专利名称：智能型直流电源供应电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种直流电源供应电路，尤指一种适用于定电流型负载的智能型直流
电源供应电路。
背景技术：
请参阅图l，其为一现有LED灯具的电路示意图。其构造主要包含有一电源供应器12及多个发光二极管(LED)灯管14、 16、 17及18。 其中，各LED灯管14、16、17及18分别包含有多个LED 141、161、171及181。各LED灯管14、 16、 17及18并分别串接有一恒流元件(Constant currentdriver， CCD) 143、163、173及183。 由于工艺上的误差，每个LED 141、161、171及181的临界电压(thresholdturn onvoltage ;Vt)各有不同，每个恒流元件143U63、173及183所能通过的电流也存在差异，造成每个LED灯管所需的驱动电压并不一致。 为了令各LED灯管14、 16、 17及18都能被良好地驱动，其电源供应器12所提供的电压至少需大于所有灯管中最高的驱动电压。 然而，对于大量生产的产品，厂商不可能一一检测各灯管的驱动电压，只能根据其生产线可能的误差，采取可能的最高驱动电压，作为其电源供应器12的输出电压。如此，不可避免的，绝大部分的LED灯管将承受比其驱动电压高的电压，不仅造成能源的浪费，也增加其元件的损耗而縮短产品的使用寿命。
发明内容
本发明的一目的，在于提供一种智能型直流电源供应电路，尤指一种适用于定电流型负载的智能型直流电源供应电路。 本发明的又一目的，在于提供一种直流电源供应电路，设有一电源转换器，用以将一输入电压转换为一输出电压者。 本发明的又一目的，在于提供一种直流电源供应电路，设有一扫描控制器，可进行电压扫描，取得最佳输出电压。 本发明的又一目的，在于提供一种直流电源供应电路，设有一电流检测器及一电压检测器，用以监测输出电流及电压的变化。 本发明的又一目的，在于提供一种直流电源供应电路，其扫描控制器包含有二个模拟数字转换器，分别用以将电流及电压信号转换为数字信号。 本发明的又一目的，在于提供一种直流电源供应电路，其扫描控制器包含有一多
路复用器及一模拟数字转换器，可分时将电流及电压信号转换为数字信号。 本发明的又一目的，在于提供一种直流电源供应电路，其扫描控制器包含有一微
控制器，可分析比对电流及电压信号，并控制电源转换器改变输出电压。 本发明的又一目的，在于提供一种直流电源供应电路，可由低电压往高电压进行
3扫描，借以稳定取得最佳输出电压。 本发明的又一目的，在于提供一种直流电源供应电路，可由一预设电压往低电压 进行扫描，借以快速取得最佳输出电压。 为实现上述目的，本发明提供一种直流电源供应电路，包含有一电源转换器，连 接一电源输入端及一接地端，用以转换由电源输入端的一输入电压为一输出电压；一电流 检测器，连接于电源转换器与直流电源供应电路的一输出端之间，用以检测电源转换器的 输出电流并产生一电流信号；及一扫描控制器，连接电源转换器及电流检测器，扫描控制器 产生一控制信号以便于控制电源转换器产生一对应输出电压，通过改变控制信号改变输出 电压，以进行一电压扫描，扫描控制器接收并根据电流信号决定是否改变控制信号；其中， 当一负载连接于输出端与接地端之间时，扫描控制器可根据电压扫描时输出电流的变化而 产生一最佳控制信号，借此取得一最佳输出电压。
图1为一 LED灯具的电路示意图； 图2为本发明一实施例的电路示意图； 图3为本发明电压扫描一实施例的示意图； 图4为本发明电压扫描另一实施例的示意图； 图5A为本发明电源转换器实施例一的电路示意图； 图5B为本发明电源转换器实施例二的电路示意图； 图5C为本发明电源转换器实施例三的电路示意图； 图6为本发明另一实施例的电路示意图； 图7为本发明又一实施例的电路示意图。 其中，附图标记12电源供应器14LED灯管141LED143恒流元件16LED灯管161LED163恒流元件17LED灯管171LED173恒流元件18LED灯管181LED183恒流元件20直流电源供应电路201电源输入端203接地端205输出端209定电流型负载22电源转换器24扫描控制器241微控制器243模拟数字转换器245模拟数字转换器26电流检测器28电压检测器32特性曲线36升压扫描38最佳输出电压
4
42特性曲线46预设电压48降压扫描49最佳输出电压52降压电路54升压电路56降升压电路60直流电源供应电路64扫描控制器641微控制器643多路复用器645模拟数字转换器70直流电源供应电路72电源转换器721整流滤波单元723电压转换单元74扫描控制器741微控制器745模拟数字转换器
具体实施例方式
首先，请参阅图2及图3，其分别为本发明一实施例的电路示意图及电压扫描一实 施例的示意图。如图所示，本实施例智能型直流电源供电路20主要包含有一电源转换器 22、一电流检测器26、一电压检测器28及一扫描控制器24。 其中，电源转换器22连接一 电源输入端201及一接地端203 ，可将电源输入端201 的输入电压Vin转换为一输出电压Vout由一输出端205输出。电流检测器26串接于电源 转换器22与输出端205之间，用以检测电源转换器22所输出的电流并产生一电流信号。电 压检测器28连接于输出端205与接地端207之间，用以检测电源转换器22所输出的电压 Vout并产生一电压信号。 扫描控制器24分别连接电源转换器22、电流检测器26及电压检测器28，扫描控 制器24产生一控制信号以便于控制电源转换器22产生一对应的输出电压Vout。在本发明 中，通过改变控制信号以改变对应的输出电压Vout，扫描控制器接收并根据电流检测器26 与电压检测器28检测的电流与电压数据而进行分析决定是否改变控制信号。
当直流电源供应电路20连接一负载209时，可利用扫描控制器24改变电源转换 器22的输出电压Vout进行电压扫描的动作，并通过分析输出电压Vout与电流的变化而产 生一最佳控制信号，借此取得相对于该负载209的最佳输出电压。 本实施例的扫描控制器24包含有两个模拟数字转换器243及245，分别连接电流 检测器26及电压检测器28，分别将电流检测器26及电压检测器28所取得电流及电压的模 拟信号转换为数字信号，之后传送至微控制器241中进行分析比对。该微控制器241可根 据预设的扫描模式控制电源转换器22改变输出电压Vout，并由分析比对的结果取得最佳 输出电压。 本发明的直流电源供应电路20应用于定电流型负载209时，由于定电流型负载 209的电流电压(V-I)特性曲线32通常如图3所示，具有一临界电压Vt。
当输出电压Vout小于临界电压Vt时，电流与输出电压Vout呈线性关系；当输出 电压Vout大于临界电压Vt时，则电流保持为一固定电流Is，不再随着输出电压Vout改变。
本发明利用此一特性，通过分析输出电压Vout与电流的变化，即可取得最佳输出
5电压。 在图3所示实施例中，扫描控制器24控制电源转换器22的输出电压Vout由低电
压往高电压进行扫描，其输出电压Vout的改变如升压扫描36箭头所示。当输出电压Vout
高于定电流型负载209时，电流将趋向Is，稳定而不再改变。因此，当扫描控制器24分析电
压改变时，电流的改变量小于一预设值时，即可判断出改变前的输出电压Vout为该定电流
型负载209的临界电压Vt，而可将输出电压Vout往回调整为最佳输出电压38。 其中，该电流改变量的预设值可以由系统设计者指定范围(例如百分之五以下)。 请参阅图4，其为本发明电压扫描另一实施例的示意图，定电流型负载209具有电 流电压(V-I)特性曲线42以及一临界电压Vt。如图所示，在本实施例中，若可预先得知定电 流型负载209的大概规格，则可根据该规格设定一预设电压Vp 46，而在进行电压扫描时， 由该预设电压Vp 46往低电压进行降压扫描48。 当输出电压Vout改变，且电流由固定电流Is开始产生变化，若该电流变化量大于 一预设值时，即可判所出改变前的输出电压Vout为该定电流型负载209的临界电压Vt，而 可将输出电压Vout往回调整为最佳输出电压49。 在本实施例中，其电流变化量的预设值亦可以由系统设计者指定范围(例如百 分之五以上)。 请参阅图5A至图5C，其为本发明电源转换器各实施例的示意图。由于电源转换器 在交换式电源(switching power)的应用中已经相当成熟，本发明仅列举数个典型的电路 作为辅助说明，如图所示的降压电路52、升压电路54及降升压电路56等等，皆可使用于本 发明的电源转换器22。 请参阅图6，其为本发明另一实施例的电路示意图。如图所示，本实施例的直流电 源供应电路60构造与图2所示实施例大致相同，但其扫描控制器64包含有一多路复用器 643，用以连接电流检测器26与电压检测器28，可分时将电流与电压的模拟信号传送至模 拟数字转换器645中。 模拟数字转换器645将电流与电压信号分别转换为数字信号，并传送至微控制器 641，即可进行电流与电压的分析比对，据以取得最佳输出电压。 请参阅图7，其为本发明又一实施例的电路示意图。如图所示，本实施例的直流电 源供应电路70构造与图2所示实施例大致相同，但，本实施例可仅设置一电流检测器26检 测输出电流。 当输入电压为一交流电压时，本发明的电源转换器72可包含有一整流滤波单元 721及一电压转换单元723。利用整流滤波单元721将交流电压整流且滤波为一直流电压 后，再由电压转换单元将该直流电压转换为输出电压。 本实施例的扫描控制器74包含有一微控制器741及一模拟数字转换器745。其 中，模拟数字转换器连接电流检测器26，用以将电流的模拟信号转换为数字信号，并传送至 该微控制器741。微控制器741产生一控制信号以便于控制电源转换器72(的电压转换单 元723)产生一对应的输出电压，通过改变控制信号以改变对应的输出电压。微控制器741 接收并根据电流的数字信号进行分析对比决定是否改变控制信号。当一负载209连接于输 出端与接地端之间时，微控制器741可根据电压扫描时输出电流的变化而产生一最佳控制
6信号，借此取得一最佳输出电压。 本实施例的直流电源供应电路70亦可应用于定电流型负载209，因此，其电压扫 描方式与图3及图4类似，可以由低电压往高电压扫描，或是由一预设电压(较高电压)往 低电压扫描。 上述实施列中，其定电流型负载209可为一发光二极管照明模块。可将扫描控制 器24、64及74整合为一控制芯片，亦可将直流电源供应电路20、60及70整合为一电源供 应芯片。 此外，扫描控制器24、64及74可设定为以一预定周期进行电压扫描的动作，可因 该定电流型负载209的变化，例如新增LED灯管、移除LED灯管，或有LED灯管损坏等等状 况，而取得新的最佳输出电压。 亦可在取得最佳输出电压后，持续监控输出电流与输出电压，当其中的一产生变 化时，即再次进行电压扫描，藉以取得新的最佳输出电压。 当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟 悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变 形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
一种直流电源供应电路，其特征在于，包含有一电源转换器，连接一电源输入端及一接地端，用以转换由该电源输入端的一输入电压为一输出电压；一电流检测器，连接于该电源转换器与该直流电源供应电路的一输出端之间，用以检测该电源转换器的输出电流并产生一电流信号；及一扫描控制器，连接该电源转换器及该电流检测器，该扫描控制器产生一控制信号以便于控制该电源转换器产生一对应输出电压，通过改变该控制信号改变该输出电压，以进行一电压扫描，该扫描控制器接收并根据该电流信号决定是否改变控制信号；其中，当一负载连接于该输出端与该接地端之间时，该扫描控制器可根据电压扫描时输出电流的变化而产生一最佳控制信号，借此取得一最佳输出电压。
2. 根据权利要求1所述的直流电源供应电路，其特征在于，该直流电源供应电路还包 含一电压检测器， 一端连接于该输出端，另一端接地，用以检测该电源转换器输出的电压并 产生一 电压信号，且该扫描控制器连接该电压检测器。
3. 根据权利要求2所述的直流电源供应电路，其特征在于，该扫描控制器接收并根据 该电流信号与该电压信号决定是否改变控制信号。
4. 根据权利要求1所述的直流电源供应电路，其特征在于，该负载为一定电流型负载。
5. 根据权利要求1所述的直流电源供应电路，其特征在于，该电压扫描令该输出电压 由低电压往高电压改变。
6. 根据权利要求5所述的直流电源供应电路，其特征在于，当该输出电压改变，而该输 出电流的改变量小于一预设值时，则该改变前的输出电压为该最佳输出电压。
7. 根据权利要求1所述的直流电源供应电路，其特征在于，该电压扫描令该输出电压 由一预设电压往低电压改变。
8. 根据权利要求7所述的直流电源供应电路，其特征在于，当该输出电压改变，而该输 出电流的改变量大于一预设值时，则该改变前的输出电压为该最佳输出电压。
9. 根据权利要求3所述的直流电源供应电路，其特征在于，该扫描控制器包含有 二个模拟数字转换器，分别连接该电压检测器与该电流检测器，用以将电压及电流的模拟信号转换为数字信号；及一微控制器，分别连接各模拟数字转换器，用以接收电压及电流的数字信号，并进行分 析对比，且控制该电源转换器改变该输出电压及取得该最佳输出电压。
10. 根据权利要求3所述的直流电源供应电路，其特征在于，该扫描控制器包含有 一模拟数字转换器，用以将模拟信号转换为数字信号；一多路复用器，连接该电流检测器、电压检测器及该模拟数字转换器，可切换电压及电 流的模拟信号至该模拟数字转换器，以便于分时将电流及电压信号转换为数字信号；及一微控制器，连接该模拟数字转换器，用以接收电压及电流的数字信号，并进行分析对 比，且控制该电源转换器改变该输出电压及取得该最佳输出电压。
全文摘要
本发明公开一种智能型直流电源供应电路，该电路包含有一电源转换器、一电流检测器、一电压检测器及一扫描控制器。利用电源转换器产生一输出电压，以扫描控制器控制电源转换器改变其输出电压而进行电压扫描，并通过电流检测器与电压检测器取得输出的电压与电流信号，经扫描控制器分析后，取得一最佳输出电压。
文档编号H05B37/02GK101707834SQ20091020879
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月3日 优先权日2009年11月3日
发明者陈德铮 申请人:陈德铮