[發(fā)明專利]驅(qū)動電路和發(fā)光器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880035411.0
• 申請日: 2018-05-23
• 公開（公告）號: CN110710329B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 植野剛;岡佑紀(jì);佐藤哲也;安部征哉
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社理光;國立大學(xué)法人九州工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H05B45/325
• 分類號: H05B45/325;H05B47/10
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 黃玫

驅(qū)動電路3包括：電源11；電流控制單元12?1到12?n，配置為根據(jù)脈沖調(diào)制信號控制供應(yīng)到發(fā)光元件的電流量；和計(jì)算單元13，配置為改變脈沖調(diào)制信號的占空比。電流控制單元12?1到12?n包括：第一開關(guān)元件21，配置為根據(jù)脈沖調(diào)制信號而導(dǎo)通/截止；和第二開關(guān)元件22，配置為根據(jù)輸入到第一開關(guān)元件21的脈沖調(diào)制信號的反相信號而導(dǎo)通/截止；和電感器23。第一開關(guān)元件21和電感器23在電源和發(fā)光元件之間串聯(lián)連接。第二開關(guān)元件22連接在第一開關(guān)元件21與電感器23的接觸點(diǎn)24和地25之間。兩個(gè)或更多電流控制單元12?1到12?n并聯(lián)連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及驅(qū)動電路和發(fā)光器件。

背景技術(shù)

發(fā)光器件驅(qū)動比如激光二極管(以下，縮寫為LD)或者LED(發(fā)光二極管)的發(fā)光元件，且它們包括向發(fā)光元件供應(yīng)驅(qū)動電流的驅(qū)動電路。驅(qū)動電路具有例如使得連接恒壓源、發(fā)光元件、開關(guān)元件(例如，MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)或者雙極性晶體管)和控制供應(yīng)到發(fā)光元件的電流值的已知配置。根據(jù)流入發(fā)光元件內(nèi)的半導(dǎo)體的PN結(jié)區(qū)域的電流值來確定發(fā)光元件的光學(xué)輸出。取決于用途，驅(qū)動電流以直流或者脈沖形式提供。

用于控制驅(qū)動電流的電流值的已知方法包括：用于通過使用模擬控制信號連續(xù)地控制開關(guān)元件的柵極電壓的連續(xù)控制方法(有時(shí)稱為模擬控制方法、線性方法、點(diǎn)滴法、滴入法等)；和用于通過使用脈沖調(diào)制信號開啟/關(guān)閉開關(guān)元件的柵極電壓的切換控制方法。根據(jù)連續(xù)控制方法，例如，恒壓源、發(fā)光元件和開關(guān)元件串聯(lián)連接，且以連續(xù)方式控制開關(guān)元件的柵極電壓。因此，開關(guān)元件用作偽可變電阻，以便控制驅(qū)動電流的電流值。根據(jù)切換控制方法，例如，在恒壓源、發(fā)光元件和開關(guān)元件之間提供電感器，且通過使用脈沖調(diào)制信號以適當(dāng)?shù)恼伎毡葘?dǎo)通/截止開關(guān)元件，以便控制驅(qū)動電流的電流值。此外，在切換方法中，二極管整流是已知的，其中以二極管替換開關(guān)元件之一。切換控制方法的優(yōu)點(diǎn)在于電功率轉(zhuǎn)換效率、尺寸等，因?yàn)橥ǔＫ哂斜冗B續(xù)控制方法更小的電路損失。

公開了使用切換控制方法的驅(qū)動電路的配置，包括電流輸出單元，其控制降壓斬波器單元內(nèi)的開關(guān)元件，所述降壓斬波器單元減小直流電壓，以便檢測到的電流值匹配指定電流值，所述開關(guān)元件與發(fā)光單元并聯(lián)連接(PTL1)。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

如果電感器用于切換控制方法，則需要考慮防止發(fā)生電感器中的磁飽和。如果在電感器中發(fā)生磁飽和(例如，如果線圈芯材料的磁通密度達(dá)到飽和磁通密度)，則電感值快速地減小，且從電感器流出的電流量快速地增加；因此，流入連接到電感器的開關(guān)元件的電流超過額定電流，這可能導(dǎo)致開關(guān)元件的損壞。因此，需要使用具有大的飽和磁通密度的電感器以防止發(fā)生磁飽和，以便供應(yīng)到發(fā)光元件的輸出電流的電流值變大。為了增大飽和磁通密度，需要增加磁路長度(增加芯體積)，因此電感器的尺寸變得更大。

已經(jīng)考慮前述做出本發(fā)明，且本發(fā)明的目的在于增大輸出電流而不增大電感器的尺寸。

技術(shù)方案

根據(jù)實(shí)施例，提供了配置為生成用于驅(qū)動發(fā)光元件的輸出電流的驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路包括：電源；電流控制單元，配置為根據(jù)脈沖調(diào)制信號控制供應(yīng)到發(fā)光元件的電流量；和計(jì)算單元，配置為改變脈沖調(diào)制信號的占空比，其中，所述電流控制單元包括：第一開關(guān)元件，配置為根據(jù)脈沖調(diào)制信號而導(dǎo)通/截止；第二開關(guān)元件，配置為根據(jù)輸入到第一開關(guān)元件的脈沖調(diào)制信號的反相信號而導(dǎo)通/斷開；和電感器，第一開關(guān)元件和電感器在電源和發(fā)光元件之間串聯(lián)連接，第二開關(guān)元件連接在第一開關(guān)元件與電感器的接觸點(diǎn)和地之間，且兩個(gè)或更多電流控制單元并聯(lián)連接。

技術(shù)效果

根據(jù)本發(fā)明，可以增大輸出電流而不增大電感器的尺寸。

附圖說明

圖1是圖示根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件的配置的圖。

圖2是圖示在切換控制方法的情況下電壓轉(zhuǎn)換電路中的輸出電流和電功率轉(zhuǎn)換效率之間的關(guān)系的曲線圖。