CN102271440B - 一种多路led均流控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多路LED均流控制电路，包括：恒流源、多个LED支路、每个LED支路对应一个控制电路；每个控制电路包括：驱动电阻和NPN管；驱动电阻的一端连接对应LED支路的正端，另一端连接NPN管的基极；每个LED支路的正端连接恒流源的正端；NPN管的发射极通过采样电阻连接恒流源的负端，集电极连接对应LED支路的负端；每个控制电路中的NPN管的基极与下一个相邻的控制电路中的NPN管的发射极之间连接有反馈电阻，最后一个控制电路中的NPN管的基极与第一个控制电路中的NPN管的发射极之间连接有反馈电阻。该控制电路的调节是闭环的自动调节，简单方便，仅用简单的开关管和电阻等基本器件即可实现，成本较低。

Description

一种多路LED均流控制电路
技术领域
本发明涉及LED照明技术领域，特别涉及一种多路LED均流控制电路。
背景技术
目前很多LED照明灯内部包括多路并联的LED支路，如果其中一路LED支路上有LED烧毁，则该支路和其他支路的输入电流会变得大小不均等，这样会造成整个LED照明灯内部有的LED变亮、有的变暗。变亮的LED由于长期工作于大电流状态下，会影响其寿命，并且，电流太大将造成LED烧毁。变暗的LED会影响照明效果。
现有技术中解决以上出现的问题采用的大部分是各个LED支路的电流独立进行控制。
参见图1，该图为现有技术中多路LED电流控制电路的结构图。
该技术是采用恒压模块和多个非隔离DC/DC恒流电路组成均流控制电路。每个非隔离DC/DC恒流电路的输出端连接对应的LED支路。每路LED支路有单独的非隔离DC/DC恒流电路来做恒流控制，这样比较容易实现多路均流控制，但是这种控制电路结构复杂，每路LED支路需要单独的控制支路，因此成本较高。
参见图2，该图为现有技术中多路LED电流控制电路的又一种结构图。
该技术是采用电压可调稳压模块和多个线性调整恒流电路组成均流控制电路。电压可调稳压模块的输出端连接多个线性调整恒流电路，每个线性调整恒流电路连接对应的LED支路。线性调整恒流电路由MOS管或三极管来实现线性调整。与图1所示的电路结构相似，图2所示的电路结构也是针对每路LED采用独立的恒流控制电路，优点是比较容易实现均流控制，但是这样的缺点是控制电路结构复杂，造成整体的控制电路成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种多路LED均流控制电路，电路结构简单，成本低。
本发明提供一种多路LED均流控制电路，包括：恒流源、多个LED支路、每个LED支路对应一个控制电路；
每个所述控制电路包括：驱动电阻和NPN管；
所述驱动电阻的一端连接对应LED支路的正端，另一端连接所述NPN管的基极；每个LED支路的正端连接所述恒流源的正端；
所述NPN管的发射极通过采样电阻连接所述恒流源的负端，集电极连接对应LED支路的负端；
每个控制电路中的NPN管的基极与下一个相邻的控制电路中的NPN管的发射极之间连接有反馈电阻，最后一个控制电路中的NPN管的基极与第一个控制电路中的NPN管的发射极之间连接有反馈电阻。
优选地，每个控制电路还包括用于修正反馈误差的二极管；
所述二级管的正端连接所述控制电路中的NPN管的基极，阴极通过所述反馈电阻连接下一个相邻的控制电路中的NPN管的发射极。
优选地，每个控制电路还包括用于修正反馈误差的修正电阻和修正PNP管，
所述修正电阻的一端连接所述控制电路中的NPN管的基极，另一端连接修正PNP管的发射极；
修正PNP管的集电极连接所述恒流源的负端，基极通过反馈电阻连接下一个相邻的控制电路中的NPN管的发射极。
本发明还提供一种多路LED均流控制电路，包括：恒流源、多个LED支路、每个LED支路对应一个控制电路；
每个所述控制电路包括：驱动电阻和PNP管；
所述驱动电阻的一端连接对应LED支路的负端，另一端连接所述PNP管的基极；每个LED支路的正端连接所述PNP管的集电极；每个LED支路的负端接地；
所述PNP管的发射极通过采样电阻连接恒流源的正端；
每个控制电路中的PNP管的基极与下一个相邻的控制电路中的PNP管的发射极之间连接有反馈电阻，最后一个控制电路中的PNP管的基极与第一个控制电路中的PNP管的发射极之间连接有反馈电阻。
优选地，每个控制电路还包括用于修正反馈误差的二极管；
所述二极管的阴极连接所述PNP管的基极，阳极通过所述反馈电阻连接下一个相邻的控制电路中的PNP管的发射极。
优选地，每个控制电路还包括用于修正反馈误差的修正电阻和修正NPN管；
所述修正电阻的一端连接所述控制电路中的PNP管的基极，另一端连接修正NPN管的发射极；
修正NPN管的集电极连接所述恒流源的正端，基极通过反馈电阻连接下一个相邻的控制电路中的PNP管的发射极。
本发明还提供一种多路LED均流控制电路，包括：恒流源、多个LED支路、每个LED支路对应一个控制电路；
每个所述控制电路包括：驱动电阻和NMOS管；
所述驱动电阻的一端连接对应LED支路的正端，另一端连接所述NMOS管的栅极；每个LED支路的正端连接所述恒流源的正端；
所述NMOS管的源极通过采样电阻连接所述恒流源的负端，漏极连接对应LED支路的负端；
每个控制电路中的NMOS管的栅极与下一个相邻的控制电路中的NMOS管的源极之间连接有反馈电阻，最后一个控制电路中的NMOS管的栅极与第一个控制电路中的NMOS管的源极之间连接有反馈电阻。
本发明还提供一种多路LED均流控制电路，包括：恒流源、多个LED支路、每个LED支路对应一个控制电路；
每个所述控制电路包括：驱动电阻和PMOS管；
所述驱动电阻的一端连接对应LED支路的负端，另一端连接所述PMOS管的栅极；每个LED支路的正端连接所述PMOS管的漏极，每个LED支路的负端接地；
所述PMOS管的源极通过采样电阻连接恒流源的正端；
每个控制电路中的PMOS管的栅极与下一个相邻的控制电路中的PMOS管的源极之间连接有反馈电阻，最后一个控制电路中的PMOS的栅极与第一个控制电路中的PMOS管的源极之间连接有反馈电阻。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本实施例提供的多路LED均流控制电路通过在每个LED支路设置控制电路，并且各个控制电路之间闭环协同工作来控制各个LED支路实现均流。当有一个或多个LED支路中出现LED灯短路时，其他LED支路阻止短路LED支路的电流增大，从而实现各个LED支路的电流与正常工作时的电流相同。由于各个LED支路的电流可以实现均流，因此，每个LED支路的电流将永远保持恒流源的电流的N分之一(假设有N个LED支路)。因此，该控制电路不必单独检测哪个LED支路出现短路来单独调节该短路LED支路的电流，该控制电路的调节是闭环的自动调节，简单方便，并且仅用简单的开关管和电阻等基本器件即可实现，成本较低。
附图说明
图1是现有技术中多路LED电流控制电路的结构图；
图2是现有技术中多路LED电流控制电路的又一种结构图；
图3是本发明提供的多路LED均流控制电路结构图；
图4是本发明提供的多路LED均流控制电路又一实施例结构图；
图5是本发明提供的多路LED均流控制电路另一实施例结构图；
图6是本发明提供的由PNP组成的控制电路的结构图；
图7是本发明提供的由PNP组成的控制电路的又一实施例结构图；
图8是本发明提供的由PNP组成的控制电路的另一实施例结构图；
图9是本发明提供的由NMOS管组成的控制电路；
图10是本发明提供的由PMOS管组成的控制电路。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
参见图3，该图为本发明实施例提供的多路LED均流控制电路结构图。
本实施例提供的多路LED均流控制电路包括：恒流源S1、多个LED支路、每个LED支路对应一个控制电路；
所述控制电路包括：驱动电阻和NPN管；如图3中第一LED支路中的控制电路包括驱动电阻Rd1和NPN管Q11；第二LED支路中的控制电路包括驱动电阻Rd2和NPN管Q21；第nLED支路中的控制电路包括驱动电阻Rdn和NPN管Qn1。
每个LED支路包括n个串联的LED灯，如图3所示，第一LED支路包括串联的LED11...LED1n；第二LED支路包括串联的LED21...LED2n；第nLED支路包括串联的LEDn1...LEDnn。
所述驱动电阻的一端连接对应LED支路的正端，另一端连接所述NPN管的基极；每个LED支路的正端连接所述恒流源的正端；
以第一LED支路和第二LED支路为例，如图3所示，第一LED支路的控制电路中的驱动电阻Rd1的一端连接第一LED支路的正端，Rd1的另一端连接NPN管Q11的基极。
如图3所示，每个控制电路中的NPN管的发射极通过采样电阻连接所述恒流源的负端，集电极连接对应LED支路的负端；例如，Q11的发射极通过采样电阻Rs1连接S1的负端S-。
每个控制电路中的NPN管的基极与下一个相邻的控制电路中的NPN管的发射极之间连接有反馈电阻，最后一个控制电路中的NPN管的基极与第一个控制电路中的NPN管的发射极之间连接有反馈电阻。
如图3所示，第一LED支路对应的控制电路中的NPN管Q11的基极通过反馈电阻Rf1连接第二LED支路对应的控制电路中的NPN管Q21的发射极。
第二LED支路对应的控制电路中的NPN管Q21的基极通过反馈电阻Rf2连接第三LED支路对应的控制电路中的NPN管(图中未示出)的发射极。
最后一个LED支路对应的控制电路中的NPN管Qn1的基极通过反馈电阻Rfn连接第一LED支路对应的控制电路中的NPN管Q11的发射极。
以上是本发明实施例提供的多路LED均流控制电路的连接关系，下面结合附图3以两个LED支路为例详细介绍本发明实施例的工作原理。
以第一LED支路和第二LED支路为例介绍控制电路的工作原理：
当电路正常工作时，第一LED支路和第二LED支路能够实现良好的均流，此时，两个控制电路中的NPN管Q11和Q21工作于临界饱和区。
假设第一LED支路中有一个或多个LED短路，则第一LED支路的阻抗将减小，导致第一LED支路的电流Ic1将增大，从而NPN管Q11进入放大区，并且随着输入NPN管Q11集电极的电流增大，其发射极的电流也随之增大。NPN管Q11发射极连接的采样电阻Rs1上的电压Vs1也增大。由于恒流源S1输出的总电流Io恒定，因此，Ic1增大将导致第二LED支路上的电流Ic2减小，第二控制电路中的NPN管Q21进入饱和区，并且随着输入NPN管Q21集电极的电流减小，NPN管Q21发射极的电流也随之减小。这样，NPN管Q21发射极上连接的采样电阻Rs2上的电压Vs2也减小。Vs2减小将使NPN管Q11的基极电压Vb1减小，根据NPN管的工作原理Vbe1＝Vb1-Vs1，因此，NPN管Q11的Vbe1将减小，这样将阻止电流Ic1增大，同时根据Vbe2＝Vb2-Vs2，Vs2减小将导致Vbe2增大，阻值了电流Ic2的减小，这样最终使第一LED支路和第二LED支路的电流趋向于相等，从而实现两路LED支路的自动均流调节。
需要说明的是，以上仅是以两路LED支路为例来介绍本实施例提供的均流控制电路的工作原理，可以理解的是，多路LED支路时其工作原理相同，在此不再赘述。
本实施例提供的多路LED均流控制电路通过在每个LED支路设置控制电路，并且每个控制电路之间协同工作来控制各个LED支路实现均流。当有一个或多个LED支路中出现LED灯短路时，其他LED支路阻止该短路LED支路的电流增大，从而实现各个LED支路的电流与正常工作时的电流相同。由于各个LED支路的电流可以实现均流，因此，每个LED支路的电流将永远保持恒流源的电流的N分之一(假设有N个LED支路)。因此，该控制电路不必单独检测哪个LED支路出现短路，从而单独调节该短路LED支路的电流，该控制电路的调节是闭环的自动调节，简单方便，并且仅用简单的开关管和电阻等基本器件即可实现。
参见图4，该图为本发明提供的多路LED均流控制电路又一实施例结构图。
本实施例提供的多路LED均流控制电路与图3提供的区别是每个控制电路增加了用于修正反馈误差的二极管；
所述二极管的正端连接所述控制电路中的NPN管的基极，阴极通过所述反馈电阻连接下一个相邻的控制电路中的NPN管的发射极。
如图4所示，第一LED支路的控制电路增加了二极管D11，第二LED支路的控制电路增加了二极管D21，第nLED支路的控制电路增加了二极管Dn1。
增加了二极管的作用可以减小反馈误差，提供电流调整的精度，补偿温度漂移。
需要说明的是，本实施例还提供了一种修正反馈误差的电路，参见图5，该图为本发明提供的多路LED均流控制电路另一实施例结构图。
该实施例与图4所示的实施例不同的修正电路部分不同，该实施例的修正电路包括修正电阻和修正PNP管，
所述修正电阻的一端连接所述控制电路中的NPN管的基极，另一端连接修正PNP管的发射极；
修正PNP管的集电极连接所述恒流源的负端，基极通过反馈电阻连接下一个相邻的控制电路中的NPN管的发射极。
如图5所示，第一LED支路的控制电路中的修正电路包括修正电阻R11和修正PNP管Q12；第二LED支路的控制电路中的修正电路包括修正电阻R21和修正PNP管Q22；第nLED支路的控制电路中的修正电路包括修正电阻Rn1和修正PNP管Qn2。
以上实施例提供的控制电路中是NPN管，可以理解的根据NPN管与PNP管的工作原理相似，因此也可以用PNP管，图6-8中的控制电路是由PNP管和驱动电阻组成的。
参见图6，该图为本发明实施例提供的又一控制电路结构图。
由于NPN管与PNP管的对偶原理，本实施例提供的多路LED均流控制电路，包括：恒流源S1、多个LED支路、每个LED支路对应一个控制电路；
每个所述控制电路包括：驱动电阻和PNP管；
所述驱动电阻的一端连接对应LED支路的负端，另一端连接所述PNP管的基极；每个LED支路的正端连接所述PNP管的集电极；每个LED支路的负端接地；
所述PNP管的发射极通过采样电阻连接恒流源的正端；
每个控制电路中的PNP管的基极与下一个相邻的控制电路中的PNP管的发射极之间连接有反馈电阻，最后一个控制电路中的PNP管的基极与第一个控制电路中的PNP管的发射极之间连接有反馈电阻。
由PNP组成的控制电路与由NPN管组成的控制电路的工作原理相同，在此不再赘述。
由PNP管组成的控制电路也可以包括修正反馈误差的修正电路，参见图7，该修正电路是由修正二极管实现的。
所述二极管的阴极连接所述PNP管的基极，阳极通过所述反馈电阻连接下一个相邻的控制电路中的PNP管的发射极。
需要说明的是，参见图8，该修正电路也可以为修正电阻和修正NPN管。
所述修正电阻的一端连接所述控制电路中的PNP管的基极，另一端连接修正NPN管的发射极；
修正NPN管的集电极连接所述恒流源的正端，基极通过反馈电阻连接下一个相邻的控制电路中的PNP管的发射极。
可以理解的是，控制电路也可以由NMOS管和PMOS管来实现。下面结合图9和图10来详细说明。
参见图9，该图为由NMOS管组成的控制电路。
本实施例提供的多路LED均流控制电路，包括：恒流源、多个LED支路、每个LED支路对应一个控制电路；
每个所述控制电路包括：驱动电阻和NMOS管；
所述驱动电阻的一端连接对应LED支路的正端，另一端连接所述NMOS管的栅极；每个LED支路的正端连接所述恒流源的正端；
所述NMOS管的源极通过采样电阻连接所述恒流源的负端，漏极连接对应LED支路的负端；
每个控制电路中的NMOS管的栅极与下一个相邻的控制电路中的NMOS管的源极之间连接有反馈电阻，最后一个控制电路中的NMOS管的栅极与第一个控制电路中的NMOS管的源极之间连接有反馈电阻。
参见图10，该图为由PMOS管组成的控制电路。
本实施例提供的多路LED均流控制电路，包括：恒流源、多个LED支路、每个LED支路对应一个控制电路；
每个所述控制电路包括：驱动电阻和PMOS管；
所述驱动电阻的一端连接对应LED支路的负端，另一端连接所述PMOS管的栅极；每个LED支路的正端连接所述PMOS管的漏极，每个LED支路的负端接地；
所述PMOS管的源极通过采样电阻连接恒流源的正端；
每个控制电路中的PMOS管的栅极与下一个相邻的控制电路中的PMOS管的源极之间连接有反馈电阻，最后一个控制电路中的PMOS的栅极与第一个控制电路中的PMOS管的源极之间连接有反馈电阻。
需要说明的是，由NMOS管或PMOS管组成的控制电路的工作原理与由NPN管组成的控制电路的工作原理相同，在此不再赘述。
以上实施例分别介绍了由NPN管、PNP管、NMOS管和PMOS管组成的控制电路实现的多路LED均流的方法，无论使用那种开关管，均可以实现各个LED支路之间闭环自动调节的目的，该控制电路结构简单，成本低。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种多路LED均流控制电路，其特征在于，包括：恒流源、多个LED支路、每个LED支路对应一个控制电路；
每个所述控制电路包括：驱动电阻和NPN管；
所述驱动电阻的一端连接对应LED支路的正端，另一端连接所述NPN管的基极；每个LED支路的正端连接所述恒流源的正端；
所述NPN管的发射极通过采样电阻连接所述恒流源的负端，集电极连接对应LED支路的负端；
每个控制电路中的NPN管的基极与下一个相邻的控制电路中的NPN管的发射极之间连接有反馈电阻，最后一个控制电路中的NPN管的基极与第一个控制电路中的NPN管的发射极之间连接有反馈电阻。
2.根据权利要求1所述的多路LED均流控制电路，其特征在于，每个控制电路还包括用于修正反馈误差的二极管；
所述二极管的正端连接所述控制电路中的NPN管的基极，阴极通过所述反馈电阻连接下一个相邻的控制电路中的NPN管的发射极。
3.根据权利要求1所述的多路LED均流控制电路，其特征在于，每个控制电路还包括用于修正反馈误差的修正电阻和修正PNP管，
所述修正电阻的一端连接所述控制电路中的NPN管的基极，另一端连接修正PNP管的发射极；
修正PNP管的集电极连接所述恒流源的负端，基极通过反馈电阻连接下一个相邻的控制电路中的NPN管的发射极。
4.一种多路LED均流控制电路，其特征在于，包括：恒流源、多个LED支路、每个LED支路对应一个控制电路；
每个所述控制电路包括：驱动电阻和PNP管；
所述驱动电阻的一端连接对应LED支路的负端，另一端连接所述PNP管的基极；每个LED支路的正端连接所述PNP管的集电极；每个LED支路的负端接地；
所述PNP管的发射极通过采样电阻连接恒流源的正端；
每个控制电路中的PNP管的基极与下一个相邻的控制电路中的PNP管的发射极之间连接有反馈电阻，最后一个控制电路中的PNP管的基极与第一个控制电路中的PNP管的发射极之间连接有反馈电阻。
5.根据权利要求4所述的多路LED均流控制电路，其特征在于，每个控制电路还包括用于修正反馈误差的二极管；
所述二极管的阴极连接所述PNP管的基极，阳极通过所述反馈电阻连接下一个相邻的控制电路中的PNP管的发射极。
6.根据权利要求4所述的多路LED均流控制电路，其特征在于，每个控制电路还包括用于修正反馈误差的修正电阻和修正NPN管；
所述修正电阻的一端连接所述控制电路中的PNP管的基极，另一端连接修正NPN管的发射极；
修正NPN管的集电极连接所述恒流源的正端，基极通过反馈电阻连接下一个相邻的控制电路中的PNP管的发射极。
7.一种多路LED均流控制电路，其特征在于，包括：恒流源、多个LED支路、每个LED支路对应一个控制电路；
每个所述控制电路包括：驱动电阻和NMOS管；
所述驱动电阻的一端连接对应LED支路的正端，另一端连接所述NMOS管的栅极；每个LED支路的正端连接所述恒流源的正端；
所述NMOS管的源极通过采样电阻连接所述恒流源的负端，漏极连接对应LED支路的负端；
每个控制电路中的NMOS管的栅极与下一个相邻的控制电路中的NMOS管的源极之间连接有反馈电阻，最后一个控制电路中的NMOS管的栅极与第一个控制电路中的NMOS管的源极之间连接有反馈电阻。
8.一种多路LED均流控制电路，其特征在于，包括：恒流源、多个LED支路、每个LED支路对应一个控制电路；
每个所述控制电路包括：驱动电阻和PMOS管；
所述驱动电阻的一端连接对应LED支路的负端，另一端连接所述PMOS管的栅极；每个LED支路的正端连接所述PMOS管的漏极，每个LED支路的负端接地；
所述PMOS管的源极通过采样电阻连接恒流源的正端；
每个控制电路中的PMOS管的栅极与下一个相邻的控制电路中的PMOS管的源极之间连接有反馈电阻，最后一个控制电路中的PMOS的栅极与第一个控制电路中的PMOS管的源极之间连接有反馈电阻。
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