CN109195261B - 一种多路输出恒流驱动电路及驱动电源 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多路输出恒流驱动电路及驱动电源，该恒流驱动电路包括恒流源、开关电路、隔离变换电路、以及输出电路，输出电路包括多个输出回路；恒流源用于将交流电转换为直流电，并将直流电输出给隔离变换电路；恒流源的输出端连接隔离变换电路的输入端，开关电路连接在恒流源的输出端与隔离变换电路的输入端之间；隔离变换电路的输出端连接输出电路，多个输出回路的输出端分别连接负载。本发明实现了多路恒流输出、且电路结构简单、成本低、效率高，损耗小。

Description

一种多路输出恒流驱动电路及驱动电源

技术领域

本发明涉及LED驱动电源的技术领域，更具体地说，涉及一种多路输出恒流驱动电路及驱动电源。

背景技术

目前，LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，已广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。应用于LED背光的驱动电源通常具有多路输出，而现有的多路输出LED驱动装置存在以下缺陷：

(1)由于LED的发光强度由流过LED的电流确定，因此，稳定的发光强度需要恒定的电流驱动，多路LED负载的驱动则需要控制每路LED负载的电流恒定，现有的多路LED恒流驱动方案大多采用一对一的驱动模式，即一路LED负载对应一路恒流驱动电路，想要输出不同的电流参数只能改变电源的参数，或者更换其他的驱动电源实现，对使用者及其不方便。

(2)现有的多路输出驱动电源多为恒压输出驱动电源，而LED作为恒流型光源，当LED需要多路输出时，若采用恒压输出驱动电源，则需要对驱动电源作二级恒流处理，效率低，成本高，且恒压输出的驱动电源调光比较困难，线性度差，无法满足市场上的调光需要。

(3)现有技术中多路输出电源均为多路同时输出，对于使用者来说，不能有效的选择输出，多路输出电源往往只有效应用了一组或者两组输出，即便是现有低待机功耗的情况下也难免会造成资源的浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种多路输出恒流驱动电路及驱动电源。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种多路输出恒流驱动电路，包括恒流源、开关电路、隔离变换电路、以及输出电路，所述输出电路包括多个输出回路；

所述恒流源用于将交流电转换为直流电，并将所述直流电输出给所述隔离变换电路；

所述恒流源的输出端连接所述隔离变换电路的输入端，所述开关电路连接在所述恒流源的输出端与所述隔离变换电路的输入端之间；所述隔离变换电路的输出端连接所述输出电路，所述多个输出回路的输出端分别连接负载。

优选地，所述隔离变换电路包括隔离变压器T1；

所述隔离变压器T1包括初级绕组和与所述多个输出回路对应设置的多个次级绕组；

所述隔离变压器T1的初级绕组的第一端连接所述恒流源的正输出端，所述隔离变压器T1的初级绕组的第二端连接所述恒流源的负输出端；所述隔离变压器T1的多个次级绕组的输出端分别与对应设置的所述多个输出回路连接；

所述隔离变压器的第一端和第二端为所述隔离变换电路的输入端，所述隔离变压器的多个次级绕组的输出端为所述隔离变换电路的输出端。

优选地，所述开关电路包括主控开关；

或者，所述主控开关连接在所述隔离变压器T1的初级绕组的第二端与所述恒流源的负输出端之间。

优选地，所述多个输出回路包括多个第一输出回路和多个第二输出回路；

所述多个第一输出回路的输入端连接与其对应设置的次级绕组的第一输出端，所述多个第一输出回路的输出端连接与其对应设置的负载；

所述多个第二输出回路的输入端连接与其对应设置的次级绕组的第二输出端，所述多个第二输出回路的输出端连接与其对应设置的负载。

优选地，还包括：切换电路，所述切换电路连接在所述隔离变换电路的输出端与所述输出电路之间。

优选地，所述切换电路包括：多个切换开关；

所述多个切换开关与所述多个输出回路对应设置。

优选地，所述多个切换开关分别设置在所述次级绕组的第一输出端与所述第一输出回路之间；

或者，所述多个切换开关分别设置在所述次级绕组的第二输出端与所述第二输出回路之间。

优选地，所述第一输出回路包括：第一整流二极管、第四整流二极管和第二充电电容；

所述负载包括第一负载，所述多个切换开关包括第一切换开关；

所述第一整流二极管的正极通过所述第一切换开关连接与其对应设置的次级绕组的第一输出端，所述第一整流二极管的负极连接与所述第一负载的正端，所述第一负载的负端连接所述第四整流二极管的正极，所述第四整流二极管的负极通过第一谐振电容连接与其对应的次级绕组的第二输出端；所述充电电容并联在所述第一负载的正端与负端之间。

优选地，所述第二输出回路包括：第三整流二极管、第二整流二极管、第一谐振电感和第一充电电容；

所述负载包括第二负载；

所述第三整流二极管的正极通过第一谐振电容连接与其对应的次级绕组的第二输出端，所述第三整流二极管的负极通过所述第一谐振电感连接所述第二负载的正端，所述第二负载的负端连接所述第二整流二极管的正极，所述第二整流二极管的负极连接所述次级绕组的第一输出端；

所述第一充电电容并联在所述第二负载的正端与负端之间。

本发明还提供一种驱动电源，包括以上所述的多路输出恒流驱动电路。

实施本发明的多路输出恒流驱动电路，具有以下有益效果：该恒流驱动电路包括恒流源、开关电路、隔离变换电路、以及输出电路，输出电路包括多个输出回路；恒流源用于将交流电转换为直流电，并将直流电输出给隔离变换电路；恒流源的输出端连接隔离变换电路的输入端，开关电路连接在恒流源的输出端与隔离变换电路的输入端之间；隔离变换电路的输出端连接输出电路，多个输出回路的输出端分别连接负载。本发明实现了多路恒流输出、且电路结构简单、成本低、效率高，损耗小。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的一种多路输出恒流驱动电路的结构示意图；

图2是本发明一种多路输出恒流驱动电路第一实施例的电路原理图；

图3是本发明一种多路输出恒流驱动电路第一实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1，本发明实施例提供了一种多路输出恒流驱动电路，该多路输出恒流驱动电路可以应用于LED驱动电源中。

如图1所示，该多路输出恒流包括恒流源、开关电路、隔离变换电路、以及输出电路，所述输出电路包括多个输出回路。

所述恒流源用于将交流电转换为直流电，并将所述直流电输出给所述隔离变换电路。

所述恒流源的输出端连接所述隔离变换电路的输入端，所述开关电路连接在所述恒流源的输出端与所述隔离变换电路的输入端之间；所述隔离变换电路的输出端连接所述输出电路，所述多个输出回路的输出端分别连接负载。其中，负载可以为LED灯或者LED灯串。

在其中一个实施例中，隔离变换电路包括隔离变压器T1。

所述隔离变压器T1包括初级绕组和与所述多个输出回路对应设置的多个次级绕组；所述隔离变压器T1的初级绕组的第一端连接所述恒流源的正输出端，所述隔离变压器T1的初级绕组的第二端连接所述恒流源的负输出端；所述隔离变压器T1的多个次级绕组的输出端分别与对应设置的所述多个输出回路连接；所述隔离变压器的第一端和第二端为所述隔离变换电路的输入端，所述隔离变压器的多个次级绕组的输出端为所述隔离变换电路的输出端。

该开关电路包括主控开关。

其中，该主控开关连接在所述隔离变压器T1的初级绕组的第二端与所述恒流源的负输出端之间。

进一步地，多个输出回路包括多个第一输出回路和多个第二输出回路。

所述多个第一输出回路的输入端连接与其对应设置的次级绕组的第一输出端，所述多个第一输出回路的输出端连接与其对应设置的负载。所述多个第二输出回路的输入端连接与其对应设置的次级绕组的第二输出端，所述多个第二输出回路的输出端连接与其对应设置的负载。

这里需要说明的是，隔离变压器T1包括多个次级绕组，其中，每一个次级绕组的包括两个输出端，分别为第一输出端和第二输出端，其中，第一输出端与对应连接一个输出回路，第二输出端对应连接一个输出回路，也就是说，每一个次级绕组可形成两个输出回路，多个次级绕组可形成多个输出回路。例如，假设隔离变压器T1包括N个次级绕组，则可本发明实施提供了多路输出恒流驱动电路可设置2N个输出回路。

每一个次级绕组对应设置的两个输出回路的具体工作通过主控开关的控制实现。具体的，当主控开关导通时，隔离变压器T1处于储能状态，次级绕组的第二输出端与第二输出回路连通，形成电流回路，隔离变压器T1工作在正激状态，第二输出回路输出电流至与其输出端连接的负载，该负载点亮；当主控开关关断时，隔离变压器T1处于释放能量状态，次级绕组的第一输出端与第一输出回路连通，形成电流回路，隔离变压器T1工作在反激状态，第一输出回路输出电流至与其输出端连接的负载，该负载点亮。所以，本发明实施例的多路输出恒流驱动电路通过主控开关的导通或关断作用，进而控制隔离变压器T1的工作状态，从而形成多路恒流输出的目的。达到了以简单、低成本、高效率的电路实现多路恒流输出。而且，本发明为恒流驱动电源，效率高、成本低，线性度好，更加有利于调光控制。

在一个较佳实施例中，该多路输出恒流驱动电路还包括：切换电路。该切换电路连接在所述隔离变换电路的输出端与所述输出电路之间。

可选的，该切换电路包括：多个切换开关；所述多个切换开关与所述多个输出回路对应设置。

多个切换开关分别设置在所述次级绕组的第一输出端与所述第一输出回路之间；或者，所述多个切换开关分别设置在所述次级绕组的第二输出端与所述第二输出回路之间。即每一个次级绕组可以对应设置一个切换开关，且该切换开关可以设置在次级绕组的第一输出端与第一输出回路之间，也可以设置在次级绕组的第二输出端与第二输出回路之间。

通过设置多个与多个切换开关对应的切换开关，可以通过控制切换开关的导通或关断实现了可以根据实际需要选通不同的输出回路了，解决了现有多路输出电源仅能实现多路同时输出，而不能根据使用需求进行有效的选择输出的问题，可有效节省能耗。另外，本发明可根据不同的需求对应设置次级绕组的参数即可实现不同输出回路的电流的调节和控制，而不需要改变电源的参数，或者更换其他的驱动电源实现，给用户带来了极大的方便。

参考图2，本发明提供了一种多路输出恒流驱动电路第一实施例的电路原理图。

在该实施例中，隔离变换电路包括隔离变换器T1，隔离变压器T1包括初级绕组和一个次级绕组N1；开关电路包括主控开关S1。第一输出回路包括：第一整流二极管D1、第四整流二极管D4和第二充电电容C2；第二输出回路包括：第三整流二极管D3、第二整流二极管D2、第一谐振电感L1和第一充电电容C1。

所述负载包括第一负载(A1……A3)和第二负载(A2……A4)，所述多个切换开关包括第一切换开关K1。

具体的，恒流源的正输出端连接隔离变压器T1的初级绕组的第一端，恒流源的负输出端通过主控开关S1连接隔离变压器T1的初级绕组的第二端。所述第一整流二极管D1的正极通过所述第一切换开关连接与其对应设置的次级绕组N1的第一输出端，所述第一整流二极管D1的负极连接与所述第一负载(A1……A3)的正端，所述第一负载(A1……A3)的负端连接所述第四整流二极管D4的正极，所述第四整流二极管D4的负极通过第一谐振电容CB1连接与其对应的次级绕组N1的第二输出端；所述第二充电电容C2并联在所述第一负载(A1……A3)的正端与负端之间。

所述第三整流二极管D3的正极通过第一谐振电容CB1连接与其对应的次级绕组的第二输出端，所述第三整流二极管D3的负极通过所述第一谐振电感L1连接所述第二负载(A2……A4)的正端，所述第二负载(A2……A4)的负端连接所述第二整流二极管D2的正极，所述第二整流二极管D2的负极连接所述次级绕组的第一输出端；所述第一充电电容C1并联在所述第二负载(A2……A4)的正端与负端之间。

如图2所示，主控开关S1导通，第一切换开关K1导通时，隔离变压器T1处于储能状态，次级绕组N1第二输出端上的第一谐振电容CB1、第三整流二极管D3、第一谐振电感L1、第一负载(A1……A3)形成电流回路，隔离变压器T1工作在正激状态，此时第一负载(A1……A3)工作。主控开关S1关断，第一切换开关K1导通时，隔离变压器T1处于释放能量状态，次级绕组N1的第一输出端、第一整流二极管D1、第二负载(A2……A4)、第四整流二极管D2、第一谐振电容CB1形成电流回路，隔离变压器T1工作在反激状态，此时，第二负载(A2……A4)工作。进一步地，在正激回路中，第一谐振电容CB1、第一谐振电感L1形成谐振，从而使得第二整流二极管D2、第三整流二极管D3工作在零电流开关状态，减小二极管的反向恢复损耗，提高效率。当两路负载(第一负载(A1……A3)和第二负载(A2……A4))出现压降不平衡时，第一谐振电容CB1可以起到平衡负载电流的作用。

本发明实施例提出的单开关正反激多路输出电路，隔离变压器T1原边只需要一个主控开关S1即可以实现隔离变压器T1副边多路输出的均流控制，进一步降低了电路成本。由于隔离变压器T1实现了双向利用，减小隔离变压器T1的体积，提高效率。副边的第一谐振电容CB1不仅实现了多路输出的均流控制，同时和第一谐振电感L1形成谐振回路，从而实现副边整流二极管的零电流开关状态，降低二极管反向恢复损耗，减少电磁干扰，进一步提高效率。

参考图3，本发明提供了一种多路输出恒流驱动电路第二实施例的电路原理图。

在该实施例在第一实施例的基础上，进一步包括第二次级绕组N2、第三输出回路、第四输出回路、第三负载(A5……A7)、第四负载(A6……A8)、第二谐振电容CB2、第二切换开关K2。其中，第三输出回路包括第五整流二极管D5、第四充电电容C4、第三负载(A5……A7)、第八整流二极管D8。第四输出回路包括第七整流二极管D7、第二谐振电感L2、第三充电电容C3、第四负载(A6……A8)、第六整流二极管D6。

第二次级绕组N2的第一输出端通过第二切换开关K2连接第五整流二极管D5的正极，第五整流二极管D5的的负极连接第三负载(A5……A7)的正端，第三负载(A5……A7)的负端连接第八整流二极管D8的正极，第八整流二极管D8的负极通过第二谐振电容CB2连接第二次级绕组N2的第二输出端。

第七整流二极管D7的正极通过第二谐振电容CB2连接第二次级绕组N2的第二输出端，第七整流二极管D7的负极通过第二谐振电感L2连接第四负载(A6……A8)的正端，第四负载(A6……A8)的负端连接第六整流二极管D6的正极，第六整流二极管D6的负极连接第二次级绕组N2的第一输出端，第三充电电容C3与第四负载(A6……A8)并联。

其中，第一输出回路、第二输出回路的具体工作过程如前述第一实施例所述，在此不再赘述。

如图3所示，第三输出回路和第四输出回路的具体工作过程为：

主控开关S1导通，第二切换开关S2导通时，隔离变压器T1处于储能状态，第二次级绕组N2的第二输出端上的第二谐振电容CB2、第七整流二极管D7、第二谐振电感L2、第四负载(A6……A8)、第八整流二极管D8形成电流回路，隔离变压器T1工作在正激状态，此时第四负载(A6……A8)工作。主控开关S1关断，第二切换开关导通时，隔离变压器T1处于释放能量状态，第二次级绕组N2的第一输出端、第五整流二极管D5、第三负载(A5……A7)、第六整流二极管D6形成电流回路，隔离变压器T1工作在反激状态，此时第三负载(A5……A7)工作。同样地，在正激回路中，第二谐振电容CB2、第二谐振电感L2形成谐振，从而使得第六整流二极管D6、第七整流二极管D7工作在零电流开关状态，减小二极管的反向恢复损耗，提高效率。当第三负载(A5……A7)和第四负载(A6……A8)出现压降不平衡时，第二谐振电容CB2可以起到平衡负载电流的作用。

当然，如图3所示，可以通过控制第一切换开关K1、第二切换开关K2的导通或关断，实现多路同时输出、其中任意一路或者多路选择性输出，且，在本发明实施例中，每一路输出回路之间互不影响，当其中任意一路输出回路出现故障时，其他输出回路仍可正常工作。

例如，如图3所示，隔离变压器T1处于正激状态时，可以通过控制第一切换开关K1和第二切换开关K2同时导通，使得第二输出回路和第四输出回路可同时输出电流；或者，通过控制第一切换开关K1和第二切换开关K2中的任意一个关断，可以使得第二输出回路和第四输出回路中的任意一个输出电流。同样地，隔离变压器T1处于反激状态时，可以通过控制第一切换开关K1和第二切换开关K2同时导通，使得第一输出回路和第三输出回路可同时输出电流；或者，通过控制第一切换开关K1和第二切换开关K2中的任意一个关断，可以使得第一输出回路和第三输出回路中的任意一个输出电流。

当然可以理解地，在其他一些实施例中，当需要设置多路输出时，可根据需要增加隔离变压器T1的次级绕组的数量，并对应每一个次级绕组增加与第一输出回路、第二输出回路相同的两条输出回路。

另外，本发明还提供了一种驱动电源，该驱动电源包括前述的多路输出恒流驱动电路。其中，该驱动电源包括但不限于LED驱动电源。通过设置上述多路输出恒流驱动电路可以实现多路恒流输出，且还可以根据实际需要选通不同的输出回路了，解决了现有多路输出电源仅能实现多路同时输出，而不能根据使用需求进行有效的选择输出的问题，可有效节省能耗。另外，本发明可根据不同的需求对应设置次级绕组的参数即可实现不同输出回路的电流的调节和控制，而不需要改变电源的参数，或者更换其他的驱动电源实现，给用户带来了极大的方便，提高了驱动电源的实用性。

以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

应当理解的是，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，而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)

1.一种多路输出恒流驱动电路，其特征在于，包括恒流源、开关电路、隔离变换电路、以及输出电路，所述输出电路包括多个输出回路；

所述恒流源用于将交流电转换为直流电，并将所述直流电输出给所述隔离变换电路；所述隔离变换电路包括隔离变压器T1；所述隔离变压器T1包括初级绕组和与所述多个输出回路对应设置的多个次级绕组；所述隔离变压器T1的初级绕组的第一端连接所述恒流源的正输出端，所述隔离变压器T1的初级绕组的第二端连接所述恒流源的负输出端；所述隔离变压器T1的多个次级绕组的输出端分别与对应设置的所述多个输出回路连接；所述隔离变压器的第一端和第二端为所述隔离变换电路的输入端，所述隔离变压器的多个次级绕组的输出端为所述隔离变换电路的输出端；

所述恒流源的输出端连接所述隔离变换电路的输入端，所述开关电路连接在所述恒流源的输出端与所述隔离变换电路的输入端之间；所述隔离变换电路的输出端连接所述输出电路，所述多个输出回路的输出端分别连接负载；

所述多个输出回路包括多个第一输出回路和多个第二输出回路；

所述多个第一输出回路的输入端连接与其对应设置的次级绕组的第一输出端，所述多个第一输出回路的输出端连接与其对应设置的负载；所述多个第二输出回路的输入端连接与其对应设置的次级绕组的第二输出端，所述多个第二输出回路的输出端连接与其对应设置的负载。

2.根据权利要求1所述的多路输出恒流驱动电路，其特征在于，所述开关电路包括主控开关；

所述主控开关连接在所述隔离变压器T1的初级绕组的第二端与所述恒流源的负输出端之间。

3.根据权利要求1所述的多路输出恒流驱动电路，其特征在于，还包括：切换电路，所述切换电路连接在所述隔离变换电路的输出端与所述输出电路之间。

4.根据权利要求3所述的多路输出恒流驱动电路，其特征在于，所述切换电路包括：多个切换开关；

所述多个切换开关与所述多个输出回路对应设置。

5.根据权利要求4所述的多路输出恒流驱动电路，其特征在于，所述多个切换开关分别设置在所述次级绕组的第一输出端与所述第一输出回路之间；

或者，所述多个切换开关分别设置在所述次级绕组的第二输出端与所述第二输出回路之间。

6.根据权利要求4所述的多路输出恒流驱动电路，其特征在于，所述第一输出回路包括：第一整流二极管、第四整流二极管和第二充电电容；

所述负载包括第一负载，所述多个切换开关包括第一切换开关；

所述第一整流二极管的正极通过所述第一切换开关连接与其对应设置的次级绕组的第一输出端，所述第一整流二极管的负极连接与所述第一负载的正端，所述第一负载的负端连接所述第四整流二极管的正极，所述第四整流二极管的负极通过第一谐振电容连接与其对应的次级绕组的第二输出端；所述充电电容并联在所述第一负载的正端与负端之间。

7.根据权利要求1所述的多路输出恒流驱动电路，其特征在于，所述第二输出回路包括：第三整流二极管、第二整流二极管、第一谐振电感和第一充电电容；

所述负载包括第二负载；

所述第三整流二极管的正极通过第一谐振电容连接与其对应的次级绕组的第二输出端，所述第三整流二极管的负极通过所述第一谐振电感连接所述第二负载的正端，所述第二负载的负端连接所述第二整流二极管的正极，所述第二整流二极管的负极连接所述次级绕组的第一输出端；

所述第一充电电容并联在所述第二负载的正端与负端之间。

8.一种驱动电源，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的多路输出恒流驱动电路。

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