一種恒流輸出電路及照明裝置的制作方法

本發明涉及照明技術領域，特別是涉及一種恒流輸出電路及照明裝置。

背景技術：

目前，燈具產品中經常涉及到led驅動電源的使用，對于一些燈具產品，其驅動和光源led并不是一一對應的關系，而是一個驅動匹配多個光源。這種情況容易導致燈具輸出電壓范圍比較寬的問題，從而導致燈具的輸出恒流精度變差。

現有的驅動電路通常采用led恒流驅動電路，如buck恒流驅動電路(即降壓式變換電路)，該驅動電路雖然能夠實現一個驅動電路驅動多個光源，但是，該電路對輸出電流的精度有較高的要求。因此，在采用buck恒流線路驅動光源時如何有效地提高輸出電流的精度是一個亟待解決的問題。

技術實現要素：

鑒于上述問題，提出了本發明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的恒流輸出電路及照明裝置。

根據本發明的一方面，提供了一種恒流輸出電路，包括：

buck恒流驅動電路，為多個負載提供恒定電流，采集經過各負載的電流信號，將其轉換為電壓信號向外輸出；

恒流反饋電路，與所述buck恒流驅動電路連接，接收所述buck恒流驅動電路輸出的電壓信號，將所述電壓信號與所述恒流反饋電路中的基準信號進行比較得到比較結果，并將比較結果進行放大后生成反饋信號，將反饋信號反饋至所述buck恒流驅動電路；

所述buck恒流驅動電路，根據接收的反饋信號調整經過各負載的電流大小，以保證所述各負載電流恒定。

可選地，所述恒流反饋電路包括運放電路和光耦合器，其中，

所述運放電路，具備兩個輸入端及一個輸出端，一個輸入端連接所述buck恒流驅動電路，接收由所述buck恒流驅動電路轉換的電壓信號，另一輸入端接收所述基準信號，所述運放電路根據比較規則將所述電壓信號與基準信號進行比較得到比較結果，并將比較結果作為第一輸出信號自其輸出端輸出；

所述光耦合器，具有輸入端和輸出端，其輸入端連接所述運放電路的輸出端，接收所述第一輸出信號，其輸出端連接所述buck恒流驅動電路，所述光耦合器將所述第一輸出信號放大為第二輸出信號后，將所述第二輸出信號作為所述反饋信號反饋至所述buck恒流驅動電路。

可選地，所述運放電路根據比較規則將所述電壓信號與基準信號進行比較，若比較結果為所述電壓信號大于所述基準信號，則自所述運放電路輸出端輸出的第一輸出信號減小；若比較結果為所述電壓信號小于所述基準信號，則自所述運放電路輸出端輸出的第一輸出信號增大。

可選地，所述恒流反饋電路還包括分壓電阻，其中，

所述分壓電阻分別連接所述運放電路輸出端和所述光耦合器的輸入端，其中，所述第一輸出信號為電壓信號；

所述分壓電阻對所述運放電路輸出的第一輸出信號進行分壓，得到分壓轉換信號，并將所述分壓轉換信號輸入至所述光耦合器的輸入端。

可選地，所述光耦合器，利用其輸入端接收由所述分壓電阻對所述第一輸出信號進行分壓得到的分壓轉換信號，并將所述分壓轉換信號放大為第二輸出信號后，將所述第二輸出信號作為所述反饋信號反饋至所述buck恒流驅動電路。

可選地，若所述運放電路輸出的所述第一輸出信號減小，所述分壓電阻分壓得到的分壓轉換信號增大，則所述第二輸出信號增大；

若所述運放電路輸出的所述第一輸出信號增大，所述分壓電阻分壓得到的分壓轉換信號減小，則所述第二輸出信號減小。

可選地，所述buck恒流驅動電路包括第一采樣電阻、控制ic和開關，其中

所述第一采樣電阻，采集經過所述各負載的電流信號，將所述電流信號轉換成電壓信號后輸出至所述運放電路的一個輸入端；

所述控制ic，具有輸入端和輸出端，其輸入端連接所述光耦合器的輸出端，接收所述光耦合器反饋的反饋信號，其輸出端連接所述開關，所述控制ic利用所述反饋信號根據控制規則控制所述開關的導通時間，并使所述導通時間控制在預設的最大導通時間內，利用所述開關的導通時間長短調整經過所述負載的電流大小，以保證所述各負載電流的恒定。

可選地，所述運放電路包括運算放大器，其中，

所述運算放大器具有正端和負端，所述負端連接所述第一采樣電阻，所述正端接收所述基準信號。

可選地，若所述控制ic接收的所述反饋信號減小，則控制所述開關導通，以增大流過所述負載的電流，并在所述開關導通時間到達所述預設的最大導通時間時控制所述開關斷開；

若所述控制ic接收的所述反饋信號增大，則控制所述開關斷開以減少所述開關的導通時間，減小流過所述負載的電流。

可選地，所述buck恒流驅動電路包括電感器件，所述開關包括mos管，所述mos管的漏極經所述電感器件與所述第一采樣電阻連接，柵極連接所述控制ic，源極與第二采樣電阻串聯。

可選地，所述負載包括光源。

依據本發明的另一方面，還提供了一種照明裝置，包括：

如上文提及的恒流輸出電路；

多個光源，與所述恒流輸出電路中的buck恒流驅動電路連接，所述多個光源由所述恒流輸出電路提供恒定電流。

在本發明實施例中，恒流輸出電路包括buck恒流驅動電路、與該buck恒流驅動電路連接的恒流反饋電路，其中，buck恒流驅動電路可以為多個負載提供恒定電流，采集經過各負載的電流信號，將其轉換為電壓信號向外輸出。恒流反饋電路接收buck恒流驅動電路輸出的電壓信號，通過將電壓信號與恒流反饋電路中的基準信號進行比較得到比較結果后，將該比較結果放大以生成反饋信號，并將得到的反饋信號反饋至buck恒流驅動電路。此時，buck恒流驅動電路會根據接收的反饋信號來調整經過各負載的電流大小，從而有效地保證各負載電流的恒定。由此，本發明實施例利用恒流反饋電路將采集的負載電流信號轉換成電壓信號之后，與一個基準信號進行比較，通過將比較結果作為反饋信號及時地反饋到buck恒流驅動電路，從而可以使buck恒流驅動電路快速了解到負載電流的變化，以在由負載電流信號轉換的電壓信號偏離基準信號時，及時對各負載電流進行調整。本發明實施例對連接多負載的電路，即在電路輸出電壓范圍較寬的情況下能夠對各負載的電流進行實時調整，提高了負載輸出電流的精度。

進一步地，本發明實施例的恒流輸出電路的電路結構簡單，更容易實現對電路的集成，從而能夠有效地節約集成電路的成本。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其它目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉本發明的具體實施方式。

根據下文結合附圖對本發明具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本發明的上述以及其他目的、優點和特征。

附圖說明

通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本發明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1示出了一種buck恒流驅動電路的結構示意圖；

圖2示出了另一種buck恒流驅動電路的結構示意圖；

圖3示出了再一種buck恒流驅動電路的結構示意圖；以及

圖4示出了根據本發明一個實施例的恒流輸出電路的結構示意圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠將本公開的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。

首先，分別介紹三種不同的buck恒流驅動電路：

第一種，如圖1所示，該buck恒流驅動電路采用峰值檢測(即采集電感l的峰值電流)、以及低邊驅動的控制方式，該驅動電路的特點是電路結構簡潔、恒流驅動方式簡單；

第二種，如圖2所示，該buck恒流驅動電路采用平均值檢測(采集負載led的電流，即采集電感l的平均值電流)、以及高邊驅動的控制方式；

第三種，如圖3所示，該buck恒流驅動電路采用平均值檢測、以及低邊驅動的控制方式，該驅動電路的特點是：需要檢測led的輸出電流，由于恒流i0043(integratedcircuit，集成電路)，即圖3中的“control”，其自帶差分反饋恒流作用。

其中，上述提及的高邊指代電源，低邊指代地端，高邊驅動和低邊驅動均是用來調試功率以驅動負載的。具體的，高邊驅動指開關位于電源和負載之間，而低邊驅動指開關位于負載和地之間。

本發明實施例提供了一種恒流輸出電路。參見圖4，該恒流輸出電路包括buck恒流驅動電路101、以及與buck恒流驅動電路101連接的恒流反饋電路102，其中，buck恒流驅動電路101可以采集經過各負載的電流信號io，將其轉換為電壓信號向外輸出，以為多個負載提供恒定電流。其中，負載可以為光源器件，如led光源等器件，當然，負載還可以是其他元件，本發明實施例對此不做具體限定。另外，圖4中示出了兩個led，當然還可以是其他數量的光源，本發明實施例對光源的數量不做具體限定。

恒流反饋電路102能夠接收buck恒流驅動電路101輸出的電壓信號，通過將電壓信號與恒流反饋電路中的102基準信號vref進行比較得到比較結果后，可以將該比較結果進行放大以生成反饋信號，從而將得到的反饋信號反饋至buck恒流驅動電路101中。此時，buck恒流驅動電路101會根據接收的反饋信號來調整經過各負載led的電流io大小，從而有效地保證各負載電流io的恒定。

在該實施例中的buck恒流驅動電路101，對圖1和圖3所示的兩個buck恒流驅動電路101進行了有效地結合，采用的是平均值檢測、低邊驅動的控制方式以克服現有技術中存在的技術問題。

本發明實施例利用恒流反饋電路將采集的負載電流信號轉換成電壓信號之后，與恒流反饋電路中的一個基準信號進行比較，通過將比較結果作為反饋信號及時地反饋到buck恒流驅動電路，從而可以使buck恒流驅動電路快速了解到負載電流的變化，以在由負載電流信號轉換的電壓信號偏離基準信號時，及時對各負載電流進行調整。本發明實施例對連接多負載的電路，即在電路輸出電壓范圍較寬的情況下能夠對各負載的電流進行實時調整，提高了負載輸出電流的精度。

繼續參見圖4，在本發明一實施例中，恒流反饋電路102包括運放電路103和光耦合器u102，其中，運放電路103具備兩個輸入端及一個輸出端，一個輸入端連接buck恒流驅動電路101，以接收由buck恒流驅動電路101轉換的電壓信號，另一個輸入端接收基準信號vref。運放電路103可以根據比較規則將電壓信號與基準信號vref進行比較以得到比較結果，然后將比較結果作為第一輸出信號自其輸出端out1輸出。其中，該運放電路103可以包括運算放大器u1，運算放大器u1具有正端和負端，該負端可以接收buck恒流驅動電路101轉換的電壓信號，正端接收基準信號vref。

在該實施例中，運放電路103在根據比較規則將電壓信號與基準信號vref進行比較時，若比較結果為電壓信號大于基準信號vref，則自運放電路103輸出端輸出的第一輸出信號減小。若比較結果為電壓信號小于基準信號vref，則自運放電路103輸出端out1輸出的第一輸出信號增大。

在該實施例中，光耦合器u102具有輸入端和輸出端，其輸入端即位于光耦合器u102原邊的1、2引腳，連接運放電路103的輸出端out1，以接收運放電路103輸出的第一輸出信號，光耦合器u102的輸出端，即位于光耦合器u102副邊的3、4引腳，連接buck恒流驅動電路101，當光耦合器u102將第一輸出信號放大為第二輸出信號后，可以將第二輸出信號作為反饋信號反饋至buck恒流驅動電路101。

其中，光耦合器u102是以光為媒介傳輸電信號的一種轉換器件，其能夠實現電信號轉換成光信號，再由光信號轉換成電信號的過程。它由發光源和受光器兩部分組成，把發光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內，彼此間用透明絕緣體隔離。發光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端。

該實施例中，光耦合器u102不僅僅可以實現信號的放大，還能對電路起到隔離保護的作用，即光耦合器u102可以對其輸入端連接的電路和其輸出端連接的電路進行隔離，防止電路之間互相干擾。

繼續參見圖4，在本發明一可選實施例中，恒流反饋電路102還可以包括分壓電阻r104，該分壓電阻r104一端連接運放電路103的輸出端out1和光耦合器u102的2引腳，另一端連接光耦合器u102的1引腳。當第一輸出信號為電壓信號時，該分壓電阻r104對運放電路103輸出端out1輸出的第一輸出信號進行分壓，得到分壓轉換信號，從而將分壓轉換信號輸入至光耦合器u102的輸入端。當光耦合器u102接收到分壓轉換信號后，對分壓轉換信號進行放大得到第二輸出信號后，從而將第二輸出信號作為反饋信號反饋至buck恒流驅動電路101。

該實施例中，由于vl端具有穩定的電壓值，因此，當運放電路103輸出的第一輸出信號減小時，分壓電阻r104分壓得到電壓值增大，即得到的分壓轉換信號增大，此時，通過光耦合器u102放大后得到的第二輸出信號也會增大。當運放電路103輸出的第一輸出信號增大時，分壓電阻r104分壓得到電壓值減小，即得到的分壓轉換信號減小，此時，通過光耦合器u102放大后得到的第二輸出信號也會減小。

繼續參見圖4，在本發明一實施例中，buck恒流驅動電路101可以包括第一采樣電阻r101、控制ic和開關q2。

其中，第一采樣電阻r101與負載led串聯，可以采集經過各led的電流io，并將電流信號轉換成電壓信號后，輸出至運放電路103的一個輸入端，圖4中第一采樣電阻r101的一端連接運算放大器u1的負端in1-。

控制ic具有輸入端和輸出端，其輸入端連接光耦合器u102的輸出端，接收光耦合器u102反饋的反饋信號，其輸出端連接開關q2。控制ic利用反饋信號根據控制規則控制開關q2的導通時間，并使導通時間控制在預設的最大導通時間內，利用開關q2的導通時間長短調整經過負載led的電流io大小，以保證各負載led電流io的恒定。

該實施例中的最大導通時間提前預置在控制ic內部，該最大導通時間的數值，是根據負載led所能承受的最大電流設置，根據不同的負載led，預置的最大導通時間也會不同，本發明實施例對最大導通時間不做具體限定。

控制ic在利用反饋信號根據控制規則控制開關q2的導通時間時，若控制ic接收到光耦合器u102反饋的反饋信號減小，則控制開關q2導通，以增大流過負載led的電流，并在開關q2導通時間到達預設的最大導通時間時控制開關q2斷開。若控制ic接收的反饋信號增大，則控制開關q2斷開以減少開關q2的導通時間，減小流過負載led的電流io。

圖4所示實施例中，buck恒流驅動電路101包括電感l1和第二采樣電阻rs，第二采樣電阻rs可以對buck恒流驅動電路101起到保護的作用。開關q2采用的是mos管，mos管的漏極連接電感l1的一端，電感l1的另一端與第一采樣電阻r101連接，柵極連接控制ic，源極與第二采樣電阻rs串聯。當然，開關q2還可以采用其他器件，如三極管等調整管，本發明實施例對此不做具體限定。

為了更加清楚地體現本發明實施例，現對圖4所示的恒流輸出電路的工作過程進行完整的介紹。

參見圖4，第一采樣電阻r101采集流過負載led的電流io，并將該電流io轉換成電壓信號后，輸入至運算放大器u1的負端in1-，運算放大器u1正端接收基準電壓信號vref，并將負端in1-接收的電壓信號與該基準電壓信號vref進行比較。

當負載led的電流io增大，且運算放大器u1負端in1-的電壓信號大于正端接收的基準電壓信號vref時，運算放大器u1輸出端out1輸出的第一輸出信號減小。由于vl端具有穩定的電壓值，因此分壓電阻r104對第一輸出信號進行分壓得到的分壓轉換信號，即光耦合器u102的1、2腳間的電壓增大，并且傳輸至光耦合器u102的3、4腳間(即光耦合器u102輸出端)的電流相應增強。當光耦合器u102輸出的電流增強時，電阻r113上會產生一個較大的電流值，該電流值反饋至控制ic的輸入端，進而由控制ic控制開關q2斷開，以減少開關q2的導通時間。至此，實現了對流過負載led的電流io的調節，使流過負載led的電流io減小。

當負載led的電流io減小，且運算放大器u1負端in1-的電壓信號小于正端的基準電壓信號vref時，運算放大器u1輸出端out1輸出的第一輸出信號增大。由于vl端具有穩定的電壓值，因此分壓電阻r104對第一輸出信號進行分壓得到的分壓轉換信號，即光耦合器u102的1、2腳間的電壓減小，并且傳輸至光耦合器u102的3、4腳間的電流較弱。當光耦合器u102輸出的電流較弱時，電阻r113上會產生一個較小的電流值，該電流值反饋至控制ic的輸入端，進而由控制ic控制開關q2導通。至此，實現了對流過負載led的電流io的調節，增大了流過負載led的電流io。當開關q2導通時間到達預設的最大導通時間時，控制ic會控制開關q2斷開，以避免流過負載led的電流io過大燒毀負載led。

在該實施例中，恒流反饋電路102還包括電阻r105和電容c102，電阻r105和電容c102串聯后連接至運算放大器u1負端in1-，組成一個補償網絡，用于保證恒流輸出電路穩定工作。

本發明實施例采用平均值檢測、低邊驅動的控制方式，即使驅動電路對應多個負載led使得負載led的輸出電壓范圍較寬，也可以通過調整流過各負載led的電流大小使負載led電流保持恒定。并且，通過大量實驗得知，利用本發明的恒流輸出電路可以使負載led的恒流精度控制在3％以內。在負載led電流輸出精度較高的情況下，該電路可以容易地擴展為調光驅動電源。

基于同一發明構思，本發明實施例還提供了一種照明裝置，該照明裝置包括多個光源，以及如上文任意實施例中提及的恒流輸出電路，其中，多個光源與恒流輸出電路中的buck恒流驅動電路連接，恒流輸出電路為多個光源提供恒定電流。

該實施例中提及的多個光源實際上為上文實施例中提及的負載，光源可以采用led光源等，本發明實施例對光源的種類不做具體限定。

本發明實施例在照明裝置中利用恒流輸出電路為連接的多個光源提供穩定的電流，使得在電路輸出電壓范圍較寬的情況下能夠對各光源的電流進行實時調整，提高了光源輸出電流的精度，進而提高了照明裝置的照明效果，使照明裝置的出光更加均勻。

至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發明精神和范圍的情況下，仍可根據本發明公開的內容直接確定或推導出符合本發明原理的許多其他變型或修改。因此，本發明的范圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。