[發(fā)明專利]一種適用于多路并聯(lián)的LED串之間的自主均流電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410278212.6
• 申請(qǐng)日: 2014-06-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104010426A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任小永;顧云波;阮新波;陳乾宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H05B37/02
• 分類號(hào): H05B37/02
• 代理公司: 南京匯盛專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適用于多路并聯(lián)的LED串之間的自主均流電路單元，屬于照明與電能變換領(lǐng)域。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管（LED）具有發(fā)光能效好、光學(xué)性能好、壽命長(zhǎng)及環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，是極具發(fā)展前景的新一代綠色照明光源。

由于LED功率小，亮度低，在亮度要求高的場(chǎng)合，多只LED串、并聯(lián)是必然采取的措施。為保證多顆LED的亮度一致，通常將它們串聯(lián)起來(lái)，串聯(lián)LED數(shù)目受LED驅(qū)動(dòng)電壓的影響，故在需要較多LED的應(yīng)用中一般采用串并連接方式。但是由于不同LED串的V-I特性不同，簡(jiǎn)單地將它們并聯(lián)起來(lái)會(huì)產(chǎn)生多路不均流的問(wèn)題，至今已經(jīng)有許多均流方案，大致分為有源均流和無(wú)源均流兩種。

無(wú)源均流方案是指利用電感、電容等無(wú)源元件實(shí)現(xiàn)電路均流，通常無(wú)源方案電路較為簡(jiǎn)單，但均流精度無(wú)法保證，均流效果易受器件參數(shù)變化的影響。有源均流方案是指運(yùn)用開(kāi)關(guān)管或運(yùn)算放大器等有源器件構(gòu)成電流調(diào)節(jié)器，這些電流調(diào)節(jié)器工作在線型狀態(tài)或開(kāi)關(guān)狀態(tài)，由于線型狀態(tài)開(kāi)關(guān)管一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，其導(dǎo)通損耗比較大，效率較低；而開(kāi)關(guān)狀態(tài)的調(diào)節(jié)器使用DC-DC變換器調(diào)節(jié)每一路電流，能夠?qū)Ω鞔娏鬟M(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)，效率較高，是一種較為理想的方案。

目前，有源均流的方案多采用反饋控制，可以精準(zhǔn)控制每路電流，但所需元器件較多，控制電路復(fù)雜，因此需要一種結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，可以自主實(shí)現(xiàn)均流的電路方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了實(shí)現(xiàn)多路并聯(lián)LED串之間的自主均流，解決由于多路LED串V-I特性不相同造成的電流不均現(xiàn)象，而現(xiàn)有的均流方案無(wú)法實(shí)現(xiàn)電路的自主均流。

本發(fā)明提供了一種利用Buck-Boost變換器在占空比D=0.5時(shí)的均流特性，提供一種適用于多路并聯(lián)的LED串之間的自主均流電路，以實(shí)現(xiàn)的LED的自主均流。

本發(fā)明通過(guò)以下方案實(shí)施：

一種適用于多路并聯(lián)的LED串之間的自主均流電路，該自主均流電路包括電容C1、C2，電感L，二極管D1、D2，開(kāi)關(guān)管Q1、Q2，以及開(kāi)關(guān)管控制器K1、K2，所述開(kāi)關(guān)管Q1與二極管D1構(gòu)成串聯(lián)支路，開(kāi)關(guān)管Q1一端與電容C1連接，另一端連接二極管D1陽(yáng)極，二極管D1的陰極連接電感L并與二極管D2陰極相連，二極管D2與開(kāi)關(guān)管Q2串聯(lián)，D2的陽(yáng)極與開(kāi)關(guān)管Q2一端連接，開(kāi)關(guān)管Q2另一端與電容C2連接，電容C1、電感L、電容C2的空閑端子相互連接，構(gòu)成公共端口；開(kāi)關(guān)管Q1、Q2的控制引腳分別與開(kāi)關(guān)管控制器K1、K2相連。

電路工作時(shí)，當(dāng)電容C1兩端作為電壓輸入端時(shí)，電容C2兩端作為電壓輸出端；反之，電容C2兩端作為電壓輸入端時(shí)，電容C1兩端作為電壓輸出端。

該自主均流電路還包括在跨接在電容C1和C2間的電路，該電路包括電容C3與二極管D3串聯(lián)支路，和二極管D4與電容C4串聯(lián)支路，兩串聯(lián)支路相并聯(lián)，其中二極管D3的陰極與電容C3一端相連，二極管D3的陽(yáng)極與電容C4一端及電容C1相連，電容C3另一端與二極管D4陽(yáng)極及電容C2相連，二極管D4的陰極與電容C4另一端相連。

該自主均流電路還包括電壓比較器，電容C1與開(kāi)關(guān)管Q1的連接端接入電壓比較器的一輸入端；電容C2與開(kāi)關(guān)管Q2的連接端接入電壓比較器的另一輸入端，電壓比較器的輸出端同時(shí)與開(kāi)關(guān)管控制器K1、K2相連。

多路并聯(lián)的LED串為2n路，n為正整數(shù)；每?jī)陕稬ED串之間設(shè)計(jì)有所述自主均流電路。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的主要技術(shù)特點(diǎn)是：

本發(fā)明的主要方法是利用Buck-Boost變換器實(shí)現(xiàn)LED自主均流電路，借助變換器自身特性及外部元件的合理使用，自主地調(diào)節(jié)了各LED支路電流，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精確、高效地實(shí)現(xiàn)了LED自主均流。

附圖說(shuō)明

附圖1是LED自主均流電路原理圖；?

附圖2是傳統(tǒng)Buck-Boost電路原理圖；?

附圖3是LED自主均流電路實(shí)施案例一；

附圖4是LED自主均流電路實(shí)施案例二；

附圖5是LED自主均流電路實(shí)施案例三；

附圖6是現(xiàn)有LED串的V-I特性曲線；

附圖7是LED自主均流電路實(shí)施案例四；

附圖8是LED自主均流電路實(shí)施案例四。