CN207266331U - 一种恒流输出电路及照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种恒流输出电路及照明装置，该恒流输出电路包括BUCK恒流驱动电路、与该BUCK恒流驱动电路连接的恒流反馈电路，BUCK恒流驱动电路可以为多个负载提供恒定电流，采集经过各负载的电流信号并输出至恒流反馈电路。恒流反馈电路将采集的负载电流信号转换成电压信号之后，与一个基准信号进行比较，通过将比较结果作为反馈信号及时地反馈到BUCK恒流驱动电路，从而可以使BUCK恒流驱动电路快速了解到负载电流的变化，以在由负载电流信号转换的电压信号偏离基准信号时，及时对各负载电流进行调整。本实用新型实施例在电路输出电压范围较宽的情况下能够对各负载的电流进行实时调整，提高了负载输出电流的精度。

Description

一种恒流输出电路及照明装置

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，特别是涉及一种恒流输出电路及照明装置。

背景技术

目前，灯具产品中经常涉及到LED驱动电源的使用，对于一些灯具产品，其驱动和光源LED并不是一一对应的关系，而是一个驱动匹配多个光源。这种情况容易导致灯具输出电压范围比较宽的问题，从而导致灯具的输出恒流精度变差。

现有的驱动电路通常采用LED恒流驱动电路，如BUCK恒流驱动电路(即降压式变换电路)，该驱动电路虽然能够实现一个驱动电路驱动多个光源，但是，该电路对输出电流的精度有较高的要求。因此，在采用BUCK恒流线路驱动光源时如何有效地提高输出电流的精度是一个亟待解决的问题。

实用新型内容

鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的恒流输出电路及照明装置。

根据本实用新型的一方面，提供了一种恒流输出电路，包括：

BUCK恒流驱动电路，为多个负载提供恒定电流，采集经过各负载的电流信号，将其转换为电压信号向外输出；

恒流反馈电路，与所述BUCK恒流驱动电路连接，接收所述BUCK恒流驱动电路输出的电压信号，将所述电压信号与所述恒流反馈电路中的基准信号进行比较得到比较结果，并将比较结果进行放大后生成反馈信号，将反馈信号反馈至所述BUCK恒流驱动电路；

所述BUCK恒流驱动电路，根据接收的反馈信号调整经过各负载的电流大小，以保证所述各负载电流恒定。

可选地，所述恒流反馈电路包括运放电路和光耦合器，其中，

所述运放电路，具备两个输入端及一个输出端，一个输入端连接所述BUCK恒流驱动电路，接收由所述BUCK恒流驱动电路转换的电压信号，另一输入端接收所述基准信号，所述运放电路根据比较规则将所述电压信号与基准信号进行比较得到比较结果，并将比较结果作为第一输出信号自其输出端输出；

所述光耦合器，具有输入端和输出端，其输入端连接所述运放电路的输出端，接收所述第一输出信号，其输出端连接所述BUCK恒流驱动电路，所述光耦合器将所述第一输出信号放大为第二输出信号后，将所述第二输出信号作为所述反馈信号反馈至所述BUCK恒流驱动电路。

可选地，所述运放电路根据比较规则将所述电压信号与基准信号进行比较，若比较结果为所述电压信号大于所述基准信号，则自所述运放电路输出端输出的第一输出信号减小；若比较结果为所述电压信号小于所述基准信号，则自所述运放电路输出端输出的第一输出信号增大。

可选地，所述恒流反馈电路还包括分压电阻，其中，

所述分压电阻分别连接所述运放电路输出端和所述光耦合器的输入端，其中，所述第一输出信号为电压信号；

所述分压电阻对所述运放电路输出的第一输出信号进行分压，得到分压转换信号，并将所述分压转换信号输入至所述光耦合器的输入端。

可选地，所述光耦合器，利用其输入端接收由所述分压电阻对所述第一输出信号进行分压得到的分压转换信号，并将所述分压转换信号放大为第二输出信号后，将所述第二输出信号作为所述反馈信号反馈至所述BUCK恒流驱动电路。

可选地，若所述运放电路输出的所述第一输出信号减小，所述分压电阻分压得到的分压转换信号增大，则所述第二输出信号增大；

若所述运放电路输出的所述第一输出信号增大，所述分压电阻分压得到的分压转换信号减小，则所述第二输出信号减小。

可选地，所述BUCK恒流驱动电路包括第一采样电阻、控制IC和开关，其中

所述第一采样电阻，采集经过所述各负载的电流信号，将所述电流信号转换成电压信号后输出至所述运放电路的一个输入端；

所述控制IC，具有输入端和输出端，其输入端连接所述光耦合器的输出端，接收所述光耦合器反馈的反馈信号，其输出端连接所述开关，所述控制IC利用所述反馈信号根据控制规则控制所述开关的导通时间，并使所述导通时间控制在预设的最大导通时间内，利用所述开关的导通时间长短调整经过所述负载的电流大小，以保证所述各负载电流的恒定。

可选地，所述运放电路包括运算放大器，其中，

所述运算放大器具有正端和负端，所述负端连接所述第一采样电阻，所述正端接收所述基准信号。

可选地，若所述控制IC接收的所述反馈信号减小，则控制所述开关导通，以增大流过所述负载的电流，并在所述开关导通时间到达所述预设的最大导通时间时控制所述开关断开；

若所述控制IC接收的所述反馈信号增大，则控制所述开关断开以减少所述开关的导通时间，减小流过所述负载的电流。

可选地，所述BUCK恒流驱动电路包括电感器件，所述开关包括MOS管，所述MOS管的漏极经所述电感器件与所述第一采样电阻连接，栅极连接所述控制IC，源极与第二采样电阻串联。

可选地，所述负载包括光源。

依据本实用新型的另一方面，还提供了一种照明装置，包括：

如上文提及的恒流输出电路；

多个光源，与所述恒流输出电路中的BUCK恒流驱动电路连接，所述多个光源由所述恒流输出电路提供恒定电流。

在本实用新型实施例中，恒流输出电路包括BUCK恒流驱动电路、与该BUCK恒流驱动电路连接的恒流反馈电路，其中，BUCK恒流驱动电路可以为多个负载提供恒定电流，采集经过各负载的电流信号，将其转换为电压信号向外输出。恒流反馈电路接收BUCK恒流驱动电路输出的电压信号，通过将电压信号与恒流反馈电路中的基准信号进行比较得到比较结果后，将该比较结果放大以生成反馈信号，并将得到的反馈信号反馈至BUCK恒流驱动电路。此时，BUCK恒流驱动电路会根据接收的反馈信号来调整经过各负载的电流大小，从而有效地保证各负载电流的恒定。由此，本实用新型实施例利用恒流反馈电路将采集的负载电流信号转换成电压信号之后，与一个基准信号进行比较，通过将比较结果作为反馈信号及时地反馈到BUCK恒流驱动电路，从而可以使BUCK恒流驱动电路快速了解到负载电流的变化，以在由负载电流信号转换的电压信号偏离基准信号时，及时对各负载电流进行调整。本实用新型实施例对连接多负载的电路，即在电路输出电压范围较宽的情况下能够对各负载的电流进行实时调整，提高了负载输出电流的精度。

进一步地，本实用新型实施例的恒流输出电路的电路结构简单，更容易实现对电路的集成，从而能够有效地节约集成电路的成本。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了一种BUCK恒流驱动电路的结构示意图；

图2示出了另一种BUCK恒流驱动电路的结构示意图；

图3示出了再一种BUCK恒流驱动电路的结构示意图；以及

图4示出了根据本实用新型一个实施例的恒流输出电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

首先，分别介绍三种不同的BUCK恒流驱动电路：

第一种，如图1所示，该BUCK恒流驱动电路采用峰值检测(即采集电感L的峰值电流)、以及低边驱动的控制方式，该驱动电路的特点是电路结构简洁、恒流驱动方式简单；

第二种，如图2所示，该BUCK恒流驱动电路采用平均值检测(采集负载LED的电流，即采集电感L的平均值电流)、以及高边驱动的控制方式；

第三种，如图3所示，该BUCK恒流驱动电路采用平均值检测、以及低边驱动的控制方式，该驱动电路的特点是：需要检测LED的输出电流，由于恒流I0043(integratedcircuit，集成电路)，即图3中的“control”，其自带差分反馈恒流作用。

其中，上述提及的高边指代电源，低边指代地端，高边驱动和低边驱动均是用来调试功率以驱动负载的。具体的，高边驱动指开关位于电源和负载之间，而低边驱动指开关位于负载和地之间。

本实用新型实施例提供了一种恒流输出电路。参见图4，该恒流输出电路包括BUCK恒流驱动电路101、以及与BUCK恒流驱动电路101连接的恒流反馈电路102，其中，BUCK恒流驱动电路101可以采集经过各负载的电流信号Io，将其转换为电压信号向外输出，以为多个负载提供恒定电流。其中，负载可以为光源器件，如LED光源等器件，当然，负载还可以是其他元件，本实用新型实施例对此不做具体限定。另外，图4中示出了两个LED，当然还可以是其他数量的光源，本实用新型实施例对光源的数量不做具体限定。

恒流反馈电路102能够接收BUCK恒流驱动电路101输出的电压信号，通过将电压信号与恒流反馈电路中的102基准信号Vref进行比较得到比较结果后，可以将该比较结果进行放大以生成反馈信号，从而将得到的反馈信号反馈至BUCK恒流驱动电路101中。此时，BUCK恒流驱动电路101会根据接收的反馈信号来调整经过各负载LED的电流Io大小，从而有效地保证各负载电流Io的恒定。

在该实施例中的BUCK恒流驱动电路101，对图1和图3所示的两个BUCK恒流驱动电路101进行了有效地结合，采用的是平均值检测、低边驱动的控制方式以克服现有技术中存在的技术问题。

本实用新型实施例利用恒流反馈电路将采集的负载电流信号转换成电压信号之后，与恒流反馈电路中的一个基准信号进行比较，通过将比较结果作为反馈信号及时地反馈到BUCK恒流驱动电路，从而可以使BUCK恒流驱动电路快速了解到负载电流的变化，以在由负载电流信号转换的电压信号偏离基准信号时，及时对各负载电流进行调整。本实用新型实施例对连接多负载的电路，即在电路输出电压范围较宽的情况下能够对各负载的电流进行实时调整，提高了负载输出电流的精度。

继续参见图4，在本实用新型一实施例中，恒流反馈电路102包括运放电路103和光耦合器U102，其中，运放电路103具备两个输入端及一个输出端，一个输入端连接BUCK恒流驱动电路101，以接收由BUCK恒流驱动电路101转换的电压信号，另一个输入端接收基准信号Vref。运放电路103可以根据比较规则将电压信号与基准信号Vref进行比较以得到比较结果，然后将比较结果作为第一输出信号自其输出端out1输出。其中，该运放电路103可以包括运算放大器U1，运算放大器U1具有正端和负端，该负端可以接收BUCK恒流驱动电路101转换的电压信号，正端接收基准信号Vref。

在该实施例中，运放电路103在根据比较规则将电压信号与基准信号Vref进行比较时，若比较结果为电压信号大于基准信号Vref，则自运放电路103输出端输出的第一输出信号减小。若比较结果为电压信号小于基准信号Vref，则自运放电路103输出端out1输出的第一输出信号增大。

在该实施例中，光耦合器U102具有输入端和输出端，其输入端即位于光耦合器U102原边的1、2引脚，连接运放电路103的输出端out1，以接收运放电路103输出的第一输出信号，光耦合器U102的输出端，即位于光耦合器U102副边的3、4引脚，连接BUCK恒流驱动电路101，当光耦合器U102将第一输出信号放大为第二输出信号后，可以将第二输出信号作为反馈信号反馈至BUCK恒流驱动电路101。

其中，光耦合器U102是以光为媒介传输电信号的一种转换器件，其能够实现电信号转换成光信号，再由光信号转换成电信号的过程。它由发光源和受光器两部分组成，把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端。

该实施例中，光耦合器U102不仅仅可以实现信号的放大，还能对电路起到隔离保护的作用，即光耦合器U102可以对其输入端连接的电路和其输出端连接的电路进行隔离，防止电路之间互相干扰。

继续参见图4，在本实用新型一可选实施例中，恒流反馈电路102还可以包括分压电阻R104，该分压电阻R104一端连接运放电路103的输出端out1和光耦合器U102的2引脚，另一端连接光耦合器U102的1引脚。当第一输出信号为电压信号时，该分压电阻R104对运放电路103输出端out1输出的第一输出信号进行分压，得到分压转换信号，从而将分压转换信号输入至光耦合器U102的输入端。当光耦合器U102接收到分压转换信号后，对分压转换信号进行放大得到第二输出信号后，从而将第二输出信号作为反馈信号反馈至BUCK恒流驱动电路101。

该实施例中，由于VL端具有稳定的电压值，因此，当运放电路103输出的第一输出信号减小时，分压电阻R104分压得到电压值增大，即得到的分压转换信号增大，此时，通过光耦合器U102放大后得到的第二输出信号也会增大。当运放电路103输出的第一输出信号增大时，分压电阻R104分压得到电压值减小，即得到的分压转换信号减小，此时，通过光耦合器U102放大后得到的第二输出信号也会减小。

继续参见图4，在本实用新型一实施例中，BUCK恒流驱动电路101可以包括第一采样电阻R101、控制IC和开关Q2。

其中，第一采样电阻R101与负载LED串联，可以采集经过各LED的电流Io，并将电流信号转换成电压信号后，输出至运放电路103的一个输入端，图4中第一采样电阻R101的一端连接运算放大器U1的负端IN1-。

控制IC具有输入端和输出端，其输入端连接光耦合器U102的输出端，接收光耦合器U102反馈的反馈信号，其输出端连接开关Q2。控制IC利用反馈信号根据控制规则控制开关Q2的导通时间，并使导通时间控制在预设的最大导通时间内，利用开关Q2的导通时间长短调整经过负载LED的电流Io大小，以保证各负载LED电流Io的恒定。

该实施例中的最大导通时间提前预置在控制IC内部，该最大导通时间的数值，是根据负载LED所能承受的最大电流设置，根据不同的负载LED，预置的最大导通时间也会不同，本实用新型实施例对最大导通时间不做具体限定。

控制IC在利用反馈信号根据控制规则控制开关Q2的导通时间时，若控制IC接收到光耦合器U102反馈的反馈信号减小，则控制开关Q2导通，以增大流过负载LED的电流，并在开关Q2导通时间到达预设的最大导通时间时控制开关Q2断开。若控制IC接收的反馈信号增大，则控制开关Q2断开以减少开关Q2的导通时间，减小流过负载LED的电流Io。

图4所示实施例中，BUCK恒流驱动电路101包括电感L1和第二采样电阻Rs，第二采样电阻Rs可以对BUCK恒流驱动电路101起到保护的作用。开关Q2采用的是MOS管，MOS管的漏极连接电感L1的一端，电感L1的另一端与第一采样电阻R101连接，栅极连接控制IC，源极与第二采样电阻Rs串联。当然，开关Q2还可以采用其他器件，如三极管等调整管，本实用新型实施例对此不做具体限定。

为了更加清楚地体现本实用新型实施例，现对图4所示的恒流输出电路的工作过程进行完整的介绍。

参见图4，第一采样电阻R101采集流过负载LED的电流Io，并将该电流Io转换成电压信号后，输入至运算放大器U1的负端IN1-，运算放大器U1正端接收基准电压信号Vref，并将负端IN1-接收的电压信号与该基准电压信号Vref进行比较。

当负载LED的电流Io增大，且运算放大器U1负端IN1-的电压信号大于正端接收的基准电压信号Vref时，运算放大器U1输出端out1输出的第一输出信号减小。由于VL端具有稳定的电压值，因此分压电阻R104对第一输出信号进行分压得到的分压转换信号，即光耦合器U102的1、2脚间的电压增大，并且传输至光耦合器U102的3、4脚间(即光耦合器U102输出端)的电流相应增强。当光耦合器U102输出的电流增强时，电阻R113上会产生一个较大的电流值，该电流值反馈至控制IC的输入端，进而由控制IC控制开关Q2断开，以减少开关Q2的导通时间。至此，实现了对流过负载LED的电流Io的调节，使流过负载LED的电流Io减小。

当负载LED的电流Io减小，且运算放大器U1负端IN1-的电压信号小于正端的基准电压信号Vref时，运算放大器U1输出端out1输出的第一输出信号增大。由于VL端具有稳定的电压值，因此分压电阻R104对第一输出信号进行分压得到的分压转换信号，即光耦合器U102的1、2脚间的电压减小，并且传输至光耦合器U102的3、4脚间的电流较弱。当光耦合器U102输出的电流较弱时，电阻R113上会产生一个较小的电流值，该电流值反馈至控制IC的输入端，进而由控制IC控制开关Q2导通。至此，实现了对流过负载LED的电流Io的调节，增大了流过负载LED的电流Io。当开关Q2导通时间到达预设的最大导通时间时，控制IC会控制开关Q2断开，以避免流过负载LED的电流Io过大烧毁负载LED。

在该实施例中，恒流反馈电路102还包括电阻R105和电容C102，电阻R105和电容C102串联后连接至运算放大器U1负端IN1-，组成一个补偿网络，用于保证恒流输出电路稳定工作。

本实用新型实施例采用平均值检测、低边驱动的控制方式，即使驱动电路对应多个负载LED使得负载LED的输出电压范围较宽，也可以通过调整流过各负载LED的电流大小使负载LED电流保持恒定。并且，通过大量实验得知，利用本实用新型的恒流输出电路可以使负载LED的恒流精度控制在3％以内。在负载LED电流输出精度较高的情况下，该电路可以容易地扩展为调光驱动电源。

基于同一实用新型构思，本实用新型实施例还提供了一种照明装置，该照明装置包括多个光源，以及如上文任意实施例中提及的恒流输出电路，其中，多个光源与恒流输出电路中的BUCK恒流驱动电路连接，恒流输出电路为多个光源提供恒定电流。

该实施例中提及的多个光源实际上为上文实施例中提及的负载，光源可以采用LED光源等，本实用新型实施例对光源的种类不做具体限定。

本实用新型实施例在照明装置中利用恒流输出电路为连接的多个光源提供稳定的电流，使得在电路输出电压范围较宽的情况下能够对各光源的电流进行实时调整，提高了光源输出电流的精度，进而提高了照明装置的照明效果，使照明装置的出光更加均匀。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (12)

1.一种恒流输出电路，其特征在于，包括：

BUCK恒流驱动电路，为多个负载提供恒定电流，采集经过各负载的电流信号，将其转换为电压信号向外输出；

恒流反馈电路，与所述BUCK恒流驱动电路连接，接收所述BUCK恒流驱动电路输出的电压信号，将所述电压信号与所述恒流反馈电路中的基准信号进行比较得到比较结果，并将比较结果进行放大后生成反馈信号，将反馈信号反馈至所述BUCK恒流驱动电路；

所述BUCK恒流驱动电路，根据接收的反馈信号调整经过各负载的电流大小，以保证所述各负载电流恒定。

2.根据权利要求1所述的恒流输出电路，其特征在于，所述恒流反馈电路包括运放电路和光耦合器，其中，

所述运放电路，具备两个输入端及一个输出端，其中一个输入端连接所述BUCK恒流驱动电路，接收由所述BUCK恒流驱动电路转换的电压信号，另一输入端接收所述基准信号，所述运放电路根据比较规则将所述电压信号与基准信号进行比较得到比较结果，并将比较结果作为第一输出信号自其输出端输出；

所述光耦合器，具有输入端和输出端，其输入端连接所述运放电路的输出端，接收所述第一输出信号，其输出端连接所述BUCK恒流驱动电路，所述光耦合器将所述第一输出信号放大为第二输出信号后，将所述第二输出信号作为所述反馈信号反馈至所述BUCK恒流驱动电路。

3.根据权利要求2所述的恒流输出电路，其特征在于，

所述运放电路根据比较规则将所述电压信号与基准信号进行比较，若比较结果为所述电压信号大于所述基准信号，则自所述运放电路输出端输出的第一输出信号减小；若比较结果为所述电压信号小于所述基准信号，则自所述运放电路输出端输出的第一输出信号增大。

4.根据权利要求2或3所述的恒流输出电路，其特征在于，所述恒流反馈电路还包括分压电阻，其中，

所述分压电阻分别连接所述运放电路输出端和所述光耦合器的输入端，其中，所述第一输出信号为电压信号；

所述分压电阻对所述运放电路输出的第一输出信号进行分压，得到分压转换信号，并将所述分压转换信号输入至所述光耦合器的输入端。

5.根据权利要求4所述的恒流输出电路，其特征在于，

所述光耦合器，利用其输入端接收由所述分压电阻对所述第一输出信号进行分压得到的分压转换信号，并将所述分压转换信号放大为第二输出信号后，将所述第二输出信号作为所述反馈信号反馈至所述BUCK恒流驱动电路。

6.根据权利要求5所述的恒流输出电路，其特征在于，

若所述运放电路输出的所述第一输出信号减小，所述分压电阻分压得到的分压转换信号增大，则所述第二输出信号增大；

若所述运放电路输出的所述第一输出信号增大，所述分压电阻分压得到的分压转换信号减小，则所述第二输出信号减小。

7.根据权利要求2所述的恒流输出电路，其特征在于，所述BUCK恒流驱动电路包括第一采样电阻、控制IC和开关，其中

所述第一采样电阻，采集经过所述各负载的电流信号，将所述电流信号转换成电压信号后输出至所述运放电路的一个输入端；

所述控制IC，具有输入端和输出端，其输入端连接所述光耦合器的输出端，接收所述光耦合器反馈的反馈信号，其输出端连接所述开关，所述控制IC利用所述反馈信号根据控制规则控制所述开关的导通时间，并使所述导通时间控制在预设的最大导通时间内，利用所述开关的导通时间长短调整经过所述负载的电流大小，以保证所述各负载电流的恒定。

8.根据权利要求7所述的恒流输出电路，其特征在于，所述运放电路包括运算放大器，其中，

所述运算放大器具有正端和负端，所述负端连接所述第一采样电阻，所述正端接收所述基准信号。

9.根据权利要求7或8所述的恒流输出电路，其特征在于，

若所述控制IC接收的所述反馈信号减小，则控制所述开关导通，以增大流过所述负载的电流，并在所述开关导通时间到达所述预设的最大导通时间时控制所述开关断开；

若所述控制IC接收的所述反馈信号增大，则控制所述开关断开以减少所述开关的导通时间，减小流过所述负载的电流。

10.根据权利要求7或8所述的恒流输出电路，其特征在于，

所述BUCK恒流驱动电路包括电感器件和第二采样电阻，所述开关包括MOS管，所述MOS管的漏极经所述电感器件与所述第一采样电阻连接，栅极连接所述控制IC，源极与所述第二采样电阻串联。

11.根据权利要求1至3任一项所述的恒流输出电路，其特征在于，所述负载包括光源。

12.一种照明装置，其特征在于，包括：

如权利要求1-11中任一项所述的恒流输出电路；

多个光源，与所述恒流输出电路中的BUCK恒流驱动电路连接，所述多个光源由所述恒流输出电路提供恒定电流。