一种基于led升压恒流驱动的电流均分电路的制作方法
【专利摘要】一种基于LED升压恒流驱动的电流均分电路，涉及用于车辆LED照明装置的驱动电路及其元件的布置，尤其涉及一种用于LED升压恒流驱动车灯光源的双路并联驱动控制电路；电流均分控制模块包括电流采样电路，均流控制单元和阻抗控制元件；电流控制电路的两个输入端分别连接到电流采样电路和均流基准信号生成电路，通过比较均流基准信号与电流采样信号，生成阻抗控制信号并传送到阻抗控制元件，通过自动调整阻抗控制元件的阻抗值，实现两条并联LED串均流支路的均流控制。能够在两串LED的颗数不同或电压特性不同、两串LED的压降不一致的情况下，实现两个恒流驱动的LED串的电流均分。无论LED的品牌、特性是否相同，都能保证电流值的一致性和状态控制的响应迅速。
【专利说明】
一种基于LED升压恒流驱动的电流均分电路
技术领域
[0001]本发明涉及用于一般车辆照明或信号装置的布置，尤其涉及一种用于LED升压恒流驱动车灯光源的双路并联驱动控制电路。
【背景技术】
[0002]随着LED技术的发展，LED的性能不断提升，价格却一直走低，以前只能在高端汽车上看到的LED灯，目前在中低档车也逐渐普及。LED具有安全、可靠、环保、节能、美观、时尚等特点，已经使用在汽车的尾灯，雾灯，信号灯，远近光灯，内饰灯等领域。
[0003]中国发明专利“一种线性恒流均流LED驱动电路及其线路板结构”(发明专利号:ZL201210426006.6授权公告号:CN102905443B)公开了一种线性恒流均流LED驱动电路及其线路板结构，涉及用于车辆LED照明装置的驱动电路及其元件的布置，包括参考电压单元、恒流反馈单元和多路采样均流单元;多路采样均流单元对应连接到多路LED发光模块的各路LED串；各路电流采样反馈端，并联连接到所述恒流反馈单元的反馈信号输入端;根据设置在LED线路板上的LED分档位电阻自动调节LED电流，用一个恒流反馈单元控制多路LED串的电流。中国发明专利“一种线性恒流均流LED驱动电路及其线路板结构”(发明专利号:ZL201210429180.6授权公告号:CN102917508B)则在上述发明专利的基础上增加了 LED串失效保护单元，包括多路失效检测电路和可控电子开关，多路失效检测电路的各个检测输出端，通过或门电路连接到可控电子开关的控制极，在发生单颗LED失效时切断所有各路LED串的工作回路，车身BCM只需要监测供电的电源线上的电流即可进行报警，不需要额外分配一根报警线的资源;该LED驱动电路还包括LED保护单元，采用降功率发光而不是停止发光的方式实现过压保护和超温保护，可以在实现保护功能的同时保证行车安全性。
[0004]上述以恒压供电方式驱动多路LED串的技术方案，能够串联的LED的数量受到供电电压的限制，并且其保护控制电路的结构复杂。随着各种外围电路简单的低成本LED升压恒流驱动模块的广泛应用，大功率LED的驱动目前多采用升压恒流电源驱动。普通的LED升压恒流驱动模块通常可以驱动4-16颗串联连接的LED。如果因造型设计的要求需要使用更多的LED，就必须设计成并联的两串LED，才能用普通的LED恒流驱动模块驱动。由于大功率LED的发光强度是由流过LED的电流决定的，电流过强会引起LED的衰减，电流过弱会影响LED的发光强度，因此，并联连接的每串LED的电流必须一致，并且各串LED的点亮或熄灭状态必须保持一致。
[0005]特别是在两串LED的个数不同或电压特性不同、两串LED的压降不一致的情况下，如果要以普通的LED恒流驱动模块作为驱动源，实现流经两串LED的电流一致，必须采用均流控制，目前主流的均流控制方法有两种:
[0006]方法一:使用模拟负载来模拟一个LED加入到LED串中，实现两个LED串的压降一致，以保证两串并联LED串在相同端电压的情况下电流相同。
[0007 ] 方法二:使用MCU来控制LED串上的电流。M⑶通过检测和比较每个LED串的电流，从而控制每个LED串的回路的阻抗特性，以达到LED串的电流一致。
[0008]为了实现两个LED串的点亮或熄灭状态一致，目前主流的控制方法是使用MCU配合LED驱动模块，利用M⑶检测每个LED串的电流，当检测到一个LED串的电流为O，则判断这个LED串熄灭，然后MCU就控制另一个LED串的回路阻抗使其无穷大而熄灭该LED串；当故障LED串恢复后，一直保持输出高电压的LED驱动模块会立刻点亮故障恢复后的LED串；当检测到故障LED恢复后的串有电流后，MCU随后会调节正常LED串的回路阻抗，使得两个LED串的电流再次平分。
[0009]但是，由于每个LED的电压特性是随机的，使得模拟负载的值是不固定的，为了便于生产并节约成本，模拟负载只能采用近似值，使用模拟负载的方法无法保证两个LED串的电压特性真正一致，流经两个LED串的电流误差依然存在。另一方面，使用MCU控制不仅硬件成本高，而且还需要开发软件，人工成本增加；电流采样的电流参数与LED负载相关，负载变化后，软件参数需要重新设计，通用性不强。
【发明内容】
[0010]本发明的目的是提供一种以升压恒流源作为驱动源的两串并联LED电流均分和状态控制单元，能够在不使用MCU和模拟负载的情况下实现两个并联LED串的电流和状态一致;并且能够适应复杂的控制逻辑，无论是在电流恒定不变的状态下，还是在数字调光的状态下，都能保证两串LED的电流均分和状态一致。
[0011]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:
[0012]一种基于LED升压恒流驱动的电流均分电路，由升压恒流驱动模块，LED负载模块和电流均分控制模块组成，所述的升压恒流驱动模块连接到车辆低压直流电源，为LED负载模块提供恒流驱动电流;其特征在于:
[0013]所述的LED负载模块由LED串A和LED串B构成，LED串A和LED串B的正端并联连接到升压恒流驱动模块的恒流驱动电流输出端，LED串A和LED串B的负端，分别通过阻抗控制元件A和阻抗控制元件B连接到公共接地端，形成连接在升压恒流驱动模块上的两条并联LED串均流支路；
[0014]所述的电流均分控制模块包括电流采样电路A，电流采样电路B，均流控制单元，以及阻抗控制元件A和阻抗控制元件B;
[0015]所述的电流采样电路A串联连接在LED串A的支路中，生成与支路电流Il成正比的电流采样信号Vl;所述的电流采样电路B串联连接在LED串B的支路中，生成与支路电流12成正比的电流采样信号V2;电流采样电路A和电流采样电路B输出的电流采样信号Vl和V2，分别传送到均流基准信号生成电路的两个输入端，生成与恒流驱动电流1 = 11+12成正比的均流基准信号Vref;
[0016]所述的电流控制电路A的两个输入端分别连接到电流采样电路A和均流基准信号生成电路的输出端；电流控制电路A通过比较均流基准信号Vref与电流采样信号VI，生成阻抗控制信号并传送到阻抗控制元件A的输入端；电流控制电路B的两个输入端分别连接到电流采样电路B和均流基准信号生成电路的输出端；电流控制电路B通过比较均流基准信号Vref与电流采样信号V2，生成阻抗控制信号并传送到阻抗控制元件B的输入端;通过自动调整阻抗控制元件A和阻抗控制元件B的阻抗值，实现两条并联LED串均流支路的均流控制。
[0017]本发明的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路的一种较佳的技术方案，其特征在于所述的电流均分控制模块还包括状态控制单元，所述状态控制单元包括状态参考信号生成电路和状态控制电路;所述的状态控制电路包括两个运算放大器U2C、U2D和两个MOS管082、083，其中，103管082连接在阻抗控制元件4的输入端103管083连接在阻抗控制元件8的输入端;所述的状态参考信号生成电路是电阻R56和R57组成的分压器，分压器的分压点通过电阻R55连接到两个运算放大器的同相输入端，作为状态控制电路的状态参考信号Vrefl;电流采样电路A和电流采样电路B输出的电流采样信号Vl和V2，分别通过电阻R50和R51传送到运算放大器U2C和U2D的反相输入端，与状态参考信号Vrefl进行比较;运算放大器U2C和U2D的输出端，分别通过电阻R77、二极管D20和电阻R78、二极管D21，连接到MOS管Q82和Q83的栅极；当LED串A或LED串B开路故障时，相应的电流采样信号Vl或V2变为O，其值小于状态参考信号Vrefl，对应的运算放大器U2C或U2D输出高电平，MOS管Q82和Q83同时导通，将阻抗控制元件A和阻抗控制元件B的输入端下拉到低电平，阻抗控制元件A和阻抗控制元件B的阻抗值变为无穷大，从而切断LED串A和LED串B的电流使其同时熄灭。
[0018]本发明的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路的一种更好的技术方案，其特征在于所述状态控制单元还包括自恢复监控电路，MOS管Q82和Q83的栅极通过二极管D19连接到自恢复监控电路的输出端；自恢复监控电路由两个串联连接的晶体管Q78和Q79组成，晶体管Q78和Q79的基极分别通过电阻R52和R53连接到LED串A和LED串B的负端；当LED串A和LED串B都已恢复正常而阻抗控制元件A和阻抗控制元件B仍处于阻断状态时，LED串A 201和LED串B 202负端的电压约等于升压恒流驱动模块的输出电压，晶体管Q78和Q79导通，自恢复监控电路的输出端为低电平;通过二极管D19将MOS管Q82和Q83的栅极下拉到低电平，强制MOS管Q82和Q83截止，使状态控制电路放弃对阻抗控制元件A和阻抗控制元件B的控制，恢复均流控制单元的均流控制功能。
[0019]本发明的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路的一种优选的技术方案，其特征在于所述的电流均分控制模块采用单电压供电的四运放集成电路构建，四运放集成电路的正电源端连接到汽车蓄电池的正极，公共接地端连接到汽车蓄电池的负端；四运放集成电路中的两个运算放大器U2A和U2B用于构成均流控制单元的电流控制电路A和电流控制电路B;四运放集成电路中的另外两个运算放大器U2C和U2D用于构成状态控制单元的状态控制电路。
[0020]本发明的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路的一种改进的技术方案，其特征在于所述的阻抗控制元件A和阻抗控制元件B由MOS管Q80和Q81构成;所述的电流控制电路A和电流控制电路B由运算放大器U2A和U2B构成；串联在MOS管Q80和公共接地端GND之间的采样电阻R71构成电流采样电路A，电流采样信号Vl通过电阻R58传送到运算放大器U2A的反相输入端；串联在MOS管Q81和公共接地端GND之间的采样电阻R70构成电流采样电路B，电流采样信号V2通过电阻R65传送到运算放大器U2B的反相输入端;所述的均流基准信号生成电路是电阻R61、R60和R62构成的T型电阻网络，电流采样信号Vl和V2分别通过电阻R61和R60传送到T型电阻网络，生成均流基准信号Vref并传送到运算放大器U2A和U2B的同相输入端。
[0021]本发明的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路的一种进一步改进的技术方案，其特征在于所述的电流采样电路A和电流采样电路B由两个不同阻值的采样电阻R71和R70构成，两个LED串的电流总和等于升压恒流驱动模块的驱动电流，LED串A和LED串B的电流分配比取决于采样电阻R71和R70的阻值比例。
[0022]本发明的有益效果是:
[0023]1、本发明的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路，能够在两串LED的颗数不同或电压特性不同、两串LED的压降不一致的情况下，实现两个恒流驱动的LED串的电流均分。无论LED的品牌、特性是否相同，都能保证电流值的一致性和状态控制的响应迅速。
[0024]2、本发明的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路，能够实时的监控两个LED串的状态，当恒流源的电流发生变化时，控制电路响应及时，能够准确无误地实现一串灭全灭以及不断电的自恢复功能，符合汽车照明法规要求。
[0025]3、本发明的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路，采用低成本高集成度的通用运算放大器实现均流控制，无需使用MCU或其他复杂、昂贵的器件，硬件成本低，无需软件开发支持，人工成本低;通用性好，使用范围广，只需修改器件的值，不需要重新设计PCB就能应用于不同的场合，生产维护简单。
[0026]4、本发明的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路，能够在电流均分的基础上拓展电路功能:只需通过调整两个电流采样电阻的阻值就可以实现两个LED串的电流的按比例调节，大大扩展了电路的使用范围。
【附图说明】
[0027]图1是本发明的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路的原理框图；
[0028]图2是电流均分控制模块的均流控制单元原理框图；
[0029]图3是电流均分控制模块的均流控制单元电原理图；
[0030]图4是电流均分控制模块的状态控制单元原理框图；
[0031 ]图5是电流均分控制模块的状态控制单元电原理图；
[0032]图6是本发明的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路的电原理图；
[0033]图7是本发明的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路之LED串的电流波形图；
[0034]图8是本发明的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路之LED串负端的电压波形图；
[0035]图9是基于LED升压恒流驱动的电流均分电路之LED串B开路状态的电流波形图；
[0036]图10是基于LED升压恒流驱动的电流均分电路之LED串A开路状态的电流波形图；
[0037]图11是正常工作状态下的电流均分电路之任一LED串突然开路时的电流波形图；
[0038]图12是基于LED升压恒流驱动的电流均分电路之LED串B自恢复功能测试波形图；
[0039]图13是基于LED升压恒流驱动的电流均分电路之LED串A自恢复功能测试波形图。
[0040]图中，100-升压恒流驱动模块，200-LED负载模块，201-LED串A，202-LED串B，300-电流均分控制模块，301-电流采样电路A，302-电流采样电路B，310-均流控制单元，311-均流基准信号生成电路，312-电流控制电路A，313-电流控制电路B，321-阻抗控制元件A，322-阻抗控制元件B，330-状态控制单元，331-状态参考信号生成电路，332-状态控制电路，333-自恢复监控电路。
【具体实施方式】
[0041]为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进行进一步地详细描述。
[0042]本发明的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路的原理框图如图1所示，由升压恒流驱动模块100，LED负载模块200和电流均分控制模块300组成，所述的升压恒流驱动模块100连接到车辆低压直流电源，为LED负载模块200提供恒流驱动电流；
[0043]所述的LED负载模块200由LED串A 201和LED串B 202构成，LED串A 201和LED串B202的正端并联连接到升压恒流驱动模块100的恒流驱动电流输出端，LED串A 201和LED串B202的负端，分别通过阻抗控制元件A 321和阻抗控制元件B 322连接到公共接地端GND，形成连接在升压恒流驱动模块100上的两条并联LED串均流支路；
[0044]所述的电流均分控制模块300包括电流采样电路A301，电流采样电路B 302，均流控制单元310，以及阻抗控制元件A 321和阻抗控制元件B 322;
[0045]所述的电流采样电路A301串联连接在LED串A 201的支路中，生成与支路电流Il成正比的电流采样信号VI;所述的电流采样电路B 302串联连接在LED串B 202的支路中，生成与支路电流12成正比的电流采样信号V2;电流采样电路A 301和电流采样电路B 302输出的电流采样信号Vl及V2，分别传送到均流基准信号生成电路311的两个输入端，生成与恒流驱动电流1 = 11+12成正比的均流基准信号Vref;
[0046]所述的均流控制单元310包括均流基准信号生成电路311，电流控制电路A312和电流控制电路B 313，参见图2;电流控制电路A 312的两个输入端分别连接到电流采样电路A 301和均流基准信号生成电路311的输出端；电流控制电路A 312通过比较均流基准信号Vref与电流采样信号Vl，生成的阻抗控制信号并传送到阻抗控制元件A 321的输入端Ua;电流控制电路B 313的两个输入端分别连接到电流采样电路B 302和均流基准信号生成电路311的输出端，电流控制电路B 313通过比较均流基准信号Vref与电流采样信号V2，生成的阻抗控制信号并传送到阻抗控制元件B 322的输入端Ub;通过自动调整阻抗控制元件A 321和阻抗控制元件B 322的阻抗值RxA及RxB，实现两条并联LED串均流支路的均流控制。
[0047]根据本发明的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路的一个实施例，参见图4和图5，所述的电流均分控制模块300还包括状态控制单元330，所述状态控制单元330包括状态参考信号生成电路331和状态控制电路332;所述的状态控制电路332包括两个运算放大器U2C、U2D和两个MOS管Q82、Q83，其中，MOS管Q82连接在阻抗控制元件A 321的输入端Ua，M0S管Q83连接在阻抗控制元件B 322的输入端Ub;所述的状态参考信号生成电路331是电阻R56和R57组成的分压器，分压器的分压点通过电阻R55连接到两个运算放大器的同相输入端，作为状态控制电路332的状态参考信号Vrefl;电流采样电路A 301和电流采样电路B 302输出的电流采样信号Vl和V2，分别通过电阻R50和R51传送到运算放大器U2C和U2D的反相输入端，与状态参考信号Vrefl进行比较;运算放大器U2C和U2D的输出端，分别通过电阻R77、二极管D20和电阻R78、二极管D21，连接到MOS管Q82和Q83的栅极；当LED串A 201或LED串B 202开路故障时，相应的电流采样信号Vl或V2变为O，其值小于状态参考信号Vrefl，对应的运算放大器U2C或U2D输出高电平，MOS管Q82和Q83同时导通，将阻抗控制元件A 321和阻抗控制元件B 322的输入端Ua和Ub下拉到低电平，阻抗控制元件A 321和阻抗控制元件B 322的抗值RxA和RxB变为无穷大，从而切断LED串A 201和LED串B 202的电流使其同时熄灭。
[0048]在图4和图5所示的实施例中，所述状态控制单元330还包括自恢复监控电路333，MOS管Q82和Q83的栅极通过二极管D19连接到自恢复监控电路333的输出端Uc;自恢复监控电路333由两个串联连接的晶体管Q78和Q79组成，晶体管Q78和Q79的基极分别通过电阻R52和R53连接到LED串A 201和LED串B 202的负端；当LED串A 201和LED串B 202都已恢复正常而阻抗控制元件A 321和阻抗控制元件B 322仍处于阻断状态时，LED串A 201和LED串B 202负端的电压V3和V4约等于升压恒流驱动模块100的输出电压，晶体管Q78和Q79导通，自恢复监控电路333的输出端Uc为低电平;通过二极管D19将MOS管Q82和Q83的栅极下拉到低电平，强制MOS管Q82和Q83截止，使状态控制电路332放弃对阻抗控制元件A 321和阻抗控制元件B322的控制，恢复均流控制单元310的均流控制功能。
[0049]根据本发明的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路的一个实施例，参见图2和图3，所述的阻抗控制元件A 321和阻抗控制元件B 322由MOS管Q80和Q81构成;所述的电流控制电路A 312和电流控制电路B 313由运算放大器U2A和U2B构成；串联在MOS管Q80和公共接地端GND之间的采样电阻R71构成电流采样电路A 301，电流采样信号Vl = I 1*R71通过电阻R58传送到运算放大器U2A的反相输入端；串联在MOS管Q81和公共接地端GND之间的采样电阻R70构成电流采样电路B 302，电流采样信号V2 = I2*R70通过电阻R65传送到运算放大器U2B的反相输入端;所述的均流基准信号生成电路311是电阻R61、R60和R62构成的T型电阻网络，电流采样信号Vl和V2分别通过电阻R61和R60传送到T型电阻网络，生成均流基准信号Vref并传送到运算放大器U2A和U2B的同相输入端。根据电学原理可知，均流基准信号Vref= k*(11+12) =k*I，它是一个和恒流源的驱动电流I = I 1+12相关的恒量，其中汰是由电阻网络的各电阻值确定的常数，不论两个LED串的电流Il和12怎么分配，均流基准信号Vref的值始终保持不变。
[0050]以下以LED串A 2 OI为例说明电流均分控制模块的工作原理，若11 > I / 2，则VI >Vref，根据运算放大器的特性，U2A输出电压降低，使得MOS管Q80的栅极电压降低，MOS管Q80的源漏电阻Rds增大，LED串A 201支路的阻抗值RxA增大，LED串A 201的电流11下降，直到11= 1/2(Ι1+Ι2) = Ι/2ο
[0051]若I<1/2时，则Vl<Vref，同样根据运算放大器的特性，U2A输出电压升高，使得MOS管Q80的栅极电压升高，MOS管Q80的源漏电阻Rds减小，LED串A 201支路的阻抗值RxA减小，使得电流Il增大，直到Il = 1/2(11+12) = 1/2。
[0052 ]由此可见，本发明的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路可以实现每个LED串的电流等于恒流源电流一半的功能，即两支路均流的功能，只要采样电阻R71=R70，两个LED串的电流就完全相等。
[0053]根据本发明的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路的一个拓展功能的实施例，所述的电流采样电路A 301和电流采样电路B 301由两个不同阻值的采样电阻R71和R70构成，两个LED串的电流总和I等于升压恒流驱动模块100的驱动电流，LED串A 201和LED串B202的电流分配比取决于采样电阻R71和R70的阻值比例。本实施例可以用一个升压恒流驱动模块100驱动两种完全不同的负载，从而降低驱动模块的成本。
[0054]根据图6所示的本发明的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路的实施例，所述的电流均分控制模块300采用单电压供电的四运放集成电路LM324构建，四运放集成电路的正电源端VCC连接到汽车蓄电池VBAT的正极，公共接地端GND连接到汽车蓄电池VBAT的负端；四运放集成电路中的两个运算放大器U2A和U2B用于构成均流控制单元310的电流控制电路A 312和电流控制电路B 313;四运放集成电路中的另外两个运算放大器U2C和U2D用于状态控制单元330的状态控制电路332。
[0055]本发明的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路的电路仿真试验结果如图7至12所示。
[0056]仿真试验条件为:电流均分电路的工作电源为12V;LED串的驱动源为最高输出电压为17V，输出电流为128mA的恒流源;LED串A为4颗LED;LED串B为3颗LED。不同状态下的计算机仿真结果如下:
[0057]图7是两串LED都正常时，LED串的电流波形:Il为LED串A的电流，12为LED串B的电流。从图中可以看出，两串LED虽然颗数不同，但是电流几乎完全一致。
[0058]图8是两串LED都正常时，LED串负端的电压波形:V3为LED串A负端的电压波形:V4为LED串B负端的电压波形。从图中可以看出，由于两串LED的颗数不同，两LED串负端的电压不同。
[0059]图9是LED串B开路时的电流波形图，图10是LED串A开路时的电流波形图；图中LED串开路的支路电流为O，另一支路的阻抗控制元件呈阻断状态，只有微小的漏电流。
[0060]图11是正常工作状态下的电流均分电路之任一LED串突然开路时的电流波形图。从图中可以看出不论是哪串LED开路，另一串LED就会被立即关断。从而实现了一串灭全部熄灭的功能。
[0061]图12和图13是LED串自恢复功能的测试波形，其中，图12是系统在正常启动后30ms，LED串B开路，然后在60ms后恢复接通的电流曲线；图13是系统在正常时LED串A开路，然后在60ms后该LED串恢复接通的电流曲线。
[0062]根据以上所有的仿真试验波形，可以得出如下结论:
[0063](I)本发明的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路很好地实现了两串LED的电流均分控制:在启动后短时间内两串LED就达到电流平衡。
[0064](2)本发明的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路能很好地实现LED串状态一致性控制:即，在启动时如有一串LED开路则另一串LED会被熄灭;在系统正常工作时，如有一串突然开路，则另外一串也会被立即熄灭。
[0065](3)本发明的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路能够轻松实现系统的自恢复功能:不论是在系统正常工作后，突然一串LED开路;还是在一上电时就有一串LED开路，只要该LED串恢复正常，在不需重新上电的情况下，两个LED串就能完全恢复正常工作。
[0066]本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的技术方案，而并非用作为对本发明的限定，任何基于本发明的实质精神对以上所述实施例所作的变化、变型，都将落在本发明的权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于LED升压恒流驱动的电流均分电路，由升压恒流驱动模块，LED负载模块和电流均分控制模块组成，所述的升压恒流驱动模块连接到车辆低压直流电源，为LED负载模块提供恒流驱动电流;其特征在于: 所述的LED负载模块由LED串A和LED串B构成，LED串A和LED串B的正端并联连接到升压恒流驱动模块的恒流驱动电流输出端，LED串A和LED串B的负端，分别通过阻抗控制元件A和阻抗控制元件B连接到公共接地端，形成连接在升压恒流驱动模块上的两条并联LED串均流支路； 所述的电流均分控制模块包括电流采样电路A，电流采样电路B，均流控制单元， 以及阻抗控制元件A和阻抗控制元件B; 所述的电流采样电路A串联连接在LED串A的支路中，生成与支路电流11成正比的电流采样信号VI;所述的电流采样电路B串联连接在LED串B的支路中，生成与支路电流12成正比的电流采样信号V2;电流采样电路A和电流采样电路B输出的电流采样信号Vl和V2，分别传送到均流基准信号生成电路的两个输入端，生成与恒流驱动电流1 = 11+12成正比的均流基准信号Vref; 所述的电流控制电路A的两个输入端分别连接到电流采样电路A和均流基准信号生成电路的输出端；电流控制电路A通过比较均流基准信号Vref与电流采样信号Vl，生成阻抗控制信号并传送到阻抗控制元件A的输入端；电流控制电路B的两个输入端分别连接到电流采样电路B和均流基准信号生成电路的输出端；电流控制电路B通过比较均流基准信号Vref与电流采样信号V2，生成阻抗控制信号并传送到阻抗控制元件B的输入端;通过自动调整阻抗控制元件A和阻抗控制元件B的阻抗值，实现两条并联LED串均流支路的均流控制。2.根据权利要求1所述的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路，其特征在于所述的电流均分控制模块还包括状态控制单元，所述状态控制单元包括状态参考信号生成电路和状态控制电路;所述的状态控制电路包括两个运算放大器U2C、U2D和两个MOS管Q82、Q83，其中，M0S管Q82连接在阻抗控制元件A的输入端，MOS管Q83连接在阻抗控制元件B的输入端;所述的状态参考信号生成电路是电阻R56和R57组成的分压器，分压器的分压点通过电阻R55连接到两个运算放大器的同相输入端，作为状态控制电路的状态参考信号Vrefl;电流采样电路A和电流采样电路B输出的电流采样信号VI和V2，分别通过电阻R50和R51传送到运算放大器U2C和U2D的反相输入端，与状态参考信号Vref I进行比较;运算放大器U2C和U2D的输出端，分别通过电阻R77、二极管D20和电阻R78、二极管D21，连接到MOS管Q82和Q83的栅极；当LED串A或LED串B开路故障时，相应的电流采样信号Vl或V2变为O，其值小于状态参考信号￥代€1，对应的运算放大器1]2(:或1]20输出高电平，105管082和083同时导通，将阻抗控制元件A和阻抗控制元件B的输入端下拉到低电平，阻抗控制元件A和阻抗控制元件B的阻抗值变为无穷大，从而切断LED串A和LED串B的电流使其同时熄灭。3.根据权利要求2所述的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路，其特征在于所述状态控制单元还包括自恢复监控电路，MOS管Q82和Q83的栅极通过二极管D19连接到自恢复监控电路的输出端；自恢复监控电路由两个串联连接的晶体管Q78和Q79组成，晶体管Q78和Q79的基极分别通过电阻R52和R53连接到LED串A和LED串B的负端；当LED串A和LED串B都已恢复正常而阻抗控制元件A和阻抗控制元件B仍处于阻断状态时，LED串A 201和LED串B 202负端的电压约等于升压恒流驱动模块的输出电压，晶体管Q78和Q79导通，自恢复监控电路的输出端为低电平;通过二极管D19将MOS管Q82和Q83的栅极下拉到低电平，强制MOS管Q82和Q83截止，使状态控制电路放弃对阻抗控制元件A和阻抗控制元件B的控制，恢复均流控制单元的均流控制功能。4.根据权利要求2所述的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路，其特征在于所述的电流均分控制模块采用单电压供电的四运放集成电路构建，四运放集成电路的正电源端连接到汽车蓄电池的正极，公共接地端连接到汽车蓄电池的负端；四运放集成电路中的两个运算放大器U2A和U2B用于构成均流控制单元的电流控制电路A和电流控制电路B;四运放集成电路中的另外两个运算放大器U2C和U2D用于构成状态控制单元的状态控制电路。5.根据权利要求1至4之任一权利要求所述的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路，其特征在于所述的阻抗控制元件A和阻抗控制元件B由MOS管Q80和Q81构成;所述的电流控制电路A和电流控制电路B由运算放大器U2A和U2B构成；串联在MOS管Q80和公共接地端GND之间的采样电阻R71构成电流采样电路A，电流采样信号Vl通过电阻R58传送到运算放大器U2A的反相输入端；串联在MOS管Q81和公共接地端GND之间的采样电阻R70构成电流采样电路B，电流采样信号V2通过电阻R65传送到运算放大器U2B的反相输入端;所述的均流基准信号生成电路是电阻R61、R60和R62构成的T型电阻网络，电流采样信号Vl和V2分别通过电阻R61和R60传送到T型电阻网络，生成均流基准信号Vref并传送到运算放大器U2A和U2B的同相输入端。6.根据权利要求5所述的基于LED升压恒流驱动的电流均分电路，其特征在于所述的电流采样电路A和电流采样电路B由两个不同阻值的采样电阻R71和R70构成，两个LED串的电流总和等于升压恒流驱动模块的驱动电流，LED串A和LED串B的电流分配比取决于采样电阻R71和R70的阻值比例。
【文档编号】H05B33/08GK106028509SQ201610361422
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】谢国华, 夏盛
【申请人】上海小糸车灯有限公司