[發明專利]一種負載自適應恒流源模塊

有效

• 申請號: 201811598655.8
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109491441B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 高博;鄭浩;馬春陽;汝玉星;吳戈;霍佳雨;王添順;池偉;金玳冉
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G05F1/573
• 分類號: G05F1/573
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王恩遠

本發明的一種負載自適應恒流源模塊屬于電子設備的技術領域，主要結構有前面板(1)、限幅設置模塊(2)、功率輸出模塊(3)、負載判斷模塊(4)、延時補償模塊(5)、電壓跟蹤模塊(6)、過流判斷模塊(7)、斷電保護模塊(8)等。本發明在工作時能夠主動適應負載的變化，具有效率高、負載適應范圍寬、安全性高、可靠性高等優點。

技術領域

本發明屬于電子設備的技術領域。特別涉及一種負載自適應恒流源模塊。

背景技術

恒流源在LED驅動、激光器驅動、傳感器驅動、各種輝光放電光源驅動等很多領域內都有重要的應用。恒流源電路的基本原理一般是利用三極管或場效應管的非線性特性以及深度負反饋技術，使輸出電流受控制電壓的控制，當負載變化的時候保持流過負載的電流恒定。在恒流源電路中，電流的穩定度和電路的效率是兩個至關重要的參數。

與本發明最接近的現有技術是本課題組2015年12月29日申請的中國專利“一種便攜式雙環反饋恒流源模塊”（申請號：2015110088757），該專利在普通恒流源的基礎上增加了一個反饋環，有效提高了輸出電流的穩定度以及電路工作的可靠性。但是與其它現有技術恒流源電路一樣，該專利存在對負載適應能力差的問題。具體來說，一個恒流源電路只能驅動一種固定的負載，或只允許負載在很小范圍內變化，當負載增大時導致控制電流的三極管進入到飽和區，進而導致最大輸出電流迅速下降（即無法繼續保持受控地輸出恒流），而當負載減小時則會使三極管進入到欠壓區（因為負載小，負載兩端產生的電壓也小，在本領域內稱為欠壓），由于三極管與負載同處一個串聯回路中，且三極管是非線性器件，因此負載電壓的減小導致三極管自動承擔回路多余的電壓，進而導致三極管的內部功耗急劇上升，而三極管的內部功耗屬于電路的“副產物”，對系統百害而無一利：一方面管功耗的增加會使管子溫度急劇升高而增加管子燒壞的風險（降低儀器的使用壽命），另一方面當負載變化時不能及時調整功率供給導致整個電路的效率大幅度降低，這在將恒流源用于移動設備時是非常不利的。因為在移動平臺上工作時，為了保證系統的續航時間，效率往往是需要重點考慮的一項指標。另外，上述專利所公開的技術方案中沒有過流斷電保護功能，一旦限流模塊失效時會導致輸出電流超過限制電流（一般為最大安全電流）的風險，造成負載或儀器的損壞。

因此現有的恒流源技術還需要進一步優化。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，針對現有技術存在的缺點，提供一種負載自適應恒流源模塊，當負載阻抗發生變化時，能夠自動調節電路自身的參數，以適應負載的阻抗變化，保持高效率，且具備過流斷電保護的功能。

本發明的具體的技術方案是：

一種負載自適應恒流源模塊，結構有前面板1、限幅設置模塊2、功率輸出模塊3、顯示驅動模塊9；其特征在于，結構還有負載判斷模塊4、延時補償模塊5、電壓跟蹤模塊6、過流判斷模塊7、斷電保護模塊8和參考電壓模塊10；限幅設置模塊2與功率輸出模塊3相連，功率輸出模塊3分別與顯示驅動模塊9、負載判斷模塊4、過流判斷模塊7相連，參考電壓模塊10與負載判斷模塊4相連，負載判斷模塊4與延時補償模塊5相連，延時補償模塊5與電壓跟蹤模塊6相連，電壓跟蹤模塊6與功率輸出模塊3相連，過流判斷模塊7與斷電保護模塊8相連，斷電保護模塊8分別與功率輸出模塊3和電壓跟蹤模塊6相連；

所述的前面板1的結構包括：9針D形接口101、復位按鈕102；所述的9針D形接口101的1腳接地，6腳接電源Vcc/2，2腳接電源Vcc，7腳接電源Vdd，3腳、8腳分別接功率輸出模塊3中的端口PWR-out3和端口PWR-out2，4腳接顯示驅動模塊9中的端口DIS-out，9腳、5腳分別接限幅設置模塊2中的端口L_set和端口I_set；