CN102458008A - 一种多路直流供电电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多路直流供电电路，该电路包括：交流源以及至少两路供电支路；其中，交流源的第一输出端通过一公共电容连接每路供电支路的第一输入端；第二输出端连接每路供电支路的第二输入端。本发明还公开了另一种多路直流供电电路，以上两种供电电路效率高、成本低，且，均流性能良好。

Description

一种多路直流供电电路

技术领域

本发明涉及供电技术，尤其涉及一种多路直流供电电路。

背景技术

目前，对于多路LED驱动的LED恒流控制，最常用的方案是恒压模块+多路非隔离DC/DC恒流模块。

如图1所示为现有技术中多路LED驱动的LED恒流控制电路。在该电路中，输入电压Vac经过恒压模块后作为多路非隔离DC/DC恒流模块的输入，每路非隔离DC/DC恒流模块单独做恒流控制。但是，由于恒压模块的电压和LED的电压一般有较大的压差，因此后级多路非隔离DC/DC恒流模块的效率都不会太高，并且多路非隔离DC/DC恒流模块结构复杂，成本较高。

另外，现有技术中还提出了采用无源方式进行LED恒流控制的技术，如图2所示，可以利用高频交流源结合多个均流变压器实现多路LED供电电路的均流。但是，由于均流变压器的体积相对较大，并且数量较多，使得实现该电路的整机体积较大，功率密度较低；并且，当各供电支路的负载相差较大时，均流变压器上的励磁电流较大，均流变压器损耗的功率较大，均流效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，提供一种多路直流供电电路，效率高、成本低，且，均流性能良好。

为此，本发明实施例采用如下技术方案：

本发明实施例提供一种多路直流供电电路，该电路包括：交流源以及至少两路供电支路；其中，

交流源的第一输出端通过一公共电容连接每路供电支路的第一输入端；第二输出端连接每路供电支路的第二输入端。

每路所述供电支路包括：串接的二极管和滤波电容，二极管的阴极与滤波电容连接，其中，二极管的阳极作为供电支路的第一输入端，滤波电容未与二极管连接的一端作为供电支路的第二输入端；

还包括一公共二极管，所述公共二极管的阳极连接每一供电支路的第二输入端，阴极连接每一供电支路的第一输入端。

每路所述供电支路包括：串接的滤波电容和二极管，滤波电容与二极管的阳极连接，滤波电容未与二极管阳极连接的一端作为供电支路的第一输入端，二极管的阴极作为供电支路的第二输入端；

还包括一公共二极管，所述公共二极管的阳极连接每一供电支路的第二输入端，阴极连接每一供电支路的第一输入端。

相邻两供电支路之间设置均流变压器，所述均流变压器的两个绕组分别设置于两供电支路中，所述均流变压器用于实现两路供电支路的电流均流。

所述交流源为高频脉冲交流源。

所述交流源通过桥式电路、推挽电路、谐振电路中的任一种电路结构实现。

本发明实施例还提供一种多路直流供电电路，包括：交流源以及两个供电单元，每一供电单元包括至少两路供电支路，且两供电单元中的供电支路数相等；其中，

交流源的第一输出端通过一公共电容连接第一供电单元中每一供电支路的第一端；交流源的第二输出端连接第二供电单元中每一供电支路的第一端；

第一供电单元和第二供电单元中所有供电支路的第二端相连。

每一供电支路包括：串接的二极管和滤波电容，滤波电容与二极管的阴极连接，二极管的阳极作为供电支路的第一端，滤波电容未与二极管连接的一端作为供电支路的第二端；

且，每一供电单元中的所有供电支路还包括一公共二极管，该公共二极管的阳极连接该供电单元中所有供电支路的第二端，阴极连接该供电单元中所有供电支路的第一端。

每一供电支路包括：串接的滤波电容和二极管，滤波电容与二极管的阳极连接，滤波电容未与二极管阳极连接的一端作为供电支路的第一输入端，二极管的阴极作为供电支路的第二输入端；

且，每一供电单元中的所有供电支路还包括一公共二极管，所述公共二极管的阳极连接每一供电支路的第二输入端，阴极连接每一供电支路的第一输入端。

每一供电单元中的相邻两个供电支路之间设置均流变压器，均流变压器的两个绕组分别设置于两个供电支路中，所述均流变压器用于实现两路供电支路的均流。

所述交流源为高频脉冲交流源。

所述交流源通过桥式电路、推挽电路、正激电路、谐振电路中的任一种电路结构实现。

对于上述技术方案的技术效果分析如下：

通过公共电容和均流变压器实现了多路供电支路之间的电流均流，由于电容和均流变压器均为无源元件，因此，相对于图1所示的供电电路省去了复杂的驱动和控制电路，效率高，易于实现，且节省了成本，而且，使用无源元件还能进一步增强电路运行的可靠性；另外，相对于图2所示的供电电路，通过隔直电容进行两供电单元之间的电流均流，减少了各个负载支路之间压差对电流均流的影响，提高了均流精度；而且，电路均流效率高，损耗小；另外，相同的供电支路的情况下所使用的均流变压器数量少于图2所示的供电电路，因此，减小了电路实现时的整机体积。

附图说明

图1为现有技术一种实现多路LED供电电路均流的电路结构；

图2为现有技术另一种实现多路LED供电电路均流的电路结构；

图3为本发明实施例第一种多路直流供电电路结构示意图；

图3a为本发明实施例第二种多路直流供电电路结构示意图；

图4为本发明实施例第三种多路直流供电电路结构示意图；

图5为本发明实施例第四种多路直流供电电路结构示意图；

图6为本发明实施例第五种多路直流供电电路结构示意图；

图7为本发明实施例第六种多路直流供电电路结构示意图；

图8为本发明实施例第七种多路直流供电电路结构示意图。

具体实施方式

以下，结合附图详细说明本发明实施例多路直流供电电路的实现。

在第一种多路直流电路中，该电路包括：交流源以及至少两路供电支路；其中，交流源的第一输出端通过一公共电容连接每路供电支路的第一输入端；第二输出端连接每路供电支路的第二输入端。

每路所述供电支路可以包括：串接的二极管和滤波电容，二极管的阴极与滤波电容连接，其中，二极管的阳极作为供电支路的第一输入端，滤波电容未与二极管连接的一端作为供电支路的第二输入端；还包括一公共二极管，所述公共二极管的阳极连接每一供电支路的第二输入端，阴极连接每一供电支路的第一输入端。

或者，每路所述供电支路可以包括：串接的滤波电容和二极管，滤波电容与二极管的阳极连接，滤波电容未与二极管阳极连接的一端作为供电支路的第一输入端，二极管的阴极作为供电支路的第二输入端；还包括一公共二极管，所述公共二极管的阳极连接每一供电支路的第二输入端，阴极连接每一供电支路的第一输入端。

另外，相邻两供电支路之间设置均流变压器，所述均流变压器的两个绕组分别设置于两供电支路中，所述均流变压器用于实现两路供电支路的电流均流。

以下，通过图3和图4对第一种多路直流供电电路进行更为详细的说明。

如图3所示，为本发明实施例一种多路直流供电电路，该电路包括：交流源301、第一供电支路302和第二供电支路303；其中，

交流源301的第一输出端通过公共电容C0连接每一供电支路的第一输入端；高频脉冲交流源301的第二输出端连接每一供电支路的第二输入端；

第一供电支路302包括：依次串接的第一二极管D1以及第一滤波电容C1，所述第一二极管D1的阳极作为第一供电支路302的第一输入端，第一滤波电容C1未与第一二极管D1连接的一端作为第一供电支路302的第二输入端。第一滤波电容C1的两端作为第一供电支路的两个输出端，连接负载支路A1，从而实现为负载支路A1上的负载供电。

第二供电支路303包括：依次串接的第二二极管D2以及第二滤波电容C2，所述第二二极管D2的阳极作为第二供电支路303的第一输入端，第二滤波电容C2未与第二二极管D2连接的一端作为第二供电支路303的第二输入端。第二滤波电容C2的两端作为第二供电支路303的两个输出端，连接负载支路A2，从而实现为负载支路A2上的负载供电。

另外，两个供电支路还包括一公共二极管D0，该公共二极管D0的阳极连接每一供电支路的第二输入端，阴极连接每一供电支路的第一输入端。

其中，所述负载支路可以由一个或多个负载形成，例如图3中由若干个LED串联形成负载支路等，这里并不限制。

第一供电支路302和第二供电支路303之间设置均流变压器T1，用于实现两路供电支路之间的电流均流。其中，如图3所示，均流变压器T1的第一绕组设置于第一供电支路302中，具体的，第一绕组可以串接于第一二极管D1和第一滤波电容C1之间，同名端连接第一二极管D1的阴极，异名端连接第一滤波电容C1；均流变压器T1的第二绕组设置于第二供电支路303中，具体的，第二绕组可以串接于第二二极管D2与第二滤波电容C2之间，第二绕组的异名端连接第二二极管D2的阴极，同名端连接第二滤波电容C2。所述均流变压器T1用于实现第一供电支路302与第二供电支路303之间的电流均流。

对于图3所示的电路，当两路供电支路中的电流不同时，均流变压器T1会产生励磁电压，自动平衡两路供电支路的压差，实现两路供电支路的电流均衡；而公共电容C0用于存储高频脉冲交流源负半轴的电能，实现倍压。

如图4所示，图3所示的两路直流供电电路也可以扩展到n路直流供电电路，n为大于2的任意整数。图4与图3的区别仅在于图4中的供电支路数增加为2个以上，且相邻的两个供电支路之间均设置一均流变压器，从而实现相邻两路供电支路的均流，这里不再赘述。

另外，图3和图4所示的直流供电电路是采用供电支路共阴极连接，在实际应用中，也可以采用共阳极连接，此时，如图3a所示，所述供电支路与公共二极管部分的结构相应发生了变化，具体的，串接的滤波电容和二极管，滤波电容与二极管的阳极连接，滤波电容未与二极管阳极连接的一端作为供电支路的第一输入端，二极管的阴极作为供电支路的第二输入端；另外，公共二极管D0仍分别连接每一供电支路的第一输入端和第二输入端，具体的，公共二极管D0的阳极连接供电支路的第二输入端，阴极连接供电支路的第一输入端。

与图3类似的，图4所示的供电电路中，供电支路之间也可以采用共阳极连接，这里不赘述。

图3和图4所示的多路直流供电电路中，通过均流变压器实现多路供电支路之间的电流均流，由于均流变压器为无源元件，因此，相对于图1所示的供电电路省去了复杂的驱动和控制电路，效率高，易于实现，且节省了成本，而且，使用无源元件还能进一步增强电路运行的可靠性。而且，所使用的用于整流的二极管的数量相对减少，尤其是供电支路越多则所节省的进行整流的二极管的数量越多，大大节省了成本。

本发明提供的第二种多路直流供电电路中，包括：交流源以及两个供电单元，每一供电单元包括至少两路供电支路，且两供电单元中的供电支路数相等；其中，

交流源的第一输出端通过一公共电容连接第一供电单元中每一供电支路的第一端；交流源的第二输出端连接第二供电单元中每一供电支路的第一端；

第一供电单元和第二供电单元中所有供电支路的第二端相连。

其中，每一供电支路可以包括：该供电支路的第一端依次通过一二极管以及一滤波电容连接该供电支路的第二端；且，每一供电单元中的所有供电支路还包括一公共二极管，该公共二极管的阳极连接该供电单元中所有供电支路的第二端，阴极连接该供电单元中所有供电支路的第一端。(即供电支路之间共阴极连接)

或者，每一供电支路可以包括：串接的滤波电容和二极管，滤波电容与二极管的阳极连接，滤波电容未与二极管阳极连接的一端作为供电支路的第一输入端，二极管的阴极作为供电支路的第二输入端；

且，每一供电单元中的所有供电支路还包括一公共二极管，所述公共二极管的阳极连接每一供电支路的第二输入端，阴极连接每一供电支路的第一输入端。(即供电支路之间共阳极连接)

每一供电单元中的相邻两个供电支路之间设置均流变压器，均流变压器的两个绕组分别设置于两个供电支路中，所述均流变压器用于实现两路供电支路的均流。

以下，分别通过图5和图6对该直流供电电路的实现进行更为详细的说明。

以下，为了描述的简便，将各个供电支路与交流源的某一输出端相连接的一端定义为供电支路的第一端(其中，供电支路的第一端并不一定与交流源对应的输出端直接连接，而是可能通过电容与交流源对应的输出端连接)；将各个供电支路之间相连接的一端定义为供电支路的第二端。

如图5所示为一种直流供电电路结构示意图，其中，包括交流源501、第一供电单元502、第二供电单元503；其中，

第一供电单元502中包括两个供电支路，第二供电单元503中也包括两个供电支路；

交流源501的第一输出端通过公共电容C0连接第一供电单元502中每一供电支路的第一端，交流源501的第二输出端连接第二供电单元503中每一供电支路的第一端；第一供电单元502和第二供电单元503中的所有供电支路的第二端相连；

其中，每一供电支路中包括串联的二极管以及滤波电容，其中，

第一供电支路包括串接的第一二极管D1和第一滤波电容C1，第一二极管D1的阳极作为第一供电支路的第一端，第一滤波电容C1未与第一二极管D1连接的一端作为第一供电支路的第二端；

第二供电支路～第四供电支路的连接关系与第一供电支路相似，这里不再赘述；

另外，第一供电单元502中的第一供电支路和第二供电支路还包括第一公共二极管D01，第一公共二极管D01的阳极连接第一供电支路的第二端和第二供电支路的第二端，阴极连接第一供电支路的第一端和第二供电支路的第一端；第二供电单元503中的第三供电支路和第四供电支路还包括第二公共二极管D02，第二公共二极管D02的阳极连接第三供电支路的第二端以及第四供电支路的第二端，阴极连接第三供电支路和第四供电支路的第一端。

另外，在第一供电单元502中，相邻的第一供电支路和第二供电支路之间设置一均流变压器T1，该均流变压器T1的第一绕组设置于第一供电支路中，具体的，第一绕组可以串接于第一二极管D1和第一滤波电容C1之间，第一绕组的同名端连接第一二极管D1的阴极，异名端连接第一滤波电容C1；均流变压器T1的第二绕组设置于第二供电支路中，具体的，第二绕组可以串接于第二二极管D2和第二滤波电容C2之间，第二绕组的异名端连接第二二极管D2的阴极，同名端连接第二滤波电容C2；

同样的，第三供电单元503中，相邻的第三供电支路和第四供电支路之间设置一均流变压器T2，该均流变压器T2的第一绕组设置于第三供电支路中，具体的，第一绕组可以串接于第三二极管D3和第三滤波电容C3之间，第一绕组的同名端连接第三二极管D3的阴极，异名端连接第三滤波电容C3；均流变压器T2的第二绕组设置于第四供电支路中，具体的，第二绕组可以串接于第四二极管D4和第四滤波电容C4之间，第二绕组的异名端连接第四二极管D4的阴极，同名端连接第四滤波电容C4。

所述均流变压器T1用于实现第一供电支路和第二供电支路之间的电流均流；均流变压器T2用于实现第三供电支路和第四供电支路之间的电流均流；

另外，滤波电容两端分别作为对应供电支路的两个输出端，为相应的负载支路供电；其中，第一滤波电容C1的两端作为第一供电支路的两个输出端，为第一负载支路A1供电；第二滤波电容C2的两端作为第二供电支路的两个输出端，为第二负载支路A2供电；第三滤波电容C3的两端作为第三供电支路的两个输出端，为第三负载支路A3供电；第四滤波电容C4的两端作为第四供电支路的两个输出端，为第四负载支路A4供电。

对于图5所示的电路，公共电容C0用于实现两供电单元间的均流。公共电容C0的工作原理为：由电容电荷平衡原理可知，电路稳定工作时，公共电容C0上正向电荷等于负向流过的电荷，当两供电单元中的电压不相等时，公共电容C0将自动产生压差，平衡两供电单元中的电压差，理想情况下，当两个供电单元压降完全相等时，公共电容C0两端的电压为零；公共单元中的平均电流是半个周期内电荷的平均值，并且由于公共电容C0的存在，正、负两个半周内的电荷平衡，最终使两供电单元中的平均电流相等。

均流变压器用于实现供电单元内部供电支路间的均流。当供电支路的电流不同时，均流变压器会产生励磁电压，自动平衡两路供电支路的压差，实现两路供电支路的电流均衡。

需要注意的是，由于均流变压器的变比通常设为1∶1，则该均流变压器两绕组上的电流只相差一个励磁电流，而该励磁电流相对绕组上电流较小，因此两供电支路电流近似相等，从而实现供电支路均流。

另外，如图6所示，图5所示的直流供电电路中的第一供电单元和第二供电单元中的供电支路数量也可以分别扩展为n路供电支路的情况，n为大于2的整数；这时，图6和图5的区别仅在于：两个供电单元中供电支路的数量增加为2路以上，且，在每一供电单元中，相邻的两路供电支路之间均设置均流变压器，用于实现相邻两供电支路之间的电流均流。

与图5相同的，公共电容C0的作用仍在于实现两个供电单元之间的电流均流；而每一均流变压器用于实现所在单元两相邻供电支路之间的电流均流。

另外，图5和图6中供电单元中的供电支路之间均采用共阴极连接，与图3a相类似的，图5和图6中的供电支路也可以采用共阳极连接，这里不再赘述。

图5～6所示的多路直流供电电路中，通过公共电容和均流变压器实现了多路供电支路之间的电流均流，由于电容和均流变压器均为无源元件，因此，相对于图1所示的供电电路省去了复杂的驱动和控制电路，效率高，易于实现，且节省了成本，而且，使用无源元件还能进一步增强电路运行的可靠性；

相对于图2所示的供电电路，通过公共电容进行两供电单元之间的电流均流，减少了各个负载支路之间压差对电流均流的影响，提高了均流精度；而且，电路均流效率高，损耗小；另外，使用的均流变压器数量少于图2所示的供电电路，因此，减小了电路实现时的整机体积。

另外，所使用的用于整流的二极管的数量相对减少，尤其是供电支路越多则所节省的进行整流的二极管的数量越多，进一步大大节省了成本。

图3～图6所示的多路直流供电电路中，所述交流源都可以为高频脉冲交流源，具体的，所述交流源可以通过桥式电路如半桥电路、全桥电路，或者推挽电路，或者，正激电路，或者各种谐振电路如串联谐振、LLC类谐振电路等中的任一种拓扑电路结构实现，这里并不限制。如图7和图8中均采用了半桥LLC电路结构实现了所述高频脉冲交流源。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种多路直流供电电路，其特征在于，该电路包括：交流源以及至少两路供电支路；其中，

交流源的第一输出端通过一公共电容连接每路供电支路的第一输入端；第二输出端连接每路供电支路的第二输入端。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，每路所述供电支路包括：串接的二极管和滤波电容，二极管的阴极与滤波电容连接，其中，二极管的阳极作为供电支路的第一输入端，滤波电容未与二极管连接的一端作为供电支路的第二输入端；

还包括一公共二极管，所述公共二极管的阳极连接每一供电支路的第二输入端，阴极连接每一供电支路的第一输入端。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，每路所述供电支路包括：串接的滤波电容和二极管，滤波电容与二极管的阳极连接，滤波电容未与二极管阳极连接的一端作为供电支路的第一输入端，二极管的阴极作为供电支路的第二输入端；

还包括一公共二极管，所述公共二极管的阳极连接每一供电支路的第二输入端，阴极连接每一供电支路的第一输入端。

4.根据权利要求2或3所述的电路，其特征在于，相邻两供电支路之间设置均流变压器，所述均流变压器的两个绕组分别设置于两供电支路中，所述均流变压器用于实现两路供电支路的电流均流。

5.根据权利要求1至3任一项所述的电路，其特征在于，所述交流源为高频脉冲交流源。

6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述交流源通过桥式电路、推挽电路、谐振电路中的任一种电路结构实现。

7.一种多路直流供电电路，其特征在于，包括：交流源以及两个供电单元，每一供电单元包括至少两路供电支路，且两供电单元中的供电支路数相等；其中，

交流源的第一输出端通过一公共电容连接第一供电单元中每一供电支路的第一端；交流源的第二输出端连接第二供电单元中每一供电支路的第一端；

第一供电单元和第二供电单元中所有供电支路的第二端相连。

8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，每一供电支路包括：串接的二极管和滤波电容，滤波电容与二极管的阴极连接，二极管的阳极作为供电支路的第一端，滤波电容未与二极管连接的一端作为供电支路的第二端；

且，每一供电单元中的所有供电支路还包括一公共二极管，该公共二极管的阳极连接该供电单元中所有供电支路的第二端，阴极连接该供电单元中所有供电支路的第一端。

9.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，每一供电支路包括：串接的滤波电容和二极管，滤波电容与二极管的阳极连接，滤波电容未与二极管阳极连接的一端作为供电支路的第一输入端，二极管的阴极作为供电支路的第二输入端；

且，每一供电单元中的所有供电支路还包括一公共二极管，所述公共二极管的阳极连接每一供电支路的第二输入端，阴极连接每一供电支路的第一输入端。

10.根据权利要求8或9所述的电路，其特征在于，每一供电单元中的相邻两个供电支路之间设置均流变压器，均流变压器的两个绕组分别设置于两个供电支路中，所述均流变压器用于实现两路供电支路的均流。

11.根据权利要求7至9任一项所述的电路，其特征在于，所述交流源为高频脉冲交流源。

12.根据权利要求11所述的电路，其特征在于，所述交流源通过桥式电路、推挽电路、正激电路、谐振电路中的任一种电路结构实现。

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