CN101959344B - 多组直流负载的电流平衡供电电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多组直流负载的电流平衡供电电路，用以驱动多组主与次直流负载，其包含：电流供电电路，用以接收输入电压的能量而产生驱动电流或驱动电压；第一与第二输出整流电路，用以整流；第一主均流电路，与第一输出整流电路分别与第一组两个直流负载在电流供电电路的输出串联连接；第二主均流电路，与第二输出整流电路分别与第二组两个直流负载在电流供电电路的输出串联连接；其中，第一主均流电路与第二主均流电路的等效阻抗分别对应于第一组主直流负载、第一组次直流负载、第二组主直流负载以及第二组次直流负载的等效阻抗而调整。本发明的电流平衡供电电路复杂度较低，整体元件数目较少、制造成本较低、电路功率损耗较小且运作效率较高。

Description

多组直流负载的电流平衡供电电路

技术领域

本发明涉及一种供电电路，尤其涉及一种多组直流负载的电流平衡供电电路。

背景技术

近年来由于发光二极管(Light Emitting Diode，LED)制造技术的突破，使得发光二极管的发光亮度及发光效率大幅提升，因而使得发光二极管逐渐取代传统的灯管而成为新的照明元件，广泛地应用于例如家用照明装置、汽车照明装置、手持照明装置、液晶面板背光源、交通号志指示灯、指示看板等照明应用。

发光二极管为直流负载，目前在多发光二极管的应用中，由于每个发光二极管的特性彼此不同，使得流经每个发光二极管的电流大小都不尽相同，如此不仅导致使用发光二极管的电子装置，例如液晶显示器面板，发光亮度不均匀，也会使得个别发光二极管的使用寿命大幅减少，进而使得整个电子装置受到损害。

为了要改善发光二极管电流不均匀的问题，已经有许多的发光二极管电流平衡技术被采用以改善这项缺陷。美国专利证号US6,621,235揭示一种多组发光二极管的电流平衡供电电路，如图1所示，该传统的电流平衡供电电路包含线性电压调整器11(linear regulator)、低通滤波器12以及多个电流镜M1～Mn。其中，线性电压调整器11的第一输入端连接的参考电流Iref为定电流，用以控制线性电压调整器11产生相对应的输出电压到低通滤波器12，经由低通滤波器12滤波后再输出到电流镜M1～Mn的栅极端，使得每个电流镜M1～Mn输出相同的电流，因此，每组连接于电流镜M1～Mn的发光二极管具有相同电流及发光亮度。

然而，传统多组发光二极管的电流平衡供电电路使用线性电压调整器以及电流镜，使得电路功率损耗大且电路运作效率低，相对使用较多的元件且线路较复杂。因此，如何发展一种可改善上述公知技术缺陷的电流平衡供电电路，实为相关技术领域者目前所迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种多组直流负载的电流平衡供电电路，利用不同于传统多组直流负载供电电路的线路架构，使每一组直流负载的电流平衡，应用于发光二极管的直流负载时可以使发光亮度相同。再者，电路复杂度较低的特性，相对使多组直流负载的电流平衡供电电路整体元件数目较少、制造成本较低、电路功率损耗较小且电路运作效率较高。此外，多组直流负载的电流平衡供电电路有较小的体积与较高的电路密度，可以应用于需要较小元件高度的电子产品，例如使用发光二极管为背光源的薄型电视、薄型屏幕或薄型笔记本电脑。

为达上述目的，本发明的一较广义实施方式为提供一种多组直流负载的电流平衡供电电路，用以驱动第一组主直流负载、第一组次直流负载、第二组主直流负载以及第二组次直流负载，该多组直流负载的电流平衡供电电路至少包含：电流供电电路，用以接收输入电压的能量而产生驱动电流或驱动电压；第一输出整流电路，用以整流；第二输出整流电路，用以整流；第一主均流电路，与第一输出整流电路以及第一组主直流负载在电流供电电路的输出串联连接而形成第一主电流回路，且与第一输出整流电路以及第一组次直流负载在电流供电电路的输出串联连接而形成第一次电流回路；第二主均流电路，与第二输出整流电路以及第二组主直流负载在电流供电电路的输出串联连接而形成第二主电流回路，且与第二输出整流电路以及第二组次直流负载在电流供电电路的输出串联连接而形成第二次电流回路；其中，第一主均流电路与第二主均流电路的等效阻抗分别对应于第一组主直流负载、第一组次直流负载、第二组主直流负载以及第二组次直流负载的等效阻抗而调整，使流经第一组主直流负载的第一主输出电流、第一组次直流负载的第一次输出电流、第二组主直流负载的第二主输出电流以及第二组次直流负载的第二次输出电流均流。

附图说明

图1：为传统的电流平衡供电电路。

图2：为本发明优选实施例的多组直流负载的电流平衡供电电路的电路方框示意图。

图3：为本发明优选实施例的多组直流负载的电流平衡供电电路的细部电路示意图。

图4：为本发明另一优选实施例的多组直流负载的电流平衡供电电路的细部电路示意图。

图5：为本发明再一优选实施例的多组直流负载的电流平衡供电电路的细部电路示意图。

【主要元件符号说明】

11：线性电压调整器

12：低通滤波器

M1～Mn：多个电流镜

Iref：参考电流

2：多组直流负载的电流平衡供电电路

21：电流供电电路

211：切换电路

212：控制电路

213：谐振电路

22a～24a：第一～第三主均流电路

22b～24b：第一～第三次均流电路

25a～25c：第一～第三输出整流电路

G1a～G3a：第一～第三组主发光二极管

G1b～G3b：第一～第三组次发光二极管

C1a～C3a：第一～第三主电容

C1b～C3b：第一～第三次电容

D1a～D3a：第一～第三主二极管

D1b～D3b：第一～第三次二极管

L1a～L3a：第一～第三主电感

Io1a～Io3a：第一～第三主输出电流

Io1b～Io3b：第一～第三次输出电流

Co1a～Co3a：第一～第三主输出电容

Co1b～Co3b：第一～第三次输出电容

Q1～Q2：第一～第二开关

Q1a～Q2a：第一端

Q1b～Q2b：第二端

Tr：隔离变压器

Nrp：初级线圈

Nrs：次级线圈

Vin：输入电压

Va：驱动电压

Ia：驱动电流

COM1：第一共接端

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的方式上具有各种的变化，其都不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。

本发明的多组直流负载的电流平衡供电电路用以驱动多组直流负载，且使每一组直流负载的电流平衡，应用于发光二极管的直流负载时可以使每一个发光二极管的发光亮度实质上相同。其中多组直流负载可以是但不限为多组发光二极管，每一组发光二极管可以具有多个发光二极管，例如每一组发光二极管可具三个发光二极管。以下将以三组或六组发光二极管各自具有三个发光二极管的直流负载为例来说明本发明技术。

请参阅图2，其为本发明优选实施例的多组直流负载的电流平衡供电电路的电路方框示意图。如图2所示，多组直流负载的电流平衡供电电路2用以驱动第一组主发光二极管G1a、第一组次发光二极管G1b、第二组主发光二极管G2a、第二组次发光二极管G2b、第三组主发光二极管G3a以及第三组次发光二极管G3b，该多组直流负载的电流平衡供电电路2至少包含电流供电电路21、第一主均流电路22a、第二主均流电路23a、第三主均流电路24a、第一输出整流电路25a、第二输出整流电路25b以及第三输出整流电路25c。

其中，电流供电电路21用以接收直流电的输入电压Vin的能量而产生驱动电流Ia或驱动电压Va。第一主均流电路22a、第一输出整流电路25a以及第一组主发光二极管G1a在电流供电电路21的输出串联连接，形成第一主电流回路(loop)，第一主均流电路22a、第一输出整流电路25a以及第一组次发光二极管G1b在电流供电电路21的输出串联连接，形成第一次电流回路。相似地，第二主均流电路23a、第二输出整流电路25b以及第二组主发光二极管G2a在电流供电电路21的输出串联连接，形成第二主电流回路，第二主均流电路23a、第二输出整流电路25b以及第二组次发光二极管G2b在电流供电电路21的输出串联连接，形成第二次电流回路。第三主均流电路24a、第三输出整流电路25c以及第三组主发光二极管G3a在电流供电电路21的输出串联连接，形成第三主电流回路，第三主均流电路24a、第三输出整流电路25c以及第三组次发光二极管G3b在电流供电电路21的输出串联连接，形成第三次电流回路。

此外，本发明的多组直流负载的电流平衡供电电路2分别通过第一输出整流电路25a、第二输出整流电路25b以及第三输出整流电路25c将电流供电电路21提供的交流的驱动电流Ia或驱动电压Va整流，使第一组主发光二极管G1a、第一组次发光二极管G1b、第二组主发光二极管G2a、第二组次发光二极管G2b第三组主发光二极管G3a以及第三组次发光二极管G3b正确运作。

当驱动电压Va为正电位时，驱动电压Va的电能会分别经由第一主电流回路、第二主电流回路以及第三主电流回路传送至第一组主发光二极管G1a、第二组主发光二极管G2a以及第三组主发光二极管G3a，使第一组主发光二极管G1a、第二组主发光二极管G2a以及第三组主发光二极管G3a发光。此时，第一主输出电流Io1a、第二主输出电流Io2a以及第三主输出电流Io3a的电流值不为零电流值，而第一次输出电流Io1b、第二次输出电流Io2b以及第三次输出电流Io3b的电流值会为零电流值。

相反地，当驱动电压Va为负电位时，驱动电压Va的电能会分别经由第一次电流回路、第二次电流回路以及第三次电流回路传送至第一组次发光二极管G1b、第二组次发光二极管G2b以及第三组次发光二极管G3b，使第一组次发光二极管G1b、第二组次发光二极管G2b以及第三组次发光二极管G3b发光。此时，第一次输出电流Io1b、第二次输出电流Io2b以及第三次输出电流Io3b的电流值不为零电流值，而第一主输出电流Io1a、第二主输出电流Io2a以及第三主输出电流Io3a的电流值会为零电流值。

在第一主电流回路中，第一主均流电路22a的等效阻抗(equivalentimpedance)与第一组主发光二极管G1a的等效阻抗的总和会影响第一主输出电流Io1a的电流值大小，在第一次电流回路中，第一次均流电路22a的等效阻抗与第一组次发光二极管G1b的等效阻抗的总和会影响第一次输出电流Io1b的电流值大小。同理，在第二主电流回路中，第二主均流电路23a的等效阻抗与第二组主发光二极管G2a的等效阻抗的总和会影响第二主输出电流Io2a的电流值大小，在第二次电流回路中，第二次均流电路23a的等效阻抗与第二组次发光二极管G2b的等效阻抗的总和会影响第二次输出电流Io2b的电流值大小。在第三主电流回路中，第三主均流电路24a的等效阻抗与第三组主发光二极管G3a的等效阻抗的总和会影响第三主输出电流Io3a的电流值大小，在第三次电流回路中，第三次均流电路24a的等效阻抗与第三组次发光二极管G3b的等效阻抗的总和会影响第三次输出电流Io3b的电流值大小。

因此，可以通过分别调整第一主均流电路22a、第二主均流电路23a以及第三主均流电路24a，使第一主均流电路22a的等效阻抗与第一组主发光二极管G1a的等效阻抗的总和、第一主均流电路22a的等效阻抗与第一组次发光二极管G1b的等效阻抗的总和、第二主均流电路23a的等效阻抗与第二组主发光二极管G2a的等效阻抗的总和、第二主均流电路23a的等效阻抗与第二组次发光二极管G2b的等效阻抗的总和、第三主均流电路24a的等效阻抗与第三组主发光二极管G3a的等效阻抗的总和，以及第三主均流电路24a的等效阻抗与第三组次发光二极管G3b的等效阻抗的总和，实质上彼此相等。

换言之，即使第一组主发光二极管G1a、第一组次发光二极管G1b、第二组主发光二极管G2a、第二组次发光二极管G2b、第三组主发光二极管G3a以及第三组次发光二极管G3b本身阻抗特性不同，通过分别调整第一主均流电路22a、第二主均流电路23a以及第三主均流电路24a的等效阻抗大小，以各别与第一组主发光二极管G1a、第一组次发光二极管G1b、第二组主发光二极管G2a、第二组次发光二极管G2b第三组主发光二极管G3a以及第三组次发光二极管G3b的初级线圈的等效阻抗彼此相互匹配，可以使第一主输出电流Io1a、第一次输出电流Io1b、第二主输出电流Io2a、第二次输出电流Io2b、第三主输出电流Io3a以及第三次输出电流Io3b的电流值大小实质上相等，相对使每一个发光二极管的发光亮度实质上相同。

然而，每一种发光二极管的发光亮度随电流变化对应发光亮度改变的程度不同，于本发明中，当第一主输出电流Io1a、第一次输出电流Io1b、第二主输出电流Io2a、第二次输出电流Io2b、第三主输出电流Io3a以及第三次输出电流Io3b的电流差值落于正负10％以内，第一组主发光二极管G1a、第一组次发光二极管G1b、第二组主发光二极管G2a、第二组次发光二极管G2b第三组主发光二极管G3a以及第三组次发光二极管G3b对应的发光亮度己经相差很小。因此，第一主输出电流Io1a、第一次输出电流Io1b、第二主输出电流Io2a、第二次输出电流Io2b、第三主输出电流Io3a以及第三次输出电流Io3b的电流差值，落于正负10％以内，即可视为实质上相等。于一些发光亮度变化较大的发光二极管，第一主输出电流Io1a、第一次输出电流Io1b、第二主输出电流Io2a、第二次输出电流Io2b、第三主输出电流Io3a以及第三次输出电流Io3b的电流差值落于正负5％以内，才会视为实质上相等。

此外，在第一主电流回路与第一次电流回路中，还可以将第一主均流电路22a的等效阻抗设定大于第一组主发光二极管G1a与第一组次发光二极管G1b的等效阻抗，因此，第一主电流回路中的第一主输出电流Io1a与第一次电流回路中的第一次输出电流Io1b的电流值大小主要由第一主均流电路22a的等效阻抗大小决定。同理，在第二主电流回路与第二次电流回路中，可以将第二主均流电路23a的等效阻抗设定大于第二组主发光二极管G2a与第二组次发光二极管G2b的等效阻抗，所以，第二主电流回路中的第二主输出电流Io2a与第二次电流回路中的第二次输出电流Io2b的电流值大小主要由第二主均流电路23a的等效阻抗大小决定。至于，在第三主电流回路与第三次电流回路中，可以将第三主均流电路24a的等效阻抗设定大于第三组主发光二极管G3a与第三组次发光二极管G3b的等效阻抗，所以，第三主电流回路中的第三主输出电流Io3a与第三次电流回路中的第三次输出电流Io3b的电流值大小主要由第三主均流电路24a的等效阻抗大小决定。

于本实施例中，第一均流电路22a的等效阻抗大于第一组主发光二极管G1a与第一组次发光二极管G1b的等效阻抗10倍，第二均流电路23a的等效阻抗大于第二组主发光二极管G2a与第二组次发光二极管G2b的等效阻抗10倍，第三均流电路24a的等效阻抗大于第三组主发光二极管G3a与第三组次发光二极管G3b的等效阻抗10倍。由此可知，即使第一组主发光二极管G1a、第一组次发光二极管G1b、第二组主发光二极管G2a、第二组次发光二极管G2b、第三组主发光二极管G3a以及第三组次发光二极管G3b本身特性不同，一样可以使第一主输出电流Io1a、第一次输出电流Io1b、第二主输出电流Io2a、第二次输出电流Io2b、第三主输出电流Io3a以及第三次输出电流Io3b的电流值大小近似相等，俾使每一个发光二极管的发光亮度实质上相同。

请参阅图3并配合图2，图3为本发明优选实施例的多组直流负载的电流平衡供电电路的细部电路示意图。如图3所示，电流供电电路21包含切换电路211(switching circuit)、控制电路212以及隔离变压器Tr，其中切换电路211的电源输出端连接于隔离变压器Tr的初级线圈Nrp，切换电路211的控制端连接于控制电路212，用以因应控制电路212产生的第一脉冲宽度调制信号VPWM1与第二脉冲宽度调制信号VPWM2，使输入电压Vin的能量选择性地经由切换电路211传送至隔离变压器Tr的初级线圈Nrp。

于本实施例中，切换电路211包含第一开关Q1与第二开关Q2，第一开关Q1的第一端Q1a连接于隔离变压器Tr的初级线圈Nrp的一端与第二开关Q2的第二端Q2b，第二开关Q2的第一端Q2a与隔离变压器Tr的初级线圈Nrp的另一端连接于第一共接端COM1，第一开关Q1与第二开关Q2的控制端各自连接于控制电路212。通过控制电路212产生的第一脉冲宽度调制信号VPWM1与第二脉冲宽度调制信号VPWM2分别控制第一开关Q1与第二开关Q2导通或截止，使输入电压Vin的电能选择性地经由第一开关Q1的第二端Q1b或第二开关Q2的第一端Q2a传送至隔离变压器Tr的初级线圈Nrp，进而使隔离变压器Tr的初级线圈Nrp两端产生电压变化。隔离变压器Tr的次级线圈Nrs则因应隔离变压器Tr的初级线圈Nrp两端的电压变化感应产生驱动电流Ia或驱动电压Va。

于本实施例中，第一输出整流电路25a、第二输出整流电路25b以及第三输出整流电路25c分别包含第一主二极管D1a、第一次二极管D1b、第二主二极管D2a、第二次二极管D2b、第三主二极管D3a以及第三次二极管D3b，而第一主均流电路22a、第二主均流电路23a以及第三主均流电路24a分别由第一主电容C1a、第二主电容C2a以及第三主电容C3a的电容性无源元件构成。其中，第一主电容C1a、第一主二极管D1a以及第一组主发光二极管G1a在电流供电电路21的输出串联连接，形成第一主电流回路，第一主电容C1a、第一次二极管D1b以及第一组次发光二极管G1b在电流供电电路21的输出串联连接，形成第一次电流回路。相似地，第二主电容C2a、第二主二极管D2a以及第二组主发光二极管G2a在电流供电电路21的输出串联连接，形成第二主电流回路，第二主电容C2a、第二次二极管D2b以及第二组次发光二极管G2b在电流供电电路21的输出串联连接，形成第二次电流回路。第三主电容C3a、第三主二极管D3a以及第三组主发光二极管G3a在电流供电电路21的输出串联连接，形成第三主电流回路，第三主电容C3a、第三次二极管D3b以及第三组次发光二极管G3b在电流供电电路21的输出串联连接，形成第三次电流回路。

由于第一主均流电路22a、第二主均流电路23a以及第三主均流电路24a为电容性阻抗，因此第一主均流电路22a、第二主均流电路23a以及第三主均流电路24a可以在不消耗功率下，通过调整第一主均流电路22a、第二主均流电路23a以及第三主均流电路24a的任一个电容性元件的参数值大小，例如电容值，而改变第一主输出电流Io1a、第一次输出电流Io1b、第二主输出电流Io2a、第二次输出电流Io2b、第三主输出电流Io3a以及第三次输出电流Io3b的电流值大小。

同样地，在第一主电流回路与第一次电流回路中，可以将第一主均流电路22a的等效阻抗设定大于第一组主发光二极管G1a与第一组次发光二极管G1b的等效阻抗，因此，第一主电流回路中的第一主输出电流Io1a与第一次电流回路中的第一次输出电流Io1b的电流值大小主要由第一主均流电路22a的等效阻抗大小决定。在第二主电流回路与第二次电流回路中，可以将第二主均流电路23a的等效阻抗设定大于第二组主发光二极管G2a与第二组次发光二极管G2b的等效阻抗，所以，第二主电流回路中的第二主输出电流Io2a与第二次电流回路中的第二次输出电流Io2b的电流值大小主要由第二主均流电路23a的等效阻抗大小决定。在第三主电流回路与第三次电流回路中，可以将第三主均流电路24a的等效阻抗设定大于第三组主发光二极管G3a与第三组次发光二极管G3b的等效阻抗，所以，第三主电流回路中的第三主输出电流Io3a与第三次电流回路中的第三次输出电流Io3b的电流值大小主要由第三主均流电路24a的等效阻抗大小决定。

于本实施例中，第一均流电路22a的等效阻抗大于第一组主发光二极管G1a与第一组次发光二极管G1b的等效阻抗10倍，第二均流电路23a的等效阻抗大于第二组主发光二极管G2a与第二组次发光二极管G2b的等效阻抗10倍，第三均流电路24a的等效阻抗大于第三组主发光二极管G3a与第三组次发光二极管G3b的等效阻抗10倍。由此可知，即使第一组主发光二极管G1a、第一组次发光二极管G1b、第二组主发光二极管G2a、第二组次发光二极管G2b、第三组主发光二极管G3a以及第三组次发光二极管G3b本身特性不同，一样可以使第一主输出电流Io1a、第一次输出电流Io1b、第二主输出电流Io2a、第二次输出电流Io2b、第三主输出电流Io3a以及第三次输出电流Io3b的电流值大小近似相等，使每一个发光二极管的发光亮度实质上相同。

于本实施例中，本发明的多组直流负载的电流平衡供电电路2还包含第一主输出电容Co1a、第一次输出电容Co1b、第二主输出电容Co2a、第二次输出电容Co2b、第三主输出电容Co3a以及第三次输出电容Co3b分别并联连接于第一组主发光二极管G1a、第一组次发光二极管G1b、第二组主发光二极管G2a、第二组次发光二极管G2b、第三组主发光二极管G3a以及第三组次发光二极管G3b，用以滤波，分别使第一主输出电流Io1a、第一次输出电流Io1b、第二主输出电流Io2a、第二次输出电流Io2b、第三主输出电流Io3a以及第三次输出电流Io3b具有更好的直流特性。

请参阅图4并配合图3，图4为本发明另一优选实施例的多组直流负载的电流平衡供电电路的细部电路示意图。图4与图3不同之处在于图4的第一主均流电路22a、第二主均流电路23a以及第三主均流电路24a各别由第一主电感L1a、第二主电感L2a以及第三主电感L3a的电感性无源元件构成，且电流供电电路21还包含谐振电路213连接于隔离变压器Tr的初级线圈Nrp与切换电路211之间。于本实施例中，谐振电路213包含谐振电容Cr与谐振电感Lr，且谐振电容Cr、谐振电感Lr以及隔离变压器Tr的初级线圈Nrp串联连接。由于第一主均流电路22a、第二主均流电路23a以及第三主均流电路24a为电感性阻抗，因此第一主均流电路22a、第二主均流电路23a以及第三主均流电路24a可以在不消耗功率下，通过调整第一主均流电路22a、第二主均流电路23a以及第三主均流电路24a的任一个电感性元件的参数值大小，例如电感值，而使第一主输出电流Io1a、第一次输出电流Io1a、第二主输出电流Io2a、第二次输出电流Io2b、第三主输出电流Io3a以及第三次输出电流Io3b的电流值大小实质上相等。

再者，本实施例中隔离变压器Tr的初级线圈Nrp只与谐振电路213形成谐振关系，不需要因应第一组主发光二极管G1a、第一组次发光二极管G1b、第二组主发光二极管G2a、第二组次发光二极管G2b、第三组主发光二极管G3a以及第三组次发光二极管G3b的等效阻抗等特性设计隔离变压器Tr，只需使隔离变压器Tr与谐振电路213形成欲达到的谐振关系即可，例如谐振频率为30kHz。因此，隔离变压器Tr可以选用较简单的变压器结构，进而使本发明的多组直流负载的电流平衡供电电路2具有较小的体积与较高的电路密度，还可以应用于需要较小元件高度的电子产品，例如使用发光二极管为背光源的薄型电视、薄型屏幕或薄型笔记本电脑。

相似地，于图4的实施例中，第一均流电路22a的等效阻抗设定大于第一组主发光二极管G1a与第一组次发光二极管G1b的等效阻抗10倍，第二均流电路23a的等效阻抗设定大于第二组主发光二极管G2a与第二组次发光二极管G2b的等效阻抗10倍，第三均流电路24a的等效阻抗设定大于第三组主发光二极管G3a与第三组次发光二极管G3b的等效阻抗10倍。由此可知，即使第一组主发光二极管G1a、第一组次发光二极管G1b、第二组主发光二极管G2a、第二组次发光二极管G2b、第三组主发光二极管G3a以及第三组次发光二极管G3b本身特性不同，一样可以使第一主输出电流Io1a、第一次输出电流Io1b、第二主输出电流Io2a、第二次输出电流Io2b、第三主输出电流Io3a以及第三次输出电流Io3b的电流值大小近似相等，俾使每一个发光二极管的发光亮度实质上相同。

请参阅图5并配合图3，图5为本发明再一优选实施例的多组直流负载的电流平衡供电电路的细部电路示意图。图5与图3不同之处在于图5的多组直流负载的电流平衡供电电路2还包含第一次均流电路22b、第二次均流电路23b以及第三次均流电路24b。于本实施例中，第一次均流电路22b、第二次均流电路23b、第三次均流电路24b分别由第一次电容C1b、第二次电容C2b以及第三次电容C3b的电容性无源元件构成，而第一输出整流电路25a、第二输出整流电路25b以及第三输出整流电路25c除了分别包含第一主二极管D1a、第二主二极管D2a以及第三主二极管D3a外，还分别包含第一次二极管D1b、第二次二极管D2b以及第三次二极管D3b。

其中，第一主二极管D1a与第一组主发光二极管G1a串联连接，第一次二极管D1b与第一组次发光二极管G1b串联连接，而第一主二极管D1a与第一次二极管D1b反极性地连接，使得第一主电容C1a、第一主二极管D1a、第一组主发光二极管G1a以及第一次电容C1b在电流供电电路21形成第一主电流回路，而第一主电容C1a、第一次二极管D1b、第一组次发光二极管G1b以及第一次电容C1b在电流供电电路21的输出形成第一次电流回路。

相似地，第二主二极管D2a与第二组主发光二极管G2a串联连接，第二次二极管D2b与第二组次发光二极管G2b串联连接，而第二主二极管D2a与第二次二极管D2b反极性地连接，使得第二主电容C2a、第二主二极管D2a、第二组主发光二极管G2a以及第二次电容C2b在电流供电电路21形成第二主电流回路，而第二主电容C2a、第二次二极管D2b、第二组次发光二极管G2b以及第二次电容C2b在电流供电电路21的输出形成第二次电流回路。

第三主二极管D3a与第三组主发光二极管G3a串联连接，第三次二极管D3b与第三组次发光二极管G3b串联连接，第三主二极管D3a与第三次二极管D3b反极性地连接，使得第三主电容C3a、第三主二极管D3a、第三组主发光二极管G3a以及第三次电容C3b在电流供电电路21形成第三主电流回路，而第三主电容C3a、第三次二极管D3b、第三组次发光二极管G3b以及第三次电容C3b在电流供电电路21的输出形成第三次电流回路。

相似地，当驱动电压Va为正电位时，驱动电压Va的电能会分别经由第一主电流回路、第二主电流回路以及第三主电流回路传送至第一组主发光二极管G1a、第二组主发光二极管G2a以及第三组主发光二极管G3a，此时，第一主输出电流Io1a、第二主输出电流Io2a以及第三主输出电流Io3a的电流值不为零电流值，而第一次输出电流Io1b、第二次输出电流Io2b以及第三次输出电流Io3b的电流值会为零电流值。

相反地，当驱动电压Va为负电位时，驱动电压Va的电能会分别经由第一次电流回路、第二次电流回路以及第三次电流回路传送至第一组次发光二极管G1b、第二组次发光二极管G2b以及第三组次发光二极管G3b，此时，第一次输出电流Io1b、第二次输出电流Io2b以及第三次输出电流Io3b的电流值不为零电流值，而第一主输出电流Io1a、第二主输出电流Io2a以及第三主输出电流Io3a的电流值会为零电流值。

于本实施例中，在第一主电流回路与第一次电流回路中，第一主均流电路22a与第一次均流电路22b的串联等效阻抗大于第一组主发光二极管G1a与第一组次发光二极管G1b的等效阻抗10倍，因此，第一主电流回路中的第一主输出电流Io1a与第一次电流回路中的第一次输出电流Io1b的电流值大小主要由第一主均流电路22a与第一次均流电路22b的等效阻抗的总和决定。同理，第二主电流回路、第二次电流回路、第三主电流回路以及第三次电流回路中也有相似的特性，因此，即使第一组主发光二极管G1a、第一组次发光二极管G1b、第二组主发光二极管G2a、第二组次发光二极管G2b、第三组主发光二极管G3a以及第三组次发光二极管G3b本身彼此特性不同，一样可以使第一主输出电流Io1a、第一次输出电流Io1b、第二主输出电流Io2a、第二次输出电流Io2b、第三主输出电流Io3a以及第三次输出电流Io3b的电流值大小实质上相等，俾使每一个发光二极管的发光亮度实质上相同。

于一些实施例中，还可通过分别调整第一主均流电路22a、第一次均流电路22b、第二主均流电路23a、第二次均流电路23b、第三主均流电路24a以及第三次均流电路24b，使第一主电流回路上的总和等效阻抗、第一次电流回路上的总和等效阻抗、第二主电流回路上的总和等效阻抗、第二次电流回路上的总和等效阻抗、第三主电流回路上的总和等效阻抗以及第三次电流回路上的总和等效阻抗彼此实质上相等，一样可使第一主输出电流Io1a、第一次输出电流Io1b、第二主输出电流Io2a、第二次输出电流Io2b、第三主输出电流Io3a以及第三次输出电流Io3b的电流值大小实质上相等，俾使每一个发光二极管的发光亮度实质上相同。

本发明的第一开关Q1与第二开关Q2可以是但不限定为双极性晶体管(Bipolar Junction Transistor，BJT)或金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)。此外，本发明的控制电路212可以是但不限定为数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、微处理器(micro processor)、脉冲宽度调制控制器(pulse widthmodulation controller，PWM controller)或脉冲频率调制控制器(pulse frequencymodulation controller，PFM controller)。每一输出整流电路可以是但不限为桥式整流电路、半波式整流电路或全波式整流电路。

综上所述，本发明多组直流负载的电流平衡供电电路利用多个均流电路分别与对应的一组直流负载串联连接，再通过调整每一个均流电路的等效阻抗，以各别与对应的一组直流负载匹配，使每一组直流负载的电流平衡，应用于发光二极管的直流负载时可以使发光亮度相同。再者，电路复杂度较低的特性，相对使多组直流负载的电流平衡供电电路整体元件数目较少、制造成本较低、电路功率损耗较小且电路运作效率较高。再者，电路复杂度较低的特性，相对使多组直流负载的电流平衡供电电路整体元件数目较少、制造成本较低、电路功率损耗较小且电路运作效率较高。此外，多组直流负载的电流平衡供电电路有较小的体积与较高的电路密度，可以应用于需要较小元件高度的电子产品，例如使用发光二极管为背光源的薄型电视、薄型屏幕或薄型笔记本电脑。

本发明得由本领域普通技术人员任施匠思而为诸般修饰，然而都不脱离如随附权利要求所要求保护的范围。

Claims (23)

1.一种多组直流负载的电流平衡供电电路，用以驱动一第一组主直流负载、一第一组次直流负载、一第二组主直流负载以及一第二组次直流负载，该多组直流负载的电流平衡供电电路至少包含：

一电流供电电路，用以接收一输入电压的能量而产生一驱动电流或一驱动电压；

一第一输出整流电路，用以整流；

一第二输出整流电路，用以整流；

一第一主均流电路，与该第一输出整流电路以及该第一组主直流负载在该电流供电电路的输出串联连接而形成一第一主电流回路，且与该第一输出整流电路以及该第一组次直流负载在该电流供电电路的输出串联连接而形成一第一次电流回路；

一第二主均流电路，与该第二输出整流电路以及该第二组主直流负载在该电流供电电路的输出串联连接而形成一第二主电流回路，且与该第二输出整流电路以及该第二组次直流负载在该电流供电电路的输出串联连接而形成一第二次电流回路；

其中，该第一主均流电路与该第二主均流电路的等效阻抗分别对应于该第一组主直流负载、该第一组次直流负载、该第二组主直流负载以及该第二组次直流负载的等效阻抗而调整，使流经该第一组主直流负载的一第一主输出电流、该第一组次直流负载的一第一次输出电流、该第二组主直流负载的该第二主输出电流以及该第二组次直流负载的一第二次输出电流均流；该第一输出整流电路设置于该第一主均流电路与该第一组主直流负载及该第一组次直流负载之间，用以对该驱动电流或该驱动电压整流，以使该第一组主直流负载及该第一组次直流负载正确运作，该第二输出整流电路则设置于该第二主均流电路与该第二组主直流负载及该第二组次直流负载之间，使得该第二输出整流电路对该驱动电流或该驱动电压整流，以使该第二组主直流负载、该第二组次直流负载正确运作。

2.如权利要求1所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中该第一主均流电路与该第二主均流电路为电容性无源元件构成。

3.如权利要求2所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中该第一主均流电路与该第二主均流电路分别为一第一主电容与一第二主电容。

4.如权利要求1所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中该第一主均流电路与该第二主均流电路为电感性无源元件构成。

5.如权利要求4所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中该第一主均流电路与该第二主均流电路各别为一第一主电感与一第二主电感。

6.如权利要求1所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中该电流供电电路包含：

一隔离变压器，该隔离变压器的次级线圈为该电流供电电路的输出；

一切换电路，该切换电路的电源输出端连接于该隔离变压器的初级线圈；以及

一控制电路，连接于该切换电路的控制端，用以至少产生一第一脉冲宽度调制信号控制该切换电路运作，使该输入电压的能量选择性地经由该切换电路传送至该隔离变压器的初级线圈。

7.如权利要求6所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中该切换电路包含：

一第一开关，该第一开关的第一端连接于该隔离变压器的初级线圈的一端，该第一开关的控制端连接于该控制电路；以及

一第二开关，该第二开关的第二端连接于该隔离变压器的初级线圈与该第一开关的第一端，该第二开关的第一端与该隔离变压器的初级线圈的另一端连接，该第二开关的控制端连接于该控制电路；

其中，控制电路通过产生的该第一脉冲宽度调制信号与一第二脉冲宽度调制信号分别控制该第一开关与该第二开关导通或截止，使该输入电压的电能选择性地经由该第一开关或该第二开关传送至该隔离变压器的初级线圈。

8.如权利要求6所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，还包含一谐振电路连接于该隔离变压器的初级线圈与该切换电路之间。

9.如权利要求8所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中该谐振电路包含一谐振电容与一谐振电感，且该谐振电容、该谐振电感以及该隔离变压器的初级线圈串联连接。

10.如权利要求1所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中该第一输出整流电路与该第二输出整流电路为桥式整流电路、半波式整流电路或全波式整流电路。

11.如权利要求1所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中该第一组主直流负载与该第二组主直流负载为多个发光二极管构成。

12.如权利要求1所述的多组直流负载的电流平衡供电电路还包含一第一主输出电容、一第一次输出电容、一第二主输出电容以及一第二次输出电容分别并联连接于该第一组主直流负载、该第一组次直流负载、该第二组主直流负载以及该第二组次直流负载。

13.如权利要求1所述的多组直流负载的电流平衡供电电路还包含：

一第一次均流电路，串联连接于该第一主电流回路与该第一次电流回路；以及

一第二次均流电路，串联连接于该第二主电流回路与该第二次电流回路。

14.如权利要求13所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中该第一主均流电路与该第一次均流电路的串联等效阻抗大于该第一组主直流负载与该第一组次直流负载，该第二主均流电路与该第二次均流电路的串联等效阻抗大于该第二组主直流负载与该第二组次直流负载。

15.如权利要求13所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中该第一主电流回路、该第一次电流回路、该第二主电流回路、该第二次电流回路、该第三主电流回路以及该第三次电流回路彼此的总和等效阻抗相互对应而达成均流效果。

16.如权利要求13所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中该第一次均流电路与该第二次均流电路为电容性无源元件构成。

17.如权利要求16所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中该第一次均流电路与该第二次均流电路分别为一第一次电容与一第二次电容

18.如权利要求13所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中该第一次均流电路与该第二次均流电路为电感性无源元件构成。

19.如权利要求1所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中该第一输出整流电路包含一第一主二极管与一第一次二极管，该第一主二极管与该第一次二极管反极性地连接。

20.如权利要求19所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中该第一主二极管与该第一组主直流负载串联连接，而该第一次二极管与该第一组次直流负载串联连接。

21.如权利要求1所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中该第二输出整流电路包含一第二主二极管与一第二次二极管，该第二主二极管与该第二次二极管反极性地连接。

22.如权利要求21所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中该第二主二极管与该第二组主直流负载串联连接，而该第二次二极管与该第二组次直流负载串联连接。

23.如权利要求1所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中该第一主均流电路的等效阻抗大于该第一组主直流负载与该第一组次直流负载，该第二主均流电路的等效阻抗大于该第二组主直流负载与该第二组次直流负载。

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