CN102458005B - 一种led多路输出均流电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种LED多路输出均流电路，包括：恒流源、总线控制电路，至少两路LED负载，和每路LED负载对应一个均流电路和一个均流控制电路；通过一个恒流源进行供电，所有LED负载支路共用一个总线控制电路。当所有LED负载支路均未开路时，各个LED负载支路的实现均流。当有R路LED负载开路时，未开路的(N-R)路LED负载的电流实现对总电流的均分。本发明提供的LED多路输出均流电路，能够在某些LED负载开路后，保证其余LED负载支路实现均流，并且均分恒流源的电流，从而正常工作。

Description

一种LED多路输出均流电路

技术领域

本发明涉及LED均流技术领域，特别涉及一种LED多路输出均流电路。

背景技术

如图1所示的电路，该电路是中国专利公开号为CN201550320U，发明名称为“一种适用于LED驱动器的多路恒流控制电路”提供的电路。

任何一路电流取样信号VRsn和均流总线电压Vshare在均流控制电路102内部进行比较调节后，均流控制电路102的输出信号可控制对应的均流电路101中线性调整管的阻抗大小，然后控制每路电流的大小，实现均流；其中均流总线电压Vshare为各路输出电流在取样电阻上的平均电压信号Vshare＝(VRs1+...VRsn)/N。

当某路的电流大于平均电流时，则均流控制电路102中运放IC输出电压逐步降低，使该路调整管工作在线性状态，该LED负载支路的电流逐步降低直到接近平均电流；若某路的电流等于平均电流，由于偏置电阻Rb的偏置作用，则运放IC输出为高电平，从而使该路调整管饱和导通。

但是，该电路存在以下缺点：当任何一路LED负载开路后，该LED负载支路的电流为零，均流总线上的电压只有(N-1)/N*Vshare，由于是恒流源供电，所有LED负载支路的取样电阻上的电压信号均大于均流总线上的电压信号，导致输出电流下降，直到输出电流降低到由偏置电阻Rb提供的偏置电压以下的电流，此时其余LED负载支路的LED灯工作在不亮或微亮状态，即不能正常工作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种LED多路输出均流电路，能够在某些LED负载支路开路时，保证其余LED负载支路的均流，并且能正常工作。

本发明提供一种LED多路输出均流电路，包括：恒流源、总线控制电路，至少两路LED负载，和每路LED负载对应一个均流电路和一个均流控制电路；

恒流源用于将输入的交流电源转换为恒定电流给每路LED负载供电；

每路均流电路包括串联的线性调整管和采样电阻；线性调整管的一端连接对应的LED负载的阴极，另一端通过采样电阻接地；

每路均流控制电路包括平均值电阻和比较器；对应的均流电路中的采样电阻非接地的一端通过平均值电阻连接总线控制电路的第一输入端；对应的均流电路中的采样电阻非接地的一端连接比较器的负输入端；总线控制电路的输出端连接比较器的正输入端；比较器的输出端连接线性调整管的控制端；

总线控制电路的第二输入端连接开路控制信号；当LED负载没有支路开路时，总线控制电路工作于跟随状态，输出信号等于第一输入端的信号；当LED负载有R路支路开路时，开路控制信号使总线控制电路工作于比例放大状态，输出信号等于第一输入端的信号的N/(N-R)倍，其中N为LED负载的支路总数，R为开路的LED负载的支路总数；R＜N。

优选地，所述总线控制电路包括：运算放大器、反馈电阻、偏置电阻、辅助电源、R个比例电阻、R个延迟电路和R个开关管；

运算放大器的正输入端作为总线控制电路的第一输入端，连接每一路均流控制电路的平均值电阻；

运算放大器的负输入端和地之间并联有R条支路，每条支路包括串联的一个比例电阻和一个开关管；

开关控制信号和每个开关管的控制端之间连接有一个延迟电路；

运算放大器的输出端通过反馈电阻连接运算放大器的负输入端；

运算放大器的输出端连接每个均流控制电路中的比较器的正输入端，同时，通过偏置电阻连接辅助电源；

当i路支路LED负载开路时，开路控制信号控制i个开关管闭合；i≤R。

优选地，所述开路控制信号为开路检测单元的反馈信号；

开路检测单元，用于检测恒流源内部的电压环是否闭环，如果是，则输出的开路控制信号为高电平；反之为低电平。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的LED多路输出均流电路，通过一个恒流源进行供电，每个LED负载对应一个均流电路和一个均流控制电路；所有LED负载支路共用一个总线控制电路。当所有LED负载支路均未开路时，各个LED负载支路的实现均流。当有R路LED负载开路时，未开路的(N-R)路LED负载的电流实现对总电流的均分。本发明提供的LED多路输出均流电路，能够在某些LED负载开路后，保证其余LED负载支路实现均流，并且均分恒流源的电流，从而正常工作。

附图说明

图1是现有技术中提供的一种LED多路恒流控制电路示意图；

图2是本发明提供的LED多路输出均流电路的实施例一电路图；

图3是本发明提供的LED多路输出均流电路的又一实施例电路图；

图4是本发明提供的LED多路输出均流电路的另一实施例电路图。

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2，该图为本发明提供的LED多路输出均流电路实施例一示意图。

本实施例提供的LED多路输出均流电路，包括：恒流源100、总线控制电路400和至少两路LED负载；每路LED负载对应一个均流电路200和一个均流控制电路300；

恒流源100用于将输入的交流电源Vac转换为恒定电流给每路LED负载供电；

如图2所示，包括n路LED负载，分别是A1、A2，一直到An；恒流源100的输出端连接每个LED负载支路的阳极。

每个均流电路200包括串联的线性调整管和采样电阻；线性调整管的一端连接LED负载的阴极，另一端通过采样电阻接地；例如第一路LED负载支路的均流电路包括线性调整管S1和采样电阻Rs1；第二路LED负载支路的均流电路包括线性调整管S2和采样电阻Rs2；第n路LED负载支路的均流电路包括线性调整管Sn和采样电阻Rsn。

需要说明的是，均流电阻200中的线性调整管在本实施例中不是工作于开关状态，而是工作于线性状态；当加在线性调整管的控制端的电流发生变化时，线性调整管产生的电阻会随之产生变化。

每个均流电路中的采样电阻可以相同，也可以不同。

均流控制电路300包括平均值电阻和比较器；采样电阻非接地的一端通过平均值电阻连接总线控制电路400的第一输入端；采样电阻非接地的一端连接比较器的负输入端；总线控制电路的输出端连接比较器的正输入端；比较器的输出端连接线性调整管的控制端；

由于每个均流控制电路相同，下面仅以第一路LED负载支路为例进行介绍，均流控制电路300包括平均值电阻Ra1和比较器IC1。Rs1非接地的一端通过Ra1连接总线控制电路400的第一输入端。Rs1非接地的一端连接IC1的负输入端；总线控制电路400的输出端连接IC1的正输入端；IC1的输出端连接S1的控制端；

总线控制电路400的第二输入端连接开路控制信号Vopen；当LED负载没有支路开路时，总线控制电路400工作于跟随状态，输出信号Vout等于第一输入端的信号Vshare；当LED负载有R路支路开路时，开路控制信号Vopen使总线控制电路400工作于比例放大状态，输出信号等于第一输入端的信号Vshare的N/(N-R)倍，其中N为LED负载的支路总数，R为开路的LED负载的支路总数；R＜N。

本实施例提供的LED多路输出均流电路，当所有的LED负载支路均未开路时，总线控制电路400工作在跟随状态，Vout与Vshare相等；在各路均流控制电路200的控制下，各个LED负载支路的电流实现均流。当有R路LED负载开路时，总线控制电路400工作在比例放大状态，比例系数为N/(N-R)，Vout与Vshare*N/(N-R)相等；在未开路的(N-R)路的均流控制电路200的控制下，未开路的(N-R)路LED负载的电流实现均流。本电路中的均流控制电路和均流电路可以在某些LED负载开路的情况下继续实现均流，具有开路保护功能。并且每个LED负载不需要配置一个独立的驱动器，因此可以节省电路成本。

为了使本领域技术人员更好地理解和实施本发明提供的技术方案，下面结合附图详细介绍总线控制电路的具体实现方式。

参见图3，该图为本发明提供的LED多路输出均流电路又一实施例示意图。

本实施例提供的总线控制电路400包括：运算放大器ICo、反馈电阻Ro、偏置电阻Rb、辅助电源Vcc、R个比例电阻、R个延迟电路和R个开关管；

如图3所示，R个比例电阻分别为R1、R2，一直到Rr。R个开关管分别为W1、W2，一直到Wr。R个延迟电路分别为延迟电路1、延迟电路2，一直到延迟电路r。

运算放大器ICo的正输入端作为总线控制电路400的第一输入端；

运算放大器ICo的负输入端和地之间并联有R条支路，每条支路包括串联的一个比例电阻和一个开关管；

Vopen和每个开关管的控制端之间连接有一个延迟电路。

运算放大器ICo的输出端通过反馈电阻Ro连接运算放大器ICo的负输入端；

运算放大器ICo的输出端连接每个均流控制电路300中的比较器的正输入端，同时，通过偏置电阻Rb连接辅助电源Vcc；

当任一支路LED负载开路时，开路控制信号Vopen控制第一个开关管闭合；当i个支路LED负载开路时，开路控制信号Vopen控制从第一个开关管到第i个开关管依次闭合；i≤R。具体可以通过延迟电路来实现，如图3所示，Vopen分别通过延迟电路1、延迟电路2...延迟电路r连接W1、W2...Wr的控制端。

例如，当第2支路LED负载开路时，开路控制信号Vopen控制开关管W1闭合；当第1支路LED负载和第2支路LED负载均开路时，开路控制信号Vopen分别通过延迟电路1和延迟电路2依次控制W1和W2闭合。可以理解的是延迟电路2的延迟时间大于延迟电路1的延迟时间，即W1先闭合，W2后闭合。

在实际应用中，LED负载支路数N越大，开路的路数R越小，本发明的所体现的有益效果越明显。

为了使本发明提供的LED多路输出均流电路的方案更加清楚，下面结合附图详细介绍该电路的工作原理。

当所有负载均未开路时，总线控制电路400工作在跟随状态，即输出信号Vout＝Vshare＝(Rs1*I1+Rs2*I2+...+Rsn*In)/N；为了描述方便，令Rs1＝Rs2＝...Rsn＝Rs，由于I1+I2+...+In＝Io；则Vout＝Vshare＝Rs*Io/N，可以看出Io/N为各路负载的平均电流，每路的均流控制电路将该路电流取样信号Rs*Ir与Vout＝Rs*Io/N比较，并输出信号给该路均流电路的线性调整管，通过调整线性调整管的阻抗，使该路电流Ir接近所有负载支路的平均电流Io/N，即实现各个LED负载支路电流的均流。

当一路LED负载开路时，由于负载由恒流源供电，即Io是恒定值；因此总线控制电路的输入信号Vshare与开路前相等，总线控制电路在开路控制信号Vopen的作用下工作在比例放大状态，比例系数为N/(N-1)，即其输出信号Vout＝Vshare*N/(N-1)＝Rs*Io/(N-1)，每路的均流控制电路将通过调整线性调整管的阻抗，使该路电流Ir接近(N-1)路负载支路电流的平均值Io/(N-1)，即实现(N-1)路电流的均流。如图4所示，该图为只有一路LED负载开路时对应的电路。需要说明的是，由于该电路中只有一路LED负载开路，因此不需要设置延迟电路，Vopen直接连接在W1的控制端，因为Vopen只需要控制W1闭合即可。

同理，当两路LED负载开路时，总线控制电路工作在比例放大状态，其比例系数为N/(N-2)，即Vout＝Vshare*N/(N-2)＝Rs*Io/(N-2)；当三路LED负载开路时，Vout＝Vshare*N/(N-3)＝Rs*Io/(N-3)；当R路LED负载开路时，Vout＝Vshare*N/(N-R)＝＝Rs*Io/(N-R)；显然其条件为R＜N。

需要说明的是，上述描述中取Rs1＝Rs2＝...＝Rsn＝Rs，使各路LED负载支路电流均相等；若各路LED负载电流所需的值不等，则可以通过调节对应LED负载支路的采样电阻Rs，从而达到所需的电流。

所述开路控制信号Vopen为开路检测单元的反馈信号；

开路检测单元，用于检测恒流源100内部的电压环是否闭环，如果是，则输出的开路控制信号Vopen为高电平；反之为低电平。

本发明提供的均流控制电路、均流电路和总线控制电路独立于恒流源，可以作为单独的模块独立使用，适用于标准的恒流源后级多路恒流控制。当前级的恒流源因为调光需要改变稳流值时，或者由于各路LED灯电压差异造成不平衡时，LED多路输出恒流控制电路仍能保持每路LED负载的电路自动均衡。并且，当有某些LED负载支路开路时，其他LED负载支路也能实现均流。

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 (2)

1.一种LED多路输出均流电路，其特征在于，包括：恒流源、总线控制电路，至少两路LED负载，和每路LED负载对应一个均流电路和一个均流控制电路；

恒流源用于将输入的交流电源转换为恒定电流给每路LED负载供电；

每路均流电路包括串联的线性调整管和采样电阻；线性调整管的一端连接对应的LED负载的阴极，另一端通过采样电阻接地；

每路均流控制电路包括平均值电阻和比较器；对应的均流电路中的采样电阻非接地的一端通过平均值电阻连接总线控制电路的第一输入端；对应的均流电路中的采样电阻非接地的一端连接比较器的负输入端；总线控制电路的输出端连接比较器的正输入端；比较器的输出端连接线性调整管的控制端；

总线控制电路的第二输入端连接开路控制信号；当LED负载没有支路开路时，总线控制电路工作于跟随状态，输出信号等于第一输入端的信号；当LED负载有R路支路开路时，开路控制信号使总线控制电路工作于比例放大状态，输出信号等于第一输入端的信号的N/(N-R)倍，其中N为LED负载的支路总数，R为开路的LED负载的支路总数；R<N；

所述开路控制信号为开路检测单元的反馈信号；

开路检测单元，用于检测恒流源内部的电压环是否闭环，如果是，则输出的开路控制信号为高电平；反之为低电平。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述总线控制电路包括：运算放大器、反馈电阻、偏置电阻、辅助电源、R个比例电阻、R个延迟电路和R个开关管；

运算放大器的正输入端作为总线控制电路的第一输入端，连接每一路均流控制电路的平均值电阻；

运算放大器的负输入端和地之间并联有R条支路，每条支路包括串联的一个比例电阻和一个开关管；

开关控制信号和每个开关管的控制端之间连接有一个延迟电路；

运算放大器的输出端通过反馈电阻连接运算放大器的负输入端；

运算放大器的输出端连接每个均流控制电路中的比较器的正输入端，同时，通过偏置电阻连接辅助电源；

当i路支路LED负载开路时，开路控制信号控制i个开关管闭合；i≤R。

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