[發(fā)明專利]發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110397992.2
• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN102651936A
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張欽奇;張榮璋
• 申請（專利權(quán)）人: 漢能科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H05B37/02
• 分類號(hào): H05B37/02
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)電路，尤其是一種發(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比較簡單，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)范圍增大而增加驅(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)提高電路驅(qū)動(dòng)能力，避免產(chǎn)生上述缺點(diǎn)。

發(fā)光二極管為一種穩(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)光顏色和強(qiáng)度及減少耗能上升的溫度，并對(duì)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V₂、電流檢測比較器COMPARATOR、斜坡RAMP信號(hào)、RS正反器、震蕩器OSC、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。一個(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(hào)的該斜坡信號(hào)作比較后，通過該電流檢測比較器的輸出信號(hào)與該震蕩器信號(hào)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1所示，可實(shí)現(xiàn)對(duì)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(hào)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V_LED必須小于直流輸入電壓V_in，于是乎另一種升降壓(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。此外，電流檢測電壓(該反饋信號(hào))在加入人工化的該斜坡信號(hào)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(duì)所控制的LED負(fù)載電流做進(jìn)一步的調(diào)節(jié)的功能，如圖2所示的浮地降壓Floating?Ground?Buck電路拓?fù)洌瑢⑵潋?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(hào)未能對(duì)該電源供應(yīng)器提供節(jié)約電能的要求有所幫助。另一種升降壓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V_LED使之大于該直流輸入電壓V_in。若能使該電壓降V_LED保持接近固定值，則該LED的驅(qū)動(dòng)電流I₁可由公式得到。

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，并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)明提出的一種發(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(duì)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(duì)光電元件應(yīng)用的普及性，產(chǎn)生極大的效益。