专利名称：一种均流控制电路的制作方法
技术领域：
本申请涉及均流控制电路技术领域，特别是涉及用于多路负载的均流控制电路。
背景技术：
LED光源属于电流型元件，其输出光的强度直接与LED光源内流过的电流相关，LED光源的伏安特性呈现指数增长规律，即当电流达到LED光源的额定电流时，正向电压上升O. IV，正向电流会急剧增加。LED光源的正向电流大幅上升，不但使其发光亮度发生变化，发出光的波长改变，而且，LED光源内部的芯片会由于电流过大而被烧坏。LED光源在实际工作中往往由于各种原因造成电流增大供电电压突然升高；线路中某个元件或线路短路，造成LED光源供电通路的局部短路，使得此处的电压升高；某个LED光源由于自身质量原因损坏而形成短路，它原有的压降将转嫁到其它LED光源上，使得其它LED光源上的压降升高。如果LED光源长期工作在大电流的状态下，将影响LED光源的可靠性和使用寿命。因 此，LED光源的驱动电路在输入电压及环境温度等因素发生变化的情况下能够控制LED光源的电流的大小。现有的LED光源的驱动电路最常用的有两种第一种方案，参见图1，恒压模块的输出作为多路恒流电路的输入，每路恒流电路单独做恒流控制，很容易保证多路输出电流的均流，但由于每路恒流源需要一个独立控制的DC/DC变换器，因此电路复杂、成本高。第二种方案，参见图2，用MOS管或三极管做线性调整来实现多路恒流控制，由于每路恒流电路单独做恒流控制，电流的精度较高，但每路需要单独的基准源和控制电路，电路结构复杂、成本高。综上所述，这两种多路均流控制电路，均存在电路结构复杂、成本高的问题，现在急需一种电路结构简单、成本低，且电流控制精度高的多路均流控制电路。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种多路均流控制电路，以解决现有的多路均流控制电路结构复杂、成本高的问题，技术方案如下一种多路均流控制电路，用于包含多个LED支路的LED光源电路的均流控制，包括为LED光源电路提供恒定电流的恒流源，所述LED光源电路包括η个LED支路，η为整数且η > 1，每个LED支路均串联一个控制支路，每个控制支路均包括调整管通过其第一端和第二端与采样电阻串联，所述的串联支路的一端与所述LED支路的负端相连，所述串联支路的另一端与所述恒流源的负输出端相连，调整管的控制端与反馈电阻的一端相连的调整管，所述LED支路的正端与所述恒流源的正输出端相连，且第i个控制支路中的所述反馈电阻的另一端与第i+i个控制支路中所述采样电阻的高电位端相连，其中，i为正整数且I < i < η ;第η个控制支路中的所述反馈电阻的另一端与第I个控制支路中所述采样电阻的高电位端相连。优选的，所述调整管为NPN型三极管，且所述调整管的第一端为集电极，所述调整管的第二端为发射极，所述调整管的控制端为基极；优选的，所述调整管 为N型MOS管，且所述调整管的第一端为漏极，所述调整管的第二端为源极，所述调整管的控制端为栅极。一种多路均流控制电路，应用于包含多个LED支路的LED光源电路的均流控制，包括为LED光源电路提供恒定电流的恒流源，所述LED光源电路包括η个LED支路，η为整数且11 > I，每个LED支路均串联一个控制支路，每个控制支路均包括调整管、采样电阻及反馈电阻，其中所述调整管通过其第一端和第二端与所述采样电阻串联，所述串联支路的一端与所述LED支路的正端相连，所述串联支路的另一端与所述恒流源的正输出端相连，所述调整管的控制端与所述反馈电阻的一端相连，所述LED支路的负端与所述恒流源的负输出端相连，且第i个控制支路中的所述反馈电阻的另一端与第i_l个控制支路的中所述采样电阻的低电位端相连，其中，I为正整数且I < i彡η ;第I个控制支路中的所述反馈电阻的另一端与第η个控制支路中的所述采样电阻的低电位端相连。优选的，所述调整管为PNP型三极管，且所述调整管的第一端为集电极，所述调整管的第二端为发射极，所述调整管的控制端为基极；优选的，所述调整管为P型MOS管，且所述调整管的第一端为漏极，所述调整管的第二端为源极，所述调整管的控制端为栅极。由以上本申请实施例提供的技术方案可见，所述多路均流控制电路适用于LED驱动器，该均流控制电路以恒流源为输入，包括η个控制支路，每个控制支路包括调整管、反馈电阻、采样电阻，且所述调整管结构对称。η个控制支路形成一个闭环控制回路，当某一LED支路中流过的电流增大时，与该控制支路的相邻控制支路中的电流减小，从而使该控制支路的调整管的控制端的电压减小，进而阻止该支路中的电流增大，同时，该控制支路的电流增大，采样电阻上的电压降增大，从而使得与该控制支路相邻的控制支路上的调整管的控制端的电压增大，进而阻止相邻支路电流的减小，最终使得各个控制支路上的电流趋近于相等，从而实现多路LED的自动均流调节。由于该均流控制电路通过调整管及电阻实现，电路结构简单、成本低，而且由于通过各个控制支路组成的闭环控制，因此调节精度高。
为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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I为现有技术中的一种以恒压模块作为多路恒流电路输入的均流控制电路的电路原理意图；图2为现有技术中的一种以恒流模块作为多路恒流电路输入的均流控制电路的电路原理意图；图3为本申请实施例一种包含有两个支路的均流控制电路的电路原理图；图4为本申请实施例一种包含有三个支路的均流控制电路的电路原理图；图5为本申请实施例一种包含η个支路的均流控制电路的电路原理图；图6为本申请实施例另一种包含两个支路的均流控制电路的电路原理图；图7为本申请实施例另一种包含η个支路的均流控制电路的电路原理图。
具体实施例方式本申请实施例提供的均流控制电路，包括恒流源，以及至少两个控制支路，每个支路包括调整管、反馈电阻、采样电阻，调整管结构对称，调整管的控制端连接反馈电阻，第一端通过采样电阻连接LED支路，第二端接地，反馈电阻的另一端与该控制支路相邻的控制支路上的LED支路相连，多个控制支路依次连接，形成闭环控制回路，该控制电路通过调整管、电阻实现，电路结构简单、成本低，且电流控制精度高，从而实现了多个LED支路的均流调节。本说明书中的所述LED支路为多个LED灯首尾串联而成，LED灯的串联支路的一端为发光二极管的阳极，称之为LED支路正端；LED灯串联支路的另一端发光二极管的阴极，称之为LED支路负端。为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和实施方式对本申请作进一步的详细说明。参见图3，图3为本申请实施例一种只包含两个LED支路的均流控制电路的电路原理图。本实施例的LED光源电路中包含两路LED支路，分别为LEDl和LED2，对应的均流控制电路也包含有两个控制支路，分别为控制支路I和控制支路2，控制支路I与LEDl支路相连，用于控制LEDl支路的电流大小；控制支路2与LED2支路相连，用于控制LED2支路的电流大小，恒流源为两个并联支路提供电流。控制支路I包括第一调整管Q1，第一反馈电阻Rfl，第一采样电阻Rsl，LEDl支路由多个LED灯串联组成；控制支路2包括第二调整管Q2，第二反馈电阻Rf2，第二采样电阻Rs2，LED2支路由多个LED灯串联组成。所述第一调整管Ql和第二调整管Q2均可以采用NPN型三极管实现，且第一端为集电极，第二端为发射极，控制端为基极。第一调整管Ql和第二调整管Q2还可以通过N型MOS管实现，且第一端为漏极、第二端为源极、控制端为栅极。具体的，恒流源的正输出端与LEDl支路的正端连接，第一调整管Ql的第一端通过第一采样电阻Rsl与LEDl支路的负端连接，第一调整管Ql的控制端连接第一反馈电阻Rfl一端，第一调整管Ql的第二端与所述恒流源的负输出端相连。第二调整管Q2的控制端连接第二反馈电阻Rf2的一端，第二调整管Q2的第一端通过第二采样电阻Rs2与LED2支路的负端相连，第二调整管Q2的第二端与连接至所述恒流源的负输出端，LED2支路的正端与LEDl支路的正端相连，并连接恒流源的正输出端。其中，第一反馈电阻Rfl的另一端连接于第二采样电阻Rs2的高电位端，第二反馈电阻Rf2的另一端连接于第一采样电阻Rsl的高电位端，两个控制支路形成闭环控制。需要说明的是，本说明书中的所述采样电阻的高电位端，是指在电路中电流流进采样电阻的一端，同理电流流出采样电阻的一端为采样电阻的低电位端。当LEDl支路中的一个或多个LED灯短路时，或者其他原因使LEDl支路上的电流Icl增大时，由于LEDl支路和LED2支路输入的总电流恒定，即恒流源输出的电流，故LED2支路上的电流1。2减小。由于Iel增大，连接于第一调整管Ql第一端的第一米样电阻Rsl上的电压降增大，进而使第二调整管Q2的基极电压Vb2增大，由于发射极接地，射极电压Ve2不变，故Vbe2 = Vb2-Ve2增大，阻止1。2减小。同时，由于1。2减小，连接于第二调整管Q2第一端
的第二采样电阻Rs2上的电压降减小，进而使第一调整管Ql的基极电压Vbi减小，由于发射极接地，射极电压Vei不变，故Vbei = Vbi-Vei减小，阻止Ica增大，最终两个支路中的电流将趋向于相等，从而实现两路LED支路的自动均流调节。同理，当LED2支路上的电流1。2增加时，Vbe2减小，阻止1。2增大，Vbei增大，阻止Icl减小，实现两路LED支路均流调节。优选的，所选各器件的参数使调整管Ql和Q2均工作在临界饱和状态时，本发明的均流电路的损耗最小。本实施例中的采样电阻串联在调整管的第一端和LED支路负端之间，需要说明的是，由于调整管的第一端和第二端是与采样电阻串联的，因此，本实施例中的采样电阻还可以串联在调整管的第二端和恒流源负端之间。本实施例提供的两路均流控制电路，在恒流源供电的前提下，通过三极管、反馈电阻、采样电阻实现均流控制，电路结构简单，成本低，且两个控制支路构成闭环控制，电流控制精度高。参见图4，为本申请实施例一种包含有三个控制支路的多路均流控制电路原理图。该实施例公开的多路均流控制电路，用于具有三个LED支路的LED光源电路中各支路的电流均衡，与图3对应的实施例相比，多一个控制支路，即包括控制支路I、控制支路2和控制支路3，本实施例以调整管通过NPN型三极管实现为例进行说明，每个支路的电路结构均相同，均包括调整管、反馈电阻、采样电阻，结构对称，采样电阻串接在三极管的集电极与LED支路的负端之间，三极管的发射极均连接恒流源的负输出端。控制支路I上的第一三极管Ql的基极通过第一反馈电阻Rfl，与控制支路2上的第二采样电阻Rs2的高电位端相连；控制支路2上的第二三极管Q2的基极通过第二反馈电阻Rf2与控制支路3上的第三采样电阻Rs3的高电位端相连；控制支路3上的第三开关管Q3的基极通过第三反馈电阻Rf3与控制支路I上的第一采样电阻Rsl的高电位端相连，这样三个控制支路形成一个闭环控制回路。当LEDl支路上的电流Iel增大时，由于三个支路输入的总电流恒定，故LED2支路和LED3支路上的电流1。2和1。3均减小。电流1。2减小，第二采样电阻Rs2上的电压降减小，故第一三极管Ql基极电压Vbi减小，由于第一三极管Ql的射极电压Vei不变，故Vbei = Vbi-Vei减小，基极电流Ibi减小，阻止电流Ica增大；电流Iel增大，第一采样电阻Rsl上的电压降增大，故第三三极管Q3基极电压Vb3增大，由于第三三极管Q3的射极电压Ve3不变，故Vbe3 = Vb3-Ve3增大，阻止1。3减小；由于电流1。3被阻止减小，因此第三采样电阻Rs2上的电压降被阻止减小，缓慢趋近于稳定值，因此，第二三极管Q2的基极电压趋近于稳定值，因此，LED2支路上的电流趋近于稳定值。最终三个支路的电流均趋近于相等，从而实现三路LED支路的自动均流调节。同理，其他LED支路中的电流增大时，该闭环均流控制电路最终能够调节三个LED支路的电流趋近于相等。优选的，所选各器件的参数使三极管Ql、Q2和Q3均工作在临界饱和状态时，本发明的均流电路的损耗最小。·
本实施例中的采样电阻串联在调整管的第一端和LED支路负端之间，需要说明的是，由于调整管的第一端和第二端是与采样电阻串联的，因此，本实施例中的采样电阻还可以串联在调整管的第二端和恒流源负端之间。参见图5，为本申请实施例一种包含有η个控制支路的均流控制电路的电路原理图，并在以恒流源供电的前提下，所述η个控制支路的电路结构相同，包括调整管、采样电阻、反馈电阻，具体的，以NPN型三极管为例进行详细说明，以第i路控制支路为例说明η个控制支路之间的关系，其中，η为正整数且η > I, i为整数且I < i < η。第i路控制支路的三极管Qi的集电极通过采样电阻Rsi与LEDi支路的负端连接，三极管Qi的发射极接地，三极管Qi的基极通过反馈电阻Rfi连接于第i+Ι路控制支路的采样电阻Rs(i+1)与LED(i+l)支路的公共端相连，即采样电阻Rs(i+1)的高电位端；从第I路控制支路直到第η-I路控制支路，依次连接，第η路控制支路上的三极管Qn的基极通过反馈电阻Rfn与第I路控制支路中的采样电阻Rsl与LEDl支路的公共端相连，这样η个控制支路形成闭环控制回路。当第i路控制支路的电流增大时，其它支路的电流减小，与第i路控制支路相邻的支路中的电流减小，集电极电压减小，进而使得第i路控制支路的基极电压减小，由于发射极电压不变，故VBEi减小，阻止第i路控制支路的电流增大，同理，通过闭环控制回路的控制，阻止了其它支路的电流减小，最终，使得η个支路的电流均趋近于相等，从而实现η路LED支路的自动均流调节。优选的，所选各器件的参数使调整管Ql-Qn均工作在临界饱和状态时，本发明的均流电路的损耗最小。本实施例中的采样电阻串联在调整管的第一端和LED支路负端之间，需要说明的是，由于调整管的第一端和第二端是与采样电阻串联的，因此，本实施例中的采样电阻还可以串联在调整管的第二端和恒流源负端之间。请参见图6，示出了本申请实施例另一种只包含两个LED支路的均流控制电路的电路原理图。本实施例的LED光源电路中包含两路LED支路，分别为LEDl和LED2，对应的均流控制电路也包含有两个控制支路，分别为控制支路I和控制支路2，控制支路I与LEDl支路相连，用于控制LEDl支路的电流大小；控制支路2与LED2支路相连，用于控制LED2支路的电流大小，恒流源为两个并联支路提供电流。
控制支路I包括调整管Q21、反馈电阻Rf21，采样电阻Rs21，LEDl支路由多个LED灯串联组成；
控制支路2包括调整管Q22、反馈电阻Rf22，采样电阻Rs22，LED2支路由多个LED灯串联组成。其中，所述调整管Q21和调整管Q22均可以采用PNP型三极管实现，且第一端为集电极、第二端为发射极、控制端为基极；调整管Q21和调整管Q22还可以通过P型MOS管实现，且第一端为漏极、第二端为源极、控制端为栅极。具体的，所述恒流源的正输出端与调整管Q21及调整管Q22的第二端相连，调整管Q21的第一端通过采样电阻Rs21与LEDl支路的正端相连，LEDl支路的负端连接恒流源的负输出端，且接地。调整管Q21的基极与反馈电阻Rf21的一端相连，反馈电阻Rf21的另一端连接至LED2支路上的采样电阻Rs22的低电位端，即采样电阻Rs22与LED2支路的正端相连的一端;调整管Q22的第一端通过采样电阻Rs22与LED2支路的正端相连，LED2支路的负端连接恒流源的负输出端，且接地，调整管Q22的基极与反馈电阻Rf22的一端相连，反馈电阻Rf22的另一端连接至采样电阻Rs21的低电位端，即采样电阻Rs21与LEDl支路的正端连接的一端，此时，控制支路I和控制支路2构成一个闭合的控制回路。当LEDl支路中的一个或多个LED灯短路时，或者其它原因使LEDl支路上的电流Icil增大时，由于LEDl支路和LED2支路输入的总电流恒定，为恒流源输出的电流，因此，LED2支路上的电流1。2减小，使得采样电阻Rs22上的压降减小，因此，采样电压Vs2增加，从而使调整管Q21的基极电压增加，又由于调整管Q21的发射极电压不变，故有调整管Q21的基极与发射极间的电压差Vbei减小，从而阻止了调整管Q21的集电极的电流增大。与此同时，由于LEDl支路上的电流Iel增大，采样电阻Rs21上的压降增大，使得采样电压Vsl减小，从而使调整管Q22的基极电压减小，又由于调整管Q22的发射极电压不变，故有调整管Q22的基极与发射极间的电压差Vbe2增大，从而阻止了调整管Q22的集电极的电流减小。最终两个支路中的电流将趋向于相等，从而实现两路LED支路的自动均流调节。优选的，所选各器件的参数使调整管Ql和Q2均工作在临界饱和状态时，本发明的均流电路的损耗最小。本实施例中的采样电阻串联在调整管的第一端和LED支路正端之间，需要说明的是，由于调整管的第一端和第二端是与采样电阻串联的，因此，本实施例中的采样电阻还可以串联在调整管的第二端和恒流源正端之间。参见图7，示出了本申请实施例另一种包含有η个控制支路的多路均流控制电路的电路原理图。该实施例公开的多路均流控制电路，用于具有η个LED支路的LED光源电路中各支路的电流均衡，包括η个控制支路，η为正整数且η > 1，i为整数且I < i < η。本实施例以调整管通过PNP型三极管实现为例进行说明，每个支路的电路结构均相同，均包括调整管、反馈电阻、采样电阻，结构对称，采样电阻串联在PNP型三极管的集电极与LED支路的正端之间，PNP型三极管的发射极均连接至恒流源的正输出端，LED支路的负输出端与恒流源的负输出端相连，且接地，三极管的基极连接有反馈电阻的一端。第i路控制支路的三极管Q2i的集电极通过采样电阻Rs2i与LEDi支路的正端连接，三极管Q2i的发射极连接恒流源的正输出端，三极管Q2i的基极通过反馈电阻Rf2i连接于第i-Ι路控制支路的采样电阻Rs2(i-D的低电位端，即其与LED(i-l)支路的公共端相连。且第I路控制支路的三极管Q21的基极通过反馈电阻Rf21连接于第η路控制支路的采样电阻Rs2n与LEDn支路的公共端相连，这样，η个控制支路构成一个闭环控制回路。当第i路控制支路的电流增大时，与第i路控制支路相邻的(i-Ι)路控制支路中的电流减小，使采样电阻Rsa-D上的压降减小，从而使对应支路中的采样电压Vs(i_D增大，因此，使得第i路控制支路的基极电压增大，由于三极管Qi的发射极电压不变，故VBEi减小，从而阻止第i路控制支路的电流增大，同理，通过闭环控制回路的控制，阻止了(i-i)路控制支路电流的减小，最终，使得η个支路的电流均趋近于相等，从而实现η路LED支路的自动均流调节。优选的，所选各器件的参数使调整管Q21-Q2n均工作在临界饱和状态时，本发明的均流电路的损耗最小。
本实施例中的采样电阻串联在调整管的第一端和LED支路正端之间，需要说明的是，由于调整管的第一端和第二端是与采样电阻串联的，因此，本实施例中的采样电阻还可以串联在调整管的第二端和恒流源正端之间。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。以上所述仅是本申请的具体实施方式
，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以得到许多看似不同但实质原理相同的变形电路，这些变形电路也应视为本申请的保护范围。
权利要求
1.一种多路均流控制电路，应用于包含多个LED支路的LED光源电路的均流控制，其特征在于，包括 为LED光源电路提供恒定电流的恒流源，所述LED光源电路包括η个LED支路，η为整数且η > 1，每个LED支路均串联一个控制支路，每个控制支路均包括 调整管通过其第一端和第二端与采样电阻串联，所述的串联支路的一端与所述LED支路的负端相连，所述串联支路的另一端与所述恒流源的负输出端相连，调整管的控制端与反馈电阻的一端相连的调整管，所述LED支路的正端与所述恒流源的正输出端相连，且 第i个控制支路中的所述反馈电阻的另一端与第i+Ι个控制支路中所述采样电阻的高电位端相连，其中，i为正整数且I彡i < η ; 第η个控制支路中的所述反馈电阻的另一端与第I个控制支路中所述采样电阻的高电位端相连。
2.根据权利要求I所述的多路均流控制电路，其特征在于 所述调整管为NPN型三极管，且所述调整管的第一端为集电极，所述调整管的第二端为发射极，所述调整管的控制端为基极。
3.根据权利要求I所述的多路均流控制电路，其特征在于 所述调整管为N型MOS管，且所述调整管的第一端为漏极，所述调整管的第二端为源极，所述调整管的控制端为栅极。
4.一种多路均流控制电路，应用于包含多个LED支路的LED光源电路的均流控制，其特征在于，包括 为LED光源电路提供恒定电流的恒流源，所述LED光源电路包括η个LED支路，η为整数且η > 1，每个LED支路均串联一个控制支路，每个控制支路均包括调整管、采样电阻及反馈电阻，其中 所述调整管通过其第一端和第二端与所述采样电阻串联，所述串联支路的一端与所述LED支路的正端相连，所述串联支路的另一端与所述恒流源的正输出端相连，所述调整管的控制端与所述反馈电阻的一端相连，所述LED支路的负端与所述恒流源的负输出端相连，且 第i个控制支路中的所述反馈电阻的另一端与第i_l个控制支路的中所述采样电阻的低电位端相连，其中，i为正整数且I < i < η ; 第I个控制支路中的所述反馈电阻的另一端与第η个控制支路中的所述采样电阻的低电位端相连。
5.根据权利要求4所述的多路均流控制电路，其特征在于 所述调整管为PNP型三极管，且所述调整管的第一端为集电极，所述调整管的第二端为发射极，所述调整管的控制端为基极。
6.根据权利要求4所述的多路均流控制电路，其特征在于 所述调整管为P型MOS管，且所述调整管的第一端为漏极，所述调整管的第二端为源极，所述调整管的控制端为栅极。
全文摘要
本申请公开了一种多路均流控制电路，包括n个控制支路，每个控制支路包括调整管、反馈电阻、采样电阻，且调整管结构对称，n个控制支路形成一个闭环控制回路，当某一LED支路中流过的电流增大时，与该控制支路的相邻控制支路中的电流减小，从而使该控制支路的调整管的基极电流减小，阻止该支路中的电流增大，同时，该控制支路的电流增大，使得与该控制支路相邻的控制支路上的调整管的基极电流增大，进而阻止相邻支路电流的减小，最终使得各个控制支路上的电流趋近于相等，从而实现多路LED的自动均流调节。由于该均流控制电路通过调整管及电阻实现，电路结构简单、成本低，而且由于通过各个控制支路组成的闭环控制，因此调节精度高。
文档编号H05B37/02GK102833906SQ20111025171
公开日2012年12月19日 申请日期2011年8月29日 优先权日2011年6月16日
发明者姜熠, 刘永青, 韩雪强, 华桂潮 申请人:英飞特光电(杭州)有限公司