LED驱动器、LED发光电路以及LED光源制造技术

本发明专利技术公开了ＬＥＤ驱动器，包括有源开关、电感和电容，该有源开关、电感和电容采用使其能够与二极管连接形成开关电源电路的连接结构；该ＬＥＤ驱动器的电感输出用于驱动设于该二极管位置的ＬＥＤ，且该ＬＥＤ驱动器通过控制该有源开关的负载周期来控制ＬＥＤ的发光强度。本发明专利技术还公开了另外两种ＬＥＤ驱动器，其有源开关、电感和二极管采用使其能够与电容连接形成Ｂｕｃｋ开关电源电路的连接结构，或者，其有源开关和电感采用使其能够与串联的电容和二极管形成开关电源电路的连接结构。本发明专利技术还公开了一种ＬＥＤ发光电路和一种ＬＥＤ光源。通过本发明专利技术，既不对原ＬＥＤ发光效果造成影响，同时有利于电路简化，从而降低空间占用，减少制造成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及LED
，尤其涉及LED驱动器，LED发光电路以及 LED光源。
技术介绍
目前，大功率的LED (Light Emitting Diode，发光二极管)被作为有效 的光源得以广泛使用，比如，应用在汽车的前照灯和尾灯中。作为LED的 驱动器，其被要求提供高于LED正向电压的电压，以及能够将电流限定在 LED的工作范围内。传统的DC/DC电源变换器能够满足LED的上述要求，是一种理想的 LED驱动器，请参见图l，显示了其作为LED驱动器，为汽车前照灯和尾灯 中的LED提供电源的驱动电路。其中，开关电源(Switching Mode Power Supply, SMPS)变换器是使一 种高效节能的DC/DC电源变换器，其类型包括Buck (降压)、Boost (升压)、 Buck-Boost (反转)、Cuk (低噪声升降)以及Flyback (回扫)变换器等， 都可以用来驱动LED。请参见图2A 图2E，依序显示了上述开关电源变换 器的电路图。可以看出，现有技术中作为LED驱动器的开关电源都至少包括了一有 源开关、一二极管、 一电感以及一电容，存在空间占用和制造成本较高的问 题，而且器件越多，所需要综合考虑的因素也就越多。
技术实现思路
本专利技术的实施例旨在修正传统的DC/DC变换器，以较少的器件为LED 提供驱动。为实现上述目的，本专利技术的实施例提供了一种LED驱动器，包括有源 开关、电感和电容，该有源开关、电感和电容采用使其能够与二极管连接形成开关电源电路的连接结构；该LED驱动器的电感输出用于驱动设于该二 极管位置的LED,且该LED驱动器通过控制该有源开关的负载周期来控制 LED的发光强度。其中，上述开关电源电路可以包括降压Buck电路、升压Boost电路、 反转Buck-Boost电路、升降Cuk电路和回扫Flyback电路。本专利技术的实施例还提供了一种LED驱动器，包括有源开关、电感及二 极管，该有源开关、电感和二极管采用使其能够与电容连接形成Buck开关 电源电路的连接结构；该LED驱动器的电感输出用于驱动设于该电容位置 的LED,且该LED驱动器通过控制该有源开关的负载周期来控制LED的发 光强度。本专利技术的实施例还提供了一种LED驱动器，包括有源开关和电感，该 有源开关和电感采用使其能够与串联的电容和二极管形成开关电源电路的 连接结构；该LED驱动器的电感输出用于驱动设于该串联的电容和二极管 位置的LED,且该LED驱动器通过控制该有源开关的负载周期来控制LED 的发光强度。其中，上述开关电源电路可以包括升压Boost电路、反转Buck-Boost电 路、升降Cuk电路和回扫Flyback电路。本专利技术的实施例还提供了一种LED发光电路，包括LED和LED驱动电 路；该LED驱动电路为上述的LED驱动电路。其中，该LED可以为一个或多个串联的LED。较佳的，如果LED发光电路如下其LED驱动器的有源开关、电感和 电容采用使其能够与二极管连接形成Flyback开关电源电路的连接结构，其 中，该电感为变压器；则该LED可以集成在该变压器的二级绕组上。具体的，LED可以集成在该二级绕组的线圈上。本专利技术的实施例还提供了一种LED光源，包括电源和发光电路；该发 光电路为上述的LED发光电路。其中，该LED光源可以为设置在车辆上的LED车灯。 该LED车灯可以为前照灯或尾灯。由上述技术方案可知，本专利技术的实施例通过对传统的DC/DC变换器进 行修正，采用较少的器件实现LED驱动，具有以下有益效果1、 不对原LED发光效果造成影响；2、 有利于电路简化，从而降低空间占用，减少制造成本。 通过以下参照附图对优选实施例的说明，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更加明显。附图说明图1为DC/DC变换器作为LED驱动器，为汽车前照灯和尾灯中的LED 提供电源的驱动电路；图2A 图2E为现有技术中Buck、 Boost、 Buck-Boost、 Cuk以及Flyback 变换器的电路图3A 图3E为本专利技术提供的一种LED发光电路的电路图4A、 4B为集成LED的二级绕组电路示意图5本专利技术提供的另一种LED发光电路的电路图6A 图6D为本专利技术提供的再一种LED发光电路的电路图7A 7D为图6所示LED发光电路的输入/输出波形图。具体实施例方式下面将详细描述本专利技术的具体实施例。应当注意，这里描述的实施例只 用于举例说明，并不用于限制本专利技术。首先，必须说明的是，本专利技术的核心思想在于，在保持LED发光效果 的前提下，减少传统DC/DC变换器的内部器件，其原理是基于人类视觉的 特点，即人类对光亮变化的感知存在一定延时，任何快于人眼反应时间的变 化都不会被察觉。一般情况下，由于开关电源内部器件工作在高频开关状态，因此如果有 足够的电路磁感系数，就能够实现LED的驱动；基于这一原理，传统DC/DC 变换器中的一些器件，诸如电容器和二极管，可以被删除；例如，DC/DC变 换器中的二极管可以直接采用LED取代而不会影响到电路的性能；再例如， 被用来最小化纹波电压的输出电容器也可以被忽略，这是因为，输出电容器 用于滤波和提供平滑DC，则在LED而非负载电阻作为主要的驱动对象的情 况下，输出电容器的作用已不再重要，因此可以加以忽略。具体的实现方案将在下述实施例中加以讨论。首先，本专利技术的实施例提供了一种LED驱动器，其通过移除二极管实现。该LED驱动器包括有源开关、电感和电容，该有源开关、电感和电容 采用使其能够与二极管连接形成开关电源电路的连接结构，其中，开关电源 电路可以包括降压Buck电路、升压Boost电路、反转Buck-Boost电路、升 降Cuk电路和回扫Flyback电路，分别如图2A 图2E所示。作为LED的驱动，该LED驱动器的电感输出用于驱动设于二极管位置 的LED，且该LED驱动器通过控制有源开关的负载周期(duty cycle)来控 制LED的发光强度。基于上述LED驱动器，本专利技术的实施例提供了相应的LED发光电路， 包括LED和LED驱动电路，且其LED驱动电路为上述的LED驱动电路， 如图3A 图3E所示。当然，LED驱动器的具体电路为图3A 图3E所示电路中去除LED的部 分，在此不再赘述。具体而言，图3A显示了基于Buck开关电源电路连接结构的LED发光 电路；图3B显示了基于Boost开关电源电路连接结构的LED发光电路； 图3C显示了基于Buck-Boost开关电源电路连接结构的LED发光电路； 图3D显示了基于Cuk开关电源电路连接结构的LED发光电路； 图3E显示了基于Flyback开关电源电路连接结构的LED发光电路。 本领域普通技术人员可以理解，由于LED作为二极管的特性，因此本 专利技术实施例所提供的LED发光电路保持了开关电源的餘性，同时，由于LED 自身特性，决定了上述电路能够驱动接入的LED发光，从而实现了电路简 化。需要指出的是，本专利技术实施例所提供的LED发光电路中，所驱动的LED 可以为一个，但较佳的，可以是多个串联的LED，如上面的图3A 图3E所 示，分别以串联的三个或者四个LED为例，以增强发光效果。特别的，对于图3E显示的基于Flyback开关电源电路连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＬＥＤ驱动器，包括有源开关、电感和电容，所述有源开关、电感和电容采用使其能够与二极管连接形成开关电源电路的连接结构；其特征在于，所述ＬＥＤ驱动器的电感输出用于驱动设于所述二极管位置的ＬＥＤ，且所述ＬＥＤ驱动器通过控制所述有源开关的负载周期来控制ＬＥＤ的发光强度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑家伟，郑绮君，祁树刚，张宙，郭锦辉，
申请(专利权)人：香港理工大学，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]