CN201805597U - 一种线性恒流电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于电路领域，提供了一种线性恒流电路，包括依次连接的LED灯开路短路及过载保护单元、线性恒流单元、调整管最低电压检测单元、母线电压误差放大器单元和误差信号输出至母线电压控制回路单元，还包括分别与所述LED灯开路短路及过载保护单元和母线电压误差放大器单元相连的电压基准单元。本实用新型通过提供一种线性恒流电路，包括用于LED灯发生开路、短路及过载故障时，能及时保护相应的单元不会损坏的LED灯开路、短路及过载保护线路，和用于检测并调整母线电压的调整单元，从而实现一种低成本，高效率且能保证LED正常工作的线性恒流电路。

Description

一种线性恒流电路

技术领域

本实用新型涉及电路技术领域，尤其涉及一种线性恒流电路。

背景技术

在LED照明快速发展的今天，需要有简单且高效的恒流电路来支持LED正常可靠工作。现有的LED恒流板由PWM控制的DC/DC转换器构成，元件数目多，成本高，效率低下，且有EMI的问题。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种高效率、低成本的线性恒流电路。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现的。

一种线性恒流电路，包括依次连接的LED灯开路短路及过载保护单元、线性恒流单元、调整管最低电压检测单元、母线电压误差放大器单元和误差信号输出至母线电压控制回路单元，还包括分别与所述LED灯开路短路及过载保护单元和母线电压误差放大器单元相连的电压基准单元。

其中，所述线性恒流单元由第一运算放大器(U_A1)、负反馈网络(Z_A)、调整管驱动电阻(R_A1)、电流采样信号输入电阻(R_A3)、LED灯电流采样电阻(R_A4)、第一调整管(Q_A1)，电流基准电阻R7、R8、R9所组成。

其中，所述调整管最低电压检测单元由电阻R6、第三二极管(D_A3)、电阻R_A7组成。

其中，所述母线电压误差放大器单元由第三运算放大器(U3)、电阻R10、电容C1及阻抗网络(Z2)组成。调整管最低电压检测单元检测出来的调整管最低电压经电阻R10、电容C1后送入第三运算放大器(U3)的同相端，与加在第三运算放大器(U3)反相端的电压基准来的基准电压在阻抗网络(Z2)的作用下，产生一放大后的误差信号用于调整供电电源来的母线电压(BUS+)的大小。

其中，所述电压基准单元由电阻R10、基准源U4、电容C2、电阻R7、R8、R9、R11及R12组成，其中R7与R8、R9产生的分压信号用于恒流源的电流基准，R9与R7、R8的分压用于保护电路中灯的连接状况检测，R11与R12的分压用于母线电压误差放大器单元的电压基准。

其中，所述误差信号输出至线线电压控制回路单元由电阻R4组成，通过选择不同的R4阻值，改变电阻R4相对于电阻R3的权重值，控制第三运算放大器(U3)输出的电压。

其中，所述LED灯开路短路及过载保护单元包括LED灯开路电路和LED灯短路及过载保护电路。

其中，所述LED灯开路电路由第六电阻(R_A6)、第二电容(C_A2)、第二比较器(U_A2)、第八电阻(R_A8)、第三二极管(D_A3)及第七电阻(R_A7)组成。

其中，所述LED灯短路及过载保护电路由第二二极管(D_A2)、第二电阻(R_A2)、第五电阻(R_A5)及第三电阻(R_A3)组成。

其中，所述线性恒流单元包括一组或多组相同单元组成的线性恒流单元。

本实用新型实施例与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型通过提供一种线性恒流电路，包括用于LED灯发生开路、短路及过载故障时，能及时保护相应的单元不会损坏的LED灯开路、短路及过载保护线路，和用于检测并调整母线电压的调整单元，从而实现一种低成本，高效率且能保证LED正常工作的线性恒流电路。

附图说明

图1是本实用新型电路原理框图；

图2是本实用新型电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1所示，本实用新型所述的一种线性恒流电路，包括：LED灯开路、短路及过载保护单元、线性恒流单元、调整管最低电压检测单元、母线电压误差放大器单元和误差信号输出至母线电压控制回路单元；

LED灯开路、短路、过载保护线路用于LED灯发生开路短路及过载故障时，能及时保护相应的单元不会损坏，并不会影响其它单元的正常工作。

线性恒流单元用于在调整管的作用下，为每路LED灯提供符合LED正常工作的稳定电流，满足LED稳定可靠长周期的工作。

调整管最低电压检测线路用于将多路正常工作中的LED灯调整管的压降中最小的一个检测出来，供调整母线电压使用。

母线电压误差放大器用于将调整管最低电压检测电路来的信号与基准信号比较放大，产生一误差放大信号，用于调整母线电压。

误差信号输出至母线电压控制回路用于将母线电压误差放大器来的信号输出到母线电压的调整单元，来取得合适的母线电压，使得调管的压降达到我们设定的理想值，从而提升效率。

请参阅图2所示，其中，以单元A为例说明各单元的基本工作原理：

基本的线性恒流单元由运算放大器U_A1、负反馈网络Z_A、调整管驱动电阻R_A1、电流采样信号输入电阻R_A3、LED灯电流采样电阻R_A4、调整管Q_A1，电流基准R7、R8、R9所组成。基本原理为：LED灯的电流经采样电阻R_A4转换成电压信号，输入到运放U_A1的反相端，与R7与R8、R9分压来的基准信号相比较，在反馈网络Z_A的作用下，在运放U_A1得到一误差放大输出信号，此信号经驱动电阻R_A1控制调整管Q_A1的栅极电压，使得流经LED串LED_A1到LED_AX的电流达到设定值。

调整管最低电压检测单元由R6、D_A3、R_A7、D_N3、R_N7等构成(N代表BCBE。。。等任意多个单元)。辅助供电来的12V电压经电阻R6、D_A3、R_A7、D_N3、R_N7流入调整管Q_A1、Q_N1的漏极，并被最低电压的调整管所钳位，从检测出的所有调整管的最低电压。

母线电压误差放大器单元由运算放大器U3、电阻R10、电容C1及阻抗网络Z2构成，调整管最低电压检测线检测出来的调整管最低电压经电阻R10、电容C1滤除杂讯后送入运算放大器U3的同相端，与加在U3反相端的电压基准来的基准电压在阻抗Z2的作用下，产生一放大后的误差信号用于调整供电电源来的母线电压BUS+的大小。

电压基准单元由电阻R10、基准源U4、电容C2、电阻R7、R8、R9、R11及R12构成。其中R7与R8、R9产生的分压信号用于恒流源的电流基准，R9与R7、R8的分压用于保护电路中灯的连接状况检测，R11与R12的分压用于母线电压误差放大器单元的电压基准。

误差信号输出至线线电压控制回路单元由R4构成，通过选择不同的R4的值，R4相对于R3的权重会不同，控制运放U3输出的不同电压，可以使得母线电压BUS+达到我们所需要的值。

在LED灯开路、短路/过载保护单元中，以单元A为例，单路的LED开路由电阻R_A6、电容C_A2、比较器U_A2、电阻R_A8、二极管D_A3及电阻R_A7构成。当LED灯开路后，电阻R_A4上没有电压信号经电阻R_A6送入比较器U_A2的反相端，而比较器U_A2的同相端有来自电压基准的信号，此时，比较器输出高电平，此电压经电阻R_A8，二极管D_A4，在电阻R_A7上产生一分压，此分压大于电压基准单元送入母线电压误差放大器的电压基准，从而A单元不会输出调整管最低电压的信号，达到使A单元从系统中脱离出来，不再参与母线电压调整的作用。短路/过载保护由二极管D_A2、电阻R_A2、电阻R_A5及电阻R_A3构成。当调整管Q_A1的漏极上的电压超过一定值时，稳压管D_A2被击穿，此击穿电流一分流入R_A5，少部分经电阻R_A1流入电阻R_A3，并在电阻R_A3上产生一电压降，从而升高了运算放大器U_A1反相端的电压，使得输出电流减小。从而保护调整管Q_A1不会过载而烧毁。当LED灯(LED_A1至LED_AX)发生短路时，流入电阻R_A3的电流产生的电压降已高送入运算放大器U_A1同相端的电压，运算放大器输出低电平，调整管Q_A1载止，从而保护了调整管不会因短路而损坏。在所有的单元中，由电阻R5、二极管D_A1、D_A2及D12构成了所有LED开路时复位线路。当所有LED均开路时，其所对应的线性恒流单元的运算放大器输出均为高电平，二极管D_A1、D_A2载止，稳压管D12击穿，运算放大器U3反相端的电压上升，并高于同相端的电压，运算放大器输出低电平，调整母线输出电压至设定最大值，为接入LED灯作准备。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种线性恒流电路，其特征在于，包括依次连接的LED灯开路短路及过载保护单元、线性恒流单元、调整管最低电压检测单元、母线电压误差放大器单元和误差信号输出至母线电压控制回路单元，还包括分别与所述LED灯开路短路及过载保护单元和母线电压误差放大器单元相连的电压基准单元。

2.如权利要求1所述的线性恒流电路，其特征在于，所述线性恒流单元由第一运算放大器(U_A1)、负反馈网络(Z_A)、调整管驱动电阻(R_A1)、电流采样信号输入电阻(R_A3)、LED灯电流采样电阻(R_A4)、第一调整管(Q_A1)，电流基准电阻R7、R8、R9所组成。

3.如权利要求2所述的线性恒流电路，其特征在于，所述调整管最低电压检测单元由电阻R6、第三二极管(D_A3)、电阻R_A7组成。

4.如权利要求3所述的线性恒流电路，其特征在于，所述母线电压误差放大器单元由第三运算放大器(U3)、电阻R10、电容C1及阻抗网络(Z2)组成，调整管最低电压检测单元检测出来的调整管最低电压经电阻R10、电容C1后送入第三运算放大器(U3)的同相端，与加在第三运算放大器(U3)反相端的电压基准来的基准电压在阻抗网络(Z2)的作用下，产生一放大后的误差信号用于调整供电电源来的母线电压(BUS+)的大小。

5.如权利要求4所述的线性恒流电路，其特征在于，所述电压基准单元由电阻R10、基准源U4、电容C2、电阻R7、R8、R9、R11及R12组成，其中R7与R8、R9产生的分压信号用于恒流源的电流基准，R9与R7、R8的分压用于保护电路中灯的连接状况检测，R11与R12的分压用于母线电压误差放大器单元的电压基准。

6.如权利要求5所述的线性恒流电路，其特征在于，所述误差信号输出至线线电压控制回路单元由电阻R4组成，通过选择不同的R4阻值，改变电阻R4相对于电阻R3的权重值，控制第三运算放大器(U3)输出的电压。

7.如权利要求6所述的线性恒流电路，其特征在于，所述LED灯开路短 路及过载保护单元包括LED灯开路电路和LED灯短路及过载保护电路。

8.如权利要求7所述的线性恒流电路，其特征在于，所述LED灯开路电路由第六电阻(R_A6)、第二电容(C_A2)、第二比较器(U_A2)、第八电阻(R_A8)、第三二极管(D_A3)及第七电阻(R_A7)组成。

9.如权利要求7所述的线性恒流电路，其特征在于，所述LED灯短路及过载保护电路由第二二极管(D_A2)、第二电阻(R_A2)、第五电阻(R_A5)及第三电阻(R_A3)组成。

10.如权利要求1至9任一项所述的线性恒流电路，其特征在于，所述线性恒流单元包括一组或多组相同单元组成的线性恒流单元。 

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