CN106304492B - 一种双路恒流电路及电源装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双路恒流电路及电源装置,所述双路恒流电路，包括：用于驱动电流进行周期变换的LLC谐振变换电路；用于平衡LED灯条压差平衡的第一整流电路；用于通过恒流反馈实现恒流反馈的恒流控制电路；所述LLC谐振变换电路向两路灯条输入供电电流；当两路LED灯条存在电压差时，所述第一整流电路通过电容的充放电进行平衡；通过两路LED灯条的电流经所述恒流控制电路恒流反馈以输出恒定电流至两路LED灯条。本发明还公开了一种电源装置，包括电流预处理电路、机芯电源电路，还包括如上述双路恒流电路。本发明恒流电路中未采用Boost进行升压，从而避免了在恒流电路中产生严重的损耗及成本高的问题。

Description

一种双路恒流电路及电源装置

技术领域

本发明涉及恒流电路技术领域，尤其涉及一种双路恒流电路及电源装置。

背景技术

在大尺寸电视机中，一般LED灯条较多，通常把LED背光灯条通过串联整合成两路，AC输入后经过整流滤波和PFC电路，经过LLC半桥谐振输出两路电压，一路直接供电主板机芯部分，另一路经过两套Boost电路分别升压及恒流后供电给两路LED灯条使用。

但该传统方法中，因大功率的背光驱动部分经过一级Boost升压，损耗严重，整体效率低下，采用两套Boost驱动，器件较多成本高；且双路Boost线路复杂，可靠性差，EMI效果差。

有鉴于此，现有技术有待改进和提高。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明目的在于提供一种双路恒流电路及电源装置，以解决现有技术中采用成本高、损耗严重的Boost进行驱动恒流电路的问题。

本发明的技术方案如下：

一种双路恒流电路，其中，包括：

用于驱动电流进行周期变换的LLC谐振变换电路；

用于平衡LED灯条压差平衡的第一整流滤波电路；

用于通过恒流反馈实现恒流反馈的恒流控制电路；

用于提供LED背光光亮的两路LED灯条；

所述LLC谐振变换电路、第一整流滤波电流、两路LED灯条及恒流控制电路依次连接，并构成一个循环回路；

所述LLC谐振变换电路向两路灯条输入供电电流；当两路LED灯条存在电压差时，所述第一整流电路通过电容的充放电进行平衡；通过两路LED灯条的电流经所述恒流控制电路恒流反馈以输出恒定电流至两路LED灯条。

所述双路恒流电路，其中，所述LLC谐振变换电路包括第一电容、隔离驱动变压器、LLC上下半桥MOS管、第二电容及LLC谐振变压器；

所述第一电容的一端连接恒流控制电路输出端，第一电容的另一端连接隔离驱动变压器的一端；

所述隔离驱动变压器另一端连接LLC上下半桥MOS管的一端；

所述LLC上下半桥MOS管的另一端连接第二电容一端及LLC谐振变压器的一端；

所述第二电容另一端连接LLC谐振变压器的一端；

所述LLC谐振变压器另一端连接第一整流滤波电路输入端。

所述双路恒流电路，其中，所述LLC上下半桥MOS管包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、LLC上半桥MOS管及LLC下半桥MOS管；

所述第一电阻的一端连接隔离驱动变压器的1脚；

所述第二电阻的一端连接隔离变压器的2脚、LLC上半桥MOS管的源极、第二电容一端及LLC下半桥MOS管漏极；

所述第三电阻的一端连接隔离驱动变压器的4脚；

所述第四电阻的一端连接隔离变压器的5脚、LLC下半桥MOS管的源极并接地；

所述第一电阻、第二电阻的另一端都连接LLC上半桥MOS管的栅极；第三电阻、第四电阻的另一端都连接LLC下半桥MOS管的栅极。

所述LLC上半桥的漏极连接直流电源输入口。

所述双路恒流电路，其中，所述第一整流滤波电路包括：第三电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第四电容、第五电容；

所述第三电容为灯条压差平衡电容；所述第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管为输出桥式整流二极管；所述第四电容和第五电容为输出滤波电容；

所述第三电容一端连接所述LLC谐振变换电路输出端；第三电容的另一端连接第一二极管正极及第二二极管负极；

所述第四电容的一端连接第一二极管的负极及两路LED灯条；第四电容另一端连接第二二极管正极且接地；

所述第五电容的一端连接第三二极管的负极及两路LED灯条；第四电容另一端连接第四二极管正极且接地。

所述双路恒流电路，其中，所述第一整流滤波电路输出端连接两路LED灯条。

所述双路恒流电路，其中，

所述两路LED灯条包括第一灯条和第二灯条，且第二灯条的负极连接所述恒流控制电路一端；

所述第一灯条的正极连接第三二极管的负极及第五电容的一端，第一灯条的负极接地；

所述第二灯条的正极连接第一二极管的负极及第四电容的一端，第二灯条的负极接地。

所述双路恒流电路，其中，所述恒流控制电路包括：第五电阻和LLC恒流驱动器；所述第五电阻为电流采样电阻，第五电阻一端连接两路LED灯条及LLC恒流驱动器一端；第五电阻的另一端接地；

所述LLC恒流驱动器另一端连接LLC谐振变换电路的输入端。

所述双路恒流电路，其中，

所述LLC恒流驱动器通过第五电阻上的电平得到LED电流值，LLC恒流驱动器根据所述LED电流值调节驱动信号的输出。

所述双路LED背光的恒流电路，其中，

电路中增加了灯条压差平衡电容，通过电容来平衡两路灯条的电压差。

一种电源装置，包括用于输出波形平直的直流电的电流预处理电路，用于输出电压供主板机芯供电的机芯电源电路，其中，还包括上述双路恒流电路；

AC输入后经过电源预处理电路中的整流滤波电路和PFC电路，分开为两路输入到双路恒流电路和机芯电源电路，分别对双路LED灯条和机芯供电；

所述电流预处理电路包括：整流滤波电路和PFC电路；

所述机芯电源电路包括：反馈电路、反激控制器、MOS管、反激变压器、第二整流滤波电路及机芯；

所述整流滤波电流的一端连接PFC电路的一端；PFC电路的另一端连接机芯电源电路及双路恒流电路；

所述反激变压器、第二整流滤波电路、机芯反馈电路、反激控制器、MOS管依次连接，且构成循环回路；

所述PFC电路连接LLC谐振变换电路及反激变压器。

有益效果：本发明提出了一种双路恒流电路及电源装置，通过LLC恒流驱动器来调节驱动信号的输出，并通过第一整流滤波电路进行输出供两路灯条使用的供电电流，从而可以保证两路灯条的供电保持在恒流的状态；本发明恒流电路中未采用Boost进行升压，从而避免了在恒流电路中产生严重的损耗及成本高的问题。

附图说明

图1为本发明提供的双路恒流电路的具体实施电路图。

图2为本发明提供的电源装置的结构框图。

符号说明：

N1为LLC恒流驱动器；T1为隔离驱动变压器；V1/V2为LLC上下半桥MOS管；T2为LLC谐振变压器；灯条压差平衡电容C3；输出桥式整流二极管VD1、VD2、VD3、VD4；输出滤波电容C4和C5；LED11～LED1n代表LED第一灯条；LED21～LED2n代表LED第二灯条；R5为电流采样电阻；C1、C2为电容，R1、R2、R3、R4为电阻。

具体实施方式

本发明提供了一种双路恒流电路及电源装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明主要是针对两路LED灯条供电电路的改进，图1为本发明提供的双路恒流电路的具体实施电路图，下面对双路恒流电路20如何实现两路LED恒流具体实现电路图进行更加详细的解释。

下面对各个器件间的连接关系进行说明。

如图1所示，本发明提供一种双路恒流电路，所述双路恒流电路20包括：用于驱动电流进行周期变换的LLC谐振变换电路100；用于平衡LED灯条压差平衡的第一整流电路200；用于通过恒流反馈实现恒流反馈的恒流控制电路300；和两路LED灯条400。

所述LLC谐振变换电路、第一整流滤波电流、两路LED灯条及恒流控制电路依次连接，并构成一个循环回路；

所述LLC谐振变换电路100向两路LED灯条400输入供电电流；当两路LED灯条存在电压差时，所述第一整流电路200通过电容的充放电进行平衡；通过两路LED灯条400的电流经所述恒流控制电路400恒流反馈以输出恒定电流至两路LED灯条400。

LLC谐振变换电路100包括第一电容C1、隔离驱动变压器T1、LLC上下半桥MOS管V1/V2、第二电容C2及LLC谐振变压器T2。所述第一电容C1根据恒流控制电路300反馈的电流通过隔离驱动变压器T1驱动LLC上下半桥MOS管中的电流周期性交替变换。当电流为正半周期时导通上半桥MOS管V1；当电流为负半周期时导通下半桥MOS管V2。下面介绍LLC谐振变换电路100结构连接关系。

所述第一电容C1的一端连接恒流控制电路300的输出端，第一电容C1的另一端连接隔离驱动变压器T1的一端，连接的为隔离驱动变压器T1一端的同名端9脚。隔离驱动变压器T1的一端的同名端7脚连接恒流控制电路300输出端。

隔离驱动变压器T1另一端连接LLC上下半桥MOS管的一端。所述LLC上下半桥MOS管包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、上半MOS管V1及下半MOS管V2。

隔离驱动变压器T1的1脚与第一电阻R1的一端连接；隔离驱动变压器T1的2脚与第二电阻R2的一端、LLC上半桥MOS管V1的源极、LLC下半桥MOS管V2的漏极及第二电容C2的一端连接；隔离驱动变压器T1的4脚与第三电阻R3的一端连接；隔离驱动变压器T1的5脚与第四电阻R4的一端、LLC下半桥MOS管V2的源极连接并接地。

第一电阻的一端连接隔离驱动变压器的1脚；第二电阻的一端连接隔离变压器的2脚、LLC上半桥MOS管的源极、第二电容一端及LLC下半桥MOS管漏极；第三电阻的一端连接隔离驱动变压器的4脚；第四电阻的一端连接隔离变压器的5脚、LLC下半桥MOS管的源极并接地；第一电阻、第二电阻的另一端都连接LLC上半桥MOS管的栅极；第三电阻R3、第四电阻R4的另一端都连接LLC下半桥MOS管V2的栅极。LLC上半桥的漏极连接直流电源输入口。

所述LLC上下半桥MOS管的另一端连接第二电容C2一端及LLC谐振变压器T2的一端；LLC下半桥MOS管V2的源极连接LLC谐振变压器T2的输入端的同名端4/5脚且接地；所述第二电容C2另一端连接LLC谐振变压器T2的一端；连接的为LLC谐振变压器T2的输入端的同名端1/2脚。

所述LLC谐振变压器T2另一端连接第一整流滤波电路200输入端。

所述第一整流滤波电路200包括：第三电容C3、第一二极管VD1、第二二极管VD2、第三二极管VD3、第四二极管VD4、第四电容C4、第五电容C5；第一整流滤波电路200通过对第一灯条和第二灯条的导通状态进行充放电，控制第一灯条和第二灯条的电压平衡。

LLC谐振变压器T2的另一端的同名端6/7脚与第三二极管VD3的正极及第四二极管VD4的负极连接；LLC谐振变压器T2的另一端的同名端11/12脚与第三电容C3的一端连接。第三电容C3一端连接所述LLC谐振变换电路100的输出端。

所述第三电容C3为灯条压差平衡电容；所述第一二极管VD1、第二二极管VD2、第三二极管VD3、第四二极管VD4为输出桥式整流二极管；所述第四电容C4和第五电容C5为输出滤波电容。

第三电容C3的另一端连接第一二极管VD1正极及第二二极管VD2负极；第一二极管VD1的负极与第四电容C4的一端及第二灯条的正极连接，第二二极管VD2的正极与第四电容C4的另一端连接并接地；第三二极管VD3的负极与第五电容C5的一端及第一灯条的正极连接；第四二极管VD4的正极与第五电容C5的另一端连接并接地。

第四电容的一端连接第一二极管的负极及两路LED灯条；第四电容另一端连接第二二极管正极且接地。

第五电容的一端连接第三二极管的负极及两路LED灯条；第四电容另一端连接第四二极管正极且接地。

第一整流滤波电路200的输出端连接两路LED灯条400。所述两路LED灯条400包括第一灯条和第二灯条，且第二灯条的负极连接所述恒流控制电路300输入端。

第一灯条和第二灯条都是有n个LED串联而成。各个LED的正极与另一个LED的负极连接，并依次连接。第一灯条中最后一个LED(LED1n)的正极与LED1(n-1)的负极相连,LED1n的负极接地。

所述第一灯条的正极连接第三二极管的负极及第五电容的一端，第一灯条的负极接地；

所述第二灯条的正极连接第一二极管的负极及第四电容的一端，第二灯条的负极接地。

所述恒流控制电路300包括：第五电阻R5和LLC恒流驱动器N1。所述LLC恒流驱动器N1通过第五电阻R5上的电平得到LED电流值，LLC恒流驱动器N1根据所述LED电流值调节驱动信号的输出。通过采样第五电阻R5上的电平得到LED电流值，将该电流值反馈给LLC恒流驱动器N1中，调整LLC恒流驱动器N1中驱动信号的输出，改变整个环路的增益，从而实现LED恒流控制。

第二灯条的负极连接第五电阻R5的一端及LLC恒流驱动器N1的一端。所述第五电阻R5为电流采样电阻，第五电阻R5一端连接两路LED灯条400及LLC恒流驱动器N1一端；第五电阻R5的另一端接地。与第二灯条负极及第五电阻R5一端连接的LLC恒流驱动器N1的一端为ISEN脚。

所述LLC恒流驱动器N1另一端连接LLC谐振变换电路100的输入端。LLC恒流驱动器N1的另一端的DRV2脚连接隔离驱动变压器T1的一端的同名端7脚；LLC恒流驱动器N1的另一端的DRV1脚连接第一电容C1的一端；LLC恒流驱动器N1的另一端的GNDA脚接地。

进一步的，结合图1对该电路实现恒流的工作原理进行解释。

当LLC谐振变压器T2处于正半周期时，电流由其同名端1/2脚流进，次级电流由其同名端6/7脚流出，导通第三二极管VD3，给电容C5充电，同时导通第一灯条，而此时第三电容C3进行放电并流回LLC谐振变压器T2的同名端11/12脚。当LLC谐振变压器T2处于负半周期时，次级电流由LLC谐振变压器T2的同名端11/12脚流出，给第三电容C3充电，同时流经第一二极管VD1给第四电容C4充电，并导通第二灯条，流经第二灯条的电流经过第五电阻R5到地后，经过第四二极管VD4回到LLC谐振变压器T2的同名端6/7端，形成一个周期环路，该周期环路实现了第一灯条和第二灯条持续供电。

此电路中增加了灯条压差平衡电容第三电容C3，通过电容来平衡两路灯条的电压差，解决了两路灯条有压差的问题。当两路LED灯条400恒流的电压完全一样时，第三电容C3充放电平衡，第三电容C3上的电压为0；当两路灯条有电压差时，若第二灯条的电压大于第一灯条时，则第三电容C3电压为左负右正，则在导通第一灯条时，同时储能于灯条压差平衡电容第三C3中，在导通第二灯条时，灯条压差平衡电容第三电容C4同时释放能量；当第二灯条的电压小于第一灯条时，则第三电容C3电压为左正右负，则在导通第一灯条时，灯条压差平衡电容第三电容C3同时释放能量，在导通第二灯条时，同时储能于灯条压差平衡电容第三电容C3中。

基于上述恒流电路的实施例，本发明还提供了一种电源装置，所述电源装置包括上述一种双路恒流电路20，电源装置可设置在电视机中，也适用于所有需要驱动LED的装置。

如图2所示，其为本发明提供的电源装置的结构框图，结合图2对恒流电路进行详细的讲解。该电源装置包括：用于输出波形平直的直流电的电流预处理电路10，用于输出电压供主板机芯供电的机芯电源电路30，还包括如上所述双路恒流电路20；

AC输入后经过电源预处理电路10中的整流滤波电路和PFC电路，分开为两路输入到双路恒流电路20和机芯电源电路30，分别对双路LED灯条和机芯供电；

所述电流预处理电路10包括：整流滤波电路和PFC电路；

所述机芯电源电路包括：反馈电路、反激控制器、MOS管、反激变压器、第二整流滤波电路及机芯。该机芯电源电路包括一个循环电路，因此在有外部供电时对机芯进行供电，但没有外部供电时，该机芯电源电路可以自身放电对机芯进行供电。

所述整流滤波电流的一端连接PFC电路的一端；PFC电路的另一端连接机芯电源电路及双路恒流电路；

反激变压器、第二整流滤波电路、机芯反馈电路、反激控制器、MOS管依次连接，且构成循环回路；

PFC电路连接LLC谐振变换电路及反激变压器。

综上所述，本发明公开的一种双路恒流电路及电源装置，该电路在第二灯条的负极连接电流采样电阻，LLC恒流驱动器T1通过电流采样电阻R5上的电平得到LED电流值，LLC恒流驱动器可以根据该LED电流值调节驱动信号的输出，改变整个环路的增益，实现LED的恒流；在一个周期内，LLC谐振变压器的正半周期和负半周期的电流一样，因此只需对其中一路灯条的电流值进行采样，即是只需在一路灯条的负极加入电流采样电阻，即可保证另外一路灯条有同样的恒定电流，通过LLC恒流驱动器实现两路LED背光恒流驱动；电路增加了灯条压差平衡电容，通过电容来平衡两路灯条的电压差，解决了两路灯条有压差的问题。本发明的恒流电路中未采用Boost进行升压，不会产生严重的损耗及成本高的问题。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种双路恒流电路，其特征在于，包括：

用于驱动电流进行周期变换的LLC谐振变换电路；

用于平衡LED灯条压差平衡的第一整流滤波电路；

用于通过恒流反馈实现恒流反馈的恒流控制电路；

用于提供LED背光光亮的两路LED灯条；

所述LLC谐振变换电路、第一整流滤波电路、两路LED灯条及恒流控制电路依次连接，并构成一个循环回路；

所述LLC谐振变换电路向两路灯条输入供电电流；当两路LED灯条存在电压差时，所述第一整流电路通过电容的充放电进行平衡；通过两路LED灯条的电流经所述恒流控制电路恒流反馈以输出恒定电流至两路LED灯条；

所述LLC谐振变换电路包括第一电容、隔离驱动变压器、LLC上下半桥MOS管、第二电容及LLC谐振变压器；

所述第一电容的一端连接恒流控制电路输出端，第一电容的另一端连接隔离驱动变压器的一端；

所述隔离驱动变压器另一端连接LLC上下半桥MOS管的一端；

所述LLC上下半桥MOS管的另一端连接第二电容一端及LLC谐振变压器的一端；

所述第二电容另一端连接LLC谐振变压器的一端；

所述LLC谐振变压器另一端连接第一整流滤波电路输入端；

其中，所述第一电容根据恒流控制电路反馈的电流通过隔离驱动变压器驱动LLC上下半桥MOS管中的电流周期性交替变换；

所述恒流控制电路包括：第五电阻和LLC恒流驱动器；

所述第五电阻为电流采样电阻，第五电阻一端连接两路LED灯条及LLC恒流驱动器一端；第五电阻的另一端接地；

所述LLC恒流驱动器另一端连接LLC谐振变换电路的输入端。

2.根据权利要求1所述双路恒流电路，其特征在于，所述LLC上下半桥MOS管包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、LLC上半桥MOS管及LLC下半桥MOS管；

所述第一电阻的一端连接隔离驱动变压器的1脚；

所述第二电阻的一端连接隔离变压器的2脚、LLC上半桥MOS管的源极、第二电容一端及LLC下半桥MOS管漏极；

所述第三电阻的一端连接隔离驱动变压器的4脚；

所述第四电阻的一端连接隔离变压器的5脚、LLC下半桥MOS管的源极并接地；

所述第一电阻、第二电阻的另一端都连接LLC上半桥MOS管的栅极；第三电阻、第四电阻的另一端都连接LLC下半桥MOS管的栅极；

所述LLC上半桥的漏极连接直流电源输入口。

3.根据权利要求1所述双路恒流电路，其特征在于，所述第一整流滤波电路包括：第三电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第四电容、第五电容；

所述第三电容为灯条压差平衡电容；所述第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管为输出桥式整流二极管；所述第四电容和第五电容为输出滤波电容；

所述第三电容一端连接所述LLC谐振变换电路输出端；第三电容的另一端连接第一二极管正极及第二二极管负极;

所述第四电容的一端连接第一二极管的负极及两路LED灯条；第四电容另一端连接第二二极管正极且接地；

所述第五电容的一端连接第三二极管的负极及两路LED灯条；第四电容另一端连接第四二极管正极且接地。

4.根据权利要求3所述双路恒流电路，其特征在于，所述第一整流滤波电路输出端连接两路LED灯条。

5.根据权利要求1所述双路恒流电路，其特征在于，

所述两路LED灯条包括第一灯条和第二灯条，且第二灯条的负极连接所述恒流控制电路输入端；

所述第一灯条的正极连接第三二极管的负极及第五电容的一端，第一灯条的负极接地；

所述第二灯条的正极连接第一二极管的负极及第四电容的一端，第二灯条的负极接地。

6.根据权利要求1所述双路恒流电路，其特征在于，

所述LLC恒流驱动器通过第五电阻上的电平得到LED电流值，LLC恒流驱动器根据所述LED电流值调节驱动信号的输出。

7.根据权利要求3所述双路恒流电路，其特征在于，

电路中增加了灯条压差平衡电容，通过电容来平衡两路灯条的电压差。

8.一种电源装置，包括用于输出波形平直的直流电的电流预处理电路，用于输出电压供主板机芯供电的机芯电源电路，其特征在于，还包括如权利要求1~7任一项所述双路恒流电路；

AC输入后经过电源预处理电路中的整流滤波电路和PFC电路，分开为两路输入到双路恒流电路和机芯电源电路，分别对双路LED灯条和机芯供电；

所述电流预处理电路包括：整流滤波电路和PFC电路；

所述机芯电源电路包括：反馈电路、反激控制器、MOS管、反激变压器、第二整流滤波电路及机芯；

所述整流滤波电流的一端连接PFC电路的一端；PFC电路的另一端连接机芯电源电路及双路恒流电路；

所述反激变压器、第二整流滤波电路、机芯反馈电路、反激控制器、MOS管依次连接，且构成循环回路；

所述PFC电路连接LLC谐振变换电路及反激变压器。