恒流供电电路及用电装置的制作方法

1.本技术涉及电子电路技术领域，具体而言，涉及一种恒流供电电路及用电装置。


背景技术：

2.随着人们生活水平的提高，用电装置广泛地使用在人们的生活当中，例如灯带、液晶显示装置、照明灯等用电装置。以灯带为例，目前越来越多的人开始重视生活中的装饰美化问题，其中灯带作为一种用电装置，引起了广泛的重视，灯带又不仅仅只是起着装饰美化的作用，也起着照明的作用。但现有的灯带，都存在着光衰现象(即灯带首尾两端的灯珠串的亮度存在差异)。当一条灯带连接距离超过一定长度时，其首尾两端就会有比较明显的光衰现象，使得灯带上不同的光源具有不同的发光亮度。


技术实现要素：

3.本技术实施例提出了一种恒流供电电路及用电装置，以解决以上问题。
4.本技术实施例通过以下技术方案来实现上述目的。
5.第一方面，本技术实施例提供一种恒流供电电路，恒流供电电路包括电源单元，恒流供电电路还包括压降单元、负载单元以及均流单元，电源单元分别与压降单元和负载单元连接，负载单元包括多路负载支路。均流单元连接于压降单元和负载单元之间，用于实现多路负载支路之间的电流值或电压值相等。
6.在一种实施方式中，负载单元包括至少两路并联的负载支路，负载支路的一端与均流单元连接，另一端与电源单元连接。
7.在一种实施方式中，均流单元包括至少一个均流电阻，均流电阻的一端与负载支路串联连接，另一端与压降单元连接。
8.在一种实施方式中，压降单元包括至少一个压降电阻，任意相邻的两路负载支路之间均连接有压降电阻。
9.在一种实施方式中，均流电阻为阻值固定的固定电阻或阻值可调的不定电阻。
10.在一种实施方式中，任一个均流电阻的阻值是根据负载支路的数量、第一均流电阻的阻值，以及根据连接于任一个均流电阻与第一均流电阻之间的压降电阻的阻值进行确定；其中，第一均流电阻为与任一个均流电阻相邻，且远离电源单元的均流电阻。
11.在一种实施方式中，连接于任意相邻的两路负载支路之间的压降电阻的阻值相同，任一个均流电阻的阻值是根据负载支路的数量、压降电阻的阻值以及第二均流电阻的阻值进行确定；其中，第二均流电阻为与距离电源单元最远的负载支路串联连接的均流电阻。
12.在一种实施方式中，压降单元包括第一压降电阻和第二压降电阻，第一压降电阻的一端连接于电源单元，另一端连接于与第一压降电阻相邻的均流电阻，第二压降电阻连接于任意相邻的两路负载支路之间。
13.第二方面，本技术实施例还提供一种用电装置，用电装置包括装置主体以及恒流
供电电路，恒流供电电路设于装置主体。
14.在一种实施方式中，用电装置包括多个用电器件，一路负载支路上连接有至少一个用电器件。
15.相较于现有技术，本技术实施例提供的恒流供电电路及用电装置，均流单元可以均衡相对应的每路负载支路的压降，有效保证流过每路负载支路上的电流值或电压值基本相等，这样使得每路负载支路上的每个用电器件的功率能够保持大致相等，保证每个用电器件能够产生大致相同的使用效果。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本技术实施例提供的用电装置的结构示意图。
18.图2是本技术实施例提供的恒流供电电路的结构示意图。
19.图3是如图2所示的恒流供电电路的电路框图。
20.图4是如图1所示的用电装置的电路结构示意图。
具体实施方式
21.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
22.请一并参阅图1和图2，本技术实施例提供一种用电装置10，用电装置10包括装置主体11以及恒流供电电路12，恒流供电电路12设于装置主体11。用电装置10可以为灯带、液晶显示装置、照明灯等等，装置主体11可以为灯带带体、液晶装置主体等。以下以用电装置10为灯带为例进行说明。
23.在本实施方式中，用电装置10还包括多个用电器件13，用电器件13可以为发光器件例如灯珠串等。
24.请一并参阅图2和图3，在本实施方式中，恒流供电电路12包括电源单元121，电源单元121用于为恒流供电电路12提供工作电源。恒流供电电路12还包括压降单元122和负载单元123，电源单元121分别与压降单元122和负载单元123连接，负载单元123包括多路负载支路1231，每个用电器件13连接于负载支路1231中。示例性地，负载单元123包括m路负载支路1231。其中，第一路负载支路1231距离电源单元121最远，第m路负载支路1231距离电源单元121最近，每路负载支路1231上连接有至少一个用电器件13。
25.请一并参阅图2和图3，在本实施方式中，每路负载支路1231包括第一接线端1232以及第二接线端1233。第一接线端1232以及第二接线端1233分别用于与用电器件13的两个接线位连接。第一接线端1232及第二接线端1233可以为接线端子，或者为导线结构。当第一接线端1232及第二接线端1233为接线端子时，可以方便第一接线端1232及第二接线端1233
与用电器件13的装配与拆卸，这样当恒流供电电路12中某一路负载支路1231上的用电器件13损坏时，可以快速对损坏的用电器件13进行更换；当第一接线端1232及第二接线端1233为导线结构时，第一接线端1232及第二接线端1233可以直接与用电器件13的两个接线位连接，即用电器件13通过两个接线位直接连接于第一接线端1232及第二接线端1233，这样可以方便用电装置10的制造及使用。
26.在本实施方式中，负载单元123包括至少两路并联的负载支路1231，至少两路负载支路1231通过导线14依次并联设置。恒流供电电路12可以为每路负载支路1231提供一个恒定的电流，使每路负载支路1231的每个用电器件13流过的电流基本相等。通过将至少两路负载支路1231依次并联设置使得恒流供电电路12可以为每路负载支路1231上的用电器件13提供大致相同的驱动电压，这样当每路负载支路1231上的用电器件13的型号和参数相同时，每路负载支路1231上的用电器件13的实际功率大致相同。当用电器件13为发光器件时，此时每路负载支路1231上的发光亮度大致相同，可以有效避免光衰现象的出现。
27.请参阅图3和图4，在本实施方式中，恒流供电电路12还包括均流单元124，均流单元124连接于压降单元122和负载单元123之间，用于实现多路负载支路1231之间的电流值或电压值相等。其中，均流单元124的一端与负载支路1231连接，另一端与压降单元122连接。均流单元124包括至少一个均流电阻rb，均流电阻rb的一端与负载支路1231串联连接，另一端与压降单元122连接。具体地，均流电阻rb的一端与第一接线端1232连接，均流电阻rb的另一端通过导线14直接连接于压降单元122。均流电阻rb用于均衡每一路负载支路1231的压降，消除压降单元122所导致的各路负载支路1231之间压降不均衡的影响，以使每路负载支路1231的驱动电压大致相同，保证每路负载支路1231流经的电流基本相等，使得每路负载支路1231上的用电器件13的功率能够保持大致相等，保证每个用电器件13能够产生大致相同的使用效果。
28.在本实施方式中，均流电阻rb可以为阻值固定的固定电阻。例如均流电阻rb可以为阻值固定的金属电阻，这样可以方便制造。当m路负载支路1231并联设置时，可以根据实际情况挑选合适的固定阻值的均流电阻rb串联在每路负载支路1231上，以使得每路负载支路1231的驱动电压大致保持一致。
29.在另一种实施方式中，均流电阻rb可以为阻值可调的不定电阻。例如均流电阻rb可以为阻值可调的变阻器，这样可以节约制造的成本。当m路负载支路1231并联设置时，每路负载支路1231上串联有一个阻值可调的均流电阻rb，根据实际情况可以调节均流电阻rb的阻值，以使得每路负载支路1231的驱动电压大致保持一致。
30.在本实施方式中，压降单元122包括至少一个压降电阻r，任意相邻的两个负载支路1231之间均连接有压降电阻r，压降电阻r连接于两个相邻的均流电阻rb之间。
31.其中，任一个均流电阻rb的阻值，是根据负载支路1231的数量、第一均流电阻的阻值，以及连接于任一个均流电阻rb与第一均流电阻之间的压降电阻r的阻值进行确定，其中，第一均流电阻为与任一个均流电阻rb相邻，且远离电源单元121的均流电阻。示例性地，若要确定均流电阻r
bn
的阻值，则需要根据负载支路1231的数量n、第一均流电阻r
b(n-1)
的阻值，以及连接于该均流电阻r
bn
与第一均流电阻t
b(n-1)
之间的压降电阻t
(n-1)
的阻值进行确定，其中，第一均流电阻r
b(n-1)
为与该均流电阻r
bn
相邻，且远离电源单元121的均流电阻，即任一均流电阻rb的计算公式为：r
bn
＝(n-1)r
(n-1)
r
b(n-1)
ꢀꢀꢀ
(1)；
32.r
bn
表示第n路负载支路1231对应串联的均流电阻rb的电阻值，r
b(n-1)
表示第n-1路负载支路1231对应串联的均流电阻rb的电阻值，即r
b(n-1)
也可以表示为与均流电阻r
bn
相邻，且远离电源单元121的均流电阻rb的电阻值，r
(n-1)
表示连接于r
bn
与r
b(n-1)
之间的压降电阻r的电阻值。需要说明的是，因为均流电阻rb与负载支路1231是串联连接，r
(n-1)
也可以表示为连接于第n路负载支路1231与第n-1路负载支路1231之间的压降电阻r的电阻值。
33.在本实施方式中，当m路负载支路1231并联设置时，均流电阻rb可以均衡每一路负载支路1231的压降，消除连接于任意相邻的两个负载支路1231之间的压降电阻r所导致的各路负载支路1231之间压降不均衡的影响，使得恒流供电电路12中的每路负载支路1231的驱动电压大致保持一致，此时流过每路负载支路1231的电流i基本相等。
34.此时，计算第n路负载支路1231所串联的均流电阻r
bn
的压降时，其大致等于第n-1路压降电阻r
(n-1)
造成的压降(n》1)，加上第n-1路负载支路1231对应的均流电阻r
b(n-1)
造成的压降(n》1)，则第n路负载支路1231对应串联的均流电阻r
bn
的计算满足下列方程式：
35.ir
bn
＝(n-1)ir
(n-1)
ir
b(n-1)
ꢀꢀꢀ
(2)
36.去掉同类项后，
37.从而得到上述的公式(1)，r
bn
＝(n-1)r
(n-1)
r
b(n-1)
；
38.请参阅图4，在本实施例中，导线14包括相对间隔的第一导体15以及第二导体16，第一导体15以及第二导体16均具有用于与电源单元121连接的接线端，每路负载支路1231连接于第一导体15与第二导体16之间。具体地，第一导体15通过均流电阻rb以及负载支路1231与第二导体16相连接，第一导体15的接线端可以用于与电源单元121的正极连接，第二导体16的接线端可以用于与电源单元121的负极连接。
39.在本实施方式中，第一导体15以及第二导体16的电阻率较小，以保证第一导体15以及第二导体16易于传导电流。例如，第一导体15可以作为火线，第二导体16作为零线。
40.在本实施例中，第一导体15与第二导体16的延伸方向平行设置，此时第一导体15与第二导体16相互平行，位于第一导体15及第二导体16间的每路负载支路1231均具有与第一导体15及第二导体16连接的最小间距，当m路负载支路1231以最小间距与第一导体15及第二导体16连接时，此时m路负载支路1231相互平行。第一导体15与第二导体16的延伸方向平行设置，这样可以使得第一导体15与第二导体16径直地延伸设置，同时使得并联的m路负载支路1231相互平行，以降低其接线的长度，从而节约制造的成本。
41.请参阅图4，在本实施方式中，每相邻两路负载支路1231等间距设置，即m路负载支路1231依次等间距并联设置，又由于第一导体15与第二导体16的延伸方向平行设置，此时m路负载支路1231平行且等距设置，这样可以避免相间隔的不同的负载支路1231间的第一接线端1232或者第二接线端1233的交错，防止不同的负载支路1231间的交错造成的电路短路或者其他故障的出现。
42.在本实施方式中，第一导体15的内阻以及第二导体16的内阻处处相等，即第一导体15与第二导体16在每一位置的内阻都相等，这样在方便制造的同时也可以使得每相邻两路负载支路1231之间的压降电阻r大致相等，这样可以方便确定任一均流电子rb的阻值，以选择合适的均流电子rb均衡各路负载支路1231之间的压降。
43.在本实施方式中，任一相邻的两路负载支路1231之间连接的压降电阻r的阻值相同。具体地，任意相邻的两路负载支路1231之间对应的压降电阻r可以等效为该相邻两路负
载支路1231之间的第一导体15与第二导体16的内阻。由于第一导体15与第二导体16的延伸方向平行设置且每相邻两路负载支路1231等间距设置，此时m路负载支路1231平行且等距设置，又由于第一导体15的内阻以及第二导体16的内阻处处相等，因此，每相邻两路负载支路1231间的第一导体15与第二导体16的长度大致相等，每相邻两路负载支路1231间的第一导体15与第二导体16的内阻大致相等，也即每相邻两路负载支路1231之间对应的压降电阻r的电阻值相等。
44.在本实施方式中，任一个均流电阻rb的阻值，是根据负载支路1231的数量、压降电阻r的阻值以及第二均流电阻的阻值进行确定；其中，第二均流电阻为与距离电源单元121最远的负载支路1231串联连接的均流电阻。
45.具体地，由公式(2)：r
bn
＝(n-1)r
(n-1)
r
b(n-1)
46.展开可得：
47.r
bn
＝(n-1)r
(n-1)
(n-2)r
(n-2)
(n-3)r
(n-3)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
48.由于每路负载支路1231对应的压降电阻r相等，即压降电阻r为恒定值，则有
[0049][0050]
即r
bn
的计算公式为：
[0051]
其中，r
b1
为与m路负载支路1231中距离电源单元121最远的负载支路1231串联连接的均流电阻rb。
[0052]
在本实施方式中，由于压降电阻r大致为恒定值，由公式(4)可知，第n路负载支路1231对应的均流电阻r
bn
，主要由负载支路1231的数量，以及与m路负载支路1231中距离电源单元121最远的负载支路1231串联的均流电阻rb决定，即r
b1
。
[0053]
在本实施方式中，压降单元122可以包括多个压降电阻r，例如压降电阻r的数量与负载支路1231的数量相同。具体地，负载支路1231的数量为m路，压降电阻r的数量为m个，每路负载支路1231分别对应于一个压降电阻r。示例性地，第一路负载支路1231对应于压降电阻r1，第n路负载支路1231对应于压降电阻rn。需要说明的是，每路负载支路1231对应的压降电阻r是指与对应的每路负载支路1231相邻的压降电阻r，对应的每路负载支路1231通过对应的压降电阻r与上一路负载支路1231连通或与电源单元121连通。具体地，对于第n路负载支路1231，其对应相邻的压降电阻r是压降电阻rn，则该负载支路1231通过压降电阻rn与第n 1路负载支路1231连通或与电源单元121连通。
[0054]
请参阅图4，在本实施方式中，压降单元122包括第一压降电阻rm和第二压降电阻，第一压降电阻rm的一端连接于电源单元121，另一端连接于与第一压降电阻rm相邻的均流电阻r
bm
，第二压降电阻连接于任意相邻的两路负载支路1231之间。示例性地，负载单元123包括m路负载支路1231，第m路负载支路1231与均流电阻r
bm
串联连接且距离电源单元121最近，第一压降电阻rm连接于电源单元121与第m路负载支路1231之间，m路负载支路1231中的任
意相邻的两路负载支路1231之间均连接有第二压降电阻，即第二压降电阻包括r
m-1
、......、r1。
[0055]
其中，m≥2。这样负载支路1231对应串联的均流电阻rb可以均衡每一路负载支路1231的压降，消除第二压降电阻所导致的各路负载支路1231之间压降不均衡的影响，以使得恒流供电电路12中的每路负载支路1231的驱动电压大致保持一致。需要说明的是，负载支路1231的驱动电压与第一压降电阻rm有关，第一压降电阻rm的阻值越低，负载支路1231的驱动电压越大。
[0056]
请参阅图4，在本实施方式中，多路负载支路1231分为多组并联电路组1234，每个并联电路组1234包括x路负载支路1231，x≥2。例如每个并联电路组1234包括可以包括五路负载支路1231、十路负载支路1231或者十五路负载支路1231。具体地，恒流供电电路12包括多组并联电路组1234，当压降电阻r较小时，例如，小于1欧姆或0.5欧姆，压降电阻r两端的电压也较小，其对下一路负载支路1231造成的压降不明显。此时可以将m路负载支路1231分为多组并联电路组1234，每个并联电路组1234内的多路负载支路1231可以采用同一个平均值的均流电阻这样可以在方便制造的同时也能降低生产制造时的成本。
[0057]
在本实施方式中，每个并联电路组1234中每路负载支路1231对应的压降电阻r的电阻值＝a/x，其中a为并联电路组1234对应的所有的压降电阻r的电阻值之和。具体地，并联电路组1234中的每路负载支路1231均对应有压降电阻r，并联电路组1234中的所有负载支路1231之间对应的压降电阻r的电阻值之和即为a。通过将m路负载支路1231分为多组并联电路组1234，可以使得恒流供电电路12整体简单，方便制造及使用。
[0058]
请一并参阅图1和图4，在本实施方式中，用电装置10的至少一个用电器件13连接于一路负载支路1231中的第一接线端1232与第二接线端1233之间。具体地，每个用电器件13连接于一路负载支路1231中，第一接线端1232通过均流电阻rb连接于用电器件13的正接线位，用电器件13的负接线位与第二接线端1233直接连接。
[0059]
在本实施方式中，用电器件13为灯珠串，灯珠串为用电器件13，其可高效地将电能转化为光能，被广泛应用。
[0060]
在本实施方式中，使用时忽略每个灯珠串的个体特性差异，仅考虑导线14带来的内阻影响，以便于灯带的制作和使用。在一些应用场景中，当设计一条灯带且灯带中并联有多个灯珠串时，在每路负载支路1231上串联一个均流电阻rb，均流电阻rb的阻值可根据公式(4)进行适应性选择，这样可以保证负载支路1231上流过每个灯珠串的电流值大小相等，从而使得灯带每个部分的亮度保持一致，使视觉效果美观。
[0061]
具体地，每路负载支路1231中均设有灯珠串，即灯珠串连接于每路负载支路1231中。由于恒流供电电路12包括均流电阻rb，均流电阻rb可以均衡每一路负载支路1231的压降，消除用于连接各路负载支路1231的导线14的内阻所导致各路负载支路1231之间压降不均衡的影响，使得恒流供电电路12中的每路负载支路1231的驱动电压大致保持一致，保证流过每路负载支路1231的电流值基本相等，即流过每个灯珠串的电流均相等，从而保证了灯珠串亮度的一致性，避免灯带光衰现象的出现，使得灯带可以具备一定的长度，保证灯带长距离的应用，使灯带变得美观的同时照明效果也得到提升。
[0062]
在一些实施方式中，当压降电阻r较小时，其两端的电压也较小，即相邻的灯珠串的压降不明显，相邻的灯珠串亮度差也不明显。此时可以将恒流供电电路12的并联电路组
1234内的多路负载支路1231均采用同一个平均值的均流电阻以保证每组并联电路组1234中的每个灯珠串的亮度大致保持一致，这样在方便制造的同时也能节约制造的成本。
[0063]
本技术实施例提供的恒流供电电路12及用电装置10，均流单元124可以均衡相对应的每路负载支路1231的压降，有效保证流过每路负载支路1231的电流值基本相等，这样使得每路负载支路1231上的用电器件13的功率能够保持大致相等，保证每个用电器件13能够产生大致相同的使用效果。
[0064]
以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。