專利名稱：發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)電路，尤其是ー種發(fā)光二極管(LED)的驅(qū)動(dòng)電路。通過應(yīng)用功率因子校正(PFC)的做法，將交流電能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)大功率LED與陣列LED的直流電能輸出。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)的驅(qū)動(dòng)電路是電子電力學(xué)向來討論的重點(diǎn)，近來由于發(fā)光材料的制程的完備，與全球市場的需求殷切，如何能達(dá)到符合產(chǎn)品壽命周期的設(shè)計(jì)技術(shù)儼然成為研究熱點(diǎn)。發(fā)光二極管(LED)的問市已久，起初僅作為紅色的指示燈使用，接著黃光、橘光、綠光以及最晚出現(xiàn)的藍(lán)光LED使應(yīng)用層面大幅擴(kuò)展，用途包括交通指示燈、車燈與壁式照明(情境照明)及LED陣列日光燈等等。當(dāng)電流很低時(shí)(約小于20mA)，驅(qū)動(dòng)單顆或多顆的LED比較簡単，當(dāng)不考慮功率損失時(shí)，利用一個(gè)簡單的線性調(diào)節(jié)器或限流電阻即可完成驅(qū)動(dòng)電路，其中限流電阻的目的在于避免電流過大而使LED燒毀。但通常會(huì)用到高效率的切換式調(diào)節(jié)電路以避免功率損耗或產(chǎn)生熱能，LED串聯(lián)也會(huì)使得驅(qū)動(dòng)電壓的變動(dòng)范圍増大而增加驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的難度，然而本發(fā)明通過加入功率因子校正(PFC)，可在簡化設(shè)計(jì)的復(fù)雜度的同時(shí)提聞電路驅(qū)動(dòng)能力，避免廣生上述缺點(diǎn)。發(fā)光二極管為ー種穩(wěn)定的發(fā)光體，其能通過提供穩(wěn)定電流來達(dá)到良好且精準(zhǔn)的發(fā)光顔色和強(qiáng)度及減少耗能上升的溫度，并對需求的應(yīng)用環(huán)境能達(dá)到符合任何電性規(guī)范，如CE的EN60598、EN61347與EN60825及綠色環(huán)保的要求。它的控制模塊11包括參考電壓\、電流檢測比較器COMPARATOR、斜坡RAMP信號、RS正反器、震蕩器0SC、與LED驅(qū)動(dòng)開關(guān)，LED的驅(qū)動(dòng)電流I1可由感應(yīng)電流I2決定，而I2可由公式I2 = V2/R3公式得到。ー個(gè)重要的LED驅(qū)動(dòng)特性為它的調(diào)光能力，LED的亮度調(diào)整可通過設(shè)置電流ON與OFF高于60赫茲來達(dá)成。參考電壓V2的占空比Duty Cycle與加入反饋信號的該斜坡信號作比較后，通過該電流檢測比較器的輸出信號與該震蕩器信號經(jīng)由該RS正反器結(jié)合并通過該LED驅(qū)動(dòng)開關(guān)去開啟和截?cái)嗔鹘?jīng)LED的感應(yīng)電流I2決定其亮度。一種降壓BUCK拓?fù)潆娫垂?yīng)器包含上述LED驅(qū)動(dòng)電路，如圖I所示，可實(shí)現(xiàn)對大功率LED與陣列LED的電流驅(qū)動(dòng),然而熟悉該技術(shù)領(lǐng)域而能簡單應(yīng)用此技術(shù)的人員，卻無法在固定頻率信號的驅(qū)動(dòng)下提高功率因子的效能，也就是該功率因子的校正未被實(shí)際加入該設(shè)計(jì)中。另外，此降壓拓?fù)湟馕吨揕ED的電壓降Vm必須小于直流輸入電壓Vin，于是乎另ー種升降壓(Buck-Boost)拓?fù)潆娫垂?yīng)器應(yīng)需產(chǎn)生。另外，此降壓拓?fù)湟部墒褂谩肮潭P(guān)斷時(shí)間的操作”，即該震蕩器可在該電流檢測比較器輸出被拉高時(shí)開始計(jì)數(shù)固定期間。此夕卜，電流檢測電壓(該反饋信號)在加入人工化的該斜坡信號后能減小因工作在固定頻率而呈現(xiàn)的震蕩現(xiàn)象。為讓驅(qū)動(dòng)電路能有對所控制的LED負(fù)載電流做進(jìn)ー步的調(diào)節(jié)的功能，如圖2所示的浮地降壓Floating Ground Buck電路拓?fù)?將其驅(qū)動(dòng)控制模塊11的接地點(diǎn)提升至和該驅(qū)動(dòng)電路的電感Inductor儲(chǔ)能元件接近等電位,并同時(shí)接收該電流檢測電壓，而控制該金氧半場效晶體管MOSFET以更有效率的方式調(diào)節(jié)流入該LED的驅(qū)動(dòng)電流I1,且能讓該控制模塊11進(jìn)行浮動(dòng)地電位的操作方式。然而，由于該驅(qū)動(dòng)控制模塊11內(nèi)多個(gè)元件未能運(yùn)作于穩(wěn)定的大地平面，該多個(gè)元件的彼此搭配規(guī)格易造成設(shè)計(jì)上的瓶頸，進(jìn)而導(dǎo)致該控制模塊11的LED驅(qū)動(dòng)開關(guān)的輸出控制信號未能對該電源供應(yīng)器提供節(jié)約電能的要求有所幫助。另ー種升降壓Buck-Boost拓?fù)潆娫垂?yīng)器，如圖3所示，能改善該LED驅(qū)動(dòng)電流I1的利用方式，并提高該LED的該電壓降Vmi使之大于該直流輸入電壓Vin。若能使該電壓降V1保持接近固定值，則該LED的驅(qū)動(dòng)電流I1可由公式へ={Vm + Vled )/ Vusd * I2得到。本發(fā)明申請人鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的不足，經(jīng)過悉心試驗(yàn)和研究，井本著鍥而不舍的精神，終構(gòu)思出本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路的技術(shù)，能有效在低成本考慮下，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，以下為本發(fā)明的簡要說明。

發(fā)明內(nèi)容
依據(jù)本發(fā)明提出的ー種發(fā)光二極管(LED)驅(qū)動(dòng)方式，能在簡單且有效率的條件下，對LED作激發(fā)，并且能提供類似電路設(shè)計(jì)上的參考準(zhǔn)則，對光電元件應(yīng)用的普及性，產(chǎn)生極大的效益。該LED是由P-N結(jié)所構(gòu)成，其所產(chǎn)生的光線是由電流轉(zhuǎn)換成光線或光子，這表示電流加倍則光亮度也加倍，故可通過減少電流而降低亮度。值得注意的是，LED規(guī)格的規(guī)定波長是在通過特定電流所發(fā)出的，當(dāng)電流與規(guī)定電流不同時(shí)，波長會(huì)稍微改變。因此有效控制電流大小，并同時(shí)提高驅(qū)動(dòng)速度是當(dāng)前重要的課題。本發(fā)明提出一種應(yīng)用LED的驅(qū)動(dòng)電路，通過提供與輸入電壓成正比的分壓給該LED驅(qū)動(dòng)電路的控制模塊，并通過與輸出信號相關(guān)聯(lián)的反饋信號作運(yùn)算，而提供該控制模塊功率因子校正(PFC)功能。由于現(xiàn)有LED驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)受限于體積小及高穩(wěn)定度的要求，因此本發(fā)明除了具有大幅提升功率因子的好處外，也能符合能源之星對于LED能有更好、更亮與壽命長的要求等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)上述構(gòu)想，本發(fā)明提出一種驅(qū)動(dòng)電路，包含控制模塊，提供控制信號以調(diào)節(jié)流經(jīng)負(fù)載的負(fù)載電流；分壓電路，提供第一電壓給該控制模塊，且包括第一電阻；以及第ニ電阻，與該第一電阻串聯(lián)。本發(fā)明提出ー種驅(qū)動(dòng)電路，其中該第一電阻與該第二電阻耦合于該控制模塊。本發(fā)明提出一種驅(qū)動(dòng)電路，還包括橋式整流器，位于該驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，將交流輸入信號轉(zhuǎn)為直流輸入電壓；電感，用以提供電路儲(chǔ)能；金氧半場效晶體管，位于該驅(qū)動(dòng)電路的輸出端，接收由該控制模塊輸出的信號；以及第三電阻，其與該晶體管串聯(lián)，該第三電阻與該晶體管共同對該負(fù)載電流提供控制。本發(fā)明提出ー種驅(qū)動(dòng)電路，其中第二電流為該驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)部提供的第二電壓值與該第三電阻值的比值。本發(fā)明提出ー種驅(qū)動(dòng)電路，其中該負(fù)載電流由該第二電流所決定。本發(fā)明提出ー種驅(qū)動(dòng)電路，其中該第三電阻提供反饋信號給該控制模塊。
本發(fā)明提出ー種驅(qū)動(dòng)電路，其中第-電壓 直流輸入信號ず^阻值 本發(fā)明提出ー種驅(qū)動(dòng)電路，其中該驅(qū)動(dòng)電路具有的功率因子的值大于一般LED驅(qū)動(dòng)電路的O. 7。本發(fā)明提出ー種驅(qū)動(dòng)電路，其中該負(fù)載為LED。本發(fā)明提出ー種驅(qū)動(dòng)電路，其中該驅(qū)動(dòng)電路可應(yīng)用于降壓(Buck)電路拓?fù)洹⑸祲?Buck-Boost)電路拓?fù)渑c浮地降壓(Floating Ground Buck)電路拓?fù)?。本發(fā)明提出ー種驅(qū)動(dòng)電路，包含控制模塊，提供控制信號以調(diào)節(jié)流經(jīng)負(fù)載的負(fù)載電流；以及分壓電路，提供第一電壓給該控制模塊以改善該驅(qū)動(dòng)電路的功率因子。本發(fā)明提出ー種驅(qū)動(dòng)電路，該分壓電路包括第一電阻；以及第ニ電阻，其中該第ー電阻與該第二電阻串聯(lián)耦合于該控制模塊。本發(fā)明提出ー種驅(qū)動(dòng)電路，包含控制模塊，提供控制信號以調(diào)節(jié)流經(jīng)負(fù)載的負(fù)載電流；以及分壓電路，提供第一電壓給該控制模塊。本發(fā)明提出ー種驅(qū)動(dòng)電路，包含控制模塊；以及分壓電路，提供第一電壓給該控制模塊以改善該驅(qū)動(dòng)電路的功率因子。由于對現(xiàn)有LED的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)方式不易在固定工作頻率下増加PFC的技巧，對于如何能合格于各類LED的產(chǎn)品規(guī)范與推進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)層次，重新定義光電產(chǎn)業(yè)分工合作的結(jié)構(gòu)，具有不可忽視的影響力。本發(fā)明采用上述電路和/或方法，是ー種LED的驅(qū)動(dòng)電路，能用作相關(guān)光電元件驅(qū)動(dòng)應(yīng)用實(shí)例，如LED陣列日光燈，大功率光電顯示器等，提供關(guān)鍵性電子電路解決性方案。另由于現(xiàn)有LED驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)受限于體積小與高穩(wěn)定度的要求，因此本發(fā)明除了具有大幅提升該功率因子的好處外，也能符合能源之星對于LED能有更好、更亮與壽命長的要求等優(yōu)點(diǎn)。此項(xiàng)發(fā)明能廣泛使用在現(xiàn)代社會(huì)的各種應(yīng)用性光電產(chǎn)品外，也能增進(jìn)使用元件的利用率，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。為提供光顯示元件足夠的驅(qū)動(dòng)能力，降低電路設(shè)計(jì)上不易克服的盲點(diǎn)，例如使設(shè)計(jì)的電路能適用于電路分析理論，并擴(kuò)大其設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用范圍，此發(fā)明方法始于引用電源供應(yīng)器的PFC原理，也將電路效率提升的領(lǐng)域大幅度地往前邁進(jìn)一歩。簡言之，本發(fā)明為通過提供穩(wěn)定電流來達(dá)到良好且精準(zhǔn)的發(fā)光顏色和強(qiáng)度及減少耗能上升的溫度，并對需求的應(yīng)用環(huán)境能達(dá)到符合任何電性規(guī)范(如CE的EN60598、EN61347與EN60825)及綠色環(huán)保的要求。為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。


圖I為現(xiàn)有發(fā)光二極管降壓(Buck)電路拓?fù)潋?qū)動(dòng)方式的示意圖；圖2為現(xiàn)有發(fā)光二極管浮地降壓(Floating Ground Buck)電路拓?fù)潋?qū)動(dòng)方式的示意圖；圖3為現(xiàn)有發(fā)光二極管升降壓(Buck-Boost)電路拓?fù)潋?qū)動(dòng)方式的示意圖；圖4為本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路具備功率因子校正(PFC)的實(shí)施例的示意圖。主要元件符號說明10 :降壓電路拓?fù)?1 :控制模塊(Driver Controller)
20:浮地降壓電路拓?fù)?0:升降壓拓?fù)?0 :驅(qū)動(dòng)電路具備功率因子校正(PFC)41 =PFC控制模塊42 :分壓單元43:第一電阻44:第二電阻45:比較器46:0R邏輯門Va。交流輸入信號Vin:直流輸入電壓C^C2:電容D1 :橋式整流器D2 : ニ極管LED :發(fā)光二極管MOSFET :金氧半場效晶體管R3 :第三電阻V1 :第一電壓V2:參考電壓
具體實(shí)施例方式本發(fā)明將可由以下的實(shí)施例說明而得到充分了解，使得熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以據(jù)以完成本發(fā)明，然而本發(fā)明的實(shí)施并非可由下列實(shí)施案例而被限制其實(shí)施型態(tài)；也就是，本發(fā)明的范圍不受已提出的實(shí)施例的限制，而應(yīng)以本發(fā)明提出的權(quán)利要求書為準(zhǔn)。請參考如圖4所示的示例，其中包含控制模塊，提供控制信號以調(diào)節(jié)流經(jīng)負(fù)載的負(fù)載電流I1 ;分壓電路，提供第一電壓V1給該控制模塊，且包括第一電阻43 ;以及第ニ電阻44，與該第一電阻43串聯(lián)。該第一電阻43與該第二電阻44耦合于該控制模塊。該驅(qū)動(dòng)電路還包括橋式整流器，位于該驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，將交流輸入信號Va。轉(zhuǎn)為直流輸入電壓Vin ；電感，用以提供電路儲(chǔ)能；金氧半場效晶體管，位于該驅(qū)動(dòng)電路的輸出端，接收由該控制模塊輸出的信號；以及第三電阻，其與該晶體管串聯(lián)，該第三電阻R3與該晶體管共同對該負(fù)載電流提供控制，其中第二電流I2是該驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)部提供的第二電壓值V2與該第三電阻值的比值，該負(fù)載電流I1由該第二電流I2所決定，而該第三電阻R3提供反饋信號給該控制豐吳塊。該驅(qū)動(dòng)電路具有的功率因子的值大于一般LED驅(qū)動(dòng)電路的O. 7，且該第一電壓可
由下列公式得到
權(quán)利要求
1.ー種驅(qū)動(dòng)電路，包含 控制模塊，提供控制信號以調(diào)節(jié)流經(jīng)負(fù)載的負(fù)載電流； 分壓電路，提供第一電壓給所述控制模塊，且包括 第一電阻；以及 第二電阻，與所述第一電阻串聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的驅(qū)動(dòng)電路，其中所述第一電阻與所述第二電阻耦合于所述控制豐吳塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的驅(qū)動(dòng)電路，還包括 橋式整流器，位于所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，將交流輸入信號轉(zhuǎn)為直流輸入電壓； 電感，用以提供電路儲(chǔ)能； 金氧半場效晶體管，位于所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出端，接收由所述控制模塊輸出的信號；以及 第三電阻，與所述晶體管串聯(lián)，所述第三電阻與所述晶體管共同對所述負(fù)載電流提供控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)電路，其中 第二電流為所述驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)部提供的第二電壓值與所述第三電阻值的比值，而所述負(fù)載電流由所述第二電流所決定；或 所述第三電阻提供反饋信號給所述控制模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的驅(qū)動(dòng)電路，其中 第一電壓參直流輸入信號
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的驅(qū)動(dòng)電路，其中 所述驅(qū)動(dòng)電路具有的功率因子的值大于一般LED驅(qū)動(dòng)電路的0. 7 ； 所述負(fù)載為LED ;或 所述驅(qū)動(dòng)電路可應(yīng)用于降壓(Buck)電路拓?fù)洹⑸祲?Buck-Boost)電路拓?fù)渑c浮地降壓(Floating Ground Buck)電路拓?fù)洹?br> 7.—種驅(qū)動(dòng)電路,包含 控制模塊，提供控制信號以調(diào)節(jié)流經(jīng)負(fù)載的負(fù)載電流；以及 分壓電路，提供第一電壓給所述控制模塊以改善所述驅(qū)動(dòng)電路的功率因子。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的驅(qū)動(dòng)電路，所述分壓電路包括 第一電阻；以及 第二電阻，其中所述第一電阻與所述第二電阻串聯(lián)耦合于所述控制模塊。
9.ー種驅(qū)動(dòng)電路,包含 控制模塊，提供控制信號以調(diào)節(jié)流經(jīng)負(fù)載的負(fù)載電流；以及 分壓電路，提供第一電壓給所述控制模塊。
10.一種驅(qū)動(dòng)電路,包含 控制模塊；以及 分壓電路，提供第一電壓給所述控制模塊以改善所述驅(qū)動(dòng)電路的功率因子。
全文摘要
本發(fā)明提出一種應(yīng)用于發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電路，通過提供與輸入電壓成正比的分壓給該發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路的控制模塊，并通過與輸出信號相關(guān)聯(lián)的反饋信號作運(yùn)算而提供該控制模塊功率因子校正功能。由于現(xiàn)有發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)受限于體積小與高穩(wěn)定度的要求，因此本發(fā)明除了具有大幅提升該功率因子的好處外，也能符合能源之星對于發(fā)光二極管能有更好、更亮與壽命長的要求等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H05B37/02GK102651936SQ20111039799
公開日2012年8月29日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者張榮璋, 張欽奇 申請人:漢能科技股份有限公司