发光元件驱动电路及发光元件电路的驱动方法技术

本发明专利技术提出一种发光元件驱动电路及发光元件电路的驱动方法。发光元件驱动电路用以根据整流输入电压，而驱动具有一个或多个串联发光元件的发光元件电路。发光元件驱动电路包含功率开关以及控制电路。当功率开关导通时，使流经发光元件电路的发光元件电流，流经功率开关，而当功率开关不导通时，使输出电容放电，以供应发光元件电流。控制电路根据逆向端的电压，而判断整流输入电压低于或不低于导通电压加上参考电压，以产生操作讯号，进而操作功率开关。

Light emitting device driving circuit and driving method of light emitting element circuit

The invention provides a driving circuit of a light emitting element and a driving method of a light emitting element circuit. The light emitting device driver circuit drives a light emitting element circuit having one or more series light emitting elements in accordance with the rectified input voltage. The driving circuit of the light emitting element comprises a power switch and a control circuit. When the power switch is switched on, the current of the light emitting element passing through the light emitting element circuit flows through the power switch, and when the power switch is not switched on, the output capacitor is discharged so as to supply the current of the light-emitting element. The control circuit judges that the rectified input voltage is under or not below the turn-on voltage and the reference voltage according to the voltage at the reverse end, so as to generate an operating signal, and then operate a power switch.

【技术实现步骤摘要】
发光元件驱动电路及发光元件电路的驱动方法
本专利技术涉及一种发光元件驱动电路及发光元件电路的驱动方法，特别是指一种具有高效率的发光元件驱动电路及发光元件电路的驱动方法。
技术介绍
图1A、1B显示美国专利申请案US2014/0246985A1号一种发光二极管(lightemittingdiode,LED)驱动电路及其相关讯号波形的示意图。如图1A所示，LED驱动电路包含功率开关SM、输出电容Cout、比较器201、回授控制器202、与交流电压传感器203。功率开关SM耦接于整流输入电压Vbus一端与LED元件的顺向端之间。输出电容Cout与LED元件并联。交流电压传感器203直接连接交流电源，用以接收交流电压，而产生交流电压的绝对值Vab。回授控制器202用以接收LED电流取样讯号Isense与参考电压Vref2，而产生可调整参考电压Vref1。比较器201的反相端与交流电压传感器203连接，以接收交流电压Vab的绝对值。比较器201的非反相端接收导通电压VLED与参考电压Vref1的总和。导通电压VLED指使LED元件导通的最低所需跨压。比较器201的输出端与功率开关SM电连接，并以驱动讯号Vdrive控制功率开关SM的导通状态。图1B中显示图1A的讯号波形图示意图。当交流电压的绝对值Vab低于导通电压VLED，LED元件不导通。当交流电压的绝对值Vab高于导通电压VLED但低于导通电压VLED与参考电压Vref1的总和，比较器201导通功率开关SM，并产生输出电流Iout。当交流电压的绝对值Vab高于导通电压VLED加上参考电压Vref1，比较器201所产生的驱动讯号Vdrive不导通功率开关SM，且LED驱动电路停止产生输出电流Iout。当交流电压的绝对值Vab经过峰值后下降，再次低于导通电压VLED加上参考电压Vref1但高于导通电压VLED时，比较器201所产生的驱动讯号Vdrive再次导通功率开关SM，并产生输出电流Iout。当交流电压的绝对值Vab再次低于导通电压VLED，LED元件再次不导通。如图1B所示，在半周期T/2中，输出电流Iout持续两个期间t1。图1A所示的LED驱动电路，其优点在于，当交流电压的绝对值Vab高于导通电压VLED加上参考电压Vref1时，利用比较器201所产生的驱动讯号Vdrive控制功率开关SM使其不导通，可以降低功率损失，提高能量运用效率。而图1A所示的现有技术LED驱动电路的缺点在于，集成电路中的主要组成电路(其中包含比较器201、回授控制器202等)直接接收高电压，需要使用耐高压的电路元件，在制造上的成本高。若是要解决上述耐高压的问题，而设法使集成电路中的电路元件只需要操作在低电压，则可将集成电路的接地电位设定为浮动的地电位而非绝对0V，例如设定为LED元件的顺向端电压，但如此会产生另一个问题。由于LED元件在制造时，不同的LED元件之间导通电压可能会有相当大的差异，因此当集成电路的接地电位为浮动地电位时，比较器201的地电位不为0V，但交流电压的绝对值Vab可能低于浮动地电位甚多，而集成电路无法接收负值的高电压。因此，上述现有技术有实现上的困难。有鉴于此，本专利技术即针对上述现有技术的不足，提出一种具有高效率的发光元件驱动电路及发光元件电路的驱动方法，并使制造成本降低，且不需要直接接收高电压。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种具有高效率的发光元件驱动电路及发光元件电路的驱动方法，并使制造成本降低，且不需要直接接收高电压。为达上述目的，就其中一个观点言，本专利技术提供了一种发光元件驱动电路，用以根据一整流输入电压，而驱动一发光元件电路，其中该发光元件电路具有一个或多个串联的发光元件，且该发光元件电路具有一顺向端与一逆向端，当该顺向端的电压和该逆向端的电压的压差不低于一导通电压时，该发光元件电路导通，该发光元件驱动电路包含：一功率开关，分别与该发光元件电路及一第一输出电容耦接，该功率开关受控于一操作讯号而操作，其中该整流输入电压在未设置该第一输出电容时有一原始电压、又该整流输入电压在设置该第一输出电容时有一调整后电压；以及一控制电路，与该逆向端及该功率开关耦接，用以根据该逆向端的电压，判断该整流输入电压低于或不低于该导通电压加上一参考电压，而产生该操作讯号，以于该整流输入电压低于该导通电压加上该参考电压时，导通该功率开关，其中当该功率开关导通且该原始电压高于该输出电容的电压时，对该输出电容充电并提供一发光元件电流给该发光元件电路。在其中一种较佳的实施例中，于该整流输入电压低于该导通电压时，也导通该功率开关。在其中一种较佳的实施例中，当该功率开关不导通、或是当该功率开关导通但该原始电压低于该输出电容的电压时，使该输出电容放电，以供应该发光元件电流予该发光元件电路。在其中一种较佳的实施例中，该顺向端接收该整流输入电压，且该控制电路包括：一电流调节电路，与该逆向端耦接，用以调节该发光元件电流；以及一第一比较电路，用以根据该逆向端的电压的相关讯号与该参考电压而产生该操作讯号。在其中一种较佳的实施例中，该逆向端的电压的相关讯号为该逆向端的电压的分压。在其中一种较佳的实施例中，该电流调节电路包括：一电流感测电路，与该逆向端电连接，用以根据该发光元件电流，产生一电流感测讯号；以及一第二比较电路，与该电流感测电路与该分压电路耦接，用以根据该电流感测讯号与该逆向端的电压的相关讯号，产生一调节电压。在其中一种较佳的实施例中，发光元件驱动电路还包括一电容电路，与该第二比较电路的输出端耦接，以过滤该调节电压。在其中一种较佳的实施例中，发光元件驱动电路还包括一计时控制电路，根据该整流输入电压每周期中，该功率开关的第一次导通时间，控制该周期中，该功率开关的第二次导通时间。在其中一种较佳的实施例中，一第二输出电容与该顺向端耦接，用以改善该发光元件电流的功率因子，且其中该计时控制电路包括：一延迟电路，与该第一比较电路的输出端耦接，用以根据该操作讯号，延迟一段默认期间，而产生一设定讯号；一正反器电路，与该延迟电路耦接，用以根据该设定讯号与该操作讯号，产生一开关控制讯号；以及一修正开关，与该正反器电路的输出端及该第一比较电路的一输入端耦接，用以根据该开关控制讯号，产生一修正讯号，以修正该第一比较电路的该输入端的电压，由此控制该周期中，该功率开关的第二次导通时间。在其中一种较佳的实施例中，该控制电路包括一相位侦测电路，与该逆向端耦接，用以根据该逆向端的电压，侦测该整流输入电压的相位，从而控制该功率开关的导通时间。在其中一种较佳的实施例中，该功率开关耦接在该整流输入电压和该顺向端之间以接收该整流输入电压，且该控制电路包括：一电流调节电路，与该逆向端耦接，用以调节该发光元件电流；一分压电路，与该整流输入电压连接，该分压电路的一分压作为该操作讯号；以及一第三比较电路，与该逆向端及该分压电路耦接，用以根据该逆向端的电压，而控制该分压电路的分压以产生该操作讯号。在其中一种较佳的实施例中，该功率开关耦接在该电流调节电路和接地之间，且该第一比较电路的输出控制一双极晶体管以产生一电流，此电流通过一电阻，并以该电阻上的跨压产生该操作讯号。在其中一种较佳的实施例中，该功率开关耦接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光元件驱动电路，用以根据一整流输入电压，而驱动一发光元件电路，其中该发光元件电路具有一个或多个串联的发光元件，且该发光元件电路具有一顺向端与一逆向端，当该顺向端的电压和该逆向端的电压的压差不低于一导通电压时，该发光元件电路导通，其特征在于，该发光元件驱动电路包含：一功率开关，分别与该发光元件电路及一第一输出电容耦接，该功率开关受控于一操作讯号而操作，其中该整流输入电压在未设置该第一输出电容时有一原始电压、又该整流输入电压在设置该第一输出电容时有一调整后电压；以及一控制电路，与该逆向端及该功率开关耦接，用以根据该逆向端的电压，判断该整流输入电压：低于或不低于该导通电压加上一参考电压，而产生该操作讯号，以于该整流输入电压低于该导通电压加上该参考电压时，导通该功率开关，其中，当该功率开关导通且该原始电压高于该输出电容的电压时，对该输出电容充电并提供一发光元件电流给该发光元件电路。

【技术特征摘要】
1.一种发光元件驱动电路，用以根据一整流输入电压，而驱动一发光元件电路，其中该发光元件电路具有一个或多个串联的发光元件，且该发光元件电路具有一顺向端与一逆向端，当该顺向端的电压和该逆向端的电压的压差不低于一导通电压时，该发光元件电路导通，其特征在于，该发光元件驱动电路包含：一功率开关，分别与该发光元件电路及一第一输出电容耦接，该功率开关受控于一操作讯号而操作，其中该整流输入电压在未设置该第一输出电容时有一原始电压、又该整流输入电压在设置该第一输出电容时有一调整后电压；以及一控制电路，与该逆向端及该功率开关耦接，用以根据该逆向端的电压，判断该整流输入电压：低于或不低于该导通电压加上一参考电压，而产生该操作讯号，以于该整流输入电压低于该导通电压加上该参考电压时，导通该功率开关，其中，当该功率开关导通且该原始电压高于该输出电容的电压时，对该输出电容充电并提供一发光元件电流给该发光元件电路。2.如权利要求1所述的发光元件驱动电路，其中，当该功率开关不导通、或是当该功率开关导通但该原始电压低于该输出电容的电压时，使该输出电容放电，以供应该发光元件电流予该发光元件电路。3.如权利要求1所述的发光元件驱动电路，其中，于该整流输入电压低于该导通电压时，也导通该功率开关。4.如权利要求1所述的发光元件驱动电路，其中，该顺向端接收该整流输入电压，且该控制电路包括：一电流调节电路，与该逆向端耦接，用以调节该发光元件电流；以及一第一比较电路，用以根据该逆向端的电压的相关讯号与该参考电压而产生该操作讯号。5.如权利要求4所述的发光元件驱动电路，其中，该逆向端的电压的相关讯号为该逆向端的电压的分压。6.如权利要求4所述的发光元件驱动电路，其中，该电流调节电路包括：一电流感测电路，与该逆向端电连接，用以根据该发光元件电流，产生一电流感测讯号；以及一第二比较电路，与该电流感测电路与该分压电路耦接，用以根据该电流感测讯号与该逆向端的电压的相关讯号，产生一调节电压。7.如权利要求6所述的发光元件驱动电路，其中，还包括一电容电路，与该第二比较电路的输出端耦接，以过滤该调节电压。8.如权利要求4所述的发光元件驱动电路，其中，还包括一计时控制电路，根据该整流输入电压每周期中，该功率开关的第一次导通时间，控制该周期中，该功率开关的第二次导通时间。9.如权利要求8所述的发光元件驱动电路，其中，一第二输出电容与该顺向端耦接，用以改善该发光元件电流的功率因子，且其中该计时控制电路包括：一延迟电路，与该第一比较电路的输出端耦接，用以根据该操作讯号，延迟一段默认期间，而产生一设定讯号；一正反器电路，与该延迟电路耦接，用以根据该设定讯号与该操作讯号，产生一开关控制讯号；以及一修正开关，与该正反器电路的输出端及该第一比较电路的一输入端耦接，用以根据该开关控制讯号，产生一修正讯号，以修正该第一比较电路的该输入端的电压，由此控制该周期中，该功率开关的第二次导通时间。10.如权利要求1所述的发光元件驱动电路，其中，该控制电路包括一相位侦测电路，与该逆向端耦接，用以根据该逆向端的电压，侦测该整流输入电压的相位，从而控制该功率开关的导通时间。11.如权利要求1所述的发光元件驱动电路，其中，该功率开关耦接在该整流输入电压和该顺向端之间以接收该整流输入电压，且该控制电路包括：一电流调节电路，与该逆向端耦接，用以调节该发光元件电流；一分压电路，与该整流输入电压连接，该分压电路的一分压作为该操作讯号；以及一第三比较电路，与该逆向端及该分压电路耦接，用以根据该逆向端的电压，而控制该分压电路的分压以产生该操作讯号。12.如权利要求4所述的发光元件驱动电路，其中，该功率开关耦接在该电流调节电路和接地之间，且该第一比较电路的输出控制一双极晶体管以产生一电流，此电流通过一电阻，并以该电阻上的跨压产生该操作讯号。13.如权利要求4所述的发光元件驱动电路，其中，该功率开关耦接在该电流调节电路和接地之间，且该第一比较电路的正操作电源来自该逆向端。14.如权利要求13所述的发光元件驱动电路，其中，还包含一个MOS元件，设置在该第一比较电路的正操作电源和该逆向端B之间。15.如权利要求1所述的发光元件驱动电路，其中，该控制电路包括：一位准判断电路，用以侦测该整流输入电压的位准；一峰值决定电路，接收对发光元件电流的感测结果，并决定发光元件电流的峰值；以及一开关时点控制电路，与该位准判断电路及该峰值决定电路耦接，根据该位准判断电路的输出而决定该功率开关导通的时间点、并根据该峰值决定电路的输出而决定该功率开关停止导通的时间点。16.如权利要求15所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶东铮，陈曜洲，李一惟，邱韦铭，潘均宏，
申请(专利权)人：立锜科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71