[發明專利]發光二極管驅動電路及其二次側控制器

有效

• 申請號: 200810001177.8
• 申請日: 2008-01-18
• 公開（公告）號: CN101489335A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 冷中明
• 申請（專利權）人: 尼克森微電子股份有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02;H05B37/00;F21V23/00;F21Y101/02
• 代理公司: 北京匯智英財專利代理事務所
• 代理人: 蔡和平

技術領域

本發明涉及一種具調光功能的發光二極管驅動電路及其二次側控制器，尤指一種于調光過程，可將發光二極管驅動電壓控制于一第一驅動電壓及一第二驅動電壓的發光二極管驅動電路及其二次側控制器。?

背景技術

如圖1所示，為現有的降壓式(Buck)發光二極管驅動電路。當晶體管開關Q2導通(TURN?ON)時，電源V4提供電流流經晶體管開關Q2對電感L1、電容C4充電儲能并同時對發光二極管D2、D5提供能量使其發光。當晶體管開關Q2關閉(TURN?0FF)時再由電感L1、電容C4釋放能量讓發光二極管D2、D5持續發光。流經發光二極管D2、D5的電流會在電阻R7兩端產生電壓降而產生一電流檢測信號。誤差放大器U4的負輸入端接收該電流檢測信號，正輸入端接收一電壓參考信號Vref，據此于輸出端輸出一誤差放大信號。脈寬調制(Pulse?Width?Modulated，PWM)比較器U5接收該誤差放大信號及一三角波信號，比較該兩信號后輸出一PWM信號，以決定晶體管開關Q2在每個周期的導通時間，而達到控制電源V4對降壓式發光二極管驅動電路提供能量的多寡。基本上晶體管開關Q2的的導通時間會由反饋電壓控制讓電路輸出足夠電壓及電流，使得電阻R7感測電流等于默認值，如果輸出電流太多或太少，電阻R7兩端的電壓就會變化，進而改變晶體管開關Q2的導通時間，如此會把電阻R7兩端的電壓為持在定值，達到電流穩流。?

請再參考圖1，利用一與非門(NAND?gate)U7A同時接收一調光信號及該PWM信號而達到調光的功能。當輸入調光信號為低電平時(LOW?LEVEL)，使與非門U7A的輸出轉為高電平停止功率晶體管開關Q2導通。雖然晶體管開關Q2截止后電感L1及電容C4會通過二極管D8釋放能量維持發光二極管?D2、D5，然而由于調光信號的周期較長，電感L1及電容C4會釋放能量至輸出電壓(電感L1及電容C4的接點電壓)低于發光二極管D2、D5的臨界電壓時，發光二極管D2、D5不再發光。然而由于一些漏電路徑的存在，輸出電壓依然會持續下降至電感L1及電容C4的儲能完全釋放為止。當輸入調光信號轉為高電平時(HIGH?LEVEL)，與非門U7A的輸出轉為受PWM信號控制，將恢復如前述的反饋控制而達到穩定發光。如此藉由控制信號脈波寬度變化進而控制LED點亮與關閉時間比例而得到一平均亮度達到要求的調光方式。?

此現有的調光方式因為工作在導通與截止兩者極端，將產生過大的瞬時電壓，其工作電壓電流波形如圖2所示，其電壓變化為零伏特到N*VF，其中N為串聯的發光二極管數量，VF為發光二極管流過預定電流時的跨壓，如有數十個串聯LED，則其兩端的電壓變化將達數百伏特。而其中的N*VFmin是指發光二極管處于臨界電壓時所造成的跨壓，當輸出電壓由N*VF下降至N*VFmin時，發光二極管幾乎停止發光，如圖2所示此時電容的儲能的釋放速度將變緩慢直至完全釋放。由于發光二極管的再次導通需要導通時間，當瞬間提供的電壓過大，在多顆串聯發光二極管中將有因導通不同而將承受大于規格甚多的電壓應力使發光二極管燒毀危險情形發生，因此必須提供電壓緩升控制電路。雖然藉由加入電壓緩升控制電路可以解決上述的問題，然此舉不僅增加了發光二極管驅動電路的成本，而且調光過程的電壓升降的瞬時時間亦會增長而影響調光控制的精確度。?

發明內容

有鑒于此，為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種具有在發光二極管模塊關暗時仍維持一基本電壓在發光二極管模塊兩端，使其能確保在發光二極管模塊兩端輸入有較小電壓高低變化，使發光二極管?驅動電路的設計可以不用因考慮輸出電壓上升時間而另增加額外的輸出限流電路來保障發光二極管組件無損壞危險發生，因此能降低發光二極管驅動電路成本與簡化PCB電路板的布局。?

為達上述目的，本發明提供一種發光二極管驅動電路，包含一轉換電路、一發光二極管模塊、一電流檢測器及一控制模塊。上述轉換電路是根據一控制信號將一輸入電壓轉換成一輸出電壓。上述發光二極管模塊耦接該轉換電路，并根據該輸出電壓而發光。上述電流檢測器耦接該發光二極管模塊，根據流經該發光二極管模塊的一電流產生一電流檢測信號。上述控制模塊根據該電流檢測信號及一調光信號產生該控制信號，使該輸出電壓被控制在一第一驅動電壓或一第二驅動電壓。其中，當該輸出電壓位于該第一驅動電壓時，該發光二極管模塊處于定電流驅動狀態而穩定的發光；而當輸出電壓位于該第二驅動電壓時，該輸出電壓約接近該發光二極管模塊的一臨界電壓，使該發光二極管模塊幾乎不發光。?