WO2012136030A1

WO2012136030A1 - 一种调整led电流的电路

Info

Publication number: WO2012136030A1
Application number: PCT/CN2011/077435
Authority: WO
Inventors: 葛良安; 姚晓莉
Original assignee: 英飞特电子（杭州）有限公司
Priority date: 2011-04-02
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2012-10-11
Also published as: US20140191670A1; US9018845B2; CN102752899A; CN102752899B

Description

一种调整 LED电流的电路

本申请要求于 2011年 4月 2日提交中国专利局、申请号为 201110083757.8、发明名称为"一种调整 LED电流的电路"的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及电器设备领域，尤其涉及一种调整 LED电流的电路。

背景技术

光源发射光的颜色与理想黑体在某一温度下辐射的光色相同时，理想黑体的温度即该光源的色温。光色愈偏蓝，色温愈高；光色愈偏红，则色温愈低。色温在 3300K以下有稳重的气氛，温暖的感觉；色温在 3000-5000K为中间色温，有爽快的感觉；色温在 5000K以上有冷的感觉。不同的应用场景，需要不同色温的光源。

常规的技术方案是采用恒压模块 +多路恒流直流转直流电源 DC/DC电路对每一路电流进行调整，如图 1所示， DC/DC恒流电路可以为高频变换电路。恒压模块的输出作为多路恒流电路的输入，每路 DC/DC恒流电路独立做恒流控制，可以根据需要独立设置每路的电流大小，从而调节不同颜色或不同色温的发光二极管 LED灯的亮度，实现光源的颜色或色温的调节。

由于上述方案中，每路调整 LED的电流的电路都需要使用一个单独的恒流 DC/DC电路，因此成本高。发明内容

有鉴于此，本发明提供一种调整 LED电流的电路。其具体方案如下：一种调整 LED电流的电路，包括：单输出恒流源、多路 LED输出电路，与所述多路 LED输出电路相连的控制总线，任意一路 LED输出电路包括：负载电路、调整电路、电流调节电路和调整控制电路，其中：

所述负载电路包含多个串联的 LED, 所述负载电路的一端与所述单输出恒流源的第一输出端相连，所述负载电路的另一端与所述调整电路输入端相连；

所述调整电路包括：与所述负载电路相连的调整管，和一端与所述调整管相连的电流取样电路，所述电流取样电路的另一端与所述单输出恒流源的第二输出端相连，所述调整电路的输出端与所述电流调节电路的输入端相连；

所述电流调节电路的输出端与所述调整控制电路的第一输入端相连，所述电流调节电路将所述调整电路输出的取样电流根据需要进行调整，转换为与所述取样电流对应的控制信号，输入到所述调整控制电路；

所述调整控制电路的第二输入端与所述控制总线相连，输出端与所述调整管相连，所述调整控制电路将所述控制信号与所述控制总线的电压进行比较，根据比较结果调整所述调整管的阻抗，以实现对该路 LED输出电路电流的调节。

优选的，所述电流取样电路为第一可调电阻 Rsl , 所述电流调节电路为与所述第一可调电阻 Rsl相连的导线。

优选的，所述电流取样电路为第一电阻 R1。

优选的，所述电流调节电路包括：一端与所述调整电路输出端相连的第二电阻 R2 , 所述第二电阻 R2的另一端分别与第一开关 S 1和滤波电路的输入端相连，所述第一开关 S1的另一端接地，在脉沖信号的控制下实现开关的闭合和开启，所述滤波电路的输出端与所述调整控制电路输入端相连。

优选的，所述滤波电路包括：第三电阻 R3、第四电阻 R4、第一电容 Cl、第一运算放大器 Ul和第二电容 C2, 其中，所述第三电阻 R3的一端与所述第二电阻 R2相连，所述第三电阻 R3的另一端分别于所述第一电容 C1和第四电阻 R4相连，所述第一电容 C1的另一端与所述第一运放 U1的反相输入端相连，所述第四电阻 R4的另一端与所述第一运放 U1的同相输入端相连，所述第一运放 U1的同相输入端与所述第四电阻 R4通过所述第二电容接地，所述第一运放 U1的反相输入端与其输出端相连，所述第一运放 U1的输出端与所述调整控制电路输入端相连。

优选的，所述调整控制电路包括：第五电阻 R5、第二运放 U2和补偿网络；

所述第五电阻 R5的一端与所述电流调节电路的输出端相连，另一端与所述控制总线相连；

所述第二运放 U2的反相输入端与所述电流调节电路的输出端相连，所述第二运放 U2的同相输入端与所述控制总线相连；

所述补偿网络并联于所述第二运放 U2的反相输入端和输出端之间；所述第二运放 U2的输出端与所述调整管相连。

优选的，所述电流调节电路包括：第六电阻 R6和第二可调电阻 Rs2; 所述第六电阻 R6的一端与所述第一电阻 R1的高电位端相连，另一端与所述调整控制电路输入端相连；

所述第二可调电阻 Rs2的一端与所述调整控制电路输入端相连，另一端与所述第一电阻 R1的低电位端相连。

优选的，所述电流调节电路还包括：阻抗匹配电路，所述的阻抗匹配电路为由一运放组成的电压跟随器，所述运放的反相输入端与输出端相连，所述运放的同相输入端连接至所述第六电阻 R6和所述第二可调电阻 Rs2的公共连接点，所述运放的输出端连接至所述调整控制电路输入端相连。

优选的，所述调整控制电路包括：第八电阻 R8、第九电阻 R9、第十电阻 R10、二极管 Dl、第四运放 U4、第五运放 U5和补偿网络；

所述第八电阻 R8的一端与所述电流调节电路的输出端相连，另一端与所述第四运放 U4 的反相输入端相连；

所述第九电阻 R9的一端与所述第四运放 U4的同相输入端相连，另一端与电源 Vcc相连；

所述第四运放 U4的同相输入端通过所述第十电阻 R10与所述控制总线相连；

所述补偿网络并联于所述第四运放 U4的反相输入端和输出端之间；所述第四运放 U4的输出端与所述调整管相连；

所述第五运放 U5的同相输入端与所述电流调节电路的输出端相连；所述第五运放 U5的反相输入端与所述控制总线相连；

所述二极管 D1的阳极连接所述第五运放 U5的反相输入端，所述二极管

D1的阴极连接所述运放 U5的输出端。

优选的，其特征在于，所述调整管为 N沟道增强型 MOS管，所述 MOS 管的漏极与所述负载电路相连，源极与所述电流取样电路的输入端相连，栅极与所述调整控制电路的输出端相连。

优选的，当所述调整管为第一 NPN管 Qnl时， Qnl的集电极与所述负载电路相连，发射极与所述电流取样电路的输入端相连，基极与所述调整控制电路的输出端相连，所述调整控制电路还包括：连接于所述第三运放 U3输出端与所述第一 NPN管 Ql基极间的第十一电阻 Rll;

当所述调整管为第一 PNP管 Qpl时， Qpl的发射极与所述负载电路相连，集电极与所述电流取样电路的输入端相连，基极与所述调整控制电路的输出端相连，所述调整控制电路还包括：第十二电阻 R12和第二 NPN管 Qn2, 所述第十二电阻 R12的一端连接于所述第三运放 U3输出端，另一端连接于所述第二 NPN管 Qn2的基极，所述第二 NPN管 Qn2的集电极与所述第一 PNP管 Qpl的基极相连，所述第二 NPN管 Qn2的发射极接地。

优选的，当所述调整管为第三 NPN管 Qn3时， Qn3的集电极与所述负载电路相连，发射极与所述电流取样电路的输入端相连，基极与所述调整控制电路的输出端相连，所述调整控制电路还包括：连接于所述第四运放 U4输出端与所述第三 NPN管 Qn3基极间的第十三电阻 R13;

当所述调整管为第二 PNP管 Qp2时， Qp2的发射极与所述负载电路相连，集电极与所述电流取样电路的输入端相连，基极与所述调整控制电路的输出端相连，所述调整控制电路还包括：第十四电阻 R14和第四 NPN管 Qn4, 所述第十四电阻 R14的一端连接于所述第四运放 U4输出端，另一端连接于所述第四 NPN管 Qn4的基极，所述第四 NPN管 Qn4的集电极与所述第二 PNP管 Qp2的基极相连，所述第四 NPN管 Qn4的发射极接地。

优选的，所述控制总线通过电阻 R与电源 Vcc相连。

优选的，所述多路 LED输出电路中，不同路的 LED灯为颜色不同的 LED 灯或色温不同的白光 LED灯。

优选的，所述单输出恒流源的输出电流可调，所述 LED组成的光源的亮度随着所述单输出恒流源的输出电流变化而变化。由上述方案可以看出，本发明公开的调整 LED电流的电路，通过负载电路、调整电路、电流调节电路和调整控制电路调整每一路 LED输出电路的电流，从而实现对 LED光源的颜色、色温、显色指数、亮度等特性参数的调节，避免了由于采用恒流 DC/DC电路对电流进行调节造成的成本高的问题。附图说明

为了更清楚地说明本发明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筒单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图 1为现有技术中调整 LED电流的电路结构示意图；

图 2为本发明实施例公开的调整 LED电流的电路结构示意图；

图 3为本发明实施例公开的又一调整 LED电流的电路结构示意图；图 4为本发明实施例公开的又一调整 LED电流的电路结构示意图；图 5为本发明实施例公开的又一调整 LED电流的电路结构示意图；图 6为本发明实施例公开的又一调整 LED电流的电路结构示意图；图 7为本发明实施例公开的又一调整 LED电流的电路结构示意图；图 8为本发明实施例公开的又一调整 LED电流的电路结构示意图；图 9为本发明实施例公开的又一调整 LED电流的电路结构示意图；图 10为本发明实施例公开的又一调整 LED电流的电路结构示意图；图 11为本发明实施例公开的又一调整 LED电流的电路结构示意图；图 12为本发明实施例公开的又一调整 LED电流的电路结构示意图。具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种调整 LED电流的电路，其具体结构如图 2所示，包括：单输出恒流源 21、多路 LED输出电路 22和控制总线 20, 其中， LED输出电路的输入端与单输出恒流源相连，控制总线 20与多路 LED输出电路相连，本实施例中的多路 LED输出电路的结构相同，以第一路 LED输出电路为例对其结构进行分析，包括：负载电路 23、调整电路 24、电流调节电路 25和调整控制电路 26, 其中：

负载电路 23包含多个串联的 LED, 负载电路 23的一端与单输出恒流源 21的第一输出端相连，负载电路 23的另一端与调整电路 24输入端相连；调整电路 24包括：与负载电路 23相连的调整管 241 ,和一端与调整管 241 相连的电流取样电路 242, 电流取样电路 242的另一端连接单输出恒流源 21 的第二输出端，单输出恒流源的第二输出端为 0电位参考地。

调整电路 24的输出端与电流调节电路 25的输入端相连；

电流调节电路 25的输出端与调整控制电路 26的第一输入端相连，电流调节电路 25将调整电路 24输出的取样电流根据需要进行调整，转换为与取样电流对应的控制信号，输入到调整控制电路 26; 调整控制电路 26的第二输入端与控制总线 20相连，输出端与调整管 241 相连，调整控制电路 26将控制信号与控制总线的总控制信号 Vshare进行比较，根据比较结果调整调整管 241的阻抗，以实现对该路 LED输出电路电流的调节。

本实施例中的调整管 241可以为 MOS管，也可以为 PNP三极管或 NPN 三极管。

当调整管 241为增强型 N沟道的 MOS管时， MOS管的漏极接负载电路 23, 其源极接电流取样电路 242的输入端，其栅极接调整控制电路 26的输出端；

当调整管 241为 PNP三极管时，三极管的发射极接负载电路 23, 其集电极接电流取样电路 242, 其基极接调整控制电路 26的输出端；

当调整管 241为 NPN三极管时，三极管的集电极接负载电路 23, 其发射极接电流取样电路 242, 其基极接调整控制电路 26的输出端。

本实施例中的控制总线上的总控制信号 Vshare由多路 LED输出电路共同作用提供，进一步的，控制总线还可以通过电阻 R与电源 Vcc相连，从而通过电源 Vcc , 与多路 LED输出电路共同作用，得到 Vshare。

本实施例中的多路 LED输出电路中，不同路的 LED可以为颜色不同的 LED, 如红色 LED、绿色 LED、蓝色 LED, 也可以是不同色温的 LED, 如冷白 LED , 暖白 LED，其中，各路 LED输出电路中的电流分配比例由各路 LED 输出电路中的调整电路、电流调节电路、调整控制电路共同决定，通过调节各路 LED输出电路的电流分配比例，实现对由多路 LED输出电路中的 LED组成的光源的颜色或色温的调节。例如，有两路 LED输出电路，一路 LED为暖白 LED, 另一路 LED为冷白 LED, 调节两路 LED输出电路中的电流分配比例，就能调节由这两路 LED组成的光源的色温。

具体情况中，根据实际的应用场景来选择不同路 LED输出电路中的 LED 光源种类。

本实施例中的单输出恒流源 21输出电流可调，即多路 LED输出电路的总电流可变，则可通过调整单输出恒流源 21的电流调节由多路 LED输出电路中的 LED组成的光源的亮度。本实施例公开的调整 LED电流的电路，通过负载电路、调整电路、电流调节电路和调整控制电路调整每一路的电流，实现对 LED光源的颜色、色温、显色指数、亮度等特性参数的调节，避免了由于采用多路恒流 DC/DC电路调节电流造成的成本高的问题，并且，本发明能实现 LED光源亮度、颜色或色温的独立调节，从而使控制更筒单。本实施例公开的电路中，电流取样电路可以有多种实现形式，例如如图 3 所示，电流取样电路为第一可调电阻 Rsl , 通过调整 Rsl的阻值可实现调节该路电流的作用，因此，此时的第一可调电阻 Rsl既可以作为电流取样电流中的采样电阻，实现采样电流的作用，又可以实现电流调节电路中，调节电流大小的作用，所以此时，电流调节电路 25可以筒化为一条与第一可调电阻 Rsl相连的导线，但并不限制电流调节电路 25—定为导线，可以是接下来提及的任意一种电流调节电路结构。以第 1路 LED输出电路为例说明其调整电流的工作原理：若要减小该路 LED电路电流，只要增大第一滑动变阻器 Rsl的阻值，使得该路电流采样信号 Vsl增大， Vsl和总控制信号 Vshare在调整控制电路内部进行比较调节后，使输出信号控制调整管的阻抗增大，从而减小该路 LED 电路。

本实施例中的可调电阻可以为滑动变阻器，或其他可以实现电阻可调的电路。

本实施例并不限定每路 LED输出电路中路的电流取样电路都为可调电阻，可以是其中几路的电流取样电路为可调电阻，剩余各路的电流取样电路为固定电阻。

图 4为本发明实施例公开的又一调整 LED电流的电路的结构示意图，其基本结构与图 2所示电路相同，包括：负载电路 43、调整电路 44、电流调节电路 45和调整控制电路 46, 本实施例中，电流调节电路 45 包括：一端与调整电路 44的输出端相连的第二电阻 R2, 第二电阻 R2的另一端分别与第一开关 S1的一端、滤波电路 L的输入端相连，第一开关 S1的另一端接地，在脉沖信号的控制下实现开关的闭合和开启，滤波电路 L的输出端与调整控制电路 46的输入端相连。

电流采样信号 Vsl受开关 S1的通断影响，由原来的电平信号变为一个脉沖电平信号后输入至滤波电路 L,滤波电路 L将其滤平后得到的电平信号幅值为脉沖电平信号的平均值，将该平均值输出到调整控制电路，和总控制信号 Vshare在调整控制电路内部进行比较调节后，输出比较后得到的信号至调整电路，用于控制调整管的阻抗大小，从而实现调节各路 LED输出电路的电流大小，实现 LED光源的颜色、色温、显色指数等特性参数的调节。进一步的，本发明公开的又一调整 LED电流的电路的结构示意图如图 5 所示，本实施例以两路 LED结构相同的输出电路为例，其中，任意一路 LED 输出电路的基本结构与图 4所示结构相近，包括：负载电路 53、调整电路 54、电流调节电路 55和调整控制电路 56。本实施例中的电流取样电路为第一电阻 R1 , 此时，第一电阻 R1的高电位端为调整电路 54的输出端，开关 S1和调整管均为增强型 N沟道 MOS管。

本实施例中的滤波电路 L的结构如图所示，包括：第三电阻 R3、第四电阻 R4、第一电容 Cl、第一运算放大器 U1和第二电容 C2, 其中，第三电阻 R3的一端与第二电阻 R2相连，第三电阻 R3的另一端分别于第一电容 C1和第四电阻 R4相连，第一电容 C1的另一端与第一运放 U1的反相输入端相连，第四电阻 R4的另一端与第一运放 U1的同相输入端相连，第一运放 U1的同相输入端与第四电阻 R4通过第二电容 C2接地，第一运放 U 1的输出端与第一运放 U1的反相输入端相连，第一运放 U1的输出端与调整控制电路输入端相连。

本实施例并不限定滤波电路的结构如上所示，只要能够实现将在脉沖信号控制下的开关 S1产生的脉沖电平信号进行滤平得到平均值的电路都是本实施例保护的范围。同样，本实施例也并不限定开关为增强型 N沟道 MOS管，其同样可以选用三极管。

进一步的，本实施例中的调整控制电路 56包括：第五电阻 R5、第二运放 U2和补偿网络 N , 补偿网络通常为一电阻和一电容的串联。

第五电阻 R5的一端与第一运放 U1的输出端相连，另一端与控制总线相连；第二运放 U2的反相输入端与第一运放 U1 的输出端相连，第二运放 U2 的同相输入端与控制总线相连；补偿网络并联于第二运放 U2的反相输入端和输出端之间；第二运放 U2的输出端与调整管相连。

该电路的原理如下：

控制线通过电阻 R连接至 Vcc。两路 LED输出电路的电流 II和 12满足以下公式： /l x Rl x Z)l = /2 x Rl'x Z)2 公式（ 1 ) 其中， D1为控制第一路 LED输出电路中的开关 S1通断的脉沖信号占空比， D2为控制第二路 LED输出电路中的开关 S1，通断的脉沖信号占空比。因此，当第一路 LED输出电路中的第一电阻 R1和第二路 LED输出电路中的第一电阻 R1，的阻值确定之后，若要调整各路电流之比，只要调整各路中脉沖信号的占空比即可。具体的调整方式，可调整其中一路脉沖信号的占空比，或同时调整两路脉沖信号的占空比。

比如，第 1路 LED输出电路中的 LED选用暖白 LED, 第 2路 LED输出电路中的 LED选用冷白 LED; 假设，控制第 1路 LED输出电路中的开关 S1 通断的脉沖信号占空比 Dl=0.5, 控制第 2路 LED输出电路中的开关 S1，通断的脉沖信号占空比 D2=l; 假设第 1路和第 2路电流取样电路中的电阻相等， R1=R1，；由公式（ 1 )得 η = 2χ/2 , 因此，由暖白 LED和冷白 LED组成 LED 光源的色温介于两者之间。

通过两个输出电路的输出电压 VI和 V2来决定总控制信号 Vshare的大小。总控制信号的值为：

V_share= yi x R5 2x R5 公式（_{2 )}

R5 + R5 '

第一路 LED输出电路中的第五电阻 R5和第二路 LED输出电路中的第五电阻 R5，的阻值可以相等也可以不相等。总控制信号 Vshare分别与第一路 LED输出电路、第二路 LED输出电路中电流调节电路的输出信号 (VI , V2)进行比较，若某路的电流调节电路的输出信号小于总控制信号 Vshare, 则运放输出电压升高，减小调整管导通阻抗，当其它电流较大路经调整使电流逐步减小时，该路电流自动逐步增大直到接近平均电流（某路电流调节电路的输出信号等于总控制信号 Vshare时对应的该路 LED输出电路中的电流 ); 若某路的电流调节电路的输出信号大于总控制信号 Vshare, 则运放输出电压逐步降低，使该路调整管的导通阻抗增大， LED电流逐步降低直到接近平均电流；经调节，各路 LED输出电路中电流达到稳定时，由于电阻 R的偏置作用，使得运放的同相端电压总是略大于反相输入端电压，从而运放的输出端电压抬高， LED负载压降最大的一路 LED输出电路中的调整管饱和导通，此时，单输出恒流源的输出电压等于或接近该路 LED输出电路中 LED负载的压降，其他各路 LED输出电路中调整管的阻抗也减小。因此，控制总线 Vshare经偏置电阻 R连接 Vcc后，减小了各路 LED输出电路中调整管的功耗，提高了本实施例的效率。

本实施例并不限定 LED输出电路只有两路，其可以为多路，根据具体的电路数量的不同，上述公式相应的进行调整，以实现根据全部的电路决定控制信号 Vshare的目的，例如，当有 3路输出电路时，总控制信号 Vshare为

VI V2 V3

- +—— + -

Vshare: R 公式（ 3 )

R5 ⁺ R5 ^{, +} R5 ⁿ

同样，本实施例也并不限定每一路 LED输出电路的电流调节电路或调整控制电路都相同，可以为不同的组合形式。

本实施例并不限定上述调整控制电路的结构只能应用于电流取样电路为第一电阻 Rl的情况，其同样可以应用于，电流取样电路为第一滑动变阻器 Rsl 的电路中，其结构如图 6所示。

同理，本实施例所公开的调整控制电路的结构可以应用在任意一种类型的电流调节电路的情况下。只要保证在连接时，第五电阻 R5的一端与电流调节电路的输出端相连，另一端与控制总线相连；第二运放 U2的反相输入端与电流调节电路的输出端相连，第二运放 U2的同相输入端与控制总线相连；补偿网络并联于第二运放 U2的反相输入端和输出端之间；第二运放 U2的输出端与调整管相连即可。

两路 LED输出电路的电流 II和 12满足以下公式： /l x M = /2 x ¾r 。由于第一路 LED输出电路中的第一滑动变阻器 Rsl和第二路 LED输出电路中的第二滑动变阻器 Rsl，均为可调电阻，若要调整各路电流之比，只要调整 Rsl 和 Rsl，的阻值即可，可调整其中 Rsl或 Rsl，的阻值也可以是同时调整 Rsl或 Rsl，两个的阻值。具体的原理与图 5所示电路相同，在此不再赘述。本发明实施例公开的又一调整 LED电流的电路的结构示意图如图 7所示，同样以两路结构相同的 LED输出电路为例，其中一路的结构包括：负载电路 73、调整电路 74、电流调节电路 75和调整控制电路 76。其中，调整管 741 为增强型 N沟道 MOS管，电流取样电路 742为第一电阻 Rl。

本实施例中的电流调节电路 75包括：第六电阻 R6和第二可调电阻 Rs2; 第六电阻 R6的一端与第一电阻 Rl的高电位端相连，另一端与调整控制电路输入端相连；第二可调电阻 Rs2的一端与调整控制电路输入端相连，另一端与第一电阻 R1的低电位端相连。进一步的，电流调节电路 75还包括阻抗匹配电路 Z, 第六电阻 R6和第二可调电阻 Rs2通过阻抗匹配电路与调整控制电路输入端相连。本实施例中的阻抗匹配电路 Z 为一由运放组成的电压跟随器，运放的反相输入端与输出端相连，运放的同相输入端连接至第六电阻 R6和所述第二可调电阻 Rs2的公共连接点，运放的输出端连接至调整控制电路输入端相连。

进一步的，调整控制电路包括：第七电阻 R7、第三运放 U3和补偿网络 N; 第七电阻并联于第三运放 U3的反相输入端和同相输入端之间；补偿网络并联于第三运放 U3的反相输入端和输出端之间；第三运放 U3的输出端与调整管相连；第三运放 U3的同相输入端与控制总线相连，第三运放 U3的反相输入端与电流调节电路的输出端相连。

图 7所示电路中，第一电阻 R1的压降 Vsl经第二可调电阻 Rs2和第六电阻 R6分压后输入至阻抗匹配电路；阻抗匹配电路的输出端连接调整控制电路；改变第二可调电阻 Rs2的阻值，则改变第二可调电阻 Rs2对 Vsl的分压降，阻抗匹配电路的输出信号 VI也相应改变，阻抗匹配电路的输出信号 VI和总控制信号 Vshare在调整控制电路内部进行比较调节后，输出信号至调整电路，用于控制调整管的阻抗大小，从而调节该路 LED输出电路的电流大小。

图中所示两路 LED 输出电路的电流 II 和 12 满足以下公式：

Il x Rslx Rl _ Ilx Rs RY 公弋（4 )

R6 + Rs2 ~ Rs2 '+ R6 ' " ^ 若需要调整各路电流之比，只需调整各个电路中的第二可调电阻的阻值。本实施例中，第二可调电阻 Rs2可以为阻抗可变的线性调整管，比如 MOS 管和三极管， MOS管的栅极和三极管的基极外接电平，通过调整电平的高低来调节线性调整管的阻抗大小，从而调节 LED输出电路中的电流大小。本实施例中并不限定必须包含阻抗匹配电路，当电路中不存在阻抗不匹配的情况时，可以省略阻抗匹配电路，使得电路的结构更加筒单。

本实施例并不限定本实施例公开的电流调节电路只能应用该实施例中，其可以与任何一种结构的调整控制电路进行配合使用。

本实施例并不限定 LED输出电路只有两路，其可以为多路，根据具体的电路数量的不同，上述公式相应的进行调整，以实现根据全部的电路决定控制信号 Vshare的目的。进一步的，本实施例中的调整管既可以为增强型 N沟道 MOS管，还可以为 NPN管，调整控制电路在图 7所示基础上，如图 8所示，调整管为第一 NPN 管 Qnl , 此时，由于三极管是电流型驱动管，调整控制电路还包括：连接于第三运放 U3输出端与第一 NPN管 Q1基极间的第十一电阻 Rl 1 ,将调整控制电路输出的电压值转化为电流值，其工作原理与图 7所示电路原理相同。

本实施例并不限定上述调整控制电路的结构只能应用在图 7所示电路中，其同样可以应用在本发明所公开的，任何一种以 NPN管作为调整管的调整二极管 LED电流的电路中，而并不限定电流调节电路和电流采样电路如图 7中所示。

同理调整管还可以为 PNP管，其电路结构如图 9所示，调整管为第一 PNP 管 Qpl , 调整控制电路在图 7所示基础上，还包括：第十二电阻 R12和第二 NPN管 Qn2,第十二电阻 R12的一端连接于第三运放 U3输出端，另一端连接于第二 NPN管 Qn2的基极，第二 NPN管 Qn2的集电极与第一 PNP管 Qpl 的基极相连，第二 NPN管 Qn2的发射极接参考地。当第三运放 U3的输出信号越大时，第二 NPN管 Qn2的导通阻抗越小，第一 PNP管 Qpl的基极电流越大，则第一 PNP管 Qpl的导通阻抗减小。

本实施例并不限定上述调整控制电路的结构只能应用在图 7所示电路中，其同样可以应用在本发明所公开的任何一种以 PNP管作为调整管的调整二极管 LED电流的电路中，而并不限定电流调节电路和电流采样电路如图 7中所示。本发明实施例公开的又一调整 LED 电流的电路的结构示意图如图 10所示，同样以两路 LED输出电路为例，其中一路的结构包括：负载电路 103、调整电路 104、电流调节电路 105和调整控制电路 106。以其中一路为例，调整控制电路 106包括：第八电阻 R8、第九电阻 R9、第十电阻 R10、二极管 Dl、第四运放 U4、第五运放 U5和补偿网络；第八电阻 R8的一端与电流调节电路的输出端相连，另一端与第四运放 U4 的反相输入端相连；第九电阻 R9的一端与第四运放 U4的同相输入端相连，另一端与电源 Vcc相连；第四运放 U4 的同相输入端通过第十电阻 R10 与控制总线相连；补偿网络并联于第四运放 U4的反相输入端和输出端之间；第四运放 U4的输出端与调整管相连；第五运放 U5的同相输入端与电流调节电路的输出端相连；第五运放 U5的反相输入端与控制总线相连；二极管 D1并联于第五运放 U5的反相输入端和输出端之间，二极管 D1的阳极连接第五运放的反相输入端，二极管 D1的阴极连接第五运放的输出端。

本实施例公开的电路，第一路 LED输出电路和第二路 LED输出电路中电流调节电路的输出信号分别记为 VI和 V2。第一路中当 VI大于 Vshare时，第五运放 U5输出端为高，二极管 D1不通， Vshare保持不变，当 VI小于 Vshare 时，第五运放 U5输出端为低，二极管 D1导通，此时第五运放 U5的功能为电压跟随器， Vshare变为 VI；另一路中当 V2大于 Vshare时， U5，输出端为高，二极管 D1，不通， Vshare保持不变，当 V2小于 Vshare时， U5，输出端为低，二极管 D1，导通，此时 U5变为电压跟随器， Vshare变为 V2; 因此，可以看出，第五运放 U5、二极管 D1组成了最小电压值筛选电路，以保证 Vshare=Min ( VI , V2 ), Vshare和每路电流调节电路的输出信号 (VI , V2)进行比较。若某路的电流调节电路的输出信号大于总控制信号 Vshare,则运放输出电压逐步降低，使该路调整管工作在线性状态， LED 电流逐步降低直到接近 Vshare; 经调节，各路 LED输出电路中电流达到稳定时，由于第九电阻 R9的偏置作用，使得第四运放的同相端电压总是略大于反相输入端电压，从而第四运放的输出端电压抬高， LED负载压降最大的一路 LED输出电路中的调整管饱和导通，此时，单输出恒流源的输出电压等于或接近该路 LED输出电路中 LED负载的压降，其他各路 LED输出电路中调整管的阻抗也减小。因此，控制总线 Vshare 经偏置第九电阻 R9连接 Vcc后，减小了各路 LED输出电路中调整管的功耗，提高了本实施例的效率。

在电路起机时第五运放 U5的反相输入端的输入信号 Vshare为 0, 其同相输入端的输入信号 VI也为 0, 此时无法正常工作，为了解决该问题，将控制总线的总控制信号 Vshare通过电阻 R接至 Vcc, 保证了 Vshare在开始工作时不为 0, 电路可以正常工作。

本实施例中的电流取样电路和电流调节电路的结构可以如上述任一图中所示的结构。并且，本实施例公开的两路 LED输出电路的结构可以为不同，如图 10中所示，第二路 LED输出电路中的电流调节电路和电流取样电路的结构可以如图 9中所示，而第一路 LED输出电路中并不限定电流取样电流和电流调节电路的结构，其可以与第二路 LED输出电路相同，也可以与其不同。

本实施例中的调整管为增强型 N沟道 MOS管，其同样可以为 NPN管，此时，电路结构如图 11所示，调整管为第三 NPN管 Qn3 , 调整控制电路还包括：连接于第四运放 U4输出端与第三 NPN管 Qn3基极间的第十三电阻 R13 , 将输出的电压信号转化为电流信号，实现对第三 NPN管 Qn3的控制。

还可以为 PNP管，其电路结构如图 12所示，调整管为第二 PNP管 Qp2, 此时调整控制电路还包括：第十四电阻 R14和第四 NPN管 Qn4 , 第十四电阻 R14的一端连接于第四运放 U4输出端，另一端连接于第四 NPN管 Qn4的基极，第四 NPN管 Qn4的集电极与第二 PNP管 Qp2的基极相连，第四 NPN管 Qn4的发射极接参考地。当第四运放 U4的输出信号越大时，第四 PNP管 Qp2 的导通阻抗越小，第三 PNP管 Qpl的基极电流越大，则第三 PNP管 Qpl的导通阻抗减小。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较筒单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

权利要求

1、一种调整发光二极管 LED电流的电路，其特征在于，包括：单输出恒流源、多路 LED输出电路，与所述多路 LED输出电路相连的控制总线，任意一路 LED输出电路包括：负载电路、调整电路、电流调节电路和调整控制电路，其中：

所述调整电路包括：与所述负载电路相连的调整管，和一端与所述调整管相连的电流取样电路，所述电流取样电路的另一端与所述单输出恒流源的第二输出端相连，所述调整电路的输出端与所述电流调节电路的输入端相连；所述电流调节电路的输出端与所述调整控制电路的第一输入端相连，所述电流调节电路将所述调整电路输出的取样电流根据需要进行调整，转换为与所述取样电流对应的控制信号，输入到所述调整控制电路；

2、根据权利要求 1所述的电路，其特征在于，所述电流取样电路为第一可调电阻 Rsl , 所述电流调节电路为与所述第一可调电阻 Rsl相连的导线。

3、根据权利要求 1所述的电路，其特征在于，所述电流取样电路为第一电阻 Rl。

4、根据权利要求 1所述的电路，其特征在于，所述电流调节电路包括：一端与所述调整电路输出端相连的第二电阻 R2,所述第二电阻 R2的另一端分别与第一开关 S1和滤波电路的输入端相连，所述第一开关 S1的另一端接地，在脉沖信号的控制下实现开关的闭合和开启，所述滤波电路的输出端与所述调整控制电路输入端相连。

5、根据权利要求 4所述的电路，其特征在于，所述滤波电路包括：第三电阻 R3、第四电阻 R4、第一电容 Cl、第一运算放大器 U1和第二电容 C2, 其中，所述第三电阻 R3 的一端与所述第二电阻 R2相连，所述第三电阻 R3 的另一端分别于所述第一电容 C1和第四电阻 R4相连，所述第一电容 C1的另一端与所述第一运放 U1的反相输入端相连，所述第四电阻 R4的另一端与所述第一运放 U1的同相输入端相连，所述第一运放 U1的同相输入端与所述第四电阻 R4通过所述第二电容接地，所述第一运放 U1的反相输入端与其输出端相连，所述第一运放 U1的输出端与所述调整控制电路输入端相连。

6、根据权利要求 1所述的电路，其特征在于，所述调整控制电路包括：第五电阻 R5、第二运放 U2和补偿网络；

7、根据权利要求 3所述的电路，其特征在于，所述电流调节电路包括：第六电阻 R6和第二可调电阻 Rs2;

所述第六电阻 R6的一端与所述第一电阻 R1的高电位端相连，另一端与所述调整控制电路输入端相连；

8、根据权利要求 7所述的电路，其特征在于，所述电流调节电路还包括：阻抗匹配电路，所述的阻抗匹配电路为由一运放组成的电压跟随器，所述运放的反相输入端与输出端相连，所述运放的同相输入端连接至所述第六电阻 R6 和所述第二可调电阻 Rs2的公共连接点，所述运放的输出端连接至所述调整控制电路输入端相连。

9、根据权利要求 1所述的电路，其特征在于，所述调整控制电路包括：第八电阻 R8、第九电阻 R9、第十电阻 R10、二极管 Dl、第四运放 U4、第五运放 U5和补偿网络；

所述二极管 D1的阳极连接所述第五运放 U5的反相输入端，所述二极管 D1的阴极连接所述运放 U5的输出端。

10、根据权利要求 1至 9中任意一项所述的电路，其特征在于，所述调整管为 N沟道增强型 MOS管，所述 MOS管的漏极与所述负载电路相连，源极与所述电流取样电路的输入端相连，栅极与所述调整控制电路的输出端相连。

11、根据权利要求 6所述的电路，其特征在于，当所述调整管为第一 NPN 管 Qnl 时， Qnl 的集电极与所述负载电路相连，发射极与所述电流取样电路的输入端相连，基极与所述调整控制电路的输出端相连，所述调整控制电路还包括：连接于所述第三运放 U3输出端与所述第一 NPN管 Q1基极间的第十一电阻 R11;

12、根据权利要求 9所述的电路，其特征在于，当所述调整管为第三 NPN 管 Qn3时， Qn3的集电极与所述负载电路相连，发射极与所述电流取样电路的输入端相连，基极与所述调整控制电路的输出端相连，所述调整控制电路还包括：连接于所述第四运放 U4输出端与所述第三 NPN管 Qn3基极间的第十三电阻 R13; 当所述调整管为第二 PNP管 Qp2时， Qp2的发射极与所述负载电路相连，集电极与所述电流取样电路的输入端相连，基极与所述调整控制电路的输出端相连，所述调整控制电路还包括：第十四电阻 R14和第四 NPN管 Qn4, 所述第十四电阻 R14的一端连接于所述第四运放 U4输出端，另一端连接于所述第四 NPN管 Qn4的基极，所述第四 NPN管 Qn4的集电极与所述第二 PNP管 Qp2的基极相连，所述第四 NPN管 Qn4的发射极接地。

13、根据权利要求 1所述的电路，其特征在于，所述控制总线通过电阻 R 与电源 Vcc相连。

14、根据权利要求 1所述的电路，其特征在于，所述多路 LED输出电路中，不同路的 LED灯为颜色不同的 LED灯或色温不同的白光 LED灯。

15、根据权利要求 1所述的电路，其特征在于，所述单输出恒流源的输出电流可调，所述 LED组成的光源的亮度随着所述单输出恒流源的输出电流变化而变化。