CN204536972U

CN204536972U - 一种可调节的恒流电路

Info

Publication number: CN204536972U
Application number: CN201520173523.6U
Authority: CN
Inventors: 陈兰波
Original assignee: Guangzhou Shiyuan Electronics Thecnology Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Shiyuan Electronics Thecnology Co Ltd
Priority date: 2015-03-25
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2015-08-05
Anticipated expiration: 2025-03-25

Abstract

本实用新型公开了一种可调节的恒流电路，包括第一开关管、第二开关管、第一电阻、控制信号输入端、直流电源输入端、负载输入端和负载输出端；所述第一开关管的公共端连接所述负载输出端，所述第一开关管的输出端连接所述第一电阻的一端，所述第一开关管的控制端连接所述控制信号输入端；所述第二开关管的公共端连接所述第一开关管的控制端，所述第二开关管的输出端接地，所述第二开关管的控制端连接所述第一电阻的一端；所述负载输入端连接所述直流电源输入端；所述第一电阻的另一端接地。采用本实用新型技术方案，使电路简单、易于实现，稳定性好，成本低。

Description

一种可调节的恒流电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，具体是一种可调节的恒流电路。

背景技术

LED照明技术具有节能、环保、寿命长和易控制等优点，是21世纪最具发展前景的高技术领域之一，它将取代白炽灯和日光灯成为照明市场的主导。在LED照明产业如此光明的前景下，针对照明领域的不同应用，各种LED驱动电路也在迅速的发展。传统的LED驱动方式是使用一个双极结型晶体管或场效应管作为开关，再串联一个限流电阻实现，采用这种方式驱动时，当电源电压出现波动，流过LED的电流会发生变化，LED的亮度就会随之变化，从而表现出LED不正常闪烁的问题。

为解决传统的驱动方式中存在的问题，一般会采用恒流电路驱动方式。在LED作为指示灯时需要实现不同状态的灯效(比如呼吸灯效)，还需要恒流驱动电路具有可调节电流输出的功能，但现有技术中的可调节电流输出的恒流驱动电路，电路复杂，电路成本相对较高，稳定性差。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种可调节的恒流电路，电路简单、易于实现，稳定性好，成本低。

本实用新型实施例提供一种可调节的恒流电路，包括第一开关管、第二开关管、第一电阻、控制信号输入端、直流电源输入端、负载输入端和负载输出端；

所述第一开关管的公共端连接所述负载输出端，所述第一开关管的输出端连接所述第一电阻的一端，所述第一开关管的控制端连接所述控制信号输入端；所述第二开关管的公共端连接所述第一开关管的控制端，所述第二开关管的输出端接地，所述第二开关管的控制端连接所述第一电阻的一端；所述负载输入端连接所述直流电源输入端；所述第一电阻的另一端接地。

在一种实施方式中，所述第一开关管为第一三极管，所述第二开关管为第二三极管。

进一步的，所述第一三极管为NPN型；所述第一三极管的集电极作为所述第一开关管的公共端，所述第一三极管的发射极作为所述第一开关管的输出端，所述第一三极管的基极作为所述第一开关管的控制端。

又进一步的，所述第二三极管为NPN型；所述第二三极管的集电极作为所述第二开关管的公共端，所述第二三极管的发射极作为所述第二开关管的输出端，所述第二三极管的基极作为所述第二开关管的控制端。

在另一种实施方式中，所述第一开关管为场效应管，所述第二开关管为三极管。

进一步的，所述场效应管为N沟道型；所述场效应管的漏极作为所述第一开关管的公共端，所述场效应管的源极作为所述第一开关管的输出端，所述场效应管的栅极作为所述第一开关管的控制端。

又进一步的，所述三极管为NPN型；所述三极管的集电极作为所述第二开关管的公共端，所述三极管的发射极作为所述第二开关管的输出端，所述三极管的基极作为所述第二开关管的控制端。

更进一步的，所述可调节的恒流电路还包括第二电阻；所述第一开关管的控制端通过所述第二电阻连接所述控制信号输入端。

再进一步的，所述可调节的恒流电路还包括电容；所述电容的一端连接所述负载输入端，所述电容的另一端接地。

本实用新型实施例所提供的一种可调节的恒流电路，通过第二开关管控制端和输出端之间的电压恒定，使流过第一电阻的电流恒定，再结合第一开关管受控制信号的控制调节单位时间内恒流电路有电流输出的时间比例，实现可调节的电流恒定输出；电路中使用元器件较少，电路简单，且都为常用元器件，易于实现，单个元器件的稳定性好，所以整个电路具有较高的稳定性；单个元器件价格低廉，所以电路成本相对较低。

附图说明

图1是本实用新型提供的可调节的恒流电路的一个实施例的结构示意图；

图2是本实用新型提供的可调节的恒流电路的另一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实用新型实施例提供一种可调节的恒流电路，包括第一开关管、第二开关管、第一电阻、控制信号输入端、直流电源输入端、负载输入端和负载输出端。

本实用新型实施例提供的可调节的恒流电路，按照开关管的类型，可以分成两种不同的实施方式，下面进行详细说明。

优选的，所述第一三极管为NPN型；所述第一三极管的集电极作为所述第一开关管的公共端，所述第一三极管的发射极作为所述第一开关管的输出端，所述第一三极管的基极作为所述第一开关管的控制端。

所述第二三极管为NPN型；所述第二三极管的集电极作为所述第二开关管的公共端，所述第二三极管的发射极作为所述第二开关管的输出端，所述第二三极管的基极作为所述第二开关管的控制端。

参见图1，为本实用新型提供的可调节的恒流电路的一个实施例的结构示意图。

本实用新型实施例提供一种可调节的恒流电路，包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电阻R1、控制信号输入端C、直流电源输入端V、负载输入端A和负载输出端B。

所述第一三极管Q1的集电极连接所述负载输出端B，所述第一三极管Q1的发射极连接所述第一电阻R1的一端，所述第一三极管Q1的基极连接所述控制信号输入端C；所述第二三极管Q2的集电极连接所述第一三极管Q1的基极，所述第二三极管Q2的发射极接地，所述第二三极管Q2的基极连接所述第一电阻R1的一端；所述负载输入端A连接所述直流电源输入端V；所述第一电阻的另一端接地。所述负载输入端A连接LED负载LED1的一端，所述负载输出端B连接LED负载LED1的另一端。

所述直流电源输入端V接收一直流电压以供恒流电路工作。

所述控制信号输入端C接收特定频率的控制信号，并将特定频率的控制信号发送给第一三极管Q1，第一三极管Q1通过栅极接收特定频率的控制信号，特定频率的控制信号使第一三极管Q1以特定的频率在关断状态和开通状态之间切换。所述特定频率的控制信号可以为PWM信号。

具体的，所述特定频率的控制信号可以由微控制器或处理器产生。

进一步的，所述可调节的恒流电路还包括第二电阻R2；所述第一三极管Q1的基极通过所述第二电阻R2连接所述控制信号输入端C。

第二电阻R2为第一三极管Q1的基极限流电阻，起分压限流作用，避免从控制信号输入端C输入较大的电压损坏第一三极管Q1。

所述可调节的恒流电路还包括电容C1；所述电容C1的一端连接所述负载输入端A，所述电容C1的另一端接地。

如果从直流电源输入端V输入的电压波动较大，电容C1会储存电能，减少电能损耗；当从直流电源输入端V输入的电压变大时，电容C1储存电能，当从直流电源输入端V输入的电压变小时，电容C1释放电能，为LED负载LED1供电。

下面对本实施例提供的可调节的恒流电路的具体工作原理进行详细描述，该电路的工作状态主要分为两种模式：

(1)开关控制模式：所述控制信号输入端C接收控制信号，并通过第二电阻R2发送给第一三极管Q1。当控制信号为低电平时，第一三极管Q1关断，恒流电路无电流输出，LED负载LED1不工作；当控制信号为高电平时，第一三极管Q1导通，恒流电路有电流输出，LED负载LED1处于正常工作状态，此时第一电阻R1的电流大小为第二三极管Q2的基极和发射极之间的电压与第一电阻R1阻值的比值，由于第二三极管Q2的基极和发射极之间的导通电压是固定值，第一电阻R1一旦选定，第一电阻R1的阻值也是固定值，因此第一电阻R1的电流大小为恒定值。流过第一电阻R1的电流大小等于流过LED负载LED1的电流加上流过第一三极管Q1基极的电流再减去流过第二三极管Q2基极的电流，因为第一三极管Q1和第二三极管Q2的规格相同，且三极管基极的电流很小，第一三极管Q1基极的电流和第二三极管Q2基极的电流近似相等，可以认为相互抵消，所以LED负载LED1的电流约等于第一电阻R1的电流，再结合第一电阻R1的电流大小为恒定值，从而得出LED负载LED1的电流为恒定值，即实现了恒流电路的恒定输出。

(2)调光控制模式：控制信号以特定的频率在低电平和高电平之间切换。调节控制信号的占空比，使第一三极管Q1以特定的频率开通和关断，进而使单位时间内有电流流过LED负载LED1的时间比例为某一值，就可使LED负载LED1的亮度达到某一值；调整控制信号的占空比使其不断变化，就可使LED负载LED1的亮度在不同的值之间变化，即实现不同的灯效。例如控制信号的占空比连续变化，就可使LED负载LED1的亮度连续的改变，即呼吸灯效。

恒流电路正常工作时，LED负载LED1的电流约等于第一电阻R1的电流，再结合第一电阻R1的电流大小为恒定值，所以在调光控制模式下LED负载LED1的电流不会因电源电压的变化而出现波动，LED负载LED1不会出现不正常闪烁的问题。

优选的，所述场效应管为N沟道型；所述场效应管的漏极作为所述第一开关管的公共端，所述场效应管的源极作为所述第一开关管的输出端，所述场效应管的栅极作为所述第一开关管的控制端。

所述三极管为NPN型；所述三极管的集电极作为所述第二开关管的公共端，所述三极管的发射极作为所述第二开关管的输出端，所述三极管的基极作为所述第二开关管的控制端。

参见图2，是本实用新型提供的可调节的恒流电路的另一个实施例的结构示意图。

本实施例提供的可调节的恒流电路，与图1所示的实施例相比，其不同点在于：

所述第一开关管为场效应管Q1，所述场效应管Q1为N沟道型；所述第二开关管为三极管Q2，所述三极管Q2为NPN型。所述场效应管Q1的漏极连接所述负载输出端B，所述场效应管Q1的源极连接所述第一电阻R1的一端，所述场效应管Q1的栅极连接所述控制信号输入端C；所述三极管Q2的集电极连接所述第一三极管Q1的基极，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的基极连接所述第一电阻R1的一端；

进一步的，所述可调节的恒流电路还包括第二电阻R2；所述场效应管Q1的栅极通过所述第二电阻R2连接所述控制信号输入端C。

本实施例的工作原理与图1所示的实施例相同，在此不再赘述。

需要说明的是，在具体实施中，上述实施例提供的可调节的恒流电路仅以LED为负载的电路为例进行说明，其还可用于以其他电子元器件为负载的电路中，同样可以达到恒流电路电流输出恒定和单位时间内恒流电路有电流输出的时间比例可调的效果。

为方便说明，仅分别以三极管、场效应管为例对本发明实施例的技术方案进行描述，本发明实施例提供的可调节的恒流电路中的第一开关管并不限于三极管、场效应管。在具体实施当中，可调节的恒流电路中的第一开关管还可以是IGBT、晶闸管等三端控制器件或其派生器件。其中，开关管的控制端、公共端及输出端，可以分别对应于IGBT的栅极、集电极、发射极，单向晶闸管的栅极、阳极、阴极，双向晶闸管的栅极、端口2、端口1。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制。本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种可调节的恒流电路，其特征在于，包括第一开关管、第二开关管、第一电阻、控制信号输入端、直流电源输入端、负载输入端和负载输出端；

所述第一开关管的公共端连接所述负载输出端，所述第一开关管的输出端连接所述第一电阻的一端，所述第一开关管的控制端连接所述控制信号输入端；

所述第二开关管的公共端连接所述第一开关管的控制端，所述第二开关管的输出端接地，所述第二开关管的控制端连接所述第一电阻的一端；

所述负载输入端连接所述直流电源输入端；所述第一电阻的另一端接地。

2.如权利要求1所述的可调节的恒流电路，其特征在于：所述第一开关管为第一三极管，所述第二开关管为第二三极管。

3.如权利要求2所述的可调节的恒流电路，其特征在于：所述第一三极管为NPN型；所述第一三极管的集电极作为所述第一开关管的公共端，所述第一三极管的发射极作为所述第一开关管的输出端，所述第一三极管的基极作为所述第一开关管的控制端。

4.如权利要求2所述的可调节的恒流电路，其特征在于：所述第二三极管为NPN型；所述第二三极管的集电极作为所述第二开关管的公共端，所述第二三极管的发射极作为所述第二开关管的输出端，所述第二三极管的基极作为所述第二开关管的控制端。

5.如权利要求1所述的可调节的恒流电路，其特征在于：所述第一开关管为场效应管，所述第二开关管为三极管。

6.如权利要求5所述的可调节的恒流电路，其特征在于：所述场效应管为N沟道型；所述场效应管的漏极作为所述第一开关管的公共端，所述场效应管的源极作为所述第一开关管的输出端，所述场效应管的栅极作为所述第一开关管的控制端。

7.如权利要求5所述的可调节的恒流电路，其特征在于：所述三极管为NPN型；所述三极管的集电极作为所述第二开关管的公共端，所述三极管的发射极作为所述第二开关管的输出端，所述三极管的基极作为所述第二开关管的控制端。

8.如权利要求1所述的可调节的恒流电路，其特征在于：所述可调节的恒流电路还包括第二电阻；所述第一开关管的控制端通过所述第二电阻连接所述控制信号输入端。

9.如权利要求1所述的可调节的恒流电路，其特征在于：所述可调节的恒流电路还包括电容；所述电容的一端连接所述负载输入端，所述电容的另一端接地。