CN216600144U - 多路恒流电路及照明设备 - Google Patents

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CN216600144U CN202123107086.2U CN202123107086U CN216600144U CN 216600144 U CN216600144 U CN 216600144U CN 202123107086 U CN202123107086 U CN 202123107086U CN 216600144 U CN216600144 U CN 216600144U
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Abstract

本实用新型实施例公开了一种多路恒流电路及照明设备，所述多路恒流电路用于驱动UVC LED发光，包括恒压电路与第一数量的线性恒流二极管，所述恒压电路包括电源输入端、电源输出端及电压调节子电路；所述电源输入端通过所述电压调节子电路与所述电源输出端连接，每个所述线性恒流二极管均与所述电源输出端连接，所述线性恒流二极管用于串联第二数量的UVC LED，并恒定每个UVC LED的工作电流，所述电压调节子电路用于恒定输出电压。保证了每路串联UVC LED处于恒压恒流状态，同时避免了串联的UVC LED的顺序电压差值过大。

Description

多路恒流电路及照明设备
技术领域
本实用新型涉及驱动领域，尤其涉及一种多路恒流电路及照明设备。
背景技术
LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)是一种常见的发光器件，具有发光效率高、工作寿命长的优点。LED对电流的敏感度高于对电压的敏感度，现有的LED阵列通常采用多串多并的方式连接，使多个LED共用一个正极与恒流源驱动电路连接。
然而，UVC LED(Ultraviolet Conventional Light-Emitting，C波段紫外线发光二极管)是一种高顺向电压的发光器件，对电压的精度要求很高。多并多串的UVC LED具有高电压低电流的特点，不适合共用正负极的电路设计。此外，当UVC LED顺向电压浮动时，电源分配至并联的每串UVC LED的电流不均匀。恒流源驱动电路因频繁调整输出功率而无法输出恒定电流，导致UVC LED出现闪烁、失效等现象。
实用新型内容
有鉴于现有技术存在的缺陷，本申请实施例目的在于提供一种多路恒流电路及照明设备，以解决无法保证UVC LED处于恒压恒流状态的问题。
本实用新型提供如下技术方案：
第一方面，提供了一种多路恒流电路，用于驱动UVC LED发光，所述多路恒流电路包括恒压电路与第一数量的线性恒流二极管，所述恒压电路包括电源输入端、电源输出端及电压调节子电路；
所述电源输入端通过所述电压调节子电路与所述电源输出端连接，每个所述线性恒流二极管均与所述电源输出端连接，所述线性恒流二极管用于串联第二数量的UVC LED，并恒定每个UVC LED的工作电流，所述电压调节子电路用于恒定输出电压。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述电压调节子电路包括电压控制器、电感、开关管、第一电阻及电压反馈支路；
所述电感的一端与所述电源输入端连接，所述电感的另一端与电源输出端、所述开关管的第一端均连接，所述开关管的第二端通过所述第一电阻接地，所述电源输出端通过所述电压反馈支路接地；
所述电压控制器的电源引脚与所述电源输入端连接，所述电压控制器的驱动信号引脚与所述开关管的控制端连接，所述电压控制器的反馈电压引脚与所述电压反馈支路连接，所述电压控制器的检测引脚通过所述第一电阻接地，所述电压控制器的接地引脚接地，所述电压控制器的开关引脚用于接收所述电压控制器的开关信号。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二可能的方式中，所述恒压电路还包括肖特基二极管；
所述肖特基二极管的正极分别与所述电感的另一端、所述开关管的第一端连接，所述肖特基二极管的负极与所述电源输出端连接，所述肖特基二极管用于防止所述电源输出端的电流倒灌。
结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三可能的方式中，所述电压反馈支路包括第二电阻及第三电阻，所述肖特基二极管的负极依次通过所述第二电阻、所述第三电阻接地，所述电压控制器的反馈电压引脚连接至所述第二电阻、所述第三电阻之间的节点。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第四可能的方式中，所述开关管为NMOS管，所述NMOS管的漏极与所述电感连接，所述NMOS管的源极通过所述第一电阻接地，所述NMOS管的栅极与所述电压控制器的驱动信号引脚连接。
结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，所述恒压电路还包括第一滤波电路，所述电源输入端通过所述第一滤波电路接地。
结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第六可能的方式中，所述第一滤波电路包括第一电解电容及第一瓷片电容；
所述电源输入端分别通过所述第一电解电容、所述第一瓷片电容所述接地，所述第一电解电容用于对电源输入端低频滤波，所述第一瓷片电容用于对电源输入端高频滤波。
结合第一方面，在第七种可能的实现方式中，所述恒压电路还包括第二滤波电路，所述电源输出端通过所述第二滤波电路接地。
结合第一方面的第七种可能的实现方式，在第八可能的方式中，所述第二滤波电路包括第二电解电容及第二瓷片电容；
所述电源输出端分别通过所述第二电解电容、所述第二瓷片电容所述接地，所述第二电解电容用于对电源输出端低频滤波，所述第二电解电容还用于存储电荷，所述第二瓷片电容用于对电源输出端高频滤波。
第二方面，提供了一种照明设备，包括UVC LED阵列及如第一方面所述的多路恒流电路，所述UVC LED阵列包括第三数量的UVC LED串组，每个UVC LED串组包括串联的第二数量的UVC LED，所述线性恒流二极管对应通过一个所述UVC LED串组接地。
本实用新型的实施例具有如下优点：
本申请提供了一种多路恒流电路，用于驱动UVC LED发光，所述多路恒流电路包括恒压电路与第一数量的线性恒流二极管，每个所述线性恒流二极管均与所述电源输出端连接，保证了每路串联UVC LED处于恒压恒流状态。同时，每个线性恒流二极管均是独立的，线性恒流二极管与第二数量的UVC LED串联时，避免了顺向电压差异过大，降低了串联UVCLED时对电压的精度要求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对本实用新型保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。
图1示出了本申请实施例提供的多路恒流电路的结构示意图；
图2示出了本申请实施例提供的多路恒流电路的另一种结构示意图；
图3示出了本申请实施例提供的照明设备的结构示意图。
主要元件符号说明：
100-多路恒流电路、200-UVC LED阵列；110-恒压电路、111-电源输入端、112-电压调节子电路、113-电源输出端、114-电压反馈支路、115-第一滤波电路、116-第二滤波电路；210-UVC LED串组；Q1-线性恒流二极管、Q2-开关管、Q3-肖特基二极管、U-电压控制器、R1-第一电阻、R2-第二电阻、R3-第三电阻、L-电感、C1-第一电解电容、C2-第一瓷片电容、C3-第二电解电容、C4-第二瓷片电容；VCC-电源引脚、DRIVE-驱动信号引脚、VFB-反馈电压引脚、SENSE-检测引脚、GND-接地引脚、STDN-开关引脚、a-节点。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在下文中，可在本实用新型的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本实用新型的各种实施例中被清楚地限定。
请参阅图1，图1示出了本申请实施例提供的多路恒流电路的结构示意图。示范性地，本申请的多路恒流电路100，用于驱动UVC LED发光，所述多路恒流电路100包括恒压电路110与第一数量的线性恒流二极管Q1，所述恒压电路110包括电源输入端111、电压调节子电路112及电源输出端113；
所述电源输入端111通过所述电压调节子电路112与所述电源输出端113连接，每个所述线性恒流二极管Q1均与所述电源输出端113连接，所述线性恒流二极管Q1用于串联第二数量的UVC LED，并恒定每个UVC LED的工作电流，所述电压调节子电路112用于恒定输出电压。
线性恒流二极管Q1属于两端结型场效应恒流器件，用于在很宽的电压范围内输出恒定的电流。每个线性恒流二极管Q1串联第二数量的UVC LED接地，构成独立的UVC LED组。UVC LED组中的每个UVC LED都在恒定电流下工作，保证UVC LED的稳定性，避免UVC LED出现闪烁、失效等现象。
电压调节子电路112用于调节恒压电路110的电压，以恒压电路110提供不低于每个UVC LED组的电压。举例而言，若一个UVC LED组中包括10个UVC LED，且每个UVC LED的顺向电压为6V，则UVC LED组需要60V的顺向电压。恒压电路110需要提供60V以上的电压，其中，顺向电压为UVC LED的正极施加到负极的正电压。
需要理解的是，第一数量及第二数量是根据实际需求设置的数值，在此不做限定。为便于理解本申请的技术方案，本实施例中，第一数量及第二数量均为1。
请一并参阅图2，图2示出了本申请实施例提供的多路恒流电路的另一种结构示意图。所述电压调节子电路112包括电压控制器U、电感L、开关管Q2、第一电阻R1及电压反馈支路114；
所述电感L的一端与所述电源输入端111连接，所述电感L的另一端与电源输出端113、所述开关管Q2的第一端均连接，所述开关管Q2的第二端通过所述第一电阻R1接地，所述电源输出端113通过所述电压反馈支路114接地；
所述电压控制器U的电源引脚VCC与所述电源输入端111连接，所述电压控制器U的驱动信号引脚DRIVE与所述开关管Q2的控制端连接，所述电压控制器U的反馈电压引脚VFB与所述电压反馈支路114连接，所述电压控制器U的检测引脚SENSE通过所述第一电阻R1接地，所述电压控制器U的接地引脚GND接地，所述电压控制器U的开关引脚STDN用于接收所述电压控制器U的开关信号。
电压控制器U的反馈电压引脚VFB与电压反馈支路114，调节输入至电源输出端113的电压，以使电源输出端113能够提供恒定的电压。
当开关管Q2导通时，电流经过电源输出端113和电感L，驱动UVC LED的同时对电感L储能。电压控制器U获取检测引脚SENSE的电压，即第一电阻R1的电压、若第一电阻R1的电压达到预设的电压阈值，电压控制器U的驱动信号引脚DRIVE输出驱动信号关断开关管Q2。当开关管Q2关断时，电感L的电流无法突变，电感L释放存储的能量。通过电感L中的能量，对电源输入端111的电压进行升压，以使电源输出端113能够提供驱动UVC LED所需顺向电压。
所述恒压电路110还包括肖特基二极管Q3；
所述肖特基二极管Q3的正极分别与所述电感L的另一端、所述开关管Q2的第一端连接，所述肖特基二极管Q3的负极与所述电源输出端113连接，所述肖特基二极管Q3用于防止所述电源输出端113的电流倒灌。
电流会从电势高的器件流向电势低的器件，对输入至电源输出端113升压之后，肖特基二极管Q3能够有效防止电源输出端113的电流倒灌至电压控制器U，导致电压控制器U的引脚损坏。
所述电压反馈支路114包括第二电阻R2及第三电阻R3，所述肖特基二极管Q3的负极依次通过所述第二电阻R2、所述第三电阻R3接地，所述电压控制器U的反馈电压引脚VFB连接至所述第二电阻R2、所述第三电阻R3之间的节点a。
设电源输出端113的输出电压的电压值为Vout，并设反馈电压的电压值为Vfb、第二电阻R2的阻值为r2及第三电阻R3的阻值为r3。电源输出端113需要提供的电压与反馈电压存在如下关系：
Vout＝((r2/r3)+1)*Vfb
通过调节第二电阻R2、第三电阻R3及反馈电压的取值，使电源输出端113能够输出恒定电压，进而保证UVC LED能处于恒压恒流状态。
所述开关管Q2为NMOS管，所述NMOS管的漏极与所述电感L连接，所述NMOS管的源极通过所述第一电阻R1接地，所述NMOS管的栅极与所述电压控制器U的驱动信号引脚DRIVE连接。
当电压控制器U的驱动信号引脚DRIVE输入高电平信号至NMOS管时，NMOS管设置为导通状态。当电压控制器U的驱动信号引脚DRIVE输入低电平信号至NMOS管时，NMOS管设置为断开状态。电压控制器U根据第一电阻R1的电压，控制NMOS管的通断，以对电源输入端111的电压进行升压，使电源输出端113能够提供驱动UVC LED所需顺向电压。
所述恒压电路110还包括第一滤波电路115，所述电源输入端111通过所述第一滤波电路115接地。
滤波电路可视为一种阻抗适配网络，电源与UVC LED的阻抗匹配越大，对电磁干扰的衰减就越有效。第一滤波电路115用于对电源输入端111进行滤波，以降低电源输入端111的电磁干扰。
所述第一滤波电路115包括第一电解电容C1及第一瓷片电容C2；
所述电源输入端111分别通过所述第一电解电容C1、所述第一瓷片电容C2所述接地，所述第一电解电容C1用于对电源输入端低频滤波，所述第一瓷片电容C2用于对电源输入端高频滤波。
第一电解电容C1滤除低于预设频率的电源信号，第一瓷片电容C2滤除高于预设频率的电源信号，以使电源输入端111能够输入特定频率的电源信号。
所述恒压电路110还包括第二滤波电路116，所述电源输出端113通过所述第二滤波电路116接地。
第二滤波电路116用于对电源输出端113进行滤波，以降低电源输出端113的电磁干扰。
所述第二滤波电路116包括第二电解电容C3及第二瓷片电容C4；
所述电源输出端113分别通过所述第二电解电容C3、所述第二瓷片电容C4所述接地，所述第二电解电容C3用于对电源输出端低频滤波，所述第二电解电容C3还用于存储电荷，所述第二瓷片电容C4用于对电源输出端高频滤波。
对电源输入端111输入的电源信号进行升压之后，第二电解电容C3滤除低于预设频率的电源信号，第二瓷片电容C4滤除高于预设频率的电源信号，以使电源输出端113能够输入特定频率的电源信号。同时，第二电解电容C3还用于存储电荷。当需要对电源输入端111输入的电源信号进行升压时，第二电解电容C3释放存储电荷，以实现电源信号的剩余，提供驱动UVC LED所需顺向电压。
本申请实施例还提供一种照明设备，包括UVC LED阵列200及如本实施中的多路恒流电路100，所述UVC LED阵列200包括第三数量的UVC LED串组210，每个UVC LED串组210包括串联的第二数量的UVC LED，所述线性恒流二极管Q1对应通过一个所述UVC LED串组210接地。
请参阅图3，图3示出了本申请实施例提供的照明设备的结构示意图。为便于理解本申请的技术方案，本实施例的照明设备中，第三数量为1，第二数量为3。
线性恒流二极管Q1保证了每个UVC LED都处于恒压恒流状态。同时，每个线性恒流二极管均是独立的，不存在每个UVC LED之间的顺序电压的差值过大的情况。串联UVC LED时，不需要串联顺向电压临近的UVC LED，降低了串联UVC LED时对电压的精度要求。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本实用新型的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本实用新型各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多路恒流电路，其特征在于，用于驱动UVC LED发光，所述多路恒流电路包括恒压电路与第一数量的线性恒流二极管，所述恒压电路包括电源输入端、电源输出端及电压调节子电路；
所述电源输入端通过所述电压调节子电路与所述电源输出端连接，每个所述线性恒流二极管均与所述电源输出端连接，所述线性恒流二极管用于串联第二数量的UVC LED，并恒定每个UVC LED的工作电流，所述电压调节子电路用于恒定输出电压。
2.根据权利要求1所述的多路恒流电路，其特征在于，所述电压调节子电路包括电压控制器、电感、开关管、第一电阻及电压反馈支路；
所述电感的一端与所述电源输入端连接，所述电感的另一端与电源输出端、所述开关管的第一端均连接，所述开关管的第二端通过所述第一电阻接地，所述电源输出端通过所述电压反馈支路接地；
所述电压控制器的电源引脚与所述电源输入端连接，所述电压控制器的驱动信号引脚与所述开关管的控制端连接，所述电压控制器的反馈电压引脚与所述电压反馈支路连接，所述电压控制器的检测引脚通过所述第一电阻接地，所述电压控制器的接地引脚接地，所述电压控制器的开关引脚用于接收所述电压控制器的开关信号。
3.根据权利要求2所述的多路恒流电路，其特征在于，所述恒压电路还包括肖特基二极管；
所述肖特基二极管的正极分别与所述电感的另一端、所述开关管的第一端连接，所述肖特基二极管的负极与所述电源输出端连接，所述肖特基二极管用于防止所述电源输出端的电流倒灌。
4.根据权利要求3所述的多路恒流电路，其特征在于，所述电压反馈支路包括第二电阻及第三电阻，所述肖特基二极管的负极依次通过所述第二电阻、所述第三电阻接地，所述电压控制器的反馈电压引脚连接至所述第二电阻、所述第三电阻之间的节点。
5.根据权利要求2所述的多路恒流电路，其特征在于，所述开关管为NMOS管，所述NMOS管的漏极与所述电感连接，所述NMOS管的源极通过所述第一电阻接地，所述NMOS管的栅极与所述电压控制器的驱动信号引脚连接。
6.根据权利要求1所述的多路恒流电路，其特征在于，所述恒压电路还包括第一滤波电路，所述电源输入端通过所述第一滤波电路接地。
7.根据权利要求6所述的多路恒流电路，其特征在于，所述第一滤波电路包括第一电解电容及第一瓷片电容；
所述电源输入端分别通过所述第一电解电容、所述第一瓷片电容所述接地，所述第一电解电容用于对电源输入端低频滤波，所述第一瓷片电容用于对电源输入端高频滤波。
8.根据权利要求1所述的多路恒流电路，其特征在于，所述恒压电路还包括第二滤波电路，所述电源输出端通过所述第二滤波电路接地。
9.根据权利要求8所述的多路恒流电路，其特征在于，所述第二滤波电路包括第二电解电容及第二瓷片电容；
所述电源输出端分别通过所述第二电解电容、所述第二瓷片电容所述接地，所述第二电解电容用于对电源输出端低频滤波，所述第二电解电容还用于存储电荷，所述第二瓷片电容用于对电源输出端高频滤波。
10.一种照明设备，其特征在于，包括UVC LED阵列及如权利要求1至9中任意一项所述的多路恒流电路，所述UVC LED阵列包括第三数量的UVC LED串组，每个UVC LED串组包括串联的第二数量的UVC LED，所述线性恒流二极管对应通过一个所述UVC LED串组接地。
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