多路输出恒流源的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种多路输出恒流源，包括依次电性连接的AC/DC转换单元、控制单元、输出单元和负载，还包括PWM调光单元、POT调光单元、调光器调光单元、采样单元和判断单元。本发明通过对多路输出进行信号采样，利用相应的调光功能，完成恒流源由单输出向多输出的转变，在一路或者几路输出存在断路故障的情况，依旧保证其它输出电流在额度值范围内，保证照明系统的整体安全性。
【专利说明】多路输出恒流源
【技术领域】
[0001]本发明涉及高频开关电源【技术领域】，尤其是恒流源领域。
【背景技术】
[0002] 目前恒流源做为led照明的驱动电源，对可靠性、质量、调光等要求日趋增高，同 时由于普及使用又需要做到低成本，由此产生了矛盾。现有的恒流源一般只能实现一个 Buck电路供应一路输出，也有多路输出的恒流源，但调光方式单一，有的使用微处理器芯 片，成本尚昂。
【发明内容】
[0003] 鉴于现有技术中的以上不足，本发明提供一种多路输出恒流源，釆用常用芯片，仅 通过优化外围电路，集成多种调光方式，实现多路输出功能，电路具有较高的性价比。
[0004] 为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种多路输出恒流源，包括依次电性 连接的AC/DC转换单元、控制单元、输出单元和负载，还包括PWM调光单元、Ρ0Τ调光单元、 调光器调光单元、采样单元和判断单元，其中，所述PWM调光单元，与所述控制单元相连，通 过外界输入脉冲宽度调制信号，实现相应单路恒流输出电流的调整，PWM信号频率为1? 20KHz ； 所述Ρ0Τ调光单元，与所述控制单元相连，通过调节电阻阻值，实现对相应单路恒流输 出电流的调整； 所述调光器调光单元，与所述控制单元相连，通过向外界提供lOVdc电压信号，由外界 对该电压信号进行调节；也可以是外界提供O-lOVdc电压信号，实现相应单路恒流输出电 流的调整； 所述输出单元，将单路恒流输出分成多路，提供给输出负载； 所述采样单元，对所述输出单元的每一路进行电流采样，转换为相应电压信号，提供给 所述判断单元； 所述判断单元，以所述采样单元提供的电压信号判断输出电流变化，对每路输出电流 进行监控，当其中出现断路现象，实时将控制信号发送到所述PWM调光单元或所述Ρ0Τ调光 单元或所述调光器调光单元，由所述控制单元对输出总电流进行调整，保证多路输出的每 路电流保持在额度值范围内。
[0005] 优选的，所述控制单元采用芯片LM3409,它是一种常见的LED驱动电路芯片。
[0006] 优选的，所述判断单元包括一次判断电路和二次判断电路，所述一次判断电路的 输出作为所述二次判断电路的输入。
[0007] 所述一次判断电路由运算放大器U6、PNP型三极管Q3和电阻R56、R59、R62组成， 采样信号进入U6正极，TO的负极连接在串联的R5 9、册2之间，U6的输出端连接Q3基极， Q3发射极串联R56后接至所述Ρ0Τ调光单元。此种结构的一次判断电路的数量与输出单元 的恒流路数相等，即如果恒流源为三路输出，那么一次判断电路也为三个，每个一次判断电 路对相应单路输出的电流进行判断。
[0008] 所述二次判断电路由与门U7、PNP型三极管Q7和电阻R66组成，U7的输入端连接 任意两个所述一次判断电路中U6的输出端，U7的输出端与Q7基极相连，Q的发射极串联 R66后连接所述POT调光单元。所述二次判断电路数量与所述一次判断电路数量的关系满 足关系式= C:.，其中X为所述一次判断电路的数量，y为所述二次判断电路的数量。
[0009]本发明的有益效果：1、通过对多路输出进行信号采样，利用相应的调光功能，完成 恒流源由单输出向多输出的转变；2、在一路或者几路输出存在断路故障的情况，依旧保证 其它输出电流在额度值范围内，保证照明系统的整体安全性；3、电路结构简单，实现了成本 优化。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为本发明原理框图； 图2为本发明实施例三种调光方式及控制单元电路连接图； 图3为本发明实施例采样单元电路图； 图4为本发明实施例判断单元之一次判断电路图； 图5为图4中实施例判断单元之二次判断电路图。
【具体实施方式】
[0011]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0012] 如图1所示，本发明多路输出恒流源包括AC/DC变换单元，将输入的AC电压转换 为DC电压，为后级恒流变换提供直流电能源，此单元信号转换频率通常为50?200KHZ的 高频信号；控制单元，将AC/DC变化单元转换得到的的DC电压转换为需要的恒流输出，其 输出电流为多路输出电流的总和，此单元信号转换频率通常为100?ΙΟΟΟΚΗζ的高频信号； 可控硅调光控制单元，与控制单元相连，实现对控制单元的调光控制，具体为调节电位器阻 值，获得对相应单路恒流输出电流的调整；PWM调光控制单元，也与控制单元相连，实现对 控制单元的调光控制，属于外界输入脉冲宽度调制信号，以实现相应单路恒流输出电流的 调整，此单元的PWM信号通常为1?20KHz的信号；调光器调光单元，与控制单元相连，实现 对控制单元的调光控制，属于给外界提供lOVdc电压信号，由外界对此电压信号进行调节， 也可以是外界提供Ο-lOVdc的调节电压信号，实现相应单路恒流输出电流的调整；多路输 出单元，将单路恒流输出简单分成多路输出，提供给输出负载，图2所示的R52、R53、R55即 承载了三路输出的功能；采样单元，对每一路输出进行电流采样，转换为相应电压信号，提 供给反馈单元，作为输出电流采样信号；判断单元，根据采样单元提供的电压信号判断输出 电流变化情况，对每路输出电流进行实时监控，当其中出现断路现象，则将每路输出电流信 号转换成控制信号，发送到Ρ0Τ调光单元，由Ρ0Τ调光单元对输出总电流进行调整，保证多 路输出的每路电流保持在额度值范围内，确保使用安全。
[0013] 如图2所示，U4为LM3409,为LED提供驱动，接线端1处接PWM调光单元，属于脉 冲宽度调光模式，在这个部分，只要接入〇?1〇〇%脉冲宽度变化的信号，就可以使输出电流 额度值在0?100%之间变化，达到调光目的；接线端2接调光器调光单元，属于模拟电压变 化调光模式，只要在此接入一个调光器，使此单元的控制信号在0-10V之间变化，就可实现 输出电流额度值在0?100%之间变化，达到调光目的，需要指出，此处的调光器，可以是拉 电流（sink)或者灌电流（source)模式，均可以达到调光目的；接线端3接POT调光单元， 属于电阻调光模式，只要在此处接入在设定范围内变化阻值的电阻，就可以使不同的电阻 值对应不同的恒流输出电流值，达到调光目的。接线端4处接负载LED。U4还可以是实现 同样功能的其他型号的恒流驱动芯片。
[0014] 图3为采样单元，具体为3个电阻R52、R53和R55,三个电阻分别与三个输出端的 地回路相连接，这样每个单独输出的电流采样信号就分别由这三个电阻完成。
[0015] 图4为一次判断电路，为三个结构相同的电路来对应三路输出，分别由一个运算 放大器、一个PNP三极管及三个电阻组成，采样信号II、12、13作为运算放大器的一路输入 信号。该电路用于判断每路输出电流情况，判断结果与Ρ0Τ调光端口相连，完成对输出电流 的相应调整。
[0016] 图5为二次判断电路，由一个与门、一个三极管及外围电阻组成，将一次判断电路 判断结果的逻辑电平送入与门，当三路输出的其中两路电流出现异常比如断路，该电路起 作用。调节输出电流，使输出电流始终保持在LED灯的设计电流容许范围内。该电路同样 和Ρ0Τ调光端口相连。
[0017] 根据判断结果调节电流的方式：检测多路输出的每路电流，当其中任意一路出现 断路现象，将U4芯片2脚的外接对地电阻降低，实现从总输出电流值中减去故障路输出电 流值；当剩下的输出回路中再出现断路情况时，再将U4芯片2脚的外接对地电阻降低，再从 输出总电流值中减去输出故障路输出电流值；依次类推，就可以实现将单输出的恒流源变 为多输出的恒流源。
[0018] 在本实施方式中，图4和图5的输出均连接Ρ0Τ调光单元，实际还可以连接PWM调 光单元和调光器调光单元,此时判断单元的电路会有所改变。
[0019] 本发明提出的将单输出恒流源改变为多输出恒流源，是将单输出恒流源的输出直 接分成多路，每路输出采用单独采样、控制，使每路输出得到实时监控，其中任意一路出现 断路问题，控制单元将单输出恒流源的输出电流减去故障路输出的电流，保证其它各路输 出的电流值始终保持在设计值范围内，保证安全。这种变化目前试用于多输出的每路输出 电流值均相同的情况。当其中任何一路输出出现短路现象时，单输出恒流源的短路保护功 能启动，完全可以保证所有输出灯负载的安全，当输出短路解除后，系统自动恢复正常工 作。
[0020] 以上是本发明的较佳实施方式，但本发明的保护范围不限于此。任何熟悉本领域 的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，未经创造性劳动想到的变换或替换，都应涵盖 在本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围应以权利要求所限定的保护范围为准。
【权利要求】
1. 一种多路输出恒流源，包括依次电性连接的AC/DC转换单元、控制单元、输出单元和 负载，其特征在于：还包括PWM调光单元、POT调光单元、调光器调光单元、采样单元和判断 单元，其中， 所述PWM调光单元，与所述控制单元相连，通过外界输入脉冲宽度调制信号，实现相应 单路恒流输出电流的调整，PWM信号频率为1?20KHz; 所述POT调光单元，与所述控制单元相连，通过调节电阻阻值，实现对相应单路恒流输 出电流的调整； 所述调光器调光单元，与所述控制单元相连，通过向外界提供IOVdc电压信号，由外界 对该电压信号进行调节；也可以是外界提供O-IOVdc电压信号，实现相应单路恒流输出电 流的调整； 所述输出单元，将单路恒流输出分成多路，提供给输出负载； 所述采样单元，对所述输出单元的每一路进行电流采样，转换为相应电压信号，提供给 所述判断单元； 所述判断单元，以所述采样单元提供的电压信号判断输出电流变化，对每路输出电流 进行监控，当其中出现断路现象，实时将控制信号发送到所述PWM调光单元或所述POT调光 单元或所述调光器调光单元，由所述控制单元对输出总电流进行调整，保证多路输出的每 路电流保持在额度值范围内。
2. 根据权利要求1所述的多路输出恒流源，其特征在于：所述控制单元为芯片LM3409。
3. 根据权利要求1所述的多路输出恒流源，其特征在于：所述判断单元包括一次判断 电路和二次判断电路，所述一次判断电路的输出作为所述二次判断电路的输入。
4. 根据权利要求3所述的多路输出恒流源，其特征在于：所述一次判断电路由运算放 大器U6、PNP型三极管Q3和电阻R56、R59、R62组成，采样信号进入U6正极，U6的负极连接 在串联的R59、R62之间，U6的输出端连接Q3基极，Q3发射极串联R56后接至所述POT调 光单元。
5. 根据权利要求4所述的多路输出恒流源，其特征在于：所述一次判断电路数量与所 述输出单元的恒流路数相等。
6. 根据权利要求3所述的多路输出恒流源，其特征在于：所述二次判断电路由与门U7、 PNP型三极管Q7和电阻R66组成，U7的输入端连接任意两个所述一次判断电路中U6的输 出端，U7的输出端与Q7基极相连，Q的发射极串联R66后连接所述POT调光单元。
7. 根据权利要求6所述的多路输出恒流源，其特征在于：所述二次判断电路数量与所述 一次判断电路数量的关系满足关系式
，其中X为所述一次判断电路的数量，y为所述 二次判断电路的数量。
【文档编号】H05B37/02GK104244515SQ201410409710
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2014年8月20日
【发明者】马生茂, 周焱, 黄思捷 申请人:张家港麦智电子科技有限公司