專利名稱：驅(qū)動電路以及驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種驅(qū)動電路或負(fù)載供電電路，特別有關(guān)于
一種驅(qū)動或供電給相互串聯(lián)的多個發(fā)光二極管(LEDs)的電路 及其方法。
背景技術(shù)：
圖l所示為現(xiàn)有技術(shù)中一種用于驅(qū)動或供電給多個發(fā)光二 極管(Light Emitting Diode， LED )的典型電^各10。比如說，如 圖l所示，電路10用于驅(qū)動四個LED 22、 24、 26和28,其中LED 22、 24、 26和28相互并聯(lián)。外部電壓源連接至驅(qū)動器12,用于 提供電壓Vcc給驅(qū)動器12。驅(qū)動器12包括低壓差線性穩(wěn)壓器用 于提供穩(wěn)定電壓Vreg給LED 22、 24、 26和28。通常，穩(wěn)定電壓 Vreg可以為3.3伏特。LED 22、 24、 26和28可分別與開關(guān)32、 34、 36和38以及電阻器42、 44、 46和48連4妄。如圖l所示，LED 22、 24、 26和28的每個LED可分別與開關(guān)32、 34、 36和38中對應(yīng)的 開關(guān)以及電阻器42、 44、 46和48中對應(yīng)的電阻器串聯(lián)。
舉例說明，流經(jīng)LED22、 24、 26和28中每個LED的電流為 10mA。如果外部電壓源的電壓Vcc為30V，那么LED22、 24、 26和28損耗的功率Pw可通過計算給出Pw=30Vx4x 10mA = 1.2 W。
在實際應(yīng)用中，電^各10可以被安裝在可移動-沒備中，例如
手機、數(shù)字相機、便攜式計算機、電力交通工具或者便攜式電
力工具。然而，電^各10可能消耗相當(dāng)大功率。,人某些方面來看，
對于集成電路設(shè)計、系統(tǒng)功率分配和系統(tǒng)內(nèi)部功率損耗等等， 這是一個嚴(yán)峻的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供 一 種用于驅(qū)動多個發(fā)光 二極管的電路以及方法，其可分別調(diào)節(jié)每個發(fā)光二極管的亮度， 并且能減少功耗。
本發(fā)明所述的一種驅(qū)動電路，用于驅(qū)動多個發(fā)光二極管，
其包括多個開關(guān)，用于接收多個突發(fā)模式調(diào)制信號，其中所述
多個開關(guān)中每個開關(guān)與所述多個發(fā)光二極管中一個對應(yīng)的發(fā)光
二極管并聯(lián)，并且所述多個開關(guān)中每個開關(guān)用于單獨控制所述
對應(yīng)發(fā)光二極管的亮度，其中，根據(jù)所述多個突發(fā)模式調(diào)制信 號其中之 一 的突發(fā)模式調(diào)制信號的占空比，將流經(jīng)所述對應(yīng)的
發(fā)光二極管的電流從零調(diào)節(jié)至預(yù)設(shè)值；以及與所述多個發(fā)光二 極管串聯(lián)的控制開關(guān)，用于控制所述多個發(fā)光二極管的亮度， 所述控制開關(guān)被切換至導(dǎo)通或斷開。
本發(fā)明所述的驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路還包括連接至所 述多個發(fā)光二極管一端的電壓源，用于給所述多個發(fā)光二極管 供電。
本發(fā)明所述的驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路還包括連接至所 述電壓源的低壓差線性穩(wěn)壓器，用于給所述多個發(fā)光二極管提 供穩(wěn)定電壓。
本發(fā)明所述的驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路還包括與所述多 個發(fā)光二極管串聯(lián)的電阻器。
另外，本發(fā)明所述的驅(qū)動方法，用于驅(qū)動多個發(fā)光二極管， 其包括將所述多個發(fā)光二極管相互串聯(lián)；將多個開關(guān)的每個開 關(guān)與所述發(fā)光二極管中一個對應(yīng)的發(fā)光二極管并聯(lián)，所述多個
開關(guān)中每個開關(guān)用于單獨控制所述對應(yīng)的發(fā)光二極管的亮度； 由突發(fā)模式調(diào)制信號來控制每個開關(guān)，以控制傳送給所述對應(yīng) 的發(fā)光二極管的電能；切換與所述多個發(fā)光二極管串聯(lián)的控制
5開關(guān)的通斷，以控制所述多個發(fā)光二極管的亮度；以及將流經(jīng) 所述多個發(fā)光二極管的每個發(fā)光二極管的電流從零調(diào)節(jié)至預(yù)設(shè) 值。
本發(fā)明所述的驅(qū)動方法，所述驅(qū)動方法還包括將電源連 接至所述多個發(fā)光二極管的一端；調(diào)節(jié)所述電源以產(chǎn)生穩(wěn)定電 壓，該穩(wěn)定電壓用于給所述多個發(fā)光二極管供電。
本發(fā)明所述的驅(qū)動方法，所述驅(qū)動方法還包括導(dǎo)通所述 控制開關(guān)，以導(dǎo)通所述多個發(fā)光二極管；以及斷開所述控制開 關(guān)，以斷開所述多個發(fā)光二極管。
本發(fā)明所述的驅(qū)動方法，所述驅(qū)動方法還包括根據(jù)所述 突發(fā)模式調(diào)制信號的占空比調(diào)節(jié)所述電流。
本發(fā)明所述的驅(qū)動電路以及驅(qū)動方法，可減少電路的功率 損耗。


以下通過對本發(fā)明的一些實施例結(jié)合其附圖的描述，可以 進一步理解本發(fā)明的目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點。
圖l為一種傳統(tǒng)的用于驅(qū)動多個LED的電路模塊示意圖； 圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于驅(qū)動多個LED的電 路模塊示意圖3為根據(jù)本發(fā)明的 一 個實施例的突發(fā)模式調(diào)制信號的波 形示意圖4為才艮據(jù)本發(fā)明的 一 個實施例的多個LED的驅(qū)動方法流
程示意圖。
具體實施例方式
以下將對本發(fā)明的實施例給出詳細的說明。雖然本發(fā)明將結(jié)合實施例進行闡述，但應(yīng)理解這并非意指將本發(fā)明限定于這 些實施例。相反，本發(fā)明意在涵蓋由后附權(quán)利要求項所界定的 本發(fā)明精神和范圍內(nèi)所定義的各種可選項、可修改項和等同項。 此外，在以下對本發(fā)明的詳細描述中，為了提供一個針對 本發(fā)明的完全的理解，闡明了大量的具體細節(jié)。然而，本領(lǐng)域 技術(shù)人員將理解，沒有這些具體細節(jié)，本發(fā)明同樣可以實施。 在另外的一些實例中，對于大家熟知的方案、流程、元件和電 路未作詳細描述，以便于凸顯本發(fā)明的主旨。
圖2描述了本發(fā)明的 一 個實施例的用于驅(qū)動或者供電給多 個負(fù)載(例如LED)的電路100。舉例說明，如圖2所示，電路 IOO可用于驅(qū)動四個LED 122、 124、 126和128。在其他實施例 中，電路100可以驅(qū)動任何數(shù)量的LED。除此之外，在本發(fā)明的 其他實施例中，其他類型的負(fù)載可代替LED 122、 124、 126和 128來使用。
如圖2所示，LED 122、 124、 126和128可相互串聯(lián)，以形 成一條LED串150。外部電壓源可連接至驅(qū)動器112,用于給驅(qū) 動器112提供電壓Vcc。驅(qū)動器112包括線性控制器(例如電壓 跟隨器、分路調(diào)節(jié)器或者如圖所示的內(nèi)置低壓差線性穩(wěn)壓器 114),用于給LED122、 124、 126和128提供穩(wěn)定電壓Vreg。在 一個實施例中，電壓Vcc比該穩(wěn)、定電壓Vreg高。在另一個實施 例中，可能不需要調(diào)節(jié)外部電壓源，而直接以Vcc給LED串150 供電。
相互串聯(lián)的LED 122、 124、 126和128還與電阻器140和控 制開關(guān)130連接。多個開關(guān)132、 134、 136和138分別與LED 122、 124、 126和128并聯(lián)。也就是說，每個開關(guān)與 一個對應(yīng)的LED 并聯(lián)。舉例說明，開關(guān)132與LED 122并聯(lián)。在這種安排下，來 自驅(qū)動器112的內(nèi)置低壓差線性穩(wěn)壓器114的穩(wěn)定電壓Vreg可用
7于給電阻器140和LED 122、 124、 126和128供電，因此，LED 122、 124、 126和128均可^皮上電。
有利的是，連接至LED 122、 124、 126和128的開關(guān)132、 134、 136和138能夠控制每個LED 122、 124、 126或128的亮度。 開關(guān)132、 134、 136和138可用作LED 122、 124、 126和128的電 流旁路。舉例說明，開關(guān)132用作LED 122的電流旁路，開關(guān)134 用作LED 124的電流旁路，開關(guān)136用作LED 136的電流旁^各以 及開關(guān)138用作LED 128的電流旁^^。
在一個實施例中，每個開關(guān)132、 134、 136和138要么導(dǎo)通， 要么斷開。當(dāng)開關(guān)132、 134、 136或138被導(dǎo)通時，對應(yīng)的LED 122、 124、 126或128將被斷開。當(dāng)開關(guān)132、 134、 136或138被 斷開時，對應(yīng)的LED122、 124、 126或128將被導(dǎo)通。舉例說明， 當(dāng)開關(guān)132被導(dǎo)通時，LED 122將被斷開。相反，當(dāng)開關(guān)132被 斷開時，LED122將^皮導(dǎo)通。同理，通過對開關(guān)134、 136和138 的控制，LED 124、 126和128可分別#皮導(dǎo)通和/或斷開。
除此之外，根據(jù)本發(fā)明提供的一個實施例，可結(jié)合一種脈 寬調(diào)制(Pulse Width Modulation, PWM)控制方法來運行電^各 100。 PWM信號可用于控制開關(guān)132、 134、 136和138,以分別 控制LED 122、 124、 126和128的亮度。以LED122為例，控制 器(未顯示在圖2中)可用于產(chǎn)生PWM信號來導(dǎo)通或斷開開關(guān) 132，以控制(增強/減弱)LED 122的亮度。更具體地說，當(dāng)任 何一個LED 122、 124、 126和128被短路或斷開時，其余未被短 路或斷開的LED的亮度可能會相應(yīng)地變化。有利的是，PWM信 號可用于控制所述其余LED所對應(yīng)的開關(guān)，以防止這些LED的 亮度變化。其次，當(dāng)LED122、 124、 126和128有不同的顏色時， 開關(guān)132、 134、 136和138也可通過對PWM信號占空比的控制， 以消除LED122、 124、 126和128亮度之間的差距。在一個實施例中，流經(jīng)每個LED 122、 124、 126和128的電 流可被開關(guān)132、 134、 136和138旁路。流經(jīng)這些開關(guān)的旁路電 流值可處于零和預(yù)設(shè)值之間。在一個實施例中，該預(yù)設(shè)值可以 是由等式(l)給出的最大電流值Id一max:
Id—max=Vled/Ronsw (1)
其中，Vled代表每個LED 122、 124、 126和128的額定電壓， Ronsw代表在流經(jīng)電阻器140的電流值小于(Vreg-NxVled)/Rl的 情況下，每個開關(guān)132、 134、 136和138的電阻值，以下會作出 詳細描述。
在一個實施例中，被開關(guān)132、 134、 136或138旁路的電流 可正比于用于控制所述開關(guān)的PWM信號的占空比。以LED 122 為例，假設(shè)流經(jīng)電阻器140的電流為Iex， LED 122上的電壓為 V122以及開關(guān)132的電阻值為R132。那么，流經(jīng)開關(guān)132的電流 值可在0和IcLmax(IcLmax^V122/R132)之間變化，而流經(jīng)LED 122的電流值可在Iex和Iex-V122/R132之間變化。如果 V122/R132大于或等于Iex,流經(jīng)LED 122的電流值可在Iex和0 之間變4匕。
同理，通過對PWM信號的控制，流經(jīng)LED 122、 124、 126 和128的電流可分別^皮開關(guān)132、 134、 136和138調(diào)節(jié)在Iex和0 之間。因此，在一個實施例中，在鄉(xiāng)會定時間內(nèi)，無i侖多少個LED 被導(dǎo)通，流經(jīng)每個LED的電流均可被調(diào)節(jié)。
除此之外，在一個實施例中，當(dāng)LED122、 124、 126和128 均被導(dǎo)通時，其所需要的初始電流Icc^max可由以下等式給出
Icc一max =(Vreg-NxVled)/Rl (2) 其中，NxVled代表LED 122、 124、 126和128上的電壓總和， 而R1代表電阻器140的電阻值。
在一個實施例中，初始電流Icc—max小于最大負(fù)載持續(xù)電流，該最大負(fù)載持續(xù)電流即允許流經(jīng)LED 122、 124、 126和128
的最大電-充。
除此之外，控制開關(guān)130可用于斷開LED 122、 124、 126和 128。此外，控制開關(guān)130可用于控制或降低包括有LED 122、 124、 126和128的LED串150的亮度。
在一個實施例中，電路100可以供電給或者驅(qū)動多個LED (例如，LED 122、 124、 126和128)，也可通過控制與每個LED 并聯(lián)的對應(yīng)開關(guān)來減少/調(diào)節(jié)流經(jīng)每個LED的電流。因此，可以 減少電路100的功率損耗。
在一個實施例中，突發(fā)模式調(diào)制信號(或者擴頻信號)可 代替PWM信號來控制開關(guān)132、 134、 136和138。圖3為根據(jù)本 發(fā)明的 一 個實施例的突發(fā)模式調(diào)制信號的波形示意圖10 7 A 、 107B和107C。舉例說明，波形107A描述的是一種占空比為100% 的突發(fā)模式調(diào)制信號。波形107B描述的是一種占空比為50%的 突發(fā)模式調(diào)制信號。波形107C描述的是一種占空比為25%的突 發(fā)模式調(diào)制信號。突發(fā)模式調(diào)制信號的占空比取決于單個周期 內(nèi)的脈沖數(shù)量。同理，通過突發(fā)模式調(diào)制信號的控制，流經(jīng)每 個LED 122、 124、 126和128的電流可分別由開關(guān)132、 134、 136 和138調(diào)節(jié)在Iex和0之間。
圖4為^4居本發(fā)明的一個實施例的驅(qū)動多個LED的方法流 程示意圖。以下將結(jié)合圖2對圖4進行描述。在步驟210中，多個 LED 122、 124、 126和128被相互串聯(lián)。在步驟212中，多個開 關(guān)132、 134、 136和138分別與LED 122、 124、 126和128并聯(lián)； 也就是+兌，每個LED 122、 124、 126和128與 一個對應(yīng)的開關(guān)132、 134、 136和138并聯(lián)。在步驟214中，控制開關(guān)130與LED 122 、 124、 126和128串聯(lián)；控制開關(guān)130控制流入LED 122、 124、 126 和128的電能。在步驟216中，電源連接至LED 122、 124、 l26和128的一端，以傳送電能給LED 122、 124、 126和128。在步 驟218中，調(diào)節(jié)電源以產(chǎn)生穩(wěn)定電壓；并以該穩(wěn)、定電壓給LED 122、 124、 126和128供電。在步驟220中，多個PWM信號或者 多個突發(fā)模式調(diào)制信號可分別提供給開關(guān)132、 134、 136和138， 以分別控制每個LED 122、 124、 126和128的亮度。在步驟222 中，由LED122、 124、 126和128構(gòu)成的LED串150的亮度可通過 切換控制開關(guān)130通斷的方式來調(diào)節(jié)。舉例說明，當(dāng)控制開關(guān)130 被導(dǎo)通時，LED 122、 124、 126和128可以得到供電；當(dāng)控制開 關(guān)130被斷開時，LED 122、 124、 126和128則不能得到供電。 由此，流經(jīng)每個LED 122、 124、 126和128的電流值可以被調(diào)節(jié) 在O和預(yù)i殳值之間。
雖然之前的說明和附圖描述了本發(fā)明的實施例，應(yīng)當(dāng)理解 在不脫離所附權(quán)利要求書所界定的本發(fā)明原理的精神和發(fā)明范 圍的前提下可以有各種增補、修改和替換。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng) 該理解，本發(fā)明在實際應(yīng)用中可根據(jù)具體的環(huán)境和工作要求在
不背離發(fā)明準(zhǔn)則的前提下在形式、結(jié)構(gòu)、布局、比例、材料、 元素、組件及其它方面有所變化。因此，在此4皮露的實施例僅 用于說明而非限制，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其合法等 同物界定，而不限于此前的描述。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動電路，用于驅(qū)動相互串聯(lián)的多個發(fā)光二極管，其特征在于，所述驅(qū)動電路包括多個開關(guān)，用于接收多個突發(fā)模式調(diào)制信號，其中所述多個開關(guān)中每個開關(guān)與所述多個發(fā)光二極管中一個對應(yīng)的發(fā)光二極管并聯(lián)，并且所述多個開關(guān)中每個開關(guān)用于單獨控制所述對應(yīng)的發(fā)光二極管的亮度，其中，根據(jù)所述多個突發(fā)模式調(diào)制信號其中之一的突發(fā)模式調(diào)制信號的占空比，將流經(jīng)所述對應(yīng)的發(fā)光二極管的電流從零調(diào)節(jié)至預(yù)設(shè)值；以及與所述多個發(fā)光二極管串聯(lián)的控制開關(guān)，用于控制所述多個發(fā)光二極管的亮度，所述控制開關(guān)被切換至導(dǎo)通或斷開。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述驅(qū) 動電^各還包4舌連接至所述多個發(fā)光二極管一端的電壓源，用于給所述多 個發(fā)光二極管供電。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述驅(qū) 動電^各還包^舌連接至所述電壓源的低壓差線性穩(wěn)壓器，用于給所述多個 發(fā)光二極管提供穩(wěn)定電壓。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述驅(qū) 動電^各還包4舌與所述多個發(fā)光二極管串聯(lián)的電阻器。
5. —種驅(qū)動方法，用于驅(qū)動多個發(fā)光二極管，其特征在于， 所述驅(qū)動方法包^fe:將所述多個發(fā)光二極管相互串聯(lián)；將多個開關(guān)的每個開關(guān)與所述發(fā)光二極管中一個對應(yīng)的發(fā) 光二極管并聯(lián)，所述多個開關(guān)中每個開關(guān)用于單獨控制所述對應(yīng)的發(fā)光二極管的亮度；由突發(fā)模式調(diào)制信號來控制每個開關(guān)，以控制傳送給所述對應(yīng)的發(fā)光二極管的電能；切換與所述多個發(fā)光二極管串聯(lián)的控制開關(guān)的通斷，以控 制所述多個發(fā)光二極管的亮度；以及將流經(jīng)所述多個發(fā)光二極管的每個發(fā)光二極管的電流從零 調(diào)節(jié)至預(yù)設(shè)值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動方法，其特征在于，所述驅(qū) 動方法還包4舌將電源連接至所述多個發(fā)光二極管的一端； 調(diào)節(jié)所述電源以產(chǎn)生穩(wěn)定電壓，該穩(wěn)定電壓用于給所述多 個發(fā)光二極管供電。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動方法，其特征在于，所述驅(qū) 動方法還包4舌導(dǎo)通所述控制開關(guān)，以導(dǎo)通所述多個發(fā)光二極管；以及 斷開所述控制開關(guān)，以斷開所述多個發(fā)光二極管。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動方法，其特征在于，所述驅(qū) 動方法還包4舌根據(jù)所述突發(fā)模式調(diào)制信號的占空比調(diào)節(jié)所述電流。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種驅(qū)動電路以及驅(qū)動方法，特別涉及一種用于驅(qū)動多個發(fā)光二極管的電路以及方法，其包括將所述多個發(fā)光二極管相互串聯(lián)；將多個開關(guān)的每個開關(guān)與所述發(fā)光二極管中一個對應(yīng)的發(fā)光二極管并聯(lián)，用于單獨控制所述對應(yīng)的發(fā)光二極管的亮度；由突發(fā)模式調(diào)制信號來控制每個開關(guān)，以控制傳送給所述對應(yīng)的發(fā)光二極管的電能；切換與所述多個發(fā)光二極管串聯(lián)的控制開關(guān)的通斷，以控制所述多個發(fā)光二極管的亮度；以及將流經(jīng)所述多個發(fā)光二極管的每個發(fā)光二極管的電流從零調(diào)節(jié)至預(yù)設(shè)值。采用本發(fā)明的驅(qū)動電路以及方法可以調(diào)節(jié)每個發(fā)光二極管的亮度到預(yù)設(shè)值，同時減少功率損耗。本發(fā)明所述的驅(qū)動電路以及驅(qū)動方法，可減少電路的功率損耗。
文檔編號H05B37/02GK101553063SQ20091011911
公開日2009年10月7日 申請日期2009年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月3日
發(fā)明者康斯坦丁·布克 申請人:凹凸電子(武漢)有限公司