專利名稱：轉換控制電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種轉換控制電路，特別是指一種可根據負載情況調整的轉換控制電路。
背景技術：
由于發(fā)光二極管(LED)技術的突飛猛進，加上相關技術的日漸成熟以及節(jié)能省碳的意識抬頭，使得發(fā)光二極管的應用日漸普及和多元化。從早期低功率的電源指示燈及手機按鍵光源，進展至耗電低、壽命長、演色度高的發(fā)光二極管背光模塊與一般照明產品。發(fā)光二極管屬于非線性負載，臨界電壓會隨溫度上升而變化，而且發(fā)光光譜也會因電流不同而變化。因此，相較于驅動其它光源，如何驅動發(fā)光二極管來得到穩(wěn)定的光源的難度相當高。而且，一般而言，由于單顆發(fā)光二極管所能提供的亮度無法滿足大部分的應用，因而需以串聯、并聯、或同時串并聯多顆發(fā)光二極管的方式來提供具足夠亮度的發(fā)光二極管光源。然而，發(fā)光二極管間的驅動特性的變異相當大。當發(fā)光二極管并聯發(fā)光時，相同的驅動電壓并無法確保不同的發(fā)光二極管有相同的電流、亮度。因此，對于并聯的發(fā)光二極管，必須以均流電路來使并聯的發(fā)光二極管具有相同的電流，以期望它們的亮度可大致相同。此種方式需配合最大臨界電壓的發(fā)光二極管來提供驅動電壓，以使每個發(fā)光二極管都能順利地發(fā)光。然而，在不確定發(fā)光二極管的臨界電壓的情況下，所提供的驅動電壓必需更高，才能確保每個發(fā)光二極管均可有預定的電流流經。在這樣的情況下，則會使發(fā)光二極管的驅動效率低落。另外，在發(fā)光二極管串聯發(fā)光時，會因任一發(fā)光二極管毀損而造成開路不發(fā)光，或者造成驅動電壓的上升，而在定電壓驅動時，此種方式有可能會造成發(fā)光二極管無法達到預定電流，甚至不發(fā)光。上述問題是驅動發(fā)光二極管必須予以考慮及克服的，尤其是在同時并聯串聯驅動的環(huán)境下，這些問題更是高難度的電路設計挑戰(zhàn)。

發(fā)明內容
由于發(fā)光二極管的驅動特性造成設計上有相當多的困難點，使已知的驅動電路不適合或無法正確地驅動發(fā)光二極管。本發(fā)明的目的在于提供一種轉換控制電路，通過新的回授電路架構，以根據發(fā)光二極管的實際操作情況來提供回授信號，使已知用以控制轉換電路的回授控制器可正確地驅動發(fā)光二極管?；蛘?，本發(fā)明的回授電路架構，也可以用在補償已知轉換電路中的回授控制，使已知轉換電路也可以正確地驅動發(fā)光二極管。為達上述目的，本發(fā)明提供了一種轉換控制電路，用以控制一轉換電路來將一輸入電壓轉換成一輸出電壓，借以驅動一負載。轉換控制電路包含一電流控制電路、一第一偵測電路、一第二偵測電路、一回授控制器以及一回授電路。電流控制電路具有至少一控制端，此至少一控制端耦接至負載，以調控負載的電流。第一偵測電路耦接至電流控制電路， 并根據至少一控制端的電壓來產生一第一偵測信號。第二偵測電路耦接至轉換電路，并根據輸出電壓來產生一第二偵測信號?；厥诳刂破鹘邮盏诙蓽y信號，以控制轉換電路來將輸入電壓轉換成輸出電壓。回授電路耦接至第一偵測電路及第二偵測電路，并根據第一偵測信號來產生一回授信號，以調整第二偵測信號的準位。本發(fā)明也提供了另一種轉換控制電路，用以控制一轉換電路來進行一輸入電壓的電力轉換，借以驅動一負載。轉換控制電路包含一控制器、一第一偵測電路以及一回授電路?？刂破鞲鶕换厥趥蓽y信號來調控轉換電路，以進行輸入電壓的電力轉換。第一偵測電路耦接至負載，以產生一第一偵測信號?；厥陔娐否罱又恋谝粋蓽y電路，并根據第一偵測信號來產生一回授信號。回授電路包含一電容以及一充放電單元。上述電容是用以產生回授信號，而充放電單元根據第一偵測信號對電容來進行充放電，以產生回授信號。以上的概述與接下來的詳細說明皆為示范性質，是為了進一步說明本發(fā)明的申請專利范圍。而有關本發(fā)明的其它目的與優(yōu)點，將在后續(xù)的說明與附圖加以闡述。


圖1為根據本發(fā)明的轉換控制電路的電路方塊圖；圖2為根據本發(fā)明的另一轉換控制電路的電路方塊圖；圖3為根據本發(fā)明的一第一較佳實施例的回授電路的電路示意圖；圖4為根據本發(fā)明的一第二較佳實施例的回授電路的電路示意圖；圖5為根據本發(fā)明的一第三較佳實施例的回授電路的電路示意圖；圖6為根據本發(fā)明的一第一較佳實施例的轉換控制電路的電路示意圖；圖7為根據本發(fā)明的一第二較佳實施例的轉換控制電路的電路示意圖；圖8為根據本發(fā)明的一第三較佳實施例的轉換控制電路的電路示意圖。主要組件符號說明1 輸入端2:接地端3 信號端100、200、300、400 回授電路101:電流調控電路102:充放電控制電路104 去耦單元105、115、205、305、315、405、415 偵測電路130、230、330、430 控制器140、340、440 轉換電路160、260、360、460 負載332 誤差放大器334 脈寬調變單元336:驅動電路410:電流控制電路432 比較單元434 正反器單元436:驅動電路
Vin 輸入電壓Vout:輸出電壓Sdel、Sde2 偵測信號ko:回授信號C 電容Il 第一電流源12:第二電流源Sl 第一開關 SlS2 第二開關S3 輸出控制開關DIM 調光信號R 輸出電阻Iadj 受控電流源Rco:阻抗組件VCC:驅動電壓Rin:輸入電阻Vr:參考電壓信號Sea 誤差放大信號Spwm 脈寬調變信號Sc 控制信號L 電感D 二極管Co:輸出電容SW:開關Dl Dn 控制端Scom:比較信號S 設定端R 重設端Q 輸出端T 變壓器Rse:電流感測電阻D1、D2:整流二極管Ise:電流感測信號
具體實施例方式請參見圖1，圖1為根據本發(fā)明的轉換控制電路的電路方塊圖。轉換控制電路(未標示)包含一控制器130、一偵測電路105以及一回授電路100，用以控制轉換電路140來轉換并輸出一輸入電壓Vin的電力，以驅動一負載160。偵測電路105耦接至負載160，以產生一偵測信號Sdel?；厥陔娐?00耦接至偵測電路105，并根據偵測信號Sdel以產生一回授信號ko?？刂破?30根據回授偵測信號Sco以調控轉換電路140，并進行輸入電壓Vin 的電力轉換。由于偵測電路105是根據負載160的驅動狀態(tài)來產生偵測信號Sdel，因此轉換電路140可適當地驅動負載160。接著，請參見圖2，圖2為根據本發(fā)明的另一轉換控制電路的電路方塊圖。轉換控制電路包含一第一偵測電路105、一第二偵測電路115、一回授控制器130以及一回授電路 100，用以控制一轉換電路140來將一輸入電壓Vin轉換成一輸出電壓Vout，以驅動一負載 160。第一偵測電路105耦接至負載160，以產生一偵測信號Sdel。第二偵測電路115耦接至轉換電路130，以根據輸出電壓Vout來產生一偵測信號Sde2?；厥陔娐?00耦接至第一偵測電路105及第二偵測電路115，以根據偵測信號Sdel來產生回授信號ko，而回授信號 Sco是用以調整偵測信號Sde2的準位?；厥诳刂破?30接收補償后的偵測信號Sdel，以據此控制轉換電路140來將輸入電壓Vin轉換成輸出電壓Vout。相較于圖1所示的轉換控制電路，圖2所示的回授電路100所產生的回授信號Sco是用以補償第二偵測電路115的偵測信號Sde2。由于第二偵測電路115偵測轉換電路140的輸出時無法判斷負載是否正確運作，故通過偵測電路105偵測負載160而產生偵測信號Sdel，并經回授電路100適當地補償，可使轉換電路140能適當地驅動負載160。請參見圖3，圖3為根據本發(fā)明的一第一較佳實施例的回授電路的電路示意圖?；厥陔娐?00包含一電容C及一充放電單元(未標示)。此充放電單元包含一第一電流源11、 一第二電流源12、一第一開關Si、一第二開關S2以及一充放電控制電路102。充放電控制電路102接收偵測信號Sdel，并據此控制第一開關Sl及第二開關S2的導通或斷開，以使第一電流源Il對電容C充電；或第二電流源12對電容C放電，來產生回授信號&0。充放電控制電路102可比較偵測信號Sdel的準位和一預定準位值。當偵測信號Sdel的準位高于預定準位值時，對電容C放電；而當偵測信號Sdel的準位低于預定準位值時，則對電容C 充電。另外，回授電路100可額外地包含一輸出控制開關S3，輸出控制開關S3至耦接電容 C，以控制是否輸出回授信號Mo。例如可使用一調光信號DIM來控制輸出控制開關S3的導通與斷開，而達到配合調光的作用。請參見圖4，圖4為根據本發(fā)明的一第二較佳實施例的回授電路的電路示意圖。 相較于圖3所示的實施例，圖4所示的回授電路額外地增加了一去耦單元104以及一輸出電阻R。去耦單元104是為了避免外部電路在耦合至外部電路時將傳遞能量至電容C而影響電容C，因此提供去耦作用以隔絕外部電路，來避免外部電路通過耦合作用影響回授電路 100。在本實施例中，去耦單元104為一倍放大器，除提供去耦作用外，也可增加回授電路 100的驅動能力。而調光信號DIM可用以致能或禁能去耦單元104，而達到配合調光的作用。請參見圖5，圖5為根據本發(fā)明的一第三較佳實施例的回授電路的電路示意圖。相較于圖4所示的實施例，圖5所示的回授電路是以電流調控電路101、受控電流源Iadj及一阻抗組件Rco，來取代電容C及充放電單元的作用。電流調控電路101根據第一偵測信號Sdel來調整受控電流源Iadj的電流，以流經阻抗組件Rco。去耦單元104根據阻抗組件 Rco所產生的信號，經輸出電阻R后來輸出回授信號ko。如圖3及圖4所示的回授電路包含有電容C，其雖有較佳的抗噪聲能力，但其瞬時反應較慢。相對地，圖5所示的回授電路則有較佳的瞬時反應能力。另外，回授電路100可接收一驅動電壓VCC并接地，因此所提供的回授信號Sco的準位也等于控制在驅動電壓VCC及接地之間。而當回授信號Sco作為用以補償偵測信號 Sde2時，其補償范圍有一定的范圍，也就是可以借此達到控制調整范圍的作用。另外，通過輸出電阻R的阻值調整，也可以達到調整補償范圍的作用。請參考圖6，圖6為根據本發(fā)明的一第一較佳實施例的轉換控制電路的電路示意圖。轉換控制電路包含一偵測電路205、一控制器以及一回授電路200，用以控制一轉換電路來進行一輸入電壓Vin的電力轉換，以驅動一負載沈0，其中控制器及轉換電路組成了控制轉換電路230，而負載沈0為單串的發(fā)光二極管模塊。在本實施例中，控制轉換電路230 是以美國德州儀器公司(Tl)所生產的穩(wěn)壓器TL431為例，但在實際上應用時，本發(fā)明的轉換控制電路亦可以使用常見的線性穩(wěn)壓器(Linear Dropout Regulator ；LD0)來進行電力轉換。偵測電路205耦接至負載沈0，以根據流經過負載沈0的電流來產生一偵測信號 Sdel0回授電路200耦接至偵測電路205，并根據偵測信號Sdel以產生一回授信號Mo。在此實施例中，回授電路200可以使用根據本發(fā)明的任何回授電路，其包含上述實施例所示的回授電路?？刂妻D換電路230的輸入端1是通過輸入電阻Rin耦接至輸入電壓Vin，接地端2是被接地以流入一分流電流?？刂妻D換電路230的信號端3接收回授信號Sco,以根據回授信號Sco來調整分流電流的大小，以使負載沈0的發(fā)光二極管模塊能穩(wěn)定地讓預定電流流過而穩(wěn)定發(fā)光。請參考圖7，圖7為根據本發(fā)明的一第二較佳實施例的轉換控制電路的電路示意圖。轉換控制電路包含一控制器330、偵測電路305和315以及一回授電路300，用以控制一轉換電路340來進行一輸入電壓Vin的電力轉換，以驅動一負載360。偵測電路305耦接至負載360，以根據流經負載360的電流來產生一偵測信號Sdel，而偵測電路315耦接轉換電路340，并根據轉換電路340的一輸出電壓Vout來產生一偵測信號Sde2。回授電路耦接至偵測電路305，并根據偵測信號Sdel來產生一回授信號Sco,以調整偵測信號Sde2的準位。控制器330接收補償后的偵測信號，并據此輸出一控制信號Sc，以調控轉換電路340 來進行輸入電壓Vin的電力轉換。控制器330包含一誤差放大器332、一脈寬調變單元334以及一驅動電路336。誤差放大器332在反相輸入端(未標示)接收補償后的偵測信號，并于非反相輸入端(未標示)接收一參考電壓信號Vr，且據此在輸出端(未標示)輸出一誤差放大信號ka。脈寬調變單元334在反相輸入端接收一斜坡信號，并在非反相輸入端接收誤差放大信號Sea，以據此輸出一脈寬調變信號Spwm。驅動電路336接收脈寬調變信號Spwm，以據此調整控制信號 Sc的工作周期，來使轉換電路340輸出電力以穩(wěn)定地驅動負載360。另外，驅動電路336及回授電路300也可以接收一調光信號DIM，以進行負載360的調光。另外，誤差放大器332 也可被轉導單元(例如轉導放大器)所替代，此為本領域的技術人員所熟知，故在此不再累述。在本實施例中，轉換電路340為一切換式直流轉直流升壓轉換電路，包含一電感 L、一二極管D、一輸出電容Co以及一開關SW，其中開關SW根據控制信號&來進行切換，以使輸入電壓Vin升壓成輸出電壓Vout。由于輸出電壓Vout的電壓較高，已知的轉換控制電路在負載360發(fā)生短路時，會使輸出電壓Vout直接施加在控制器330。相對地，通過本發(fā)明的回授電路300，此短路時的輸出電壓Vout可避免直接施加在控制器330，以保護控制器330不致燒毀。請參考圖8，圖8為根據本發(fā)明的一第三較佳實施例的轉換控制電路的電路示意圖。轉換控制電路包含一電流控制電路410、偵測電路405和415、一控制器430以及一回授電路400，用以控制一轉換電路440來將一輸入電壓Vin轉換成一輸出電壓Vout，以驅動一負載460。在本實施例中，負載460為具有數個并聯的發(fā)光二極管串的發(fā)光二極管模塊， 電流控制電路410具有數個控制端Dl Dn，其是分別對應連接這些發(fā)光二極管串，以調控各發(fā)光二極管串的電流。偵測電路405包含多個二極管，其正端相互連接并通過一電阻連接至一驅動電壓VCC，其負端則對應耦接控制端Dl Dn，以根據控制端Dl Dn中具有最低電壓的控制端來產生偵測信號Sdel。偵測電路415耦接至轉換電路440，并根據輸出電壓Vout來產生一偵測信號Sde2?；厥陔娐?00耦接至偵測電路405和415，并根據偵測信號Sdel來產生一回授信號Sco，以調整偵測信號Sde2的準位?？刂破?30接收補償后的偵測信號，以控制轉換電路440來將輸入電壓轉Vin換成輸出電壓Vout?？刂破?30包含一比較單元432、一正反器單元434以及一驅動電路436。比較單元432接收補償后的偵測信號及一參考電壓信號Vr，以產生一比較信號kom。正反器單元4；34接收比較信號kom及一脈沖信號，以輸出一脈寬調變信號Spwm。在本實施例中，正反器單元434為SR正反器，其在設定端S接收脈沖信號；在重設端R接收比較信號kom ；及在輸出端Q輸出脈寬調變信號Spwm。驅動電路436接收脈寬調變信號Spwm，以據此調整控制信號&的工作周期，來使轉換電路440輸出電力，以穩(wěn)定地驅動負載460。另外，驅動電路436及回授電路400也可以接收一調光信號DIM，以進行負載460的調光。在本實施例，轉換電路440為順向式轉換電路，其包含一變壓器T、一開關SW、一電流感測電阻Rse、整流二極管Dl和D2、一電感L以及一輸出電容Co。電流感測電阻Rse根據流經開關SW的電流，來產生一電流感測信號Ise 至驅動電路436。驅動電路436會根據電流感測信號Ise來判斷開關SW是否過電流，若結果為是，則暫時斷開開關SW，以避免開關SW因過流而毀損。如上所述，本發(fā)明完全符合專利三要件新穎性、進步性和產業(yè)上的利用性。本發(fā)明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟悉本項技術者應理解的是，該實施例僅用在描繪本發(fā)明，而不應解讀為限制本發(fā)明的范圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效的變化與置換， 均應設為涵蓋在本發(fā)明的范疇內。因此，本發(fā)明的保護范圍當以權利要求書所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種轉換控制電路，其特征在于，用以控制一轉換電路來將一輸入電壓轉換成一輸出電壓，借以驅動一負載，其中該轉換控制電路包含一電流控制電路，具有至少一控制端，該至少一控制端耦接至該負載，以調控該負載的電流；一第一偵測電路，耦接至該電流控制電路，并根據該至少一控制端的電壓來產生一第一偵測信號；一第二偵測電路，耦接至該轉換電路，并根據該輸出電壓來產生一第二偵測信號； 一回授控制器，接收該第二偵測信號，以控制該轉換電路來將該輸入電壓轉換成該輸出電壓；以及一回授電路，耦接至該第一偵測電路及該第二偵測電路，并根據該第一偵測信號來產生一回授信號以調整該第二偵測信號的準位。
2.根據權利要求1所述的轉換控制電路，其特征在于，該回授電路包含 一電容，用以產生該回授信號；以及一充放電單元，用以根據該第一偵測信號來對該電容進行充放電。
3.根據權利要求2所述的轉換控制電路，其特征在于，該負載為一發(fā)光二極管模塊，該發(fā)光二極管模塊具有數個并聯的發(fā)光二極管串。
4.根據權利要求3所述的轉換控制電路，其特征在于，該電流控制電路具有數個控制端，該些控制端分別對應耦接至該些發(fā)光二極管串，該第一偵測電路耦接至該些控制端，以根據該些控制端中具有最低電壓的控制端來產生該第一偵測信號。
5.根據權利要求2或4所述的轉換控制電路，其特征在于，該回授電路包含一去耦單元，用以阻止該第二偵測電路經該回授電路來傳遞能量。
6.根據權利要求1或2或4所述的轉換控制電路，其特征在于，所述的轉換控制電路， 其中該回授控制器包含一誤差放大單元，用以接收補償后的該第二偵測信號，來產生一誤差放大信號；以及一脈寬調變單元，用以根據該誤差放大信號，來產生一脈寬調變信號。
7.根據權利要求1或2或4所述的轉換控制電路，其特征在于，所述的轉換控制電路， 其中該回授控制器包含一轉導單元，用以接收補償后的該第二偵測信號，來產生一轉導輸出信號；以及一脈寬調變單元，用以根據該轉導輸出信號，來產生一脈寬調變信號。
8.根據權利要求1所述的轉換控制電路，其特征在于，該回授控制器包含 一阻抗組件；以及一受控電流源，用以根據該第一偵測信號來輸出一電流流經該阻抗組件，以產生該回授信號。
9.根據權利要求2或8所述的轉換控制電路，其特征在于，該回授控制器包含 一比較單元，用以接收補償后的該第二偵測信號，來產生一比較信號；以及一正反器單元，用以根據該比較信號，來產生一工作周期調整信號。
10.一種轉換控制電路，其特征在于，用以控制一轉換電路來進行一輸入電壓的電力轉換，借以驅動一負載，其中該轉換控制電路包含一控制器，用以根據一回授偵測信號，以調控該轉換電路來進行該輸入電壓的電力轉換；一偵測電路，耦接至該負載，以產生一偵測信號；以及一回授電路，耦接至該偵測電路，并根據該偵測信號以產生一回授信號，該回授電路包含一電容，用以產生該回授信號；以及一充放電單元，用以根據該偵測信號來對該電容進行充放電，以產生該回授信號。
11.根據權利要求10所述的轉換控制電路，其特征在于，該負載為一發(fā)光二極管模塊， 該發(fā)光二極管模塊具有數個并聯的發(fā)光二極管串，該電流控制電路具有數個控制端，該些控制端分別對應連接至該些發(fā)光二極管串，該偵測電路耦接至該數個控制端，以根據該數個控制端中具有最低電壓的控制端來產生該偵測信號。
12.根據權利要求10所述的轉換控制電路，其特征在于，該轉換電路為一切換式轉換電路，或是內建在一穩(wěn)壓器內。
全文摘要
本發(fā)明提供一種轉換控制電路，用以控制一轉換電路來將一輸入電壓轉換成一輸出電壓，借以驅動一負載。轉換控制電路包含一電流控制電路、一第一偵測電路、一第二偵測電路、一回授控制器以及一回授電路。電流控制電路具有至少一控制端，其耦接至負載以調控負載的電流。第一偵測電路耦接至電流控制電路，并根據至少一控制端的電壓來產生一第一偵測信號。第二偵測電路耦接至轉換電路，并根據前述的輸出電壓來產生一第二偵測信號?；厥诳刂破鹘邮盏诙蓽y信號，以控制轉換電路來將輸入電壓轉換成輸出電壓?；厥陔娐否罱又恋谝粋蓽y電路及第二偵測電路，并根據第一偵測信號以產生一回授信號來調整第二偵測信號的準位。
文檔編號H05B37/02GK102469650SQ20101053964
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月8日 優(yōu)先權日2010年11月8日
發(fā)明者宋志軍, 徐獻松, 李海波, 柳娟娟 申請人:登豐微電子股份有限公司