多路輸出恆流源的製作方法

2023-11-04 20:22:52

多路輸出恆流源的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及多路輸出恆流源，包括依次電性連接的AC/DC轉換單元、控制單元、輸出單元和負載，還包括PWM調光單元、POT調光單元、調光器調光單元、採樣單元和判斷單元。本實用新型通過對多路輸出進行信號採樣，利用相應的調光功能，完成恆流源由單輸出向多輸出的轉變，在一路或者幾路輸出存在斷路故障的情況，依舊保證其它輸出電流在額度值範圍內，保證照明系統的整體安全性。
【專利說明】多路輸出恆流源

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及高頻開關電源【技術領域】，尤其是恆流源領域。

【背景技術】
[0002] 目前恆流源做為LED照明的驅動電源，對可靠性、質量、調光等要求日趨增高，同 時由於普及使用又需要做到低成本，由此產生了矛盾。現有的恆流源一般只能實現一個 Buck電路供應一路輸出，也有多路輸出的恆流源，但調光方式單一，有的使用微處理器芯 片，成本_昂。 實用新型內容
[0003] 鑑於現有技術中的以上不足，本實用新型提供一種多路輸出恆流源，採用常用芯 片，僅通過優化外圍電路，集成多種調光方式，實現多路輸出功能，電路具有較高的性價比。
[0004] 為達到上述目的，本實用新型採用以下技術方案：一種多路輸出恆流源，包括依次 電性連接的AC/DC轉換單元、控制單元、輸出單元和負載，還包括PWM調光單元、P0T調光 單元、調光器調光單元、採樣單元和判斷單元，其中，所述PWM調光單元，與所述控制單元相 連，通過外界輸入脈衝寬度調製信號，實現相應單路恆流輸出電流的調整，PWM信號頻率為 1 ?20KHz;
[0005] 所述P0T調光單元，與所述控制單元相連，通過調節電阻阻值，實現對相應單路恆 流輸出電流的調整；
[0006] 所述調光器調光單元，與所述控制單元相連，通過向外界提供lOVdc電壓信號，由 外界對該電壓信號進行調節；也可以是外界提供O-lOVdc電壓信號，實現相應單路恆流輸 出電流的調整；
[0007] 所述輸出單元，將單路恆流輸出分成多路，提供給輸出負載；
[0008] 所述採樣單元，對所述輸出單元的每一路進行電流採樣，轉換為相應電壓信號，提 供給所述判斷單元；
[0009] 所述判斷單元，以所述採樣單元提供的電壓信號判斷輸出電流變化，對每路輸出 電流進行監控，當其中出現斷路現象，實時將控制信號發送到所述PWM調光單元或所述P0T 調光單元或所述調光器調光單元，由所述控制單元對輸出總電流進行調整，保證多路輸出 的每路電流保持在額度值範圍內。
[0010] 優選的，所述控制單元採用晶片LM3409,它是一種常見的LED驅動電路晶片。
[0011] 優選的，所述判斷單元包括一次判斷電路和二次判斷電路，所述一次判斷電路的 輸出作為所述二次判斷電路的輸入。
[0012] 所述一次判斷電路由運算放大器U6、PNP型三極體Q3和電阻R56、R59、R62組成， 採樣信號進入U6正極，U6的負極連接在串聯的R59、R62之間，U6的輸出端連接Q3基極，Q3發射極串聯R56後接至所述P0T調光單元。此種結構的一次判斷電路的數量與輸出單元 的恆流路數相等，即如果恆流源為三路輸出，那麼一次判斷電路也為三個，每個一次判斷電 路對相應單路輸出的電流進行判斷。
[0013] 所述二次判斷電路由與門U7、PNP型三極體Q7和電阻R66組成，U7的輸入端連接 任意兩個所述一次判斷電路中U6的輸出端，U7的輸出端與Q7基極相連，Q的發射極串聯 R66後連接所述P0T調光單元。所述二次判斷電路數量與所述一次判斷電路數量的關係滿 足關係式j. =Cf，其中x為所述一次判斷電路的數量，y為所述二次判斷電路的數量。
[0014] 本實用新型的有益效果：1、通過對多路輸出進行信號採樣，利用相應的調光功能， 完成恆流源由單輸出向多輸出的轉變；2、在一路或者幾路輸出存在斷路故障的情況，依舊 保證其它輸出電流在額度值範圍內，保證照明系統的整體安全性；3、電路結構簡單，實現了 成本優化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為本實用新型原理框圖；
[0016] 圖2為本實用新型實施例三種調光方式及控制單元電路連接圖；
[0017] 圖3為本實用新型實施例採樣單元電路圖；
[0018] 圖4為本實用新型實施例判斷單元之一次判斷電路圖；
[0019] 圖5為圖4中實施例判斷單元之二次判斷電路圖。

【具體實施方式】
[0020] 為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0021] 如圖1所示，本實用新型多路輸出恆流源包括AC/DC變換單元，將輸入的AC電壓 轉換為DC電壓，為後級恆流變換提供直流電能源，此單元信號轉換頻率通常為50?200KHz 的高頻信號；控制單元，將AC/DC變化單元轉換得到的的DC電壓轉換為需要的恆流輸出，其 輸出電流為多路輸出電流的總和，此單元信號轉換頻率通常為100?lOOOKHz的高頻信號； 可控矽調光控制單元，與控制單元相連，實現對控制單元的調光控制，具體為調節電位器阻 值，獲得對相應單路恆流輸出電流的調整；PWM調光控制單元，也與控制單元相連，實現對 控制單元的調光控制，屬於外界輸入脈衝寬度調製信號，以實現相應單路恆流輸出電流的 調整，此單元的PWM信號通常為1?20KHz的信號；調光器調光單元，與控制單元相連，實現 對控制單元的調光控制，屬於給外界提供lOVdc電壓信號，由外界對此電壓信號進行調節， 也可以是外界提供0-lOVdc的調節電壓信號，實現相應單路恆流輸出電流的調整；多路輸 出單元，將單路恆流輸出簡單分成多路輸出，提供給輸出負載，圖2所示的R52、R53、R55即 承載了三路輸出的功能；採樣單元，對每一路輸出進行電流採樣，轉換為相應電壓信號，提 供給反饋單元，作為輸出電流採樣信號；判斷單元，根據採樣單元提供的電壓信號判斷輸出 電流變化情況，對每路輸出電流進行實時監控，當其中出現斷路現象，則將每路輸出電流信 號轉換成控制信號，發送到P0T調光單元，由P0T調光單元對輸出總電流進行調整，保證多 路輸出的每路電流保持在額度值範圍內，確保使用安全。
[0022] 如圖2所示，U4為LM3409,為LED提供驅動，接線端1處接PWM調光單元，屬於脈 衝寬度調光模式，在這個部分，只要接入〇?100%脈衝寬度變化的信號，就可以使輸出電流 額度值在0?100%之間變化，達到調光目的；接線端2接調光器調光單元，屬於模擬電壓變 化調光模式，只要在此接入一個調光器，使此單元的控制信號在0-10V之間變化，就可實現 輸出電流額度值在〇?100%之間變化，達到調光目的，需要指出，此處的調光器，可以是拉 電流（sink)或者灌電流（source)模式，均可以達到調光目的；接線端3接POT調光單元， 屬於電阻調光模式，只要在此處接入在設定範圍內變化阻值的電阻，就可以使不同的電阻 值對應不同的恆流輸出電流值，達到調光目的。接線端4處接負載LED。U4還可以是實現 同樣功能的其他型號的恆流驅動晶片。
[0023] 圖3為採樣單元，具體為3個電阻R52、R53和R55,三個電阻分別與三個輸出端的 地迴路相連接，這樣每個單獨輸出的電流採樣信號就分別由這三個電阻完成。
[0024] 圖4為一次判斷電路，為三個結構相同的電路來對應三路輸出，分別由一個運算 放大器、一個PNP三極體及三個電阻組成，採樣信號II、12、13作為運算放大器的一路輸入 信號。該電路用於判斷每路輸出電流情況，判斷結果與P0T調光埠相連，完成對輸出電流 的相應調整。
[0025] 圖5為二次判斷電路，由一個與門、一個三極體及外圍電阻組成，將一次判斷電路 判斷結果的邏輯電平送入與門，當三路輸出的其中兩路電流出現異常比如斷路，該電路起 作用。調節輸出電流，使輸出電流始終保持在LED燈的設計電流容許範圍內。該電路同樣 和P0T調光埠相連。
[0026] 根據判斷結果調節電流的方式：檢測多路輸出的每路電流，當其中任意一路出現 斷路現象，將U4晶片2腳的外接對地電阻降低，實現從總輸出電流值中減去故障路輸出電 流值；當剩下的輸出迴路中再出現斷路情況時，再將U4晶片2腳的外接對地電阻降低，再從 輸出總電流值中減去輸出故障路輸出電流值；依次類推，就可以實現將單輸出的恆流源變 為多輸出的恆流源。
[0027] 在本實施方式中，圖4和圖5的輸出均連接P0T調光單元，實際還可以連接PWM調 光單元和調光器調光單元，此時判斷單元的電路會有所改變。
[0028] 本發明提出的將單輸出恆流源改變為多輸出恆流源，是將單輸出恆流源的輸出直 接分成多路，每路輸出採用單獨採樣、控制，使每路輸出得到實時監控，其中任意一路出現 斷路問題，控制單元將單輸出恆流源的輸出電流減去故障路輸出的電流，保證其它各路輸 出的電流值始終保持在設計值範圍內，保證安全。這種變化目前試用於多輸出的每路輸出 電流值均相同的情況。當其中任何一路輸出出現短路現象時，單輸出恆流源的短路保護功 能啟動，完全可以保證所有輸出燈負載的安全，當輸出短路解除後，系統自動恢復正常工 作。
[0029] 本實用新型方案所公開的技術手段不僅限於上述實施方式所公開的技術手段，還 包括由以上技術特徵任意組合所組成的技術方案。
【權利要求】
1. 一種多路輸出恆流源，包括依次電性連接的AC/DC轉換單元、控制單元、輸出單元和 負載，其特徵在於：還包括PWM調光單元、POT調光單元、調光器調光單元、採樣單元和判斷 單元，其中， 所述PWM調光單元，與所述控制單元相連，通過外界輸入脈衝寬度調製信號，實現相應 單路恆流輸出電流的調整，PWM信號頻率為1?20KHz; 所述POT調光單元，與所述控制單元相連，通過調節電阻阻值，實現對相應單路恆流輸 出電流的調整； 所述調光器調光單元，與所述控制單元相連，通過向外界提供IOVdc電壓信號，由外界 對該電壓信號進行調節；也可以是外界提供O-IOVdc電壓信號，實現相應單路恆流輸出電 流的調整； 所述輸出單元，將單路恆流輸出分成多路，提供給輸出負載； 所述採樣單元，對所述輸出單元的每一路進行電流採樣，轉換為相應電壓信號，提供給 所述判斷單元； 所述判斷單元，以所述採樣單元提供的電壓信號判斷輸出電流變化，對每路輸出電流 進行監控，當其中出現斷路現象，實時將控制信號發送到所述PWM調光單元或所述POT調光 單元或所述調光器調光單元，由所述控制單元對輸出總電流進行調整，保證多路輸出的每 路電流保持在額度值範圍內。
2. 根據權利要求1所述的多路輸出恆流源，其特徵在於：所述控制單元為晶片LM3409。
3. 根據權利要求1所述的多路輸出恆流源，其特徵在於：所述判斷單元包括一次判斷 電路和二次判斷電路，所述一次判斷電路的輸出作為所述二次判斷電路的輸入。
4. 根據權利要求3所述的多路輸出恆流源，其特徵在於：所述一次判斷電路由運算放 大器U6、PNP型三極體Q3和電阻R56、R59、R62組成，採樣信號進入U6正極，U6的負極連接 在串聯的R59、R62之間，U6的輸出端連接Q3基極，Q3發射極串聯R56後接至所述POT調 光單元。
5. 根據權利要求4所述的多路輸出恆流源，其特徵在於：所述一次判斷電路數量與所 述輸出單元的恆流路數相等。
6. 根據權利要求3所述的多路輸出恆流源，其特徵在於：所述二次判斷電路由與門U7、 PNP型三極體Q7和電阻R66組成，U7的輸入端連接任意兩個所述一次判斷電路中U6的輸 出端，U7的輸出端與Q7基極相連，Q的發射極串聯R66後連接所述POT調光單元。
7. 根據權利要求6所述的多路輸出恆流源，其特徵在於：所 述二次判斷電路數量與所述一次判斷電路數量的關係滿足關係式 W卜其中X為所述一次判斷電路的數量，y為所述二次判斷電路的數量。
【文檔編號】H05B37/02GK204131780SQ201420469401
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月20日 優先權日:2014年8月20日
【發明者】馬生茂, 周焱, 黃思捷 申請人:張家港麥智電子科技有限公司