一种多路并联ＬＥＤ驱动的能量回收系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多路并联ＬＥＤ驱动的能量回收系统，包括一个直流供电电源，多路负载和一个能量回收电路，所述的每路负载包括一个电流调节电路及一个或多个ＬＥＤ灯，所述的每个电流调节电路每路包括一个电流调节器，一个检测电阻和一个调整管，所述的检测电阻与该路ＬＥＤ灯串联连接，该串联支路与调整管串联，所述的检测电阻检测调整管的电流，作为电流调节器的输入信号，所述的电流调节器的输出连接到调整管的第一端，来控制调整管工作在线性状态，从而控制每路电流大小，所述的能量回收电路的输入端为调整管的第二和第三端，其输出电压作为能量回收系统的输出，所述的能量回收电路采用开关型电路，将各路负载上的冗余能量回收利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多路并联LED驱动的能量回收系统。具体的说应该是一种能量回 收式多路并联LED驱动电路。
技术介绍
LED由于不含有毒物质、环保、寿命长、光电效率高等众多优点，在照明领域已经得 到了广泛应用。通常单个LED远远无法满足路灯的要求，一般需要几十颗或一百多颗LED 并联来实现。这就必然需要串并相结合。因此，高效率高可靠性的LED驱动电源成为了照 明LED发展和广泛应用的瓶颈，目前高品质的大功率驱动电源有1、电压可调稳压模块+多 路线性调整恒流电路。2、恒压模块+多路非隔离DC/DC恒流电路。其中第二种恒流方案要 求每一串LED灯都要单独的DC-DC变换模块，成本很高。对于第一种方案，首先介绍常规的电路，如图1所示，常规的电路包括AC-DC整流 电路，DC-DC变换电路，输出电压跟随调节电路及电流调节电路。驱动电源将电能输出给多 路并联的LED负载，每路LED负载可以是一个或多个LED灯。AC-DC整流电路用于实现交流 供电用途，且具备功率因数校正功能，限制驱动电源对电网的谐波污染；DC-DC变换电路与 输出电压跟随调节电路共同作用，以提供最合适的直流母线电压；其电流调节电路部分串 联连接着LED负载，用于将从LED上游侧流到其下游侧的电流调整到预定的数值。该结构 能够很容易地通过电流调节电路将LED负载电流保持在预定的数值。此外，由于输出电压 跟随调节电路的作用，输出电压总能够满足各路所需，且保证负载最大(即LED电路压降最 大)那路的损耗最低，即满足该路电流调节电路部分消耗的电压降达到最适合值。该电路 尽管具备如上优点，但也存在不足之处，由于LED本身的不一致性以及存在短路损坏的可 能性，必然会造成并联各路的负载差异变大，故使得负载之间的压降落到电流调节电路部 分，很可能造成线性恒流三极管或MOS管发热严重，造成电源效率降低甚至损坏。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的不足，提供一种多路并联LED驱动的能量回收系 统，旨在控制成本的前提下提高LED驱动电源的效率。为了能够实现上述目的，本专利技术将由于负载压降差异带来的损耗回收利用。解决 上述问题采用的技术方案是一种多路并联LED驱动的能量回收系统，包括一个直流供电 电源，多路负载和一个能量回收电路，所述的每路负载包括一个电流调节电路及一个或多 个LED灯，其特征在于所述的每个电流调节电路每路包括一个电流调节器，一个检测电阻和一个调整管，所述的检测电阻与该路LED灯串联连接，该串联支路与调整管串联，所述的检测电阻检 测调整管的电流，作为电流调节器的输入信号，所述的电流调节器的输出连接到调整管的 第一端，来控制调整管工作在线性状态，从而控制每路电流大小，所述的能量回收电路的输 入端为调整管的第二和第三端，其输出电压作为能量回收系统的输出，所述的能量回收电路采用开关型电路，将各路负载上的冗余能量回收利用。所述的能量回收电路中主开关管可以为MOS管，三极管或IGBT等器件。本专利技术的能量回收电路的作用随着开关管电压降的增大而更加明显，保证了负载不一致时的高效率，也提高了可靠性。该结构能够很容易地通过电流调节电路将流向LED 负载的电流保持在预定的数值。本专利技术提出的能量回收方案，关注电流调节电路部分的电压降，并采用开关型电 路将能量回收并输出，该专利技术将流进开关管的电流减小，使开关管在负载不平衡条件下一 样只有很少的损耗，因此在效率提升的同时也保证了驱动电源的可靠性。附图说明本专利技术的上述以及其它目的和特性将通过以下参考较佳实施例和附图的详细讨 论变得更加清晰，附图包括图1是现有技术电路结构示意图。图2是本专利技术的一种多路并联LED驱动的能量回收系统的结构示意图。图3是能量回收电路的第一种具体实施例。图4是能量回收电路的第二种具体实施例。图5是能量回收电路的第三种具体实施例。图6是电流调节电路中的调整管以MOS管为例的具体实施例。图7是电流调节电路中的调整管以PNP三极管为例的具体实施例。具体实施例参照图2，本专利技术的一种多路并联LED驱动的能量回收系统，包括一个直流供电电 源，多路负载和一个能量回收电路，所述的每路负载包括一个电流调节电路及一个或多个 LED灯，具体的说所述的每路电流调节电路包括一个电流调节器，一个检测电阻和一个调 整管，所述的检测电阻与该路调整管和LED灯串联连接，所述的检测电阻检测调整管的电 流，作为电流调节器的输入信号，所述的电流调节器的输出连接到调整管的第一端，来控制 调整管工作在线性状态，从而控制每路电流大小，所述的能量回收电路的输入端为调整管 的第二和第三端，其输出电压作为能量回收系统的输出，所述的能量回收电路采用开关型 电路，将各路负载上的冗余能量回收利用。参照图3，本明的能量回收电路的第一种具体实施例，具体来说直流供电电源的 输出端并联1)路负载，所述的负载由LED灯与电流调节电路的串联而成的，且其 输出负端为地，所述的每路电流调节电路均包括一个电流调节器，一个调整管Qi (i = 1， 2，……，η)(本图中为NPN型三极管)，和一个检测电阻Rsi (i = 1，2，……，n)，所述的检 测电阻RsUi = 1,2,……，η)与LED灯串联，该串联支路接开关管的第二端，开关管的第 三端接地，所述的能量回收电路包括N个电感Li，L2，……，Ln，N个二极管D1，D2，……， Dn, 一个主开关管S及其驱动电路，和一个主二极管D，所述的第i路电流调节电路的开关管 Qi第一端接第i个电感Li的一端，电感Li的另一端接第i路二极管Di的阳极，N个二极 管D1，D2，……，Dn的阴极相连并接主开关管S的第一端和主二极管D的阳极，主开关管S 的第二端接地，主开关管S的第三端接驱动电路，主二极管D的阴极为能量回收电路的输出正端，能量回收电路的输出负端为地端。本实施例中能量回馈电路采用多路并联输入单路输出的升压变换电路，其中电感 L1，L2……，Ln为储能电感，二极管D1，D2，……，Dn用于防止各路能量相互影响，保证反馈 能量流动方向，所述的开关管S可以采用固定脉冲信号驱动来简化电路，该能量回馈电路 在单路或多路短路时关断开关S，保证驱动电路不损坏。参照图4，本专利技术的能量回收电路的第二种具体实施例，在图3的实施方式基础 上，在能量回馈电路的输入侧增加了一组开关管Si，S2，……，Sn，这样可以在单路短路时 切断该路能量回馈而不影响其他路能量回馈，提高了能量回馈电路的作用。 本实施例中电流调节电路中的调整管为NPN型三极管，但PNP型三极管和MOS管 也在本专利技术的保护范围之内。参照图5，是本专利技术的一种能量回馈式多路并联恒流驱动电路的第三种具体实施 例，采用变压器储能实现能量回馈电路，属于一种反激电路，只是在变压器初级侧串接一组 二极管Dl, D2，……，Dn和一组开关管Si，S2，……，Sn，二极管来防止各个绕组储能互相 影响，开关管Si，S2，……，Sn的作用与图4所述的相同。本实施例中电流调节电路中的调整管为NPN型三极管，但PNP型三极管和MOS管 也在本专利技术的保护范围之内。参照图6，电流调节电路中的调整管以MOS管为例，其余的实施方式与图3相同。参照图7，电流调节电路中的调整管以PNP三极管为例，其余的实施方式与图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多路并联ＬＥＤ驱动的能量回收系统，包括一个直流供电电源，多路负载和一个能量回收电路，所述的每路负载包括一个电流调节电路及一个或多个ＬＥＤ灯，其特征在于：所述的每个电流调节电路包括一个电流调节器，一个检测电阻（Ｒｓ１，Ｒｓ２，……，Ｒｓｎ）和一个调整管（Ｑ１，Ｑ２，……，Ｑｎ），所述的检测电阻（Ｒｓ１，Ｒｓ２，……，Ｒｓｎ）与该路ＬＥＤ灯串联连接，该串联支路与调整管（Ｑ１，Ｑ２，……，Ｑｎ）串联，所述的检测电阻（Ｒｓ１，Ｒｓ２，……，Ｒｓｎ）检测调整管（Ｑ１，Ｑ２，……，Ｑｎ）的电流，作为电流调节器的输入信号，所述的电流调节器的输出连接到调整管（Ｑ１，Ｑ２，……，Ｑｎ）的第一端，来控制调整管（Ｑ１，Ｑ２，……，Ｑｎ）工作在线性状态，从而控制每路电流大小；所述的能量回收电路的输入端为调整管（Ｑ１，Ｑ２，……，Ｑｎ）的第二和第三端，其输出电压作为能量回收系统的输出，所述的能量回收电路采用开关型电路，将各路负载上的冗余能量回收利用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：华桂潮，杨永兵，姜熠，葛良安，
申请(专利权)人：英飞特电子杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]