專利名稱：一種恒流控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電流控制裝置，尤其涉及一種恒流控制裝置。
背景技術(shù)：
基于歐姆定律/ = "/^,要想保證負(fù)載A上的I為恒定數(shù)值，即負(fù)
載^上電流為恒流，那就需要cz/i^的比值恒為定值。在現(xiàn)實(shí)技術(shù)中，恒流設(shè)計(jì)方案主要有以下兩種。
方案一如圖1所示，在電路中串聯(lián)一個(gè)負(fù)載Rs,使1^ 虹，從而使I-U/Rs。該方案的缺點(diǎn)在于當(dāng)負(fù)載A要求電流較大時(shí)，負(fù)載Rs功耗很大，造成資源浪費(fèi)，且恒流精度不高，當(dāng)環(huán)境變化導(dǎo)致負(fù)載變化時(shí)候無法實(shí)現(xiàn)恒流。
方案二如圖2所示，對(duì)負(fù)載^上的電流進(jìn)行采樣反饋至電源，調(diào)整電源輸出電壓U。由于對(duì)輸出電壓U的調(diào)整不可能為無窮大，只能為0SlKUmax間的某個(gè)值。當(dāng)出現(xiàn)空載時(shí)，輸出為系統(tǒng)最高電壓Umax，此時(shí)一旦加入負(fù)載就可能導(dǎo)致負(fù)載&瞬間過流即I=Umax/R。
由此可見，提供一種能夠精確、穩(wěn)定進(jìn)行恒流控制的裝置目前急需解決的技術(shù)問題。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中不能精確、穩(wěn)定進(jìn)行恒流控制的缺陷，提供一種能夠精確、穩(wěn)定進(jìn)行恒流控制且節(jié)約資源的恒流控制裝置。
該恒流控制裝置包括控制模塊、第二負(fù)載和反饋模塊，控制模塊，用于發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)至所述第二負(fù)載，并接收反饋才莫塊發(fā)送的第一電壓反饋信號(hào)；第二負(fù)載，用于根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成第一電流反饋信號(hào)；反饋模塊，用于根據(jù)第一電流反饋信號(hào)生成第一電壓反饋信號(hào)，并將第一電壓反饋信號(hào)發(fā)送至控制模塊。
本實(shí)用新型的恒流控制裝置通過控制模塊根據(jù)反饋信號(hào)調(diào)節(jié)第二負(fù)載上的電流，進(jìn)而使得與第二負(fù)載串聯(lián)的第一負(fù)載上的電流保持恒定。本實(shí)用新型的恒流控制裝置不僅可以精確、穩(wěn)定進(jìn)行恒流控制，并且在實(shí)際使用時(shí)靈活性很強(qiáng)，而且恒流源的設(shè)計(jì)只需基于現(xiàn)有較成熟普及的恒壓源技術(shù)，采用普通的電壓源作為系統(tǒng)輸入就可以。該恒流控制裝置大大節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間和生產(chǎn)成本。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種恒流控制方式的結(jié)構(gòu)圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中另一種恒流控制方式的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實(shí)用新型第 一 實(shí)施例恒流控制裝置的具體結(jié)構(gòu)圖；圖4是本實(shí)用新型第 一 實(shí)施例恒流控制裝置中反饋模塊的具體結(jié)構(gòu)圖5是本實(shí)用新型第二實(shí)施例恒流控制裝置的具體結(jié)構(gòu)圖；圖6是本實(shí)用新型第三實(shí)施例使用恒流控制裝置的LED照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
如圖3所示，本實(shí)用新型第一實(shí)施例中恒流控制裝置60包括控制模塊62、第二負(fù)載64、反饋模塊66和采集模塊68。其中，
控制模塊62,與電源V連接，發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)至第二負(fù)載64,并接收反饋模塊66發(fā)送的電壓反饋信號(hào)；還發(fā)送采集控制信號(hào)到采集模塊68,并接收采集模塊68采集到的環(huán)境信息；
第二負(fù)載64,與第一負(fù)載^串聯(lián)連接，根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電流反饋信號(hào)；
反饋模塊66,根據(jù)電流反饋信號(hào)生成電壓反饋信號(hào)，并將電壓反饋信號(hào)發(fā)送至控制模塊62;
采集模塊68,用于根據(jù)采集控制信號(hào)對(duì)環(huán)境信息進(jìn)行采集。如圖4所示，本實(shí)用新型第一實(shí)施例中反饋模塊66包括基準(zhǔn)電壓源661,用于提供基準(zhǔn)電流和基準(zhǔn)電壓；電流放大器662，用于接收第一電流反饋信號(hào)，經(jīng)放大后生成第二電流反饋信號(hào)；電流比較器663，用于將第二電流反饋信號(hào)和基準(zhǔn)電流進(jìn)行比較；電流電壓轉(zhuǎn)換器664,
用于將第一電流反饋信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電壓反饋信號(hào)；電壓比較器665，用于將第二電壓反饋信號(hào)和基準(zhǔn)電流進(jìn)行比較；電壓放大器666,與電
流比較器663和電壓比較器665連接，用于根據(jù)比較結(jié)果生成第一電壓
反饋信號(hào)。
本實(shí)用新型第一實(shí)施例中，采集模塊包括溫度采集器、濕度采集器、亮度采集器、氣壓采集器和時(shí)間采集器等中的任意組合，采集溫度、濕度、亮度、氣壓及時(shí)間等環(huán)境信息。
設(shè)電源V的供電電壓為U，第一負(fù)載^為關(guān)于n維空間變量<formula>formula see original document page 7</formula>的函數(shù),表示為A廣<formula>formula see original document page 7</formula>0。第二負(fù)載64與第一負(fù)載A串聯(lián)連接，第二負(fù)載64的阻抗為&, A為關(guān)于n唯空間變量
<formula>formula see original document page 7</formula>的函數(shù)，可表示為<formula>formula see original document page 7</formula>n為自然數(shù)。此時(shí)第一負(fù)載和第二負(fù)載64上的電流為
A、 i^為環(huán)境溫度T，環(huán)境壓強(qiáng)p,環(huán)境光亮度c，時(shí)間t的函數(shù)，
<formula>formula see original document page 7</formula>系統(tǒng)負(fù)載的等效阻抗為z， <formula>formula see original document page 7</formula>。當(dāng)t=o的初始時(shí)刻，此刻系統(tǒng)負(fù)載等效阻抗為
<formula>formula see original document page 7</formula>
<formula>formula see original document page 7</formula>初始時(shí)刻負(fù)載上電流為/0 =t//z0 =t///(ro，/70,Co,。。當(dāng)t-At時(shí)刻，設(shè)T二T'， p=p'， c=c'， t=t';此時(shí)第一負(fù)載阻抗為《，第二負(fù)載阻抗為A,得到此時(shí)負(fù)載阻抗為
<formula>formula see original document page 7</formula>此時(shí)電流為/<formula>formula see original document page 7</formula>
由于要保證第 一 負(fù)載&電流恒定，即t=0時(shí)與t=At時(shí)電流相同，就要保證兩個(gè)時(shí)刻的電流差值為零，即
<formula>formula see original document page 7</formula>通過控制模塊62設(shè)置t=At時(shí)刻，第二負(fù)載64的阻抗<formula>formula see original document page 7</formula>=/(70, p。, c。人)-/(r， p'， c'， O + /(r, c'， o = /(7。 ， a ， c。, /0),
z' = z。，因此/'-/0= 7/2'-"/20=0，從而保證了厶1=0，以實(shí)現(xiàn)第一負(fù)載A上的恒流。
該恒流控制裝置解決了實(shí)際生產(chǎn)生活中由周圍環(huán)境因素以及負(fù)載本身變化帶來的對(duì)恒流系統(tǒng)的影響，同時(shí)解決了傳統(tǒng)恒流控制方案空載時(shí)候輸出系統(tǒng)最高電壓的問題，解決了傳統(tǒng)恒流控制方案由周圍環(huán)境變化(如溫度，濕度，光亮度，大氣壓力，時(shí)間漂移等等)而導(dǎo)致的系統(tǒng)等效負(fù)載變化時(shí)影響恒流效果的問題。本實(shí)用新型的恒流控制裝置在實(shí)際使用時(shí)靈活性很強(qiáng)，而且恒流源的設(shè)計(jì)只需基于現(xiàn)有較成熟普及的恒壓源技術(shù)，采用普通的電壓源作為系統(tǒng)輸入就可以。該恒流控制裝置大大節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間和生產(chǎn)成本。
如圖5所示，本實(shí)用新型第二實(shí)施例中，第二負(fù)載64為三極管Ql，反饋模塊66包括差分放大電路Av和電流采樣電阻Rs,控制模塊62為可編程芯片IC。
負(fù)載A與電源V連接，第一負(fù)載^、三才及管Ql和電流采樣電阻Rs串聯(lián)連接。差分放大電路Av對(duì)流經(jīng)電流采樣電阻Rs的電流進(jìn)行采樣，得到電流采樣信號(hào)，通過差分放大電路Av將電流采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓采樣信號(hào)，并將該電壓采樣信號(hào)反^t到可編程芯片IC。可編程芯片IC根據(jù)該電壓采樣信號(hào)對(duì)通過三極管Ql的電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)三極管Ql上的電流最終保證第一負(fù)載&上的電流恒定。
可編程芯片IC根據(jù)第一負(fù)載A所需要的電流大小A,給出對(duì)應(yīng)在三極管Ql上的基極電流八，而Ql集電極電流/￡="*/6 (a為Ql的放大倍數(shù))，可認(rèn)為該電流厶=4。由于環(huán)境變化而導(dǎo)致負(fù)載阻抗發(fā)生變化時(shí)候，假設(shè)負(fù)載電流相比預(yù)設(shè)的電流變小的情況，采樣得到的電壓采樣信號(hào)與可編程芯片IC內(nèi)部設(shè)定的對(duì)應(yīng)預(yù)設(shè)電流值的基準(zhǔn)電壓值進(jìn)行比較，并判斷出負(fù)載電流比預(yù)設(shè)電流偏小，于是可編程芯片IC給出調(diào)整后的三極管Ql基極驅(qū)動(dòng)電流，使基極電流/6增大，從而使得三極管Ql的集電極電流4也相應(yīng)變大，即負(fù)載電流^變大。反之，當(dāng)負(fù)載上電流^變大的時(shí)候，可編程芯片IC給出調(diào)整后的三極管Ql基極驅(qū)動(dòng)電流，使基極電流A減小，從而使得三極管Ql的集電極電流/e也相應(yīng)變小，以減小負(fù)載電流^ ，最終實(shí)現(xiàn)第一負(fù)載&電流恒定。
如圖6所示，本實(shí)用新型第三實(shí)施例使用該恒流控制裝置的LED照明系統(tǒng)，包括連4妄市電的直流電壓源20,作為負(fù)載的LED陣列40,恒流控制裝置60與直流電壓源20和LED陣列40連接，對(duì)LED陣列40進(jìn)行恒流控制。
另外，恒流控制裝置60還可以連接顯示裝置82、管理裝置84。通過顯示裝置82將恒流控制裝置60采集到的溫度、濕度、亮度、氣壓及時(shí)間等環(huán)境信息顯示出來，使得管理人員能夠清楚的看到LED的工作情況。管理人員還可以根據(jù)環(huán)境信息，使用管理裝置84對(duì)任意LED的光電參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，更加利于管理人員進(jìn)行中央式管理，方便維護(hù)并減小了整個(gè)LED照明系統(tǒng)的管理開支。
采用該恒流控制裝置的LED照明系統(tǒng)還有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)
1、當(dāng)LED燈陣列與直流電壓源的輸出端接觸不良時(shí)，就相當(dāng)于直流電壓源先通了電，然后才接上負(fù)載LED陣列，這樣直流電壓源會(huì)首先輸出能提供的最高電壓，如果LED陣列的額定電流下的導(dǎo)通電壓低于該最高電壓，則必將會(huì)給LED陣列造成損害，而第三實(shí)施例中的LED陣列上的電流始終不會(huì)超過預(yù)設(shè)置的電流；
2、 LED需要調(diào)光時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)輸出電壓進(jìn)行PWM調(diào)控，相當(dāng)于調(diào)整流過LED陣列上某段時(shí)間內(nèi)的平均電流大小，并不能保證LED陣列上的任一時(shí)刻電流都相等；而第三實(shí)施例中的中的恒流控制裝置可以線性調(diào)整LED陣列上的電壓，保證LED陣列上任一時(shí)刻流過的電流始終恒定。
最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型而并非限制本實(shí)用新型所描述的技術(shù)方案；因此，盡管本說明書參照上述的各個(gè)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)
當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行修改或等同替換；而一切不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍中。
10
權(quán)利要求1、一種恒流控制裝置，分別與電源和第一負(fù)載連接，其特征在于，包括控制模塊、第二負(fù)載和反饋模塊，所述控制模塊，用于發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)至所述第二負(fù)載，并接收所述反饋模塊發(fā)送的第一電壓反饋信號(hào)；所述第二負(fù)載，用于根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成第一電流反饋信號(hào)；所述反饋模塊，用于根據(jù)所述第一電流反饋信號(hào)生成所述第一電壓反饋信號(hào)，并將所述第一電壓反饋信號(hào)發(fā)送至所述控制模塊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒流控制裝置，其特征在于，還包括采 集模塊，所述控制模塊，用于發(fā)送采集控制信號(hào)到所述采集模塊，并接收所 述采集模塊采集到的環(huán)境信息；所述采集模塊，用于根據(jù)所述采集控制信號(hào)對(duì)環(huán)境信息進(jìn)行采集。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的恒流控制裝置，其特征在于，所述 反饋模塊包括基準(zhǔn)電壓源，用于提供基準(zhǔn)電流和基準(zhǔn)電壓； 電流放大器，用于接收所述第一電流反饋信號(hào)，經(jīng);故大后生成第二 電流反饋信號(hào)；電流比較器，用于將所述第二電流反饋信號(hào)和所述基準(zhǔn)電流進(jìn)行比較；電流電壓轉(zhuǎn)換器，用于將所述第一電流反饋信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電壓反 饋信號(hào)；電壓比較器，用于將所述第二電壓反饋信號(hào)和所述基準(zhǔn)電流進(jìn)行比較；電壓放大器，與所述電流比較器和所述電壓比較器連接，用于根據(jù) 比較結(jié)果生成所述第一電壓反饋信號(hào)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的恒流控制裝置，其特征在于，所述 反饋模塊為差分放大電路。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的恒流控制裝置，其特征在于，所述 第二負(fù)載為三極管。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的恒流控制裝置，其特征在于，所述采集 模塊包括溫度采集器、濕度采集器、亮度采集器、氣壓采集器和時(shí)間采 集器中的任意組合。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的恒流控制裝置，其特征在于，還包 括電壓保護(hù)模塊、電流保護(hù)模塊和溫度保護(hù)模塊中的任意組合。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種恒流控制裝置，包括控制模塊、第二負(fù)載和反饋模塊，控制模塊，用于發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)至所述第二負(fù)載，并接收反饋模塊發(fā)送的第一電壓反饋信號(hào)；第二負(fù)載，用于根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成第一電流反饋信號(hào)；反饋模塊，用于根據(jù)第一電流反饋信號(hào)生成第一電壓反饋信號(hào)，并將第一電壓反饋信號(hào)發(fā)送至控制模塊。本實(shí)用新型的恒流控制裝置通過控制模塊根據(jù)反饋信號(hào)調(diào)節(jié)第二負(fù)載上的電流，進(jìn)而使得與第二負(fù)載串聯(lián)的第一負(fù)載上的電流保持恒定。該恒流控制裝置不僅可以精確、穩(wěn)定進(jìn)行恒流控制，并且在實(shí)際使用時(shí)靈活性很強(qiáng)。
文檔編號(hào)G05F1/46GK201311605SQ20082017590
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月23日
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