[發明專利]發光二極管驅動裝置

有效

• 申請號: 201480006276.9
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN104956771B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 李振孝;李揆弘
• 申請（專利權）人: RFSEMI科技有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 王瑩,張晶

技術領域

本發明涉及發光二極管驅動裝置。

背景技術

發光二極管(light emitting diode，LED)與普通二極管一樣具有在施加正向電壓時，當所施加的電壓的大小超過閾值電壓時接通以使電流流過，從而發光的特征。

在交流電源的電壓(下稱“電源電壓”)下直接驅動的串聯形式的發光二極管連接于全波整流器，此時，一個以上的發光二級管以串聯形式連接，或以串聯形式和并聯形式的連接結構混合的串并聯形式連接。

如上所述，上述發光二級管在施加接通電壓以上的電壓時，發光二級管被接通以使電流通過發光二級管流動，但施加接通電壓以下的電壓時被關斷，從而在發光二級管上沒有電流流過。

因此，當以電源電壓的一個周期為準時，因發光二極管的接通區間短，從而降低發光二極管的發光亮，發生總諧波失真(total harmonic distortion)。

當串聯的發光二級管的數量增加，用于接通發光二級管的電壓的大小也隨之增加，因此，發光二級管的接通區間變得更短，從而發光亮降低現象和總諧波失真線上變得更加嚴重，隨之制造成本也增加。

與此相反，當串聯的發光二極管的數量減少，雖然用于驅動發光二級管的電壓的大小減小，但因在發光二極管上流過過電流而導致大幅縮短發光二級管壽命的問題，而且，隨著交流電源的電壓變動，也出現過電流現象。

因此，需要開發出可不受電源的電壓變動的影響，增加發光亮，減少總諧波失真，防止過電流，降低制造成本的發光二極管的驅動裝置。

圖1所示為在交流電源AC上串聯具備整流二極管部Dr、電流調節電阻Rr及串聯的多個發光二級管的發光二極管部De的發光二極管驅動電路。

圖2所示為在圖1中施加的交流電源AC的電壓(下稱“電源電壓”)VAC和交流電源AC的電流IAC及作為被整流二極管部Dr整流的電壓的整流電壓Vcc和流過發光二極管部De的整流電流Icc的波形。

如圖1所示，當電源電壓VAC通過整流二極管部Dr，則被全波整流，而被全波整流的整流電壓Vcc通過電阻Rr施加于發光二極管部De。

當整流電壓Vcc的大小小于具備串聯的多個發光二級管的發光二極管部De的全部正向閾值電壓(即，各發光二級管的正向閾值電壓之和)Vth1，則如圖2所示，在一定時間t1、t3內，發光二級管部De被關斷，從而在發光二級管部De沒有電流Icc流過。

但是，當整流電壓Vcc大于正向閾值電壓Vth1時t2，發光二級管部De被接通以使電流Icc開始通過發光二極管部De流動，而流動的電流Icc的大小等于整流電壓Vcc和正向閾值電壓Vth1之差除以電阻Rr的值。因此，當整流電壓Vcc增加，存在流過發光二級管部De的電流大于最大允許電流的問題。

發光二極管部De的接通動作所需電壓的大小，即正向閾值電壓Vth1的大小與串聯的發光二極管的數量成比例增加，因此，發光二極管部De的接通區間變短。

因此，總諧波失真的大小增加，且發光二極管部De的發光亮也降低。

當降低發光二級管部De的正向閾值電壓Vth1或電源電壓VAC增加時，因大于允許電流的電流有可能流過發光二極管部De，因此，存在縮短發光二極管部De的手柄，降低運行可靠性的問題。

總諧波失真是引起各種電噪聲的原因，是全世界范圍內的限制對象，而且，當發光二極管部De的發光亮降低，則需使用相當于降低的量的發光二極管，因此，增加具備發光二級管的發光裝置的制造費用。

接著，圖3所示為改善總諧波失真的發光二級管驅動電路。

如圖3所示，在電源AC上串聯有電流調節用電阻R、第一發光二級管部Da及第二發光二級管部Db，第一發光二級管部Da具備以反向并聯形式連接的兩個發光二級管Da1、Da2，另外，第二發光二級管部Db也具備以反向并聯形式連接的兩個發光二級管Db1、Db2。

如圖3所示的發光二級管驅動電路為改善總諧波失真，在電阻R和第一發光二級管部Da之間的連接點na和第一發光二級管部Da和第二發光二級管部Db之間的連接點nb上連接有電容器C1，而電源電壓VAC無需整流器而通過電阻R直接連接于第一及第二發光二級管部Da、Db。

圖4所示為施加于圖3的第一及發光二級管部Da、Db的電源電壓VAC和電流IAC、通過電阻R的電壓VR、流過第一發光二級管部Da的電流IDa及流過第二發光二級管部Db的電流IDb的波形。