一种实时调控的恒流源电路及其恒流控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电源技术，特别涉及一种可实时进行调控的恒流源电路。
【背景技术】
[0002]恒流源已广泛应用于光电、航天、通讯、医疗等领域，尤其在LED驱动、激光驱动方面。
[0003]电压可调型恒流源输出从一个电流值到另一个电流值时，通过调节电压来保证电流的正常输出。但电压变化速度慢致使输出电流响应慢。
[0004]恒定电压型恒流源输出较高电压，保证电流输出范围大，且响应速度快。但过多电源能量消耗在功率三极管上，能量浪费且发热量较大。
[0005]恒流源应用于LED投影、激光投影光源驱动时，需要恒流源有极快的响应速度。当LED、LD发热后内阻变化，为保证产品性能需要维持电流不变。在系统应用上，设备空间有限导致散热器的体积受限。另外，接多路负载时，负载LED或LD有个体差异致使各路负载电流不同。
[0006]因此，需要一种响应快、可接多路负载、性能可靠的恒流源电源。
【发明内容】
[0007]为达到上述目的，本发明提供一种实时调控的恒流源电路，其特征在于，包括控制模块、升压模块、放大模块及反馈模块，所述控制模块分别与升压模块、放大模块及反馈模块连接，所述升压模块包括升压电路及电压保护电路，所述放大模块包括放大电路、功率三极管及电流检测电路；
[0008]所述升压电路与控制模块及电压保护电路连接，所述电压保护电路与控制模块连接，所述放大电路与控制模块及功率三极管的B级连接，功率三级管E级连接电流检测电路，C级输出为恒流源输出负极，升压电路的输出为恒流源输出正极，电流检测电路连接控制模块，所述反馈模块连接电源输出负极和控制模块。
[0009]具体地，所述电压保护电路包括第一电阻及第二电阻，所述第一电阻的一端与升压电路的输出端连接，另一端与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端接地，第一电阻与第二电阻的连接端与控制模块连接。
[0010]具体地，所述电流检测电路包括第三电阻，第三电阻的一端与功率三级管的E级连接，第三电阻的另一端接地。
[0011]具体地，所述反馈模块包括第四电阻及第五电阻，所述第四电阻的一端与电源输出负极连接，另一端与第五电阻连接，第五电阻的另一端接地，所述第四电阻与第五电阻连接的节点与控制模块连接。
[0012]进一步地，所述反馈模块还包括电压源、分压电阻及二极管，所述电压源与分压电阻一端连接，分压电阻的另一端与二极管正极连接，二极管负极与电源输出负极连接，分压电阻与二极管连接的节点与第四电阻连接。
[0013]对应上述恒流源电路，本发明还提供一种实时调控的恒流源电路的恒流控制方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0014]上电初始化，控制模块读取升压保护阈值Vp，功率三极管CE级电压阈值上限Vmax、下限Vmin及负载预期电流10;
[0015]控制模块输出默认态占空比的PWM信号给升压电路，周期性输出模拟电平给放大电路，使恒流源工作，同时主控模块进入自动调控工作态；
[0016]主控模块自动调控工作态一个检测周期的工作流程，自动调控包括三个步骤:过压保护、功率三极管状态检测、恒流。
[0017]具体地，过压保护控制具体方法如下:主控模块对第二电阻电压进行采样，如果该电压大于阈值Vp时，升压电路输出电压过大或工作异常，主控模块进入保护态，恒流源停止工作；
[0018]功率三极管状态检测过程具体如下:如果第二电阻电压小于阈值Vp，主控模块对第三电阻电压和第五电阻电压进行采样，用第三电阻电压和第五电阻电压换算得到功率三极管的C、E级电压Vce，如果Vce电压低于阈值下限Vmin，主控模块调整PWM占空比，提高升压电路输出电压，如果Vce电压高于阈值上限Vmax，主控模块调整PWM占空比，降低升压电路输出电压；
[0019]恒流过程具体如下:如果Vce电压在阈值下限Vmin与阈值上限Vmax范围内，用第三电阻电压换算得到功率三级管的E级电流II，当II超出预期电流10—定范围时，主控模块调整数模转换输出口的电平，以控制II在预期电流10的所述一定范围内。
[0020]本发明的有益效果是:本发明提供的实时调控的恒流源电路，可以实现实时自动的恒流控制，有效解决了现有的恒流源输出电流响应慢、能量浪费较大以及在负载较多时各个负载电流不同的问题。本发明的恒流源电路响应快，同时在连接多路负载时，性能可
A+-.与巨Ο
【附图说明】
[0021 ]图1为本发明实施例的恒流源电路原理框图；
[0022]图2为本发明实施例恒流源电路带两路负载原理框图；
[0023]其中，100为控制模块，200为升压模块，300为放大模块，400为反馈模块，500为负载，R201为第一电阻，R202为第二电阻，R301为第三电阻，R402为第四电阻，R403为第五电阻，Q301为功率三极管，VoutH为电源输出正极，VoutL为电源输出负极，Vc为电压源，R401为分压电阻，D401及D402为二极管。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述。
[0025]本发明公开了一种实时调控的恒流源，它包括:控制模块、升压模块、放大模块和反馈模块。其中升压模块包括:升压电路、电压保护电路。放大模块包括:放大电路、功率三极管、电流检测电路。所述的控制模块连接放大模块、升压模块和反馈模块;所述升压模块的升压电路连接控制模块和电压保护电路，升压电路的输出为恒流源输出正极，电压保护电路连接控制模块;所述放大模块的放大电路连接控制模块和功率三极管B级，功率三级管的C级输出为恒流源输出负极，功率三级管E级连接电流检测电路，电流检测电路连接控制模块;所述反馈模块连接电源输出负极和控制模块。
[0026]上述的恒流源，上电初始化时控制模块对升压模块输出默认占空比的PWM波，对放大模块周期性输出默认的模拟电平，使电源开始工作。初始化完成后，主控模块进入自动调控工作态。自动调控工作态有三个步骤:过压保护、功率三极管状态检测、恒流。过压保护过程:主控模块对升压模块中保护电路采样，确认升压电路正常工作。功率三极管状态检测过程:主控模块先对反馈模块的反馈信号进行采样，确定功率三极管C、E级电压Vce。当Vce过大或过小时，主控模块调整PWM占空比。恒流过程:当Vce合适时，电流检测电路监检测电流。当电流超出预期范围时，主控模块调整对放大电路输入的模拟电平，至到电流达到预期值。
[0027]实施例
[0028]如图1所示，本发明的实时调控的恒流源电路包括控制模块100、升压模块200、放大模块300、反馈模块400和负载500。
[0029 ]本例中主控模块丨00为Μ⑶，包括可调谐PWM波发生器、模数转换、数模转换等功能。
[0030]本例中升压模块200包括升压电路、第一电阻R201和第二电阻R202。升压电路连接控制模块100的PWM波输出端口，输出端连接恒流源输出正极。第一电阻R201—端连接升压电路输出，一端连接第二电阻R202，同时连接主控模块100的模数转换输入端口。第二电阻R202另一端接地。
[0031]本例中放大模块300包括放大电路、功率三极管Q301、第三电阻R301。放大电路连接主控模块100的数模转换输出端口，输出端连接功率三极管Q301的Β级。功率三级管Q301的C级连接恒流源输出负极，ES连接第三电阻R301，同时连接控制模块100的模数转换输入端口。第三电阻R301的另一端接地。
[0032]本例中反馈电路400包括第四电阻R402、第五电阻R403。第四电阻R402的一端连接功率三极管Q301的C级。第四电阻R402另一端连接第五电阻R403，同时连接到控制模块100的模数转换输入端口。第五电阻R403的另一端接地。
[0033]本例中负载500为激光器二极管LD1。
[0034]本例恒流源，上电初始化时控制模块100的Μ⑶从FLASH读取数据，包括升压保护阈值Vp，功率三极管CE级电压阈值上限Vmax、下限Vmin，负载预期电流10。Μ⑶初始化结束后，输出默认态占空比的PWM信号给升压模块200的升压电路，周期性输出模拟电平给放大模块300的放大电路，使恒流源工作。初始化完成后，主控模块进入自动调控工作态。
[0035]主控模块自动调控工作态一个检测周期的工作流程。自动调控有三个步骤:过压保护、功率三极管状态检测、恒流。
[0036]过压保护过程:主控模块对第二电阻R202电压进行采样，如果该电压大于阈值Vp时，升压电路输出电压过大或工作异常，主控模块进入保护态，恒流源停止工作。
[0037]功率三极管状态检测过程具体如下:如果第二电阻R202电压小于阈值Vp，主控模块对第三电阻R301电压和第五电阻R403电压进行采样，用第三电阻R301电压和第五电阻R403电压换算得到功率三极管Q301的C、E级电压Vce，如果Vce电压低