同步式多通道发光二极管驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及能够与输入电压的大小无关地使所有通道的发光二极管同时发光的同步式多通道发光二极管驱动装置，其包括：整流部，其接受所施加的交流电源电压而进行整流；多通道发光二极管部，其从上述整流部接受经过整流的电流而发光，串联连接有至少包括第1发光二极管和第2发光二极管的多个发光二极管；电流检测部，其对在上述第1发光二极管中流过的电流进行检测；电流镜部，其对通过上述电流检测部检测的电流进行镜像化，将经过镜像化的电流供给到上述第2发光二极管；以及依序电流驱动部，其与上述第1发光二极管和上述第2发光二极管连接而提供在上述第1发光二极管中流过的电流或在上述第2发光二极管中流过的电流的路径，根据输入电压电平激活上述电流检测部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种同步式多通道发光二极管驱动装置，特别涉及不使用变流器的交流电源(AC)直接耦合型线性(Linear)方式的多通道发光二极管(LED，LightEmittingDiode)驱动装置，其是能够与输入电压的大小无关地使所有通道的发光二极管同时发光的同步式多通道发光二极管驱动装置。
技术介绍
使用发光二极管的照明的驱动大致能够分为像SMPS(SwitchingModePowerSupply)那样使用电感器(Inductor)和电容器(Capacitor)控制电流的变流器(Converter)方式和不使用SMPS而是直接利用商用交流电源控制电流的交流电源直接耦合型线性方式。首先，在变流器方式的情况下，存在如下问题，即，系统的结构复杂，难以减少系统的大小和重量，而且为了提高功率因数(PowerFactor)需使用其它功率因素校正电路，并且需构成用于抑制切换(Switching)时所发生的电磁波产生的附加电路，因此生产成本高。相反，交流电源直接耦合型线性方式因为直接利用商用电源即交流电源来控制电流，所以与变流器方式相比具有电路简单的优点，但是不同于使用蓄能元件即电感器和电容器而即使在交流电源电压低的区间也能够使一定的电流在发光二极管中流过的变流器方式，存在产生闪烁(Flicker)的问题。在此，闪烁是指视觉上感到光度的周期性变化的现象，作为将闪烁的程度数值化的方法，有百分比闪烁(PercentageFlicker)和闪烁指数(FlickerIndex)。此时，百分比闪烁是对将最高光量和最低光量的差除以这两个的和的值进行百分比化而得的，其越高，意味着闪烁特性越差，闪烁指数是将超过平均的光量除以平均光量的值，具有0～1的值，其值越低，意味着闪烁特性越好。在使用交流输入的情况下，为了改善百分比闪烁即使在输入零电压的情况下也需要向发光二极管提供电流，因此蓄能元件即电感器或电容器是必要的。所以，在没有变流器或电容器的条件下直接使用交流电压的线性驱动方式的情况下，百分比闪烁一直为100％，示出最差的值。其结果，在线性驱动方式的情况下，与百分比闪烁相比，通过闪烁指数，能够更具体地区分其差异。图1a和图1b分别示出现有技术的线性方式的驱动电路及对应于时间(t)的向现有技术的线性方式的驱动电路输入的电压(VIN,Vin)和电流(IIN,Iin)。在此，因为与时间(t)、电压(VIN,Vin)及电流(IIN,Iin)的具体数值相比，重要的是概略的趋势，所以省略了详细的数值及单位。如图1a及图1b所示，在输入电压(VIN,Vin)低于发光二极管(LED1,LED2,LED3,LED4)的接通(TurnOn)电压的区间，因为电流不流过发光二极管，所以闪烁指数高，功率因数低，THD(TotalHarmonicDistortion)也高。图2a是示出现有技术的依序驱动方式的多通道驱动电路的图，图2b是示出对应于时间的对现有技术的依序驱动方式的多通道驱动电路输入的电压和电流的特性的图表，与仅通过图示在图1a中的一个通道来同时驱动的现有方式相比，根据输入电压(VIN)的电平控制多个开关(SW1,SW2,SW3,SW4)，因此能够改善闪烁指数、功率因素、THD及效率特性。但是，与图1a同样地，在图2a中也使用交流电源(VAC)而直接驱动发光二极管(LED1,LED2,LED3,LED4)，因此在向串联连接的发光二极管施加的电压低于驱动整个发光二极管(LED1,LED2,LED3,LED4)所需的电压的情况下，会存在许多发光二极管未被驱动的区间，因而闪烁指数会变高。图3是用于说明图示在图2a中的现有技术的依序驱动方式的多通道驱动电路的操作的图，参照它对输入电压及与其相对应的发光二极管(LED1,LED2,LED3,LED4)的操作进行如下说明。首先，在输入电压(Vin)为第1发光二极管(LED1)的驱动电压(VLED1)以下的情况(区间0)下，所有发光二极管(LED1,LED2,LED3,LED4)处于断开状态。另一方面，在输入电压(Vin)大于第1发光二极管(LED1)的驱动电压(VLED1)且为第1发光二极管(LED1)的驱动电压与第2发光二极管(LED2)的驱动电压的和(VLED1+VLED2)以下的情况(区间1)下，只有第1发光二极管(LED1)维持接通状态，其它剩余三个发光二极管(LED2,LED3,LED4)则处于断开状态。另外，在输入电压(Vin)大于第1发光二极管(LED1)的驱动电压与第2发光二极管(LED2)的驱动电压的和(VLED1+VLED2)且为第1发光二极管(LED1)的驱动电压至第3发光二极管(LED3)的驱动电压的和(VLED1+VLED2+VLED3)以下的情况(区间2)下，只有第1发光二极管(LED1)和第2发光二极管(LED2)维持接通状态，其它剩余两个发光二极管(LED3,LED4)则处于断开状态。另一方面，在输入电压(Vin)大于第1发光二极管(LED1)的驱动电压至第3发光二极管(LED3)的驱动电压的和(VLED1+VLED2+VLED3)且为第1发光二极管(LED1)的驱动电压至第4发光二极管(LED4)的驱动电压的和(VLED1+VLED2+VLED3+VLED4)以下的情况(区间3)下，只有第1发光二极管(LED1)、第2发光二极管(LED2)及第3发光二极管(LED3)维持接通状态，剩余第4发光二极管(LED4)则处于断开状态。最后，在输入电压(Vin)大于第1发光二极管(LED1)的驱动电压至第4发光二极管(LED4)的驱动电压的和(VLED1+VLED2+VLED3+VLED4)的情况(区间4)下，所有发光二极管(LED1,LED2,LED3,LED4)均处于接通状态。如上所述，现有技术的依序驱动方式的多通道驱动电路因为根据输入电压的电平而使发光二极管接通或断开，所以发光二极管断开的时间长，由此闪烁特性变差。另一方面，近年来要对LED照明设定进一步强化的闪烁规定的趋势活跃。强化规定的依据是已报告的如下研究：当长时间暴露在具有高闪烁指数的照明时，对于敏感的人而言会出现发晕或发作之类的问题。即，直接使用交流电源的线性方式与切换(Switching)方式相比，由于系统简单，所以具有高可靠性、系统轻薄短小、低制造成本等优点，但是当不满足预计以后会制定的新规定所要求的闪烁特性时，会存在不能再使用于普通照明的问题。另外，在如图2a所示的现有技术的依序驱动方式的多通道驱动电路的情况下，因为是随着输入电压的大小的增加而被驱动的发光二极管的数量增加的结构，所以仅在输入电压大于所有发光二极管的驱动电压的和的区间，所有发光二极管同时接通，在输入电压低的区间，存在着断开的发光二极管，其结果是，有闪烁指数高的问题。
技术实现思路
专利技术要解决的课题为了解决上述诸多问题，本专利技术的目的在于提供通过采用根据输入电压的电平能够与其电平相对应地调节发光二极管的连接状态的多通道同步式发光电路，即使不使用电容器之类的蓄能元件也能够满足闪烁改善、高功率因数、高光效率及低THD的特性的同步式多通道发光二极管驱动装置。用于解决课题的方案为了实现上述目的，本专利技术的一个实施例包括：整流部，其接受所施加的交流电源电压而进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步式多通道发光二极管驱动装置，其包括：整流部，其接受所施加的交流电源电压而进行整流；多通道发光二极管部，其从所述整流部接受经过整流的电流而发光，串联连接有至少包括第1发光二极管和第2发光二极管的多个发光二极管；电流检测部，其对在所述第1发光二极管中流过的电流进行检测；电流镜部，其对通过所述电流检测部检测的电流进行镜像化，将经过镜像化的电流供给到所述第2发光二极管；以及依序电流驱动部，其与所述第1发光二极管和所述第2发光二极管连接而提供在所述第1发光二极管中流过的电流或在所述第2发光二极管中流过的电流的路径，根据输入电压电平激活所述电流检测部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.18 KR 10-2014-01067511.一种同步式多通道发光二极管驱动装置，其包括：整流部，其接受所施加的交流电源电压而进行整流；多通道发光二极管部，其从所述整流部接受经过整流的电流而发光，串联连接有至少包括第1发光二极管和第2发光二极管的多个发光二极管；电流检测部，其对在所述第1发光二极管中流过的电流进行检测；电流镜部，其对通过所述电流检测部检测的电流进行镜像化，将经过镜像化的电流供给到所述第2发光二极管；以及依序电流驱动部，其与所述第1发光二极管和所述第2发光二极管连接而提供在所述第1发光二极管中流过的电流或在所述第2发光二极管中流过的电流的路径，根据输入电压电平激活所述电流检测部。2.如权利要求1所述的同步式多通道发光二极管驱动装置，其中，所述电流镜部包括：电流镜，其第1端子与所述第1发光二极管的阳极连接，第2端子与所述电流检测部连接，第3端子与所述第2发光二极管的阳极连接，通过所述检测的电流生成所述经过镜像化的电流；以及二极管，其阳极与所述第1发光二极管的阴极连接，阴极与所述第2发光二极管的阳极连接，接受所输入的所述经过镜像化的电流而向所述第2发光二极管传递，防止所述经过镜像化的电流向所述第1发光二极管逆流。3.如权利要求2所述的同步式多通道发光二极管驱动装置，其中，所述电流检测部包括：电流检测器，其第1端子与所述第1发光二极管的阴极连接，第2端子与所述电流镜连接，第3端子与所述依序电流驱动部连接，将所述检测的电流向所述依序电流驱动部传递。4.如权利要求3所述的同步式多通道发光二极管驱动装置，其中，所述依序电流驱动部包括：第1MOSFET，其栅极接受所输入的决定在所述第1发光二极管中流过的电流量的电压，漏极端子与所述电流检测器的第2端子连接，源极端子与所述整流部侧连接，在所述输入电压电平为所述第1发光二极管的驱动电压以上且所述第1发光二极管的驱动电压与所述第2发光二极管的驱动电压的和以下的情况下接通；以及第2MOSFET，其栅极接受所输入的决定在所述第2发光二极管中流过的电流量的电压，漏极端子与所述第2发光二极管的阴极连接，源极端子与所述整流部侧连接，根据所述第1MOSFET的接通而接通，或者在所述输入电压电平超过所述第1发光二极管的驱动电压与所述第2发光二极管的驱动电压的和的情况下接通。5.如权利要求4所述的同步式多通道发光二极管驱动装置，其中，所述电流检测器包括：第1感测电阻，其第1端子与所述第1发光二极管的阴极连接，第2端子与所述依序电流驱动部连接；以及第1晶体管，其栅极与所述第1感测电阻的所述第1端子连接，源极端子与所述第1感测电阻的所述第2端子连接，漏极端子与所述电流镜连接。6.如权利要求5所述的同步式多通道发光二极管驱动装置，其中，所述电流镜包括：第2感测电阻，其第1端子与所述第1发光二极管的阳极连接，第2端子与所述第1晶体管的漏极端子连接；以及第2晶体管，其栅极与所述第2感测电阻的所述第2端子连接，源极端子与所述第2感测电阻的所述第1端子连接，漏极端子与所述第2发光二极管的阳极连接。7.如权利要求4所述的同步式多通道发光二极管驱动装置，其中，所述电流镜是用于根据所述经过镜像化的电流产生与所述检测的电流成比例的经过放大的电流的放大器电路。8.如权利要求6所述的同步式多通道发光二极管驱动装置，其中，所述第1晶体管是N型MOSFET，所述第2晶体管是P型MOSFET。9.如权利要求4所述的同步式多通道发光二极管驱动装置，其中，所述电流检测器是第1共源共栅电流镜电路，所述电流镜是与所述第1共源共栅电流镜电路互补的第2共源共栅电流镜电路。10.如权利要求4所述的同步式多通道发光二极管驱动装置，其中，所述电流检测器是第1威尔逊电流镜电路，所述电流镜是与所述第1威尔逊电流镜电路互补的第2威尔逊电流镜电路。11.如权利要求4所述的同步式多通道发光二极管驱动装置，其中，所述电流检测器是第1Widlar电流镜电路，所述电流镜是与所述第1Widlar电流镜电路互补的第2Widlar电流镜电路。12.如权利要求4所述的同步式多通道发光二极管驱动装置，其中，所述电流检测器包括：放大器电路，其对与所述检测的电流成比例的电流进行检测而向所述电流镜部传递。13.如权利要求4所述的同步式多通道发光二极管驱动装置，其中，所述电流检测器包括：第3感测电阻，其第1端子与所述第1发光二极管的阴极连接，第2端子与所述依序电流驱动部连接；以及第1电压-电流变换电路，其第1端子与所述第3感测电阻的所述第1端子连接，第2端子与所述第3感测电阻的所述第2端子连接，第3端...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴恃弘，
申请(专利权)人：普安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR