CN101959345B - 多组直流负载的电流平衡供电电路 - Google Patents

Abstract

一种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，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；多个输出整流电路，多个输出整流电路的每一个输出整流电路连接于多组直流负载的对应一组直流负载，用以整流且产生多个输出电流至所述多组直流负载；多组均流变压器组，第一层的每一个均流变压器的初级线圈在电流供电电路的输出串联连接；多个均流电路；其中，多个均流电路的每一个均流电路的等效阻抗大小与对应的多组均流变压器组的一组均流变压器组的均流变压器的初级线圈的串联等效阻抗匹配。本发明应用于发光二极管的直流负载时可以使发光亮度相同，电路复杂度低。此外，有较小的体积与较高的电路密度。

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、交通标志指示灯、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～M_n。其中，线性电压调整器11的第一输入端连接的参考电流I_ref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～M_n的栅极端，使得每个电流镜M₁～M_n输出相同的电流，因此，每组连接于电流镜M₁～M_n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行效率低，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行效率较高。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、薄型荧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，用以驱动第一组直流负载与第二组直流负载，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，连接于第一组直流负载，用以整流且产生第一输出电流至第一组直流负载；第二输出整流电路，连接于第二组直流负载，用以整流且产生第二输出电流至第二组直流负载；第一均流变压器，第一均流变压器的次级线圈连接于第一输出整流电路；第二均流变压器，第二均流变压器的次级线圈连接于第二输出整流电路；第一均流电路，与第一均流变压器的初级线圈在电流供电电路的输出串联连接；第二均流电路，与第二均流变压器的初级线圈在电流供电电路的输出串联连接；其中，第一均流电路与第二均流电路的等效阻抗大小分别与第一均流变压器以及第二均流变压器的初级线圈的等效阻抗匹配，使该第一输出电流与该第二输出电流的电流值实质上相等。

为达上述目的，本发明的另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，用以驱动多组直流负载，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；多个输出整流电路，多个输出整流电路的每一个输出整流电路连接于多组直流负载的对应一组直流负载，用以整流且产生多个输出电流至多组直流负载；多组均流变压器组，多组均流变压器组的每一组均流变压器组包含多个均流变压器，多组均流变压器组中的每一组均流变压器组由至少一层组成，多组均流变压器组的最后一层的每一个均流变压器的次级线圈各自对应连接于多个输出整流电路的一个输出整流电路；以及多个均流电路，多个均流电路的每一个均流电路对应与多组均流变压器组的一组均流变压器组的第一层的每一个均流变压器的初级线圈在电流供电电路的输出串联连接；其中，多个均流电路的每一个均流电路的等效阻抗大小与对应的多组均流变压器组的一组均流变压器组的第一层的均流变压器的初级线圈的串联等效阻抗匹配，使所述多个输出电流的每一个输出电流的电流值实质上相等。

为达上述目的，本发明的另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，用以驱动多组直流负载，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；多个输出整流电路，多个输出整流电路的每一个输出整流电路连接于多组直流负载的对应一组直流负载，用以整流且产生多个输出电流至多组直流负载；多组均流变压器组，多组均流变压器组的每一组均流变压器组包含多个均流变压器，多组均流变压器组中的每一组均流变压器组的均流变压器的次级线圈对应连接于多个输出整流电路的一个输出整流电路；以及多个均流电路，多个均流电路的每一个均流电路对应与多组均流变压器组的一组均流变压器组的每一个均流变压器的初级线圈在电流供电电路的输出串联连接；其中，多个均流电路的每一个均流电路的等效阻抗大小与对应的多组均流变压器组的一组均流变压器组的均流变压器的初级线圈的串联等效阻抗匹配，使所述多个输出电流的每一个输出电流的电流值实质上相等。

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等效阻抗较大的均流电路分别与对应的均流变压器串联连接，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行效率较高。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、薄型荧幕或薄型笔记本电脑。

附图说明

图1：为传统的电流平衡供电电路。

图2：为本发明较佳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：为本发明较佳实施例的多组直流负载的电流平衡供电电路的详细电路示意图。

图4：为本发明另一较佳实施例的多组直流负载的电流平衡供电电路的详细电路示意图。

图5：为本发明较佳实施例的多组直流负载的电流平衡供电电路的局部详细电路示意图。

图6：为本发明另一较佳实施例的多组直流负载的电流平衡供电电路的详细电路示意图。

上述附图中的附图标记说明如下：

11：线性电压调整器    12：低通滤波器

M₁～M_n：多个电流镜    I_ref：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～22c：第一～第三均流电路    221：第一组均流变压组

222：第二组均流变压组    223：第三组均流变压组

2211：第一组的第一均流分支    2212：第一组的第二均流分支

2221：第二组的第一均流分支    2222：第二组的第二均流分支

23a～23h：第一～第八输出整流电路

G₁～G₈：第一～第八组发光二极管

Q₁～Q₂：第一～第二开关    Q_1a～Q_2a：第一端

Q_1b～～Q_2b：第二端    C_r：谐振电容

L_r：谐振电感    L₁～L₃：第一～第三电感

C₁～C₂：第一～第二电容    T_r：隔离变压器

N_rp：初级线圈    N_rs：次级线圈

T_a：第一均流变压器    T_b：第二均流变压器

N_ap、N_bp：初级线圈    N_as、N_bs：次级线圈

T_a1～T_a6：第一组的第一～第六均流变压器

T_b1～T_b6：第二组的第一～第六均流变压器

T_c1～T_c2：第三组的第一～第二均流变压器

N_a1p～N_a6p：初级线圈    N_b1p～N_b6p：初级线圈

N_a1s～N_a6s：次级线圈    N_b1s～N_b6s：次级线圈

N_c1p～N_c2p：初级线圈    N_c1s～N_c2s：次级线圈

D_a1：第一主二极管    D_a2：第一次二极管

D_b1：第二主二极管    D_b2：第二次二极管

COM1：第一共接端    COM2：第二共接端

V_in：输入电压    V_a：驱动电压

I_a：驱动电流    I₁～I₃：第一～第三电流

I_o1～I_o8：第一～第八输出电流

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，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图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。以下将以两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的技术。

请参阅图2，其为本发明较佳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用以驱动第一组发光二极管G₁与第二组发光二极管G₂，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、第一均流电路22a、第二均流电路22b、第一均流变压器T_a、第二均流变压器T_b、第一输出整流电路23a以及第二输出整流电路23b。

其中，电流供电电路21用以接收直流电的输入电压V_in的能量而产生驱动电流I_a或驱动电压V_a。第一均流电路22a与第一均流变压器T_a的初级线圈N_ap(primary winding)在电流供电电路21的输出端串联连接，形成第一电流回路(loop)，相似地，第二均流电路22b与第二均流变压器T_b的初级线圈N_bp在电流供电电路21的输出端串联连接，形成第二电流回路。

第一输出整流电路23a的输入端与第一均流变压器T_a的次级线圈N_as(secondary winding)连接，第二输出整流电路23b的输入端与第二均流变压器T_b的次级线圈N_bs连接。第一输出整流电路23a与第二输出整流电路23b的输出端分别连接于第一组发光二极管G₁与第二组发光二极管G₂，用以分别将第一均流变压器T_a的次级线圈N_as与第二均流变压器T_b的次级线圈N_bs的感应电压整流，而分别输出平衡的第一输出电流I_o1与第二输出电流I_o2至第一组发光二极管G₁与第二组发光二极管G₂。

在第一电流回路中，第一均流电路22a的等效阻抗与第一均流变压器T_a的初级线圈N_ap的等效阻抗的总和会影响第一电流I₁与第一输出电流I_o1的电流值大小。同理，在第二电流回路中，第二均流电路22b的等效阻抗与第二均流变压器T_b的初级线圈N_bp的等效阻抗的总和会影响第二电流I₂与第二输出电流I_o2的电流值大小。因此，可以通过分别调整第一均流电路22a与第二均流电路22b的等效阻抗大小，使第一均流电路22a的等效阻抗与第一均流变压器T_a的初级线圈N_ap的等效阻抗的总和实质上相等于第二均流电路22b的等效阻抗与第二均流变压器T_b的初级线圈N_bp的等效阻抗的总和，换言之，即使第一组发光二极管G₁与第二组发光二极管G₂本身阻抗特性不同，一样可以使第一电流I₁与第二电流I₂的电流值大小实质上相等，相对使第一输出电流I_o1与第二输出电流I_o2的电流值大小实质上相等，以使每一个发光二极管的发光亮度实质上相同。

根据本发明构想，通过调整第一均流电路22a与第二均流电路22b的等效阻抗大小分别与第一均流变压器T_a以及第二均流变压器T_b的初级线圈的等效阻抗彼此相互匹配，可以使第一输出电流I_o1与第二输出电流I_o2的电流值实质上相等，且第一电流I₁与第二电流I₂的电流值大小也实质上相等。然而，每一种发光二极管的发光亮度随电流变化对应改变发光亮度的差异不同，在本发明中，当第一输出电流I_o1与第二输出电流I_o2的电流差值小于正负10％以内，第一组发光二极管G₁与第二组发光二极管G₂对应的发光亮度己经相差很小。因此，第一输出电流I_o1与第二输出电流I_o2的电流差值，以及第一电流I₁与第二电流I₂的电流差值，小于正负10％以内，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，第一输出电流I_o1与第二输出电流I_o2的电流差值，以及第一电流I₁与第二电流I₂的电流差值，小于正负5％以内，才会视为实质上相等。

此外，在第一电流回路中，更可以将第一均流电路22a的等效阻抗(equivalent impedance)设定大于第一均流变压器T_a的初级线圈N_ap的等效阻抗，因此，第一电流回路中的第一电流I₁的电流值大小主要由第一均流电路22a的等效阻抗大小决定。同理，在第二电流回路中，将第二均流电路22b的等效阻抗设定大于第二均流变压器T_b的初级线圈N_bp的等效阻抗，所以，第二电流回路中的第二电流I₂的电流值大小主要由第二均流电路22b的等效阻抗大小决定。

在本实施例中，第一均流变压器T_a与第二均流变压器T_b的匝数比值(turnratio)相等，第一均流电路22a的等效阻抗大于第一均流变压器T_a的初级线圈N_ap的等效阻抗10倍，第二均流电路22b的等效阻抗大于第二均流变压器T_b的初级线圈N_bp的等效阻抗10倍，第一均流电路22a与第二均流电路22b的等效阻抗设计为相等。由此可知，即使第一组发光二极管G₁与第二组发光二极管G₂本身特性不同，一样可以使第一电流I₁与第二电流I₂的电流值大小近似相等，相对使第一输出电流I_o1与第二输出电流I_o2的电流值大小近似相等，以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为本发明较佳实施例的多组直流负载的电流平衡供电电路的详细电路示意图。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T_r，其中切换电路211的电源输出端连接于隔离变压器T_r的初级线圈N_rp，切换电路211的控制端连接于控制电路212，用以根据控制电路212产生的第一脉冲宽度调制信号V_PWM1与第二脉冲宽度调制信号V_PWM2，使输入电压V_in的能量选择性地经由切换电路211传送至隔离变压器T_r的初级线圈N_rp。

在本实施例中，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Q_1a连接于隔离变压器T_r的初级线圈N_rp的一端与第二开关Q₂的第二端Q_2b，第二开关Q₂的第一端Q_2a与隔离变压器T_r的初级线圈N_rp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V_PWM1与第二脉冲宽度调制信号V_PWM2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V_in的电能选择性地经由第一开关Q₁的第二端Q_1b或第二开关Q₂的第一端Q_2a传送至隔离变压器T_r的初级线圈N_rp，进而使隔离变压器T_r的初级线圈N_rp两端产生电压变化。隔离变压器T_r的次级线圈N_rs则根据隔离变压器T_r的初级线圈N_rp两端的电压变化感应产生驱动电流I_a或驱动电压V_a。

在本实施例中，第一均流变压器T_a与第二均流变压器T_b的初级线圈N_ap，N_bp更包含一中心抽头(center-tapped)。第一输出整流电路23a由第一主二极管D_a1与第一次二极管D_a2构成，而第二输出整流电路232由第二主二极管D_b1与第二次二极管D_b2构成。其中，第一均流变压器T_a的次级线圈N_as的两端分别连接于第一主二极管D_a1与第一次二极管D_a2的阳极端(anode)，第一主二极管D_a1与第一次二极管D_a2的阴极端(cathode)连接于第一组发光二极管G₁的阳极端，而第一组发光二极管G₁的阴极端与第一均流变压器T_a的次级线圈N_as的中心抽头连接于第二共接端COM2。相似地，第二均流变压器T_b的次级线圈N_bs的两端分别连接于第二主二极管D_b1与第二次二极管D_b2的阳极端，第二主二极管D_b1与第二次二极管D_b2的阴极端连接于第二组发光二极管G₂的阳极端，而第二组发光二极管G₂的阴极端与第二均流变压器T_b的次级线圈N_bs的中心抽头连接于第二共接端COM2。

在本实施例中，第一均流电路22a与第二均流电路22b分别由第一电容C₁与第二电容C₂的电容性无源元件构成，其中第一电容C₁与第一均流变压器T_a的初级线圈N_ap在电流供电电路21的输出端串联连接，形成第一电流回路，相似地，第二电容C₂与第二均流变压器T_b的初级线圈N_bp在电流供电电路21的输出端串联连接，形成第二电流回路。由于第一均流电路22a与第二均流电路22b为电容性阻抗，因此第一均流电路22a与第二均流电路22b可以在不消耗功率下，通过调整第一均流电路22a与第二均流电路22b的任一个电容性元件的参数值大小，例如电容值，而改变第一电流I₁与第二电流I₂的电流值大小。

同样地，在第一电流回路中，第一均流电路22a的等效阻抗大于第一均流变压器T_a的初级线圈N_ap的等效阻抗，因此，第一电流回路中的第一电流I₁的电流值大小主要由第一均流电路22a的等效阻抗大小决定。在第二电流回路中，第二均流电路22b的等效阻抗大于第二均流变压器T_b的初级线圈N_bp的等效阻抗，所以，第二电流回路中的第二电流I₂的电流值大小主要由第二均流电路22b的等效阻抗大小决定。

在本实施例中，第一均流变压器T_a与第二均流变压器T_b的匝数比值相等，第一均流电路22a的等效阻抗大于第一均流变压器T_a的初级线圈N_ap的等效阻抗10倍，第二均流电路22b的等效阻抗大于第二均流变压器T_b的初级线圈N_bp的等效阻抗10倍，第一均流电路22a与第二均流电路22b的等效阻抗设计为相等。由此可知，即使第一组发光二极管G₁与第二组发光二极管G₂本身特性不同，一样可以使第一电流I₁与第二电流I₂的电流值大小近似相等，相对使第一输出电流I_o1与第二输出电流I_o2的电流值大小近似相等，以使每一个发光二极管的发光亮度实质上相同。

请参阅图4并配合图3，图4为本发明另一较佳实施例的多组直流负载的电流平衡供电电路的详细电路示意图。图4与图3不同之处在于图4的第一均流电路22a与第二均流电路22b分别由第一电感L₁与第二电感L₂的电感性无源元件构成，且电流供电电路21更包谐振电路213连接于隔离变压器T_r的初级线圈N_rp与切换电路211之间。其中，谐振电路213包含谐振电容C_r与谐振电感L_r，且谐振电容C_r、谐振电感L_r以及隔离变压器T_r的初级线圈N_rp串联连接。由于第一均流电路22a与第二均流电路22b为电感性阻抗，因此第一均流电路22a与第二均流电路22b可以在不消耗功率下，通过调整第一均流电路22a与第二均流电路22b的任一个电感性元件的参数值大小，例如电感值，而改变第一电流I₁与第二电流I₂的电流值大小。

由于，本实施例中隔离变压器T_r的初级线圈N_rp只与谐振电路213形成谐振关系，于设计第一均流变压器T_a、第二均流变压器T_b以及隔离变压器T_r时，只需使隔离变压器T_r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30k Hz，而第一均流变压器T_a与第二均流变压器T_b不用受谐振电路213与隔离变压器T_r需要形成谐振关系的限制。因此，第一均流变压器T_a与第二均流变压器T_b除了可以选用较简单的变压器结构，也可以对应第一输出电流I_o1与第二输出电流I_o2的电流大小较轻易地设计出第一均流变压器T_a与第二均流变压器T_b。此外，本实施例中多组直流负载的电流平衡供电电路2是利用隔离变压器T_r达成隔离功效，而非利用第一均流变压器T_a与第二均流变压器T_b达成隔离功效，因此，第一均流变压器T_a与第二均流变压器T_b可以设计为体积较小且不具隔离作用的变压器，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，更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、薄型荧幕或薄型笔记本电脑。

相似地，在图4的实施例中，第一均流变压器T_a与第二均流变压器T_b的匝数比值相等，第一均流电路22a的等效阻抗大于第一均流变压器T_a的初级线圈N_ap的等效阻抗10倍，第二均流电路22b的等效阻抗大于第二均流变压器T_b的初级线圈N_bp的等效阻抗10倍，第一均流电路22a与第二均流电路22b的等效阻抗设计为相等。同样地，即使第一组发光二极管G₁与第二组发光二极管G₂本身特性不同，一样可以使第一电流I₁与第二电流I₂的电流值大小近似相等，相对使第一输出电流I_o1与第二输出电流I_o2的电流值大小近似相等，以使每一个发光二极管的发光亮度实质上相同。

请参阅图5，为本发明较佳实施例的多组直流负载的电流平衡供电电路的局部详细电路示意图。如图5所示，本发明的多组直流负载的电流平衡供电电路2包含电流供电电路21(未图示)、第一均流电路22a、第二均流电路22b、第三均流电路22c、第一组均流变压器组221、第二组均流变压器组222、第三组均流变压器组223、第一输出整流电路23a、第二输出整流电路23b、第三输出整流电路23c、第四输出整流电路23d、第五输出整流电路23e以及第六输出整流电路23f。其中，第一组均流变压器组221包含第一均流变压器T_a1与第二均流变压器T_a2，第二组均流变压器组222包含第一均流变压器T_b1与第二均流变压器T_b2，第三组均流变压器组223包含第一均流变压器T_c1与第二均流变压器T_c2。

在本实施例中，第一均流电路22a、第二均流电路22b以及第三均流电路22c分别由第一电感L₁、第二电感L₂以及第三电感L₃构成。第一均流电路22a、第一组均流变压器组221的第一均流变压器T_a1的初级线圈N_a1p以及第一组均流变压器组221的第二均流变压器T_a2的初级线圈N_a2p在电流供电电路21(未图示)的输出端串联连接，形成第一电流回路。第二均流电路22b、第二组均流变压器组222的第一均流变压器T_b1的初级线圈N_b1p以及第二组均流变压器组222的第二均流变压器T_b2的初级线圈N_b2p在电流供电电路21(未图示)的输出端串联连接，形成第二电流回路。第三均流电路22c、第三组均流变压器组223的第一均流变压器T_c1的初级线圈N_c1p以及第三组均流变压器组223的第二均流变压器T_c2的初级线圈N_c2p在电流供电电路21(未图示)的输出端串联连接，形成第三电流回路。

第一输出整流电路23a、第二输出整流电路23b、第三输出整流电路23c、第四输出整流电路23d、第五输出整流电路23e以及第六输出整流电路23f的输入端分别连接于一个对应的均流变压的次级线圈，其输出端则分别连接于第一组发光二极管G₁、第二组发光二极管G₂、第三组发光二极管G₃、第四组发光二极管G₄、第五组发光二极管G₅以及第六组发光二极管G₆。

相似地，在第一电流回路中，第一均流电路22a的等效阻抗大于第一组均流变压器组221的第一均流变压器T_a1的初级线圈N_a1p与第一组均流变压器组221的第二均流变压器T_a2的初级线圈N_a2p的串联等效阻抗，因此，第一电流回路中的第一电流I₁的电流值大小主要由第一均流电路22a的等效阻抗大小决定。在第二电流回路中，第二均流电路22b的等效阻抗大于第二组均流变压器组222的第一均流变压器T_b1的初级线圈N_b1p与第二组均流变压器组222的第二均流变压器T_b2的初级线圈N_b2p的串联等效阻抗，因此，第二电流回路中的第二电流I₂的电流值大小主要由第二均流电路22b的等效阻抗大小决定。在第三电流回路中，第三均流电路22c的等效阻抗大于第三组均流变压器组223的第一均流变压器T_c1的初级线圈N_c1p与第三组均流变压器组223的第二均流变压器T_c2的初级线圈N_c2p的串联等效阻抗，因此，第三电流回路中的第三电流I₃的电流值大小主要由第三均流电路22c的等效阻抗大小决定。

在本实施例中，每一个均流变压器的匝数比值相等，每一电流回路的均流电路的等效阻抗大于对应均流变压器组的串联等效阻抗10倍，而每均流电路的等效阻抗设计为相等。同样地，即使每一组发光二极管(G₁～G₂)本身特性不同，一样可以使第一电流I₁、第二电流I₂、第三电流I₃、第四电流I₄、第五电流I₅以及第六电流I₆的电流值大小近似相等，相对使第一输出电流I_o1、第二输出电流I_o2、第三输出电流I_o3、第四输出电流I_o4、第五输出电流I_o5以及第六输出电流I_o6的电流值大小近似相等，以使每一个发光二极管的发光亮度实质上相同。

请参阅图6，为本发明另一较佳实施例的多组直流负载的电流平衡供电电路的详细电路示意图。如图6所示，本发明的多组直流负载的电流平衡供电电路2包含电流供电电路21(未图示)、第一均流电路22a、第二均流电路22b、第一组均流变压器组221、第二组均流变压器组222、第一输出整流电路23a、第二输出整流电路23b、第三输出整流电路23c、第四输出整流电路23d、第五输出整流电路23e、第六输出整流电路23f、第七输出整流电路23g以及第八输出整流电路23h。第一组均流变压器组221与第二组均流变压器组222包含多组均流变压器组，而多组均流变压器组中的每一组由多层相连接组成。

在本实施例中，第一组均流变压器组221与第二组均流变压器组222各自具有例如两层。第一组均流变压器组221的第一层包含第一均流变压器T_a1与第二均流变压器T_a2，且第一组均流变压器组221的第一均流变压器T_a1的初级线圈N_a1p、第一组均流变压器组221的第二均流变压器T_a2的初级线圈N_a2p以及第一均流电路22a在电流供电电路21(未图示)的输出端串联连接，形成第一电流回路。第一均流变压器T_a1的次级线圈N_a1s连接于第一均流分支2211，而第二均流变压器T_a2的次级线圈N_a2s连接于第二均流分支2212。

第一组均流变压器组221的第二层包含第一均流分支2211与第二均流分支2212，第一均流分支2211包含第三均流变压器T_a3与第四均流变压器T_a4，第三均流变压器T_a3的初级线圈N_a3p与第四均流变压器T_a4的初级线圈N_a4p在上一层的第一均流变压器T_a1的次级线圈N_a1s串联连接。第二均流分支2212包含第五均流变压器T_a5与第六均流变压器T_a6，第五均流变压器T_a5的初级线圈N_a5p与第六均流变压器T_a6的初级线圈N_a6p在上一层的第二均流变压器T_a2的次级线圈N_a2s串联连接。

第一组均流变压器组221的最后一层(即第二层)中第三均流变压器T_a3的次级线圈N_a3s、第四均流变压器T_a4的次级线圈N_a4s、第五均流变压器T_a5的次级线圈N_a5s以及第六均流变压器T_a6的次级线圈N_a6s分别连接于第一输出整流电路23a、第二输出整流电路23b、第三输出整流电路23c以及第四输出整流电路23d。

相似地，第二组均流变压器组222的第一层包含第一均流变压器T_b1与第二均流变压器T_b2，且第二组均流变压器组222的第一均流变压器T_b1的初级线圈N_b1p、第二组均流变压器组222的第二均流变压器T_b2的初级线圈N_b2p以及第二均流电路22b在电流供电电路21(未图示)的输出端串联连接。第一均流变压器T_b1的次级线圈N_b1s连接于第一均流分支2221，而第二均流变压器T_b2的次级线圈N_b2s连接于第二均流分支2222。

第二组均流变压器组222的第二层包含第一均流分支2221与第二均流分支2222，第一均流分支2221包含第三均流变压器T_b3与第四均流变压器T_b4，第三均流变压器T_b3的初级线圈N_b3p与第四均流变压器T_b4的初级线圈N_b4p在上一层的第一均流变压器T_b1的次级线圈N_b1s串联连接。第二均流分支2222包含第五均流变压器T_b5与第六均流变压器T_b6，第五均流变压器T_b5的初级线圈N_b5p与第六均流变压器T_b6的初级线圈N_b6p在上一层的第二均流变压器T_b2的次级线圈N_b2s串联连接。

第二组均流变压器组222的最后一层(即第二层)中第三均流变压器T_b3的次级线圈N_b3s、第四均流变压器T_b4的次级线圈N_b4s、第五均流变压器T_b5的次级线圈N_b5s以及第六均流变压器T_b6的次级线圈N_b6s分别连接于第五输出整流电路23e、第六输出整流电路23f、第七输出整流电路23g以及第八输出整流电路23h。

同上述运行原理，第一组均流变压器组221与第二组均流变压器组222利用第一均流电路22a与第一均流电路22a的等效阻抗分别大于第一组均流变压器组221与第二组均流变压器组222的第一层的均流变压器的初级线圈的串联等效阻抗，使第一组均流变压器组221中第一层的第一电流I₁与第二组均流变压器组222中第一层的第二电流I₂的电流值大小近似相等，对应使第一组均流变压器组221与第二组均流变压器组222对应的每一层的均流变压器的电流近似相等，第一输出电流I_o1～第八输出电流I_o8的电流值大小近似相等，以使每一个发光二极管的发光亮度实质上相同。

本发明的每一个均流变压器的初级线圈与次级线圈的匝数比可以简单地选用1∶1，或依据输出电流的需求任意调整并没有限定。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结型晶体管(Bipolar JunctionTransistor，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等效阻抗较大的均流电路分别与对应的均流变压器串联连接，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行效率较高。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、薄型荧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，然皆不脱如附权利要求所欲保护的范围。

Claims (34)

1.一种多组直流负载的电流平衡供电电路，用以驱动一第一组直流负载与一第二组直流负载，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，连接于该第一组直流负载，用以整流且产生一第一输出电流至该第一组直流负载； 

一第二输出整流电路，连接于该第二组直流负载，用以整流且产生一第二输出电流至该第二组直流负载； 

一第一均流变压器，该第一均流变压器的次级线圈连接于第一输出整流电路； 

一第二均流变压器，该第二均流变压器的次级线圈连接于第二输出整流电路； 

一第一均流电路，与该第一均流变压器的初级线圈在电流供电电路的输出串联连接； 

一第二均流电路，与该第二均流变压器的初级线圈在电流供电电路的输出串联连接； 

其中，该第一均流电路与该第二均流电路的等效阻抗大小分别与该第一均流变压器以及该第二均流变压器的初级线圈的等效阻抗匹配，使该第一输出电流与该第二输出电流的电流值相等。 

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，其中该第一均流电路与该第二均流电路的等效阻抗分别大于该第一均流变压器与该第二均流变压器的初级线圈的等效阻抗。 

3.如权利要求1所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中该第一均流电路的等效阻抗与该第一均流变压器的初级线圈的等效阻抗的总和相等于该第二均流电路的等效阻抗与该第二均流变压器的初级线圈的等效阻抗的总和。 

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，其中该第一均流电路与该第二均流电路为电容性无源元件构成。 

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，其中该第一均流电路与该第二均流电路分别为一第一电容与一第二电容。 

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，其中该第一均流电路与该第二均流电路为电感性无源元件构成。 

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，其中该第一均流电路与该第二均流电路分别为一第一电感与一第二电感。 

8.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行，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。 

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。 

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，其中该第一均流变压器与该第二均流变压器的初级线圈更包含一中心抽头。 

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，其中该第一组直流负载与该第二组直流负载为多个发光二极管构成。 

13.一种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，所述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； 

多个输出整流电路，所述多个输出整流电路的每一个输出整流电路连接于所述多组直流负载的对应一组直流负载，用以整流且产生多个输出电流至所述多组直流负载； 

多组均流变压器组，所述多组均流变压器组的每一组均流变压器组包含多个均流变压器，所述多组均流变压器组中的每一组均流变压器组由至少一层组成，所述多组均流变压器组的最后一层的每一个均流变压器的次级线圈各自对应连接于所述多个输出整流电路的一个输出整流电路；以及 

多个均流电路，所述多个均流电路的每一个均流电路对应与所述多组均流变压器组的一组均流变压器组的第一层的每一个均流变压器的初级线圈在该电流供电电路的输出串联连接； 

其中，所述多个均流电路的每一个均流电路的等效阻抗大小与对应的所述多组均流变压器组的一组均流变压器组的第一层的均流变压器的初级线圈的串联等效阻抗匹配，使所述多个输出电流的每一个输出电流的电流值相等。 

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，其中所述多个均流电路的每一个均流电路的等效阻抗大于对应的所述多组均流变压器组的一组均流变压器组的第一层的均流变压器的初级线圈的串联等效阻抗。 

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，其中所述多个均流电路中任一均流电路的等效阻抗与所述多组均流变压器组中对应的均流变压器组的第一层的均流变压器的初级线圈的串联等效阻抗的总和相等于该多个均流电路中其它任一均流电路的等效阻抗与该多组均流变压器组中其它对应的均流变压器组的第一层的均流变压器的初级线圈的串联等效阻抗的总和。 

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，其中所述多个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，其中所述多个均流电路的每一个均流电路分别为一个电容。 

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，其中所述多个均流电路为电感性无源元件构成。 

19.如权利要求18所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中所述多个均流电路的每一个均流电路分别为一个电感。 

20.如权利要求17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行，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。 

21.如权利要求20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。 

22.如权利要求20所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中该控制电路为数字信号处理器、微处理器、脉冲宽度调制控制器或脉冲频率调制控制器。 

23.如权利要求13所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中所述多个输出整流电路为为桥式整流电路、半波式整流电路或全波式整流电路。 

24.如权利要求13所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中所述多组均流变压器组的最后一层的每一个均流变压器的次级线圈更包含一中心抽头。 

25.如权利要求13所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中所述多组直流负载为多个发光二极管构成。 

26.如权利要求13所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中所述多组均流变压器组的第二层包含多个均流分支，每一个该均流分支包含多个均流变压器，每一个该均流分支的所述多个均流变压器的至少部分均流变压器的初级线圈串联连接于上一层对应的均流变压器的次级线圈。 

27.一种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，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； 

多个输出整流电路，所述多个输出整流电路的每一个输出整流电路连接于所述多组直流负载的对应一组直流负载，用以整流且产生多个输出电流至所述多组直流负载； 

多组均流变压器组，所述多组均流变压器组的每一组均流变压器组包含多个均流变压器，所述多组均流变压器组中的每一组均流变压器组的均流变压器的次级线圈对应连接于所述多个输出整流电路的一个输出整流电路；以及 

多个均流电路，所述多个均流电路的每一个均流电路对应与所述多组均流变压器组的一组均流变压器组的每一个均流变压器的初级线圈在该电流供电电路的输出串联连接； 

其中，所述多个均流电路的每一个均流电路的等效阻抗大小与对应的所述多组均流变压器组的一组均流变压器组的均流变压器的初级线圈的串联等效阻抗匹配，使所述多个输出电流的每一个输出电流的电流值相等。 

28.如权利要求27所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中所述多个均流电路的每一个均流电路的等效阻抗大于对应的所述多组均流变压器组的一组均流变压器组的第一层的均流变压器的初级线圈的串联等效阻抗。 

29.如权利要求27所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中所述多个均流电路中任一均流电路的等效阻抗与所述多组均流变压器组中对应的均流变压器组的第一层的均流变压器的初级线圈的串联等效阻抗的总和相等于该多个均流电路中其它任一均流电路的等效阻抗与该多组均流变压器组中 其它对应的均流变压器组的第一层的均流变压器的初级线圈的串联等效阻抗的总和。 

30.如权利要求27所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中所述多个均流电路为电容性无源元件构成。 

31.如权利要求30所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中所述多个均流电路的每一个均流电路分别为一个电容。 

32.如权利要求27所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中所述多个均流电路为电感性无源元件构成。 

33.如权利要求32所述的多组直流负载的电流平衡供电电路，其中所述多个均流电路的每一个均流电路分别为一个电感。 

34.如权利要求27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行，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。