專利名稱：一種led均流控制電路及led驅動模塊和助航燈的制作方法
技術領域：
本發明涉及照明技術領域，更具體地說，涉及一種LED均流控制電路及LED驅動模 塊和助航燈。
背景技術：
隨著科技的進步及節能環保的推行，LED已被廣泛應用于信號指示，特別是助航燈 的應用，但由于LED是屬于電壓型器件，微小的電壓變化會引起很大的電流變化，而發光亮 度又與通過的電流有著極大的關系，電流的變化會引起亮度的變化，因此作為面光源用時 必須考慮LED發光的均勻性，也就是通過每一路LED上的電流要近乎相等。
目前，LED作為面光源應用時，一般電路結構為串聯、并聯、串并混聯。如果用串聯 電路或串-并混聯則需要升壓，造成效率的降低；如果用并聯電路，就要保證每個LED支路 的LED上流過的電流相同，但在實際應用中發現，隨著LED長時間的應用，每個LED支路中 的LED的管壓降開始逐漸不同，導致每個LED支路的電流不近乎相等。
發明內容
針對現有技術的上述多個LED支路并聯時，每個LED支路的電流不相等的缺陷，本
發明提供了一種LED均流控制電路，能動態調整多個LED支路的電流，使其保持一致。 此LED均流控制電路，用于并聯的多個LED支路上，設置在每一個LED支路上的
LED均流控制電路包括開關管、采樣電阻、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電
阻、均流電阻和第一三端可調分流基準源，所述開關管的漏極接LED支路的負極，所述開關
管的源極通過所述采樣電阻接地，所述均流電阻連接在所述開關管的漏極和源極之間，所
述第一電阻、所述第二電阻和所述第三電阻串聯在一直流電壓和地之間，所述第二電阻和
所述第三電阻的連接點接所述開關管的柵極，所述第四電阻和所述第五電阻串聯在所述開
關管的源極和地之間，所述第四電阻和所述第五電阻的連接點接所述第一三端可調分流基
準源的參考端，所述第一三端可調分流基準源的陽極接地，所述第一三端可調分流基準源
的陰極接第一電阻和第二電阻的連接點。 更進一步地，本發明在上述電路的基礎上還提供了一種含有上述LED均流控制電 路的LED驅動模塊。 更進一步地，本發明在上述電路的基礎上還提供了一種含有上述LED驅動模塊的 助航燈。 實施本發明的電路結構，可以動態調整多個LED支路的電流，使每個LED支路的電
流保持一致。
下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中
圖1是本發明LED驅動模塊實施例一的邏輯框4
圖2是本發明LED驅動模塊優選實施例的電路圖。
具體實施例方式
針對現有技術中多個LED支路并聯時，每個LED支路的電流不相等的缺陷，提供一 種LED均流控制電路，其可以采樣每個LED支路的電流，并根據所采樣的每個LED支路的電 流將每個LED支路的電流調整一致，使得LED支路發光均勻，且每一支路上電流近乎相等。
本發明實施例的LED均流控制電路的基本技術方案是在并聯的多個LED支路中， 每個LED支路均設置有LED均流控制電路。此LED均流控制電路包括開關管、采樣電阻、第 一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、均流電阻和第一三端可調分流基準源， 開關管的漏極接LED支路的負極，所述開關管的源極通過采樣電阻接地，均流電阻連接在 所述開關管的漏極和源極之間，第一電阻、第二電阻和第三電阻串聯在一直流電壓和地之 間，第二電阻和第三電阻的連接點接所述開關管的柵極，第四電阻和第五電阻串聯在所述 開關管的源極和地之間，第四電阻和第五電阻的連接點接第一三端可調分流基準源的參考 端，第一三端可調分流基準源的陽極接地，第一三端可調分流基準源的陰極接第一電阻和 第二電阻的連接點。另外，第四電阻和第五電阻的連接點還通過電容接地。這里的開關管 可以采用場效應管等來實現。 如圖2所示的下半截，給出了本發明的一最優實施例的電路原理圖，在此圖中給 出了兩路并列的LED支路LED 1 、 LED2 、 LED 3和LED4、 LED5 、 LED6 。 一路LED支路LED 1 、 LED2 、 LED3的LED均流控制電路10包括場效應管Q2、采樣電阻R20、均流電阻R18、電阻R22、電阻 RIO、電阻R23、三端可調分流基準源U4、電容C9、電阻R16和電阻Rll，其中，場效應管Q2的 漏極連接第一 LED支路的負極，此LED支路的正極接LED的工作電壓輸出，場效應管Q2的源 極通過采樣電阻R20接地，均流電阻R18連接在場效應管Q2的漏極和源極之間，電阻R22、 電阻RIO、電阻R23依次串聯在一直流電壓VCC的輸出端和地之間，電阻R10和電阻R23的 連接點連接場效應管Q2的柵極，電阻R22和電阻R10的連接點接三端可調分流基準源U4的 陰極，三端可調分流基準源U4的陽極接地，電阻R16和電阻R11串聯在場效應管Q2的源極 和地之間，電阻R16和電阻Rll的連接點接三端可調分流基準源U4的參考端，且此連接點 還可以通過電容C9接地實現濾波。另一路LED支路LED4、LED5、LED6的LED均流控制電路 10包括場效應管Q 3、采樣電阻R21、均流電阻R19、電阻R24、電阻R12、電阻R25、三端可調 分流基準源U5、電容CIO、電阻R17和電阻R13，這些元器件的連接關系，與上一支路的連接 關系相同，如場效應管Q 3的漏極連接第一LED支路的負極，此LED支路的正極接LED的工 作電壓輸出，場效應管Q3的源極通過采樣電阻R21接地，均流電阻R19連接在場效應管Q3 的漏極和源極之間，電阻R24、電阻R12、電阻R25依次串聯在上述直流電壓VCC的輸出端和 地之間，電阻R12和電阻R25的連接點連接場效應管Q3的柵極，電阻R24和電阻R12的連 接點接三端可調分流基準源U5的陰極，三端可調分流基準源U5的陽極接地，電阻R17和電 阻R13串聯在場效應管Q3的源極和地之間，電阻R17和電阻R13的連接點接三端可調分流 基準源U5的參考端，且此連接點還可以通過電容C10接地實現濾波。
上述LED均流控制電路實現的即是電流偏差檢測電路，根據每一 LED支路中的LED 個數及型號，通過選擇合適型號的三端可調分流基準源U4、 U5、合適阻值比值的電阻R16、 R11及合適阻值比值的電阻R17、 R13，可保證在兩個LED支路的電流在電路正常運行時，導
5通電流相同，采樣電阻R20、R21兩端的電壓(即點FB1、FB2的電壓)近乎相等。然而當一 LED支路的電流大于設定的最大值時，FBI檢測點的電壓經R11、R16或R17、R13分壓后，大 于U4或者U5的基準電壓，則U4或U5就導通，將開關管Ql或者Q2的柵極電壓拉低，使Ql 或者Q2截止，均流電阻R18或R19接入電路，使一 LED支路的電阻大于其他支路的電阻，則 這樣兩路電流就平衡在一個水平。反之，若LED支路的電流逐漸降低，采樣電阻R20或R21 兩端的電壓(點FBI的電壓)逐漸降低，若低于三端可調分流基準源U4或U5的基準電壓， 三端可調分流基準源U4或U5不導通，進而場效應管Q2或Q3導通，將均流電阻R18或R19 短路，則LED支路的電流就會相應變大，從而實現自我調整。 將上述LED均流控制電路應用于多個LED支路上即可構成新的LED驅動模塊，使 得能動態調整多個LED支路的電流，使其保持一致。如圖l所示給出的實施例，在本發明實 施例的邏輯框圖中，LED驅動模塊可以包括以下幾個部分 1、電源部分40，用于為并聯的兩個LED支路提供工作電壓；此電路是每一個LED 電路必須的。如圖2所示，給出了一實施例的電路原理圖。在電源部分40中，變壓器T1的 兩輸入端接交流市電的兩端，其兩輸出端接二極管整流橋Dl的兩輸入端，二極管整流橋Dl 的一輸出端分別接二極管D2、 D3的正極，其另一輸出端接地，電容Cl、 C2、 C3和放電電阻 Rl、 R2、 R3、 R4分別連接在二極管D2、 D3的負極和地之間，二極管D2、 D3的負極作為LED供 電電壓的輸出端。此電路將輸入的恒定交流電變為可向LED供電的平滑直流電。其中，肖 特基二極管D2、D3起隔離保護作用，防止電容(C1、C2、C3)里儲存的電量倒灌，形成沖擊電 流，擊穿后續過壓保護部分中的晶閘管TYN1， Rl-R4為放電電阻。 此外，為了給LED驅動模塊中的各個元器件提供一直流電壓，則還可以通過穩壓 芯片U3來實現電壓轉換，獲得一直流電壓VCC，比如此直流電壓VCC可以為LED均流控制電 路提供工作電壓。 2、過壓保護部分30、用于在LED支路的供電電壓過大時對電路進行保護。如圖2 所示，給出了一實施例的電路原理圖。在此過壓保護部分30中，第一穩壓管(穩壓管ZD1和 ZD2同向串聯結構)的陰極連接LED的工作電壓輸入，即上述電源部分中二極管整流橋D1 的一輸出端，第一穩壓管的陽極通過第六電阻R6接地，晶閘管TYN1的控制極接第一穩壓管 的陽極，晶閘管TYN1的陰極接地，晶閘管TYN1的陽極接LED的工作電壓輸入。另外，第六 電阻R6的兩端還并聯有電容C4。圖2所示電路中采用兩個穩壓管來構造相適配的穩壓值。 當總負載開路時，一旦電壓上升到穩壓管ZD1、 ZD2的導通閾值(根據負載的數量導通閥值 可以相應更改)，ZD1、ZD2即觸發導通，形成觸發電流，使晶閘管TYN1導通，晶閘管TYN1的 導通，降低了電路電壓，因而得以保護電源部分的電解電容(C1、C2、C3)。
3、LED均流控制電路IO，用于采樣每個LED支路的電流，并根據所采樣的每個LED 支路的電流將每個LED支路的電流調整一致，此LED均流控制電路10的結構見上述相關說 明，在此不做重復敘述。 4、過流保護部分20，用于在至少一個LED支路中的電流過大時對電路進行保護。 在過流保護部分20中，包括三極管、第七電阻、第八電阻、第二三端可調分流基準源，第七 電阻和第八電阻串聯在開關管的源極和地之間，第七電阻和第八電阻的連接點接第二三端 可調分流基準源的參考端，第二三端可調分流基準源的陽極接地，第二三端可調分流基準 源的陰極接三極管的基極，三極管的發射極通過第一穩壓管連接LED的工作電壓輸入，三極管的集電極接晶閘管的控制極。并且為了保護電路，還在三極管的基極與第二三端可調 分流基準源的陰極增加一單向導通元件，如二極管。 如圖2所示，給出了本發明的一最優實施例，其中與兩路LED支路對應包括兩路過 流保護電路，其中電阻R14和電阻R8串聯在場效應管Q2的源極和地之間，電阻R14和電阻 R8的連接點接三端可調分流基準源U2的參考端，三端可調分流基準源U2的陽極接地，其 陰極接二極管D4的負極，二極管D4的正極接PNP型三極管Q1的基極，三極管Q1的發射極 接穩壓二極管ZD1的負極，其集電極接晶閘管TYN1的控制極；電阻R15和電阻R9串聯在場 效應管Q3的源極和地之間，電阻R15和電阻R9的連接點接三端可調分流基準源Ul的參考 端，三端可調分流基準源U1的陽極接地，其陰極接二極管D5的負極，二極管D5的正極接三 極管Ql的基極。在此電路中，晶閘管TYN1、三極管Ql、二極管D4、 U2、 R8、 R14組成了一路 過流保護電路；晶閘管TYN1、三極管Ql、二極管D5、U1、R9、R15組成一路過流保護電路。當 負載支路電流過大，超過設定值(根據LED燈的規格不同電流也可能改變)時，其中一路負 載支路檢測點的電壓信號FBI經過電阻分壓后的值就會超過三端可調分流基準源U2的基 準值，U2就開通，通過二極管D4將Q1的基極電壓拉低，使Q1導通，提供晶閘管TYN1的觸 發電流，使其導通，這樣沒有電流繼續流向LED，從而保護LED被大電流燒壞。兩路過流保護 電路的原理相同，在此不重復敘述。為了降低成本，節省元器件，則在兩路過流保護電路中 可以將三極管Q1、晶閘管TYN1作為公共部分的開關電路。 基于上述LED驅動模塊，本發明還提供了一種使用上述驅動電路的助航燈，其控 制部分電路結構如上述內容所示，在此不做重復說明。 以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，可根據實際需要， 任意設置并聯LED支路的數量，例如可為3、4、5等等，每個LED支路中的LED個數也可根據 實際需要任意設置多個LED串聯、并聯或混合聯，對于本領域的技術人員來說，本發明可以 有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均 應包含在本發明的權利要求范圍之內。
權利要求
一種LED均流控制電路，用于并聯的多個LED支路上，其特征在于，設置在每一個LED支路上的LED均流控制電路包括開關管、采樣電阻、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、均流電阻和第一三端可調分流基準源，所述開關管的漏極接LED支路的負極，所述開關管的源極通過所述采樣電阻接地，所述均流電阻連接在所述開關管的漏極和源極之間，所述第一電阻、所述第二電阻和所述第三電阻串聯在一直流電壓和地之間，所述第二電阻和所述第三電阻的連接點接所述開關管的柵極，所述第四電阻和所述第五電阻串聯在所述開關管的源極和地之間，所述第四電阻和所述第五電阻的連接點接所述第一三端可調分流基準源的參考端，所述第一三端可調分流基準源的陽極接地，所述第一三端可調分流基準源的陰極接第一電阻和第二電阻的連接點。
2. 根據權利要求1所述的LED均流控制電路，其特征在于，所述第四電阻和第五電阻的連接點還通過電容接地。
3. —種LED驅動模塊，包括并聯的多個LED支路，其特征在于，還包括設置在每一個LED支路上的LED均流控制電路，此LED均流控制電路包括開關管、采樣電阻、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、均流電阻和第一三端可調分流基準源，所述開關管的漏極接LED支路的負極，所述開關管的源極通過所述采樣電阻接地，所述均流電阻連接在所述開關管的漏極和源極之間，所述第一電阻、所述第二電阻和所述第三電阻串聯在一直流電壓和地之間，所述第二電阻和所述第三電阻的連接點接所述開關管的柵極，所述第四電阻和所述第五電阻串聯在所述開關管的源極和地之間，所述第四電阻和所述第五電阻的連接點接所述第一三端可調分流基準源的參考端，所述第一三端可調分流基準源的陽極接地，所述第一三端可調分流基準源的陰極接第一電阻和第二電阻的連接點。
4. 根據權利要求3所述的LED驅動模塊，其特征在于，所述第四電阻和第五電阻的連接點還通過電容接地。
5. 根據權利要求3所述的LED驅動模塊，其特征在于，還包括過壓保護部分；所述過壓保護部分包括第一穩壓管、第六電阻、晶閘管，第一穩壓管的陰極連接LED的工作電壓輸入，第一穩壓管的陽極通過第六電阻接地，晶閘管的控制極接第一穩壓管的陽極，晶閘管的陰極接地，晶閘管的陽極接LED的工作電壓輸入。
6. 根據權利要求5所述的LED驅動模塊，其特征在于，每個LED支路還包括過流保護部分；所述過流保護部分包括三極管、第七電阻、第八電阻、第二三端可調分流基準源，所述第七電阻和第八電阻串聯在所述開關管的源極和地之間，所述第七電阻和第八電阻的連接點接所述第二三端可調分流基準源的參考端，所述第二三端可調分流基準源的陽極接地，所述第二三端可調分流基準源的陰極接所述三極管的基極，所述三極管的發射極通過所述第一穩壓管連接LED的工作電壓輸入，所述三極管的集電極接所述晶閘管的控制極。
7. 根據權利要求6所述的LED驅動模塊，其特征在于，在所述三極管的基極與所述第二三端可調分流基準源的陰極增加一單向導通元件。
8. 根據權利要求3所述的LED驅動模塊，其特征在于，還包括電源部分；所述電源部分包括變壓器、二極管整流橋、二極管、電容、放電電阻，其中，變壓器的兩輸入端接交流市電的兩端，變壓器的兩輸出端分別接二極管整流橋的兩輸入端，二極管整流橋的一輸出端接每個LED支路中LED的正極，二極管整流橋的另一輸出端接地，所述第一二極管的正極連接二極管整流橋的一輸出端，電容和放電電阻分別并聯在二極管的負極和地之間。
9. 根據權利要求8所述的LED驅動模塊，其特征在于，所述電源部分還包括穩壓芯片和分壓電阻，所述穩壓芯片的輸入端通過分壓電阻接二極管的負極，所述穩壓芯片的輸出端接所述第一電阻。
10. —種助航燈，其特征在于，包括權利要求3所述的LED驅動模塊。
全文摘要
本發明涉及一種LED均流控制電路及LED驅動模塊和助航燈，該LED驅動模塊包括并聯的多個LED支路，每個LED支路包括LED均流控制電路，所述LED均流控制電路用于采樣每個LED支路的電流，并根據所采樣的每個LED支路的電流將每個LED支路的電流調整一致。實施本發明的LED均流控制電路及LED驅動模塊和助航燈，可以動態調整多個LED支路的電流，使每個LED支路的電流保持一致。
文檔編號F21W111/00GK101778513SQ201010108249
公開日2010年7月14日 申請日期2010年2月5日 優先權日2010年2月5日
發明者周明杰, 譚威, 陳永倫 申請人:海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技術有限公司