发光二极管驱动电路制造技术

一种发光二极管驱动电路包括：一电源单元，用以提供一输入电压；一电压调节单元，用以构成一增压回路及一降压回路，该电压调节单元包含与该发光二极管模块并联的一储能电容且储能电容两端界定一中继电压；一电流控制单元依据中继电压对一发光二极管模块产生一驱动电流；以及一切换控制单元。切换控制单元依据输入电压产生一参考电压并比较此参考电压与和驱动电流相关的回馈电压。当回馈电压低于参考基准电压时，切换控制单元控制电压调节单元将输入电压经由增压回路提高中继电压；当回馈电压高于参考电压时，切换控制单元控制电压调节单元将输入电压经由该降压回路降低该中继电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发光二极管驱动电路，尤其涉及一种根据不同的输入电压大小，提供适应驱动控制功能的发光二极管驱动电路。
技术介绍
在发光二极管(light-emitting diode,LED)照明系统中，驱动电路对于整个系统在成本与设计的比重相对较高，因此，若要能够兼顾整体成本与效能，合适的驱动电路设计将是主要的关键。对于LED驱动电路的设计上，线性式驱动电路(linear driver)架构占有一席之地，其主要原因乃在于线性式驱动具有设计简单与无电磁干扰(EMI)的优势。由于目前应用于LED的线性式驱动电路存在有输入与输出需要匹配的问题，换言之，当LED总顺向电压高于输入电压时，驱动电路将无法正常动作；反之，当LED总顺向电压低于输入电压太多时，则与LED串联的晶体管开关，通常是金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)或是双载子接面晶体管(BJT)将必须承受极大的电压应力(voltage stress)。对于输入与输出匹配的问题更具体来说，当系统应用于高输入交流电压时，例如200～240伏特，唯有让LED总顺向电压固定在略低于输入电压，才能确保电路正常动作，并且降低MOSFET或BJT的电压承受。然而，若该系统应用于低输入交流电压时，例如100～120伏特，这样的输入电压通常会低于LED总顺向电压，将会导致电路无法动作。请参阅图1为现有驱动发光二极管灯串的线性式驱动架构的电路图。如图所示，当一输入电压Vac经过一桥式整流电路10A整流之后，将该输入电压Vac转换为一输入电压Vin。此外，图上所示多个发光二极管灯串21A,22A分别对应连接一定电流电路31A,32A，并且每一该定电流电路31A,32A通过控制所对应的晶体管开关Q1A,Q2A，进而控制该些发光二极管灯串21A,22A
的驱动电流大小，以类似纯电阻性负载的方式供电驱动，达到发光的目的。然而，承上所述，一旦该输入电压Vac远高于该些发光二极管灯串21A,22A的驱动电压VLED时，导致两电压之间的电压差VQ将由该些定电流电路31A,32A中的该些晶体管开关Q1A,Q2A所承受。亦即，该电压差VQ所产生的功耗将由所对应的该些晶体管开关Q1A,Q2A所吸收，如此，若该功耗过大，将导致该些晶体管开关Q1A,Q2A无法承受而毁损。反之，若该输入电压Vac低于该些发光二极管灯串21A,22A的驱动电压VLED时，将导致该些发光二极管灯串21A,22A无法导通。因此，在实际的商业产品上，通常会因应不同国家、地区所提供不同的输入电压，而对于LED照明灯具分类设计，以期符合各种输入电压的使用需求。换言之，单一规格的LED照明灯具将无法通用于世界各地的环球电压(worldwide voltage)。如此，对使用者来说，将造成使用上的不便利性，甚至需要额外花费添购符合当地输入电压的LED照明灯具。对电路设计厂商而言，将需要投资较多的开发设计人力与花费较高的设计成本，才能够设计出满足不同输入电压都能正常使用的LED照明灯具。因此，如何设计出一种发光二极管驱动电路，维持发光二极管模块为定电流与定电压驱动操作，并且解决线性式驱动电路输入与输出需要匹配的问题，同时满足将LED照明灯具实现通用于世界各地的环球电压的需求，乃为本专利技术所欲行克服并加以解决的一大课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种发光二极管驱动电路，适于驱动由多个发光二极管所组成的一发光二极管模块。该发光二极管驱动电路包括一电源单元，用以提供一输入电压；一电压调节单元，耦接该电源单元及该发光二极管模块，用以构成一增压回路及一降压回路，该电压调节单元包含与该发光二极管模块并联的一储能电容，该储能电容两端界定一中继电压；一电流控制单元，耦接该电压调节单元与该发光二极管模块，并依据该中继电压对该发光二极管模块产生一驱动电流；以及一切换控制单元，耦接该电源单元、该电压调节单元与该电流控制单元，该切换控制单元依据该输入电压产生一参考电压，用以接收该驱动电流所转换的一回馈电压与该参考电压比
较，其中当该回馈电压低于该参考基准电压时，控制该电压调节单元将该输入电压经由该增压回路提高该中继电压，当该回馈电压高于该参考电压时，控制该电压调节单元将该输入电压经由该降压回路降低该中继电压。为了能更进一步了解本专利技术为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，相信本专利技术的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附的附图仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1为现有驱动发光二极管灯串的线性式驱动架构的电路图；图2为本专利技术发光二极管驱动电路的电路方框图；图3为本专利技术发光二极管驱动电路第一实施例的电路图；图4为本专利技术电压调节单元第一操作模式的电路示意图；图5为本专利技术电压调节单元第二操作模式的电路示意图；图6为本专利技术电压调节单元第三操作模式的电路示意图；图7为本专利技术电压调节单元第四操作模式的电路示意图；及图8为本专利技术发光二极管驱动电路第二实施例的电路图。其中，附图标记现有技术Vac 输入电压10A 桥式整流电路Vin 输入电压21A,22A 发光二极管灯串31A,32A 定电流电路Q1A,Q2A 晶体管开关VLED 驱动电压VQ 开关电压本专利技术10 桥式整流电路20 滤波电路30 电压调节单元40 发光二极管灯串50 电流控制单元60 回馈单元70 切换控制单元Q1 第一晶体管开关Q2 第二晶体管开关Qd 晶体管开关D1 第一二极管D2 第二二极管Ld 电感器Cd 储能电容Vac 交流电压Vin 输入电压R1 第一分压电阻R2 第二分压电阻Rd 电阻C1 电容器C2 电容器ZD 稳压二极管Rv 稳压电阻Vref 参考电压Vfb 回馈电压VLED 发光二极管电压值ILED 发光二极管电流值Id 放电电流Ic 充电电流Sc 控制信号Opv 电压比较器PA 第一共接点PB 第二共接点Lp1 第一路径Lp2 第二路径Lp3 第三路径Lp4 第四路径具体实施方式兹有关本专利技术的
技术实现思路
及详细说明，配合附图说明如下：请参阅图2为本专利技术发光二极管驱动电路的电路方框图。该发光二极管驱动电路适于驱动由多个发光二极管所组成的一发光二极管模块40。该发光二极管驱动电路主要包括一电源单元10、一电压调节单元30、该发光二极管模块40、一电流控制单元50、以及一切换控制单元70。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管驱动电路，适于驱动由多个发光二极管所组成的一发光二极管模块，其特征在于，该发光二极管驱动电路包括：一电源单元，用以提供一输入电压；一电压调节单元，耦接该电源单元及该发光二极管模块，用以构成一增压回路及一降压回路，该电压调节单元包含与该发光二极管模块并联的一储能电容，该储能电容两端界定一中继电压；一电流控制单元，耦接该电压调节单元与该发光二极管模块，并依据该中继电压对该发光二极管模块产生一驱动电流；以及一切换控制单元，耦接该电源单元、该电压调节单元与该电流控制单元，该切换控制单元依据该输入电压产生一参考电压，用以接收该驱动电流所转换的一回馈电压与该参考电压比较，其中当该回馈电压低于该参考基准电压时，控制该电压调节单元将该输入电压经由该增压回路提高该中继电压，当该回馈电压高于该参考电压时，控制该电压调节单元将该输入电压经由该降压回路降低该中继电压。

【技术特征摘要】
2015.05.04 TW 1041141251.一种发光二极管驱动电路，适于驱动由多个发光二极管所组成的一发光二极管模块，其特征在于，该发光二极管驱动电路包括：一电源单元，用以提供一输入电压；一电压调节单元，耦接该电源单元及该发光二极管模块，用以构成一增压回路及一降压回路，该电压调节单元包含与该发光二极管模块并联的一储能电容，该储能电容两端界定一中继电压；一电流控制单元，耦接该电压调节单元与该发光二极管模块，并依据该中继电压对该发光二极管模块产生一驱动电流；以及一切换控制单元，耦接该电源单元、该电压调节单元与该电流控制单元，该切换控制单元依据该输入电压产生一参考电压，用以接收该驱动电流所转换的一回馈电压与该参考电压比较，其中当该回馈电压低于该参考基准电压时，控制该电压调节单元将该输入电压经由该增压回路提高该中继电压，当该回馈电压高于该参考电压时，控制该电压调节单元将该输入电压经由该降压回路降低该中继电压。2.根据权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该电压调节单元包括：一第一晶体管开关，并联连接一第一二极管；一第二晶体管开关，并联连接一第二二极管，且串联连接该第一晶体管开关于一第一共接点；该第二晶体管开关与该第一晶体管开关更连接于一第二共接点；一电感器，具有一第一端与一第二端，该第一端连接该第一共接点；及该储能电容，具有一第一端与一第二端；该第一端连接该电感器的该第二端，再连接该发光二极管模块的阳极端；该第二端连接该第二共接点与该电流控制单元。3.根据权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该切换控制单元包括：一分压电阻网路，包括一第一分压电阻与一第二分压电阻；该第一分压电阻与该第二分压电阻对该输入电压分压，使得该输入电压在该第二分压电阻两
\t端提供该参考电压；及一电压比较器，接收该回馈电压与该参考电压，且比较该回馈电压与该参考电压；其中，当该参考电压大于该回馈电压时，该电压比较器输出高准位的一控制信号；当该参考电压小于或等于该回馈电压时，该电压比较器输出低准位的该控制信号。4.根据权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该电流控制单元至少包括：一晶体管开关，连接该发光二极管模块；一稳压二极管，电连接该晶体管开关及该储能电容，以依据该中继电压提供一稳压电压值；及一稳压电阻，连接该稳压二极管，配合该稳压二极管所产生的该稳压电压值，以对流经该发光二极管模块的该发光二极管电流值提供定电流控制。5.根据权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，更包括一回馈单元，该回馈单元耦接于该电流控制单元与该切换控制单元之间，用以转换该驱动电流为该回馈电压。6.根据权利要求2所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该第一晶体管开关为一NPN型金属氧化物半导体场效晶体管，该第二晶体管开关为一PNP型金属氧化物半导体场效晶体管；其中当该控制信号为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冠翰，许钦朝，
申请(专利权)人：金宝电子工业股份有限公司，泰金宝电通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71