CN204482086U - 一种双路恒流电路 - Google Patents

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刘迪吉
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Abstract

本实用新型公开了一种双路恒流电路，开关管的公共端连接直流电源的正极、第一电容的一端以及第三二极管的正极，开关管的输出端连接直流电源的负极、第二电容的一端、第三电容的一端、第四电容的一端以及第一负载的一端，开关管的控制端连接控制电路；第一电容的另一端连接第一二极管的正极以及第二二极管的负极；第二电容的另一端连接第三二极管的负极以及第二负载的一端；第三电容的另一端连接第二负载的另一端以及第二二极管的正极；第四电容的另一端连接第一二极管的负极以及第一负载的另一端；直流电源的负极接地。采用本实用新型技术方案，使电路效率高，稳定性好，均流精度高。

Description

一种双路恒流电路
技术领域
本实用新型涉及电子电路技术领域，具体是一种双路恒流电路。
背景技术
LED照明技术具有节能、环保、寿命长和易控制等优点，是21世纪最具发展前景的高技术领域之一，它将取代白炽灯和日光灯成为照明市场的主导。在LED照明产业如此光明的前景下，针对照明领域的不同应用，各种LED驱动电路也在迅速的发展，LED需要恒定的电流才能稳定工作。
现有技术的双路恒流电路技术方案是在单路恒流的基础上，通过三极管实现两路恒流输出，具体电路如图1所示。三极管Q2和三极管Q3工作在放大区，从VB端输入控制电流控制三极管Q2和三极管Q3的基极，三极管Q2和三极管Q3的放大倍数相等，从而使三极管Q2和三极管Q3的发射极输出的电流相等，LED负载CH1和CH2分别在三极管Q2和三极管Q3的发射极所在的支路上，所以LED负载CH1和CH2输入的电流相等，从而实现LED负载各支路的均流。
现有技术的双路恒流电路技术方案存在的缺点主要有：
(1)三极管工作在放大区，三极管的损耗很大，所以导致电路损耗很大，效率较低；
(2)由于三极管在工作时温度较高，不能承受不同LED负载之间较大的电压差，所以三极管稳定性差，导致电路稳定性差；
(3)均流精度不高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种双路恒流电路，电路损耗低、效率高，稳定性好，均流精度高。
本实用新型实施例提供一种双路恒流电路，包括直流电源、开关管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一二极管、第二二极管和第三二极管；
所述开关管的公共端连接所述直流电源的正极、所述第一电容的一端以及所述第三二极管的正极，所述开关管的输出端连接所述直流电源的负极、所述第二电容的一端、所述第三电容的一端、所述第四电容的一端以及第一负载的一端，所述开关管的控制端连接控制电路；所述第一电容的另一端连接所述第一二极管的正极以及所述第二二极管的负极；所述第二电容的另一端连接所述第三二极管的负极以及第二负载的一端；所述第三电容的另一端连接所述第二负载的另一端以及所述第二二极管的正极；所述第四电容的另一端连接所述第一二极管的负极以及所述第一负载的另一端；所述直流电源的负极接地。
在一种实施方式中，所述开关管为场效应管。
进一步的，所述场效应管为N沟道型；所述场效应管的漏极作为所述开关管的公共端，所述场效应管的源极作为所述开关管的输出端，所述场效应管的栅极作为所述开关管的控制端。
在另一种实施方式中，所述开关管为三极管。
进一步的，所述三极管为NPN型；所述三极管的集电极作为所述开关管的公共端，所述三极管的发射极作为所述开关管的输出端，所述三极管的基极作为所述开关管的控制端。
又进一步的，所述双路恒流电路还包括第一电阻；所述开关管的输出端通过所述第一电阻连接所述直流电源的负极。
更进一步的，所述双路恒流电路还包括第二电阻；所述第一负载的一端通过所述第二电阻连接所述直流电源的负极。
再进一步的，所述双路恒流电路还包括电感；所述开关管的公共端通过所述电感连接所述直流电源的正极。
本实用新型实施例所提供的一种双路恒流电路，通过第一电容、第二电容、第三电容和第四电容的充放电平衡时电流相等实现流经两个负载的电流恒定，且电流的均流精度高；电容能够承受不同负载之间较大的电压差，电容稳定性好，所以克服了三极管稳定性差的问题，从而使电路稳定性好；电容几乎无电能损耗，克服了三极管的损耗很大的问题，降低了电路的损耗，提高了电路的效率。
附图说明
图1是现有技术的双路恒流电路的结构示意图；
图2是本实用新型提供的双路恒流电路的一个实施例的结构示意图；
图3是本实用新型提供的双路恒流电路的另一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本实用新型实施例提供一种双路恒流电路，包括直流电源、开关管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管；
所述开关管的公共端连接所述直流电源的正极、所述第一电容的一端以及所述第三二极管的正极，所述开关管的输出端连接所述直流电源的负极、所述第二电容的一端、所述第三电容的一端、所述第四电容的一端以及第一负载的一端，所述开关管的控制端连接控制电路；所述第一电容的另一端连接所述第一二极管的正极以及所述第二二极管的负极；所述第二电容的另一端连接所述第三二极管的负极以及第二负载的一端；所述第三电容的另一端连接所述第二负载的另一端以及所述第二二极管的正极；所述第四电容的另一端连接所述第一二极管的负极以及所述第一负载的另一端；所述直流电源的负极接地。
本实用新型实施例提供的双路恒流电路，按照开关管的类型，可以分成两种不同的实施方式，下面进行详细说明。
在一种实施方式中，所述开关管为场效应管。
优选的，所述场效应管为N沟道型；所述场效应管的漏极作为所述开关管的公共端，所述场效应管的源极作为所述开关管的输出端，所述场效应管的栅极作为所述开关管的控制端。
参见图2，为本实用新型提供的双路恒流电路的一个实施例的结构示意图。
本实用新型实施例提供一种双路恒流电路，包括直流电源Vin、场效应管Q、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一LED负载LED1和第二LED负载LED2。
其中，所述场效应管Q为N沟道型。
所述场效应管Q的漏极连接所述直流电源Vin的正极、所述第一电容C1的一端以及所述第三二极管D3的正极，所述场效应管Q的源极连接所述直流电源Vin的负极、所述第二电容C2的一端、所述第三电容C3的一端、所述第四电容C4的一端以及所述第一LED负载LED1的负极，所述场效应管Q的栅极连接控制电路A1；所述第一电容C1的另一端连接所述第一二极管D1的正极以及所述第二二极管D2的负极；所述第二电容C2的另一端连接所述第三二极管D3的负极以及所述第二LED负载LED2的正极；所述第三电容C3的另一端连接所述第二LED负载LED2的负极以及所述第二二极管D2的正极；所述第四电容C4的另一端连接所述第一二极管D1的负极以及所述第一LED负载LED1的正极；所述直流电源Vin的负极接地。
所述控制电路A1将产生的较高频率的控制信号发送给场效应管Q，场效应管Q通过栅极接收较高频率的控制信号，较高频率的控制信号使场效应管Q以较高的频率在关断状态和开通状态之间切换。
具体的，所述控制电路A1可以为OB3350芯片或其衍生芯片、AP3041芯片或其衍生芯片。
需要说明的是，所述控制电路A1仅以OB3350芯片或其衍生芯片、AP3041芯片或其衍生芯片为例进行说明，所述控制电路A1还可以为具有相似功能的其他芯片或电路。
需要说明的是，所述控制电路A1可以是所述双路恒流电路的一部分，也可以由外部电路提供。
进一步的，所述双路恒流电路还包括第一电阻R1；所述场效应管Q的源极通过所述第一电阻R1连接所述直流电源Vin的负极。
所述双路恒流电路还包括第二电阻R2；所述第一LED负载LED1的负极通过所述第二电阻R2连接所述直流电源Vin的负极。
所述双路恒流电路还包括电感L；所述场效应管Q的漏极通过所述电感L连接所述直流电源Vin的正极。
下面对本实施例提供的双路恒流电路的具体工作过程进行详细描述：
该电路的工作状态主要分为两种时刻，
(1)当场效应管Q关断时，由电感L提供能量给输出负载及电容，第一二极管D1和第三二极管D3导通，第二二极管D2截止。经过第二LED负载LED2的电流回路是直流电源Vin的正极→电感L→第三二极管D3→第二LED负载LED2→第三电容C3→GND→直流电源Vin的负极，直流电源Vin与电感L同时给第二电容C2充电。经过第一LED负载LED1的电流回路是直流电源Vin的正极→电感L→第一电容C1→第一二极管D1→第一LED负载LED1→第二电阻R2→GND→直流电源Vin的负极，直流电源Vin与电感L同时给第一电容C1和第四电容C4充电。
(2)当场效应管Q开通时，直流电源Vin对电感L充电，电感L储存能量，第二二极管D2导通，第一二极管D1和第三二极管D3截止。对于第二LED负载LED2，此时由第一电容C1和第二电容C2提供能量，经过第二LED负载LED2的电流回路是第二电容C2的另一端→第二LED负载LED2→第二二极管D2→第一电容C1→场效应管Q→第一电阻R1→GND→第二电容C2的一端。对于第一LED负载LED1，此时由第四电容C4提供能量维持电流输出，经过第一LED负载LED1的电流回路是第四电容C4的另一端→第一LED负载LED1→第二电阻R2→GND→第四电容C4的一端。
综合上述两种工作状态，由电容充放电平衡时电流相等及电子流动守恒可得：第一LED负载LED1的平均电流与第一二极管D1的平均电流相等，即ILED1＝IaveD1；第二LED负载LED2的平均电流与第二二极管D2的平均电流相等，即ILED2＝IaveD2。
当场效应管Q关断时，第一二极管D1和第三二极管D3导通，第二二极管D2截止，所以第二二极管D2的平均电流ID2为0，第一电容C1充电，第一二极管D1的平均电流与第一电容C1的平均充电电流相等，即ID1＝IC1；
当场效应管Q开通时，第一二极管D1和第三二极管D3截止，第二二极管D2导通，所以第一二极管D1的平均电流ID1和第三二极管D3的平均电流ID3为0，即ID1＝ID3＝0，第一电容C1放电，第二二极管D2的平均电流与第一电容C1的平均放电电流相等，即ID2＝IC1；
经过场效应管Q开通和关断的一个周期后，第一电容C1的充放电达到平衡，第一电容C1的平均充电电流和平均放电电流相等，可得第一二极管D1的平均电流与第二二极管D2的平均电流相等，即IaveD1＝IaveD2，进而可以得出第一LED负载LED1的平均电流与第二LED负载LED2的平均电流相等，即ILED1＝ILED2，实现了不同负载支路上的电流恒定相等，均流精度高。
在另一种实施方式中，所述开关管为三极管。
优选的，所述三极管为NPN型；所述三极管的集电极作为所述开关管的公共端，所述三极管的发射极作为所述开关管的输出端，所述三极管的基极作为所述开关管的控制端。
参见图3，是本实用新型提供的双路恒流电路的另一个实施例的结构示意图。
本实施例提供的双路恒流电路，与图2所示的实施例相比，其不同点在于：
所述开关管为三极管Q，所述三极管Q为NPN型；所述三极管Q的集电极连接所述直流电源Vin的正极、所述第一电容C1的一端以及所述第三二极管D3的正极，所述三极管Q的发射极连接所述直流电源Vin的负极、所述第二电容C2的一端、所述第三电容C3的一端、所述第四电容C4的一端以及所述第一LED负载LED1的负极，所述三极管Q的基极连接控制电路A1；
进一步的，所述双路恒流电路还包括第一电阻R1；所述三极管Q的发射极通过所述第一电阻R1连接所述直流电源Vin的负极。
所述双路恒流电路还包括电感L；所述三极管Q的集电极通过所述电感L连接所述直流电源Vin的正极。
本实施例的工作原理与图2所示的实施例相同，在此不再赘述。
需要说明的是，在具体实施中，上述实施例提供的双路恒流电路仅以LED为负载的电路为例进行说明，其还可用于以其他电子元器件为负载的电路中，同样可以达到不同负载支路电流恒定均流的效果。
为方便说明，仅分别以三极管、场效应管为例对本发明实施例的技术方案进行描述，本发明实施例提供的驱动装置中的开关管并不限于三极管、场效应管。在具体实施当中，双路恒流电路中的开关管还可以是IGBT、晶闸管等三端控制器件或其派生器件。其中，开关管的控制端、公共端及输出端，可以分别对应于IGBT的栅极、集电极、发射极，单向晶闸管的栅极、阳极、阴极，双向晶闸管的栅极、端口2、端口1。
本实用新型实施例所提供的一种双路恒流电路，通过第一电容、第二电容、第三电容和第四电容的充放电平衡时电流相等实现流经两个LED负载的电流恒定，且电流的均流精度高；电容能够承受不同LED负载之间较大的电压差，电容稳定性好，所以克服了三极管稳定性差的问题，从而使电路稳定性好；电容几乎无电能损耗，克服了三极管的损耗很大的问题，降低了电路的损耗，提高了电路的效率；该电路对于元器件的规格要求较低，故可以使用较低价格的元器件，降低电路成本。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制。本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种双路恒流电路，其特征在于，包括直流电源、开关管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一二极管、第二二极管和第三二极管；
所述开关管的公共端连接所述直流电源的正极、所述第一电容的一端以及所述第三二极管的正极，所述开关管的输出端连接所述直流电源的负极、所述第二电容的一端、所述第三电容的一端、所述第四电容的一端以及第一负载的一端，所述开关管的控制端连接控制电路；
所述第一电容的另一端连接所述第一二极管的正极以及所述第二二极管的负极；
所述第二电容的另一端连接所述第三二极管的负极以及第二负载的一端；
所述第三电容的另一端连接所述第二负载的另一端以及所述第二二极管的正极；
所述第四电容的另一端连接所述第一二极管的负极以及所述第一负载的另一端；
所述直流电源的负极接地。
2.如权利要求1所述的双路恒流电路，其特征在于：所述开关管为场效应管。
3.如权利要求2所述的双路恒流电路，其特征在于：所述场效应管为N沟道型；所述场效应管的漏极作为所述开关管的公共端，所述场效应管的源极作为所述开关管的输出端，所述场效应管的栅极作为所述开关管的控制端。
4.如权利要求1所述的双路恒流电路，其特征在于：所述开关管为三极管。
5.如权利要求4所述的双路恒流电路，其特征在于：所述三极管为NPN型；所述三极管的集电极作为所述开关管的公共端，所述三极管的发射极作为所述开关管的输出端，所述三极管的基极作为所述开关管的控制端。
6.如权利要求1所述的双路恒流电路，其特征在于：所述双路恒流电路还包括第一电阻；所述开关管的输出端通过所述第一电阻连接所述直流电源的负极。
7.如权利要求1所述的双路恒流电路，其特征在于：所述双路恒流电路还包括第二电阻；所述第一负载的一端通过所述第二电阻连接所述直流电源的负极。
8.如权利要求1所述的双路恒流电路，其特征在于：所述双路恒流电路还包括电感；所述开关管的公共端通过所述电感连接所述直流电源的正极。
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