专利名称：一种多通道直流均流方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电源直流电流的控制领域，更具体地说，涉及一种多通道直流均流方 法及装置。
背景技术：
在需要电源对其多路(或多通道)输出做出均流的情况下，例如，驱动多路LED灯 串时，现有技术中通常采用的方法包括AC/DC降压恒流，除了外接一个AC/DC恒压恒流电源 外，无任何其它多余的电子元件。先将多个LED串联，然后将多串LED并联接入AC/DC的输 出端。这种电路的优点是电路很简单，效率很高(等同于AC电源的效率)。缺点是恒流效 果很差，LED光衰很大，严重影响其使用寿命；对上述电路的一种改进是直接通过AC/DC恒 流电源将输入的220V市电变换为50V左右的恒流电源，多串LED并联连接，然后在每串LED 串入一电阻，以平恒因LED的Vf值不一样而导致的电流误差，其电路简单，成本很低，但均 流效果差，电源效率低。此外，另一种常见的技术方案是先通过AC/DC恒压电源将输入的 220V市电变换为50V左右的DC电源，然后每串LED灯串上串入一 DC恒流电路，从而保证每 串LED灯串的电路始终恒定不变。这种电路的恒流精度比较高，但其电路繁杂、故障率高、 效率比较低；作为上述电路的一种补充，也可以每串LED接一个电源。这样的恒流效果好， 单串设计，配置较为灵活，但也正是因其模块结构，功率做得比较小，所以效率比较低、其成 本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述效率低、均流效果不理想、成 本较高的缺陷，提供一种效率高、均流效果较为理想、成本低的多通道直流均流方法及装置。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种多通道直流均流的方法， 包括如下步骤
A)取得多个通道的驱动电流值；
B)比较上述多个通道的电流值，确定其驱动电流值最大的通道和最小的通道；
C)减小所述最大驱动电流的值通道的驱动波形并增加所述最小驱动电流值的通 道的驱动波形；
D)返回步骤A)。在本发明所述的多通道直流均流方法中，所述步骤A)进一步包括
Al)取得一个通道通过采样及模数转换后的瞬时驱动电流值； A2)判断对该通道的瞬时驱动电流值的读取次数是否达到第一设定值，如是执行 步骤A3)；否则，返回步骤Al)；
A3)将所述第一设定值个瞬时驱动电流值平均，得到该通道的驱动电流值。在本发明所述的多通道直流均流方法中，所述步骤A)还包括如下步骤
4A4)判断取得驱动电流值的通道数是否达到第二设定值，如是，执行步骤B)；否 则，返回步骤Al)取得下一个通道的驱动电流值。在本发明所述的多通道直流均流方法中，所述步骤B)中通过逐个比较各通道的电 流值，确定所述驱动电流值最大和最小的通道。在本发明所述的多通道直流均流方法中，所述步骤C)中进一步包括
Cl)将所述最大驱动电流值的通道的驱动波形占空比减小； C2)将所述最小驱动电流值的通道的驱动波形占空比加大。在本发明所述的多通道直流均流方法中，所述步骤Cl)和步骤C2)中分别减小和 加大一个设定单位的占空比。本发明还揭示了一种多通道直流均流装置，包括用于取得多个通道的驱动电流值 的驱动电流值取得模块、用于比较上述多个通道的电流值并确定其驱动电流值最大的通道 和最小的通道的比较模块以及用于减小所述最大驱动电流的值通道的驱动波形并增加所 述最小驱动电流值的通道的驱动波形的调节模块。在本发明所述的多通道直流均流装置中，所述驱动电流值取得模块进一步包括用 于取得一个通道通过采样及模数转换后的瞬时驱动电流值的瞬时电流值取得单元、用于判 断对该通道的瞬时驱动电流值的读取次数是否达到第一设定值的第一设定值判断单元、用 于判断取得驱动电流值的通道数是否达到第二设定值的第二设定值判断单元以及用于将 所述第一设定值个瞬时驱动电流值平均而得到该通道的驱动电流值的驱动电流值计算单兀。在本发明所述的多通道直流均流装置中，所述比较模块包括确定多个驱动电流值 中最大及最小值所在通道的电流值比较单元。在本发明所述的多通道直流均流装置中，所述调节模块包括用于将所述最大驱动 电流值的通道的驱动波形占空比减小的减小单元和用于将所述最小驱动电流值的通道的 驱动波形占空比增大的增大单元。实施本发明的多通道直流均流方法及装置，具有以下有益效果由于取得多个通 道中的驱动电流值，并调节其中最大值及最小值的通道，使上述多个通道中的驱动电流在 动态中趋于一致；而且由于采用同一控制装置对多个通道的驱动波形控制，所以其效率较 高、均流效果较为理想、成本较低。
图1是本发明多通道直流均流方法及装置实施例中方法流程图； 图2是所述实施例中装置的结构示意图3是所述实施例中装置的电路原理图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明。如图1所示，在本发明多通道直流均流方法及装置实施例中，实现多通道直流均 流的方法包括如下步骤
步骤Sll取得一个通道的瞬时驱动电流值在本步骤中，通过串接在负载(即通道、
5LED灯串，参见图3)上的采样电阻，取得该通道上的瞬时驱动电流值，此时，该驱动电流值 是一个模拟量，需要通过模数变换，使其转换为数字信号，以便于之后的处理；在将其转换 为数字信号后，才算取得该通道的瞬时驱动电流值，所以本步骤中所述的瞬时驱动电流值 是数字信号。当取得该数字的瞬时驱动电流值之后，存储该值，便于后续处理。在本实施例 中，上述通道为一个具有多个LED的灯串、与其串联的受控开关以及连接在上述受控开关 和地之间的采样电阻，当上述受控开关导通时，电流由电源依次通过LED灯串、受控开关、 采样电阻、地返回电源，于是使得上述LED灯串发光并在上述采样电阻上形成电压，由于采 样电阻值已知，故可以得到该通道上的瞬时驱动电流值。步骤S12该通道取值次数达到第一设定值？在本步骤中，当取得一次通道的瞬时 驱动电流值并存储后，计数器加一，并判断计数器值是否大于第一设定值，如大于第一设定 值，计数器清零，并执行步骤S13 ；否则，返回步骤Sll。步骤S13将第一设定值个瞬时驱动电流值平均得到该通道的驱动电流值在本 步骤中，由于经过上述步骤已经经过M次瞬时驱动电流的采集(设M是第一设定值)，所以存 储有M个瞬时驱动电流值，将上述M个瞬时驱动电流值中的最大值和最小值舍去，将剩余的 瞬时驱动电流值相加，并除以M-2，得到其平均值并存储，这个平均值就是该通道的驱动电 流值。之所以通过多次采集，去掉最大值及最小值之后再取其平均值作为通道电流值，是为 了避开瞬时干扰，使得该通道驱动电流值更加准确。步骤S14取得驱动电流值的通道数达到第二设定值？在本实施例中，包括多个通 道(即上述的LED串或负载)，设为N个，步骤S11-S13取得一个通道的平均值，本步骤就是 判断是否所有通道的驱动电流值都已取得，即判断已取得的通道驱动电流值是否有N个； 如是，执行步骤S16 ；否则，执行步骤S15。步骤S15开始下一通道测量本步骤是在本次测量中已经取得一个通道的驱动 电流值，但尚未取得所有通道的驱动电流值的情况下，开始进行下一个通道的驱动电流值 的测量。步骤S16确定第二设定值个驱动电流值中最大值通道和最小值通道在本步骤 中，已经取得所有通道的驱动电流值，需要找出这些值中的最大一个以及最小一个，进而确 定具有最大驱动电流值的通道和具有最小驱动电流值的通道。在本实施例中，通过逐个比 较上述电流值，利用电流值比较程序来实现上述驱动电流的最大值和最小值的查找；在其 他实施例中，也可以使用其他手段来实现上述驱动电流最大值和最小值的寻找。步骤S17减小上述最大值通道的驱动波形占空比当上述步骤找出具有最大的 驱动电流值的通道和具有最小驱动电流值的通道之后，在本步骤中，就需要调节上述具有 最大驱动电流值的通道驱动电流值，使得其驱动电流变小；在本实施例中，采用通过减少该 通道中受控开关的驱动波形的占空比的方式使得其受控开关的导通时间更短，进而使得其 驱动电流变得较低，与多数通道的驱动电流更加接近。步骤S18增加上述最小值通道的驱动波形占空比在本步骤中，需要调节上述具 有最小驱动电流值的通道驱动电流值，使得其驱动电流变大；在本实施例中，采用通过增加 该通道中受控开关的驱动波形的占空比的方式使得其受控开关的导通时间更长，进而使得 其驱动电流变得较大，与多数通道的驱动电流更加接近。完成本步骤后，返回步骤S11，开始 下一周期的驱动电流均流。
在本实施例中，上述步骤先执行步骤S17，在执行步骤S18，之后返回步骤Sll ；在 其他实施例中，也可以先执行步骤S18，再执行步骤S17，之后返回步骤Sll ；此外，在本实施 例中，上述步骤S17和S18中分别对其驱动波形的占空比调节一个设定值，为1/256，但是在 其他实施例中，该设定值也可以为其他数值，例如1%;同时，在其他实施例中，上述不同步 骤中的调节量也可以分别设置为不同的数值，例如，可以一次调节最大值通道的驱动波形 占空比10%，而一次调节最小值通道的驱动波形占空比的量为5%。本实施例还涉及一种多通道直流均流装置，如图2所示，多通道直流均流装置2包 括驱动电流值取得模块21、比较模块22以及调节模块23 ；其中，驱动电流值取得模块21用 于取得多个通道的驱动电流值；比较模块22用于比较上述多个通道的电流值并确定其驱 动电流值最大的通道和最小的通道；调节模块23用于减小所述最大驱动电流的值通道的 驱动波形并增加所述最小驱动电流值的通道的驱动波形。在本实施例中，更进一步地，驱动 电流值取得模块21包括瞬时电流值取得单元211、第一设定值判断单元212、第二设定值判 断单元213以及驱动电流值计算单元214。其中瞬时电流值取得单元211用于取得一个通 道通过采样及模数转换后的瞬时驱动电流值；第一设定值判断单元212用于判断对该通道 的瞬时驱动电流值的读取次数是否达到第一设定值；第二设定值判断单元213用于判断取 得驱动电流值的通道数是否达到第二设定值；驱动电流值计算单元214用于将所述第一设 定值个瞬时驱动电流值平均而得到该通道的驱动电流值。此外，比较模块22包括了用于确 定多个驱动电流值中最大及最小值所在通道的电流值比较单元221 ；而调节模块23则包括 了用于将具有最大驱动电流值的通道的驱动波形占空比减小的减小单元231和用于将具 有最小驱动电流值的通道的驱动波形占空比增大的增大单元232。在本实施例中，上述减小 单元231和增大单元232都按照相同的设定步进值调节驱动波形的占空比，在其他实施例 中，也可以设定上述减小单元231和增大单元232具有不同的步进调节值。图3是本实施例的电原理图，其关键器件是实现智能控制的MCU，另外有8个实现 开关控制的MOS管，其大致的工作原理如下通电瞬间，MCU复位，所有PWM输出脚均输出高 电平，使得8个MOS管全部导通，这样在电阻Rs上形成一个电压，并经过电阻Ra、电容Ca进 行积分滤波后，在电容Ca上产生压降，其压降大小主要由电阻Rs和Irs (流过Rs的电流) 决定，当所有通道电阻Rs相同时，其压降便由Irs决定；经过RC积分滤波的电压送至MCU 的A/D检测引脚，将输入的模拟信号转换为数字信号，经过8通道轮流检测后，各路的电流 大小即被MCU识别，并经过MCU进行比较后，将对应的电流大的通道的PWM控制信号占空比 调小，将对应的电流小的通道的PWM控制信号占空比调大，这样通过多次调整后，各路的电 流即达到动态的相等。在图3中，当电路上电时，外部电路给一个复位信号，使单片机上电复位，程序从 地址0000H处开始执行，一开始，单片机将I/O 口、定时器(PWM)、A/D、中断等进行初始化，特 别是上电时将8路PWM的端口打开，以保证后续的A/D采样能采集到正确的8通道电流信 号；然后将程序用的RAM根据需要进行赋值；然后对第1通道的模拟信号进行多次采集，并 将采集数据去其最大值、最小值，求其余数据的平均值，以减少其突发性干扰；采用相同方 法将其余通道的模拟信号转换为数字信号；然后将所的通道采集的数据进行比较，将数据 最大通道对应的PWM脉宽减少，将数据最小通道对应的PWM脉宽加大；然后最进行采集，最 进行比较，即、可将各通道电注调整到相等，如此循环，可以调整因各种原因导致的各通道电流大小不等的现象。 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保 护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
一种多通道直流均流的方法，其特征在于，包括如下步骤 A)取得多个通道的驱动电流值； B)比较上述多个通道的电流值，确定其驱动电流值最大的通道和最小的通道； C)减小所述最大驱动电流的值通道的驱动波形并增加所述最小驱动电流值的通道的驱动波形； D)返回步骤A)。
2.根据权利要求1所述的多通道直流均流的方法，其特征在于，所述步骤A)进一步包括Al)取得一个通道通过采样及模数转换后的瞬时驱动电流值；A2)判断对该通道的瞬时驱动电流值的读取次数是否达到第一设定值，如是执行 步骤A3)；否则，返回步骤Al)；A3)将所述第一设定值个瞬时驱动电流值平均，得到该通道的驱动电流值。
3.根据权利要求2所述的多通道直流均流的方法，其特征在于，所述步骤A)还包括如 下步骤A4)判断取得驱动电流值的通道数是否达到第二设定值，如是，执行步骤B)；否 则，返回步骤Al)取得下一个通道的驱动电流值。
4.根据权利要求3所述的多通道直流均流的方法，其特征在于，所述步骤B)中通过逐 个比较各通道的电流值，确定所述驱动电流值最大和最小的通道。
5.根据权利要求4所述的多通道直流均流的方法，其特征在于，所述步骤C)中进一步 包括Cl)将所述最大驱动电流值的通道的驱动波形占空比减小；C2)将所述最小驱动电流值的通道的驱动波形占空比加大。
6.根据权利要求5所述的多通道直流均流的方法，其特征在于，所述步骤Cl)和步骤 C2)中分别减小和加大一个设定单位的占空比。
7.—种多通道直流均流装置，其特征在于，包括用于取得多个通道的驱动电流值的驱 动电流值取得模块、用于比较上述多个通道的电流值并确定其驱动电流值最大的通道和最 小的通道的比较模块以及用于减小所述最大驱动电流的值通道的驱动波形并增加所述最 小驱动电流值的通道的驱动波形的调节模块。
8.根据权利要求7所述的多通道直流均流装置，其特征在于，所述驱动电流值取得模 块进一步包括用于取得一个通道通过采样及模数转换后的瞬时驱动电流值的瞬时电流值 取得单元、用于判断对该通道的瞬时驱动电流值的读取次数是否达到第一设定值的第一设 定值判断单元、用于判断取得驱动电流值的通道数是否达到第二设定值的第二设定值判断 单元以及用于将所述第一设定值个瞬时驱动电流值平均而得到该通道的驱动电流值的驱 动电流值计算单元。
9.根据权利要求8所述的多通道直流均流装置，其特征在于，所述比较模块包括确定 多个驱动电流值中最大及最小值所在通道的电流值比较单元。
10.根据权利要求9所述的多通道直流均流装置，其特征在于，所述调节模块包括用于 将所述最大驱动电流值的通道的驱动波形占空比减小的减小单元和用于将所述最小驱动 电流值的通道的驱动波形占空比增大的增大单元。
全文摘要
本发明涉及一种多通道直流均流的方法，包括如下步骤取得多个通道的驱动电流值；比较上述多个通道的电流值，确定其驱动电流值最大的通道和最小的通道；减小所述最大驱动电流的值通道的驱动波形并增加所述最小驱动电流值的通道的驱动波形。本发明还涉及一种多通道直流均流装置。实施本发明的多通道直流均流方法及装置，具有以下有益效果其效率较高、均流效果较为理想、成本较低。
文档编号H02J1/00GK101944740SQ20101028587
公开日2011年1月12日 申请日期2010年9月17日 优先权日2010年9月17日
发明者刘单 申请人:深圳市金流明光电技术有限公司