形。电流采集电路用于对LED灯组的电流进行采集，并进行数字化处理，然后输入控制模块20。光耦反馈控制电路30用于所述控制模块20通过该电路直接反馈到AC-DC模块10，从而调整输出电压。电压限定电路用于控制MOS管的压降，以保证整个电路的效率。所述控制模块20作为所述恒流控制电路的核心模块，用于通过电流采集电路，平滑线路和MOS管形成一个闭环反馈控制，控制各串LED的电流。

所述电压限定电路还包括一电压采集电路和电压比较电路，最终将电压比较的结果输入到控制模块20，控制模块20根据输入的比较结果发出相应的控制。若比较结果显示电压过高所述控制模块则会相应降低其电压值。

参见图4为本发明提供的LED电源多路并联恒流控制方法的流程图，所述的LED电源多路并联恒流控制方法，包括以下步骤：

S100：预先设定一个电流阈值和一个MOS压降阈值；

S110：打开MOS管；

下面通过两个具体的实施例来说明所述控制方法对电路的控制的具体实施过程：

根据LED灯组的LED规格决定一个电流阈值；将此电流阈值通过软件程序存储在由单片机（处理芯片不限于单片机）构成的控制模块中；电路设计完成，上电后，连接在MOS管上的电流采集模块获取所在LED灯组上的电流然后传递给控制模块，控制模块将接收到的电流值与预先设定的电流阈值进行比较。所述控制模块可以同时处理多个LED灯组，若多个LED灯组中任意一个的电流值小于设定阈值，所述控制模块通过光耦反馈控制电路使LED灯组的输入电压升高，直到所有的LED灯组上的电流均大于等于设定的电流阈值。

例如预先设定的电流阈值为350mA，获得的LED灯组1的电流值为330mA、LED灯组2的电流值为360mA、LED灯组3的电流值为350mA、......，控制模块就会通过光耦反馈控制电路使AC-DC模块的直流输出电压升高，LED灯组上的电压升高后电流也会一起升高。当检查到LED灯组1中的电流值达到350mA后则停止升压。此时所有的LED灯组的电流值均在350mA以上。

还有一种情况就是电路上电之后所有的LED灯组的电流均已在设定阈值以上，此时控制模块则无需控制光耦反馈控制电路去升高LED灯组的直流输入电压。

单片机所要执行的下一步操作是：

控制模块针对电流值大于设定电流阈值的LED灯组，通过平滑线路提高MOS管的压降，从而降低MOS管所在LED灯组上的电流，直至该LED灯组上的电流等于设定阈值为止。

在单片机程序中预先还设有一个MOS管压降阈值，当所有LED灯组上的电流都等于设定阈值后，控制模块通过电压限定电路检查MOS管上的压降，当MOS管上的压降大于设定的MOS管压降阈值后，控制模块通过平滑线路使MOS管的压降值降低到设定阈值以下，同时通过光耦反馈降低直流输出电压，从而既降低电路的温度又保证LED灯组电路的效率。然后继续执行LED灯组上的电流检查，重复循环操作。

本实施例采用独特的硬件线路及软件算法，对每个LED灯组进行精确控制，精确控制到每个LED灯组的电流，性能优越，兼顾了效率和性能。在精确控制每个LED灯组的电流同时，保证了LED驱动电源的效率，所述控制模块几乎无损耗（而传统DC/DC恒流存在较大损耗，效率更低），本实施例的系统效率经实验可达到92％，耗损功率小。灯具内发热量少，降低了灯具的温度和光衰，从而有效的延长了LED灯组的寿命。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，例如，MOS管可以用其他场效应管代替等。所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种LED电源多路电流分配控制方法，其特征在于，包括：

S100：预先设定一个电流阈值和一个MOS压降阈值；

S400：通过控制模块对电流值大于设定阈值的LED灯组进行降电流处理，使各LED灯组上的电流值均等于预先设定的电流阈值；

还包括：

S500：通过控制模块对各LED灯组上的MOS管进行压降检测，对压降大于设定阈值的情况，控制模块通过平滑线路使MOS管的压降值降低到设定阈值以下，同时通过光耦反馈控制电路控制AC-DC模块使直流输出电压降低，然后执行S200。

2.根据权利要求1所述的LED电源多路电流分配控制方法，其特征在于，所述S100后还包括：

S110：打开MOS管。

3.根据权利要求1所述的LED电源多路电流分配控制方法，其特征在于，所述S400进一步包括：

4.一种LED电源多路电流分配控制电路，其特征在于，包括AC-DC模块、LED灯电路、控制模块以及光耦反馈控制电路，所述LED灯电路还包括：变压器、第一整流模块、第二整流模块、第一LED灯组、第二LED灯组、MOS管、电流采集模块，

其中，所述变压器的正极连接MOS管；所述MOS管一端连接第一整流模块和第二整流模块，所述第二整流模块连接第一LED灯组的正极，所述第一整流模块连接第二LED灯组的正极；所述第一LED灯组的负极与第二LED灯组的负极相连，所述第一LED灯组的负极连接电流采集模块和控制模块，所述电流采集模块的另一端连接在变压器的负极；所述光耦反馈控制电路连接在控制模块和AC-DC模块之间；

所述LED灯电路还包括：

控制MOS管的压降的电压限定电路，其中，所述电压限定电路一端连接变压器的正极，另一端连接在控制模块；

所述LED灯电路还包括：

对控制模块的控制信号进行平滑、整形的平滑线路，所述平滑线路一端连接MOS管，另一端连接控制模块；

所述控制模块对各LED灯组上的MOS管进行压降检测，对压降大于设定阈值的情况，控制模块通过平滑线路使MOS管的压降值降低到设定阈值以下，同时通过光耦反馈控制电路控制AC-DC模块使直流输出电压降低。

5.根据权利要求4所述的LED电源多路电流分配控制电路，其特征在于，所述LED灯电路至少为一个。