專利名稱：一種復合型多輸出電源及其調(diào)節(jié)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子技術領域，更具體的說，涉及一種應用于LED裝置的具有多路輸出的電源及其調(diào)節(jié)方法驅動電路及其驅動方法。
背景技術：
隨著液晶顯示技術的不斷創(chuàng)新和應用產(chǎn)品的增加，LED背光由于節(jié)能、環(huán)保和體積輕薄等優(yōu)點，而得到迅速的發(fā)展。然而，由于LED燈的亮度與光輸出強度參數(shù)相關，其與它的電流及正向壓降成正比，并隨溫度變化而變化。因此，LED的驅動需要恒流電源，以保證 LED使用的安全性，同時達到理想的發(fā)光強度?？梢?，選擇正確的LED驅動至關重要。沒有好的LED驅動電源的匹配，LED照明的優(yōu)勢無法得以體現(xiàn)。為了保證LED的正常工作，需要驅動電源能夠提供相應的驅動電壓和驅動電流。 現(xiàn)有技術中，應用于LED的驅動電源通常具有多路輸出，其中一路恒流輸出給LED提供驅動電路，至少一路恒壓輸出給系統(tǒng)或者其他負載供電。一般恒流輸出的驅動部分通常包括兩級驅動電路，第一級驅動電路接收一外部交流電源，并將其轉換為與LED所需的驅動電壓相一致的第一級電壓；然后通過第二級驅動電路的調(diào)節(jié)作用將所述第一級電壓轉換為LED 所需的驅動電流。實際應用中，為了提供第二級驅動電路的系統(tǒng)電源，所述LED驅動電源還必須包括獨立恒壓的驅動電路以獲得恒定電壓作為系統(tǒng)電源。參考圖1，所示為現(xiàn)有技術中一種LED驅動電源的功能原理框圖。采用該實現(xiàn)方案的LED驅動電源中，第一級驅動電路采用一反激式電壓調(diào)節(jié)器，外部交流電源AC經(jīng)過EMI 和整流處理后轉換為一直流電壓Vindc，并輸入至該反激式電壓調(diào)節(jié)器的變壓器101的原邊繞組Np?？刂齐娐?02根據(jù)誤差控制信號FB控制功率開關管Ql的開關動作，周而復始， 從而在變壓器101的副邊繞組產(chǎn)生一方波電壓，在該實現(xiàn)方案中，變壓器101具有三個副邊繞組NslAs2和Ns3，每一路經(jīng)過輸出二極管和輸出電容的濾波后，輸出相應的輸出電壓V。utl，
Vout2 禾口 Vout3°其中第三路輸出V。ut3給控制器102提供系統(tǒng)電源，第二路輸出V。ut2給系統(tǒng)及其他負載提供精確的恒定電壓，第一路輸出v。utl —方面提供控制器107的輸入電壓，另一方面通過一升壓型電壓調(diào)節(jié)器106產(chǎn)生一足夠高的輸出電壓V_，來提供后續(xù)多組LED所需的驅動電壓。所述升壓型電壓調(diào)節(jié)器由功率開關管Q2，電感L。，二極管Dtl4和電容Ctl3組成進一步的，外部使能信號EN和控制信號PWM也可以對控制器107進行相應的控制，比如調(diào)光或者關閉操作。通過以上結合圖1對現(xiàn)有LED驅動電源的技術方案的描述，可以看出，為了給LED 以及各級控制器系統(tǒng)提供驅動電壓，需要采用三組副邊繞組，以及三組對應的由二極管、電容以及EMI電磁干擾抑制電路組成的整流電路，其實現(xiàn)電路非常復雜，元器件數(shù)目較多，電路控制方案也較復雜，實現(xiàn)成本相應的也非常高。另外，第一路輸出V。utl為了給LED負載提供足夠的驅動電壓，需要再次經(jīng)過一升壓型電壓調(diào)節(jié)器進行升壓操作，這樣的兩級電壓的轉換，顯然增加了轉換損耗，降低了工作效率。并且，實現(xiàn)LED的恒流輸出的驅動電路部分的輸出功率一般大于實現(xiàn)恒壓輸出的驅動電路部分輸出功率，因此所述LED驅動電源的轉換效率較低。同時，實現(xiàn)恒壓輸出的驅動電路部分的反饋通常采用光耦合器(IC1A和IC1B)傳遞至控制器102，因此暫態(tài)相應較慢。為了達到較好的輸出電壓的調(diào)整精度，需要更多的輸出電容，這也導致了成本的增力口。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種新型的復合型多路輸出電源及其調(diào)節(jié)方法，其只需要一級電壓轉換電路既可以獲得足夠支持后續(xù)LED所需的驅動電壓；并且，該電壓轉換電路能夠通過LED電流的反饋信息進行調(diào)節(jié)，使得產(chǎn)生的電壓與LED所需的驅動電壓保持一致，進而再產(chǎn)生一恒定的電流以提供給后續(xù)LED，保證轉換效率的最大化。依據(jù)本發(fā)明的一種復合型多路輸出電源，用以產(chǎn)生一恒壓輸出以驅動一負載，以及產(chǎn)生一恒流輸出以驅動一 LED，包括，第一級電壓調(diào)節(jié)電路，第二級電壓調(diào)節(jié)電路和一驅動電路，其中，所述驅動電路檢測所述LED的實時驅動電流，以獲得所述LED所需的驅動電壓；根據(jù)所述LED所需的驅動電壓產(chǎn)生一誤差控制信號，并傳遞至所述第一級電壓調(diào)節(jié)電路；所述第一級電壓調(diào)節(jié)電路接收一輸入電壓，并根據(jù)所述誤差控制信號獲得與所述 LED所需的驅動電壓數(shù)值一致的第一調(diào)節(jié)電壓，然后傳遞至所述驅動電路和所述LED，以給所述驅動電路提供電源，以及給所述LED提供驅動電壓；所述驅動電路對接收到得所述LED的驅動電流進行調(diào)節(jié)，以維持所述LED的驅動電流為一恒定值，并且，所述恒定值與所述LED所需的驅動電流相一致，所述第一調(diào)節(jié)電壓的數(shù)值保證能夠提供LED所需的驅動電流；所述第二級電壓調(diào)節(jié)電路，與所述第一級電壓調(diào)節(jié)電路連接，用以接收所述第一調(diào)節(jié)電壓，并產(chǎn)生一基本恒定的第二調(diào)節(jié)電壓，以給所述負載提供電源。進一步的，所述復合型多路輸出電源進一步包括一使能電路，用以給所述驅動電路提供一使能信號；當所述使能信號處于有效狀態(tài)時，所述第一級電壓調(diào)節(jié)電路根據(jù)所述誤差控制信號輸出與所述LED所需的驅動電壓一致的第一調(diào)節(jié)電壓，并傳遞至所述驅動電路；當所述使能信號處于無效狀態(tài)時，所述第一電壓調(diào)節(jié)電路輸出的第一調(diào)節(jié)電壓保
持為一第一電壓值。優(yōu)選的，當所述使能信號處于無效狀態(tài)時，所述第一電壓值與所述第二電壓調(diào)節(jié)電壓的差值在一較小的范圍內(nèi)。進一步的，所述復合型多路輸出電源進一步包括一控制電路，用以給所述驅動電路提供一控制信號；當所述控制信號處于第一狀態(tài)時，所述誤差控制信號根據(jù)所述控制信號的變化進行相應的改變，所述第一級電壓調(diào)節(jié)電路根據(jù)所述誤差控制信號獲得與所述控制信號對應的所述LED所需的驅動電壓一致的第一調(diào)節(jié)電壓，并傳遞至所述驅動電路；當所述控制信號處于第二狀態(tài)時，所述第一級電壓調(diào)節(jié)電路輸出的第一調(diào)節(jié)電壓數(shù)值保持為前一工作狀態(tài)時所述控制信號為第一狀態(tài)時的電壓值。
優(yōu)選的，所述第一級電壓調(diào)節(jié)電路為一隔離式電壓調(diào)節(jié)器。優(yōu)選的，所述第二級電壓調(diào)節(jié)電路為一非隔離式電壓調(diào)節(jié)器。進一步的，所述驅動電路進一步包括誤差控制信號發(fā)生電路，其接收所述LED的電流信息，并據(jù)以產(chǎn)生表征所述LED所需的驅動電壓的所述誤差控制信號。進一步的，所述驅動電路進一步包括一電流控制回路，所述電流控制回路接收所述LED的電流和所述第一調(diào)節(jié)電壓，并進行調(diào)節(jié)運算，以維持所述LED的驅動電流為所述恒定值所述恒定值與所述LED所需的驅動電流相一致。優(yōu)選的，所述驅動電路進一步包括第二電壓控制回路，其接收表征所述第二調(diào)節(jié)電壓的電壓誤差控制信號，以據(jù)以產(chǎn)生第二控制信號來控制所述第二級電壓調(diào)節(jié)電路，保證所述第二調(diào)節(jié)電壓維持一恒定值。依據(jù)本發(fā)明的一種復合型多路輸出電源調(diào)節(jié)方法，用以產(chǎn)生一恒壓輸出以驅動一負載，以及產(chǎn)生一恒流輸出以驅動一 LED，包括，(1)檢測所述LED的狀態(tài)，并獲得此時所需的驅動電壓的數(shù)值；(2)根據(jù)所述LED所需的驅動電壓產(chǎn)生一誤差控制信號；(3)接收所述誤差控制信號和一輸入電壓，獲得與所述LED所需的驅動電壓數(shù)值一致的第一調(diào)節(jié)電壓；(4)對所述LED的驅動電流進行相應調(diào)節(jié)，使得所述LED的驅動電流為一恒定值， 所述恒定值與所述LED所需的驅動電流相一致；(5)所述LED接收所述第一調(diào)節(jié)電壓和所述具有恒定值的驅動電流，以維持正常的工作狀態(tài)；(6)接收所述第一調(diào)節(jié)電壓，以產(chǎn)生一基本恒定的第二調(diào)節(jié)電壓，以驅動所述負載。進一步的，依據(jù)本發(fā)明的復合型多路輸出電源調(diào)節(jié)方法，還包括，接收一使能信號；當所述使能信號處于有效狀態(tài)時，根據(jù)所述誤差控制信號獲得與所述LED所需的驅動電壓一致的第一調(diào)節(jié)電壓，然后產(chǎn)生所述恒定的電流以驅動所述LED ；當所述使能信號處于無效狀態(tài)時，維持所述第一調(diào)節(jié)電壓為一第一電壓值。優(yōu)選的，當所述使能信號處于無效狀態(tài)時，所述第一調(diào)節(jié)電壓和所述第二調(diào)節(jié)電壓的差值在一較小的范圍內(nèi)。進一步的，依據(jù)本發(fā)明的復合型多路輸出電源調(diào)節(jié)方法，還包括，接收一控制信號；當所述控制信號處于第一狀態(tài)時，根據(jù)所述誤差控制信號獲得與所述LED所需的驅動電壓相一致的第一調(diào)節(jié)電壓，并傳遞至所述驅動電路，并調(diào)節(jié)所述LED的驅動電流使之維持恒定，并與所述LED所需的驅動電流相一致；當所述控制信號處于第二狀態(tài)時，維持所述第一調(diào)節(jié)電壓數(shù)值為前一工作狀態(tài)時所述控制信號為第一狀態(tài)時的電壓值。優(yōu)選的，采用隔離式電壓調(diào)節(jié)方法，獲得所述第一調(diào)節(jié)電壓。優(yōu)選的，采用非隔離式電壓調(diào)節(jié)方法，獲得所述第二調(diào)節(jié)電壓。優(yōu)選的，所述步驟(3)為接收所述誤差控制信號，以對所述第一調(diào)節(jié)電壓進行調(diào)
7節(jié)，使得所述第一調(diào)節(jié)電壓與所述LED所需的驅動電壓數(shù)值保持一致。優(yōu)選的，所述步驟 (4)為接收所述LED的驅動電流，并通過一調(diào)節(jié)運算，使得所述LED的驅動電流為一恒定值， 所述恒定值與所述LED所需的驅動電流相一致。依據(jù)本發(fā)明的復合型多路輸出電源以及調(diào)節(jié)方法，至少可以實現(xiàn)以下有益效果(1)由于其只需要一級電壓轉換電路來獲得支持后續(xù)LED所需的驅動電壓，實現(xiàn)電路和控制方案相對簡單一些，簡化了電路結構，同時也減小了實現(xiàn)成本；(2)通過LED電流的反饋信息對電壓轉換電路的調(diào)節(jié)，使得產(chǎn)生的電壓與LED所需的驅動電壓基本保持一致，進而再產(chǎn)生一恒定的電流以提供給后續(xù)LED，保證轉換效率的最大化；(3)對系統(tǒng)或者其他負載的恒壓電源的提供可以通過非隔離式的電壓轉換電路獲得，提高了暫態(tài)響應，簡化了電路結構，并且在需要待機模式的LED電源應用中，可以進一步的減小功率損耗，提高工作效率；(4)實際工作過程中，由于LED溫度的變化或者外加的其它條件如調(diào)光要求等，會導致LED的電流發(fā)生變化，此時如果仍然保持第一調(diào)節(jié)電壓不變，則會導致功率轉換效率的降低。因此，依據(jù)本發(fā)明的復合型多路輸出電源能夠根據(jù)LED電流的變化產(chǎn)生相應的誤差控制信號來調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)電壓，使其數(shù)值能夠跟隨LED電流的變化，始終保持為滿足能夠驅動所述LED所有回路的最小電壓值，最大程度的提高了功率轉換效率。


圖1所示為現(xiàn)有技術中一種LED驅動電源的原理框圖；圖2所示為依據(jù)本發(fā)明的復合型多路輸出電源的第一實施例的原理框圖；圖3所示為依據(jù)本發(fā)明的復合型多路輸出電源的第二實施例的原理框圖；圖4所示為依據(jù)本發(fā)明的復合型多路輸出電源的第三實施例的原理框圖；圖5所示為所示為依據(jù)本發(fā)明的復合型多路輸出電源的調(diào)節(jié)方法的一實施例的流程具體實施例方式以下結合附圖對本發(fā)明的幾個優(yōu)選實施例進行詳細描述，但本發(fā)明并不僅僅限于這些實施例。本發(fā)明涵蓋任何在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對本發(fā)明有徹底的了解，在以下本發(fā)明優(yōu)選實施例中詳細說明了具體的細節(jié)，而對本領域技術人員來說沒有這些細節(jié)的描述也可以完全理解本發(fā)明。參考圖2，所示為依據(jù)本發(fā)明的復合型多路輸出電源的第一實施例的原理框圖。在該實施例中，所述復合型多路輸出電源包括第一級電壓調(diào)節(jié)電路201、第二級電壓調(diào)節(jié)電路 202和驅動電路203。第一級電壓調(diào)節(jié)電路201接收直流輸入電壓V1■，并進行電壓調(diào)節(jié)以轉換為第一調(diào)節(jié)電壓v。ut，所述輸出電壓V。ut分別傳遞至LED204、驅動電路203和第二級電壓調(diào)節(jié)電路 202。所述驅動電路203接收所述LED204的實時驅動電流1_，以獲得此時LED所需的驅動電壓信息；根據(jù)所述LED所需的驅動電壓和所述第一調(diào)節(jié)電壓V。ut產(chǎn)生一誤差控制信號I。tel，然后輸入至第一級電壓調(diào)節(jié)電路201 ； 所述第一級電壓調(diào)節(jié)電路201根據(jù)所述誤差控制信號Ietel調(diào)節(jié)所述第一調(diào)節(jié)電壓 Vout,使其數(shù)值與所述LED所需的驅動電壓保持一致。并且，此時所述第一調(diào)節(jié)電壓V。ut保證為能夠滿足驅動所述LED204所有支路的最小電壓，即使其最接近于能夠驅動所述LED204 所有支路所需的最大驅動電壓值。所述LED所需的驅動電壓包括該支路上所有LED燈的驅動電壓之和以及該支路上電流源的壓降。然后，驅動電路203對接收到的所述LED204的實時驅動電流進行調(diào)節(jié)，使得所述 LED的驅動電流恒定，并與所述LED所需的驅動電流相一致，所述第一調(diào)節(jié)電壓的數(shù)值保證能夠提供LED所需的驅動電流；同時，第二級電壓調(diào)節(jié)電路202接收所述第一調(diào)節(jié)電壓，并進行相應的調(diào)節(jié)，以轉換為第二調(diào)節(jié)電壓Vpotct，來給所述驅動電路203或者其他負載205提供電源供應。本領域技術人員可以得知，輸入電壓Vindc的獲得可以為圖1所示的現(xiàn)有技術的實現(xiàn)方案，也可以是其他合適的實現(xiàn)方案；第一電壓調(diào)節(jié)電路201和第二電壓調(diào)節(jié)電路202可以為任何合適的拓撲結構的電壓型調(diào)節(jié)器；驅動電路203可以為任何合適形式的電流發(fā)生電路；所述LED負載204可以為一組或者多組LED支路；所述復合型多路輸出電源還可以包括多路類似于第二級電壓調(diào)節(jié)電路202的電壓轉換電路?？梢姡ㄟ^圖2所示的依據(jù)本發(fā)明的復合型多路輸出電源，其只需要一級電壓轉換電路201來獲得支持后續(xù)LED所需的驅動電壓，實現(xiàn)電路和控制方案相對簡單一些，簡化了電路結構，同時也減小了實現(xiàn)成本；并且，能夠根據(jù)LED電流的變化來調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)電壓，使其數(shù)值能夠跟隨LED電流的變化，始終保持為滿足能夠驅動所述LED所有回路的最小電壓值，最大程度的提高了功率轉換效率。參考圖3，所示為依據(jù)本發(fā)明的復合型多路輸出電源的第二實施例的原理框圖。 在圖2所示的實施例的基礎上，驅動電路203進一步包括電流控制回路301、誤差控制信號發(fā)生電路302，第一級電壓調(diào)節(jié)電路201進一步包括第一電壓控制回路303和功率級電路 304。其中，電流控制回路301接收所述LED的實時驅動電流，并進行實時調(diào)節(jié)以及補償運算，以所述LED204的驅動電流恒定，并維持LED204的正常工作；誤差控制信號發(fā)生電路302，接收所述LED的實時驅動電流，然后根據(jù)接收到的所述LED的電流信息計算此時所述LED所需的驅動電壓，并與當前驅動電壓的數(shù)值進行比較， 以獲得所述誤差控制信號I。tel ；第一電壓控制回路303接收所述誤差控制信號I。tel，并據(jù)以對所述功率級電路304 中的開關器件的動作進行控制，從而使所述第一調(diào)節(jié)電壓V。ut的數(shù)值與所述LED所需的驅動電壓一致。當所述LED負載具有多組LED支路時，誤差控制信號Ietel根據(jù)所有LED支路中需要的LED驅動電壓最大的一路的獲得，從而第一調(diào)節(jié)電壓的數(shù)值與該路LED支路所需的驅動電壓保持一致，保證此時第一調(diào)節(jié)電壓足以提供所有LED支路的驅動電壓，同時第一調(diào)節(jié)電壓也保證通過所述電流控制回路提供足夠的恒定的驅動電流來驅動所述LED。其他電路組成部分的工作原理與圖2所示的依據(jù)本發(fā)明的復合型多路輸出電源中的電路組成部分相同，在此不再贅述。
可見，采用圖3所示的依據(jù)本發(fā)明的復合型多路輸出電源，通過對LED實時驅動電流的檢測，獲得當前所需的驅動電壓的信息，然后通過與當前第一調(diào)節(jié)電壓即當前驅動電壓的比較，獲得表征兩者之間差異的誤差控制信號；電壓控制回路根據(jù)該誤差控制信號對第一電壓調(diào)節(jié)電路進行相應調(diào)節(jié)，使得輸出的第一調(diào)節(jié)電壓與LED所需的驅動電壓保持基本一致，從而最大程度的減小了功率損耗，提高了工作效率。依據(jù)本發(fā)明的復合型多路輸出電源還可以包括一控制電路，用以給所述驅動電路提供一調(diào)光控制信號，以對LED的亮度進行調(diào)節(jié)。此時，根據(jù)所述調(diào)光控制信號，獲得與LED 的亮度對應的LED所需的驅動電壓，進而獲得所述誤差控制信號；電壓控制回路根據(jù)該誤差控制信號對第一級電壓調(diào)節(jié)電路進行相應調(diào)節(jié)，使得輸出的第一調(diào)節(jié)電壓與LED所需的驅動電壓保持基本一致。并通過電流控制電路實現(xiàn)對LED驅動電流的恒流控制。第一調(diào)節(jié)電壓能夠根據(jù)LED的所需的實時驅動電壓進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了功率效率的最大化。依據(jù)本發(fā)明的復合型多路輸出電源還可以包括一使能電路，用以給所述驅動電路提供一使能信號，當所述使能信號處于有效狀態(tài)時，驅動電路對所述LED的驅動電流進行實時調(diào)節(jié)，所述LED處于工作狀態(tài)；當所述使能信號處于無效狀態(tài)時，驅動電路處于不工作狀態(tài)，所述LED處于不工作狀態(tài)。此時，第二級電壓調(diào)節(jié)電路仍然處于工作狀態(tài)，其接收第一級電壓調(diào)節(jié)電路輸出的第一調(diào)節(jié)電壓，并進行相應轉換以獲得一基本恒定的第二調(diào)節(jié)電壓，以給驅動電路或者其他負載提供電源供應。為了保證效率的最大化，在所述使能信號處于無效狀態(tài)時，即驅動電路不產(chǎn)生驅動電流時，電壓控制回路很據(jù)此時的誤差控制信號對第一級電壓調(diào)節(jié)電路進行相應調(diào)節(jié)， 使產(chǎn)生的第一調(diào)節(jié)電壓與驅動電路所需的系統(tǒng)電源的電壓值之間的差值處于一較小的范圍內(nèi)，使得第二級電壓調(diào)節(jié)電路的輸入電壓和輸出電壓之間的轉換值較小，從而減小該工作狀態(tài)下的功率損耗，提高工作效率。第一調(diào)節(jié)電壓與驅動電路所需的系統(tǒng)電源的電壓值之間的大小關系，可以根據(jù)第二級電壓調(diào)節(jié)電路的類型來確定。例如，假設驅動電路所需的系統(tǒng)電源電壓值為5V，當?shù)诙夒妷赫{(diào)節(jié)電路采用降壓型拓撲結構時，第一調(diào)節(jié)電壓的數(shù)值可以略高于5V，例如為8V ； 當?shù)诙夒妷赫{(diào)節(jié)電路采用升壓型拓撲結構式，第一調(diào)節(jié)電壓的數(shù)值可以略低于5V，例如為3V。參考圖4，所示為依據(jù)本發(fā)明的復合型多路輸出電源的第三優(yōu)選實施例的原理框圖。復合型多路輸出電源的輸入電壓為外部交流電壓，因此第一級電壓調(diào)節(jié)電路采用隔離式電壓調(diào)節(jié)器來實現(xiàn)電隔離。在該實施例中，第一級電壓調(diào)節(jié)電路201采用反激式電壓調(diào)節(jié)器，其包括由功率開關管Q1、變壓器101，輸出二極管D02和輸出電容C02組成的功率級電路和第一電壓控制回路303，以在輸出端輸出第一調(diào)節(jié)電壓V。ut。驅動電路203包括電流控制回路301、誤差控制信號發(fā)生電路302和第二電壓控制回路303，同時接收外部使能電路401產(chǎn)生的使能信號EN和外部控制電路產(chǎn)生的控制信號 PWM0根據(jù)使能信號EN和控制信號PWM的狀態(tài)，以下將依據(jù)該優(yōu)選實施例的復合型多輸出電源的工作過程劃分為三個工作狀態(tài)。(一)第一工作狀態(tài)
使能信號EN和控制信號PWM均為有效狀態(tài)，通過改變控制信號PWM實現(xiàn)對LED亮度的調(diào)節(jié)。驅動電路203接收控制信號PWM，根據(jù)控制信號PWM對應的LED的亮度，獲得與該亮度對應LED所需的驅動電壓，并與當前的驅動電壓Vmi的數(shù)值進行比較獲得一誤差控制信號I。tel，通過光耦合器403傳遞至第一級電壓調(diào)節(jié)電路201中的第一電壓控制回路303， 進而根據(jù)所述誤差控制信號1。&1空制功率開關管Ql的開關動作，使得輸出的第一調(diào)節(jié)電壓 Vout與LED所需的驅動電壓保持基本一致，從而最大程度的減小了功率損耗，提高了工作效率。電流控制回路301對接收到的所述LED204的實時驅動電流進行調(diào)節(jié)，使得所述 LED的驅動電流恒定。所述恒定的電流與此時控制信號PWM表征的LED的亮度對應的LED 所需的驅動電流相一致。第一調(diào)節(jié)電壓V。ut保證能夠為LED提供足夠的驅動電流。( 二)第二工作狀態(tài)使能信號EN為有效狀態(tài)，控制信號PWM為無效狀態(tài)，即不需要對LED的亮度進行調(diào)節(jié)時，誤差控制信號發(fā)生電路302產(chǎn)生的誤差控制信號Irtri保持為前一工作狀態(tài)的數(shù)值， 第一電壓調(diào)節(jié)電路輸出的第一調(diào)節(jié)電壓保持相應的保持為前一工作狀態(tài)時的數(shù)值，電流控制回路301對接收到的所述LED204的實時驅動電流不進行調(diào)節(jié)，使得所述LED的驅動電流保持不變，所述LED204的亮度保持為前一工作狀態(tài)時的亮度，直至控制信號PWM恢復為有效狀態(tài)即再次進行調(diào)光操作時。(三)第三工作狀態(tài)使能信號EN和控制信號PWM均為無效狀態(tài)，此時驅動電路203處于不工作狀態(tài)， 即電流控制回路301不工作，LED處于不工作狀態(tài)。此時誤差控制信號發(fā)生電路302輸出的誤差控制信號I。tel，控制第一級電壓調(diào)節(jié)器201，保證第一調(diào)節(jié)電壓V。ut的數(shù)值保持為一固定值，以給第二級電壓調(diào)節(jié)電路202提供輸入電源。第二級電壓調(diào)節(jié)電路采用非隔離式電壓調(diào)節(jié)器，以減小功率損耗，提高暫態(tài)響應速度，減少輸出電容的使用和相應的成本。在該實施例中，以第二級電壓調(diào)節(jié)電路202為降壓型電壓調(diào)節(jié)器為例，其包括功率開關管Q2,輸出電感‘輸出電容Ctj和穩(wěn)壓管Dm。驅動電路203進一步還包括第二電壓控制回路304，用以接收表征第二級電壓調(diào)節(jié)電路202輸出電壓的電壓誤差控制信號Vfb2，然后跟一基準電壓進行比較得到一控制信號來控制功率開關管Q2的開關動作，以維持第二級電壓調(diào)節(jié)電路202輸出電壓保持恒定不變，來給負載供電以及為驅動電路203提供系統(tǒng)電源。假設驅動電路所需的系統(tǒng)電源電壓值為5V，則此時第一調(diào)節(jié)電壓的數(shù)值可以略高于5V，例如為8V，因此第一級電壓調(diào)節(jié)電路201的輸出電壓范圍可以為8V至由控制信號PWM確定的最大亮度對應的最大驅動電壓。其中，電流控制回路301、誤差信號發(fā)生電路302可以為任何已知的合適的電路結構來實現(xiàn)相應的電流控制和產(chǎn)生誤差信號的功能。參考圖5，所示為電流控制回路301的一優(yōu)選實施例的原理框圖。所述LED204可以為一組或者多組由多個LED燈串聯(lián)而成的支路。在LED204每一支路的第二端連接對應的一個電流控制支路。所述電流控制回路包括放大器501-1，晶體管502-1和一電阻503-1。 這里以晶體管502-1為MOSFET晶體管為例，其中，放大器502-1的同相輸入端接收一基準電壓Vkefi，所述基準電壓Vkefi表征LED期望的驅動電流；放大器502-1的輸出端連接至晶體管502-1的柵極，漏極與LED204的一支路的第二端連接，電阻503-1連接至晶體管502-1的源極和地之間；并且，放大器502-1的反相輸入端連接至電阻503-1連接至晶體管502-1 的源極之間的公共節(jié)點。由于運算放大器的虛短原理，電阻503-1上的電流被強制為基準電壓VREFl的電壓值和電阻R503-1的電阻值之商，從而保證了每一 LED支路的驅動電流維持基本恒定。類似的，其他LED支路的電路結構和工作原理與此相同。參考圖6，所示為誤差信號發(fā)生電路302的一優(yōu)選實施例的原理框圖。其包括選通電路601，誤差運算電路602和信號轉換電路603組成。選通電路601與LED204連接，用于選擇所需的驅動電壓最大的一 LED支路的電壓信息；然后，與一基準電壓Vkef2通過誤差運算電路602進行誤差運算，所述基準電壓Vkef2表征期望的LED支路第二端的電壓，也即期望的驅動電壓；再通過信號轉換電路603進行信號轉換，傳遞至光耦合器403，從而將期望的誤差調(diào)整信息傳遞至第一級電壓調(diào)節(jié)器。選通電路601為由與LED支路的數(shù)目相對應的一組二極管601-1至601-N組成， 所需的驅動電壓最大的一 LED支路的電壓信息被傳遞至誤差運算電路602 ；誤差運算電路602包括運算放大器602-1，以及一補償電容602_2 ；運算放大器 602-1的反相輸入端接收所需的驅動電壓最大的一 LED支路的電壓信息，同相輸入端接收一基準電壓Vkef2，輸出端的輸出信號經(jīng)過補償電路602-2的進行補償。信號轉換電路603包括運算放大器604，晶體管605和電阻606，經(jīng)過信號轉換后， 將所需的驅動電壓最大的一 LED支路的誤差信息通過光耦合器403傳遞至第一級電壓調(diào)節(jié)
ο本領域技術人員可以得知，驅動電路還包括對接收到的使能信號EN進行相應處理的使能電路，以及對接收到的控制信號PWM進行相應處理的控制電路，兩者可以為任何已知的合適的電路結構來實現(xiàn)相應使能和控制操作。以下結合實施例詳細說明依據(jù)本發(fā)明的復合型多路輸出電源的調(diào)節(jié)方法。參考圖7，所示為依據(jù)本發(fā)明的復合型多路輸出電源的調(diào)節(jié)方法的一實施例的流程圖，其用以產(chǎn)生一恒壓輸出以驅動一負載，以及產(chǎn)生一恒流輸出以驅動一 LED，包括以下步驟S701 檢測所述LED的狀態(tài)，并獲得此時所需的驅動電壓的數(shù)值；S702 根據(jù)所述LED所需的驅動電壓產(chǎn)生一誤差控制信號；S703 接收所述誤差控制信號和一輸入電壓，獲得與所述LED所需的驅動電壓數(shù)值一致的第一調(diào)節(jié)電壓；S704 對所述LED的驅動電流進行相應調(diào)節(jié)，使得所述LED的驅動電流為一恒定值，所述恒定值與所述LED所需的驅動電流相一致；S705 所述LED接收所述第一調(diào)節(jié)電壓和所述具有恒定值的驅動電流，以維持正常的工作狀態(tài)；S706 接收所述第一調(diào)節(jié)電壓，以產(chǎn)生一基本恒定的第二調(diào)節(jié)電壓，以驅動所述負載。周而復始，根據(jù)LED的實時狀態(tài)，對LED提供與所需的驅動電壓相一致的驅動電壓，以及足夠的驅動電流以維持LED的正常工作。以上依據(jù)本發(fā)明的復合型多路輸出電源的調(diào)節(jié)方法，通過對LED實時電流的檢測，獲得當前所需的驅動電壓的信息，然后據(jù)以獲得表征兩者之間差異的誤差控制信號 ’然
12后根據(jù)所述誤差控制信號對第一調(diào)節(jié)電壓進行相應調(diào)節(jié)，使得第一調(diào)節(jié)電壓與LED所需的驅動電壓保持基本一致，從而最大程度的減小了功率損耗，提高了工作效率。進一步的，以上依據(jù)本發(fā)明的復合型多路輸出電源的調(diào)節(jié)方法，還可以包括接收一使能信號；當所述使能信號處于有效狀態(tài)時，根據(jù)所述誤差控制信號獲得與所述LED所需的驅動電壓一致的第一調(diào)節(jié)電壓，然后產(chǎn)生所述恒定的電流以驅動所述LED ；當所述使能信號處于無效狀態(tài)時，維持所述第一調(diào)節(jié)電壓為一固定電壓值，并且保證所述第一調(diào)節(jié)電壓和所述第二調(diào)節(jié)電壓的差值在一較小的范圍內(nèi)。通過所述使能信號實現(xiàn)對LED的啟動和關斷操作。進一步的，以上依據(jù)本發(fā)明的復合型多路輸出電源的調(diào)節(jié)方法，還可以包括接收一控制信號；當所述控制信號處于有效狀態(tài)時，根據(jù)所述誤差控制信號獲得與所述LED所需的驅動電壓的基本一致的第一調(diào)節(jié)電壓，并傳遞至所述驅動電路，以產(chǎn)生與所述LED所需的驅動電流匹配的所述恒定的電流以驅動所述LED ；當所述控制信號處于無效狀態(tài)時，維持所述第一調(diào)節(jié)電壓數(shù)值為前一工作狀態(tài)時所述控制信號為有效狀態(tài)時的電壓值。通過所述控制信號，實現(xiàn)對LED的調(diào)光操作。其中，可以采用隔離式電壓調(diào)節(jié)方法來獲得所述第一調(diào)節(jié)電壓，以及采用非隔離式電壓調(diào)節(jié)方法，獲得所述第二調(diào)節(jié)電壓。當LED處于不工作狀態(tài)時，控制所述第一調(diào)節(jié)電壓和所述第二調(diào)節(jié)電壓兩者之間的差值處于一較小的范圍內(nèi)，保證電壓轉換的損耗最小，最大化的提高工作效率。對LED驅動的調(diào)節(jié)進一步包括，接收所述LED的電流，并通過一調(diào)節(jié)運算維持所述 LED的驅動電流恒定，并且所述恒定的電流與所述LED所需的驅動電流相一致。綜上所述，依照本發(fā)明所公開的復合型多路輸出電源及其調(diào)節(jié)方法，通過LED電流的反饋信息，只需要一級電壓轉換電路來獲得支持后續(xù)LED所需的驅動電壓；并且能夠根據(jù)LED電流的變化產(chǎn)生相應的誤差控制信號來調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)電壓，使其數(shù)值能夠跟隨 LED電流的變化，始終保持為滿足能夠驅動所述LED所有回路的最小電壓值，最大程度的提高了功率轉換效率。以上對依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的復合型多路輸出電源及其調(diào)節(jié)方法進行了詳盡描述，本領域普通技術人員據(jù)此可以推知其他技術或者結構以及電路布局、元件等均可應用于所述實施例，例如電流控制回路，電壓控制回路以及使能電路和控制電路可以為任何合適的電路結構。依照本發(fā)明的實施例如上文所述，這些實施例并沒有詳盡敘述所有的細節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實施例。顯然，根據(jù)以上描述，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地利用本發(fā)明以及在本發(fā)明基礎上的修改使用。本發(fā)明僅受權利要求書及其全部范圍和等效物的限制。
權利要求
1.一種復合型多路輸出電源，用以產(chǎn)生一恒壓輸出以驅動一負載，以及產(chǎn)生一恒流輸出以驅動一 LED，其特征在于，包括，第一級電壓調(diào)節(jié)電路，第二級電壓調(diào)節(jié)電路和一驅動電路，其中，所述驅動電路檢測所述LED的實時驅動電流，以獲得所述LED所需的驅動電壓；根據(jù)所述LED所需的驅動電壓產(chǎn)生一誤差控制信號，并傳遞至所述第一級電壓調(diào)節(jié)電路；所述第一級電壓調(diào)節(jié)電路接收一輸入電壓，并根據(jù)所述誤差控制信號獲得與所述LED 所需的驅動電壓數(shù)值一致的第一調(diào)節(jié)電壓，然后傳遞至所述驅動電路和所述LED，以給所述驅動電路提供電源，以及給所述LED提供驅動電壓；所述驅動電路對接收到得所述LED的驅動電流進行調(diào)節(jié)，以維持所述LED的驅動電流為一恒定值，并且，所述恒定值與所述LED所需的驅動電流相一致，所述第一調(diào)節(jié)電壓的數(shù)值保證能夠提供LED所需的驅動電流；所述第二級電壓調(diào)節(jié)電路，與所述第一級電壓調(diào)節(jié)電路連接，用以接收所述第一調(diào)節(jié)電壓，并產(chǎn)生一基本恒定的第二調(diào)節(jié)電壓，以給所述負載提供電源。
2.根據(jù)權利要求1所述的復合型多路輸出電源，其特征在于，進一步包括一使能電路， 用以給所述驅動電路提供一使能信號；當所述使能信號處于有效狀態(tài)時，所述第一級電壓調(diào)節(jié)電路根據(jù)所述誤差控制信號輸出與所述LED所需的驅動電壓一致的第一調(diào)節(jié)電壓，并傳遞至所述驅動電路；當所述使能信號處于無效狀態(tài)時，所述第一電壓調(diào)節(jié)電路輸出的第一調(diào)節(jié)電壓變?yōu)橐缓愣ㄖ怠?br> 3.根據(jù)權利要求2所述的復合型多路輸出電源，其特征在于，當所述使能信號處于無效狀態(tài)時，所述第一調(diào)節(jié)電壓的電壓值與所述第二調(diào)節(jié)電壓的電壓值之間差值在一較小的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權利要求1所述的復合型多輸出電源，其特征在于，進一步包括一控制電路，用以給所述驅動電路提供一控制信號；當所述控制信號處于第一狀態(tài)時，所述誤差控制信號根據(jù)所述控制信號的變化進行相應的改變，所述第一級電壓調(diào)節(jié)電路根據(jù)所述誤差控制信號獲得與所述控制信號對應的所述LED所需的驅動電壓一致的第一調(diào)節(jié)電壓，并傳遞至所述驅動電路；當所述控制信號處于第二狀態(tài)時，所述第一級電壓調(diào)節(jié)電路輸出的第一調(diào)節(jié)電壓數(shù)值保持為前一工作狀態(tài)時所述控制信號為第一狀態(tài)時的電壓值。
5.根據(jù)權利要求1所述的復合型多輸出電源，其特征在于，所述第一級電壓調(diào)節(jié)電路為一隔離式電壓調(diào)節(jié)器。
6.根據(jù)權利要求1所述的復合型多輸出電源，其特征在于，所述第二級電壓調(diào)節(jié)電路為一非隔離式電壓調(diào)節(jié)器。
7.根據(jù)權利要求1所述的復合型多輸出電源，其特征在于，所述驅動電路進一步包括誤差控制信號發(fā)生電路，其接收所述LED的電流信息，并據(jù)以產(chǎn)生表征所述LED所需的驅動電壓的所述誤差控制信號。
8.根據(jù)權利要求1所述的復合型多輸出電源，其特征在于，所述驅動電路進一步包括一電流控制回路，所述電流控制回路接收所述LED的電流和所述第一調(diào)節(jié)電壓，并進行調(diào)節(jié)運算，以維持所述LED的驅動電流為所述恒定值所述恒定值與所述LED所需的驅動電流相一致。
9.根據(jù)權利要求1所述的復合型多輸出電源，其特征在于，所述驅動電路進一步包括第二電壓控制回路，其接收表征所述第二調(diào)節(jié)電壓的電壓誤差控制信號，以據(jù)以產(chǎn)生第二控制信號來控制所述第二級電壓調(diào)節(jié)電路，保證所述第二調(diào)節(jié)電壓維持一恒定值。
10.一種復合型多路輸出電源調(diào)節(jié)方法，用以產(chǎn)生一恒壓輸出以驅動一負載，以及產(chǎn)生一恒流輸出以驅動一 LED，其特征在于，包括，(1)檢測所述LED的狀態(tài)，并獲得此時所需的驅動電壓的數(shù)值；(2)根據(jù)所述LED所需的驅動電壓產(chǎn)生一誤差控制信號；(3)接收所述誤差控制信號和一輸入電壓，獲得與所述LED所需的驅動電壓數(shù)值一致的第一調(diào)節(jié)電壓；(4)對所述LED的驅動電流進行相應調(diào)節(jié)，使得所述LED的驅動電流為一恒定值，所述恒定值與所述LED所需的驅動電流相一致；(5)所述LED接收所述第一調(diào)節(jié)電壓和所述具有恒定值的驅動電流，以維持正常的工作狀態(tài)；(6)接收所述第一調(diào)節(jié)電壓，以產(chǎn)生一基本恒定的第二調(diào)節(jié)電壓，以驅動所述負載。
11.根據(jù)權利要求10所述的復合型多路輸出電源調(diào)節(jié)方法，其特征在于，還包括，接收一使能信號；當所述使能信號處于有效狀態(tài)時，根據(jù)所述誤差控制信號獲得與所述LED所需的驅動電壓一致的第一調(diào)節(jié)電壓，然后產(chǎn)生所述恒定的電流以驅動所述LED ；當所述使能信號處于無效狀態(tài)時，所述第一調(diào)節(jié)電壓變?yōu)橐缓愣ㄖ怠?br> 12.根據(jù)權利要求11所述的復合型多路輸出電源調(diào)節(jié)方法，其特征在于，當所述使能信號處于無效狀態(tài)時，所述第一調(diào)節(jié)電壓和所述第二調(diào)節(jié)電壓的數(shù)值之間的差值在一較小的范圍內(nèi)。
13.根據(jù)權利要求10所述的復合型多路輸出電源調(diào)節(jié)方法，其特征在于，還包括，接收一控制信號；當所述控制信號處于第一狀態(tài)時，根據(jù)所述誤差控制信號獲得與所述LED所需的驅動電壓相一致的第一調(diào)節(jié)電壓，并傳遞至所述驅動電路，并調(diào)節(jié)所述LED的驅動電流使之維持恒定，并與所述LED所需的驅動電流相一致；當所述控制信號處于第二狀態(tài)時，維持所述第一調(diào)節(jié)電壓數(shù)值為前一工作狀態(tài)時所述控制信號為第一狀態(tài)時的電壓值。
14.根據(jù)權利要求10所述的復合型多路輸出電源調(diào)節(jié)方法，其特征在于，采用隔離式電壓調(diào)節(jié)方法，獲得所述第一調(diào)節(jié)電壓。
15.根據(jù)權利要求10所述的復合型多路輸出電源調(diào)節(jié)方法，其特征在于，采用非隔離式電壓調(diào)節(jié)方法，獲得所述第二調(diào)節(jié)電壓。
16.根據(jù)權利要求10所述的復合型多路輸出電源調(diào)節(jié)方法，其特征在于，進一步包括， 接收所述誤差控制信號，以對所述第一調(diào)節(jié)電壓進行調(diào)節(jié)，使得所述第一調(diào)節(jié)電壓與所述 LED所需的驅動電壓數(shù)值保持一致。
17.根據(jù)權利要求10所述的復合型多路輸出電源調(diào)節(jié)方法，其特征在于，進一步包括， 接收所述LED的驅動電流，并通過一調(diào)節(jié)運算，使得所述LED的驅動電流為一恒定值，所述恒定值與所述LED所需的驅動電流相一致。
全文摘要
本發(fā)明提供一種復合型多輸出電源及其調(diào)節(jié)方法，用以產(chǎn)生一恒壓輸出以驅動一負載，以及產(chǎn)生一恒流輸出以驅動一LED，包括，第一級電壓調(diào)節(jié)電路，第二級電壓調(diào)節(jié)電路和驅動電路，只需要一級電壓轉換電路來獲得支持后續(xù)LED所需的驅動電壓，實現(xiàn)電路和控制方案相對簡單一些，簡化了電路結構，同時也減小了實現(xiàn)成本；并且，能夠根據(jù)LED電流的變化來調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)電壓，使其數(shù)值能夠跟隨LED電流的變化，始終保持為滿足能夠驅動所述LED所有回路的最小電壓值，最大程度的提高了功率轉換效率。
文檔編號H05B37/02GK102244964SQ20111019006
公開日2011年11月16日 申請日期2011年7月7日 優(yōu)先權日2011年7月7日
發(fā)明者余子明 申請人:杭州矽力杰半導體技術有限公司