一种多路输出LED恒流驱动电路及驱动方法与流程

本发明涉及led驱动技术领域，尤其涉及一种多路输出led恒流驱动电路及驱动方法。

背景技术：

目前，led被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，已广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。应用于led背光的驱动电源通常具有多路输出，而现有的多路输出led驱动装置存在以下缺陷：

(1)由于led的发光强度由流过led的电流确定，因此，稳定的发光强度需要恒定的电流驱动，多路led负载的驱动则需要控制每路led负载的电流恒定，现有的多路led恒流驱动方案大多采用一对一的驱动模式，即一路led负载对应一路恒流驱动电路，想要输出不同的电流参数只能改变电源的参数，或者更换其他的驱动电源实现，对使用者及其不方便。

(2)现有的多路输出驱动电源多为恒压输出驱动电源，而led作为恒流型光源，当led需要多路输出时，若采用恒压输出驱动电源，则需要对驱动电源作二级恒流处理，效率低，成本高，且恒压输出的驱动电源调光比较困难，线性度差，无法满足市场上的调光需要。

(3)现有技术中多路输出电源均为多路同时输出，对于使用者来说，不能有效的选择输出，多路输出电源往往只有效应用了一组或者两组输出，即便是现有低待机功耗的情况下也难免会造成资源的浪费。

(4)现有技术中，对led驱动电源的调光信号检测大多为幅值检测，受市电波动影响大，可靠性差，调光深度高，且调光范围窄。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种性能稳定、效率高、成本低的多路输出led恒流驱动电路。

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种性能稳定、效率高、成本低的多路输出led恒流驱动方法。

本发明所采用的技术方案是：一种多路输出led恒流驱动电路，包括电源调光模块、反激控制模块、至少一个电流反馈模块、变压器、至少一个输出检测模块和至少两个led负载接入通道，所述电源调光模块包括交流电源、切相调光器和电源控制电路，所述交流电源的输出端与所述切相调光器的输入端连接，所述切相调光器的输出端与所述电源控制电路的输入端连接，所述电源控制电路的输出端分别与所述变压器的原边绕组的输入端、所述反激控制模块的第一输入端连接，所述反激控制模块的第二输入端与所述变压器的副边第一绕组的输出端连接，所述反激控制模块的输出端与所述变压器的原边绕组的输入端连接，所述变压器的副边第二绕组的输出端与并联设置的所述至少两个led负载接入通道的输入端连接用于给接入的led负载供电，所述输出检测模块的输入端与所述led负载接入通道输出端连接，所述输出检测模块的输出端通过连接对应的所述电流反馈模块与所述反激控制模块的第三输入端连接。

作为上述方案的进一步改进，所述电源控制电路包括防雷电路、emi滤波电路和整流电路，所述切相调光器的输出端与所述防雷电路的输入端连接，所述防雷电路的输出端与所述emi滤波电路的输入端连接，所述emi滤波电路的输出端与所述整流电路的输入端连接。

作为上述方案的进一步改进，所述反激控制模块具有相位检测端、电流检测输入端、电源电压端和pwm信号输出端，所述整流电源的输出端与所述反激控制模块的相位检测端连接，所述反激控制模块的电流检测输入端与所述电流反馈模块的输出端连接，所述电流反馈模块的输入端与所述输出检测模块的输出端连接，所述反激控制模块的pwm信号输出端与所述变压器的原边绕组的输入端连接。

作为上述方案的进一步改进，所述输出检测模块包括第一电阻、第二电阻、第一二极管和第一三极管，所述第一二极管与所述第二电阻并联，所述第一二极管的正极与第一个所述led负载接入通道负极连接，所述第一二极管的负极分别与第二个所述led负载接入通道负极、电源地连接，所述第一二极管的正极还通过串联所述第一电阻与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极与所述电流反馈模块的输入端连接。

作为上述方案的进一步改进，所述电流反馈模块包括光耦、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、稳压二极管和第一mos晶体管，所述光耦的输入端与所述第一mos晶体管的集电极连接，所述第四电阻通过串联光耦和第五电阻连接电源地，所述第五电阻与所述稳压二极管并联，串联连接的所述第一mos晶体管和第六电阻与所述第三电阻并联，所述第三电阻的一端分别与所述第一mos晶体管的源极、所述变压器的副边第一绕组、电源地连接，所述第三电阻的另一端与所述反激控制模块的电流检测输入端连接，所述第一mos晶体管的栅极与所述稳压二极管的负极连接，所述第一mos晶体管的漏极通过串联所述第六电阻与反激控制模块的电流检测输入端连接，所述稳压二极管的正极连接电源地。

优选的，所述反激控制模块为ob3663芯片。

一种多路输出led恒流驱动方法，应用于多路led恒流驱动电路，所述驱动电路包括电源调光模块、反激控制模块、电流反馈模块、变压器、输出检测模块和至少两个led负载接入通道，所述方法包括：

采样步骤：通过所述反激控制模块实时采样所述电源调光模块输出的切相信号；

检测步骤：通过所述输出检测模块检测所述led负载接入通道输入的电流信号；

反馈步骤：所述电流反馈模块接收所述输出检测模块的电流信号并反馈给所述反激控制模块；

输出驱动步骤：反激控制模块根据采样到的切相信号和接收到的反馈电流信号输出对应的控制信号到变压器，通过控制变压器储能并输出恒定的电流驱动接入的led负载。

作为上述方法的进一步改进，所述控制信号为pwm信号。

本发明的有益效果是：

一种多路输出led恒流驱动电路，反激控制模块通过与电源调光模块、电流反馈模块、输出检测模块和变压器的结合，实现根据led负载接入通道接入的led灯数量及不同的调光需求输出恒定的驱动电流，性能稳定，与现有技术采用恒压驱动电源相比，无需二级恒流处理，成本低。多路恒流驱动独立输出，不同时输出，与现有技术多路同时输出电源相比，避免资源浪费。

通过电流控制模块实时采样电源调光模块的切相信号，针对切相调光器输出不同的电流调整调光范围，实现调光深度低、调光范围广的目的。

一种多路输出led恒流驱动方法，反激控制模块通过与电源调光模块、电流反馈模块、输出检测模块和变压器的结合，实现根据led负载接入通道接入的led灯数量及不同的调光需求输出恒定的驱动电流，性能稳定，与现有技术采用恒压驱动电源相比，无需二级恒流处理，成本低。多路恒流驱动独立输出，不同时输出，与现有技术多路同时输出电源相比，避免资源浪费。

通过电流控制模块实时采样电源调光模块的切相信号，针对切相调光器输出不同的电流调整调光范围，实现调光深度低、调光范围广的目的。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

图1是本发明一种多路输出led恒流驱动电路的结构框图；

图2是本发明一种多路输出led恒流驱动电话的具体实施例一的电路图；

图3a-图3c是本发明三种状态下切相信号、反馈电流信号和pwm信号的波形图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1是本发明一种多路输出led恒流驱动电路的结构框图，图2是本发明一种多路输出led恒流驱动电话的具体实施例一的电路图，结合图1和图2所示，一种多路输出led恒流驱动电路，包括电源调光模块1、反激控制模块2、至少一个电流反馈模块3、至少一个输出检测模块4、至少两个led负载接入通道5和变压器t。变压器t为三相变压器，包括原边绕组、副边第一绕组和副边第二绕组。led负载接入通道5包括led负载正极端子led+和若干个led负载负极端子，本实施例中led负载负极端子以第一led负载负极端子led1-、第二led负载负极端子led2-……第nled负载负极端子ledn-表示，其中，n为自然数。

电源调光模块1包括交流电源11、切相调光器12和电源控制电路13，交流电源11的输出端与切相调光器12的输入端连接，切相调光器12的输出端与电源控制电路13的输入端连接，电源控制电路13的输出端分别与t变压器的原边绕组的输入端、反激控制模块2的第一输入端连接，反激控制模块2采集电源控制电路13输出的切相信号，反激控制模块2的第二输入端与t变压器的副边第一绕组的输出端连接以接收反馈电流信号，反激控制模块2的输出端与变压器t的原边绕组的输入端连接，变压器t的副边第二绕组的输出端与并联设置的所述至少两个led负载接入通道5的输入端连接用于给接入的led负载供电，输出检测模块4的输入端与所述led负载接入通道5的输出端连接，输出检测模块4的输出端通过连接对应的所述电流反馈模块3与所述反激控制模块5的第三输入端连接。

本发明驱动电路中，电流反馈模块3和输出检测模块4根据led负载接入通道5的个数对应设置，每个输出检测模块4均与两个led负载接入通道5连接，每个输出检测模块4均与第一led负载负极端子led-连接，电流反馈模块3的个数与输出检测模块4的个数相同，单个电流反馈模块3对应连接单个输出检测模块4。当电流反馈模块3为两个或者两个以上时，多个电流反馈模块3之间并联设置。当输出检测模块4为两个或者两个以上时，多个输出检测模块4之间并联设置。

其中，电源控制电路13包括防雷单元131、emi滤波单元132和整流单元133，所述交流电源11包括零线n和火线l，火线l的输出端与切相调光器12的输入端连接，防雷单元131的输入端分别连接零线n的输出端和切相调光器12的输出端，防雷单元131的输出端连接emi滤波单元132的输入端，emi滤波单元132的输出端连接整流单元133的输入端。所述电源控制电路13还包括第一电容c1，所述整流单元133与第一电容c1并联，整流单元133和第一电容c1均连接电源地。本实施例中，防雷单元131用于吸收市电端即交流电源产生的浪涌雷击信号，使电流信号降低到后级电路所能承受的范围内输出，确保后级电路不被损坏，提高整个电路系统的稳定性。emi滤波单元132用于接收防雷单元131输出信号滤波后输出以满足电磁兼容的要求。整流单元133用于将emi滤波单元132输出的交流信号整流成直流信号输出。

优选的，本实施例反激控制模块2采用ob3663芯片，反激控制模块2具有相位检测端p、电流检测输入端s、电源电压端vdd和pwm信号输出端d，整流单元133的输出端分别连接变压器t的原边绕组的输入端和反激控制模块2的第一输入端即相位检测端p，反激控制模块2的第二输入端即电源电压端vdd与变压器t的副边第一绕组的输出端连接，变压器t的副边第二绕组的输出端与并联设置的所述至少两个led负载接入通道5的输入端连接用于给接入的led负载供电，输出检测模块4的输入端与led负载接入通道5连接，输出检测模块4的输出端与电流反馈模块3的输入端连接，电流反馈模块3的输出端与反激控制模块2的第三输入端即电流检测输入端s连接。反激控制模块2的pwm信号输出端d与变压器t的原边绕组的输入端连接输出pwm信号。

本发明驱动电路还包括第七电阻r7、第八电阻r8、第三二极管d3、第四二极管d4、第五二极管d5、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4和第五电容c5，整流单元133的输出端hv+通过串联第八电阻r8连接到反激控制模块2的相位检测端p，反激控制模块2的相位检测端p通过连接第三电容c3连接电源地。整流单元133的输出端hv+串联第七电阻r7与第三二极管d3负极连接，第三二极管d3的正极与反激控制模块2的pwm信号输出端d连接，第七电阻r7与第二电容c2并联。变压器t的副边第一绕组正极通过串联第四二极管d4与反激控制模块2的电源电压端vdd连接，第四二极管d4的负极通过串联第四电容c4连接电源地。变压器t的副边第一绕组负极连接电源地。变压器t的副边第二绕组正极连接第五二极管d5的正极，第五二极管d5的负极与led负载正极端子led+，第五二极管d5通过串联第五电容c5连接电源地。

本实施例中，输出检测模块4包括第一电阻r1、第二电阻r2、第一二极管r2和第一三极管q1，本实施例第一三极管q1采用npn三极管，第一二极管d1与第二电阻r2并联，第一二极管d1的负极连接led负载负极端子led1-，第一二极管d1的正极连接led负载负极端子led2-，第一二极管d1的正极通过串联r1与第一三极管q1的基极连接，第一三极管q1的发射极连接电源地，第一三极管q1的集电极与电流反馈模块3的输入端连接。

进一步地，本实施例中，电流反馈模块3包括光耦u1、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、稳压二极管d2和第一mos晶体管qs1，本实施例第一mos晶体管qs1采用nmos晶体管。光耦u1的输入端与第一三极管q1的集电极连接，第一三极管q1的导通进而控制光耦u1导通。光耦u1的一端通过连接第四电阻r4与电压源vdd连接，光耦u1的输出端串联第五电阻r5连接电源地，第五电阻r5与稳压二极管d2并联，串联连接的第一mos晶体管qs1和第六电阻r6与第三电阻r3并联连接，第三电阻r3的一端与第一mos晶体管qs1的源极、变压器t的副边第一绕组的负极和电源地连接，第三电阻r3的另一端与反激控制模块2的电流检测输入端s连接，第一mos晶体管qs1的栅极与稳压二极管d2的负极连接，第一mos晶体管qs1的漏极通过串联第六电阻r6与反激控制模块2的电流检测输入端s连接，稳压二极管d2的正极连接电源地。

本实施例中，优选的，驱动电路还包括第九电阻r9、第十电阻r10和第十一电阻r11，第五二极管d5的负极通过串联第九电阻r9和第十电阻r10与光耦u1的输入端连接，第五二极管d5的负极通过串联第九电阻r9和第十一电阻r11连接电源地。

一种多路输出led恒流驱动方法，应用于多路led恒流驱动电路，所述驱动电路包括电源调光模块、反激控制模块、电流反馈模块、变压器、输出检测模块和至少两个led负载接入通道，所述方法包括步骤：

采样：通过所述反激控制模块实时采样所述电源调光模块输出的切相信号；

检测：通过所述输出检测模块检测所述led负载接入通道输入的电流信号；

反馈：所述电流反馈模块接收所述输出检测模块的电流信号并反馈给所述反激控制模块；

输出驱动：反激控制模块根据采样到的切相信号和接收到的反馈电流信号输出恒定的输出信号给变压器，通过变压器储能并输出恒定的电流驱动接入的led负载。

作为上述方法的进一步改进，所述输出信号为pwm信号。

本发明实施例驱动电路的工作原理如下：

如图2所示，由于接入led灯数量的不同，调光需求不同，整流单元122输出端hv+的切相信号也不同。反激控制模块2的相位检测端p检测整流单元133输出端hv+的切相信号，切相信号经过第八电阻r8衰减及第三电容c3滤波后输入到反激控制模块2，反激控制模块2根据切相信号的变化调制输出对应的控制信号pwm信号，改变控制信号pwm信号的占空比，进而控制变压器t储能，当pwm信号为高电平时，变压器t原边绕组上的电流变大，根据电磁感应的原理，变压器t副边第二绕组的电流相应变大，当pwm信号为低电平时，变压器t原边绕组上的电流变小，根据电磁感应的原理，变压器t副边第二绕组的电流相应变小，变压器t副边第二绕组的电流经过第五二极管d5整流和通过第五电容c5滤波后输出，进而改变led灯串的亮度。

当用户将led灯串的正极连接驱动电源的led负载正极端子led+、led灯串的负极连接驱动电源的第二led负载负极端子led2-时，此时，led灯串的电流流第一二极管d1，第一二极管d1导通，第一电阻r1和第二电阻r2产生分压，a点的电位升高，当a点的电位达到第一三极管q1的基极的导通电压时，第一三极管q1导通，b点电位被拉低，光耦u1导通，第四电阻r4通过光耦u1与第五电阻r5分压，此时，c点电位升高，当c点的电位大于第一mos晶体管qs1的导通电压时，第一mos晶体管qs1导通，第六电阻r6通过第一mos晶体管qs1与第三电阻r3并联，连接到反激控制模块2的电流检测输入端s的电阻值变小，从而改变电流检测输入端s的电平，反激控制模块2根据电流检测输入端s的反馈电流信号，调制输出对应的控制信号pwm信号，改变控制信号pwm信号的占空比，变压器t储能发生变化，此时变压器t的副边第二绕组输出电流值为a。

当用户将led灯串的正极连接驱动电源的led负载正极端子led+、led灯串的负极连接驱动电源的第一led负载负极端子led1-时，此时，led灯串的电流直接流入电源地，第一二极管d1截止，a点的电位降低，第一三极管q1截止，b点的电位因第一三极管q1的开路而被拉高，光耦u1截止，第四电阻r4不能通过光耦u1与第五电阻r5分压，此时，反激控制模块2的电流检测输入端s的电阻值为第三电阻r3的电阻值，从而改变电流检测输入端s的电平，反激控制模块2根据电流检测输入端s的反馈电流信号，调制输出对应的控制信号pwm信号，改变控制信号pwm信号的占空比，变压器t储能发生变化，此时变压器t的副边第二绕组输出电流值为b。

当驱动电路包括多个电流反馈模块3和输出检测模块4时，多个个电流反馈模块3之间的相应电子元器件参数不同，多个输出检测模块4之间的相应电子元器件参数不同。

同理，当led灯串的正极连接驱动电源的led负载正极端子led+、led灯串的负极连接驱动电源的任一led负载负极端子时，由于电流反馈模块3和输出检测模块4相应的电子元器件参数不同，输入反激控制模块2的电流检测输入端s的阻值不同，从而改变电流检测输入端s的电平，反激控制模块2根据电流检测输入端s的反馈电流信号，调制输出对应的控制信号pwm信号，改变控制信号pwm信号的占空比变压器t储能发生变化，此时变压器t的副边第二绕组输出电流值发生改变。

图3a-图3c是本发明三种状态下切相信号、反馈电流信号和pwm信号的波形图，如图3a所示，t为一个周期，当切相信号a为持续高电平、反馈电流信号b无干预时，输出一定占空比的方波pwm信号c，结合图3a和图3b，当切相信号为持续高电平、反馈电流信号b产生干预，一个周期t内，与图3a相比，图3b中反馈电流信号b占空比产生变化，进而使输出pwm信号c的占空比也产生变化，结合图3b和图3c，当切相信号a产生干预，切相信号a由直线波变为锯齿波，由于切相信号a的干预，反馈电流信号b的幅度及占空比产生变化，进而使输出pwm信号c的占空比也产生变化。

一种多路输出led恒流驱动电路，反激控制模块通过与电源调光模块、电流反馈模块、输出检测模块和变压器的结合，实现根据led负载接入通道接入的led灯数量及不同的调光需求输出恒定的驱动电流，性能稳定，与现有技术采用恒压驱动电源相比，无需二级恒流处理，成本低。多路恒流驱动独立输出，不同时输出，与现有技术多路同时输出电源相比，避免资源浪费。

通过电流控制模块实时采样电源调光模块的切相信号，针对切相调光器输出不同的电流调整调光范围，实现调光深度低、调光范围广的目的。

一种多路输出led恒流驱动方法，反激控制模块通过与电源调光模块、电流反馈模块、输出检测模块和变压器的结合，实现根据led负载接入通道接入的led灯数量及不同的调光需求输出恒定的驱动电流，性能稳定，与现有技术采用恒压驱动电源相比，无需二级恒流处理，成本低。多路恒流驱动独立输出，不同时输出，与现有技术多路同时输出电源相比，避免资源浪费。

通过电流控制模块实时采样电源调光模块的切相信号，针对切相调光器输出不同的电流调整调光范围，实现调光深度低、调光范围广的目的。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。