[發明專利]發光二極管驅動裝置

有效

• 申請號: 200710153018.5
• 申請日: 2007-09-18
• 公開（公告）號: CN101394699A
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發明（設計）人: 朱益杉;趙興國
• 申請（專利權）人: 通嘉科技股份有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司
• 代理人: 梁 揮;祁建國

技術領域

本發明涉及一種發光二極管驅動裝置，尤其涉及一種發光二極管驅動裝 置，適用于高功率輸出，以驅動至少一發光二極管模塊。

背景技術

發光二極管(LED)由半導體材料所制成的發光元件，不同于傳統照明， 其屬冷發光，具有高亮度、高發光效率、驅動電路簡單、耗電量低、反應速度 快等多項優點，目前已逐漸取代傳統照明。

于發光二極管驅動電路的設計上，一般為了安全考慮會采取一、二次側隔 離設計。參照圖1，輸入電壓Vin經由橋式整流電路110整流后產生一次側電 壓V1。于此，一次側電壓V1約為輸入電壓Vin的倍；舉例來說，當輸入電 壓Vin約為110V(伏特)的交流電壓，經橋式整流電路110整流后，產生的 一次側電壓V1約為156V的直流電壓，脈寬調變(PWM)控制器120通過輸出 脈寬調變信號Vg控制功率開關Q1的切換，致使變壓器130的一次側電壓V1 轉換至變壓器130的二次側，而產生輸出電壓Vo，以點亮串接于輸出端上的 發光二極管LED。以返馳式架構(Flyback?Topology)為例，當功率開關Q1 導通(on)時，能量儲存于變壓器130一次側的激磁電感LP，此時二次側不 導通；而當功率開關Q1截止(off)時，儲存于變壓器130一次側的激磁電感 LP內的能量釋放至二次側，進而產生輸出電壓Vo。于此，輸出電壓Vo為直流 (DC)電壓。

流經發光二極管LED的電流信號I_LED，可通過線性穩壓器TL和光耦合器 (photo?coupler)140，決定脈寬調變控制器120的補償接腳COMP的電壓準 位。脈寬調變控制器120根據補償接腳COMP的電壓準位來調整脈寬調變信號 Vg，即調整功率開關Q1的責任周期(duty?cycle)大小。換句話說，將依據 線性穩壓器TL的準位電壓(Vref)及電阻(R_LED)穩定電流信號I_LED，即I_LED＝Vref/R_LED。因此，當輸出端上的發光二極管LED越多顆時，輸出功率越大， 則控制功率開關Q1的脈寬調變信號Vg的責任周期會越大；反之亦然。

當應用于高功率輸出(即，輸出端連接非常多個發光二極管LED)時，為 了滿足電流諧波規范，一般會于前級加入功率因子修正電路(power?factor correction(PEC)circuit)150，如圖2所示。

請參照圖2，交流的輸入電壓Vin經由橋式整流電路110整流和功率因子 修正電路150調整后，產生直流的一次側電壓V2。舉例來說，若輸入電壓Vin 約為110V(交流)，產生的一次側電壓V2約為200V(直流)；而若輸入電壓 Vin約為220V(交流)，產生的一次側電壓V2則約為400V(直流)。

于功率因子修正電路150內部會有兩組回授路徑。一為電流回授路徑152， 用以使輸入電流Iin的波形能夠追隨輸入電壓Vin的波形且與輸入電壓Vin同 相位，以提高功率因素進而滿足電流諧波規范。另一為電壓回授路徑154，通 過一次側電壓V2回授調整輸入電流Iin大小，進而穩住一次側電壓V2。

然而，此些驅動電路的設計必須使用線性穩壓器及光耦合器做一、二次側 隔離。另外，于高功率輸出(一般大于150W)的應用時，須搭配適用大尺寸 的變壓器，因而導致成本增加，且占空間，并且不易解決伴隨而來的散熱問題。 此外，為配合高功率輸出的應用，整個驅動電路必需使用到兩顆獨立的控制 IC(集成電路)，即PFC控制器和PWM控制器，不僅線路設計較為復雜，成本 也較為昂貴。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種發光二極管驅動裝置，借以解決 現有技術所存在線路設計復雜且高成本的問題。

為實現上述目的，本發明所揭露的發光二極管驅動裝置，包括：功率因子 修正(PFC)電路、橋式開關電路、諧振電路、變壓器和回授電路。功率因子 修正電路會根據一回授信號調整其輸出信號。橋式開關電路連接功率因子修正 電路的輸出端，其可將功率因子修正電路的輸出信號切換成一脈波信號。諧振 電路連接橋式開關電路的輸出端，其可根據脈波信號進行振蕩以輸出一弦波信 號。變壓器一次側的第一端連接諧振電路，以接收弦波信號。回授電路連接至 變壓器一次側的第二端，其相應變壓器的一次側電流而輸出回授信號至功率因 子修正電路的回授端。