對相關(guān)申請的交叉引用

該申請要求在此通過引用以其整體并入其公開的、在2015年12月28日提交的韓國專利申請no.2015-0187466的優(yōu)先權(quán)和利益。

本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管(led)電壓驅(qū)動器電路，并且更加具體地涉及一種向led提供電壓的驅(qū)動器電路。

背景技術(shù)：

近來，在南韓照明工業(yè)中，發(fā)光二極管(led)照明已經(jīng)作為有前景的市場而出現(xiàn)。不僅由于去年的日本大地震和福島的核電站事故，而且作為一種在發(fā)達國家中用于省電的方式，對于led照明的興趣已經(jīng)顯著地增加。南韓的led照明公司在每一個外國國家中積極地實現(xiàn)了相關(guān)的認證以搶占海外市場，并且存在將新的led照明產(chǎn)品引入市場的增長的趨勢以及用于替代傳統(tǒng)的熒光燈的led照明需求，該新的led照明產(chǎn)品被添加了難以利用傳統(tǒng)的熒光燈實現(xiàn)的各種功能和靈敏度。

當(dāng)施加到led的電壓等于或者大于led的閾值電壓時，電流開始流動通過led使得從那里發(fā)射光。使用電池、電源等供應(yīng)低壓直流電(dc)電力以驅(qū)動這種led。

電源主要地被用作用于供應(yīng)低壓dc電力的裝置，并且這種電源接收商業(yè)交流電(ac)電力、將ac電力轉(zhuǎn)換成預(yù)定的dc電力，然后將預(yù)定的dc電力轉(zhuǎn)換成led驅(qū)動電力，并且向led供應(yīng)led驅(qū)動電力。

當(dāng)led由傳統(tǒng)電源驅(qū)動時，商業(yè)ac電力被轉(zhuǎn)換成預(yù)定dc電力以驅(qū)動led。

諸如將變壓器的輸出控制為用于照明led的恒定電流輸出、在led的輸出端子處使用恒定電流電路、使用升壓電路和恒定電流電路等的某些方法經(jīng)常被用作用于控制led的方法，然而，這種傳統(tǒng)控制方法存在功率轉(zhuǎn)換效率降低并且電路復(fù)雜的問題。

因此，需要提供一項能夠有效率地向led供應(yīng)電力的led電壓驅(qū)動器電路技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及提供一種向發(fā)光二極管(led)供應(yīng)電壓的驅(qū)動器電路。

本發(fā)明的技術(shù)目的不限于以上公開，并且基于以下描述，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，未在這里描述的其它目的可以變得清楚。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種led電壓驅(qū)動器電路，包括：輸入端子，向該輸入端子施加電壓；接地端子；輸入電容器，該輸入電容器的一端連接到輸入端子，并且不同于該一端的另一端連接到接地端子，其中輸入電容器利用施加到輸入端子的電壓和接地端子的電壓之間的電壓差充電；以及連接到輸入電容器和輸入端子并且被配置為向led輸出電力的降壓(buck)轉(zhuǎn)換器電路，其中在輸入電容器中充電的電壓被供應(yīng)為降壓轉(zhuǎn)換器電路的輸入電壓。

附圖說明

通過參考附圖詳細地描述其示例性實施例，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明的以上和其它目的、特征和優(yōu)點將變得更加清楚，其中：

圖1是示意傳統(tǒng)發(fā)光二極管(led)驅(qū)動器電路的視圖；

圖2是示意設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的led電壓驅(qū)動器電路的led驅(qū)動器電路的視圖；

圖3到6是用于描述根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的led電壓驅(qū)動器電路的操作的視圖；

圖7是示意設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的led電壓驅(qū)動器電路的led驅(qū)動器電路的視圖；

圖8到11是用于描述根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的led電壓驅(qū)動器電路的操作的視圖；

圖12是示意設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的led電壓驅(qū)動器電路的led驅(qū)動器電路的視圖；以及

圖13是用于使用根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的led電壓驅(qū)動器電路驅(qū)動led的方法的流程圖。

具體實施方式

在下文中，將參考附圖詳細描述本發(fā)明的示例性實施例。參考附圖和將在下面描述的實施例，本發(fā)明的優(yōu)點和特征和實現(xiàn)它們的方法將變得清楚。然而，本發(fā)明可以被以不同的形式體現(xiàn)并且不應(yīng)該被理解為限制于在這里闡述的實施例。而是，提供了實施例從而本公開是徹底的和完全的，并且向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分地表達該創(chuàng)造性概念，并且本發(fā)明應(yīng)該僅僅由所附權(quán)利要求限定。貫穿本說明書地，相同的附圖標(biāo)記示意相同的構(gòu)件。

除非另有定義，包括在這里使用的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語的所有的術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解的相同的含義。應(yīng)該進一步理解，術(shù)語諸如在通常使用的詞典中定義的那些不是在理想化的或者過度形式化的意義上解釋的，除非特意地在這里被如此定義。

圖1是示意傳統(tǒng)發(fā)光二極管(led)驅(qū)動器電路的視圖。

參考圖1，傳統(tǒng)led驅(qū)動器電路100包括輸入電源110、線路濾波器120、整流器130、功率因數(shù)校正器(pfc)140、降壓轉(zhuǎn)換器150，和led160。

輸入電源110可以是提供交流電(ac)電壓和ac電流的電源。

線路濾波器120是過濾在電力線中包括的各種噪聲的濾波器。線路濾波器120可以包括配置有線圈和電容器的低通濾波器。線路濾波器120可以包括過濾在電力線中包括的電磁干擾波的濾波器。

整流器130是將ac電力轉(zhuǎn)換成直流電(dc)電力的電路。整流器130可以包括橋接電路。

pfc140升高輸入電壓。例如，輸入電源110的100v到200v的電壓穿過pfc140從而可以輸出400v的電壓。

當(dāng)pfc140的輸出電壓被輸入降壓轉(zhuǎn)換器150時，降壓轉(zhuǎn)換器150將輸出電壓降低(stepdown)到led160的驅(qū)動電壓。降壓轉(zhuǎn)換器150可以包括降壓電路。例如，降壓轉(zhuǎn)換器150可以將pfc140的400v的輸出電壓降低到20v的led驅(qū)動電壓。

當(dāng)降壓轉(zhuǎn)換器150將輸入電壓400v降低到20v的電壓時，占空比(dutyratio)是“20/400＝0.05”。當(dāng)占空比是0.05時，led驅(qū)動器電路100可能存在以下問題：即使當(dāng)led驅(qū)動電路100被驅(qū)動時，驅(qū)動自身是不可能或者效率是非常低的。

本發(fā)明的實施例與用于替代降壓轉(zhuǎn)換器150的led電壓驅(qū)動器電路的發(fā)明有關(guān)。led電壓驅(qū)動器電路包括浮動接地并且具有高于傳統(tǒng)降壓轉(zhuǎn)換器150的占空比從而在led驅(qū)動控制中的效率能夠增加。

圖2是示意設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的led電壓驅(qū)動器電路的led驅(qū)動器電路的視圖。

參考圖2，led驅(qū)動器電路200可以包括是ac電源的輸入電源110、具有橋接二極管電路的整流器130、pfc140、led電壓驅(qū)動器電路210，和led160。

因為輸入電源110、整流器130，和led160與在圖1的傳統(tǒng)led驅(qū)動器電路100的配置中的那些相同，所以其描述將省略以避免重復(fù)。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的led電壓驅(qū)動器電路210可以包括輸入端子220、接地端子230、輸入電容器cin，和降壓轉(zhuǎn)換器電路215。

從pfc140輸出的電壓可以被施加到輸入端子220。輸入端子220可以連接到輸入電容器cin和降壓轉(zhuǎn)換器電路215。

接地端子230可以包括浮動接地。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，接地端子230可以連接到整流器130的輸出端子。

輸入電容器cin可以在輸入端子220和接地端子230之間連接。輸入電容器cin的一端可以連接到輸入端子220并且另一端可以連接到接地端子230。輸入電容器cin利用施加到輸入端子220的電壓充電，并且被充電的電力可以被輸出為降壓轉(zhuǎn)換器電路215的輸入電力。

降壓轉(zhuǎn)換器電路215可以包括降壓開關(guān)q2、降壓二極管d2、輸出電容器co、降壓電感器l2，和輸出端子240。

降壓開關(guān)q2可以控制在降壓轉(zhuǎn)換器電路中流動的電流。降壓開關(guān)q2可以控制從輸入電容器cin輸出的電流的流動。降壓開關(guān)q2可以包括雙極結(jié)型晶體管(bjt)或者場效應(yīng)晶體管(fet)。雖然為了解釋方便起見在圖2中使用n溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(mosfet)，但是這僅僅是實例，并且本發(fā)明不限于此。

降壓二極管d2連接到接地端子230和降壓開關(guān)q2的一端。降壓二極管d2的p型可以連接到接地端子230并且其n型可以連接到降壓開關(guān)q2。降壓二極管d2可以防止輸入電容器cin的電力流動到接地端子230。

輸出電容器co的一端連接到接地端子230并且其另一端連接到輸出端子240。輸出電容器co可以當(dāng)降壓開關(guān)q2接通(turnon)時利用從輸入電容器cin輸入的電力充電，并且當(dāng)降壓開關(guān)q2斷開(turnoff)時向輸出端子240輸出充電電力。

降壓電感器l2的一端連接到輸出端子240和輸出電容器co的結(jié)點并且另一端連接到降壓開關(guān)q2和降壓二極管d2的結(jié)點。降壓電感器l2可以當(dāng)降壓開關(guān)q2接通時存儲從輸入電容器cin提供的電力，并且當(dāng)降壓開關(guān)q2斷開時通過輸出端子240輸出所存儲的電力。

pfc140可以包括pfc電感器l1、pfc二極管d1，和pfc開關(guān)q1。

pfc電感器l1、pfc二極管d1，和pfc開關(guān)q1的一端被連接到一個結(jié)點，并且pfc電感器l1的另一端連接到整流器130的輸出端子。pfc二極管d1的另一端連接到led電壓驅(qū)動器電路210的輸入端子220。pfc開關(guān)q1的另一端可以接地。

當(dāng)pfc開關(guān)q1接收接通控制信號并且接通時，從整流器130輸入的電流穿過pfc電感器l1和pfc開關(guān)q1并且流動到接地。這里，由于該電流而在pfc電感器l1中存儲能量。

當(dāng)pfc開關(guān)q1接收斷開控制信號并且斷開時，在pfc電感器l1中存儲的能量被添加到從整流器130輸入的電流并且由此可以向pfc二極管d1輸入高于整流器130的輸出電壓的電壓。即，當(dāng)pfc開關(guān)q1斷開時，pfc140可以作為升壓電路操作。例如，當(dāng)輸入電源110供應(yīng)100v的電壓時，來自整流器130的最大輸出電壓可以是141.1v，并且該電壓可以被升高大約260v從而pfc140的輸出是400v的電壓。

圖3到6是用于描述根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的led電壓驅(qū)動器電路的操作的視圖。

參考圖3到6，將基于pfc開關(guān)q1和降壓開關(guān)q2的接通和斷開狀態(tài)、逐步地并且詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的led電壓驅(qū)動器電路的操作。

首先，參考圖3，當(dāng)pfc開關(guān)q1接通時，整流器130的輸出電流310流動通過pfc電感器l1和pfc開關(guān)q1。這里，由于電流310而在pfc電感器l1中存儲了能量。

接著，參考圖4，當(dāng)pfc開關(guān)q1斷開時，整流器130的輸出電流320經(jīng)由pfc電感器l1和pfc二極管d1流動到led電壓驅(qū)動器電路210的輸入端子220。這里，在圖3的操作期間存儲的能量被添加到穿過pfc電感器l1的電流并且因此該電流可以被升壓到高于整流器130的輸出電壓的電壓。因此，高于整流器130的輸出電壓的電壓被施加到led電壓驅(qū)動器電路210的輸入端子220。因為在pfc開關(guān)q1斷開時降壓開關(guān)q2處于斷開狀態(tài)中，所以所施加的電壓和輸入電流對輸入電容器cin充電。因為輸入電容器cin的一端連接到接地端子230并且接地端子230連接到整流器130的輸出端子，所以與pfc140的輸出電壓和整流器130的輸出電壓之間的電壓差相對應(yīng)的電壓可以被施加到輸入電容器cin。

例如，當(dāng)輸入電源110供應(yīng)100v的ac電壓時，從整流器130輸出的電壓電平可以最大是141.4v并且從pfc140輸出的電壓可以是400v。這里，在400v和141.4v之間的大約260v的電壓差可以被施加到輸入電容器cin的兩端。即，在pfc開關(guān)q1斷開并且降壓開關(guān)q2斷開的狀態(tài)中，可以以260v對輸入電容器cin充電。

接著，參考圖5，當(dāng)pfc開關(guān)q1接通并且降壓開關(guān)q2接通時，pfc140的輸出電壓不再被施加到輸入電容器cin并且可以經(jīng)由降壓開關(guān)q2向降壓轉(zhuǎn)換器電路提供在輸入電容器cin中充電的電力。輸入電容器cin用作降壓轉(zhuǎn)換器電路的輸入電源，并且由于在輸入電容器cin中充電的電力，電流330經(jīng)由降壓開關(guān)q2流動通過輸出電容器co和降壓電感器l2。相應(yīng)地，輸出電容器co可以被充電并且能量可以被存儲在降壓電感器l2中。

接著，參考圖6，當(dāng)pfc開關(guān)q1斷開時，阻擋了在輸入電容器cin中充電的電力流動到降壓轉(zhuǎn)換器電路側(cè)，并且由于在輸出電容器co中充電的電力和在降壓電感器l2中存儲的能量，電流340可以流動通過led160。由于電流340，led160可以發(fā)射光。

再次參考圖3到6，因為接地端子230用作連接到整流器130的輸出端子的浮動接地，所以與pfc140的輸出電壓和整流器130的輸出電壓之間的電壓差相對應(yīng)的電壓可以在輸入電容器cin中充電。即，因為輸入電容器cin被充電到低于pfc140的輸出電壓的電壓，所以占空比可以高于傳統(tǒng)led驅(qū)動器電路的占空比。

例如，當(dāng)輸入電源110供應(yīng)100v的ac電壓時，整流器130的最大輸出電壓是141.4v，pfc140的輸出電壓是400v，并且由此輸入電容器cin被充電到大致260v。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，因為led驅(qū)動電壓是20v，所以占空比是“20/260＝0.077”，這高于傳統(tǒng)的占空比0.05。因為占空比是高的，所以根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的led驅(qū)動器電路能夠具有更好的效率和可操作性。

圖7是示意設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的led電壓驅(qū)動器電路的led驅(qū)動器電路的視圖。

參考圖7，根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的led電壓驅(qū)動器電路410可以包括連接到不同于輸入電源110的接地的接地點的接地端子230。與根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的led電壓驅(qū)動器電路210的不同之處在于接地端子230不被連接到整流器的輸出端子132。

圖8到11是用于描述根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的led電壓驅(qū)動器電路的操作的視圖。

參考圖8到11，將在圖8到11中逐步地描述led驅(qū)動器電路400的操作。

參考圖8，當(dāng)pfc開關(guān)q1接通時，從整流器130輸出的電流510經(jīng)由pfc電感器l1和pfc開關(guān)q1朝向接地流動。這里，由于電流510，能量被存儲在pfc電感器l1中。

參考圖9，當(dāng)pfc開關(guān)q1斷開并且降壓開關(guān)q2處于斷開狀態(tài)中時，存儲在pfc電感器l1中的能量被添加到從整流器130輸出的電流520并且從pfc140輸出所添加的電流，并且從pfc140輸出的電流520在輸入電容器cin中流動。輸入電容器cin利用電流520充電。與pfc140的輸出電壓和連接到接地端子230的浮動接地的電壓之間的電壓差相對應(yīng)的電壓可以在輸入電容器cin中充電。

參考圖10，當(dāng)降壓開關(guān)q2接通時，在輸入電容器cin中充電的電力供應(yīng)流動通過降壓電感器l2和輸出電容器co的電流530。能量被存儲在降壓電感器l2中并且輸出電容器co利用電流530充電。

參考圖11，當(dāng)降壓開關(guān)q2斷開時，由于在輸出電容器co和降壓電感器l2中存儲的能量，電流540流動通過led160。

圖12是示意設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的led電壓驅(qū)動器電路的led驅(qū)動器電路的視圖。

參考圖12，設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的led電壓驅(qū)動器電路610的led驅(qū)動器電路600可以包括與在led電壓驅(qū)動器電路210和led電壓驅(qū)動器電路410中的那些相同的輸入電容器cin、降壓二極管d2、降壓開關(guān)q2、降壓電感器l2，和輸出電容器co，并且可以進一步包括第一開關(guān)620和第二開關(guān)630。

當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)620接通并且第二開關(guān)630斷開時，led電壓驅(qū)動器電路610以與設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的led電壓驅(qū)動器電路210的led驅(qū)動器電路200相同的方式操作。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)620斷開并且第二開關(guān)630接通時，led電壓驅(qū)動器電路610以與根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的led電壓驅(qū)動器電路410相同的方式操作。

根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的led驅(qū)動器電路600根據(jù)led160的負載接通第一開關(guān)620或者第二開關(guān)630中的任一個。例如，當(dāng)led160的負載是相對低的時，僅僅第一開關(guān)620接通，并且當(dāng)led160的負載是高的時，僅僅第二開關(guān)630接通。

圖13是用于使用根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的led電壓驅(qū)動器電路驅(qū)動led的方法的流程圖。

參考圖13，將描述用于使用led電壓驅(qū)動器電路驅(qū)動led的方法。

電力被施加到pfc(s100)。向其輸入ac電力的整流器的輸出可以被輸入pfc。

在pfc中包括的pfc開關(guān)接通(s110)。led驅(qū)動器電路接通在pfc中包括的pfc開關(guān)。當(dāng)pfc開關(guān)接通時，施加到pfc的電力的電流在pfc電感器中流動。

能量被存儲于在pfc中包括的pfc電感器中(s120)。當(dāng)pfc開關(guān)接通時，電流在pfc電感器中流動，并且由于該電流電磁能被存儲在pfc電感器中。

pfc開關(guān)斷開并且在led電壓驅(qū)動器電路中包括的降壓開關(guān)斷開(s130)。當(dāng)pfc開關(guān)斷開時，施加到pfc的電力的電流經(jīng)由pfc電感器和pfc二極管被提供給led電壓驅(qū)動器電路。

在led電壓驅(qū)動器電路中包括的輸入電容器被充電(s140)。因為降壓開關(guān)處于斷開狀態(tài)中，所以提供給led電壓驅(qū)動器電路的電流朝向輸入電容器流動，并且輸入電容器利用該電流充電。

降壓開關(guān)接通(s150)。當(dāng)降壓開關(guān)接通時，在輸入電容器中充電的能量流動到降壓二極管。

在led電壓驅(qū)動器電路中包括的輸出電容器被充電(s160)。從輸入電容器輸出的電流流動通過降壓電感器和輸出電容器，并且輸出電容器利用該電流充電。

降壓開關(guān)斷開(s170)。當(dāng)降壓開關(guān)斷開時，在降壓電感器和輸出電容器中充電的能量被放電。

電力被提供給led(s180)。從降壓電感器和輸出電容器放電的能量作為電流流動到led。

根據(jù)本發(fā)明的實施例的led電壓驅(qū)動器電路使得能夠以高占空比進行切換控制并且具有增強驅(qū)動器電路的穩(wěn)定性和效率的效果。

以上已經(jīng)參考附圖描述了本發(fā)明的實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不改變本公開的技術(shù)精神或者基本特征時，本發(fā)明可以以不同于所公開的實施例的其它形式實現(xiàn)。因此，上述實施例應(yīng)該僅僅在描述性的意義上考慮而非為了限制。

附圖標(biāo)記

110：輸入電源

120：線路濾波器

130：整流器

140：功率因數(shù)校正器(pfc)

160：發(fā)光二極管(led)

200：led驅(qū)動器電路

210：led電壓驅(qū)動器電路