发光二极管串的驱动电路和用于驱动发光二极管串的系统技术方案

本发明专利技术提出了一种发光二极管串的驱动电路和用于驱动发光二极管串的系统。该驱动电路和系统包括第一直流－直流变换器和第二直流－直流变换器。其中第一直流－直流变换器接收输入信号，根据输入信号提供第一转换信号和第二转换信号；第二直流－直流变换器根据第一转换信号提供调节信号；其中所述第二转换信号和所述调节信号用以驱动发光二极管串。本发明专利技术的方案提高了ＬＥＤ驱动效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例涉及发光二极管(LED)的驱动，更具体地说，本专利技术涉及高压LED 的驱动。
技术介绍
LED由于具有高发光亮度、长使用寿命等优点，被广泛应用于照明场合。在电视机 和大面板照明中，通常需要用到几百个LED。在保持低成本的同时，如何高效地驱动这么多 LED成为业内关注的热点。随着灯散射技术的提高，如今全部LED均可以被放置在面板边缘，来达到良好的 背光照明。目前，在电视机照明场合，一般采用多串LED并联连接的方式来提供照明，如将 4串或6串LED并联。通常驱动一个LED串所需电压比较高，如几百伏电压。例如，当一个 LED串上有150个LED时，所需的驱动电压为525V。图1为提供如前所述高压用以驱动LED串的现有技术。电路前级采用一个隔离直 流_直流(DC-DC)变换器10。隔离DC-DC变换器10的输入信号Vbus通常为一经过整流的 交流线电压信号或者功率因数校正(PFC)电路的输出信号。DC-DC变换器10提供一低压 Vcc用以给后级控制电路供电。同时，隔离DC-DC变换器10提供一相对高压信号Vsl，该信 号Vsl作为LED驱动器组的输入信号。在图1中，各个LED驱动器，即模块1、模块2、……、 模块n，均采用典型升压(Boost)变换器。即各boost变换器均包括开关S1、二极管D1、电 感L1、输入电容Cil和输出电容C。lt) 一金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)Sdi与LED串串 联耦接，用以提供快速脉宽调制(PWM)调光。一电阻Rsl与该MOSFET Sdi串联耦接，用以在 MOSFET Sdi导通时，采样流过LED串的电流。然而，该现有技术存在一些缺点。boost变换器接收高压，使得开关S1和二极管D1 的耐压需要高于LED串的驱动电压(如几百伏)。例如，当LED串串联150个LED时，开关 S1和二极管D1的耐压至少为600V。另外，高压二极管D1存在严重的反向恢复问题，这降低 了系统的效率。在该现有技术中，开关频率不能被设置为高频，从而不能减小无源器件(如 电感L1、输入电容Cil、输出电容CJ的尺寸。如图1所示，输入信号Vbus经由两级(隔离 DC-DC变换器10和boost变换器)后被转化为LED串的驱动电压，从而降低了系统效率。
技术实现思路
鉴于现有技术中的一个或者多个问题，本专利技术的目的是提出一种用于驱动LED的 高压驱动电路。提出了一种用于发光二极管串的驱动电路，包括第一直流_直流变换器，用以接 收输入信号，根据所述输入信号提供至少第一转换信号和第二转换信号；第二直流-直流 变换器，接收所述第一转换信号，并根据所述第一转换信号提供调节信号；其中通过所述第 二转换信号和所述调节信号来驱动所述发光二极管串。根据本专利技术的实施例，所述第一直流_直流变换器为隔离直流_直流变换器。根据本专利技术的实施例，所述第二直流_直流变换器为升压变换器或压降变换器或 升_降压变换器。根据本专利技术的实施例，所述第二直流-直流变换器包括功率开关和二极管，所述 功率开关和二极管的耐压能力小于第二转换信号与调节信号的电压和。根据本专利技术的实施例，所述第二直流-直流变换器包括调光开关，与所述发光二 极管串串联耦接；电流采样电阻器，与所述调光开关串联耦接。根据本专利技术的实施例，所述输入信号为经过整流的交流信号或功率因数校正电路 的输出信号。根据本专利技术的实施例，所述调节信号被反馈至第一直流-直流变换器，所述第一 直流_直流变换器调节所述第二转换信号，以最小化所述调节信号。在本专利技术的另一方面，提出了一种用于驱动发光二极管串的系统，包括第一直 流-直流变换器，根据至少一个输入信号提供至少第一转换信号和第二转换信号；多个第 二直流_直流变换器，每个第二直流_直流变换器根据所述第一转换信号各自提供一调节 信号；多个发光二极管串，每个发光二极管串耦接至所述第一直流-直流变换器，以接收所 述第二转换信号；并耦接至相应第二直流-直流变换器，用以接收所述调节信号；其中，通 过所述第二转换信号和所述调节信号的组合来驱动所述多个发光二极管串。根据本专利技术的实施例，所述第一直流_直流变换器为隔离直流_直流变换器。根据本专利技术的实施例，所述第二直流-直流变换器为升压变换器、压降变换器、 升_降压变换器或者三者的任意组合。根据本专利技术的实施例，所述第二直流-直流变换器包括功率开关和二极管，所述 功率开关和二极管的耐压能力小于第二转换信号与调节信号的电压和。根据本专利技术的实施例，所述系统进一步包括调光开关电路，所述调光开关电路包 括N个开关，其中每个开关与一个发光二极管串串联耦接；电流采样电阻电路，所述电流采 样电阻电路包括N个电阻器，其中每个电阻器与一个调光开关串联耦接。根据本专利技术的实施例，所述输入信号为经过整流的交流信号或功率因数校正电路 的输出信号。根据本专利技术的实施例，该系统进一步包括最小值检测器，用以反馈所述调节信号 的最小值至所述第一直流_直流变换器。根据本专利技术的实施例，所述第一直流_直流变换器根据所述调节信号的最小值调 节第二转换信号。利用上述方案，大大提高了 LED驱动效率。另外，无源元件的尺寸可以大大减小。 附图说明图1示出现有技术高压LED驱动电路。图2a示出根据本专利技术第一实施例的高压LED驱动电路100。图2b示出根据本专利技术第二实施例的高压LED驱动电路200。图3示出根据本专利技术第三实施例的高压LED驱动电路300。图4示出根据本专利技术第四实施例的高压LED驱动电路400。图5示出根据本专利技术第五实施例的高压LED驱动电路500。图6示出根据本专利技术第六实施例的高压LED驱动电路600。图7示出根据本专利技术第七实施例的高压LED驱动电路700。图8示出根据本专利技术第八实施例的高压LED驱动电路800。图9示出根据本专利技术第九实施例的高压LED驱动电路900。图10示出根据本专利技术第十实施例的高压LED驱动电路1000。图11示出根据本专利技术第i^一实施例的高压LED驱动电路1100。图12示出根据本专利技术第十二实施例的高压LED驱动电路1200。具体实施例方式参看图2a，为根据本专利技术一个实施例的高压LED驱动电路100，其为本专利技术的第 一实施例。如图2a所示，电路100包括隔离DC-DC变换器101，即第一直流-直流变换器， 用以接收输入信号VBUS。输入信号Vbus通常为经过整流的交流线电压或PFC电路的输出信 号。在本实施例中，隔离DC-DC变换器101输出3个电压级别第一电压级别V_L1、第二电 压级别V_L2和第三电压级别V_L3。其中第一电压级别V_L1、第二电压级别V_L2和第三电 压级别V_L3的电压值可以为正、负或者零值。其中信号Vin = V_L2-V_L3为隔离DC-DC变 换器101输出的第一转换信号，该信号Vin同时也是电路100所有后级非隔离DC-DC变换器 102! 102n(即第二直流-直流变换器)的输入信号，其中η表示非隔离DC-DC变换器的 个数，即LED串的数量。信号Vin的电压值可以为正或者负。每个非隔离DC-DC变换器102x 调节并输出相应的输出直流电压-V。x(调节信号或调压信号)，其中χ为1 η之间的自然 数。相对于第二电压级别V_L2，-V0X为负值。在本实施例中，第1串LED本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于发光二极管串的驱动电路，包括：第一直流－直流变换器，用以接收输入信号，根据所述输入信号提供至少第一转换信号和第二转换信号；第二直流－直流变换器，接收所述第一转换信号，并根据所述第一转换信号提供调节信号；其中通过所述第二转换信号和所述调节信号来驱动所述发光二极管串。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：姚凯卫，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]