LED驱动半导体装置和LED驱动装置制造方法及图纸

提供了一种具有较大电能转换效率并适合小型化的ＬＥＤ驱动半导体装置以及使用该半导体装置的ＬＥＤ驱动装置。用于驱动至少一个ＬＥＤ的ＬＥＤ驱动半导体装置包括输入端子、输出端子、开关元件块和控制器。所述输入端子与用于对交流电压进行整流的整流电路的高电压侧连接，并输入来自整流电路的电压。所述输出端子设置用于向ＬＥＤ提供电流。所述开关元件块连接在所述输入端子和所述输出端子之间，具有第一开关元件。所述控制器包括用于产生驱动和控制所述开关元件块的电源电压的稳压器和用于检测所述开关元件块的漏极电流的漏极电流检测器，执行对第一开关元件的导通／截止控制，以在漏极电流达到预定阈值时阻断所述开关元件块的漏极电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及LED驱动半导体装置和具有该半导体装置的LED驱 动装置，具体涉及一种具有较大电能转换效率并适于小型化的LED驱 动半导体装置以及一种具有该半导体装置的LED驱动装置。
技术介绍
近年来，人们己使用用于驱动发光二极管(以下称作LED)的 LED驱动半导体装置和使用该半导体装置的LED驱动装置。参照图 IO对根据现有技术的LED驱动装置进行描述。图IO是示出了根据现 有技术的LED驱动装置的电路图。图10所示的根据现有技术的LED驱动装置具有用于对来自AC 电源1的交流电压进行整流的整流电路2、平滑电容器103、 LED 110、 开关电流检测元件lll、电感器电流检测电路112、升压斩波器120、 反馈电路130和输入电压检测电路140。升压斩波器120具有电感器 104、 二极管105 (LED也可以用作二极管)、开关元件108和控制电 路106，并通过提升的直流输出对LED 110进行驱动。反馈电路130检测流经LED IIO的LED电流，并响应于检测信 号，控制用于控制升压斩波器120的开关元件108的控制电路106。 此时，对控制电路106进行控制，以对在不长于低频交流周期的时域 中观察到的LED电流进行平均。当电感器104发出能量时，将开关元件108控制在导通(ON) 状态。响应于开关电流值，或将开关元件108控制在开状态之后经过 预定时间时，将开关元件108控制在截止(OFF)状态。采用上述电路配置，上述根据现有技术的LED驱动装置用于获 得恒定LED电流、具有较小的输入电流应变，并具有相对较低的成本。 专利文献1是日本专利待审公开No. 2001-313423。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题但是，上述根据现有技术的LED驱动装置需要导致电能损耗的 多种电阻，例如用于降低输入高电压的启动电阻。具体地，在LED照 明装置中，存在如下问题需要增大流经LED的电流，以提高LED 的发光亮度。但是，由电阻引起的电能损耗随着电流的增大而增加， 这导致了效率较低的电能转换。此外，存在如下问题由于设置这些电阻，电路组件的数目增加， 所以难以将LED驱动装置小型化。尺寸较大的LED驱动装置不适于 灯型LED照明装置。考虑到上述问题，本专利技术的目的是提供一种具有较大电能转换效 率并适合小型化的LED驱动半导体装置以及使用该半导体装置的 LED驱动装置。解决问题的手段根据本专利技术的装置具有如下解决前述问题的配置。根据本专利技术的 第一方面，提供了一种LED驱动半导体装置，用于驱动彼此串联并经 由线圈与输出端子连接的至少一个LED。所述LED驱动半导体装置 包括输入端子、输出端子、开关元件块和控制器。所述输入端子与整 流电路的高电压侧连接，所述整流电路对从AC电源输入的交流电压 进行整流，并输出直流电压。所述输入端子设置用于输入来自整流电 路的电压。所述输出端子与所述线圈的一端连接。所述输出端子设置 用于向所述至少一个LED提供电流。所述开关元件块连接在所述输入 端子和所述输出端子之间。所述开关元件块具有第一开关元件。所述 控制器包括稳压器和漏极电流检测器。所述稳压器输入所述输入端子 处的电压，作为输入电压，并使用输入电压产生用于驱动和控制所述 开关元件块的电源电压。所述漏极电流检测器检测所述开关元件块的 漏极电流。所述控制器以预定频率执行对第一开关元件的导通/截止控制，以在漏极电流达到预定阈值时阻断所述开关元件块的漏极电流。根据本专利技术的上述方面，因为由稳压器将施加到输入端子的高电 压转换为驱动和控制开关元件块的电源电压，所以不需要用于降低输 入高电压的启动电阻等。因此，可以实现具有较大电能转换效率和小 尺寸的LED驱动半导体装置。根据本专利技术LED驱动半导体装置的第二方面，在上述LED驱动 半导体装置中，所述开关元件块还包括一端与所述输入端子连接的结 型FET。第一开关元件连接在结型FET的另一端与所述输出端子之间。 所述控制器输入结型FET低电势侧的电压，作为输入电压，而不是输 入所述输入端子的电压。根据本专利技术的上述方面，通过结型FET低电势侧的低电压夹断了 施加到结型FET高电势侧的高电压。所以，稳压器和控制器可以接收 来自结型FET低电势侧的电能供应，并且不需要用于降低输入高电压 的启动电阻等。因此，可以实现具有较大电能转换效率和小尺寸的 LED驱动半导体装置。根据本专利技术LED驱动半导体装置的第三方面，在上述LED驱动 半导体装置中，所述控制器还包括启动和停止判断单元，当电源电压 超过预定电压时，启动和停止判断单元输出启动信号，当电源电压等 于或小于所述预定电压时，启动和停止判断单元输出停止信号。所述 控制器在启动和停止判断单元输出启动信号时执行对第一开关元件的 导通/截止操作，而在启动和停止判断单元输出停止信号时，控制第一 开关元件保持在截止状态。根据本专利技术的上述方面，考虑到由LED负载等引起的电压降， LED驱动半导体装置可以更加可靠地进行稳定操作。此外，因为未使 用任何电阻来检测连接点处的电压，所以电能损耗较小。因此，可以 实现具有较大电能转换效率和小尺寸的LED驱动半导体装置。根据本专利技术LED驱动半导体装置的第四方面，在上述LED驱动 半导体装置中，漏极电流检测器通过将第一开关元件的导通电压与检 测基准电压相比较，检测开关元件块的漏极电流。可以通过在第一开 关元件的导通状态期间测量漏极电流，来检测导通电压。根据本专利技术的上述方面，通过开关元件块的第一开关元件的导通电压，检测开关元件块的漏极电流，g卩，流经LED的电流，从而不使 用会引起电能损耗的任何电阻来检测流经LED的电流。因此，可以实 现具有较大电能转换效率和小尺寸的LED驱动半导体装置。根据本专利技术LED驱动半导体装置的第五方面，在上述LED驱动 半导体装置中，漏极电流检测器包括第二开关元件和电阻。第二开关 元件与第一开关元件并联。第二开关元件使电流流动，所述电流比流 经第一开关元件的电流小，并具有流经第二开关元件的电流与流经第 一开关元件的电流的恒定电流比。所述电阻串联在至第二开关元件的 低电势侧。漏极电流检测器通过将施加至所述电阻的电压与检测基准 电压相比较，检测开关元件块的漏极电流。根据本专利技术的上述方面，可以通过使用比流经第一开关元件的电 流小的电流，检测流经第一开关元件的电流。因此，即使设置有电阻， 也可以在电能损耗较小的情况下，检测开关元件块的漏极电流，艮P， 流经LED的电流。因此，可以实现具有较大电能转换效率的LED驱动半导体装置。根据本专利技术LED驱动半导体装置的第六方面，在上述LED驱动 半导体装置中，所述控制器还包括检测基准电压端子。检测基准电压 端子输入来自外部的检测基准电压。所述控制器响应于从检测基准电 压端子输入的检测基准电压，改变开关元件块的漏极电流的阈值。通过改变开关元件块的漏极电流的阈值，增大或减小流经LED 的平均电流值，这样可以调整LED的发光亮度。根据本专利技术的上述方 面，实现了具有光控功能的LED驱动半导体装置，所述光控功能可以 在来自外部的控制下调整LED的发光亮度。根据本专利技术LED驱动半导体装置的第七方面，在上述LED驱动 半导体装置中，所述控制器还包括过热保护单元，过热保护单元检测 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＬＥＤ驱动半导体装置，用于驱动彼此串联并经由线圈与输出端子连接的至少一个ＬＥＤ，所述ＬＥＤ驱动半导体装置包括：输入端子，与整流电路的高电压侧连接，所述整流电路对从ＡＣ电源输入的交流电压进行整流，并输出直流电压，所述输入端子设置用 于输入来自整流电路的电压；输出端子，与所述线圈的一端连接，所述输出端子设置用于向所述至少一个ＬＥＤ提供电流；开关元件块，连接在所述输入端子和所述输出端子之间，所述开关元件块具有第一开关元件；以及控制器，包括稳压器和漏 极电流检测器，所述稳压器输入所述输入端子处的电压，作为输入电压，并使用输入电压产生用于驱动和控制所述开关元件块的电源电压，所述漏极电流检测器检测所述开关元件块的漏极电流，所述控制器以预定频率执行对第一开关元件的导通／截止控制，以在漏极电流达到预定阈值时阻断所述开关元件块的漏极电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-1-13 006742/20051.一种LED驱动半导体装置，用于驱动彼此串联并经由线圈与输出端子连接的至少一个LED，所述LED驱动半导体装置包括输入端子，与整流电路的高电压侧连接，所述整流电路对从AC电源输入的交流电压进行整流，并输出直流电压，所述输入端子设置用于输入来自整流电路的电压；输出端子，与所述线圈的一端连接，所述输出端子设置用于向所述至少一个LED提供电流；开关元件块，连接在所述输入端子和所述输出端子之间，所述开关元件块具有第一开关元件；以及控制器，包括稳压器和漏极电流检测器，所述稳压器输入所述输入端子处的电压，作为输入电压，并使用输入电压产生用于驱动和控制所述开关元件块的电源电压，所述漏极电流检测器检测所述开关元件块的漏极电流，所述控制器以预定频率执行对第一开关元件的导通/截止控制，以在漏极电流达到预定阈值时阻断所述开关元件块的漏极电流。2. 根据权利要求1所述的LED驱动半导体装置，其中 所述开关元件块还包括一端与所述输入端子连接的结型FET; 所述第一开关元件连接在所述结型FET的另一端与所述输出端子之间；以及所述控制器输入所述结型FET低电势侧的电压，而不是所述输入 端子的电压，作为输入电压。3. 根据权利要求1所述的LED驱动半导体装置，其中， 所述控制器还包括启动和停止判断单元，当电源电压超过预定电压时，启动和停止判断单元输出启动信号，当电源电压等于或小于所 述预定电压时，启动和停止判断单元输出停止信号；以及所述控制器在所述启动和停止判断单元输出启动信号时执行对 所述第一开关元件的导通/截止控制，而在所述启动和停止判断单元输 出停止信号时，控制所述第一开关元件保持在截止状态。4. 根据权利要求2所述的LED驱动半导体装置，其中 所述控制器还包括启动和停止判断单元，当电源电压超过预定电压时，启动和停止判断单元输出启动信号，当电源电压等于或小于所 述预定电压时，启动和停止判断单元输出停止信号；以及所述控制器在所述启动和停止判断单元输出启动信号时执行对 所述第一开关元件的导通/截止控制，而在所述启动和停止判断单元输 出停止信号时，控制所述第一开关元件保持在截止状态。5. 根据权利要求1所述的LED驱动半导体装置，其中 所述漏极电流检测器通过将所述第一开关元件的导通电压与检测基准电压相比较，检测所述开关元件块的漏极电流。6. 根据权利要求2所述的LED驱动半导体装置，其中 所述漏极电流检测器通过将所述第一开关元件的导通电压与检测基准电压相比较，检测所述开关元件块的漏极电流。7. 根据权利要求3所述的LED驱动半导体装置，其中 所述漏极电流检测器通过将所述第一开关元件的导通电压与检测基准电压相比较，检测所述开关元件块的漏极电流。8. 根据权利要求1所述的LED驱动半导体装置，其中 所述漏极电流检测器包括第二开关元件，与所述第一开关元件并联，所述第二开关元件使 电流流动，所述电流比流经所述第一开关元件的电流小，并具有流经 所述第二开关元件的电流与流经所述第一开关元件的电流的恒定电流 比；以及电阻，串联在至第二开关元件的低电...

【专利技术属性】
技术研发人员：荒川龟太郎，八谷佳明，国松崇，福井穰，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]