用于驅(qū)動(dòng)led數(shù)組的驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種驅(qū)動(dòng)LED數(shù)組的驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路中的控制芯片與該LED數(shù)組共享接地端，從而在不使用額外線圈的情況下，提供電源電壓給該控制芯片、達(dá)成零電流切換功能以及達(dá)成過電壓保護(hù)功能。由于無(wú)需使用額外線圈，因此該驅(qū)動(dòng)電路的成本及體積都可以減少。
【專利說明】
用于驅(qū)動(dòng)LED數(shù)組的驅(qū)動(dòng)電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明有關(guān)一種驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管(Light-Emitting D1de ；LED)數(shù)組(array)的驅(qū)動(dòng)電路，特別關(guān)于一種無(wú)需額外線圈的驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在目前的LED數(shù)組的驅(qū)動(dòng)電路中，運(yùn)用到CRM(Critical Conduct1n Mode)或者QR(quas1-resonant)升降壓轉(zhuǎn)換器是很常見的，但這些升降壓轉(zhuǎn)換器需要額外的線圈來提供電流給控制芯片以及達(dá)成零電流切換。例如，圖1顯示的是目前常見的LED數(shù)組驅(qū)動(dòng)電路，交流電壓VACIN經(jīng)整流器15整流產(chǎn)生直流電壓Vin，控制芯片13控制晶體管Ql導(dǎo)通或關(guān)閉以產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓Vo或穩(wěn)定的輸出電流1驅(qū)動(dòng)LED數(shù)組11。從圖1可知，LED數(shù)組11與控制芯片13的接地端是不同的，因此控制芯片13無(wú)法直接偵測(cè)LED數(shù)組11上的電壓及電流，從而需要額外的線圈N2來達(dá)到以下功能:
[0003]1.)提供電流Ivdd對(duì)電容CVDD充電，以提供電源電壓給控制芯片13 ；
[0004]2.)零電流切換功能；以及
[0005]3.)輸出電壓的過電壓保護(hù)(Over Voltage Protect1n)功能。
[0006]圖2是圖1所示的電路中的電壓及電流的波形圖，其中波形17代表晶體管Ql的漏極端的電壓Vds，波形19代表線圈N2上的電壓VAUX，波形21代表二極管Dout上的電流Idout0圖1電路中的線圈N2提供的電流Ivdd對(duì)電容CVDD充電，以維持控制芯片13的電源電壓VDD。而當(dāng)晶體管Ql關(guān)閉時(shí)，線圈N2上的電壓VAUX與晶體管Ql的漏極端的電壓Vds具有比例關(guān)系，如圖2的波形17及19所示，此時(shí)線圈NI上的電壓幾乎等同輸出電壓Vo，故電壓VAUX與輸出電壓Vo也具有比例關(guān)系。電阻Rzcdl及Rzcd2分壓電壓VAUX產(chǎn)生電壓Vd至控制芯片13的接腳Z⑶，控制芯片13可以通過電壓Vd來判斷輸出電壓Vo的大小，進(jìn)而達(dá)成輸出電壓Vo的過電壓保護(hù)。如圖2的波形21所示，當(dāng)輸出二極管Dout上的電流Idout降至零時(shí)，線圈N2上的電壓VAUX將出現(xiàn)諧振，故可根據(jù)此特點(diǎn)來達(dá)成電流Idout的零電流切換。但是額外的線圈N2會(huì)導(dǎo)致成本上升以及驅(qū)動(dòng)電路板體積的增加。
[0007]因此，急需一種無(wú)需額外線圈的驅(qū)動(dòng)電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的之一，在于提出一種用以驅(qū)動(dòng)LED數(shù)組且無(wú)需額外線圈的驅(qū)動(dòng)電路。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，一種用于驅(qū)動(dòng)LED數(shù)組的驅(qū)動(dòng)電路包含用以連接該LED數(shù)組的一正電壓輸出端及一負(fù)電壓輸出端、一整流器用以整流交流電壓產(chǎn)生一直流電壓、一晶體管連接在該整流器及一電路接地端、一電容連接在該正電壓輸出端及該負(fù)電壓輸出端之間、一電感經(jīng)一二極管連接該電容，以及一控制芯片，該控制芯片具有一第一接腳連接該晶體管、一第二接腳連接該電路接地端以及一第三接腳用于偵測(cè)該電感的電壓。該控制芯片的第一接腳提供一切換信號(hào)控制該晶體管的切換，以在該正電壓輸出端及該負(fù)電壓輸出端之間產(chǎn)生一穩(wěn)定的輸出電壓或穩(wěn)定的輸出電流。在該晶體管關(guān)閉時(shí)，該電感提供一電流對(duì)該電容充電，該控制芯片的第三接腳直接從該電感的電壓偵測(cè)該電感的放電時(shí)間以及該正電壓輸出端及該負(fù)電壓輸出端之間的電壓，以分別達(dá)成零電流切換功能以及過電壓保護(hù)功能。此外，在該晶體管關(guān)閉期間，可由該LED數(shù)組提供電流對(duì)電源電壓電容充電，以提供電源電壓給該控制芯片。
[0010]本發(fā)明無(wú)需額外線圈便能提供電源電壓，也能達(dá)成零電流切換功能以及過電壓保護(hù)功能，故在成本以及驅(qū)動(dòng)電路板體積上更有競(jìng)爭(zhēng)力。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是已知的LEB數(shù)組驅(qū)動(dòng)電路；
[0012]圖2是圖1所示的電路中的電壓及電流的波形圖；
[0013]圖3是本發(fā)明用于驅(qū)動(dòng)LED數(shù)組的驅(qū)動(dòng)電路的第一實(shí)施例的電路圖；
[0014]圖4是圖3所示的電路中的電壓及電流的波形圖；
[0015]圖5是本發(fā)明用于驅(qū)動(dòng)LED數(shù)組的驅(qū)動(dòng)電路的第二實(shí)施例的電路圖。
[0016]附圖符號(hào)說明:
[0017]11 LED 數(shù)組
[0018]13控制芯片
[0019]15整流器
[0020]17電壓Vds的波形
[0021]19 電壓VAUX的波形
[0022]21 電流 Idout 波形
[0023]23驅(qū)動(dòng)電路
[0024]25正電壓輸出端
[0025]27負(fù)電壓輸出端
[0026]31 LED 數(shù)組
[0027]311 LED數(shù)組的陽(yáng)極端
[0028]313 LED數(shù)組的陰極端
[0029]33控制芯片
[0030]35 電路接地端
[0031]37電感L的第一端
[0032]39 電感L的第二端
[0033]41電壓VL的波形
[0034]43電流Idout的波形
【具體實(shí)施方式】
[0035]圖3是本發(fā)明驅(qū)動(dòng)電路23的第一實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)電路23具有正電壓輸出端25及負(fù)電壓輸出端27，分別連接LED數(shù)組31的陽(yáng)極端311及陰極端313。在驅(qū)動(dòng)電路23中，整流器15整流交流電壓VACIN產(chǎn)生直流電壓Vin，晶體管Ql的漏極連接電容Cin及整流器15以接收直流電壓Vin，電流感測(cè)電阻RCS連接在晶體管Ql的源極及電路接地端35之間，電感L的第一端37連接LED數(shù)組31的陽(yáng)極端311，電感L的第二端39連接電路接地端35，LED數(shù)組31的陰極端313經(jīng)二極管Dout連接至電路接地端35，二極管Dout是用以防止在輸出電壓Vo大于電感L的電壓VL時(shí)，電流由正電壓輸出端25逆流至電感L的第一端37，電容Cout連接在正電壓輸出端25及負(fù)電壓輸出端27之間?？刂菩酒?3的第一接腳⑶連接晶體管Ql的閘極，并提供一切換信號(hào)Vg控制晶體管Ql的切換，以在正電壓輸出端25及負(fù)電壓輸出端27之間產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓Vo或穩(wěn)定的輸出電流Ιο。由于LED的亮度與其電流成正比，因此普遍使用定電流驅(qū)動(dòng)LED。當(dāng)晶體管Ql導(dǎo)通時(shí)，電流Iql從電容Cin處流經(jīng)電阻Rcs至電感L對(duì)電感L充電；當(dāng)晶體管Ql關(guān)閉時(shí)，電感L提供電流Idout對(duì)電容Cout充電?？刂菩酒?3的第二接腳GND連接至電路接地端35，第二接腳GND上的電壓決定控制芯片33的接地電位。電阻Rzcdl及Rzcd2分壓電感L上的電壓VL，產(chǎn)生電壓Vd至控制芯片33的第三接腳Z⑶?？刂菩酒?3的第四接腳VDD連接電源供應(yīng)電容CVDD，LED數(shù)組31提供電流Ivdd經(jīng)二極管Daux對(duì)電源供應(yīng)電容CVDD充電，以提供電源電壓給控制芯片33。其中，二極管Daux是為防止電流由電容CVDD逆流至LED數(shù)組31。在圖3的實(shí)施例中，電流Ivdd是由LED數(shù)組31中的其中一個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極端抽出。圖3實(shí)施例的二極管Dout也可以連接在電感L的第一端37及正電壓輸出端25之間。
[0036]圖4是圖3中電壓及電流的波形，其中波形41為電壓VL，波形43為電流Idout。當(dāng)晶體管Ql由導(dǎo)通狀態(tài)變?yōu)殛P(guān)閉時(shí)，如時(shí)間tl所示，電感L開始放電以提供電流Idout對(duì)電容Cout充電，同時(shí)LED數(shù)組31也提供電流Ivdd對(duì)電源供應(yīng)電容CVDD充電。在電感L持續(xù)提供電流Idout的期間，如時(shí)間tl至t2所示，電感L上的電壓VL等同輸出電壓Vo，且電壓VL幾乎維持在定值，電阻Rzcdl及Rzcd2分壓電壓VL產(chǎn)生與輸出電壓Vo相關(guān)的電壓Vd至控制芯片33的第三接腳Z⑶，由于此時(shí)二極管Dout為導(dǎo)通狀態(tài)，因此控制芯片33的第二接腳GND及負(fù)電壓輸出端27 (或電容Cout的負(fù)端)皆連接至同一電路接地端35，所以控制芯片33可以直接根據(jù)電壓Vd判斷輸出電壓Vo的大小，進(jìn)而在輸出電壓Vo過高時(shí)達(dá)成過電壓保護(hù)功能。當(dāng)電流Idout降為零時(shí)，如時(shí)間t2所示，電感L的電壓VL將產(chǎn)生諧振而開始下降，導(dǎo)致電壓Vd也下降，因此當(dāng)電壓Vd低于一默認(rèn)值時(shí)，控制芯片33判斷電流Idout已降為零，換言之，控制芯片33可以直接從電感L的電壓VL偵測(cè)電感L的放電時(shí)間以達(dá)成零電流切換功能。一般而言，零電流切換是在電流Idout降為零時(shí)立即導(dǎo)通晶體管Q1，但在某些應(yīng)用及需求中，也可以在電流Idout降為零后再經(jīng)一段時(shí)間才導(dǎo)通晶體管，例如圖4的波形41所顯示的，在電壓VL下降至谷值時(shí)導(dǎo)通晶體管Ql以得到較佳的效率，如時(shí)間t3所示。
[0037]圖5是本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)電路23的第二實(shí)施例，其與圖3的電路幾乎相同，差別在于二極管Dout是連接在電感L的第一端37及正電壓輸出端25之間，圖5及圖3的二極管Dout雖然擺放的位置不同，但都能達(dá)到防止逆電流。此外，圖5及圖3的電路的另一差異在于，圖5的電路是從LED數(shù)組31的陽(yáng)極端311抽取電流Ivdd對(duì)電容CVDD充電，以提供電源電壓給控制芯片33。為了防止輸出電壓Vo使控制芯片33的電源電壓的準(zhǔn)位超過可容許的范圍，在LED數(shù)組31的陽(yáng)極端311及電容CVDD之間連接一齊納二極管DZ以箝制控制芯片33的電源電壓。圖5實(shí)施例的二極管Dout也可以連接在電感L的第二端39及負(fù)電壓輸出端27之間。
[0038]本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)電路23不需要額外線圈即可達(dá)成輸出電壓的過電壓保護(hù)功能、零電流切換功能及提供電流Ivdd給電源供應(yīng)電容CVDD，因此可以降低成本以及減少驅(qū)動(dòng)電路板體積。
[0039]本發(fā)明已以實(shí)施例揭露如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求范圍所界定的為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于驅(qū)動(dòng)LED數(shù)組的驅(qū)動(dòng)電路，包含一正電壓輸出端以連接該LED數(shù)組的陽(yáng)極端，一負(fù)電壓輸出端以連接該LED數(shù)組的陰極端，以及一整流器用以整流交流電壓產(chǎn)生一直流電壓，其特征在于，還包含: 一晶體管，連接該整流器； 一電路接地端； 一電容，連接在該正電壓輸出端及該負(fù)電壓輸出端之間； 一二極管； 一電感，具有一第一端及一第二端，該電感經(jīng)該二極管連接該電容，當(dāng)該晶體管關(guān)閉時(shí)，提供一電流對(duì)該電容充電；以及 一控制芯片，具有一第一接腳連接該晶體管、一第二接腳連接該電路接地端以及一第三接腳以偵測(cè)該電感的電壓；該第一接腳提供一切換信號(hào)控制該晶體管的切換，以在該正電壓輸出端及該負(fù)電壓輸出端之間產(chǎn)生一穩(wěn)定的輸出電壓； 其中，在該晶體管關(guān)閉期間，該控制芯片直接通過該電感的電壓偵測(cè)該電感的放電時(shí)間以及該輸出電壓，以分別達(dá)成零電流切換功能以及過電壓保護(hù)功能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于驅(qū)動(dòng)LED數(shù)組的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，該晶體管的漏極接收該直流電壓，該晶體管的源極經(jīng)一電流感測(cè)電阻連接該電感。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于驅(qū)動(dòng)LED數(shù)組的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，供給該控制芯片的電源電壓由該LED數(shù)組提供。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于驅(qū)動(dòng)LED數(shù)組的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，該控制芯片的該第二接腳連接該負(fù)電壓輸出端。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于驅(qū)動(dòng)LED數(shù)組的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，還包含一電源供應(yīng)電容連接該控制芯片，當(dāng)該晶體管關(guān)閉時(shí)，該電源供應(yīng)電容被來自該LED數(shù)組的電流充電。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于驅(qū)動(dòng)LED數(shù)組的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，該電感的該第一端連接該正電壓輸出端，該電感的該第二端連接該電路接地端。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于驅(qū)動(dòng)LED數(shù)組的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，當(dāng)該晶體管關(guān)閉時(shí)，該電容的負(fù)端連接到該電路接地端。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于驅(qū)動(dòng)LED數(shù)組的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，當(dāng)該晶體管關(guān)閉時(shí)，該負(fù)電壓輸出端連接到該電路接地端。9.一種用于驅(qū)動(dòng)LED數(shù)組的驅(qū)動(dòng)電路，包含一正電壓輸出端以連接該LED數(shù)組的陽(yáng)極端，一負(fù)電壓輸出端以連接該LED數(shù)組的陰極端，以及一整流器用以整流交流電壓產(chǎn)生一直流電壓，其特征在于，還包含: 一晶體管，連接該整流器； 一電路接地端； 一電容，連接在該正電壓輸出端及該負(fù)電壓輸出端之間； 一二極管； 一電感，具有一第一端及一第二端，該電感經(jīng)該二極管連接該電容，當(dāng)該晶體管關(guān)閉時(shí)，提供一電流對(duì)該電容充電；以及 一控制芯片，具有一第一接腳連接該晶體管、一第二接腳連接該電路接地端以及一第三接腳以偵測(cè)該電感的電壓；該第一接腳提供一切換信號(hào)控制該晶體管的切換，以在該正電壓輸出端及該負(fù)電壓輸出端之間產(chǎn)生一穩(wěn)定的輸出電流； 其中，在該晶體管關(guān)閉期間，該控制芯片直接通過該電感的電壓偵測(cè)該電感的放電時(shí)間，以及該正電壓輸出端及該負(fù)電壓輸出端之間的電壓，以分別達(dá)成零電流切換功能以及過電壓保護(hù)功能。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于驅(qū)動(dòng)LED數(shù)組的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，該晶體管的漏極接收該直流電壓，該晶體管的源極經(jīng)一電流感測(cè)電阻連接該電感。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于驅(qū)動(dòng)LED數(shù)組的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，供給該控制芯片的電源電壓由該LED數(shù)組提供。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于驅(qū)動(dòng)LED數(shù)組的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，該控制芯片的該第二接腳連接該負(fù)電壓輸出端。13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于驅(qū)動(dòng)LED數(shù)組的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，還包含一電源供應(yīng)電容連接該控制芯片，當(dāng)該晶體管關(guān)閉時(shí)，該電源供應(yīng)電容被來自該LED數(shù)組的電流充電。14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于驅(qū)動(dòng)LED數(shù)組的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，該電感的該第一端連接該正電壓輸出端，該電感的該第二端連接該電路接地端。15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于驅(qū)動(dòng)LED數(shù)組的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，當(dāng)該晶體管關(guān)閉時(shí)，該電容的負(fù)端連接到該電路接地端。16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于驅(qū)動(dòng)LED數(shù)組的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，當(dāng)該晶體管關(guān)閉時(shí)，該負(fù)電壓輸出端連接到該電路接地端。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK106034370SQ201510124204
【公開日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2015年3月20日
【發(fā)明人】吳昌諭, 邱韋銘
【申請(qǐng)人】立锜科技股份有限公司