專利名稱：包含第二輸出的發光二極管驅動電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及包含第二輸出的發光二極管驅動電路。
背景技術：
現有的發光二極管驅動電路由整流電路，濾波電路，直流輸入的電流控制單元，電流反饋單元，發光二極管組構成，參考圖1，圖1為現有發光二極管驅動電路框圖，脈沖電源 Vin可以是經典開關電源或商用的交流電，脈沖電源Vin的輸出連接整流電路，整流電路的輸出連接濾波電路進行濾波，濾波后的直流電通過直流輸入的電流控制單元來驅動發光二極管組，這種方式的電流精度很好，但是無法提供第二輸出電壓，且有損耗較大，成本高的缺點。
發明內容
本發明的主要目的在于使用脈沖電壓輸入的控制方式，代替了傳統的使用直流輸入的控制方式，提供降低損耗，降低成本的可設定電流值的發光二極管驅動電路，并且可以使用一個脈沖電源Vin同時提供第二輸出，用于驅動第二負載及參與驅動發光二極管組。為達上述目的，本發明提出，電流控制單元和整流電路串聯，當驅動單個發光二極管組時，電流控制單元根據電流反饋單元的反饋信號，調節整流電路的輸入或輸出脈沖電壓的寬度，使發光二極管組的電流值是設定電流值，當驅動多個發光二極管組時，電流控制單元根據分路驅動單元的反饋信號，調節整流電路的輸入或輸出脈沖電壓的寬度，輸出可滿足多個發光二極管組的電壓和電流，同時第二輸出反饋單元控制脈沖電源Vin的輸出脈寬，使第二輸出向第二負載提供合適的工作電壓和電流。所述的包含第二輸出的發光二極管驅動電路包括整流電路，電流控制單元，濾波電路1，電流反饋單元，分路驅動單元，第二輸出，第二輸出反饋單元，發光二極管組，第二負載，脈沖電源Vin，變壓器，其連接方式和特點敘述如下。本發明中，整流電路和電流控制單元串聯，形成串聯支路1，根據串聯電路的特點， 此串聯支路1存在兩種連接方式第一整流電路的輸出端連接電流控制單元的輸入端；第二電流控制單元的輸出端連接整流電路的輸入端。本發明中，濾波電路1和電流反饋單元、第二輸出串聯，形成串聯支路2，根據串聯電路的特點，此串聯支路2存在六種連接方式第一濾波電路1-電流反饋單元_第二輸出，第二 濾波電路ι-第二輸出_電流反饋單元，第三電流反饋單元-濾波電路ι-第二輸出，第四電流反饋單元-第二輸出-濾波電路1，第五第二輸出-濾波電路ι-電流反饋單元，第六第二輸出-電流反饋單元_濾波電路1。串聯支路1的CLla端連接脈沖電源Vin提供的脈沖電壓，串聯支路1的CLlb端連接濾波電路1的LBla端，濾波電路1的LBlc端連接脈沖電源Vin提供的脈沖電壓的返回端。當驅動單個發光二極管組時，電流控制單元的受控端c連接電流反饋單元Hia端，電流反饋單元的Hic端和濾波電路1的LBlb端連接，電流反饋單元的FKb端連接第二輸出的DEa端，此發光二極管組由多個發光二極管串聯、并聯、串并聯、并串聯組合構成，此發光二極管組有三種連接方式第一其LEDa、LEDb端連接在串聯支路2的兩端；第二 其LEDa 端和濾波電路2的LB2a端連接，其LEDb端連接濾波電路1的LBlc端；第三其LEDa端和電流反饋單元的FKb端連接，其LEDb端連接濾波電路1的LBlc端；第二負載連接在第二輸出的兩端，第二輸出反饋單元連接在第二輸出和脈沖電源Vin之間，使第二輸出向第二負載提供合適的工作電壓和電流。當驅動多個發光二極管組時，分路驅動單元取代電流反饋單元，完成其反饋功能， 使多個發光二極管組的電流均是設定值，分路驅動單元連接濾波電路1的兩端，分路驅動單元的反饋端連接電流控制單元的受控端，分路控制單元的各組輸出端分別連接各個發光二極管組的兩端。本發明中，整流電路用于把脈沖電壓變換為直流脈沖電壓。 本發明中，該電流反饋單元用于采集工作電流值并給電流控制單元提供反饋信號。本發明中，該電流控制單元和整流電路連接，同時連接電流反饋單元和濾波電路 1，該電流控制單元根據電流反饋單元的反饋信號，調整整流電路的輸入或輸出的脈沖電壓寬度，輸出一受控脈沖電壓。本發明中，濾波電路包括三種方式，即電容濾波、電感電容濾波、阻容濾波，用于將直流的受控脈沖電壓濾波為平滑直流電壓。本發明中，該第二輸出與上述的平滑直流電壓串聯后，為發光二極管組及第二負載提供需要的電流和電壓。本發明中，該第二輸出反饋單元連接在脈沖電源的受控端和第二輸出之間，提供脈沖電源Vin所需的反饋信號來控制脈沖電源Vin的輸出脈寬，達到控制第二輸出的電壓和電流的目的。本發明中，分路驅動單元是傳統的多路線性驅動電路，可以由三極管，M0SFET,電阻，集成電路構成，由分路驅動單元調節各個發光二極管組的電流，分路驅動單元反饋端d 提供一反饋信號，使電流控制單元輸出滿足各個發光二極管組的電壓和電流需求，使分路驅動單元工作在低損耗的狀態，并且各個發光二極管組的電流值均為設定值。本發明中，該脈沖電源Vin的輸出端連接串聯支路1，該脈沖電源Vin的輸出可以是直流脈沖，也可以是交流脈沖，該脈沖電源Vin可以是經典的開關電源或商用的交流電。本發明中，變壓器用于隔離、儲能、變換及傳遞脈沖電壓。
圖1為現有發光二極管驅動電路的驅動方式框圖。圖2為本發明第一優選實施例的電路架構示意圖。圖3為本發明第二優選實施例的電路架構示意圖。圖4為本發明第三優選實施例的電路架構示意圖。圖5為本發明第四優選實施例的電路架構示意圖。
其中，附圖標記說明如下 Vin 脈沖電源
CLla, CLlb 串聯支路1的兩個端點
c 電流控制單元的受控端
d 分路驅動單元的反饋端
LBla, LBlb, LBlc 濾波電路1的三個端點
LB2a、LB2b、LB2c 濾波電路2的三個端點
LB3a、LB3b、LB3c 濾波電路3的三個端點
FKa, FKb, FKc 電流反饋單元的三個端點
DEa, DEb, DEc 第二輸出的三個端點
N0、N1、N2 變壓器繞組
bl、b2、b3、b4、b5、b6 變壓器的輸出端點
ZL2a、ZL2b 整流電路2的兩個端點
ZL3a、ZL3b 整流電路3的兩個端點
LEDa, LEDb 發光二極管組的兩個端點
INa, INb 分路驅動單元的兩個輸入端點
OUTla，OUTlb, OUTna, OUTnb 分路驅動單元的多個輸出端點
具體實施例方式體現本發明特征與優點的一些典型實施例將在后段的說明中詳細敘述。應理解的是本發明能夠在不同的方案中具有各種變化，其均不脫離本發明的范圍，且其中的說明及附圖在本質上當作說明之用，而非用以限制本發明。請參閱圖2，為本發明第一優選實施例的電路架構示意圖，是驅動單個發光二極管組的非隔離架構，如圖2所示，此電路包括整流電路，電流控制單元，濾波電路1，電流反饋單元，第二輸出，第二輸出反饋單元，發光二極管組，第二負載，脈沖電源Vin。其連接方式為整流電路和電流控制單元相連，形成串聯支路1，濾波電路1和電流反饋單元、第二輸出串聯，形成串聯支路2，脈沖電源Vin連接串聯支路1的CLla端，串聯支路1的CLlb端連接濾波電路1的LBla端，濾波電路1的LBlc端連接脈沖電源Vin的返回端。電流控制單元的受控端c連接電流反饋單元Hia端，電流反饋單元的Hic端和濾波電路1的LBlb端連接， 電流反饋單元的FKb端連接第二輸出的DEa端，發光二極管組的LEDa、LEDb端連接串聯支路2的兩端，第二輸出反饋單元連接在脈沖電源的受控端和第二輸出之間，提供脈沖電源 Vin所需的反饋信號來控制第二輸出的電壓和電流，第二負載連接在第二輸出的兩端，本專業人員均知悉當濾波電路為電容濾波時，在濾波電路內部LBla和LBlb是同一節點。圖2所示本發明第一優選實施例的電路架構示意圖的工作原理為脈沖電源Vin 的輸出為脈沖電壓，此脈沖電壓經過整流電路變成直流脈沖電壓，通過電流控制單元調整脈寬，輸出直流受控脈沖電壓，此直流受控脈沖電壓經過濾波電路1變成平滑直流電壓，此平滑直流電壓和第二輸出串聯在一起驅動發光二極管組，電流反饋單元將采集到的發光二極管組的工作電流值反饋給電流控制單元，經過上述過程，使驅動發光二極管組的電流值是設定值，上述平滑直流電壓也可以獨立驅動發光二極管組；第二輸出由脈沖電源供電，第二輸出反饋單元提供脈沖電源Vin所需的反饋信號來控制脈沖電源Vin的輸出脈寬，由此控制第二輸出的電壓和電流，為第二負載提供合適的工作電壓和電流。圖3為本發明第二優選實施例的電路架構示意圖，是驅動單個發光二極管組的隔離架構，相比圖2所示的電路架構，圖2例中的第二輸出由本例的整流電路2、濾波電路2 構成，并且通過第二輸出反饋單元提供脈沖電源Vin所需的反饋信號來控制第二輸出的電壓和電流，本實施例電路包括整流電路1，電流控制單元，濾波電路1，電流反饋單元，整流電路2，濾波電路2，第二輸出反饋單元，發光二極管組，第二負載，變壓器。其連接方式為 整流電路1和電流控制單元連接，形成串聯支路1，濾波電路1和電流反饋單元、濾波電路2 串聯，形成串聯支路2，變壓器的輸出端bl連接串聯支路1的CLla端，串聯支路1的CLlb 端連接濾波電路1的LBla端，濾波電路1的LBlc端連接變壓器的輸出端b2。電流控制單元的受控端c連接電流反饋單元!7Ka端，電流反饋單元的端和濾波電路1的LBlb端連接，電流反饋單元的FKb端連接濾波電路2的LB2c端，濾波電路2的LB2c端連接變壓器的輸出端b4，濾波電路2的LB2a端連接整流電路2的ZL2b端，整流電路2的ZL2a端和變壓器的輸出端b3連接，發光二極管組的LEDa、LEDb端連接在串聯支路2的兩端；第二負載和濾波電路2的LB2b、LB2c兩端連接，第二輸出反饋單元一端連接脈沖電源Vin的受控端，另一端連接濾波電路2的LB2b端，此處第二電壓輸出反饋單元的連接方法與傳統的開關電源的電壓反饋相同，濾波電路2的LB2b、LB2a端，均可連接第二電壓輸出反饋單元，傳統方案是根據精度和穩定性有不同的選擇即當需要更高輸出電壓精度時，其另一端與濾波電路 2的LB2b連接；當需要更高穩定性時，其另一端與濾波電路2的LB2a連接；當第二輸出同時需要更高輸出電壓精度和更高穩定性時，第二輸出反饋單元可以同時連接濾波電路2的 LB2a和LB2b端，本專業人員均知悉濾波電路2是電容濾波時，LB2b、LB2a是同一節點。圖3所示本發明第二優選實施例的電路架構示意圖的工作原理為變壓器繞組m 輸出的脈沖電壓經過整流電路1變成直流脈沖電壓，通過電流控制單元調整脈寬，調整后輸出直流受控脈沖電壓，此直流受控脈沖電壓經過濾波電路1變成平滑直流電壓，此平滑直流電壓與第二輸出串聯后共同驅動發光二極管組，電流反饋單元將采集到的發光二極管組的工作電流值反饋給電流控制單元，電流控制單元輸出直流受控脈沖電壓，經濾波電路 1濾波后，形成合適的平滑直流電壓，從而使發光二極管組的電流值是設定值；變壓器繞組 N2輸出的脈沖電壓經過整流電路2濾波電路2形成第二輸出，第二輸出反饋單元提供脈沖電源Vin所需的反饋信號來控制第二輸出的電壓和電流，控制脈沖電源Vin的脈寬，使第二輸出為第二負載提供合適的工作電壓和電流。圖4為本發明第三優選實施例的電路架構示意圖，是驅動多個發光二極管組的架構，相比圖3，本例中使用分路驅動單元取代電流反饋單元，分路驅動單元是傳統的多路驅動電路，可以由三極管，M0SFET,電阻，集成電路構成，可以提供電流控制單元所需的反饋信號，使濾波電路1的輸出的平滑直流電壓滿足每個發光二極管組的電流和電壓需求，分路驅動單元的連接方式為，其輸入端INa連接濾波電路1的LBlb端，其輸入端INb連接濾波電路1的LBlc端，其反饋端d連接電流控制單元的受控端c，分路驅動單元的輸出端有至少 η對，其輸出端OUTla連接發光二極管組1的LEDla端，其輸出端OUTlb連接發光二極管組 1的LEDlb端，其輸出端OUTna連接發光二極管組η的LEDna端，其輸出端OUTnb連接發光二極管組η的LEDnb端，η表示數字；第二輸出反饋單元的連接方式與第二實施例相同。
圖4所示本發明第三優選實施例的電路架構示意圖的工作原理為變壓器繞組m 輸出的脈沖電壓經過整流電路1變成直流脈沖電壓，通過電流控制單元調整脈寬，輸出直流受控脈沖電壓，此直流受控脈沖電壓經過濾波電路1變成平滑直流電壓，此平滑直流電壓輸出至分路驅動單元，分路驅動單元是傳統的多路驅動電路，可以由三極管，M0SFET,電阻，集成電路構成，由分路驅動單元調節各個發光二極管組的電流，同時分路驅動單元反饋端d提供一反饋信號，使電流控制單元輸出滿足各個發光二極管組的電壓和電流要求，并使分路驅動單元工作在低損耗的狀態，并且各個發光二極管組的電流值均為設定值；變壓器繞組N2輸出的脈沖電壓經過整流電路2濾波電路2形成第二輸出，第二輸出反饋單元提供脈沖電源Vin所需的反饋信號來控制脈沖電源Vin的輸出脈寬，使第二輸出為第二負載提供合適的工作電壓和電流。圖5為本發明第四優選實施例的電路架構示意圖，是驅動單個發光二極管組的隔離架構，相比本發明第二實施例，在串聯支路1中，整流電路1和電流控制單元交換了位置； 由濾波電路1輸出的直流平滑電壓和第二輸出串聯，共同驅動發光二極管組，第二輸出由整流電路2和濾波電路2構成；同時增加了第三輸出電路，第三輸出由整流電路3和濾波電路3構成，本實施例電路包括電流控制單元，整流電路1，濾波電路1，電流反饋單元，整流電路2，濾波電路2，發光二極管組，整流電路3，濾波電路3，第二負載，第三負載，第二電壓輸出反饋單元，變壓器。其連接方式為電流控制單元和整流電路1串聯，形成串聯支路1， 濾波電路1和電流反饋單元、濾波電路2串聯，形成串聯支路2，變壓器的輸出端bl連接串聯支路1的CLla端，串聯支路1的CLlb端連接濾波電路1的LBla端，濾波電路1的LBlc 端連接變壓器的輸出端b2。電流控制單元的受控端c連接電流反饋單元Hia端，電流反饋單元的端和濾波電路1的LBlb端連接，電流反饋單元的FKb端連接濾波電路2的LB2c 端，濾波電路2的LB2c端連接變壓器的輸出端b4，濾波電路2的LB2a端連接整流電路2的 ZL2b端，整流電路2的ZL2a端和變壓器的輸出端b3連接，發光二極管組的LEDa、LEDb端連接在串聯支路2的兩端，第二負載和濾波電路2的LB2b、LB2c兩端連接，變壓器的輸出端b5 連接整流電路3的ZL3a端，ZL3b端連接濾波電路3的LB3a端，濾波電路3的LB3c端連接變壓器的b6端，第三負載的兩端分別和濾波電路3的LB3b、LB3c端連接，第二電壓輸出反饋單元一端連接脈沖電源Vin的受控端，另一端分別連接濾波電路2的LB2b端和濾波電路 3的LB3b端，本專業人員均知悉此第二電壓輸出反饋單元的連接方法與傳統的開關電源的電壓反饋相同，濾波電路2的LB2b、LB2a端，濾波電路3的LB3b端、LB3a端，均可連接第二電壓輸出反饋單元，傳統方案是根據輸出電壓精度和穩定性有不同的選擇，且濾波電路2 是電容濾波時，LB2b、LB2a是同一節點，濾波電路3是電容濾波時，LB3b、LB3a是同一節點。圖5所示本發明第四優選實施例的電路架構示意圖的工作原理為變壓器繞組 Nl輸出的脈沖電壓經過電流控制單元調整脈寬，調整后輸出受控脈沖電壓，整流電路1變成將此受控脈沖電壓整流為直流脈沖電壓，直流脈沖電壓經過濾波電路1變成平滑直流電壓，變壓器繞組N2輸出的脈沖電壓經過整流電路2濾波電路2形成第二輸出，此第二輸出與上述的平滑直流電壓串聯在一起驅動發光二極管組工作，電流反饋單元將采集到的發光二極管組的工作電流值反饋給電流控制單元，控制發光二極管組的電流值，使發光二極管組的電流值是設定值，同時第二輸出為第二負載提供工作電壓和電流；變壓器繞組N3輸出的脈沖電壓經過整流電路3濾波電路3形成第三輸出，此第三輸出驅動第三負載工作，通過對第二輸出和第三輸出同時采樣，第二輸出反饋單元提供脈沖電源Vin所需的反饋信號來控制脈沖電源Vin的輸出脈寬，使第二輸出的輸出電壓和第三輸出的輸出電壓均是設計值。綜上所述，本發明所述的電路利用不同于傳統的驅動方式，通過脈沖電壓的控制方式，代替了傳統的直流輸入的控制方式，使得電路功率損耗小，使用相對較少的元件，可以大幅地降低成本，同時可以提供更多的輸出，驅動更多的負載。應該理解到的是上述實施例只是對本發明的說明，而不是對本發明的限制，本發明可由本領域技術人員進行各種修改與變形，任何不超出本發明實質精神范圍內的發明創造，均不脫離所附權利要求的保護范圍。
權利要求
1.包含第二輸出的發光二極管驅動電路，用以提供受控的輸出電壓和電流，所述的包含第二輸出的發光二極管驅動電路包括整流電路用于把脈沖電壓變換為直流脈沖電壓；電流控制單元根據電流反饋單元的反饋信號，調整脈沖電壓的脈寬，輸出一受控脈沖電壓；濾波電路1 用于將串聯支路1輸出的直流受控脈沖電壓濾波為平滑直流電壓； 濾波電路2 用于將整流電路2輸出的直流脈沖電壓濾波為另一平滑直流電壓； 電流反饋單元用于采集負載工作電流值并將反饋信號輸出給電流控制單元； 第二輸出為第二負載提供需要的電壓，同時也為發光二極管組提供驅動電壓； 第二輸出反饋單元其作用為調節脈沖電源Vin的輸出脈沖寬度，由此控制第二輸出的大小；分路驅動單元當驅動多個發光二極管組時，分路驅動單元控制各個發光二極管組的電流值均為設定值，分路驅動單元反饋端d提供一反饋信號，使電流控制單元及濾波電路1 輸出可滿足各個發光二極管組的電壓和電流，使分路驅動單元工作在低損耗的狀態； 發光二極管組其工作電流控制在設定值的負載； 脈沖電源Vin 用于供給所有元器件和發光二極管組能源； 變壓器用于隔離、儲能、變換及傳遞脈沖電壓；上述包含第二輸出的發光二極管驅動電路，其特征在于整流電路和電流控制單元連接，形成串聯支路1，根據串聯電路的特點，此串聯支路1存在兩種連接方式第一整流電路的輸出端連接電流控制單元的輸入端；第二 電流控制單元的輸出端連接整流電路的輸入端；濾波電路1和電流反饋單元、第二輸出串聯，形成串聯支路2，根據串聯電路的特點， 此串聯支路2存在六種連接方式第一濾波電路1-電流反饋單元-第二輸出，第二 濾波電路1-第二輸出_電流反饋單元，第三電流反饋單元_濾波電路1-第二輸出，第四電流反饋單元-第二輸出-濾波電路1，第五第二輸出-濾波電路1-電流反饋單元，第六第二輸出-電流反饋單元_濾波電路1。
2.根據權利要求1所述的包含第二輸出的發光二極管驅動電路，其特征在于，其中電流控制單元和整流電路串聯，同時連接電流反饋單元和濾波電路1，該電流控制單元根據電流反饋單元的反饋信號，調整脈沖電壓的寬度，輸出一受控脈沖電壓。
3.根據權利要求1所述的包含第二輸出的發光二極管驅動電路，其特征在于，其中的濾波電路1與串聯支路1連接，濾波電路1包括三種濾波方式，即電容濾波、電感電容濾波、 阻容濾波，用于將串聯支路1輸出的直流受控脈沖電壓濾波為平滑直流電壓。
4.根據權利要求1所述的包含第二輸出的發光二極管驅動電路，其特征在于，其中的第二輸出由濾波電路2與整流電路2串聯構成，濾波電路2包括三種濾波方式，即電容濾波 電感電容濾波、阻容濾波，用于將整流電路2輸出的直流脈沖電壓濾波，成為第二輸出， 當需要驅動更多負載時，可增加第三輸出，以此類推。
5.根據權利要求1所述的包含第二輸出的發光二極管驅動電路，其特征在于，其中的第二輸出反饋單元連接于第二輸出和脈沖電源之間，提供脈沖電源Vin所需的反饋信號， 調節脈沖電源Vin的輸出脈沖寬度，由此控制第二輸出的電壓和電流。
6.根據權利要求1所述的包含第二輸出的發光二極管驅動電路，其特征在于，其中的分路驅動單元與濾波電路1連接，是傳統的多路驅動電路，可以由三極管，MOSFET,電阻，集成電路構成，由分路驅動單元調節各個發光二極管組的電流，分路驅動單元反饋端d提供一反饋信號，使電流控制單元可輸出滿足各組發光二極管組的電壓和電流，使分路驅動單元工作在低損耗的狀態，并且各個發光二極管組的電流值均為設定值。
7.根據權利要求1所述的包含第二輸出的發光二極管驅動電路，其特征在于，當驅動單個發光二極管組時，此發光二極管組有三種連接方式第一其LEDa、LEDb端連接在串聯支路2的兩端；第二 其LEDa端和濾波電路2的LB2a端連接，其LEDb端連接濾波電路1的 LBlc端；第三其LEDa端和電流反饋單元的FKb端連接，其LEDb端連接濾波電路1的LBlc 端；當驅動多個發光二極管組時，各個發光二極管組分別連接分路控制單元的各組輸出端。
全文摘要
本發明的主要目的在于使用脈沖電壓輸入的控制方式，代替了傳統的使用直流輸入的控制方式，提供降低損耗，降低成本的可設定電流值的發光二極管驅動電路，并且可以使用一個脈沖電源Vin同時提供第二輸出，用于驅動第二負載及參與驅動發光二極管組。為達上述目的，本發明提出，電流控制單元和整流電路串聯，當驅動單個發光二極管組時，電流控制單元根據電流反饋單元的反饋信號，調節整流電路的輸入或輸出脈沖電壓的寬度，使發光二極管組的電流值是設定電流值，當驅動多個發光二極管組時，電流控制單元根據分路驅動單元的反饋信號，調節整流電路的輸入或輸出脈沖電壓的寬度，輸出可滿足多個發光二極管組的電壓和電流，同時第二輸出反饋單元控制脈沖電源Vin的輸出脈寬，使第二輸出向第二負載提供合適的工作電壓和電流。
文檔編號H05B37/02GK102348318SQ20111025867
公開日2012年2月8日 申請日期2011年9月5日 優先權日2011年9月5日
發明者馬麗娟 申請人:馬麗娟