發(fā)光二極管驅(qū)動電路的制作方法
【專利摘要】一種發(fā)光二極管驅(qū)動電路，包含一功率因數(shù)校正電路和一驅(qū)動控制器。功率因數(shù)校正電路控制發(fā)光二極管驅(qū)動電路的一功率因數(shù)，且包含一電感、一開關、一電流檢測電路和一時間檢測電路。電感用以感應一電感電流，以及提供能量給至少一發(fā)光二極管。開關連接于電感，用以根據(jù)一驅(qū)動信號來控制。電流檢測電路連接于開關，用以檢測電感電流的一位階值。時間檢測電路連接于開關，用以檢測電感電流由一峰值下降至零所需的一釋能時間。驅(qū)動控制器連接于開關、電流檢測電路和時間檢測電路，用以根據(jù)電感電流的位階值和釋能時間，輸出驅(qū)動信號至開關。
【專利說明】發(fā)光二極管驅(qū)動電路
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管驅(qū)動電路，特別涉及一種同時達到穩(wěn)定電流輸出、過電壓保護、過電流保護和功率因數(shù)校正目的的發(fā)光二極管驅(qū)動電路。
【背景技術】
[0002]目前市售的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，主要可分為隔離式及非隔離式。非隔離式的的發(fā)光二極管驅(qū)動電路主要有三種架構(gòu)，分別為降壓轉(zhuǎn)換器(Buck Converter)、升壓轉(zhuǎn)換器(Boost Converter)及降升壓轉(zhuǎn)換器(Buck-Boost Converter)。無論選用何種架構(gòu)來驅(qū)動發(fā)光二極管，若想達到高功率因數(shù)及穩(wěn)定輸出電流的效果，都需要搭配適當?shù)目刂齐娐贰?br> [0003]如圖1A和圖1B所示，其分別為現(xiàn)有技術的系統(tǒng)示意圖及控制方框圖。在此現(xiàn)有技術所采用的架構(gòu)是為降升壓轉(zhuǎn)換器。此降升壓轉(zhuǎn)換器擷取輸入電壓的相位信號，搭配正弦表及數(shù)字控制，即可達到功率因數(shù)校正(Power Factor Correction, PFC)的功能。此降升壓轉(zhuǎn)換器以數(shù)字運算來檢測并控制輸出到發(fā)光二極管的電流，并利用模擬控制來達到快速過電流保護。
[0004]然而，雖然此控制方式同時達到功率因數(shù)校正及控制輸出電流的功能，但如此的控制方式受限于輸入電壓的相位、正弦表的點數(shù)、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的速度等，因而增加控制器設計的復雜性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于以上的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用以驅(qū)動發(fā)光二極管的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，藉以解決現(xiàn)有受限于輸入電壓的相位、正弦表的點數(shù)、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的速度，而造成電路設計復雜的問題。
[0006]本發(fā)明所揭露的一實施例的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，包含一功率因數(shù)校正電路和一驅(qū)動控制器。功率因數(shù)校正電路控制該發(fā)光二極管驅(qū)動電路的一功率因數(shù)，包含一電感、一開關、一電流檢測電路和一時間檢測電路。電感的一第一端連接于一正電源端，用以感應一電感電流，以及提供能量給該至少一發(fā)光二極管。開關連接于電感的一第二端，用以根據(jù)一驅(qū)動信號的來控制。電流檢測電路連接于開關，用以檢測電感電流的一位階值。時間檢測電路連接于開關和電感的第二端，用以檢測電感電流由一峰值下降至零所需的一釋能時間。驅(qū)動控制器連接于開關、電流檢測電路和時間檢測電路，用以根據(jù)電感電流的位階值和釋能時間，輸出驅(qū)動信號至開關。
[0007]本發(fā)明所揭露的另一實施例的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，包含一功率因數(shù)校正電路和一驅(qū)動控制器。功率因數(shù)校正電路控制該發(fā)光二極管驅(qū)動電路的一功率因數(shù)，包含一變壓器、一開關、一電流檢測電路和一時間檢測電路。變壓器具有一初級線圈和一次級線圈，初級線圈的一第一端連接于一正電源端，用以感應形成一電感電流，次級線圈稱合初級線圈所儲存的能量，以提供給至少一發(fā)光二極管。開關連接于初級線圈的一第二端，用以根據(jù)一驅(qū)動信號的來控制。電流檢測電路連接于開關，用以檢測電感電流的一位階值。時間檢測電路連接于開關、初級線圈的第二端，用以檢測電感電流由一峰值下降至零所需的一釋能時間。驅(qū)動控制器連接于開關、電流檢測電路和時間檢測電路，用以根據(jù)電感電流的位階值和釋能時間，輸出驅(qū)動信號至開關。
[0008]此外，上述的各發(fā)光二極管驅(qū)動電路均可設置于一驅(qū)動電路或一顯示裝置中。
[0009]藉此，達到穩(wěn)定電流輸出、過電壓保護、過電流保護和功率因數(shù)校正的目的。
[0010]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1A為現(xiàn)有技術的系統(tǒng)示意圖；
[0012]圖1B為現(xiàn)有技術的控制方框圖；
[0013]圖2為根據(jù)本發(fā)明一實施例的發(fā)光二極管驅(qū)動電路的架構(gòu)示意圖；
[0014]圖3為根據(jù)本發(fā)明一實施例的發(fā)光二極管驅(qū)動電路的作動示意圖；
[0015]圖4為根據(jù)本發(fā)明一實施例的發(fā)光二極管驅(qū)動電路的架構(gòu)示意圖；
[0016]圖5為根據(jù)本發(fā)明一實施例的發(fā)光二極管驅(qū)動電路的作動示意圖；
[0017]圖6為根據(jù)本發(fā)明一實施例的驅(qū)動控制器的方框示意圖；
[0018]圖7為根據(jù)本發(fā)明一實施例的驅(qū)動控制器的方框示意圖；
[0019]圖8為根據(jù)本發(fā)明一實施例的發(fā)光二極管驅(qū)動電路的作動示意圖；
[0020]圖9為根據(jù)本發(fā)明一實施例的驅(qū)動控制器的方框示意圖。
[0021]其中，附圖標記
[0022]10、20、30、40、50發(fā)光二極管驅(qū)動電路
[0023]110直流電源供應電路
[0024]111交流電路
[0025]112電磁干擾濾波器
[0026]113整流電路
[0027]120、220、320、420、520 功率因數(shù)校正電路
[0028]130驅(qū)動控制器
[0029]132電流檢測單元
[0030]133時間檢測單元
[0031]134電流設定單元
[0032]135控制單元
[0033]136開關驅(qū)動單元
[0034]137調(diào)光控制單元
[0035]CS 1、CS2電流檢測信號
[0036]GD1、GD2控制信號
[0037]TD1、TD2時間檢測信號
[0038]C1-C5 輸出電容
[0039]D1-D5 整流器
[0040]L1-L3 電感
[0041]Q1、Q2、Q3、Q4、Q5 開關[0042]R1-R15 電阻
[0043]T1、T2 變壓器
[0044]Τ11、Τ21 初級線圈
[0045]Τ12、Τ22 次級線圈
[0046]A-F端點
[0047]Iu、Ι?2 電感電流
[0048]Iq1、Iq2、Id1、Id2 電幺⑴
[0049]VGS1, VGS2, VDS1, Vds2 電壓值
[0050]Vdc 輸入電壓
[0051 ]!LI, peak、L2, peak'' Ql, peak'' Q2, peak山豐值
[0052]!Dm, peak、lD02，peak峰值
[0053]101,AVG> 102jAVG平均輸出電流
[0054]tQN1、tQN2開關導通時間
[0055]tDIS1、tDIS2釋能時間
[0056]tQFF1、tQFF2開關截止時間
[0057]Ts1、Ts2切換周期
【具體實施方式】
[0058]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述:
[0059]請參照圖2，其為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的發(fā)光二極管驅(qū)動電路的架構(gòu)示意圖。發(fā)光二極管驅(qū)動電路10包含一直流電源供應電路110、一功率因數(shù)校正電路120、一驅(qū)動控制器130、一整流器Dl和一輸出電容Cl。發(fā)光二極管驅(qū)動電路10可借著由直流電源供應電路110取得仍具波動的一直流電源，以供應至端點C和D所連接負載端的發(fā)光二極管(未繪示)。
[0060]在一實施例中，直流電源供應電路110可包含一交流電源111、一電磁干擾濾波器112和一整流電路113。交流電源111所提供的交流電壓經(jīng)過電磁干擾濾波器112和整流電路113的過濾而產(chǎn)生端點A和B間具有波動的直流的輸入電壓Vdc。在另一實施例中，直流電源供應電路110可以是由一直流電源直接供應輸入電壓Vdc。
[0061]功率因數(shù)校正電路120用以控制發(fā)光二極管驅(qū)動電路10的一功率因數(shù)(powerfactor)。功率因數(shù)校正電路120包含一電感L1、一開關Q1、一電流檢測電路和一時間檢測電路。電感LI的第一端連接于端點A。開關Ql的第一端連接于電感LI的第二端，開關Ql的第二端連接于電流檢測電路的第一端和驅(qū)動控制器130，開關Ql的第三端連接于驅(qū)動控制器130。電流檢測電路的第二端連接于端點B (接地)。時間檢測電路的第一端連接于電感LI的第二端和開關Ql的第一端，時間檢測電路的第二端連接于端點B，時間檢測電路的第三端則連接于驅(qū)動控制器130。
[0062]在一實施例中，電流檢測電路可包含但不限于一第一電阻R1，第一電阻Rl的第一端連接于開關Ql的第二端和驅(qū)動控制器130。第一電阻Rl的第二端連接于端點B。時間檢測電路可包含但不限于一第二電阻R2和一第三電阻R3。第二電阻R2的第一端(電流檢測電路的第一端)連接于電感LI的第二端和開關Ql的第一端，第二電阻R2的第二端連接于第三電阻R3的第一端和驅(qū)動控制器130。第三電阻R3的第二端(電流檢測電路的第二端)則連接于端點B。
[0063]整流器Dl的第一端連接于電感LI的第二端、開關Ql的第一端和第二電阻R2的第一端。輸出電容C2連接于負載端的兩端(端點C和D),輸出電容C2的第一端連接于電感LI的第一端和端點C，輸出電容C2的第二端連接于整流器Dl的第二端和端點D。
[0064]當驅(qū)動控制器130傳送給開關Ql的一控制信號⑶I為高位階時，也即在開關Ql的第二端和第三端間形成一電壓值Vesi，開關Ql在一開關導通時間twl期間將導通(ON)，如圖5所示。輸入電壓Vdc跨壓在電感LI的兩端，電感LI將開始儲能，而流經(jīng)電感LI的一電感電流Iu將由零開始上升。同時，輸出電容Cl提供能量給發(fā)光二極管。
[0065]流經(jīng)開關Ql的電流Iqi會隨著流經(jīng)電感LI的電感電流Iu的增加而增加。當電流Iqi流經(jīng)作為電流檢測電路的第一電阻Rl時，會使第一電阻Rl的第一端和第二端之間形成一電壓值，也即電流檢測信號CS1。驅(qū)動控制器130通過此電流檢測信號CSl的一位階值(電壓值)，即可推斷電感電流Iu的狀態(tài)，以達到檢測電感電流及過電流保護的目的。
[0066]當驅(qū)動控制器130輸出低位階的控制信號⑶I至開關Ql時，在開關Ql截止瞬間，驅(qū)動控制器130由電流檢測信號CSl獲取電感電流Iu的一峰值Iu，PMk，如圖5所示。
[0067]開關Ql截止后，儲存在電感LI的能量將通過整流器Dl逐漸釋放到輸出電容Cl及發(fā)光二極管上，使作為時間檢測電路的第一端和第二端之間形成一電壓值Vdsi。而電壓值Vdsi經(jīng)由第二電阻R2和第三電阻R3的分壓，產(chǎn)生一分壓值，也即時間檢測信號TD1。驅(qū)動控制器130通過被第二電阻R2和第三電阻R3分壓后的一位階值(時間檢測信號TDl)，即可推斷電感LI放電結(jié)束的時間。
[0068]當電感電流Iu由一峰值Iu，peak開始逐漸下降時，流經(jīng)整流器Dl的電流Idi也將由一峰值IM1，peak逐漸下降，而電壓值Vdsi仍會維持不變。當電感電流Iu下降至零時，由于開關Ql內(nèi)的一寄生電容與電感LI間的諧振，使得電壓值Vdsi仍會持續(xù)振蕩一段時間。當驅(qū)動控制器130由時間檢測信號檢測到電壓值Vdsi開始振蕩時，在電壓值Vdsi開始振蕩的瞬間，根據(jù)此振蕩波形的一最大斜率變化，來判定電感LI是否已放電完畢。上述由電感電流Ili的峰值Iu，PMk降到零所需的時間稱為電感Iu的釋能時間tDIS。供應至發(fā)光二極管的平均輸出電流Ιω，Αν(；與釋能時間tDIS1和電感電流Iu有關，其關系式如下:
[0069]
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光二極管驅(qū)動電路，用以驅(qū)動至少一個發(fā)光二極管，其特征在于，該發(fā)光二極管驅(qū)動電路包含: 一功率因數(shù)校正電路，用以控制該發(fā)光二極管驅(qū)動電路的一功率因數(shù)，其至少包含: 一電感，其一第一端連接于一正電源端，用以感應一電感電流，以及提供能量給該至少一發(fā)光二極管； 一開關，連接于該電感的一第二端，用以根據(jù)一驅(qū)動信號的控制來導通； 一電流檢測電路，連接于該開關，用以檢測該電感電流的一位階值；以及 一時間檢測電路，連接于該開關，用以檢測該電感電流由一峰值下降至零所需的一釋能時間；以及 一驅(qū)動控制器，連接于該開關、該電流檢測電路和該時間檢測電路，用以根據(jù)該位階值和該釋能時間，輸出該驅(qū)動信號至該開關。
2.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于，該時間檢測電路的一第一端連接于該開關的一第一端和該電感的該第二端，該時間檢測電路的一第二端連接于一接地，該時間檢測電路的一第三端連接于該驅(qū)動控制器，該電流檢測電路的一第一端連接于該開關的一第二端和該驅(qū)動控制器，該電流檢測電路的一第二端連接于該接地，該開關的一第三端連接于該驅(qū)動控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于，該電流檢測電路包含一第一電阻，該第一電阻的一第一端連接于該開關的該第二端和該驅(qū)動控制器，該第一電阻的一第二端連接于該接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于，該時間檢測電路包含一第二電阻和一第三電阻，該第二電阻的一第一端連接于該電感的該第二端和該開關的該第一端，該第二電阻的一第二端連接于該第三電阻的一第一端，該第三電阻的一第二端連接于該接地，該第二電阻的該第二端和該第三電阻的該第一端連接于該驅(qū)動控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于，還包含: 一輸出電容，其一第一端連接于該電感的該第一端；以及 一整流器，其一第一端連接于該電感的該第二端、該電流檢測電路的該第一端和該開關的該第一端，該整流器的一第二端連接于該輸出電容的一第二端。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于，還包含: 一整流器，其一第二端連接于該電感的該第一端；以及 一輸出電容，其一第一端連接于該整流器的一第一端，該輸出電容的一第二端連接于該電感的該第二端、該電流檢測電路的該第一端和該開關的該第一端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于，該功率因數(shù)校正電路還包含: 一整流器，其一第一端連接于該開關和該電感的該第二端，該整流器的一第二端連接于該時間檢測電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于，該整流器的該第一端連接于該開關的一第一端和該電感的該第二端，該電流檢測電路的一第一端連接于該開關的一第二端，該電流檢測電路的一第二端連接于一接地，該時間檢測電路的一第一端連接于該整流器的該第二端，該時間檢測電路的一第二端連接于該接地，該時間檢測電路的一第三端連接于該驅(qū)動控制器，該開關的一第三端連接于該驅(qū)動控制器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于，該電流檢測電路包含一第一電阻，該第一電阻的一第一端連接于該開關的該第二端和該驅(qū)動控制器，該第一電阻的一第二端連接于該接地。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于，該時間檢測電路包含一第二電阻和一第三電阻，該第二電阻的一第一端連接于該整流器的該第二端，該第二電阻的一第二端連接于該第三電阻的一第一端，該第三電阻的一第二端連接于該接地，該第二電阻的該第二端和該第三電阻的該第一端連接于該驅(qū)動控制器。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于，還包含: 一輸出電容，其一第一端連接于該電感的該第一端，該輸出電容的一第二端連接于該整流器的該第二端。
12.一種發(fā)光二極管驅(qū)動電路，用以驅(qū)動至少一個發(fā)光二極管，其特征在于，該發(fā)光二極管驅(qū)動電路包含: 一功率因數(shù)校正電路，用以控制該發(fā)光二極管驅(qū)動電路的一功率因數(shù)，其包含: 一變壓器，具有一初級線圈和一次級線圈，該初級線圈的一第一端連接于一正電源端，用以感應形成一電感電流，該次級線圈耦合該初級線圈所儲存的能量，以提供給該至少一發(fā)光二極管； 一開關，連接于該初級線圈的一第二端，用以根據(jù)一驅(qū)動信號的控制來導通； 一電流檢測電路，連接于該開關，用以檢測該電感電流的一位階值；以及 一時間檢測電路，連接于該開關、該初級線圈的該第二端，用以檢測該電感電流由一峰值下降至零所需的一釋能時間；以及 一驅(qū)動控制器，連接于該開關、該電流檢測電路和該時間檢測電路，用以根據(jù)該位階值和該釋能時間，輸出該驅(qū)動信號至該開關。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于，該時間檢測電路的一第一端連接于該開關的一第一端和該初級線圈的該第二端，該時間檢測電路的一第二端連接于一接地，該時間檢測電路的一第三端連接于該驅(qū)動控制器，該電流檢測電路的一第一端連接于該開關的一第二端，該電流檢測電路的一第二端連接于該接地，該開關的一第三端連接于該驅(qū)動控制器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于，該電流檢測電路包含一第一電阻，該第一電阻的一第一端連接于該開關的該第二端和該初級線圈的該第二端，該第一電阻的一第二端連接于該接地，而該第一電阻的該第一端與該開關的該第二端連接于該驅(qū)動控制器。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其中該時間檢測電路包含一第二電阻和一第三電阻，該第二電阻的一第一端連接于該初級線圈的該第二端和該開關的該第一端，該第二電阻的一第二端連接于該第三電阻的一第一端和該驅(qū)動控制器，該第三電阻的一第二端連接于該接地。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于，還包含: 一整流器，其一第一端連接于該次級線圈的一第一端；以及 一輸出電容，其一第一端連接于該整流器的一第二端，該輸出電容的一第二端連接于該次級線圈的一第二端。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于，還包含: 一輸出電容，其一第一端連接于該次級線圈的一第一端；以及 一整流器，其一第二端連接于該次級線圈的一第二端，該整流器的一第一端連接于該輸出電容的一第二端。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的`發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于，該變壓器為反極性。
【文檔編號】H05B37/02GK103458560SQ201210184684
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月30日
【發(fā)明者】李彥村, 鄭錦鐘 申請人:聚積科技股份有限公司