光源的驱动电路与方法技术

一种光源的驱动电路，适用于包括多个发光二极管的光源，而本发明专利技术的驱动电路则包括一第一脉宽调制单元和一电源转换单元。其中，第一脉宽调制单元会产生一第一脉宽调制讯号，使得电源转换单元，依据第一脉宽调制讯号的工作周期，而产生一驱动电压讯号来控制光源为顺向偏压操作或逆向偏压操作，以稳定光源在操作时的温度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种驱动电路与方法，特别是涉及一种使发光二极管的工作 温度维持固定的驱动电路与方法。
技术介绍
发光二极管(Light Emitting Diode, LED )是一种半导体组件，其主要是由ni-v族元素化合物半导体材料所构成。这种半导体材料具有将电能转换 为光的特性。详细地说，对这种半导体材料施加电流时，半导体材料内部的 电子会与空穴结合，并且将过剩的能量以光的形式释出，而实现发光的效果。 由于发光二极管的发光现象不属于热发光或放电发光，而是属于冷性发 光，所以发光二极管装置的寿命可长达十万小时以上，且无须暖灯时间(Idling Time)。此外，发光二极管装置具有反应速度快(约为IO力秒)、 体积小、用电省、污染低(不含水银)、高可靠度、适合量产等优点，因此 其应用的领域十分广泛。虽然发光二极管应用的领域非常广泛，然而其发热 问题一 直是影响操作效能的主要问题之一 。为了解决发光二极管的散热问题，各家厂商无不发展各样的技术。图l 示出了一种现有的具有散热结构的发光二极管模块示意图。请参照图1,发 光二极管模块100采用了 一种机械散热的技术。在发光二极管模块100内， 包括了多个发光二极管102,彼此相邻排列。另外，在每个发光二极管102 之间，则配置有金属片104,用来作为散热的机构。虽然图1的结构能够在发光二极管模块100运作时，将所产生的热能散除。但是，受限于材料的热导效果，因此散热的速度有限，而无法适用于运 作高速的系统。另外，现有的架构也会增加硬件的成本和系统体积。
技术实现思路
因此，本专利技术提供一种光源的驱动电路，可以利用控制发光二极管为顺 偏工作或是逆偏工作，使之发光二极管的工作温度维持稳定。本专利技术还提供一种光源的驱动方法，当发光二极管在工作时，能够有效 地进行散热。本专利技术所提供的光源的驱动电路，适用于包括多个发光二极管的光源， 而本专利技术的驱动电路则包括一第一脉宽调制单元和一电源转换单元。其中， 第一脉宽调制单元产生一第一脉宽调制讯号，使得电源转换单元依据第一脉 宽调制讯号的工作周期，而产生一驱动电压讯号来控制光源为顺向偏压操作 或逆向偏压操作，以稳定光源在操作时的温度。从另一观点来看，本专利技术提供一种光源的驱动方法，是于驱动具有多个 发光二极管的光源。本专利技术的驱动方法包括在一第 一时间区间内使发光二极 管为顺向偏压操作，致使光源为正常运作。另外，在一第二时间区间内使发 光二极管为逆向偏压操作，致使光源进行散热。此外，本专利技术还包括产生一脉宽调制讯号，并且在第一时间区间内，使脉宽调制讯号的工作周期大于50%，以产生在第一电平的一驱动电压讯号来 驱动光源。另外，本专利技术也可以在第二时间区间内，使脉宽调制讯号的工作 周期小于50%，以产生在第二电平的驱动电压讯号使光源进行散热，其中第 二电平小于第一电平。此外，本专利技术亦提供一种发光二极管驱动电路，包括一电源转换单元以 及一控制单元。其中，电源转换单元耦接一输入电压，根据一控制讯号将输 入电压转换成一输出电压以驱动一发光二极管模块发光。以及控制单元产生 控制讯号，使发光二极管模块交替于顺向偏压操作或逆向偏压操作。由于发光二极管在顺向偏压下工作时，可以正常地被驱动，而在逆向偏 压下工作时，可以进行散热。因此，本专利技术不需要额外的硬件机构，就可以 有效地对发光二极管进行散热。为使本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较 佳实施例，并结合附图详细说明如下。附图说明图1示出了一种现有具有散热结构的发光二极管模块示意图；图2示出了发光二极管在顺偏时栽流子运动的示意图；图3示出了发光二极管在逆偏时载流子运动的示意图；图4A示出了依照本专利技术第一较佳实施例的一种光源的驱动电路的方块图；图4B和图4C示出了依照本专利技术较佳实施例的电源转换单元402的内 部电路方块图；图5示出了依照本专利技术较佳实施例的电源转换单元的电路图； 图6示出了图5的电源转换单元产生驱动电压讯号所需的脉宽调制讯号 的时序图；图7示出了一种脉宽调制讯号与驱动电压讯号的时序图；图8示出了依照本专利技术第二较佳实施例的一种光源的驱动电路的方块图；图9A和图9B示出了驱动电压讯号Vd的波形图；以及图10示出了依照本专利技术第三较佳实施例的一种光源的驱动电路的方块附图符号说明100:发光二极管模块102、 201、 422、 424、 426:发光二极管104:金属片203: P型区205: N型区400、 900、 1000:驱动电路402:电源转换单元404:控制单元420:光源501:开关组件503、 507:电感505、 511:电容509: 二极管902:脉宽调制单元904:开关1002:温度传感器4022、 4024:图4A直流转直流转换模块4024:偏压单元DCV1、 DCV2:电源VI、 V2:直流偏压Vpwml、 Vpwm2:乐^宽调制ifl号T1 T6:时间区间具体实施方式请参照图2所示，发光二极管是一种PN接面的半导体，当施加顺向偏 压时就可以激发出光。如图2所示，发光二极管201具有P型区203和N型 区205。当发光二极管201 ^皮施加了直流的顺向偏压VI时，P型区203中的 空穴和N型区205中的电子便会向接面处移动，并且自由重新结合，而发生 此状况时就有能量被释放出来的现象，这就是发光二极管激发发光的原理。当发光二极管在工作时，由于电子和空穴重新结合会释放能量，因此在 发光二极管的接面处温度就会开始升高。相对地，当发光二极管在逆向偏压 的操作下，如图3所示，在发光二极管201上施加逆向偏压V2。此时，P 型区203的空穴和N型区205内的电子就会远离接面，而向发光二极管201 的两个端点移动。而藉由空穴和电子的移动，就能将发光二极管接面处的热 能带往发光二极管的两端。藉此，本专利技术即构思利用以上的原理，来实现发 光二极管散热的目的。请参照图4A所示，为本专利技术第一较佳实施例的驱动电路400，其适于驱动具有多个发光二极管(如422、 424..... 426)的光源420。于本实施例中，驱动电路400主要包括一电源转换单元402及一控制单元404。其中，电源 转换单元402可为一升降压电路，其接收控制单元404的输出和一电源 DCV1,并且依据控制单元404的输出来控制光源420。在本实施例中，控制单元404可以是脉宽调制单元(PWM)，其用来产生 脉宽调制讯号Vpwml至电源转换单元402。藉此，电源转换单元402就可 以依据脉宽调制讯号Vpwml的工作周期，而产生不同电平的驱动电压讯号 Vd来控制光源420为顺偏运作或是逆偏运作。另外，光源420中的发光二极管422、 424.....426可以彼此串联。在本实施例中，每一发光二极管的阴极端，耦接至下一发光二极管的阳极端。 其中，第一个晶体管422的阳极端接收电源转换单元402所输出的驱动电压讯号Vd,而最后一个发光二极管的阴极端可以耦接一直流偏压DCV2。在另外一些选择实施例中，光源420中的发光二极管422、 424..... 426可以利用相反的方式耦接。也就是说，每一发光二极管的阳极端耦接至下一 发光二极管的阴极端。其中，第一个发光二极管的阴极端接收电源转换单元 402所输出的驱动电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光源的驱动电路，其中该光源包括至少一发光二极管，该驱动电路包括：一第一脉宽调制单元，用以产生一第一脉宽调制讯号，而该第一脉宽调制讯号的工作周期为可变；以及一电源转换单元，依据该第一脉宽调制讯号，而产生一驱动电压讯号来控制 该光源为顺向偏压操作或逆向偏压操作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈力辅，高进发，
申请(专利权)人：硕颉科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]