專利名稱：多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種供電電路，尤其涉及一種多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路。
背景技術(shù)：
近年來由于發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,LED)制造技術(shù)的突破，使得發(fā)光 二極管的發(fā)光亮度及發(fā)光效率大幅提升，因而使得發(fā)光二極管逐漸取代傳統(tǒng)的燈管而成為 新的照明元件，廣泛地應(yīng)用于例如家用照明裝置、汽車照明裝置、手持照明裝置、液晶面板 背光源、交通標(biāo)志指示燈、指示看板等照明應(yīng)用。發(fā)光二極管為直流負(fù)載，目前在多發(fā)光二極管的應(yīng)用中，由于每個發(fā)光二極管的 特性彼此不同，使得流經(jīng)每個發(fā)光二極管的電流大小都不盡相同，如此不僅導(dǎo)致使用發(fā)光 二極管的電子裝置，例如液晶顯示器面板，發(fā)光亮度不均勻，也會使得個別發(fā)光二極管的使 用壽命大幅減少，進(jìn)而使得整個電子裝置受到損害。為了要改善發(fā)光二極管電流不均勻的問題，已經(jīng)有許多的發(fā)光二極管電流平衡技 術(shù)被采用以改善這項缺陷。美國專利證號US6，621，235揭示一種多組發(fā)光二極管的電流 平衡供電電路，如圖1所示，該傳統(tǒng)的電流平衡供電電路包含線性電壓調(diào)整器lKlinear regulator)、低通濾波器12以及多個電流鏡M1 Mn。其中，線性電壓調(diào)整器11的第一輸 入端連接的參考電流Iref為定電流，用以控制線性電壓調(diào)整器11產(chǎn)生相對應(yīng)的輸出電壓到 低通濾波器12，經(jīng)由低通濾波器12濾波后再輸出到電流鏡M1 Mn的柵極端，使得每個電 流鏡M1 Mn輸出相同的電流，因此，每組連接于電流鏡M1 Mn的發(fā)光二極管具有相同電流 及發(fā)光亮度。然而，傳統(tǒng)多組發(fā)光二極管的電流平衡供電電路使用線性電壓調(diào)整器以及電流 鏡，使得電路功率損耗大且電路運行效率低，相對使用較多的元件且線路較復(fù)雜。因此，如 何發(fā)展一種可改善上述公知技術(shù)缺陷的電流平衡供電電路，實為相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域目前所迫切 需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，利用不同于 傳統(tǒng)多組直流負(fù)載供電電路的線路架構(gòu)，使每一組直流負(fù)載的電流平衡，應(yīng)用于發(fā)光二極 管的直流負(fù)載時可以使發(fā)光亮度相同。再者，電路復(fù)雜度較低的特性，相對使多組直流負(fù)載 的電流平衡供電電路整體元件數(shù)目較少、制造成本較低、電路功率損耗較小且電路運行效 率較高。此外，多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路有較小的體積與較高的電路密度，可以應(yīng) 用于需要較小元件高度的電子產(chǎn)品，例如使用發(fā)光二極管為背光源的薄型電視、薄型熒幕 或薄型筆記本電腦。為達(dá)上述目的，本發(fā)明的一較廣義實施方式為提供一種多組直流負(fù)載的電流平衡 供電電路，用以驅(qū)動第一組直流負(fù)載與第二組直流負(fù)載，多組直流負(fù)載的電流平衡供電電 路至少包含電流供電電路，用以接收輸入電壓的能量而產(chǎn)生驅(qū)動電流或驅(qū)動電壓 ’第一輸出整流電路，連接于第一組直流負(fù)載，用以整流且產(chǎn)生第一輸出電流至第一組直流負(fù)載; 第二輸出整流電路，連接于第二組直流負(fù)載，用以整流且產(chǎn)生第二輸出電流至第二組直流 負(fù)載；第一均流變壓器，第一均流變壓器的次級線圈連接于第一輸出整流電路；第二均流 變壓器，第二均流變壓器的次級線圈連接于第二輸出整流電路；第一均流電路，與第一均流 變壓器的初級線圈在電流供電電路的輸出串聯(lián)連接；第二均流電路，與第二均流變壓器的 初級線圈在電流供電電路的輸出串聯(lián)連接；其中，第一均流電路與第二均流電路的等效阻 抗大小分別與第一均流變壓器以及第二均流變壓器的初級線圈的等效阻抗匹配，使該第一 輸出電流與該第二輸出電流的電流值實質(zhì)上相等。為達(dá)上述目的，本發(fā)明的另一較廣義實施方式為提供一種多組直流負(fù)載的電流平 衡供電電路，用以驅(qū)動多組直流負(fù)載，多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路至少包含電流供 電電路，用以接收輸入電壓的能量而產(chǎn)生驅(qū)動電流或驅(qū)動電壓；多個輸出整流電路，多個輸 出整流電路的每一個輸出整流電路連接于多組直流負(fù)載的對應(yīng)一組直流負(fù)載，用以整流且 產(chǎn)生多個輸出電流至多組直流負(fù)載；多組均流變壓器組，多組均流變壓器組的每一組均流 變壓器組包含多個均流變壓器，多組均流變壓器組中的每一組均流變壓器組由至少一層組 成，多組均流變壓器組的最后一層的每一個均流變壓器的次級線圈各自對應(yīng)連接于多個輸 出整流電路的一個輸出整流電路；以及多個均流電路，多個均流電路的每一個均流電路對 應(yīng)與多組均流變壓器組的一組均流變壓器組的第一層的每一個均流變壓器的初級線圈在 電流供電電路的輸出串聯(lián)連接；其中，多個均流電路的每一個均流電路的等效阻抗大小與 對應(yīng)的多組均流變壓器組的一組均流變壓器組的第一層的均流變壓器的初級線圈的串聯(lián) 等效阻抗匹配，使所述多個輸出電流的每一個輸出電流的電流值實質(zhì)上相等。為達(dá)上述目的，本發(fā)明的另一較廣義實施方式為提供一種多組直流負(fù)載的電流平 衡供電電路，用以驅(qū)動多組直流負(fù)載，多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路至少包含電流供 電電路，用以接收輸入電壓的能量而產(chǎn)生驅(qū)動電流或驅(qū)動電壓；多個輸出整流電路，多個輸 出整流電路的每一個輸出整流電路連接于多組直流負(fù)載的對應(yīng)一組直流負(fù)載，用以整流且 產(chǎn)生多個輸出電流至多組直流負(fù)載；多組均流變壓器組，多組均流變壓器組的每一組均流 變壓器組包含多個均流變壓器，多組均流變壓器組中的每一組均流變壓器組的均流變壓器 的次級線圈對應(yīng)連接于多個輸出整流電路的一個輸出整流電路；以及多個均流電路，多個 均流電路的每一個均流電路對應(yīng)與多組均流變壓器組的一組均流變壓器組的每一個均流 變壓器的初級線圈在電流供電電路的輸出串聯(lián)連接；其中，多個均流電路的每一個均流電 路的等效阻抗大小與對應(yīng)的多組均流變壓器組的一組均流變壓器組的均流變壓器的初級 線圈的串聯(lián)等效阻抗匹配，使所述多個輸出電流的每一個輸出電流的電流值實質(zhì)上相等。綜上所述，本發(fā)明多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路利用多個等效阻抗較大的均 流電路分別與對應(yīng)的均流變壓器串聯(lián)連接，使每一組直流負(fù)載的電流平衡，應(yīng)用于發(fā)光二 極管的直流負(fù)載時可以使發(fā)光亮度相同。再者，電路復(fù)雜度較低的特性，相對使多組直流負(fù) 載的電流平衡供電電路整體元件數(shù)目較少、制造成本較低、電路功率損耗較小且電路運行 效率較高。此外，多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路有較小的體積與較高的電路密度，可以 應(yīng)用于需要較小元件高度的電子產(chǎn)品，例如使用發(fā)光二極管為背光源的薄型電視、薄型熒 幕或薄型筆記本電腦。



COMl 第一共接端 COM2 第二共接端Vin 輸入電壓 Va:驅(qū)動電壓1^驅(qū)動電流 I1 I3 第一 第三電流I01 I08 第一 第八輸出電流
具體實施例方式體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點的一些典型實施例將在后段的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的 是本發(fā)明能夠在不同的方式上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明 及附圖在本質(zhì)上當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。本發(fā)明的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路用以驅(qū)動多組直流負(fù)載，且使每一組 直流負(fù)載的電流平衡，應(yīng)用于發(fā)光二極管的直流負(fù)載時可以使每一個發(fā)光二極管的發(fā)光亮 度實質(zhì)上相同。其中多組直流負(fù)載可以是但不限為多組發(fā)光二極管，每一組發(fā)光二極管可 以具有多個發(fā)光二極管，例如每一組發(fā)光二極管可具三個發(fā)光二極管。以下將以兩組發(fā)光 二極管各自具有三個發(fā)光二極管的直流負(fù)載為例來說明本發(fā)明的技術(shù)。請參閱圖2，其為本發(fā)明較佳實施例的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路的電路 方框示意圖。如圖2所示，多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路2用以驅(qū)動第一組發(fā)光二極 管&與第二組發(fā)光二極管G2，該多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路2至少包含電流供電電 路21、第一均流電路22a、第二均流電路22b、第一均流變壓器Ta、第二均流變壓器Tb、第一 輸出整流電路23a以及第二輸出整流電路23b。其中，電流供電電路21用以接收直流電的輸入電壓Vin的能量而產(chǎn)生驅(qū)動電流Ia 或驅(qū)動電壓va。第一均流電路22a與第一均流變壓器Ta的初級線圈Nap (primary winding) 在電流供電電路21的輸出端串聯(lián)連接，形成第一電流回路(loop)，相似地，第二均流電路 22b與第二均流變壓器Tb的初級線圈Nbp在電流供電電路21的輸出端串聯(lián)連接，形成第二 電流回路。第一輸出整流電路23a的輸入端與第一均流變壓器Ta的次級線圈Nas(secondary winding)連接，第二輸出整流電路23b的輸入端與第二均流變壓器Tb的次級線圈Nbs連接。 第一輸出整流電路23a與第二輸出整流電路23b的輸出端分別連接于第一組發(fā)光二極管G1 與第二組發(fā)光二極管G2,用以分別將第一均流變壓器Ta的次級線圈Nas與第二均流變壓器 Tb的次級線圈Nbs的感應(yīng)電壓整流，而分別輸出平衡的第一輸出電流Itjl與第二輸出電流1。2 至第一組發(fā)光二極管G1與第二組發(fā)光二極管G2。在第一電流回路中，第一均流電路22a的等效阻抗與第一均流變壓器Ta的初級線 圈Nap的等效阻抗的總和會影響第一電流I1與第一輸出電流Itjl的電流值大小。同理，在第 二電流回路中，第二均流電路22b的等效阻抗與第二均流變壓器Tb的初級線圈Nbp的等效 阻抗的總和會影響第二電流I2與第二輸出電流1。2的電流值大小。因此，可以通過分別調(diào) 整第一均流電路22a與第二均流電路22b的等效阻抗大小，使第一均流電路22a的等效阻 抗與第一均流變壓器Ta的初級線圈Nap的等效阻抗的總和實質(zhì)上相等于第二均流電路22b 的等效阻抗與第二均流變壓器Tb的初級線圈Nbp的等效阻抗的總和，換言之，即使第一組發(fā) 光二極管G1與第二組發(fā)光二極管G2本身阻抗特性不同，一樣可以使第一電流I1與第二電 流I2的電流值大小實質(zhì)上相等，相對使第一輸出電流Itjl與第二輸出電流1。2的電流值大小實質(zhì)上相等，以使每一個發(fā)光二極管的發(fā)光亮度實質(zhì)上相同。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)想，通過調(diào)整第一均流電路22a與第二均流電路22b的等效阻抗大 小分別與第一均流變壓器Ta以及第二均流變壓器Tb的初級線圈的等效阻抗彼此相互匹配， 可以使第一輸出電流Itjl與第二輸出電流1。2的電流值實質(zhì)上相等，且第一電流I1與第二電 流I2的電流值大小也實質(zhì)上相等。然而，每一種發(fā)光二極管的發(fā)光亮度隨電流變化對應(yīng)改 變發(fā)光亮度的差異不同，在本發(fā)明中，當(dāng)?shù)谝惠敵鲭娏鱅01與第二輸出電流I02的電流差值小 于正負(fù)10%以內(nèi)，第一組發(fā)光二極管G1與第二組發(fā)光二極管G2對應(yīng)的發(fā)光亮度已經(jīng)相差 很小。因此，第一輸出電流Itjl與第二輸出電流1。2的電流差值，以及第一電流I1與第二電 流I2的電流差值，小于正負(fù)10%以內(nèi)，可視為實質(zhì)上相等。于一些發(fā)光亮度變化較大的發(fā) 光二極管，第一輸出電流Itjl與第二輸出電流1。2的電流差值，以及第一電流I1與第二電流 I2的電流差值，小于正負(fù)5 %以內(nèi)，才會視為實質(zhì)上相等。此外，在第一電流回路中，更可以將第一均流電路22a的等效阻抗(equivalent impedance)設(shè)定大于第一均流變壓器Ta的初級線圈Nap的等效阻抗，因此，第一電流回路中 的第一電流I1的電流值大小主要由第一均流電路22a的等效阻抗大小決定。同理，在第二 電流回路中，將第二均流電路22b的等效阻抗設(shè)定大于第二均流變壓器Tb的初級線圈Nbp的 等效阻抗，所以，第二電流回路中的第二電流I2的電流值大小主要由第二均流電路22b的 等效阻抗大小決定。在本實施例中，第一均流變壓器Ta與第二均流變壓器Tb的匝數(shù)比值(turn ratio) 相等，第一均流電路22a的等效阻抗大于第一均流變壓器Ta的初級線圈Nap的等效阻抗10 倍，第二均流電路22b的等效阻抗大于第二均流變壓器Tb的初級線圈Nbp的等效阻抗10倍， 第一均流電路22a與第二均流電路22b的等效阻抗設(shè)計為相等。由此可知，即使第一組發(fā) 光二極管G1與第二組發(fā)光二極管G2本身特性不同，一樣可以使第一電流I1與第二電流I2 的電流值大小近似相等，相對使第一輸出電流Itjl與第二輸出電流1。2的電流值大小近似相 等，以使每一個發(fā)光二極管的發(fā)光亮度實質(zhì)上相同。請參閱圖3并配合圖2，圖3為本發(fā)明較佳實施例的多組直流負(fù)載的電流平衡供 電電路的詳細(xì)電路示意圖。如圖3所示，電流供電電路21包含切換電路211 (switching circuit)、控制電路212以及隔離變壓器 ；，其中切換電路211的電源輸出端連接于隔離變 壓器 ；的初級線圈Nip，切換電路211的控制端連接于控制電路212，用以根據(jù)控制電路212 產(chǎn)生的第一脈沖寬度調(diào)制信號Vpwmi與第二脈沖寬度調(diào)制信號Vp ，使輸入電壓Vin的能量選 擇性地經(jīng)由切換電路211傳送至隔離變壓器 ；的初級線圈N。。在本實施例中，切換電路211包含第一開關(guān)Q1與第二開關(guān)Q2，第一開關(guān)Q1的第一 端Qla連接于隔離變壓器 ；的初級線圈Nip的一端與第二開關(guān)Q2的第二端Q2b，第二開關(guān)Q2 的第一端Q2a與隔離變壓器 ；的初級線圈N。的另一端連接于第一共接端C0M1，第一開關(guān) Q1與第二開關(guān)Q2的控制端各自連接于控制電路212。通過控制電路212產(chǎn)生的第一脈沖寬 度調(diào)制信號Vpwmi與第二脈沖寬度調(diào)制信號Vpwie分別控制第一開關(guān)Q1與第二開關(guān)Q2導(dǎo)通或 截止，使輸入電壓Vin的電能選擇性地經(jīng)由第一開關(guān)Q1的第二端Qlb或第二開關(guān)Q2的第一 端Q2a傳送至隔離變壓器 ；的初級線圈Nip，進(jìn)而使隔離變壓器 ；的初級線圈Nip兩端產(chǎn)生 電壓變化。隔離變壓器 ；的次級線圈Nre則根據(jù)隔離變壓器 ；的初級線圈Nip兩端的電壓 變化感應(yīng)產(chǎn)生驅(qū)動電流Ia或驅(qū)動電壓Va。
在本實施例中，第一均流變壓器Ta與第二均流變壓器Tb的初級線圈Nap，Nbp更包 含一中心抽頭(center-tapped)。第一輸出整流電路23a由第一主二極管Dal與第一次二 極管Da2構(gòu)成，而第二輸出整流電路232由第二主二極管Dbl與第二次二極管Db2構(gòu)成。其 中，第一均流變壓器Ta的次級線圈Nas的兩端分別連接于第一主二極管Dal與第一次二極管 Da2的陽極端(anode)，第一主二極管Dal與第一次二極管Da2的陰極端(cathode)連接于第 一組發(fā)光二極管G1的陽極端，而第一組發(fā)光二極管G1的陰極端與第一均流變壓器Ta的次 級線圈Nas的中心抽頭連接于第二共接端COM2。相似地，第二均流變壓器Tb的次級線圈Nbs 的兩端分別連接于第二主二極管Dbl與第二次二極管Db2的陽極端，第二主二極管Dbl與第二 次二極管Db2的陰極端連接于第二組發(fā)光二極管G2的陽極端，而第二組發(fā)光二極管G2的陰 極端與第二均流變壓器Tb的次級線圈Nbs的中心抽頭連接于第二共接端COM2。在本實施例中，第一均流電路22a與第二均流電路22b分別由第一電容C1與第二 電容C2的電容性無源元件構(gòu)成，其中第一電容C1與第一均流變壓器Ta的初級線圈Nap在電 流供電電路21的輸出端串聯(lián)連接，形成第一電流回路，相似地，第二電容C2與第二均流變 壓器Tb的初級線圈Nbp在電流供電電路21的輸出端串聯(lián)連接，形成第二電流回路。由于第 一均流電路22a與第二均流電路22b為電容性阻抗，因此第一均流電路22a與第二均流電 路22b可以在不消耗功率下，通過調(diào)整第一均流電路22a與第二均流電路22b的任一個電 容性元件的參數(shù)值大小，例如電容值，而改變第一電流I1與第二電流I2的電流值大小。
同樣地，在第一電流回路中，第一均流電路22a的等效阻抗大于第一均流變壓器Ta 的初級線圈Nap的等效阻抗，因此，第一電流回路中的第一電流I1的電流值大小主要由第一 均流電路22a的等效阻抗大小決定。在第二電流回路中，第二均流電路22b的等效阻抗大 于第二均流變壓器Tb的初級線圈Nbp的等效阻抗，所以，第二電流回路中的第二電流I2的電 流值大小主要由第二均流電路22b的等效阻抗大小決定。在本實施例中，第一均流變壓器Ta與第二均流變壓器Tb的匝數(shù)比值相等，第一均 流電路22a的等效阻抗大于第一均流變壓器Ta的初級線圈Nap的等效阻抗10倍，第二均流 電路22b的等效阻抗大于第二均流變壓器Tb的初級線圈Nbp的等效阻抗10倍，第一均流電 路22a與第二均流電路22b的等效阻抗設(shè)計為相等。由此可知，即使第一組發(fā)光二極管G1 與第二組發(fā)光二極管G2本身特性不同，一樣可以使第一電流I1與第二電流I2的電流值大 小近似相等，相對使第一輸出電流I01與第二輸出電流I02的電流值大小近似相等，以使每一 個發(fā)光二極管的發(fā)光亮度實質(zhì)上相同。請參閱圖4并配合圖3，圖4為本發(fā)明另一較佳實施例的多組直流負(fù)載的電流平衡 供電電路的詳細(xì)電路示意圖。圖4與圖3不同之處在于圖4的第一均流電路22a與第二均 流電路22b分別由第一電感L1與第二電感L2的電感性無源元件構(gòu)成，且電流供電電路21 更包諧振電路213連接于隔離變壓器 ；的初級線圈Nip與切換電路211之間。其中，諧振 電路213包含諧振電容C；與諧振電感Lp且諧振電容(；、諧振電感k以及隔離變壓器 ；的 初級線圈Nip串聯(lián)連接。由于第一均流電路22a與第二均流電路22b為電感性阻抗，因此第 一均流電路22a與第二均流電路22b可以在不消耗功率下，通過調(diào)整第一均流電路22a與 第二均流電路22b的任一個電感性元件的參數(shù)值大小，例如電感值，而改變第一電流I1與 第二電流I2的電流值大小。由于，本實施例中隔離變壓器 ；的初級線圈Nip只與諧振電路213形成諧振關(guān)系，于設(shè)計第一均流變壓器Ta、第二均流變壓器Tb以及隔離變壓器 ；時，只需使隔離變壓器 ； 與諧振電路213形成欲達(dá)到的諧振關(guān)系即可，例如諧振頻率為30k Hz，而第一均流變壓器Ta 與第二均流變壓器Tb不用受諧振電路213與隔離變壓器 ；需要形成諧振關(guān)系的限制。因 此，第一均流變壓器Ta與第二均流變壓器Tb除了可以選用較簡單的變壓器結(jié)構(gòu)，也可以對 應(yīng)第一輸出電流I01與第二輸出電流1。2的電流大小較輕易地設(shè)計出第一均流變壓器Ta與 第二均流變壓器Tb。此外，本實施例中多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路2是利用隔離變 壓器 ；達(dá)成隔離功效，而非利用第一均流變壓器Ta與第二均流變壓器Tb達(dá)成隔離功效，因 此，第一均流變壓器Ta與第二均流變壓器Tb可以設(shè)計為體積較小且不具隔離作用的變壓 器，進(jìn)而使本發(fā)明的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路2具有較小的體積與較高的電路密 度，更可以應(yīng)用于需要較小元件高度的電子產(chǎn)品，例如使用發(fā)光二極管為背光源的薄型電 視、薄型熒幕或薄型筆記本電腦。相似地，在圖4的實施例中，第一均流變壓器Ta與第二均流變壓器Tb的匝數(shù)比值 相等，第一均流電路22a的等效阻抗大于第一均流變壓器Ta的初級線圈Nap的等效阻抗10 倍，第二均流電路22b的等效阻抗大于第二均流變壓器Tb的初級線圈Nbp的等效阻抗10倍， 第一均流電路22a與第二均流電路22b的等效阻抗設(shè)計為相等。同樣地，即使第一組發(fā)光 二極管G1與第二組發(fā)光二極管G2本身特性不同，一樣可以使第一電流I1與第二電流I2的 電流值大小近似相等，相對使第一輸出電流I01與第二輸出電流I02的電流值大小近似相等， 以使每一個發(fā)光二極管的發(fā)光亮度實質(zhì)上相同。請參閱圖5，為本發(fā)明較佳實施例的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路的局部詳 細(xì)電路示意圖。如圖5所示，本發(fā)明的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路2包含電流供電電 路21 (未圖示)、第一均流電路22a、第二均流電路22b、第三均流電路22c、第一組均流變壓 器組221、第二組均流變壓器組222、第三組均流變壓器組223、第一輸出整流電路23a、第二 輸出整流電路23b、第三輸出整流電路23c、第四輸出整流電路23d、第五輸出整流電路23e 以及第六輸出整流電路23f。其中，第一組均流變壓器組221包含第一均流變壓器Tal與第 二均流變壓器Ta2，第二組均流變壓器組222包含第一均流變壓器Tbl與第二均流變壓器Tb2， 第三組均流變壓器組223包含第一均流變壓器Tel與第二均流變壓器Tc2。在本實施例中，第一均流電路22a、第二均流電路22b以及第三均流電路22c分別 由第一電感L1、第二電感L2以及第三電感L3構(gòu)成。第一均流電路22a、第一組均流變壓器 組221的第一均流變壓器Tal的初級線圈Nalp以及第一組均流變壓器組221的第二均流變 壓器Ta2的初級線圈Na2p在電流供電電路21 (未圖示)的輸出端串聯(lián)連接，形成第一電流回 路。第二均流電路22b、第二組均流變壓器組222的第一均流變壓器Tbl的初級線圈Nblp以 及第二組均流變壓器組222的第二均流變壓器Tb2的初級線圈Nb2p在電流供電電路21 (未圖 示)的輸出端串聯(lián)連接，形成第二電流回路。第三均流電路22c、第三組均流變壓器組223 的第一均流變壓器Tel的初級線圈Nelp以及第三組均流變壓器組223的第二均流變壓器Tc2 的初級線圈N。2p在電流供電電路21 (未圖示)的輸出端串聯(lián)連接，形成第三電流回路。第一輸出整流電路23a、第二輸出整流電路23b、第三輸出整流電路23c、第四輸出 整流電路23d、第五輸出整流電路23e以及第六輸出整流電路23f的輸入端分別連接于一個 對應(yīng)的均流變壓的次級線圈，其輸出端則分別連接于第一組發(fā)光二極管G1、第二組發(fā)光二 極管G2、第三組發(fā)光二極管G3、第四組發(fā)光二極管G4、第五組發(fā)光二極管G5以及第六組發(fā)光二極管G6。相似地，在第一電流回路中，第一均流電路22a的等效阻抗大于第一組均流變壓 器組221的第一均流變壓器Tal的初級線圈Nalp與第一組均流變壓器組221的第二均流變 壓器Ta2的初級線圈Na2p的串聯(lián)等效阻抗，因此，第一電流回路中的第一電流I1的電流值大 小主要由第一均流電路22a的等效阻抗大小決定。在第二電流回路中，第二均流電路22b 的等效阻抗大于第二組均流變壓器組222的第一均流變壓器Tbl的初級線圈Nblp與第二組 均流變壓器組222的第二均流變壓器Tb2的初級線圈Nb2p的串聯(lián)等效阻抗，因此，第二電流 回路中的第二電流I2的電流值大小主要由第二均流電路22b的等效阻抗大小決定。在第三 電流回路中，第三均流電路22c的等效阻抗大于第三組均流變壓器組223的第一均流變壓 器Tca的初級線圈N。lp與第三組均流變壓器組223的第二均流變壓器T。2的初級線圈Ν。2ρ的 串聯(lián)等效阻抗，因此，第三電流回路中的第三電流I3的電流值大小主要由第三均流電路22c 的等效阻抗大小決定。在本實施例中，每一個均流變壓器的匝數(shù)比值相等，每一電流回路的均流電路的 等效阻抗大于對應(yīng)均流變壓器組的串聯(lián)等效阻抗10倍，而每均流電路的等效阻抗設(shè)計為 相等。同樣地，即使每一組發(fā)光二極管(Gi G2)本身特性不同，一樣可以使第一電流I1、第 二電流I2、第三電流I3、第四電流I4、第五電流I5以及第六電流I6的電流值大小近似相等， 相對使第一輸出電流Itjl、第二輸出電流1。2、第三輸出電流1。3、第四輸出電流1。4、第五輸出 電流1。5以及第六輸出電流1。6的電流值大小近似相等，以使每一個發(fā)光二極管的發(fā)光亮度 實質(zhì)上相同。請參閱圖6，為本發(fā)明另一較佳實施例的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路的詳 細(xì)電路示意圖。如圖6所示，本發(fā)明的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路2包含電流供電 電路21 (未圖示)、第一均流電路22a、第二均流電路22b、第一組均流變壓器組221、第二組 均流變壓器組222、第一輸出整流電路23a、第二輸出整流電路23b、第三輸出整流電路23c、 第四輸出整流電路23d、第五輸出整流電路23e、第六輸出整流電路23f、第七輸出整流電路 23g以及第八輸出整流電路23h。第一組均流變壓器組221與第二組均流變壓器組222包 含多組均流變壓器組，而多組均流變壓器組中的每一組由多層相連接組成。在本實施例中，第一組均流變壓器組221與第二組均流變壓器組222各自具有例 如兩層。第一組均流變壓器組221的第一層包含第一均流變壓器Tal與第二均流變壓器Ta2， 且第一組均流變壓器組221的第一均流變壓器Tal的初級線圈Nalp、第一組均流變壓器組221 的第二均流變壓器Ta2的初級線圈Na2p以及第一均流電路22a在電流供電電路21 (未圖示) 的輸出端串聯(lián)連接，形成第一電流回路。第一均流變壓器Tal的次級線圈Nals連接于第一均 流分支2211，而第二均流變壓器Ta2的次級線圈Na2s連接于第二均流分支2212。第一組均流變壓器組221的第二層包含第一均流分支2211與第二均流分支2212， 第一均流分支2211包含第三均流變壓器Ta3與第四均流變壓器Ta4，第三均流變壓器Ta3的 初級線圈Na3p與第四均流變壓器Ta4的初級線圈Na4p在上一層的第一均流變壓器Tal的次級 線圈Nals串聯(lián)連接。第二均流分支2212包含第五均流變壓器Ta5與第六均流變壓器Ta6，第 五均流變壓器Ta5的初級線圈Na5p與第六均流變壓器Ta6的初級線圈Na6p在上一層的第二均 流變壓器Ta2的次級線圈Na2s串聯(lián)連接。第一組均流變壓器組221的最后一層(即第二層)中第三均流變壓器Ta3的次級線圈Na3s、第四均流變壓器Ta4的次級線圈Na4s、第五均流變壓器Ta5的次級線圈Na5s以及第六 均流變壓器Ta6的次級線圈Na6s分別連接于第一輸出整流電路23a、第二輸出整流電路23b、 第三輸出整流電路23c以及第四輸出整流電路23d。相似地，第二組均流變壓器組222的第一層包含第一均流變壓器Tbl與第二均流變 壓器Tb2，且第二組均流變壓器組222的第一均流變壓器Tbl的初級線圈Nblp、第二組均流變 壓器組222的第二均流變壓器Tb2的初級線圈Nb2p以及第二均流電路22b在電流供電電路 21(未圖示)的輸出端串聯(lián)連接。第一均流變壓器Tbl的次級線圈Nbls連接于第一均流分支 2221，而第二均流變壓器Tb2的次級線圈Nb2s連接于第二均流分支2222。第二組均流變壓器組222的第二層包含第一均流分支2221與第二均流分支2222， 第一均流分支2221包含第三均流變壓器Tb3與第四均流變壓器Tb4，第三均流變壓器Tb3的 初級線圈Nb3p與第四均流變壓器Tb4的初級線圈Nb4p在上一層的第一均流變壓器Tbl的次級 線圈Nbls串聯(lián)連接。第二均流分支2222包含第五均流變壓器Tb5與第六均流變壓器Tb6，第 五均流變壓器Tb5的初級線圈Nb5p與第六均流變壓器Tb6的初級線圈Nb6p在上一層的第二均 流變壓器Tb2的次級線圈Nb2s串聯(lián)連接。第二組均流變壓器組222的最后一層(即第二層)中第三均流變壓器Tb3的次級 線圈Nb3s、第四均流變壓器Tb4的次級線圈Nb4s、第五均流變壓器Tb5的次級線圈Nb5s以及第六 均流變壓器Tb6的次級線圈Nb6s分別連接于第五輸出整流電路23e、第六輸出整流電路23f、 第七輸出整流電路23g以及第八輸出整流電路23h。同上述運行原理，第一組均流變壓器組221與第二組均流變壓器組222利用第一 均流電路22a與第一均流電路22a的等效阻抗分別大于第一組均流變壓器組221與第二組 均流變壓器組222的第一層的均流變壓器的初級線圈的串聯(lián)等效阻抗，使第一組均流變壓 器組221中第一層的第一電流^與第二組均流變壓器組222中第一層的第二電流12的電 流值大小近似相等，對應(yīng)使第一組均流變壓器組221與第二組均流變壓器組222對應(yīng)的每 一層的均流變壓器的電流近似相等，第一輸出電流L 第八輸出電流1。8的電流值大小近 似相等，以使每一個發(fā)光二極管的發(fā)光亮度實質(zhì)上相同。本發(fā)明的每一個均流變壓器的初級線圈與次級線圈的匝數(shù)比可以簡單地選用 1 1，或依據(jù)輸出電流的需求任意調(diào)整并沒有限定。本發(fā)明的第一開關(guān)A與第二開關(guān) Q2可以是但不限定為雙極結(jié)型晶體管(Bipolar Junction Transistor, BJT)或金屬氧 化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, M0SFET)。此外，本發(fā)明的控制電路212可以是但不限定為數(shù)字信號處理器(digital signal processor，DSP)、微處理器(micro processor)、脈沖寬度調(diào)制控制器(pulse widthmodulation controller, PWM controller)或脈沖頻率調(diào)制控制器(pulse frequency modulation controller, PFM controller)。每一輸出整、流電路可以是但不限 為橋式整流電路、半波式整流電路或全波式整流電路。綜上所述，本發(fā)明多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路利用多個等效阻抗較大的均 流電路分別與對應(yīng)的均流變壓器串聯(lián)連接，使每一組直流負(fù)載的電流平衡，應(yīng)用于發(fā)光二 極管的直流負(fù)載時可以使發(fā)光亮度相同。再者，電路復(fù)雜度較低的特性，相對使多組直流負(fù) 載的電流平衡供電電路整體元件數(shù)目較少、制造成本較低、電路功率損耗較小且電路運行 效率較高。此外，多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路有較小的體積與較高的電路密度，可以
14應(yīng)用于需要較小元件高度的電子產(chǎn)品，例如使用發(fā)光二極管為背光源的薄型電視、薄型熒 幕或薄型筆記本電腦。 本發(fā)明得由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附權(quán)利要求 所欲保護(hù)的范圍。
1權(quán)利要求
一種多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，用以驅(qū)動一第一組直流負(fù)載與一第二組直流負(fù)載，該多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路至少包含一電流供電電路，用以接收一輸入電壓的能量而產(chǎn)生一驅(qū)動電流或一驅(qū)動電壓；一第一輸出整流電路，連接于該第一組直流負(fù)載，用以整流且產(chǎn)生一第一輸出電流至該第一組直流負(fù)載；一第二輸出整流電路，連接于該第二組直流負(fù)載，用以整流且產(chǎn)生一第二輸出電流至該第二組直流負(fù)載；一第一均流變壓器，該第一均流變壓器的次級線圈連接于第一輸出整流電路；一第二均流變壓器，該第二均流變壓器的次級線圈連接于第二輸出整流電路；一第一均流電路，與該第一均流變壓器的初級線圈在電流供電電路的輸出串聯(lián)連接；一第二均流電路，與該第二均流變壓器的初級線圈在電流供電電路的輸出串聯(lián)連接；其中，該第一均流電路與該第二均流電路的等效阻抗大小分別與該第一均流變壓器以及該第二均流變壓器的初級線圈的等效阻抗匹配，使該第一輸出電流與該第二輸出電流的電流值實質(zhì)上相等。
2.如權(quán)利要求1所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中該第一均流電路與該 第二均流電路的等效阻抗分別大于該第一均流變壓器與該第二均流變壓器的初級線圈的 等效阻抗。
3.如權(quán)利要求1所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中該第一均流電路的等 效阻抗與該第一均流變壓器的初級線圈的等效阻抗的總和實質(zhì)上相等于該第二均流電路 的等效阻抗與該第二均流變壓器的初級線圈的等效阻抗的總和。
4.如權(quán)利要求1所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中該第一均流電路與該 第二均流電路為電容性無源元件構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求4所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中該第一均流電路與該 第二均流電路分別為一第一電容與一第二電容。
6.如權(quán)利要求1所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中該第一均流電路與該 第二均流電路為電感性無源元件構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求6所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中該第一均流電路與該 第二均流電路分別為一第一電感與一第二電感。
8.如權(quán)利要求1所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中該電流供電電路包含一隔離變壓器，該隔離變壓器的次級線圈為該電流供電電路的輸出； 一切換電路，該切換電路的電源輸出端連接于該隔離變壓器的初級線圈；以及 一控制電路，連接于該切換電路的控制端，用以至少產(chǎn)生一第一脈沖寬度調(diào)制信號控 制該切換電路運行，使該輸入電壓的能量選擇性地經(jīng)由該切換電路傳送至該隔離變壓器的 初級線圈。
9.如權(quán)利要求8所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中該切換電路包含一第一開關(guān)，該第一開關(guān)的第一端連接于該隔離變壓器的初級線圈的一端，該第一開 關(guān)的控制端連接于該控制電路；以及一第二開關(guān)，該第二開關(guān)的第二端連接于該隔離變壓器的初級線圈與該第一開關(guān)的第一端，該第二開關(guān)的第一端與該隔離變壓器的初級線圈的另一端連接，該第二開關(guān)的控制 端連接于該控制電路；其中，控制電路通過產(chǎn)生的該第一脈沖寬度調(diào)制信號與一第二脈沖寬度調(diào)制信號分別 控制該第一開關(guān)與該第二開關(guān)導(dǎo)通或截止，使該輸入電壓的電能選擇性地經(jīng)由該第一開關(guān) 或該第二開關(guān)傳送至該隔離變壓器的初級線圈。
10.如權(quán)利要求1所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中該第一輸出整流電 路與該第二輸出整流電路為橋式整流電路、半波式整流電路或全波式整流電路。
11.如權(quán)利要求1所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中該第一均流變壓器 與該第二均流變壓器的初級線圈更包含一中心抽頭。
12.如權(quán)利要求1所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中該第一組直流負(fù)載 與該第二組直流負(fù)載為多個發(fā)光二極管構(gòu)成。
13.—種多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，用以驅(qū)動多組直流負(fù)載，所述多組直流負(fù) 載的電流平衡供電電路至少包含一電流供電電路，用以接收一輸入電壓的能量而產(chǎn)生一驅(qū)動電流或一驅(qū)動電壓；多個輸出整流電路，所述多個輸出整流電路的每一個輸出整流電路連接于所述多組直 流負(fù)載的對應(yīng)一組直流負(fù)載，用以整流且產(chǎn)生多個輸出電流至所述多組直流負(fù)載；多組均流變壓器組，所述多組均流變壓器組的每一組均流變壓器組包含多個均流變壓 器，所述多組均流變壓器組中的每一組均流變壓器組由至少一層組成，所述多組均流變壓 器組的最后一層的每一個均流變壓器的次級線圈各自對應(yīng)連接于所述多個輸出整流電路 的一個輸出整流電路；以及多個均流電路，所述多個均流電路的每一個均流電路對應(yīng)與所述多組均流變壓器組的 一組均流變壓器組的第一層的每一個均流變壓器的初級線圈在該電流供電電路的輸出串 聯(lián)連接；其中，所述多個均流電路的每一個均流電路的等效阻抗大小與對應(yīng)的所述多組均流變 壓器組的一組均流變壓器組的第一層的均流變壓器的初級線圈的串聯(lián)等效阻抗匹配，使所 述多個輸出電流的每一個輸出電流的電流值實質(zhì)上相等。
14.如權(quán)利要求13所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中所述多個均流電路 的每一個均流電路的等效阻抗大于對應(yīng)的所述多組均流變壓器組的一組均流變壓器組的 第一層的均流變壓器的初級線圈的串聯(lián)等效阻抗。
15.如權(quán)利要求13所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中每一個電流回路上 彼此之間，所述多個均流電路的對應(yīng)的均流電路的等效阻抗與所述多組均流變壓器組的對 應(yīng)的均流變壓器組的第一層的均流變壓器的初級線圈的串聯(lián)等效阻抗的總和相等。
16.如權(quán)利要求13所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中所述多個均流電路 為電容性無源元件構(gòu)成。
17.如權(quán)利要求16所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中所述多個均流電路 的每一個均流電路分別為一個電容。
18.如權(quán)利要求13所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中所述多個均流電路 為電感性無源元件構(gòu)成。
19.如權(quán)利要求18所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中所述多個均流電路的每一個均流電路分別為一個電感。
20.如權(quán)利要求17所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中該電流供電電路包含一隔離變壓器，該隔離變壓器的次級線圈為該電流供電電路的輸出； 一切換電路，該切換電路的電源輸出端連接于該隔離變壓器的初級線圈；以及 一控制電路，連接于該切換電路的控制端，用以至少產(chǎn)生一第一脈沖寬度調(diào)制信號控 制該切換電路運行，使該輸入電壓的能量選擇性地經(jīng)由該切換電路傳送至該隔離變壓器的 初級線圈。
21.如權(quán)利要求20所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中該切換電路包含 一第一開關(guān)，該第一開關(guān)的第一端連接于該隔離變壓器的初級線圈的一端，該第一開關(guān)的控制端連接于該控制電路；以及一第二開關(guān)，該第二開關(guān)的第二端連接于該隔離變壓器的初級線圈與該第一開關(guān)的第 一端，該第二開關(guān)的第一端與該隔離變壓器的初級線圈的另一端連接，該第二開關(guān)的控制 端連接于該控制電路；其中，控制電路通過產(chǎn)生的該第一脈沖寬度調(diào)制信號與一第二脈沖寬度調(diào)制信號分別 控制該第一開關(guān)與該第二開關(guān)導(dǎo)通或截止，使該輸入電壓的電能選擇性地經(jīng)由該第一開關(guān) 或該第二開關(guān)傳送至該隔離變壓器的初級線圈。
22.如權(quán)利要求20所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中該控制電路為數(shù)字 信號處理器、微處理器、脈沖寬度調(diào)制控制器或脈沖頻率調(diào)制控制器。
23.如權(quán)利要求13所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中所述多個輸出整流 電路為為橋式整流電路、半波式整流電路或全波式整流電路。
24.如權(quán)利要求13所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中所述多組均流變壓 器組的最后一層的每一個均流變壓器的次級線圈更包含一中心抽頭。
25.如權(quán)利要求13所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中所述多組直流負(fù)載 為多個發(fā)光二極管構(gòu)成。
26.如權(quán)利要求13所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中所述多組均流變壓 器組的第二層包含多個均流分支，每一個該均流分支包含多個均流變壓器，每一個該均流 分支的所述多個均流變壓器的至少部分均流變壓器的初級線圈串聯(lián)連接于上一層對應(yīng)的 均流變壓器的次級線圈。
27.—種多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，用以驅(qū)動多組直流負(fù)載，該多組直流負(fù)載 的電流平衡供電電路至少包含一電流供電電路，用以接收一輸入電壓的能量而產(chǎn)生一驅(qū)動電流或一驅(qū)動電壓； 多個輸出整流電路，所述多個輸出整流電路的每一個輸出整流電路連接于所述多組直 流負(fù)載的對應(yīng)一組直流負(fù)載，用以整流且產(chǎn)生多個輸出電流至所述多組直流負(fù)載；多組均流變壓器組，所述多組均流變壓器組的每一組均流變壓器組包含多個均流變壓 器，所述多組均流變壓器組中的每一組均流變壓器組的均流變壓器的次級線圈對應(yīng)連接于 所述多個輸出整流電路的一個輸出整流電路；以及多個均流電路，所述多個均流電路的每一個均流電路對應(yīng)與所述多組均流變壓器組的 一組均流變壓器組的每一個均流變壓器的初級線圈在該電流供電電路的輸出串聯(lián)連接；其中，所述多個均流電路的每一個均流電路的等效阻抗大小與對應(yīng)的所述多組均流變 壓器組的一組均流變壓器組的均流變壓器的初級線圈的串聯(lián)等效阻抗匹配，使所述多個輸 出電流的每一個輸出電流的電流值實質(zhì)上相等。
28.如權(quán)利要求27所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中所述多個均流電路 的每一個均流電路的等效阻抗大于對應(yīng)的所述多組均流變壓器組的一組均流變壓器組的 第一層的均流變壓器的初級線圈的串聯(lián)等效阻抗。
29.如權(quán)利要求27所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中每一個電流回路上 彼此之間，所述多個均流電路的對應(yīng)的均流電路的等效阻抗與所述多組均流變壓器組的對 應(yīng)的均流變壓器組的第一層的均流變壓器的初級線圈的串聯(lián)等效阻抗的總和相等。
30.如權(quán)利要求27所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中所述多個均流電路 為電容性無源元件構(gòu)成。
31.如權(quán)利要求30所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中所述多個均流電路 的每一個均流電路分別為一個電容。
32.如權(quán)利要求27所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中所述多個均流電路 為電感性無源元件構(gòu)成。
33.如權(quán)利要求32所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中所述多個均流電路 的每一個均流電路分別為一個電感。
34.如權(quán)利要求27所述的多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，其中該電流供電電路包含一隔離變壓器，該隔離變壓器的次級線圈為該電流供電電路的輸出；一切換電路，該切換電路的電源輸出端連接于該隔離變壓器的初級線圈；以及一控制電路，連接于該切換電路的控制端，用以至少產(chǎn)生一第一脈沖寬度調(diào)制信號控 制該切換電路運行，使該輸入電壓的能量選擇性地經(jīng)由該切換電路傳送至該隔離變壓器的 初級線圈。
全文摘要
一種多組直流負(fù)載的電流平衡供電電路，用以驅(qū)動多組直流負(fù)載，其包含電流供電電路，用以接收輸入電壓的能量而產(chǎn)生驅(qū)動電流或驅(qū)動電壓；多個輸出整流電路，多個輸出整流電路的每一個輸出整流電路連接于多組直流負(fù)載的對應(yīng)一組直流負(fù)載，用以整流且產(chǎn)生多個輸出電流至所述多組直流負(fù)載；多組均流變壓器組，第一層的每一個均流變壓器的初級線圈在電流供電電路的輸出串聯(lián)連接；多個均流電路；其中，多個均流電路的每一個均流電路的等效阻抗大小與對應(yīng)的多組均流變壓器組的一組均流變壓器組的均流變壓器的初級線圈的串聯(lián)等效阻抗匹配。本發(fā)明應(yīng)用于發(fā)光二極管的直流負(fù)載時可以使發(fā)光亮度相同，電路復(fù)雜度低。此外，有較小的體積與較高的電路密度。
文檔編號H05B37/02GK101959345SQ200910151748
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月13日
發(fā)明者張世賢, 柯柏年 申請人:臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司