專利名稱：一種適用于非隔離變換器的多路led恒流驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種適用于非隔離變換器的多路LED恒流驅(qū)動電路，具體的說應(yīng) 該是一種用于通過均流變壓器實現(xiàn)非隔離變換器多路LED負載電流均衡的電路。
背景技術(shù)：
對于非隔離變換器的LED多路恒流控制驅(qū)動器的應(yīng)用，最常用的方案是使用多路 獨立控制的非隔離DC/DC恒流電路(如BUCK電路)，參照

圖1，每路DC/DC電路單獨做恒流 控制，很容易保證多路輸出電流的均流，但由于每路LED都由獨立的變換器和控制電路實 現(xiàn)恒流驅(qū)動，電路復(fù)雜、成本高、可靠性低。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出一種高效率、低成本，均流性能良好， 適用于非隔離電路的多路輸出LED恒流控制電路。解決上述問題采用的技術(shù)方案是一種適用于非隔離變換器的多路LED恒流驅(qū)動 電路，包含DC/AC變換電路，均流變壓器，整流濾波電路，LED負載，其特征在于所述的DC/ AC變換電路將輸入的直流電壓變?yōu)榻涣麟妷?，該交流電壓輸入給均流變壓器，均流變壓器 具有對各路電流進行均衡控制，經(jīng)各路整流濾波電路之后，分別輸出給各路LED負載；在兩路LED負載電路中，在DC/AC變換電路輸出和每路整流濾波電路同相電流支 路中分別串接均流變壓器的兩個繞組，兩路同相電流分別流過均流變壓器兩個繞組的同名 端和非同名端；當(dāng)均流變壓器的變比為n m，流過均流變壓器兩個繞組同名端和非同名端 的電流之比不等于m n時，則均流變壓器的激磁電流不為零，激磁電流在均流變壓器兩 端產(chǎn)生的交流電壓將自動平衡各路負載的壓差，使均流變壓器的兩個繞組電流之比平衡為 m n，從而實現(xiàn)對兩路負載電流的控制；當(dāng)m = n時，實現(xiàn)兩路負載電流的均流控制；多路負載電流的均衡可以用多個均流變壓器按照相同的方法均衡。所述的DC/AC變換電路可以是傳統(tǒng)半橋或全橋電路，也可以是LLC諧振，LCC諧振， LC諧振等各類諧振式或軟開關(guān)電路，凡能夠?qū)⒅绷麟妷鹤儞Q為在交流電壓波形的各類DC/ AC變換電路，都可以應(yīng)用，都在本專利的保護范圍內(nèi)。整流濾波電路可以是橋式整流，倍壓整流，倍流整流等各種整流濾波電路，凡是將 交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的各類整流濾波電路都在本專利的保護范圍之內(nèi)。本實用新型利用均流變壓器實現(xiàn)多路LED負載電流均衡控制的思路可以拓展到 BUCK, BOOST, BUCK-BOOST, CUK，SEPIC等DC/DC變換器中，通過在開關(guān)管和(或)二極管支路 中串聯(lián)均流變壓器，利用相同的原理實現(xiàn)多路LED負載的均流。具體實施例中有詳細的闡明。本實用新型適用于多路LED恒流驅(qū)動的電路，在LED負載為兩路的場合下，一種優(yōu) 化的實現(xiàn)方式，所述的均流變壓器包括兩個繞組W1和W2，所述的DC/AC變換電路的一個輸 出端接繞組W1的同名端和繞組W2的非同名端，繞組W1的非同名端和DC/AC變換電路的另 一個輸出端作為整流濾波電路1的輸入端，繞組W2的同名端和DC/AC變換電路的另一個輸出端作為整流濾波電路2的輸入端，整流濾波濾波電路1和2分別接兩路LED負載。在該電路中，DC/AC逆變輸出電流(‘和iw2)分別流過均流變壓器的兩個繞組W1 和W2的同名端和非同名端；當(dāng)均流變壓器匝比為W1 W2 = 1 1時，如果由于兩路LED負載電壓Uol和Uo2 不平衡，造成負載電流II和12和均流變壓器繞組電流iwl和iw2不平衡，流過均流變壓器同 名端和非同名端的電流不相等，則均流變壓器的激磁電流不為零，激磁電流在均流變壓器 兩端產(chǎn)生的交流電壓將自動平衡兩路LED的壓差，使均流變壓器的兩路電流iwl和iw2平衡， 從而實現(xiàn)負載電流II和12的均衡。當(dāng)均流變壓器的變比為n m，流過均流變壓器兩個繞組同名端和非同名端的電 流iwl和iw2之比不等于m n時，則均流變壓器的激磁電流不為零，激磁電流在均流變壓器 兩端產(chǎn)生的交流電壓將自動平衡各路負載的壓差，兩路電流iwl和iw2的電流比為m n，使 均流變壓器的兩個繞組電流之比平衡為m n，從而實現(xiàn)對多路負載電流的控制。上述的實現(xiàn)方式僅是兩路負載電流的均流電路的實現(xiàn)方式之一，本實用新型為多 路負載電流的均流電路，對于兩路負載電流均流的其他實現(xiàn)方式以及兩路以上負載電流的 均流方式，本實用新型在具體實施例中有詳細的闡明。本實用新型的有益效果1、通過均流變壓器實現(xiàn)多路LED負載電流的均衡，成本低。2、均流控制由均流變壓器自動實現(xiàn)，不需要額外的控制電路，電路簡單、可靠性
尚o3、通過均流變壓器實現(xiàn)均流的效率高，即便兩路LED壓差較大實現(xiàn)均流的損耗也較小。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。圖1現(xiàn)有技術(shù)電路框圖一。圖2兩路負載均流電路框圖。圖3三路負載均流電路框圖一。圖4三路負載均流電路框圖二。圖5多路負載均流電路框圖一。圖6多路負載均流電路框圖二。圖7兩路負載且主電路拓撲為Boost電路的均流電路。圖8兩路負載且主電路拓撲為Buck_B00st電路的均流電路。圖9兩路負載且主電路拓撲為非隔離LLC諧振電路的均流電路。圖10兩路負載且主電路拓撲為非隔離LCC諧振電路的均流電路。圖11兩路負載且主電路拓撲為非隔離LC諧振電路的均流電路。圖12兩路負載且主電路拓撲為非隔離半橋電路的均流電路。
具體實施例參照圖2，一種適用于非隔離變換器的多路LED恒流驅(qū)動的電路，在LED負載為兩
4路的場合下，其特征在于所述的DC/AC變換電路的輸入為直流電壓Vdc，所述的均流變壓 器包括兩個繞組W1和W2，所述的DC/AC變換電路的一個輸出端接繞組W1的同名端和繞組 W2的非同名端，繞組W1的非同名端和DC/AC變換電路的另一個輸出端作為整流濾波電路1 的輸入端，繞組W2的同名端和DC/AC變換電路的另一個輸出端作為整流濾波電路2的輸入 端，整流濾波濾波電路1和2分別接兩路LED負載。在圖2所示的電路中，DC/AC逆變輸出電流(iwl和iw2)分別流過均流變壓器的兩 個繞組W1和W2的同名端和非同名端。當(dāng)均流變壓器匝比為W1 W2 = 1 1時，如果由于兩路LED負載電壓(Uol和 Uo2)不平衡，造成負載電流(II和12)和均流變壓器繞組電流(iwl和iw2)不平衡，流過均 流變壓器同名端和非同名端的電流不相等，則均流變壓器的激磁電流不為零，激磁電流在 均流變壓器兩端產(chǎn)生的交流電壓將自動平衡兩路LED的壓差，使兩路電流(^和iw2)平衡， 從而實現(xiàn)負載電流(II和12)的均衡。當(dāng)均流變壓器的變比為n m，根據(jù)理想變壓安匝數(shù)等于零的特性，兩路電流(iwl 和iw2)的電流比為m n。參照圖3，一種適用于非隔離變換器的多路LED恒流驅(qū)動的電路，在LED負載為三 路的場合下，第一種電路，其特征在于所述的DC/AC變換電路的輸入為直流電壓Vdc，所述 的均流變壓器為T1和T2，分別包括兩個繞組Wl、W2和W3、W4，所述的DC/AC變換電路的一 個輸出端接繞組W1的同名端和繞組W2的非同名端以及繞組W4的非同名端，繞組W1的非 同名端和DC/AC變換電路的另一個輸出端作為整流濾波電路1的輸入；繞組W2的同名端接 繞組W3的同名端，繞組W3的非同名端和DC/AC變換電路的另一個輸出端作為整流濾波電 路2的輸入；繞組W4的同名端和DC/AC變換電路的另一個輸出端作為整流濾波電路3的輸 入；整流濾波電路1，2和3分別接LED負載1，2和3。圖3所示的電路為三路LED負載的均流電路，均流變壓器T1實現(xiàn)LED負載1和 LED負載2的電流的均流，均流變壓器T2實現(xiàn)LED負載2和LED負載3的電流的均流，間接 實現(xiàn)了 LED負載1和LED負載3的均流，從而實現(xiàn)三路均流。參照圖4，一種適用于非隔離變換器的多路LED恒流驅(qū)動的電路，在LED負載為三 路的場合下，第一種電路，其特征在于所述的DC/AC變換電路的輸入為直流電壓Vdc，所述 的均流變壓器為T1和T2，分別包括兩個繞組Wl、W2和W3、W4，所述的DC/AC變換電路的一 個輸出端接繞組W1的同名端和繞組W2的非同名端，繞組W1的非同名端和DC/AC變換電路 的另一個輸出端作為整流濾波電路1的輸入；繞組W2的同名端接繞組W3的同名端和繞組 W4的非同名端，繞組W3的非同名端和DC/AC變換電路的另一個輸出端作為整流濾波電路2 的輸入；繞組W4的同名端和DC/AC變換電路的另一個輸出端作為整流濾波電路3的輸入； 整流濾波電路1，2和3分別接LED負載1，2和3。圖4所示的電路為三路LED負載的均流電路，均流變壓器T2實現(xiàn)LED負載2和 LED負載3的電流的均流，均流變壓器T1實現(xiàn)LED負載1的電流和LED負載2及3總電流 的均流，所以該電路是實現(xiàn)了三路負載中兩路負載的均流，然后實現(xiàn)該兩路負載電流的總 電流和第三路負載電流的均流，從而實現(xiàn)三路均流。參照圖5，一種適用于非隔離變換器的多路LED恒流驅(qū)動的電路，在LED負載為多 路的場合下的第一種電路，由圖3所述的三路負載電流第一種均流電路拓展而來，即設(shè)多路為N路N > 3，包括N-1個均流變壓器Tl，T2，……，每個均流變壓器均實現(xiàn)兩路負載 的均流，從而實現(xiàn)N路負載電流之間的均流。參照圖6，一種適用于非隔離變換器的多路LED恒流驅(qū)動的電路，在LED負載為多 路的場合下的第二種電路，由圖4所述的三路負載電流均流電路拓展而來，即設(shè)多路為N 路N彡3，包括N-1個均流變壓器Tl，T2，……TN_i，其中第一個均流變壓器實現(xiàn)兩路負載 的均流，第二個均流變壓器實現(xiàn)該兩路負載總電流和第三路負載電流的均流，以此類推，第 N-1個均流變壓器實現(xiàn)前面N-2路負載總電流和最后一路負載電流的均流，從而實現(xiàn)N路負 載電流之間的均流。參照圖7，一種適用于非隔離變換器的多路LED恒流驅(qū)動的電路，在LED負載為兩 路的場合下，主電路拓撲為Boost電路的均流電路，其特征在于所述的直流電壓Vdc的正 端接電感L1的一端，電感L1的另一端接開關(guān)管S1的第一端和均流變壓器的繞組W1同名 端和繞組W2的非同名端，繞組W1的非同名端接二級管D1的陽極，繞組W2的同名端接二級 管D2的陽極，二極管D1和D2的陰極分別接電容C1和C2的正端以及LED負載1和LED負 載2的正端，開關(guān)管S1的第二端接直流電壓Vdc的負端，電容CI、C2和LED負載1和2的 負端。參照圖8，一種適用于非隔離變換器的多路LED恒流驅(qū)動的電路，在LED負載為兩 路的場合下，主電路拓撲為Buck_B00St電路的均流電路，其特征在于所述的直流電壓Vdc 的正端接開關(guān)管SI的第一端，開關(guān)管SI的第二端接電感L1的一端和均流變壓器的繞組W1 同名端和繞組W2的非同名端，繞組W1的非同名端接二級管D1的陰極，繞組W2的同名端接 二級管D2的陰極，二極管D1和D2的陽極分別接電容C1和C2的正端以及LED負載1和 LED負載2的正端，電感L1的另一端接直流電壓Vdc的負端，電容C1、C2和LED負載1和2 的負端。參照圖9，一種適用于非隔離變換器的多路LED恒流驅(qū)動的電路，在LED負載為兩 路的場合下，主電路拓撲為非隔離LLC諧振電路的均流電路，其特征在于均流變壓器的繞 組為W1和W2，所述的直流電壓Vdc的正端接開關(guān)管S1的第一端，開關(guān)管S1的第二端接開 關(guān)管S2的第一端和電感L1的一端，開關(guān)管S2的第二端接直流電壓Vdc的負端，電感L1的 另一端接電容C1的一端，電容C1的另一端接電感L2的一端，均流變壓器的繞組W1同名 端，和均流變壓器的繞組W2的非同名端，繞組W1的非同名端接二級管D1的陽極和二極管 D2的陰極，二極管D1的陰極接電容C2的正端和LED負載1的正端，二極管D2的陽極接電 容C3的負端和LED負載1的負端，電容C2的負端接電容C3的正端和直流電壓Vdc負端， 繞組W2的同名端接二級管D3的陽極和二極管D4的陰極，二極管D3的陰極接電容C4的正 端和LED負載2的正端，二極管D4的陽極接電容C5的負端和LED負載2的負端，電容C4 的負端接電容C5的正端和直流電壓Vdc負端。參照圖10，一種適用于非隔離變換器的多路LED恒流驅(qū)動的電路，在LED負載為兩 路的場合下，主電路拓撲為非隔離LCC諧振電路的均流電路，其特征在于均流變壓器的繞 組為W1和W2，所述的直流電壓Vdc的正端接開關(guān)管S1的第一端，開關(guān)管S1的第二端接開 關(guān)管S2的第一端和電感L1的一端，開關(guān)管S2的第二端接直流電壓Vdc的負端，電感L1的 另一端接電容C1的一端，電容C1的另一端接電容C2的一端，電容C2的另一端接直流電壓 Vdc的負端，均流變壓器的繞組W1同名端，和均流變壓器的繞組W2的非同名端，繞組W1的非同名端接二級管D1的陽極和二極管D2的陰極，二極管D1的陰極接電容C3的正端和LED 負載1的正端，二極管D2的陽極接電容C4的負端和LED負載1的負端，電容C3的負端接 電容C4的正端和直流電壓Vdc負端，繞組W2的同名端接二級管D3的陽極和二極管D4的 陰極，二極管D3的陰極接電容C5的正端和LED負載2的正端，二極管D4的陽極接電容C6 的負端和LED負載2的負端，電容C5的負端接電容C6的正端和直流電壓Vdc負端。參照圖11，一種適用于非隔離變換器的多路LED恒流驅(qū)動的電路，在LED負載為 兩路的場合下，主電路拓撲為非隔離LC諧振電路的均流電路，其特征在于均流變壓器的 繞組為W1和W2，所述的直流電壓Vdc的正端接開關(guān)管S1的第一端，開關(guān)管S1的第二端接 開關(guān)管S2的第一端和電感L1的一端，開關(guān)管S2的第二端接直流電壓Vdc的負端，電感L1 的另一端接電容C1的一端，電容C1的另一端接均流變壓器的繞組W1同名端和繞組W2的 非同名端，繞組W1的非同名端接二級管D1的陽極和二極管D2的陰極，二極管D1的陰極接 電容C2的正端和LED負載1的正端，二極管D2的陽極接電容C3的負端和LED負載1的負 端，電容C2的負端接電容C3的正端和直流電壓Vdc負端，繞組W2的同名端接二級管D3的 陽極和二極管D4的陰極，二極管D3的陰極接電容C4的正端和LED負載2的正端，二極管 D4的陽極接電容C5的負端和LED負載2的負端，電容C4的負端接電容C5的正端和直流電 壓Vdc負端。參照圖12，一種適用于非隔離變換器的多路LED恒流驅(qū)動的電路，在LED負載為兩 路的場合下，主電路拓撲為非隔離半橋電路的均流電路，其特征在于均流變壓器的繞組為 W1和W2，所述的直流電壓Vdc的正端接開關(guān)管S1的第一端，開關(guān)管S1的第二端接開關(guān)管 S2的第一端和電容C1的一端，開關(guān)管S2的第二端接直流電壓Vdc的負端，電容C1的另一 端接均流變壓器的繞組W1同名端和繞組W2的非同名端，繞組W1的非同名端接二級管D1的 陽極和二極管D2的陰極，二極管D1的陰極接電容C2的正端和電感L1的一端，電感L1的 另一端接LED負載1的正端，二極管D2的陽極接電容C3的負端和LED負載1的負端，電容 C2的負端接電容C3的正端和直流電壓Vdc負端，繞組W2的同名端接二級管D3的陽極和 二極管D4的陰極，二極管D3的陰極接電容C4的正端和電感L2的一端，電感L2的另一端 接LED負載2的正端，二極管D4的陽極接電容C5的負端和LED負載2的負端，電容C4的 負端接電容C5的正端和直流電壓Vdc負端。在圖12所述的電路中當(dāng)PWM占空比為固定的50%時，輸出濾波電感L1和電感L2
可以去掉。最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本實用新型的具體實施例。顯然，本實用 新型不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實用新型公開 的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認為是實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求一種適用于非隔離變換器的多路LED恒流驅(qū)動電路，包括DC/AC變換電路，均流變壓器，多路整流濾波電路和LED負載，其特征在于所述的DC/AC變換電路將輸入的直流電壓變?yōu)榻涣麟妷?，該交流電壓輸入給均流變壓器，均流變壓器具有對各路電流進行均衡控制，經(jīng)各整流濾波電路之后，分別輸出單向電流給各路LED負載供電；在兩路LED負載電路中，在DC/AC輸出和每路整流濾波電路同相電流支路中分別串接均流變壓器的兩個繞組，兩路同相電流分別流過均流變壓器兩個繞組的同名端和非同名端；當(dāng)均流變壓器的變比為n∶m，流過均流變壓器兩個繞組同名端和非同名端的電流之比不等于m∶n時，則均流變壓器的激磁電流不為零，激磁電流在均流變壓器兩端產(chǎn)生的交流電壓將自動平衡兩路LED負載的壓差，使均流變壓器的兩個繞組電流之比平衡為m∶n，從而實現(xiàn)對兩路LED負載電流的均衡控制；當(dāng)m＝n時，實現(xiàn)兩路LED負載電流的均流控制；多路LED負載電流的均衡采用多個均流變壓器按照相同的方法均衡。
2.如權(quán)利要求1所述的適用于非隔離變換器的多路LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于多 路負載均采用兩路電流之間的均流。
3.如權(quán)利要求1所述的適用于非隔離變換器的多路LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于多 路負載還包括一路電流對兩路或多路電流總和的均流。
4.如權(quán)利要求1所述的適用于非隔離變換器的多路LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于所 述的均流變壓器為一個或多個。
5.如權(quán)利要求1-4任何一項所述的適用于非隔離變換器的多路LED恒流驅(qū)動電路，其 特征在于DC/AC變換電路為半橋或全橋電路，LLC諧振、LCC諧振或LC諧振電路，或者軟開 關(guān)電路中的任何一種電路結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1-4任何一項所述的適用于非隔離變換器的多路LED恒流驅(qū)動電路，其 特征在于所述的整流濾波電路是橋式整流電路，倍壓整流電路或倍流整流電路中的任何一 種結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1-4任何一項所述的適用于非隔離變換器的多路LED恒流驅(qū)動電路，其 特征在于所述的DC/AC變換電路和整流濾波電路是BUCK，BOOST，BUCK-BOOST，CUK或SEPIC 中的任何一種DC/DC變換器，通過在開關(guān)管和/或二極管支路中串聯(lián)均流變壓器，利用相同 的原理實現(xiàn)多路LED負載的均流。
專利摘要本實用新型公開了一種適用于非隔離變換器的多路LED恒流驅(qū)動電路，包含DC/AC變換電路，均流變壓器，整流濾波電路，LED負載，其特征在于所述的DC/AC變換電路將輸入的直流電壓變?yōu)榻涣麟妷?，該交流電壓輸入給均流變壓器，均流變壓器具有對各路電流進行均衡控制，經(jīng)各路整流濾波電路之后，分別輸出給各路LED負載。本實用新型的有益效果1、通過均流變壓器實現(xiàn)多路LED負載電流的均衡，成本低。2、均流控制由均流變壓器自動實現(xiàn)，不需要額外的控制電路，電路簡單、可靠性高。3、通過均流變壓器實現(xiàn)均流的效率高，即便兩路LED壓差較大實現(xiàn)均流的損耗也較小。
文檔編號H05B37/02GK201585179SQ20092027628
公開日2010年9月15日 申請日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者華桂潮, 姚曉莉, 葛良安 申請人:英飛特電子(杭州)有限公司