CN113811045A - 一种电源及光源*** - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种电源及光源***，该电源包括控制电路与至少一个恒流电路，控制电路用于接收电流指令，并根据电流指令产生控制信号；恒流电路与控制电路连接，包括互相连接的直流转换电路与放大电路，直流转换电路用于接收供电信号与控制信号，并根据控制信号将供电信号变换成恒定的电流信号；放大电路用于将供电信号转换成电压反馈信号，并将电压反馈信号输入至控制电路；控制电路还用于在接收到电压反馈信号后，对直流转换电路进行控制，以动态调整直流转换电路输出的电流信号的大小；其中，电流指令中的电流值与直流转换电路输出的恒定的电流信号的电流值相同。通过上述方式，本申请能够动态调整输出电流，简化控制线路。

Description

一种电源及光源***
技术领域
本申请涉及电路技术领域，具体涉及一种电源及光源***。
背景技术
随着LED(Light Emitting Diode，发光二极管)与激光技术的迅速发展，LED与激光器被广泛应用于诸多领域，为了驱动LED或激光器有很多方案，例如，平板电视的LocalDimming(局部调光)控制，因其采用数量较多但电流很小的LED阵列，因而阵列驱动的电流很小，不适用于电流较大的应用场景；对于用于激光投影机的光源，驱动电流比较大，现有驱动方式将激光器都串联起来再进行驱动，不便于对每个激光器进行单独调节，如果每个激光器配置一个驱动，将使得驱动的体积和成本比较高，不适用于产品化应用；还有方案采用多通道线性恒流的方式来解决无法进行单独调节的问题，但每路电流的模拟量是统一调节的，不便于分别调节，可用性不高。
发明内容
本申请提供一种电源及光源***，能够动态调整输出电流，简化控制线路。
为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：提供一种电源，该电源包括：控制电路与至少一个恒流电路，控制电路用于接收电流指令，并根据电流指令产生控制信号，其中，电流指令包括至少一个电流值；恒流电路与控制电路连接，包括互相连接的直流转换电路与放大电路，直流转换电路用于接收供电信号与控制信号，并根据控制信号将供电信号变换成恒定的电流信号；放大电路用于将供电信号转换成电压反馈信号，并将电压反馈信号输入至控制电路；控制电路还用于在接收到电压反馈信号后，对直流转换电路进行控制，以动态调整直流转换电路输出的电流信号的大小；其中，电流指令中的电流值与直流转换电路输出的恒定的电流信号的电流值相同。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一技术方案是：提供一种光源***，该光源***包括：处理电路、电源以及光源，处理电路用于接收图像信号，对图像信号进行处理，得到对应的电流值，根据电流值产生电流指令；电源与处理电路连接，用于接收电流指令，输出与电流指令相对应的恒定的电流值；光源与电源连接，用于接收电源输出的电流值，并发出相应亮度的光；其中，电源为上述的电源。
通过上述方案，本申请的有益效果是：控制电路可通过接收电压反馈信号，判断恒流电路输出的电流值是否与电流指令中的相应电流值相同，如果不相同，则通过对直流转换电路进行控制，实现动态调整恒流电路输出的电流；在将电源应用于光源***中时，一个恒流电路可同时控制多路恒流电路，实现恒流电路对光源的驱动，可简化控制电路，提高控制电路的集成度，有助于缩小电路体积，节省成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1是本申请提供的电源一实施例的结构示意图；
图2是本申请提供的电源另一实施例的结构示意图；
图3是图2所示的实施例中驱动电路的结构示意图；
图4是本申请提供的光源***一实施例的结构示意图；
图5是本申请提供的光源***另一实施例的结构示意图；
图6是图5所示的实施例中发光组件的结构示意图；
图7是图5所示的实施例中光源***的另一排布示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，图1是本申请提供的电源一实施例的结构示意图，电源10包括：控制电路11以及至少一个恒流电路12。
控制电路11用于接收电流指令，并根据电流指令产生控制信号，具体地，控制电路11可以为MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)，该电流指令包括至少一个电流值。
恒流电路12与控制电路11连接，恒流电路12包括互相连接的直流转换电路121与放大电路122，恒流电路12可在控制电路11的控制下输出多个恒定的电流值，每个恒定的电流与电流指令中的电流值对应，例如，电源10与一个发光组件连接，该发光组件包括红色光源、绿色光源以及蓝色光源，光源(包括红色光源、绿色光源以及蓝色光源)可以为LED光源或者激光光源，电流指令中的至少一个电流值包括三个电流值I1-I3，控制电路11可在接收到该电流指令后，先输出恒定的电流值I1至红色光源，然后输出恒定的电流值I2至绿色光源，最后输出恒定的电流值I3至蓝色光源，从而使得发光组件发出相应亮度的光。
直流转换电路121用于接收供电信号与控制信号，并根据控制信号将供电信号变换成恒定的电流信号；具体地，电流指令中的电流值与直流转换电路121输出的恒定的电流信号的电流值相同，供电信号为直流信号，比如12V，直流转换电路121可以为BUCK电路(降压式变换电路)，能够对输入的供电信号进行处理，输出一个电流信号。
放大电路122用于将供电信号转换成电压反馈信号，并将电压反馈信号输入至控制电路11，控制电路11在接收到电压反馈信号后，对直流转换电路121进行控制，以动态调整直流转换电路121输出的电流信号的大小。
本实施例通过放大电路122获取电压反馈信号，控制电路11可根据电压反馈信号判断恒流电路12输出的电流值是否与电流指令中的相应电流值相同，如果不相同，则控制电路11通过对直流转换电路121进行控制，动态调整恒流电路12输出的电流，使得恒流电路12输出与电流指令中相应的电流值相同的恒定的电流值。
请参阅图2，图2是本申请提供的电源另一实施例的结构示意图，本实施例中电源10还包括保险丝13与共模线圈14，恒流电路12还包括：电流检测电路123与驱动电路124。
为防止电流或电压过大使得电路短路，设置一保险丝13，保险丝13的一端用于接收供电信号，保险丝13的另一端与电流检测电路123连接，在供电信号的幅度大于第二预设电压值时，保险丝13能够阻止供电信号流入直流转换电路121；具体地，第二预设电压值为直流转换电路121的安全电压，在供电信号的电压大于第二预设电压值时，保险丝13切断与直流转换电路121之间的通路，使得供电信号无法流入直流转换电路121中。
直流转换电路121包括：存储电容C1、电感L、二极管D以及第一开关管T1，存储电容C1的一端用于接收通过保险丝13传递过来的供电信号，存储电容C1的另一端与电感L的一端连接，存储电容C1可包括多个并联的电容，电感L的另一端与第一开关管T1的第一端连接；二极管D的一端与存储电容C1的一端连接，二极管D的另一端与电感L的另一端连接；第一开关管T1的第二端与驱动电路124连接，第一开关管T1的第三端接地；具体地，第一开关管T1为N型MOS管(Negative channel Metal Oxide Semiconductor，N型金属氧化物半导体)，第一端、第二端以及第三端分别为漏极、栅极以及源极。
共模线圈14用于滤除干扰信号，共模线圈14的第一端与电流检测电路123连接，共模线圈14的第二端与直流转换电路121连接，具体地，其与存储电容C1的另一端连接，共模线圈14的第三端作为电源10的正极LD+，输出恒定的电流信号，共模线圈14的第四端作为电源10的负极LD-。
电流检测电路123与放大电路122以及直流转换电路121连接，其用于检测输入至恒流电路12的信号的平均电流与恒流电路12输出的信号的峰值电流，可以准确地逐周检测峰值电流，以免误测或误动作；并且，采用了接地电阻来检测峰值电流，抗干扰性比较好，不需要再通过运放转换，提高了响应速度。具体地，如图2所示，电流检测电路123包括第一电阻R1与第二电阻R2，第一电阻R1的一端接收供电信号，其与保险丝13的另一端连接，第一电阻R1的另一端与放大电路122连接，具体地，其与共模线圈14的第一端连接，第一电阻R1可与控制电路11连接，通过检测流入第一电阻R1的电流，可以实现平均电流检测；第二电阻R2即为接地电阻，第二电阻R2的一端与直流转换电路121连接，具体地，其与第一开关管T1的第三端连接，第二电阻R2的另一端接地，第二电阻R2可与控制电路11连接，通过检测流经第二电阻R2的电流，可以实现峰值电流检测。
驱动电路124与控制电路11以及直流转换电路121连接，其用于向直流转换电路121提供驱动信号，以使得直流转换电路121工作；具体地，结合图3与图4，驱动电路124包括驱动芯片1241以及***电路，***电路用于向驱动芯片1241供电、限制输入至驱动芯片1241的信号的大小或限制输入至第一开关管T1的信号的大小，其包括第三电阻R3至第七电阻R7以及电容C2，第三电阻R3的一端接收供电信号，第三电阻R3的另一端与电容C2的一端以及驱动芯片1241的电源端VDD连接，电容C2的另一端接地；第四电阻R4的一端与控制电路11连接，第四电阻R4的另一端与第五电阻R5的一端以及驱动芯片1241的信号输入端Vin连接，第五电阻R5的另一端与驱动芯片1241的接地端GND连接且接地，第六电阻R6的一端与驱动芯片1241的信号输出端Vout连接，第六电阻R6的另一端与第七电阻R7的一端以及第一开关管T1的第二端连接，第七电阻R7的另一端接地。
放大电路122包括互相连接的差分运算放大电路1221与运算放大电路1222，差分运算放大电路1221与电流检测电路123连接，其用于接收电流检测电路123输出的第一差分信号与第二差分信号，并输出差分放大信号至运算放大电路1222；运算放大电路1222用于对差分运算放大信号进行放大，输出电压反馈信号至控制电路11。
控制电路11还用于在接收到运算放大电路1222输出的电压反馈信号后，将电压反馈信号与第一预设电压值进行比较，并根据比较结果输出控制信号至驱动电路124，以调整第一开关管T1的占空比。
电源10可与负载连接，以驱动负载工作，该负载可以为LED或激光器，具体地，在电源10与负载连接时，当驱动电路124驱动第一开关管T1导通时，供电信号依次经过第一电阻R1与共模线圈14，从共模线圈14的第三端输入至负载，经过负载流入电感L，再通过第一开关管T1和第二电阻R2流入地，完成储能，负载进入工作状态；当第一开关管T1断开时，电感L通过二极管D向存储电容C1充电，负载不工作。
请参阅图4，图4是本申请提供的光源***一实施例的结构示意图，该光源***包括：电源10、处理电路20以及光源30。
处理电路20用于接收图像信号，对图像信号进行处理，得到对应的电流值，根据电流值产生电流指令；具体地，该图像信号可以为数字图像信号，处理电路20可以为FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)。
进一步地，处理电路20用于对图像信号进行分析，得到图像中每个像素对应的亮度值，将亮度值转换成电流值，并通过串行外设接口(SPI，Serial Peripheral Interface)下发电流指令；具体地，对于彩色图像来说，每个像素对应的亮度值包括红色亮度值、绿色亮度值以及蓝色亮度值。
电源10与处理电路20连接，其用于接收处理电路20下发的电流指令，输出与电流指令相对应的恒定的电流值，电源10为上述实施例中的电源10；具体地，电源10包括至少一个控制电路11与至少一个恒流电路12，控制电路11用于在接收到电流指令以及帧同步信号后，调整输出信号，以使得光源30接收到的电流值与图像的亮度值匹配，控制电路11可以为数字控制芯片，帧同步信号可以为DLP(Digital Light Processing，数字光处理)芯片或者视频信号芯片输出的信号，数字控制芯片在接收到电流指令后，在帧同步信号出现时迅速改变输出电流值，实现红绿蓝三种颜色的电流的快速变化；每个恒流电路12输出的电流的幅值可以在0.5～5A之间动态调节，在快速刷新各个恒流电路12的电流值时，刷新率可达到120Hz。
光源30与电源10连接，其用于接收电源10输出的电流值，并发出相应亮度的光。
在一具体的实施例中，结合图4与图5，光源30包括多个按照阵列排布的发光组件31，发光组件31包括红光发光元件311、绿光发光元件312以及蓝光发光元件313，发光元件(包括红光发光元件311、绿光发光元件312或蓝光发光元件313)可以为LED或激光器；例如，每个电源10包括两个控制电路11，每个控制电路11可对4个恒流电路12进行控制，由于每个发光组件31包括3个发光元件，每路恒流电路12可交替驱动3个发光元件，因而可驱动24路发光元件工作。
如图6所示，红光发光元件311、绿光发光元件312以及蓝光发光元件313的负极LD均与电源10的负极LD-连接，红光发光元件311、绿光发光元件312以及蓝光发光元件313的正极分别通过第二开关管T21-T23连接到电源10的正极LD+，第二开关管的控制端与控制电路11连接，控制电路11用于输出使能信号至第二开关管的控制端，以使得红光发光元件311、绿光发光元件312以及蓝光发光元件313对应的第二开关管T21-T23轮流导通，从而实现轮流发光。
进一步地，控制电路11分别产生红光使能信号RED_EN、绿光使能信号GRE_EN以及蓝光使能信号BLU_EN，当红光使能信号RED_EN为高电平，且绿光使能信号GRE_EN与蓝光使能信号BLU_EN均为低电平时，红光发光元件311对应的第二开关管T21开启，恒流电路12通过第二开关管T21输出信号至红光发光元件311，使得红光发光元件311发出红光；当绿光使能信号GRE_EN为高电平，且红光使能信号RED_EN与蓝光使能信号BLU_EN均为低电平时，绿光发光元件312对应的第二开关管T22开启，恒流电路12通过第二开关管T22发送信号至绿光发光元件312，以使得绿光发光元件312发出绿光；当蓝光使能信号BLU_EN为高电平，且红光使能信号RED_EN与绿光使能信号GRE_EN均为低电平时，蓝光发光元件313对应的第二开关管T23开启，恒流电路12通过第二开关管T23发送信号至蓝光发光元件313，以使得蓝光发光元件313发出蓝光。
为了避免供电线路(即功率通道)与恒流电路12的输出线路(即控制通道)相互干扰，使得控制通道与功率通道错开，如图7所示，处理电路20可设置在电路板的上中位置，处理电路20分别与两个控制电路11进行通讯，供电接口40设置在电路板的下中位置，供电接口40用于接入供电信号。
本实施例提供了一种适用于投影机局部调光的方案，采用一个数字控制芯片控制四个恒流电路12，每个恒流电路12能够结合帧同步信号分时驱动红光发光元件311、绿光发光元件312以及蓝光发光元件313，控制精准，将多个电路级联后便可实现投影机局部调光；由于多个恒流电路12可共用一个数字控制芯片，能够有效减少数字控制芯片的数量，有助于简化控制线路，能够缩小电路体积，节省成本。
以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电源，其特征在于，包括：
控制电路，用于接收电流指令，并根据所述电流指令产生控制信号，其中，所述电流指令包括至少一个电流值；
至少一个恒流电路，与所述控制电路连接，包括互相连接的直流转换电路与放大电路，所述直流转换电路用于接收供电信号与所述控制信号，并根据所述控制信号将所述供电信号变换成恒定的电流信号；所述放大电路用于将所述供电信号转换成电压反馈信号，并将所述电压反馈信号输入至所述控制电路；
所述控制电路还用于在接收到所述电压反馈信号后，对所述直流转换电路进行控制，以动态调整所述直流转换电路输出的电流信号的大小；
其中，所述电流指令中的电流值与所述直流转换电路输出的恒定的电流信号的电流值相同。
2.根据权利要求1所述的电源，其特征在于，所述恒流电路还包括：
电流检测电路，与所述放大电路以及所述直流转换电路连接，用于检测输入至所述恒流电路的信号的平均电流与所述恒流电路输出的信号的峰值电流；
驱动电路，与所述控制电路以及所述直流转换电路连接，用于向所述直流转换电路提供驱动信号，以使得所述直流转换电路工作。
3.根据权利要求2所述的电源，其特征在于，
所述放大电路包括互相连接的运算放大电路与差分运算放大电路，所述差分运算放大电路与所述电流检测电路连接，用于接收所述电流检测电路输出的第一差分信号与第二差分信号，并输出差分放大信号至所述运算放大电路；所述运算放大电路用于对所述差分运算放大信号进行放大，输出所述电压反馈信号至所述控制电路。
4.根据权利要求3所述的电源，其特征在于，
所述直流转换电路包括：存储电容、电感、二极管以及第一开关管，所述存储电容的一端用于接收所述供电信号，所述存储电容的另一端与所述电感的一端连接，所述电感的另一端与所述第一开关管的第一端连接；所述二极管的一端与所述存储电容的一端连接，所述二极管的另一端与所述电感的另一端连接；所述第一开关管的第二端与所述驱动电路连接，所述第一开关管的第三端接地。
5.根据权利要求4所述的电源，其特征在于，
所述控制电路还用于在接收到所述电压反馈信号后，将所述电压反馈信号与第一预设电压值进行比较，并根据比较结果输出控制信号至所述驱动电路，以调整所述第一开关管的占空比。
6.根据权利要求2所述的电源，其特征在于，
所述电源还包括保险丝与共模线圈，所述保险丝用于在所述供电信号的幅度大于第二预设电压值时，阻止所述供电信号流入所述直流转换电路，所述保险丝的一端用于接收所述供电信号，所述保险丝的另一端与所述电流检测电路连接；所述共模线圈用于滤除干扰信号，所述共模线圈的第一端与所述电流检测电路连接，所述共模线圈的第二端与所述直流转换电路连接，所述共模线圈的第三端作为所述电源的正极，所述共模线圈的第四端作为所述电源的负极。
7.根据权利要求2所述的电源，其特征在于，
所述电流检测电路包括第一电阻与第二电阻，所述第一电阻的一端接收所述供电信号，所述第一电阻的另一端与所述放大电路连接；所述第二电阻的一端与所述直流转换电路连接，所述第二电阻的另一端接地。
8.一种光源***，其特征在于，包括：
处理电路，用于接收图像信号，对所述图像信号进行处理，得到对应的电流值，根据所述电流值产生电流指令；
电源，与所述处理电路连接，用于接收所述电流指令，输出与所述电流指令相对应的恒定的电流值；
光源，与所述电源连接，用于接收所述电源输出的电流值，并发出相应亮度的光；
其中，所述电源为权利要求1-7中任一项所述的电源。
9.根据权利要求8所述的光源***，其特征在于，
所述处理电路用于对所述图像信号进行分析，得到图像中每个像素对应的亮度值，将所述亮度值转换成电流值，并通过串行外设接口下发所述电流指令；
所述电源包括至少一个控制电路，所述控制电路用于在接收到所述电流指令以及帧同步信号后，调整输出信号，以使得所述光源接收到的电流值与所述图像的亮度值匹配。
10.根据权利要求8所述的光源***，其特征在于，
所述光源包括多个按照阵列排布的发光组件，所述发光组件包括红光发光元件、绿光发光元件以及蓝光发光元件，所述红光发光元件、所述绿光发光元件以及所述蓝光发光元件的负极均与所述电源的负极连接，所述红光发光元件、所述绿光发光元件以及所述蓝光发光元件的正极分别通过第二开关管连接到所述电源的正极，所述第二开关管的控制端与所述控制电路连接，所述控制电路用于输出使能信号至所述第二开关管的控制端，以使得所述红光发光元件、所述绿光发光元件以及所述蓝光发光元件轮流发光。
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