專利名稱：一種比例式電壓跟隨器及采用該跟隨器的恒流電源的制作方法
技術領域：
本發(fā)明公開一種電壓跟隨器及恒流電源，特別是一種比例式電壓跟隨器及采 用該跟隨器的恒流電源。
背景技術：
隨著LED在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽迷絹碓蕉?，LED的驅動也就成了人們研究 的重點。目前的LED燈串都是采用Buck電路將市電轉換成低壓直流電進行供電的。現(xiàn)有技 術中的Buck電路中，當輸出端不接負載時，前級的恒壓電源保持最高電壓供給Buck電路， Buck電路同樣以最高電壓輸出；當輸出端接入負載LED燈時，因為Buck電路的恒流原理， 輸出端的電壓會變低，低到能滿足恒流的要求，如果接入的負載LED燈繼續(xù)減少時，Buck電 路同樣也能保持恒定電流輸出，但此時Buck電路因為輸入與輸出的電壓差太大，脈沖開關 占空比會變的很大，這樣Buck電路的效率就會變的很低。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述提到的現(xiàn)有技術中的恒流電源中的Buck電路部分的效率較低的缺點， 本發(fā)明提供一種新的比例式電壓跟隨器電壓跟隨器，通過特殊的電路結構設計，解決上述 問題。本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案是一種比例式電壓跟隨器電壓跟隨器， 包括電流取樣模塊、隔離電路模塊、電壓比例放大模塊和輸出控制模塊，電流取樣模塊采樣 輸入電流，并將采樣結果輸出給隔離電路模塊，經(jīng)過隔離電路模塊的隔離后輸出給電壓比 例放大模塊，由電壓比例放大模塊進行放大后，由輸出控制模塊輸出。一種采用上述的比例式電壓跟隨器的恒流電源，恒流電源包括AC/DC轉換模塊、 脈沖開關降壓模塊、Buck電路恒流控制模塊、PWM驅動模塊、恒壓反饋環(huán)路模塊和比例式電 壓跟隨器，交流市電輸入AC/DC轉換模塊，經(jīng)AC/DC轉換模塊轉換成直流電后輸出給脈沖開 關降壓模塊，由脈沖開關降壓模塊進行降壓后輸出給Buck電路恒流控制模塊轉換成恒流 源驅動LED燈串，比例式電壓跟隨器采樣Buck電路恒流控制模塊輸出的正極電壓并轉換成 控制信號輸出給恒壓反饋環(huán)路模塊，由恒壓反饋環(huán)路模塊反饋給PWM驅動模塊，PWM驅動模 塊控制脈沖開關降壓模塊調(diào)整電壓。本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案進一步還包括
所述的電流取樣模塊包括依次串聯(lián)連接的電阻R18、電阻R19和電阻R20，采樣電流有 電阻R18輸入，電阻R20接地，電阻R19和電阻R20的公共端上連接有電阻R15，經(jīng)電阻R15 輸出采樣結果給隔離電路模塊。所述的隔離電路模塊包括電阻R13、電阻R16和三極管Q3，電阻R13、三極管Q3和 電阻R16依次串聯(lián)連接，電阻R13連接至+IOV電源，電阻R16接地，三極管Q3的基極和集電極短接，三極管Q3的發(fā)射極為隔離電路模塊的輸入端，三極管Q3的集電極為隔離電路模 塊的輸出端。所述的三極管Q3采用PNP型三極管。所述的電壓比例放大模塊包括電阻R14、電阻R17和三極管Q4，電阻R14、三極管 Q4和電阻R17依次串聯(lián)連接，電阻R14連接至+IOV電源，電阻R17接地，三極管Q4的基極 為電壓比例放大模塊的輸入端，三極管Q4的集電極為電壓比例放大模塊的輸出端。所述的三極管Q4采用PNP型三極管。所述的輸出控制模塊包括串接在電壓比例放大模塊的輸出端上的限流電阻RlO 和跨接在電壓比例放大模塊的輸出端與地之間的電容ClO。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明電路結構簡單，應用非常巧妙，可以通過本發(fā)明利用 電壓控制環(huán)路來控制PWM的占空比，實現(xiàn)第一級的輸出根據(jù)負載的需求進行自動跟隨。當 輸出電壓要求高時，前級輸出為高，當輸出電壓要求低時，前級輸出為低。因為Buck恒流 電路會因開關電路的占空比關系而對整機效率的降低，所以發(fā)明中利用前級輸出的電壓來 適應Buck恒流電路的需求，使Buck電路的占空比始終保持在40%——50%之間，保證Buck 電路的最高效率，按正常情況Buck電路的效率能保持在95%以上。下面將結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明。


圖1為本發(fā)明電路方框圖。圖2應用本發(fā)明的電源電路方框圖。圖3為本發(fā)明電路原理圖。圖4為應用本發(fā)明的電壓環(huán)路電路原理圖。圖5為應用本發(fā)明的電源電路原理圖。
具體實施例方式本實施例為本發(fā)明優(yōu)選實施方式，其他凡其原理和基本結構與本實施例相同或近 似的，均在本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。請參看附圖1，本發(fā)明中主要為一種比例式電壓跟隨器，電壓跟隨器包括電流取樣 模塊、隔離電路模塊、電壓比例放大模塊和輸出控制模塊，電流取樣模塊采樣輸入電流，并 將采樣結果輸出給隔離電路模塊，經(jīng)過隔離電路模塊的隔離后輸出給電壓比例放大模塊， 由電壓比例放大模塊進行放大后，由輸出控制模塊輸出。請結合參看附圖3，本實施例中， 電流取樣模塊包括依次串聯(lián)連接的電阻R18、電阻R19和電阻R20，采樣電流有電阻R18輸 入，電阻R20接地，電阻R19和電阻R20的公共端上連接有電阻R15，經(jīng)電阻R15輸出采樣結 果給隔離電路模塊。本實施例中，隔離電路模塊包括電阻R13、電阻R16和三極管Q3，電阻 R13、三極管Q3和電阻R16依次串聯(lián)連接，本實施例中，三極管Q3采用PNP型三極管，電阻 R13連接至+IOV電源，電阻R16接地，三極管Q3的基極和集電極短接，三極管Q3的發(fā)射極 為隔離電路模塊的輸入端，與電阻R15連接，三極管Q3的集電極為隔離電路模塊的輸出端， 輸出給電壓比例放大模塊。本實施例中，電壓比例放大模塊包括電阻R14、電阻R17和三極 管Q4，本實施例中，三極管Q4采用PNP型三極管，電阻R14、三極管Q4和電阻Rl7依次串聯(lián)
4連接，電阻R14連接至+IOV電源，電阻R17接地，三極管Q4的基極為電壓比例放大模塊的輸 入端，其與三極管Q3的集電極連接，三極管Q4的集電極為電壓比例放大模塊的輸出端。本 實施例中，輸出控制模塊包括串接在電壓比例放大模塊的輸出端上的限流電阻RlO和跨接 在電壓比例放大模塊的輸出端與地之間的電容C10，三極管Q4的集電極通過限流電阻RlO 直接輸出控制信號。請參看附圖2、附圖4和附圖5，采用上述的比例式電壓跟隨器的恒流電源，主要包 括AC/DC轉換模塊、脈沖開關降壓模塊、Buck電路恒流控制模塊、PWM驅動模塊、恒壓反饋環(huán) 路模塊和比例式電壓跟隨器，交流市電輸入AC/DC轉換模塊，經(jīng)AC/DC轉換模塊轉換成直流 電后輸出給脈沖開關降壓模塊，由脈沖開關降壓模塊進行降壓后輸出給Buck電路恒流控 制模塊轉換成恒流源驅動LED燈串，比例式電壓跟隨器采樣Buck電路恒流控制模塊輸出的 正極電壓并轉換成控制信號輸出給恒壓反饋環(huán)路模塊，由恒壓反饋環(huán)路模塊反饋給PWM驅 動模塊，PWM驅動模塊控制脈沖開關降壓模塊調(diào)整電壓。本發(fā)明在使用時，電源前級以反激式準諧振的脈沖開關電源給后級Buck電路提 供恒定的電壓源，但可以在寬范圍輸出時能有較高的效率。同時，電源電路中提供一組IOV 的電源進行二次穩(wěn)壓后做為跟隨電壓器模塊的基準源，這一組需在主電壓寬范圍波動時能 穩(wěn)定在10V。電源后級采用降壓式Buck恒流源，降壓式Buck恒流源電路部分采用常規(guī)設 計。當接入本發(fā)明的電壓跟隨器模塊后，整機效率能得到大大的提升。電本發(fā)明在負載LED 燈正極進行電壓取樣，然后經(jīng)過電阻R18、電阻R19和電阻R20分壓進行比例縮小，經(jīng)電阻 R15后送入第二級比例縮放，即本發(fā)明中的由電阻R13、三極管Q3和電阻R16組成的縮放及 隔離電路，使反饋更加穩(wěn)定，本實施例中，三極管Q3將基極和集電極短接，接成二極管形式 主要是墊高負極的電壓，在比例縮放時，使負極始終會比正極大0. 6V。隔離電路模塊由三極 管Q3的集電極輸出后，經(jīng)三極管Q4進行電流放大，當三極管Q4基極的電壓升高時，三極管 Q4的集電極的電流也增大，由于電阻R14和電阻R17的阻值比例關系，最后由三極管Q4的 集電極輸出，經(jīng)過電容ClO的濾波后輸出控制信號，經(jīng)電阻R10、電阻Rll和電阻R12分壓 后，同時與電阻R7上的電流進行疊加后，與三端穩(wěn)壓器U2的基準腳電壓進行比較后輸出控 制信息控制初級的PWM驅動模塊，調(diào)整前級供給Buck電路的電壓，從而縮小Buck電路上的 輸入與輸出的電壓比，達到節(jié)能的較果。本發(fā)明電路結構簡單，應用非常巧妙，可以通過本發(fā)明利用電壓控制環(huán)路來控制 PWM的占空比，實現(xiàn)第一級的輸出根據(jù)負載的需求進行自動跟隨。當輸出電壓要求高時，前 級輸出為高，當輸出電壓要求低時，前級輸出為低。因為Buck恒流電路會因開關電路的占 空比關系而對整機效率的降低，所以發(fā)明中利用前級輸出的電壓來適應Buck恒流電路的 需求，使Buck電路的占空比始終保持在40%——50%之間，保證Buck電路的最高效率，按 正常情況Buck電路的效率能保持在95%以上。
權利要求
1.一種比例式電壓跟隨器，其特征是所述的電壓跟隨器包括電流取樣模塊、隔離電 路模塊、電壓比例放大模塊和輸出控制模塊，電流取樣模塊采樣輸入電流，并將采樣結果輸 出給隔離電路模塊，經(jīng)過隔離電路模塊的隔離后輸出給電壓比例放大模塊，由電壓比例放 大模塊進行放大后，由輸出控制模塊輸出。
2.根據(jù)權利要求1所述的比例式電壓跟隨器，其特征是所述的電流取樣模塊包括依 次串聯(lián)連接的電阻R18、電阻R19和電阻R20，采樣電流有電阻R18輸入，電阻R20接地，電 阻R19和電阻R20的公共端上連接有電阻R15，經(jīng)電阻R15輸出采樣結果給隔離電路模塊。
3.根據(jù)權利要求1所述的比例式電壓跟隨器，其特征是所述的隔離電路模塊包括電 阻R13、電阻R16和三極管Q3，電阻R13、三極管Q3和電阻R16依次串聯(lián)連接，電阻R13連接 至+IOV電源，電阻R16接地，三極管Q3的基極和集電極短接，三極管Q3的發(fā)射極為隔離電 路模塊的輸入端，三極管Q3的集電極為隔離電路模塊的輸出端。
4.根據(jù)權利要求3所述的比例式電壓跟隨器，其特征是所述的三極管Q3采用PNP型 三極管。
5.根據(jù)權利要求1所述的比例式電壓跟隨器，其特征是所述的電壓比例放大模塊包 括電阻R14、電阻R17和三極管Q4，電阻R14、三極管Q4和電阻R17依次串聯(lián)連接，電阻R14 連接至+IOV電源，電阻R17接地，三極管Q4的基極為電壓比例放大模塊的輸入端，三極管 Q4的集電極為電壓比例放大模塊的輸出端。
6.根據(jù)權利要求5所述的比例式電壓跟隨器，其特征是所述的三極管Q4采用PNP型 三極管。
7.根據(jù)權利要求1所述的比例式電壓跟隨器，其特征是所述的輸出控制模塊包括串 接在電壓比例放大模塊的輸出端上的限流電阻RlO和跨接在電壓比例放大模塊的輸出端 與地之間的電容ClO。
8.一種采用如權利要求1中所述的比例式電壓跟隨器的恒流電源，其特征是所述的 恒流電源包括AC/DC轉換模塊、脈沖開關降壓模塊、Buck電路恒流控制模塊、PWM驅動模塊、 恒壓反饋環(huán)路模塊和比例式電壓跟隨器，交流市電輸入AC/DC轉換模塊，經(jīng)AC/DC轉換模 塊轉換成直流電后輸出給脈沖開關降壓模塊，由脈沖開關降壓模塊進行降壓后輸出給Buck 電路恒流控制模塊轉換成恒流源驅動LED燈串，比例式電壓跟隨器采樣Buck電路恒流控制 模塊輸出的正極電壓并轉換成控制信號輸出給恒壓反饋環(huán)路模塊，由恒壓反饋環(huán)路模塊反 饋給PWM驅動模塊，PWM驅動模塊控制脈沖開關降壓模塊調(diào)整電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開一種比例式電壓跟隨器及采用該跟隨器的恒流電源，電壓跟隨器包括電流取樣模塊、隔離電路模塊、電壓比例放大模塊和輸出控制模塊，電流取樣模塊采樣輸入電流，并將采樣結果輸出給隔離電路模塊，經(jīng)過隔離電路模塊的隔離后輸出給電壓比例放大模塊，由電壓比例放大模塊進行放大后，由輸出控制模塊輸出，比例式電壓跟隨器采樣Buck電路恒流控制模塊輸出的正極電壓并轉換成控制信號輸出給恒壓反饋環(huán)路模塊，由恒壓反饋環(huán)路模塊反饋給PWM驅動模塊，PWM驅動模塊控制脈沖開關降壓模塊調(diào)整電壓。本發(fā)明電路結構簡單，應用非常巧妙，通過本發(fā)明按正常情況Buck電路的效率能保持在95%以上。
文檔編號H02M3/335GK102135780SQ20111002812
公開日2011年7月27日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權日2011年1月26日
發(fā)明者唐開鋒, 徐兵, 蘇周, 董潔, 顧永德 申請人:深圳茂碩電源科技股份有限公司