TW201304598A - 複合型多輸出電源及其調節方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種複合型多輸出電源及其調節方法，用以產生一恆壓輸出以驅動一負載，以及產生一恆流輸出以驅動一LED，包括，第一級電壓調節電路，第二級電壓調節電路和驅動電路，只需要一級電壓轉換電路來獲得支援後續LED所需的驅動電壓，實現電路和控制方案相對簡單一些，簡化了電路結構，同時也減小了實現成本；並且，能夠根據LED電流的變化來調節第一調節電壓，使其數值能夠跟隨LED電流的變化，始終保持為滿足能夠驅動所述LED所有回路的最小電壓值，最大程度的提高了功率轉換效率。

Description

複合型多輸出電源及其調節方法
本發明涉及電子技術領域，更具體的說，涉及一種應用於LED裝置的具有多路輸出的電源及其調節方法驅動電路及其驅動方法。
隨著液晶顯示技術的不斷創新和應用產品的增加，LED背光由於節能、環保和體積輕薄等優點，而得到迅速的發展。然而，由於LED燈的亮度與光輸出強度參數相關，其與它的電流及正向壓降成正比，並隨溫度變化而變化。因此，LED的驅動需要恆流電源，以保證LED使用的安全性，同時達到理想的發光強度。可見，選擇正確的LED驅動至關重要。沒有好的LED驅動電源的匹配，LED照明的優勢無法得以體現。
為了保證LED的正常工作，需要驅動電源能夠提供相應的驅動電壓和驅動電流。現有技術中，應用於LED的驅動電源通常具有多路輸出，其中一路恆流輸出給LED提供驅動電路，至少一路恆壓輸出給系統或者其他負載供電。一般恆流輸出的驅動部分通常包括兩級驅動電路，第一級驅動電路接收一外部交流電源，並將其轉換為與LED所需的驅動電壓相一致的第一級電壓；然後藉由第二級驅動電路的調節作用將所述第一級電壓轉換為LED所需的驅動電流。實際應用中，為了提供第二級驅動電路的系統電源，所述LED驅動電源還必須包括獨立恆壓的驅動電路以獲得恆定電壓作為系統電源。
參考圖1，所示為現有技術中一種LED驅動電源的功能原理方塊圖。採用該實現方案的LED驅動電源中，第一級驅動電路採用一反激式電壓調節器，外部交流電源AC經過EMI和整流處理後轉換為一直流電壓V INDC ，並輸入至該反激式電壓調節器的變壓器101的初級繞組N p 。控制電路102根據誤差控制信號FB控制功率開關管Q1的開關動作，周而復始，從而在變壓器101的次級繞組產生一方波電壓，在該實現方案中，變壓器101具有三個次級繞組N s1 ，N s2 和N s3 ，每一路經過輸出二極體和輸出電容器的濾波後，輸出相應的輸出電壓V out1 ，V out2 和V out3 。
其中第三路輸出V out3 給控制器102提供系統電源，第二路輸出V out2 給系統及其他負載提供精確的恆定電壓，第一路輸出V out1 一方面提供控制器107的輸入電壓，另一方面藉由一升壓型電壓調節器106產生一足夠高的輸出電壓V LED ，來提供後續多組LED所需的驅動電壓。所述升壓型電壓調節器由功率開關管Q2，電感器L o ，二極體D 04 和電容器C 03 組成進一步的，外部致能信號EN和控制信號PWM也可以對控制器107進行相應的控制，比如調光或者關閉操作。
藉由以上結合圖1對現有LED驅動電源的技術方案的描述，可以看出，為了給LED以及各級控制器系統提供驅動電壓，需要採用三組次級繞組，以及三組對應的由二極體、電容器以及EMI電磁干擾抑制電路組成的整流電路，其實現電路非常複雜，元器件數目較多，電路控制方案也較複雜，實現成本相應的也非常高。
另外，第一路輸出V out1 為了給LED負載提供足夠的驅動電壓，需要再次經過一升壓型電壓調節器進行升壓操作，這樣的兩級電壓的轉換，顯然增加了轉換損耗，降低了工作效率。
並且，實現LED的恆流輸出的驅動電路部分的輸出功率一般大於實現恆壓輸出的驅動電路部分輸出功率，因此所述LED驅動電源的轉換效率較低。同時，實現恆壓輸出的驅動電路部分的反饋通常採用光耦合器(IC1A和IC1B)傳遞至控制器102，因此暫態相應較慢。為了達到較好的輸出電壓的調整精度，需要更多的輸出電容器，這也導致了成本的增加。
有鑒於此，本發明的目的在於提供一種新型的複合型多路輸出電源及其調節方法，其只需要一級電壓轉換電路既可以獲得足夠支援後續LED所需的驅動電壓；並且，該電壓轉換電路能夠藉由LED電流的反饋資訊進行調節，使得產生的電壓與LED所需的驅動電壓保持一致，進而再產生一恆定的電流以提供給後續LED，保證轉換效率的最大化。
依據本發明的一種複合型多路輸出電源，用以產生一恆壓輸出以驅動一負載，以及產生一恆流輸出以驅動一LED，包括，第一級電壓調節電路，第二級電壓調節電路和一驅動電路，其中，所述驅動電路檢測所述LED的即時驅動電流，以獲得所述LED所需的驅動電壓；根據所述LED所需的驅動電壓產生一誤差控制信號，並傳遞至所述第一級電壓調節電路；所述第一級電壓調節電路接收一輸入電壓，並根據所述誤差控制信號獲得與所述LED所需的驅動電壓數值一致的第一調節電壓，然後傳遞至所述驅動電路和所述LED，以給所述驅動電路提供電源，以及給所述LED提供驅動電壓；所述驅動電路對接收到的所述LED的驅動電流進行調節，以維持所述LED的驅動電流為一恆定值，並且，所述恆定值與所述LED所需的驅動電流相一致，所述第一調節電壓的數值保證能夠提供LED所需的驅動電流；所述第二級電壓調節電路，與所述第一級電壓調節電路連接，用以接收所述第一調節電壓，並產生一基本恆定的第二調節電壓，以給所述負載提供電源。
進一步的，所述複合型多路輸出電源進一步包括一致能電路，用以給所述驅動電路提供一致能信號；當所述致能信號處於有效狀態時，所述第一級電壓調節電路根據所述誤差控制信號輸出與所述LED所需的驅動電壓一致的第一調節電壓，並傳遞至所述驅動電路；當所述致能信號處於無效狀態時，所述第一電壓調節電路輸出的第一調節電壓保持為一第一電壓值。
較佳的，當所述致能信號處於無效狀態時，所述第一電壓值與所述第二電壓調節電壓的差值在一較小的範圍內。
進一步的，所述複合型多路輸出電源進一步包括一控制電路，用以給所述驅動電路提供一控制信號；當所述控制信號處於第一狀態時，所述誤差控制信號根據所述控制信號的變化進行相應的改變，所述第一級電壓調節電路根據所述誤差控制信號獲得與所述控制信號對應的所述LED所需的驅動電壓一致的第一調節電壓，並傳遞至所述驅動電路；當所述控制信號處於第二狀態時，所述第一級電壓調節電路輸出的第一調節電壓數值保持為前一工作狀態時所述控制信號為第一狀態時的電壓值。
較佳的，所述第一級電壓調節電路為一隔離式電壓調節器。
較佳的，所述第二級電壓調節電路為一非隔離式電壓調節器。
進一步的，所述驅動電路進一步包括誤差控制信號發生電路，其接收所述LED的電流資訊，並據以產生表徵所述LED所需的驅動電壓的所述誤差控制信號。
進一步的，所述驅動電路進一步包括一電流控制回路，所述電流控制回路接收所述LED的電流和所述第一調節電壓，並進行調節運算，以維持所述LED的驅動電流為所述恆定值，所述恆定值與所述LED所需的驅動電流相一致。
較佳的，所述驅動電路進一步包括第二電壓控制回路，其接收表徵所述第二調節電壓的電壓誤差控制信號，以據以產生第二控制信號來控制所述第二級電壓調節電路，保證所述第二調節電壓維持一恆定值。
依據本發明的一種複合型多路輸出電源調節方法，用以產生一恆壓輸出以驅動一負載，以及產生一恆流輸出以驅動一LED，包括，
(1)檢測所述LED的狀態，並獲得此時所需的驅動電壓的數值；
(2)根據所述LED所需的驅動電壓產生一誤差控制信號；
(3)接收所述誤差控制信號和一輸入電壓，獲得與所述LED所需的驅動電壓數值一致的第一調節電壓；
(4)對所述LED的驅動電流進行相應調節，使得所述LED的驅動電流為一恆定值，所述恆定值與所述LED所需的驅動電流相一致；
(5)所述LED接收所述第一調節電壓和所述具有恆定值的驅動電流，以維持正常的工作狀態；
(6)接收所述第一調節電壓，以產生一基本恆定的第二調節電壓，以驅動所述負載。
進一步的，依據本發明的複合型多路輸出電源調節方法，還包括，接收一致能信號；當所述致能信號處於有效狀態時，根據所述誤差控制信號獲得與所述LED所需的驅動電壓一致的第一調節電壓，然後產生所述恆定的電流以驅動所述LED；當所述致能信號處於無效狀態時，維持所述第一調節電壓為一第一電壓值。
較佳的，當所述致能信號處於無效狀態時，所述第一調節電壓和所述第二調節電壓的差值在一較小的範圍內。
進一步的，依據本發明的複合型多路輸出電源調節方法，還包括，接收一控制信號；當所述控制信號處於第一狀態時，根據所述誤差控制信號獲得與所述LED所需的驅動電壓相一致的第一調節電壓，並傳遞至所述驅動電路，並調節所述LED的驅動電流使之維持恆定，並與所述LED所需的驅動電流相一致；當所述控制信號處於第二狀態時，維持所述第一調節電壓數值為前一工作狀態時所述控制信號為第一狀態時的電壓值。
較佳的，採用隔離式電壓調節方法，獲得所述第一調節電壓。
較佳的，採用非隔離式電壓調節方法，獲得所述第二調節電壓。
較佳的，所述步驟(3)為接收所述誤差控制信號，以對所述第一調節電壓進行調節，使得所述第一調節電壓與所述LED所需的驅動電壓數值保持一致。
較佳的，所述步驟(4)為接收所述LED的驅動電流，並藉由一調節運算，使得所述LED的驅動電流為一恆定值，所述恆定值與所述LED所需的驅動電流相一致。
依據本發明的複合型多路輸出電源以及調節方法，至少可以實現以下有益效果：
(1)由於其只需要一級電壓轉換電路來獲得支援後續LED所需的驅動電壓，實現電路和控制方案相對簡單一些，簡化了電路結構，同時也減小了實現成本；
(2)藉由LED電流的反饋資訊對電壓轉換電路的調節，使得產生的電壓與LED所需的驅動電壓基本保持一致，進而再產生一恆定的電流以提供給後續LED，保證轉換效率的最大化；
(3)對系統或者其他負載的恆壓電源的提供可以藉由非隔離式的電壓轉換電路獲得，提高了暫態回應，簡化了電路結構，並且在需要待機模式的LED電源應用中，可以進一步的減小功率損耗，提高工作效率；
(4)實際工作過程中，由於LED溫度的變化或者外加的其他條件如調光要求等，會導致LED的電流發生變化，此時如果仍然保持第一調節電壓不變，則會導致功率轉換效率的降低。因此，依據本發明的複合型多路輸出電源能夠根據LED電流的變化產生相應的誤差控制信號來調節第一調節電壓，使其數值能夠跟隨LED電流的變化，始終保持為滿足能夠驅動所述LED所有回路的最小電壓值，最大程度的提高了功率轉換效率。
以下結合附圖對本發明的幾個較佳實施例進行詳細描述，但本發明並不僅僅限於這些實施例。本發明涵蓋任何在本發明的精髓和範圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公衆對本發明有徹底的瞭解，在以下本發明較佳實施例中詳細說明了具體的細節，而對本領域技術人員來說沒有這些細節的描述也可以完全理解本發明。
參考圖2，所示為依據本發明的複合型多路輸出電源的第一實施例的原理方塊圖。在該實施例中，所述複合型多路輸出電源包括第一級電壓調節電路201、第二級電壓調節電路202和驅動電路203。
第一級電壓調節電路201接收直流輸入電壓V INDC ，並進行電壓調節以轉換為第一調節電壓V out ，所述輸出電壓V out 分別傳遞至LED204、驅動電路203和第二級電壓調節電路202。
所述驅動電路203接收所述LED204的即時驅動電流I LED ，以獲得此時LED所需的驅動電壓資訊；根據所述LED所需的驅動電壓和所述第一調節電壓V out 產生一誤差控制信號I ctrl ，然後輸入至第一級電壓調節電路201；所述第一級電壓調節電路201根據所述誤差控制信號I ctrl 調節所述第一調節電壓V out ，使其數值與所述LED所需的驅動電壓保持一致。並且，此時所述第一調節電壓V out 保證為能夠滿足驅動所述LED204所有支路的最小電壓，即使其最接近於能夠驅動所述LED204所有支路所需的最大驅動電壓值。所述LED所需的驅動電壓包括該支路上所有LED燈的驅動電壓之和以及該支路上電流源的壓降。
然後，驅動電路203對接收到的所述LED204的即時驅動電流進行調節，使得所述LED的驅動電流恆定，並與所述LED所需的驅動電流相一致，所述第一調節電壓的數值保證能夠提供LED所需的驅動電流；同時，第二級電壓調節電路202接收所述第一調節電壓，並進行相應的調節，以轉換為第二調節電壓V power ，來給所述驅動電路203或者其他負載205提供電源供應。
本領域技術人員可以得知，輸入電壓V INDC 的獲得可以為圖1所示的現有技術的實現方案，也可以是其他合適的實現方案；第一電壓調節電路201和第二電壓調節電路202可以為任何合適的拓撲結構的電壓型調節器；驅動電路203可以為任何合適形式的電流發生電路；所述LED負載204可以為一組或者多組LED支路；所述複合型多路輸出電源還可以包括多路類似於第二級電壓調節電路202的電壓轉換電路。
可見，藉由圖2所示的依據本發明的複合型多路輸出電源，其只需要一級電壓轉換電路201來獲得支援後續LED所需的驅動電壓，實現電路和控制方案相對簡單一些，簡化了電路結構，同時也減小了實現成本；並且，能夠根據LED電流的變化來調節第一調節電壓，使其數值能夠跟隨LED電流的變化，始終保持為滿足能夠驅動所述LED所有回路的最小電壓值，最大程度的提高了功率轉換效率。
參考圖3，所示為依據本發明的複合型多路輸出電源的第二實施例的原理方塊圖。在圖2所示的實施例的基礎上，驅動電路203進一步包括電流控制回路301、誤差控制信號發生電路302，第一級電壓調節電路201進一步包括第一電壓控制回路303和功率級電路304。
其中，電流控制回路301接收所述LED的即時驅動電流，並進行即時調節以及補償運算，以所述LED204的驅動電流恆定，並維持LED204的正常工作；誤差控制信號發生電路302，接收所述LED的即時驅動電流，然後根據接收到的所述LED的電流資訊計算此時所述LED所需的驅動電壓，並與當前驅動電壓的數值進行比較，以獲得所述誤差控制信號I ctrl ；第一電壓控制回路303接收所述誤差控制信號I ctrl ，並據以對所述功率級電路304中的開關器件的動作進行控制，從而使所述第一調節電壓V out 的數值與所述LED所需的驅動電壓一致。
當所述LED負載具有多組LED支路時，誤差控制信號I ctrl 根據所有LED支路中需要的LED驅動電壓最大的一路的獲得，從而第一調節電壓的數值與該路LED支路所需的驅動電壓保持一致，保證此時第一調節電壓足以提供所有LED支路的驅動電壓，同時第一調節電壓也保證藉由所述電流控制回路提供足夠的恆定的驅動電流來驅動所述LED。
其他電路組成部分的工作原理與圖2所示的依據本發明的複合型多路輸出電源中的電路組成部分相同，在此不再贅述。
可見，採用圖3所示的依據本發明的複合型多路輸出電源，藉由對LED即時驅動電流的檢測，獲得當前所需的驅動電壓的資訊，然後藉由與當前第一調節電壓即當前驅動電壓的比較，獲得表徵兩者之間差異的誤差控制信號；電壓控制回路根據該誤差控制信號對第一電壓調節電路進行相應調節，使得輸出的第一調節電壓與LED所需的驅動電壓保持基本一致，從而最大程度的減小了功率損耗，提高了工作效率。
依據本發明的複合型多路輸出電源還可以包括一控制電路，用以給所述驅動電路提供一調光控制信號，以對LED的亮度進行調節。此時，根據所述調光控制信號，獲得與LED的亮度對應的LED所需的驅動電壓，進而獲得所述誤差控制信號；電壓控制回路根據該誤差控制信號對第一級電壓調節電路進行相應調節，使得輸出的第一調節電壓與LED所需的驅動電壓保持基本一致。並藉由電流控制電路實現對LED驅動電流的恆流控制。第一調節電壓能夠根據LED的所需的即時驅動電壓進行調節，實現了功率效率的最大化。
依據本發明的複合型多路輸出電源還可以包括一致能電路，用以給所述驅動電路提供一致能信號，當所述致能信號處於有效狀態時，驅動電路對所述LED的驅動電流進行即時調節，所述LED處於工作狀態；當所述致能信號處於無效狀態時，驅動電路處於不工作狀態，所述LED處於不工作狀態。此時，第二級電壓調節電路仍然處於工作狀態，其接收第一級電壓調節電路輸出的第一調節電壓，並進行相應轉換以獲得一基本恆定的第二調節電壓，以給驅動電路或者其他負載提供電源供應。
為了保證效率的最大化，在所述致能信號處於無效狀態時，即驅動電路不產生驅動電流時，電壓控制回路很據此時的誤差控制信號對第一級電壓調節電路進行相應調節，使產生的第一調節電壓與驅動電路所需的系統電源的電壓值之間的差值處於一較小的範圍內，使得第二級電壓調節電路的輸入電壓和輸出電壓之間的轉換值較小，從而減小該工作狀態下的功率損耗，提高工作效率。
第一調節電壓與驅動電路所需的系統電源的電壓值之間的大小關係，可以根據第二級電壓調節電路的類型來確定。例如，假設驅動電路所需的系統電源電壓值為5V，當第二級電壓調節電路採用降壓型拓撲結構時，第一調節電壓的數值可以略高於5V，例如為8V；當第二級電壓調節電路採用升壓型拓撲結構時，第一調節電壓的數值可以略低於5V，例如為3V。
參考圖4，所示為依據本發明的複合型多路輸出電源的第三較佳實施例的原理方塊圖。
複合型多路輸出電源的輸入電壓為外部交流電壓，因此第一級電壓調節電路採用隔離式電壓調節器來實現電隔離。在該實施例中，第一級電壓調節電路201採用反激式電壓調節器，其包括由功率開關管Q1、變壓器101，輸出二極體D02和輸出電容器C02組成的功率級電路和第一電壓控制回路303，以在輸出端輸出第一調節電壓V out 。
驅動電路203包括電流控制回路301、誤差控制信號發生電路302和第二電壓控制回路303，同時接收外部致能電路401產生的致能信號EN和外部控制電路產生的控制信號PWM。
根據致能信號EN和控制信號PWM的狀態，以下將依據該較佳實施例的複合型多輸出電源的工作過程劃分為三個工作狀態。
(一)第一工作狀態
致能信號EN和控制信號PWM均為有效狀態，藉由改變控制信號PWM實現對LED亮度的調節。驅動電路203接收控制信號PWM，根據控制信號PWM對應的LED的亮度，獲得與該亮度對應LED所需的驅動電壓，並與當前的驅動電壓V LED 的數值進行比較獲得一誤差控制信號I ctrl ，藉由光耦合器403傳遞至第一級電壓調節電路201中的第一電壓控制回路303，進而根據所述誤差控制信號I ctrl 控制功率開關管Q1的開關動作，使得輸出的第一調節電壓V out 與LED所需的驅動電壓保持基本一致，從而最大程度的減小了功率損耗，提高了工作效率。
電流控制回路301對接收到的所述LED204的即時驅動電流進行調節，使得所述LED的驅動電流恆定。所述恆定的電流與此時控制信號PWM表徵的LED的亮度對應的LED所需的驅動電流相一致。第一調節電壓V out 保證能夠為LED提供足夠的驅動電流。
(二)第二工作狀態
致能信號EN為有效狀態，控制信號PWM為無效狀態，即不需要對LED的亮度進行調節時，誤差控制信號發生電路302產生的誤差控制信號I ctrl 保持為前一工作狀態的數值，第一電壓調節電路輸出的第一調節電壓保持相應的保持為前一工作狀態時的數值，電流控制回路301對接收到的所述LED204的即時驅動電流不進行調節，使得所述LED的驅動電流保持不變，所述LED204的亮度保持為前一工作狀態時的亮度，直至控制信號PWM恢復為有效狀態即再次進行調光操作時。
(三)第三工作狀態
致能信號EN和控制信號PWM均為無效狀態，此時驅動電路203處於不工作狀態，即電流控制回路301不工作，LED處於不工作狀態。此時誤差控制信號發生電路302輸出的誤差控制信號I ctrl ，控制第一級電壓調節器201，保證第一調節電壓V out 的數值保持為一固定值，以給第二級電壓調節電路202提供輸入電源。
第二級電壓調節電路採用非隔離式電壓調節器，以減小功率損耗，提高暫態回應速度，減少輸出電容器的使用和相應的成本。在該實施例中，以第二級電壓調節電路202為降壓型電壓調節器為例，其包括功率開關管Q 2 ，輸出電感器L O ，輸出電容器C O 和穩壓管D 04 。驅動電路203進一步還包括第二電壓控制回路304，用以接收表徵第二級電壓調節電路202輸出電壓的電壓誤差控制信號V FB2 ，然後跟一基準電壓進行比較得到一控制信號來控制功率開關管Q2的開關動作，以維持第二級電壓調節電路202輸出電壓保持恆定不變，來給負載供電以及為驅動電路203提供系統電源。假設驅動電路所需的系統電源電壓值為5V，則此時第一調節電壓的數值可以略高於5V，例如為8V，因此第一級電壓調節電路201的輸出電壓範圍可以為8V至由控制信號PWM確定的最大亮度對應的最大驅動電壓。
其中，電流控制回路301、誤差信號發生電路302可以為任何已知的合適的電路結構來實現相應的電流控制和產生誤差信號的功能。
參考圖5，所示為電流控制回路301的一較佳實施例的原理方塊圖。所述LED204可以為一組或者多組由多個LED燈串聯而成的支路。在LED204每一支路的第二端連接對應的一個電流控制支路。所述電流控制回路包括放大器501-1，電晶體502-1和一電阻器503-1。這裏以電晶體502-1為MOSFET電晶體為例，其中，放大器502-1的同相輸入端接收一基準電壓V REF1 ，所述基準電壓V REF1 表徵LED期望的驅動電流；放大器502-1的輸出端連接至電晶體502-1的閘極，汲極與LED204的一支路的第二端連接，電阻器503-1連接至電晶體502-1的源極和地之間；並且，放大器502-1的反相輸入端連接至電阻器503-1連接至電晶體502-1的源極之間的公共節點。由於運算放大器的虛短原理，電阻器503-1上的電流被強制為基準電壓VREF1的電壓值和電阻器503-1的電阻值之商，從而保證了每一LED支路的驅動電流維持基本恆定。類似的，其他LED支路的電路結構和工作原理與此相同。
參考圖6，所示為誤差信號發生電路302的一較佳實施例的原理方塊圖。其包括選通電路601，誤差運算電路602和信號轉換電路603組成。選通電路601與LED204連接，用於選擇所需的驅動電壓最大的一LED支路的電壓資訊；然後，與一基準電壓V REF2 藉由誤差運算電路602進行誤差運算，所述基準電壓VREF2表徵期望的LED支路第二端的電壓，也即期望的驅動電壓；再藉由信號轉換電路603進行信號轉換，傳遞至光耦合器403，從而將期望的誤差調整資訊傳遞至第一級電壓調節器。
選通電路601為由與LED支路的數目相對應的一組二極體601-1至601-N組成，所需的驅動電壓最大的一LED支路的電壓資訊被傳遞至誤差運算電路602；誤差運算電路602包括運算放大器602-1，以及一補償電容器602-2；運算放大器602-1的反相輸入端接收所需的驅動電壓最大的一LED支路的電壓資訊，同相輸入端接收一基準電壓V REF2 ，輸出端的輸出信號經過補償電路602-2的進行補償。
信號轉換電路603包括運算放大器604，電晶體605和電阻器606，經過信號轉換後，將所需的驅動電壓最大的一LED支路的誤差資訊藉由光耦合器403傳遞至第一級電壓調節器。
本領域技術人員可以得知，驅動電路還包括對接收到的致能信號EN進行相應處理的致能電路，以及對接收到的控制信號PWM進行相應處理的控制電路，兩者可以為任何已知的合適的電路結構來實現相應致能和控制操作。
以下結合實施例詳細說明依據本發明的複合型多路輸出電源的調節方法。
參考圖7，所示為依據本發明的複合型多路輸出電源的調節方法的一實施例的流程圖，其用以產生一恆壓輸出以驅動一負載，以及產生一恆流輸出以驅動一LED，包括以下步驟：S701：檢測所述LED的狀態，並獲得此時所需的驅動電壓的數值；S702：根據所述LED所需的驅動電壓產生一誤差控制信號；S703：接收所述誤差控制信號和一輸入電壓，獲得與所述LED所需的驅動電壓數值一致的第一調節電壓；S704：對所述LED的驅動電流進行相應調節，使得所述LED的驅動電流為一恆定值，所述恆定值與所述LED所需的驅動電流相一致；S705：所述LED接收所述第一調節電壓和所述具有恆定值的驅動電流，以維持正常的工作狀態；S706：接收所述第一調節電壓，以產生一基本恆定的第二調節電壓，以驅動所述負載。
周而復始，根據LED的即時狀態，對LED提供與所需的驅動電壓相一致的驅動電壓，以及足夠的驅動電流以維持LED的正常工作。
以上依據本發明的複合型多路輸出電源的調節方法，藉由對LED即時電流的檢測，獲得當前所需的驅動電壓的資訊，然後據以獲得表徵兩者之間差異的誤差控制信號；然後根據所述誤差控制信號對第一調節電壓進行相應調節，使得第一調節電壓與LED所需的驅動電壓保持基本一致，從而最大程度的減小了功率損耗，提高了工作效率。
進一步的，以上依據本發明的複合型多路輸出電源的調節方法，還可以包括接收一致能信號；當所述致能信號處於有效狀態時，根據所述誤差控制信號獲得與所述LED所需的驅動電壓一致的第一調節電壓，然後產生所述恆定的電流以驅動所述LED；當所述致能信號處於無效狀態時，維持所述第一調節電壓為一固定電壓值，並且保證所述第一調節電壓和所述第二調節電壓的差值在一較小的範圍內。藉由所述致能信號實現對LED的啟動和關斷操作。
進一步的，以上依據本發明的複合型多路輸出電源的調節方法，還可以包括接收一控制信號；當所述控制信號處於有效狀態時，根據所述誤差控制信號獲得與所述LED所需的驅動電壓的基本一致的第一調節電壓，並傳遞至所述驅動電路，以產生與所述LED所需的驅動電流匹配的所述恆定的電流以驅動所述LED；當所述控制信號處於無效狀態時，維持所述第一調節電壓數值為前一工作狀態時所述控制信號為有效狀態時的電壓值。
藉由所述控制信號，實現對LED的調光操作。
其中，可以採用隔離式電壓調節方法來獲得所述第一調節電壓，以及採用非隔離式電壓調節方法，獲得所述第二調節電壓。
當LED處於不工作狀態時，控制所述第一調節電壓和所述第二調節電壓兩者之間的差值處於一較小的範圍內，保證電壓轉換的損耗最小，最大化的提高工作效率。
對LED驅動的調節進一步包括，接收所述LED的電流，並藉由一調節運算維持所述LED的驅動電流恆定，並且所述恆定的電流與所述LED所需的驅動電流相一致。
綜上所述，依照本發明所公開的複合型多路輸出電源及其調節方法，藉由LED電流的反饋資訊，只需要一級電壓轉換電路來獲得支援後續LED所需的驅動電壓；並且能夠根據LED電流的變化產生相應的誤差控制信號來調節第一調節電壓，使其數值能夠跟隨LED電流的變化，始終保持為滿足能夠驅動所述LED所有回路的最小電壓值，最大程度的提高了功率轉換效率。
以上對依據本發明的較佳實施例的複合型多路輸出電源及其調節方法進行了詳盡描述，本領域普通技術人員據此可以推知其他技術或者結構以及電路佈局、元件等均可應用於所述實施例，例如電流控制回路，電壓控制回路以及致能電路和控制電路可以為任何合適的電路結構。
依照本發明的實施例如上文所述，這些實施例並沒有詳盡敍述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的具體實施例。顯然，根據以上描述，可作很多的修改和變化。本說明書選取並具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地利用本發明以及在本發明基礎上的修改使用。本發明僅受申請專利範圍及其全部範圍和等效物的限制。
101．．．變壓器
102．．．控制器
106．．．電壓調節器
107．．．控制器
201．．．第一級電壓調節電路
202．．．第二級電壓調節電路
203．．．驅動電路
204．．．LED
205．．．負載
301．．．電流控制回路
302．．．誤差控制信號發生電路
303．．．第一電壓控制回路
304．．．功率級電路
401．．．致能電路
402．．．控制電路
403．．．光耦合器
501-1．．．放大器
502-1．．．電晶體
503-1．．．電阻器
601．．．選通電路
601-1．．．二極體
601-N．．．二極體
602．．．誤差運算電路
602-1．．．運算放大器
602-2．．．補償電容器
603．．．信號轉換電路
604．．．運算放大器
605．．．電晶體
606．．．電阻器
Co．．．輸出電容器
C02．．．輸出電容器
C03．．．電容器
D02．．．二極體
D04．．．二極體
IC1A．．．光耦合器
IC1B．．．光耦合器
Lo．．．電感器
Np．．．初級繞組
Ns1．．．次級繞組
Ns2．．．次級繞組
Ns3．．．次級繞組
Q1．．．功率開關管
Q2．．．功率開關管
圖1所示為現有技術中一種LED驅動電源的原理方塊圖；
圖2所示為依據本發明的複合型多路輸出電源的第一實施例的原理方塊圖；
圖3所示為依據本發明的複合型多路輸出電源的第二實施例的原理方塊圖；
圖4所示為依據本發明的複合型多路輸出電源的第三實施例的原理方塊圖；
圖5所示為所示為依據本發明的複合型多路輸出電源的調節方法的一實施例的流程圖；
圖6所示為依據本發明的複合型多路輸出電源中的誤差信號發生電路的一實施例的原理方塊圖；
圖7所示為依據本發明的複合型多路輸出電源的調節方法的一實施例的流程圖。
201．．．第一級電壓調節電路
202．．．第二級電壓調節電路
203．．．驅動電路
204．．．LED
205．．．負載

Claims (17)

  1. 一種複合型多路輸出電源，用以產生一恆壓輸出以驅動一負載，以及產生一恆流輸出以驅動一LED，其特徵在於，包括，第一級電壓調節電路、第二級電壓調節電路和一驅動電路，其中，該驅動電路檢測該LED的即時驅動電流，以獲得該LED所需的驅動電壓；根據該LED所需的驅動電壓產生一誤差控制信號，並傳遞至該第一級電壓調節電路；該第一級電壓調節電路接收一輸入電壓，並根據該誤差控制信號獲得與該LED所需的驅動電壓數值一致的第一調節電壓，然後傳遞至該驅動電路和該LED，以給該驅動電路提供電源，以及給該LED提供驅動電壓；該驅動電路對接收到得該LED的驅動電流進行調節，以維持該LED的驅動電流為一恆定值，並且，該恆定值與該LED所需的驅動電流相一致，該第一調節電壓的數值保證能夠提供LED所需的驅動電流；該第二級電壓調節電路，與該第一級電壓調節電路連接，用以接收該第一調節電壓，並產生一基本恆定的第二調節電壓，以給該負載提供電源。
  2. 根據申請專利範圍第1項之複合型多路輸出電源，其中，進一步包括一致能電路，用以給該驅動電路提供一致能信號；當該致能信號處於有效狀態時，該第一級電壓調節電路根據該誤差控制信號輸出與該LED所需的驅動電壓一致的第一調節電壓，並傳遞至該驅動電路；當該致能信號處於無效狀態時，該第一電壓調節電路輸出的第一調節電壓變為一恆定值。
  3. 根據申請專利範圍第2項之複合型多路輸出電源，其中，當該致能信號處於無效狀態時，該第一調節電壓的電壓值與該第二調節電壓的電壓值之間差值在一較小的範圍內。
  4. 根據申請專利範圍第1項之複合型多路輸出電源，其中，進一步包括一控制電路，用以給該驅動電路提供一控制信號；當該控制信號處於第一狀態時，該誤差控制信號根據該控制信號的變化進行相應的改變，該第一級電壓調節電路根據該誤差控制信號獲得與該控制信號對應的該LED所需的驅動電壓一致的第一調節電壓，並傳遞至該驅動電路；當該控制信號處於第二狀態時，該第一級電壓調節電路輸出的第一調節電壓數值保持為前一工作狀態時該控制信號為第一狀態時的電壓值。
  5. 根據申請專利範圍第1項之複合型多路輸出電源，其中，該第一級電壓調節電路為一隔離式電壓調節器。
  6. 根據申請專利範圍第1項之複合型多路輸出電源，其中，該第二級電壓調節電路為一非隔離式電壓調節器。
  7. 根據申請專利範圍第1項之複合型多路輸出電源，其中，該驅動電路進一步包括誤差控制信號發生電路，其接收該LED的電流資訊，並據以產生表徵該LED所需的驅動電壓的該誤差控制信號。
  8. 根據申請專利範圍第1項之複合型多路輸出電源，其中，該驅動電路進一步包括一電流控制回路，該電流控制回路接收該LED的電流和該第一調節電壓，並進行調節運算，以維持該LED的驅動電流為該恆定值，該恆定值與該LED所需的驅動電流相一致。
  9. 根據申請專利範圍第1項之複合型多路輸出電源，其中，該驅動電路進一步包括第二電壓控制回路，其接收表徵該第二調節電壓的電壓誤差控制信號，以據以產生第二控制信號來控制該第二級電壓調節電路，保證該第二調節電壓維持一恆定值。
  10. 一種複合型多路輸出電源調節方法，用以產生一恆壓輸出以驅動一負載，以及產生一恆流輸出以驅動一LED，其特徵在於，包括，(1)檢測該LED的狀態，並獲得此時所需的驅動電壓的數值；(2)根據該LED所需的驅動電壓產生一誤差控制信號；(3)接收該誤差控制信號和一輸入電壓，獲得與該LED所需的驅動電壓數值一致的第一調節電壓；(4)對該LED的驅動電流進行相應調節，使得該LED的驅動電流為一恆定值，該恆定值與該LED所需的驅動電流相一致；(5)該LED接收該第一調節電壓和該具有恆定值的驅動電流，以維持正常的工作狀態；(6)接收該第一調節電壓，以產生一基本恆定的第二調節電壓，以驅動該負載。
  11. 根據申請專利範圍第10項之複合型多路輸出電源調節方法，其中，還包括，接收一致能信號；當該致能信號處於有效狀態時，根據該誤差控制信號獲得與該LED所需的驅動電壓一致的第一調節電壓，然後產生該恆定的電流以驅動該LED；當該致能信號處於無效狀態時，該第一調節電壓變為一恆定值。
  12. 根據申請專利範圍第11項之複合型多路輸出電源調節方法，其中，當該致能信號處於無效狀態時，該第一調節電壓和該第二調節電壓的數值之間的差值在一較小的範圍內。
  13. 根據申請專利範圍第10項之複合型多路輸出電源調節方法，其中，還包括，接收一控制信號；當該控制信號處於第一狀態時，根據該誤差控制信號獲得與該LED所需的驅動電壓相一致的第一調節電壓，並傳遞至該驅動電路，並調節該LED的驅動電流使之維持恆定，並與該LED所需的驅動電流相一致；當該控制信號處於第二狀態時，維持該第一調節電壓數值為前一工作狀態時該控制信號為第一狀態時的電壓值。
  14. 根據申請專利範圍第10項之複合型多路輸出電源調節方法，其中，採用隔離式電壓調節方法，獲得該第一調節電壓。
  15. 根據申請專利範圍第10項之複合型多路輸出電源調節方法，其中，採用非隔離式電壓調節方法，獲得該第二調節電壓。
  16. 根據申請專利範圍第10項之複合型多路輸出電源調節方法，其中，進一步包括，接收該誤差控制信號，以對該第一調節電壓進行調節，使得該第一調節電壓與該LED所需的驅動電壓數值保持一致。
  17. 根據申請專利範圍第10項之複合型多路輸出電源調節方法，其中，進一步包括，接收該LED的驅動電流，並藉由一調節運算，使得該LED的驅動電流為一恆定值，該恆定值與該LED所需的驅動電流相一致。
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