[发明专利]一种适用于多路并联的LED串之间的自主均流电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于多路并联的LED串之间的自主均流电路单元，属于照明与电能变换领域。

背景技术

发光二极管（LED）具有发光能效好、光学性能好、寿命长及环境友好等优点，是极具发展前景的新一代绿色照明光源。

由于LED功率小，亮度低，在亮度要求高的场合，多只LED串、并联是必然采取的措施。为保证多颗LED的亮度一致，通常将它们串联起来，串联LED数目受LED驱动电压的影响，故在需要较多LED的应用中一般采用串并连接方式。但是由于不同LED串的V-I特性不同，简单地将它们并联起来会产生多路不均流的问题，至今已经有许多均流方案，大致分为有源均流和无源均流两种。

无源均流方案是指利用电感、电容等无源元件实现电路均流，通常无源方案电路较为简单，但均流精度无法保证，均流效果易受器件参数变化的影响。有源均流方案是指运用开关管或运算放大器等有源器件构成电流调节器，这些电流调节器工作在线型状态或开关状态，由于线型状态开关管一直处于导通状态，其导通损耗比较大，效率较低；而开关状态的调节器使用DC-DC变换器调节每一路电流，能够对各串电流进行准确的调节，效率较高，是一种较为理想的方案。

目前，有源均流的方案多采用反馈控制，可以精准控制每路电流，但所需元器件较多，控制电路复杂，因此需要一种结构较为简单，可以自主实现均流的电路方案。

发明内容

本发明是为了实现多路并联LED串之间的自主均流，解决由于多路LED串V-I特性不相同造成的电流不均现象，而现有的均流方案无法实现电路的自主均流。

本发明提供了一种利用Buck-Boost变换器在占空比D=0.5时的均流特性，提供一种适用于多路并联的LED串之间的自主均流电路，以实现的LED的自主均流。

本发明通过以下方案实施：

一种适用于多路并联的LED串之间的自主均流电路，该自主均流电路包括电容C1、C2，电感L，二极管D1、D2，开关管Q1、Q2，以及开关管控制器K1、K2，所述开关管Q1与二极管D1构成串联支路，开关管Q1一端与电容C1连接，另一端连接二极管D1阳极，二极管D1的阴极连接电感L并与二极管D2阴极相连，二极管D2与开关管Q2串联，D2的阳极与开关管Q2一端连接，开关管Q2另一端与电容C2连接，电容C1、电感L、电容C2的空闲端子相互连接，构成公共端口；开关管Q1、Q2的控制引脚分别与开关管控制器K1、K2相连。

电路工作时，当电容C1两端作为电压输入端时，电容C2两端作为电压输出端；反之，电容C2两端作为电压输入端时，电容C1两端作为电压输出端。

该自主均流电路还包括在跨接在电容C1和C2间的电路，该电路包括电容C3与二极管D3串联支路，和二极管D4与电容C4串联支路，两串联支路相并联，其中二极管D3的阴极与电容C3一端相连，二极管D3的阳极与电容C4一端及电容C1相连，电容C3另一端与二极管D4阳极及电容C2相连，二极管D4的阴极与电容C4另一端相连。

该自主均流电路还包括电压比较器，电容C1与开关管Q1的连接端接入电压比较器的一输入端；电容C2与开关管Q2的连接端接入电压比较器的另一输入端，电压比较器的输出端同时与开关管控制器K1、K2相连。

多路并联的LED串为2n路，n为正整数；每两路LED串之间设计有所述自主均流电路。

本发明与现有技术相比的主要技术特点是：

本发明的主要方法是利用Buck-Boost变换器实现LED自主均流电路，借助变换器自身特性及外部元件的合理使用，自主地调节了各LED支路电流，结构简单，精确、高效地实现了LED自主均流。

附图说明

附图1是LED自主均流电路原理图； 

附图2是传统Buck-Boost电路原理图； 

附图3是LED自主均流电路实施案例一；

附图4是LED自主均流电路实施案例二；

附图5是LED自主均流电路实施案例三；

附图6是现有LED串的V-I特性曲线；

附图7是LED自主均流电路实施案例四；

附图8是LED自主均流电路实施案例四。