CN211019357U - 恒流输出调节电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种恒流输出调节电路，该电路包括次级负载检测模块，用于检测电路中负载的数量，并根据所述负载的数量输出对应的反馈电压；次级调节模块，与所述次级负载检测模块电连接，用于接收所述反馈电压，根据所述反馈电压值转化为对应占空比的PWM信号，并通过光耦反馈所述PWM信号；初级调节模块，与所述次级调节模块电连接，用于接收所述次级调节模块反馈的PWM信号，并根据所述PWM信号输出对应的输出电流。通过上述电路，有效解决了传统驱动电路中负载失效的情况下产生的过流失效问题，可以通过一个电源驱动多个负载，能够根据负载的情况自动调节恒流输出，并且降低了硬件成本。

Description

恒流输出调节电路

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种恒流输出调节电路。

背景技术

目前恒流技术得到了广泛的应用，一般输出为恒流，例如为了驱动LED灯组，就需要恒流源。

目前市面上采用一个普通LED电源(或带调光功能的电源)，驱动多根灯管的主要电路有以下四类：一是采用普通LED恒流电源直接驱动多根灯管；二是采用普通LED恒流电源与调光电路直接驱动多根灯管；三是采用普通LED恒流电源与次级DC恒流电路驱动多根灯管；四是采用普通LED恒流电源与次级调光DC恒流电路驱动多根灯管。

其中，普通恒流LED电源直接驱动多根LED灯管的方式，因LED电源输出电流恒定，要求LED电源必须满载，否则会导致灯管过流失效，因此该方式的电源使用方法不灵活；第二种方式带调光功能的恒流电源，可适当调节电源输出电流大小，但是当电源最大电流输出时，同样拥有第一种方式中的问题；第三种方式在电源次级增加多路DC恒流电流，解决了第一种方式的问题，但成本要高许多，同时次级恒流电路使效率降低；第四种方式通过调光电源与DC恒流电路，解决了第二种方式的问题，但比第二种方式成本要高许多，同时两级电路使效率降低。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种恒流输出调节电路，能够根据负载的情况自动调节恒流输出，并且降低硬件成本。

一种恒流输出调节电路，包括：

次级负载检测模块，用于检测电路中负载的数量，并根据所述负载的数量输出对应的反馈电压；

次级调节模块，与所述次级负载检测模块电连接，用于接收所述反馈电压，根据所述反馈电压值转化为对应占空比的PWM信号，并通过光耦反馈所述PWM信号；

初级调节模块，与所述次级调节模块电连接，用于接收所述次级调节模块反馈的PWM信号，并根据所述PWM信号输出对应比例的输出电流。

可选的，在其中一个实施例中，所述次级负载检测模块包括比较单元，所述比较单元的输入端与参考电压端、负载连接端电连接，所述比较单元的输出端与次级调节模块电连接，所述比较单元用于根据负载连接情况向所述次级调节模块输出对应的反馈电压。

可选的，在其中一个实施例中，所述比较单元包括多个比较器，所述多个比较器并联，每个所述比较器的同相输入端设置为预设参考电压、反相输入端与负载连接端电连接，在所述反相输入端与负载连接端之间接二极管到地端；当有负载接入时，所述比较器的输出端输出低电平。

可选的，在其中一个实施例中，所述次级调节模块包括依次电连接的电压输入接口、调光控制单元、光耦反馈单元，所述电压输入接口用于输入调光信号的电压，所述调光控制单元用于根据所述调光信号的电压输出对应的PWM信号，并通过所述光耦反馈单元反馈至所述初级调节模块。

可选的，在其中一个实施例中，所述调光控制单元包括调光控制芯片，所述调光控制芯片包括调光引脚和PWM输出引脚，所述调光引脚用于输入调光信号，所述PWM输出引脚用于输出PWM信号。

可选的，在其中一个实施例中，所述调光信号的电压范围为0～10V。

可选的，在其中一个实施例中，所述初级调节模块包括依次电性连接的主控单元、开关单元和转换单元，所述主控单元用于接收所述PWM信号，根据所述PWM信号的占空比输出对应比例的输出电流，并通过所述开关单元和转换单元调节将所述输出电流施加至负载。

可选的，在其中一个实施例中，所述主控单元包括原边单级功率因数矫正芯片。

可选的，在其中一个实施例中，所述负载包括LED灯。

可选的，在其中一个实施例中，所述负载包括4路LED灯。

实施本实用新型实施例，将具有如下有益效果：

上述恒流输出调节电路，通过次级负载检测模块检测电路中负载的数量，并根据所述负载的数量输出对应的反馈电压，通过次级调节模块接收所述反馈电压，根据所述反馈电压值转化为对应占空比的PWM信号，并通过光耦反馈所述PWM信号，由初级调节模块接收所述次级调节模块反馈的PWM信号，并根据所述PWM信号输出对应比例的输出电流。通过上述电路，有效解决了传统驱动电路中负载失效的情况下产生的过流失效问题，可以通过一个电源驱动多个负载，能够根据负载的情况自动调节恒流输出，并且降低了硬件成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为一个实施例中恒流输出调节电路的结构框图；

图2为一个实施例中次级负载检测模块的结构框图；

图3为一个实施例中次级负载检测模块与0-10V调光控制电路示意图；

图4为一个实施例中次级调节模块的结构框图；

图5为一个实施例中调光引脚和PWM输出引脚对应的占空比关系示意图；

图6为一个实施例中初级调节模块的结构框图；

图7为一个实施例中初级调节模块的输出PWM占空比与输出电流的对应关系示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请。可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一元件称为第二元件，且类似地，可将第二元件称为第一元件。第一元件和第二元件两者都是元器件，但其不是同一元器件。

如图1所示，为一个实施例中恒流输出调节电路的结构框图，本实施例提供的恒流输出调节电路，能够根据负载的情况自动调节恒流输出，并且降低硬件成本。本实施例以该恒流输出调节电路应用于LED灯驱动电路中作为举例说明，需要说明的是，该恒流输出调节电路还可以应用于其它恒流负载的驱动电路中，本实施例不限于此。该恒流输出调节电路包括依次电连接的初级调节模块110、次级调节模块120和次级负载检测模块130。

其中，次级负载检测模块130用于检测电路中负载的数量，并根据所述负载的数量输出对应的反馈电压。例如当负载为LED灯时，次级负载检测模块130负责检测电路中LED灯的数量，并根据LED灯的数量输出对应的反馈电压，以实现对LED灯数量的反馈。

次级调节模块120用于接收次级负载检测模块130输出的反馈电压，根据该反馈电压值转化为对应占空比的PWM信号，并通过光耦反馈该PWM信号。具体的，当电路中负载的数量出现变化时，此时通过次级负载检测模块130根据负载的数量输出对应的反馈电压，次级调节模块120可以根据该反馈电压输出对应占空比的PWM信号，从而匹配负载所需要的输出电流。

初级调节模块130用于接收次级调节模块120反馈的PWM信号，并根据所述PWM信号输出对应比例的输出电流。

本实施提供的恒流输出调节电路，有效解决了传统驱动电路中负载失效的情况下产生的过流失效问题，可以通过一个电源驱动多个负载，能够根据负载的情况自动调节恒流输出，并且降低了硬件成本。

在一个实施例中，如图2所示，次级负载检测模块包括比较单元210，比较单元210的输入端与参考电压端220、负载连接端230电连接，比较单元210的输出端与次级调节模块电连接，比较单元210用于根据负载连接情况向次级调节模块输出反馈电压。具体的，通过在比较单元210的输入端设置参考电压端并接入参考电压，即可以通过负载连接端与参考电压端的电压对比结果得到负载的连接状态。

在一个实施例中，比较单元包括多个比较器，所述多个比较器并联，每个所述比较器的同相输入端设置为预设参考电压、反相输入端与负载连接端电连接，在所述反相输入端与负载连接端之间接二极管到地端；当有负载接入时，所述比较器的输出端输出低电平。

举例来说，如图3所示，为一个实施例中次级负载检测模块的电路示意图，该次级负载检测模块主要由U3/U4/U5/U6等元件组成，其中U3、U4为电压比较器，工作电压为12V，比较器U3_A、U3_B、U4_A、U4_B的同相输入端电压设置为0.1V，反相输入端接二极管到地。当任一路有LED灯接入时，二极管产生0.7V压降，此时反相输入端电压高于同相输入端电压，则该比较器输出低电平0V。同理可得，当任一路没有LED灯接入时，该比较器输出高电平12V。

进一步的，U5、U6也为电压比较器，工作电压同样为12V。比较器U5_B、U6_A、U6_B的同相输入端电压分别为：5V、3V、1V。当任一个比较器的反相输入端电压高于同相输入端电压时，该比较器输出低电平0V，反之，该比较器输出高电平12V。本实施通过次级负载检测模块可以准确反映电路中负载的连接状态，以便于初级调节模块可以根据负载的连接情况实时调节输出电流，满足通过一个电源驱动多个恒流负载的需求。

以下对电路工作原理进行解释说明，本实施例以4组LED灯为例。当LED灯的数量为1组时(以接入LED4为例)，此时比较器U3-A的PIN2电压低于PIN3电压，则PIN1输出高电平12V；比较器U3-B的PIN6电压低于PIN5电压，则PIN7输出高电平12V；比较器U4-A的PIN2电压低于PIN3电压，则PIN1输出高电平12V；比较器U4-B的PIN6电压大于PIN5电压，则PIN7输出低电平0V。则根据电路并联关系结合欧姆定律计算TP3点的电压为7.2V。进一步的，TP2点通过电阻R39、R40分压，计算TP2点的电压为6.48V，此时比较器U5-B的PIN6电压高于PIN5电压，PIN7输出低电平0V；比较器U6-A的PIN2电压高于PIN3电压，PIN1输出低电平0V；比较器U6-B的PIN6电压高于PIN5电压，PIN7输出低电平0V；同理根据电路并联关系结合欧姆定律计算次级负载检测模块反馈的电压为2.5V，则此时通过次级负载检测模块反馈至次级调节模块的电压为2.5V，当次级调节模块获得的电压为2.5V时，次级调节模块计算的PWM信号输出占空比为25％，则初级调节模块对应的输出电流为25％。

同理可得，当LED灯的数量为2组时，通过次级负载检测模块反馈至次级调节模块的电压为5V，当次级调节模块获得的电压为5V时，次级调节模块计算的PWM信号输出占空比为50％，则初级调节模块对应的输出电流为50％。当LED灯的数量为3组时，通过次级负载检测模块反馈至次级调节模块的电压为7.5V，当次级调节模块获得的电压为7.5V时，次级调节模块计算的PWM信号输出占空比为75％，则初级调节模块对应的输出电流为75％。当LED灯的数量为4组时，通过次级负载检测模块反馈至次级调节模块的电压为11V，当次级调节模块获得的电压大于10V时，次级调节模块计算的PWM信号输出占空比为100％，则初级调节模块对应的输出电流为100％。

在一个实施例中，如图4所示，次级调节模块包括依次电连接的电压输入接口410、调光控制单元420和光耦反馈单元430。电压输入接口410用于输入0-10V调光信号的电压，调光控制单元420用于根据所述调光信号的电压输出对应的PWM信号，并通过光耦反馈单元430反馈至所述初级调节模块。调光控制单元420包括调光控制芯片，所述调光控制芯片包括调光引脚和PWM输出引脚，所述调光引脚用于输入调光信号，所述PWM输出引脚用于输出PWM信号。

在一个实施例中，该调光引脚和PWM输出引脚对应的占空比关系如图5所示，图5中横轴代表调光引脚输入的调光信号的电压值，纵轴代表PWM输出引脚输出的PWM信号的占空比。

具体的，电压输入接口410(如图3所示)，可以由三极管、稳压管和二极管组成DIM：0-10V调光信号输入电路；调光控制单元420可以包括次级0-10V调光控制芯片，光耦反馈单元430可以包括光耦817。次级调节模块的控制过程包括：通过调节DIM：0-10V调光信号电压，控制三级管E极输出电压，结合欧姆定律计算，进而调节负载检测模块的反馈电压，生成0-10V控制信号电压，次级0-10V调光控制芯片输入该电压，调节次级0-10V调光控制芯片输出的PWM信号占空比，通过光耦817将该PWM信号反馈至初级调节模块，以使得初级调节模块调节输出电流。

在一个实施例中，初级调节模块包括依次电性连接的主控单元610、开关单元620和转换单元630，主控单元610用于接收次级调节模块输出的PWM信号，根据所述PWM信号的占空比输出对应比例的输出电流，并通过开关单元620和转换单元630调节将所述输出电流施加至负载。具体的，主控单元610可以包括原边单级功率因数矫正芯片，且带有PWM调光功能，该原边单级功率因数矫正芯片通过根据PWM占空比，调节输出电流的大小，例如实现对LED的调光功能。

在一个实施例中，初级调节模块的输出PWM占空比与输出电流的对应关系如图7所示，图7中横轴代表输出PWM占空比，纵轴代表输出电流的百分比。

在一个实施例中，所述负载包括LED灯，例如该负载具体可以是4路LED灯。本实施例通过次级负载检测模块，可根据检测到的灯管数量自动调节电源输出电流大小，且具有0-10V调光功能。当灯管数量为1根时，输出25％电流；当灯管数量为2根时，输出50％电流；当灯管数量为3根时，输出75％电流；当灯管数量为4根时，输出100％电流；同时，电源具有0-10V调光功能。

通过上述恒流输出调节电路，有效解决了传统驱动电路中负载失效的情况下产生的过流失效问题，可以通过一个电源驱动多个负载，能够根据负载的情况自动调节恒流输出，并且降低了硬件成本。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种恒流输出调节电路，其特征在于，包括：

次级负载检测模块，用于检测电路中负载的数量，并根据所述负载的数量输出对应的反馈电压；

次级调节模块，与所述次级负载检测模块电连接，用于接收所述反馈电压，根据所述反馈电压值转化为对应占空比的PWM信号，并通过光耦反馈所述PWM信号；

初级调节模块，与所述次级调节模块电连接，用于接收所述次级调节模块反馈的PWM信号，并根据所述PWM信号输出对应的输出电流。

2.根据权利要求1所述的恒流输出调节电路，其特征在于，所述次级负载检测模块包括比较单元，所述比较单元的输入端与参考电压端、负载连接端电连接，所述比较单元的输出端与次级调节模块电连接，所述比较单元用于根据负载连接情况向所述次级调节模块输出对应的反馈电压。

3.根据权利要求2所述的恒流输出调节电路，其特征在于，所述比较单元包括多个比较器，所述多个比较器并联，每个所述比较器的同相输入端设置为预设参考电压、反相输入端与负载连接端电连接，在所述反相输入端与负载连接端之间接二极管到地端；当有负载接入时，所述比较器的输出端输出低电平。

4.根据权利要求1所述的恒流输出调节电路，其特征在于，所述次级调节模块包括依次电连接的电压输入接口、调光控制单元、光耦反馈单元，所述电压输入接口用于输入调光信号的电压，所述调光控制单元用于根据所述调光信号的电压输出对应的PWM信号，并通过所述光耦反馈单元反馈至所述初级调节模块。

5.根据权利要求4所述的恒流输出调节电路，其特征在于，所述调光控制单元包括调光控制芯片，所述调光控制芯片包括调光引脚和PWM输出引脚，所述调光引脚用于输入调光信号，所述PWM输出引脚用于输出PWM信号。

6.根据权利要求4或5所述的恒流输出调节电路，其特征在于，所述调光信号的电压范围为0～10V。

7.根据权利要求1所述的恒流输出调节电路，其特征在于，所述初级调节模块包括依次电性连接的主控单元、开关单元和转换单元，所述主控单元用于接收所述PWM信号，根据所述PWM信号的占空比输出对应比例的输出电流，并通过所述开关单元和转换单元调节将所述输出电流施加至负载。

8.根据权利要求7所述的恒流输出调节电路，其特征在于，所述主控单元包括原边单级功率因数矫正芯片。

9.根据权利要求1所述的恒流输出调节电路，其特征在于，所述负载包括LED灯。

10.根据权利要求9所述的恒流输出调节电路，其特征在于，所述负载包括4路LED灯。

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