发光二极管驱动电路的利记博彩app

专利名称：发光二极管驱动电路的利记博彩app
技术领域：
本发明是有关于一种发光二极管驱动电路，特别是关于一种 发光二极管驱动电路的控制电路。
背景技术：
现今已有多种切换控制电路适用于驱动发光二极管(LED ), 例如Yang所提出的美国专利第7,245,089号的r Switching LED driver」。然而，此习知技术的缺点是驱动电路不适用于宽 广范围的输入电压，此习知技术的另 一缺点是发光二极管上会产 生高涟波电流。

发明内容
本发明的目的，在于提供一种发光二极管驱动电路，其控制 一个电感装置的切换电流，以产生固定的电流通过发光二极管， 用于驱动发光二极管。本发明提供高效率的发光二极管驱动电路，其可减少发光二 极管驱动电^各的面积与成本。为实现本发明的目的及解决其技术问题，本发明是通过以下 技术方案来实现的。本发明为一种发光二极管的驱动电路，其包 含一个电感装置耦接一个输入电压； 一个功率晶体管串联电感装置，以控制电感装置的一个切换电流； 一个返驰式二极管耦接电 感装置；多个发光二极管经由返驰式二极管耦接至电感装置；一 个控制电路耦接电感装置，以侦测电感装置的切换电流，用于产 生一个切换讯号至该功率晶体管，而控制该功率晶体管；其中， 该些发光二极管是藕接该返驰式二极管，且经由该返驰式二极管 耦接该电感装置，该功率晶体管截止时，该电感装置的该切换电 流流动至该返驰式二极管与该些发光二极管，该功率晶体管导 通，且该电感装置的该切换电流流经该功率晶体管时，该控制电 路侦测并控制该切换电 流。为实现本发明的目的及解决其技术问题，本发明还通过以下 技术方案来实现。前述的发光二极管驱动电路，其中更包含一个电容，该电容 并联该些发光二极管。前述的发光二极管驱动电路，其中该控制电路在该功率晶体 管导通时，利用控制该电感装置的该切换电流使该些发光二极管 的 一个发光二才及管电流成为 一个固定值。前述的发光二极管驱动电路，其中该电感装置具有一个主绕 组与一个辅助绕组，该主绕组4是供一个电感值，以产生该切换电 流，该辅助绕组提供一个电能至该控制电路。前述的发光二极管驱动电路，其中该控制电路侦测该电感装 置的 一个反射电压，以调整该些发光二极管的 一个最大发光二极 管电压。前述的发光二极管驱动电路，其中该控制电路包含 一个电 流波形侦测器，该电流波形侦测器量测该电感装置的该切换电流，以产生一个电流波形讯号； 一个积分器，该积分器依据该电感装置的一个》文电时间积分该电流波形讯号，以产生一个电流回授讯号； 一个电流回路误差放大器，该电流回路误差》丈大器放大 该电流回授讯号；以及一个切换控制电路，该切换控制电路依据 该电流回路误差放大器的一个输出，以产生该切换讯号，其中该 切换讯号切换该电感装置并调整一个发光二极管电流。前述的发光二极管驱动电路，其中该积分器的一个时间常数 关联于该切换讯号的一个切换周期。前述的发光二极管驱动电路，其中该电流波形侦测器包含一个峰值侦测器，该峰值侦测器取样该切换电流的一个峰值，以产 生一个峰值电流讯号。前述的发光二极管驱动电路，其中该控制电路包含有 一个 电压波形侦测器，该电压波形侦测器量测该电感装置的 一个反射 电压，以产生一个电压回4受讯号； 一个电压回^各误差力t大器，该 电压回路误差放大器放大该电压回授讯号；以及一个切换控制电 路，该切换控制电路依据该电压回路误差放大器的一个输出，以 产生该切换讯号，其中该切换讯号切换该电感装置并调整一个最 大发光二极管电压。前述的发光二极管驱动电路，其中该电压波形侦测器多重取 样该反射电压，以产生该电压回授讯号，其中该电感装置完全释 放能量时，该电压波形侦测器即产生该电压回授讯号。为实现本发明的目的及解决其技术问题，本发明还通过以下 技术方案来实现。本发明提供一种发光二极管驱动电路，其包含一个电感，该电感耦接一个输入电压； 一个功率晶体管，该功率晶体管耦接 该电感；以及一个控制电路，该控制电路侦测该电感的一个切换 电流，以产生一个切换讯号控制该切换电流与多个发光二极管的 一个电流；其中，该些发光二极管耦接该电感，该功率晶体管导 通时，该电感是储存能量，该功率晶体管截止时，该电感所储存 的能量是传送至该些发光二极管。前述的发光二极管驱动电路，其中更包含一个返驰式二极 管，该返驰式二极管耦接该电感与该些发光二极管。前述的发光二极管驱动电路，其中更包含一个电容，该电容 并联该些发光二极管。前述的发光二极管驱动电路，其中该控制电路在该功率晶体 管导通时，利用控制该电感的该切换电流使该些发光二极管的该 电流成为一个固定值。前述的发光二极管驱动电路，其中该电感具有一个辅助绕 组，该辅助绕组提供一个电能至该控制电路。前述的发光二极管驱动电路，其中该控制电路侦测该电感的 一个反射电压，以调整该些发光二极管的一个最大发光二极管电 压。前述的发光二极管驱动电路，其中该控制电路包含 一个电 流波形侦测器，该电流波形侦测器量测该电感的该切换电流，以 产生一个电流波形讯号； 一个积分器，该积分器依据该电感的一 个消磁时间积分该电流波形讯号，以产生一个电流回授讯号；以 及一个切换控制电路，该切换控制电路依据该电流回授讯号产生 该切换讯号，该切换讯号切换该电感并调整该些发光二极管的该电流。前述的发光二极管驱动电路，其中该电流波形侦测器包含一 个峰值侦测器，该峰值侦测器取样该切换电流的一个峰值，以产 生一个峰值电流讯号。前述的发光二极管驱动电路，其中该控制电^各包含 一个电压波形侦测器，该电压波形侦测器量测该电感的一个反射电压，以产生一个电压回授讯号；以及一个切换控制电路，该切换控制 电路依据该电压回^l受讯号产生该切换讯号，其中该切换讯号切换 该电感并调整一个最大发光二极管电压。前述的发光二极管驱动电路，其中该电压波形侦测器多重取 样该反射电压，以产生该电压回授讯号，其中该电感完全释放能 量时，该电压波形侦测器即产生该电压回授讯号。本发明的有益效果是提供一种发光二极管驱动电路，其控 制 一 个电感装置的切换电流，以产生固定的电流通过发光二极 管，用于驱动发光二极管；其还可减少发光二极管驱动电路的面 积与成本。


图1为包含本发明的发光二极管驱动电路的实施例的功率 转换器电路图；图2为本发明的功率转换器与控制电路的各种讯号波形图； 图3为本发明的控制电路的实施例的电路图； 图4为本发明的电压波形侦测器的实施例的电路图； 图5为本发明的振荡器的实施例的电路图；图6为本发明的电流波形侦测器的实施例的电路图；图7为本发明的积分器的实施例的电路图；图8为本发明的脉波宽度调变电路的实施例的电路图；以及图9为本发明的加法器的实施例的电路图。图号说明10电感装置20功率晶体管30电流感测电阻40返驰式二极管45电容50电阻51电阻53发光二极管59发光二极管60二极管65电容70控制电路71比较器73比较器74比较器75比较器79与门100电压波形侦测器110电容111电容115电容121开关m开关123开关124开关125开关130二极管131二极管135电流源150比较器151比较器161反相器162反相器163与门164与门165与门166与门170D型触发器171D型触发器180电流源181晶体管182电容190取样脉波产生器200振荡器201比较器205比较器210电阻230开关231开关232开关233开关250晶体管251晶体管252晶体管253晶体管254晶体管255晶体管260反相器300电流波形侦测器310比较器320电流源330开关340开关350开关361电容362电容400积分器410比较器420晶体管421晶体管422晶体管450电阻460开关461开关462开关471电容472电容500脉波宽度调变电路511与非门512反相器515D型触发器518反相器519与门520消隐电路13521反相器522反相器523与门525电流源526晶体管527电容600加法器610比较器611比较器620晶体管621晶体管622晶体管650电阻651电阻CLR清除讯号CS感测端DET侦测端GND接地端1250参考电流1253振荡器充电电流1255振荡器放电电流I42O电流I 622电流I led发光二极管电流Iledi峰值Iledp发光二极管放电电Ip切换电流IP1峰值I pro可预先^:计充电电流 NA 辅助绕组Np主绕组OUT输出端PLS振荡讯号/PLS反相振荡讯号RMP斜坡讯号RST重置讯号Sds;故电时间ifl号T切换周期Td延迟时间Tds放电时间Ton导通时间v纖反射电压vAUX1峰值vBLK消隐讯号vcc供应电压vcs电流感测讯号V"det侦测电压vH高临界电压vIN 车ir入电压VREF 参考电压v隨 参考电压V 切纟灸-讯号Vsh 第一个:f又样讯号Vv 电压回i受讯号vcc 供应端v！ 电流回授讯号、 低临界电压 v隨 参考电压 vREF3 参考电压 vsu> 斜率讯号VSP2 第二取样讯号 vw 电流波形讯号
具体实施例方式为对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解 与认识，谨佐以较佳的实施例及配合详细的说明，说明如后请参阅图1为包含本发明的一个发光二极管驱动电路的功 率转换器的电路示意图。如图所示，本发明的发光二极管驱动电 路包含具有一个辅助绕组NA与一个主绕组Np的一个电感装置 10，电感装置10用以作为一个电感。电感装置10的主绕组NP 是藕接一个输入电压VIN,并提供一个电感值"以用于产生一个 切换电流IP。电感装置10的辅助绕组Na提供一个屯能至一个控 制电路70。 一个功率晶体管20是串联电感装置10,以控制电感 装置10的切换电流Ip。当功率晶体管20导通时，电感装置10 储存能量，且切换电流Ip不会从电感装置10流至发光二极管 53-59。 一个返驰式二极管40是藕接电感装置10。控制电路70 是经由一个电流感测装置30(例如电阻)耦接电感装置10,以侦 测电感装置10的切换电流Ip，用于产生一个切换讯号Vpwm至功率 晶体管20,以控制功率晶体管20。发光二极管5 3-59相互串联，且经由返驰式二极管40耦接 至电感装置10。当功率晶体管20截止时，电感装置10的切换 电流Ip会流至返驰式二极管40与发光二极管53-59;当功率晶 体管20导通且电感装置10的切换电流Ip流过功率晶体管20时， 控制电路70将侦测并控制电感装置10的切换电流Ip。 一个电容 45并联发光二极管53-59,以作为一个滤波器，用于滤波一个发 光二极管电流ILED。当功率晶体管20导通时，控制电路70会经 由控制电感装置10的切换电流Ip，以控制发光二极管电流I， 成为一个固定值。控制电路70更侦测电感装置10的一个反射电 压VAUX,用于调整发光二极管5 3-59的一个最大发光二极管电压 V，。为了控制最大发光二极管电压V，与发光二极管电 流 I led 控制电路70产生切换讯号Vpwm至功率晶体管20,以切换电感装 置10。
请参阅图2,是显示图1的发光二极管驱动电路的各种讯号 的波形。如图所示，当切换讯号Vp西为使能时，切换电流Ip相应 地产生，切换电流Ip的峰值In可表示为如下列方程式(l):
Ipi = , x Ton-------------------------------( 1 )
其中，V^为电感装置IO的输入电压；U为电感装置10的主 绕组Np的电感值；T。N为切换讯号VpwM的导通时间。
一旦切换讯号Vp柳截止时，电感装置10所储存的能量会经由 返驰式二极管40传送至发光二极管53-59,因而产生一个发光 二极管》文电电流I咖p。该发光二极管放电电流I，的一个峰值I, 是等同于切换电流Ip的峰值IP1,发光二极管放电电流I，p可表示为如下列方程式(2):
(Vled + VF) ____ ___________________( 9 、
丄ledp =-x丄ds 、 Z J
其中，V，为发光二极管53-59的发光二极管电压；Vp为返 驰式二极管40的顺向偏压；T。s为电感装置10的放电时间(消磁 时间)。
同时间，电感装置10的辅助绕组NA产生反射电压V顯，反射 电压V肌可表示为如下列方程式(3):
V纖二^X(VlED + Vf) -------------------------(3)
Tnp
其中，TV与TNA分别为主绕组Np与辅助绕组NA的绕组圈数。 如图2所示，当发光二极管放电电流I,降低至零时，反射 电压VAux则会开始减少。也就是说，在此瞬间电感装置IO所储存 的能量完全释放。所以如图2所示，可从切换讯号V围的下降边 缘至反射电压V皿开始下降的时间点量测到方程式(2 )中的放电 时间TDS。
复参阅图1,控制电路70包含一个供应端VCC与一个接地 端GND,其用于接收电能。 一个分压电路包含电阻50与电阻51， 分压电路耦接于电感装置10的辅助绕组l与地端之间。控制电 路70的一个侦测端DET是藕接于电阻50与电阻51的一个藕接 点， 一个侦测电压V附产生于侦测端DET，侦测电压V肌可表示为 如下列方程式(4):
Vdet画—~^~ x Vaux --------------------------( 4 )
R50 + R51
其中，Rs。与1151为电阻50与电阻51的电阻^f直。承接上述，反射电压V纖更经由二极管60对电容65充电， 以供电至控制电^各70。电流感测电阻30用以作为一个电流感测 装置，电流感测电阻30耦接于功率晶体管20的源极与地端之间， 用以将切换电流Ip转换为一个切换电流讯号Ves。控制电路70的 一个感测端CS耦^接电流感测电阻30，以侦测切换电流讯号Vcs。 控制电路70的一个输出端OUT是输出切换讯号Vpwm至功率晶体管 20,以切换电感装置10。
请参阅图3,本发明的控制电路70的一个较佳实施例的电 路图。如图所示， 一个电压波形侦测器IOO耦接侦测端DET，以 藉由多重取样侦测电压Vdet，而产生一个电压回授讯号Vv与一个 放电时间讯号SDS,也就是说，电压波形侦测器100量测反射电 压V皿(如图1所示)，其中放电时间讯号S。s是表示发光二极管 ;故电电 '流Iledp 的》文电时间TDS (如图2所示)。 一个电流波形侦测 器300耦接感测端CS,以藉由量测切换电流讯号Ves,而产生一 个电流波形讯号Vw。 一个振荡器200产生一个振荡讯号PLS，以 用于决定切换讯号VpwM的一个切换频率。
复参阅图3, —个积分器400耦接电压波形侦测器100与电 流波形侦测器300，以依据放电时间讯号S。s对电流波形讯号Vw 进行积分，而产生一个电流回授讯号VT。 一个电压回路误差放大 器包括一个运算放大器71与一个参考电压VREF1,用于放大电压 回授讯号Vv并提供输出电压控制的一个回路增益。运算放大器 71的负输入端是藕接电压波形侦测器100，以接收电压回授讯号 Vv;运算放大器71的正输入端是接收参考电压VREF1。 一个电流回 路误差放大器包括运算放大器72与参考电压VREF2，用于放大电流回授讯号V!并提供输出电流控制的一个回路增益。运算放大器
72的负输入端是藕接积分器400,以接收电流回授讯号VT,运算 放大器72的正输入端是接收参考电压VREF2。
一个切换控制电路包含一个脉波宽度调变电路500、 一个比 较器73与一个比较器75，用以依据电压回路误差放大器与电流 回路误差放大器的输出，而产生切换讯号VpwM并控制切换讯号V 的脉波宽度。脉波宽度调变电路500耦接输出端OUT,以输出切 换讯号VPWM。比较器73的正输入端是藕接运算放大器71的输出 端，比较器75的正输入端是藕接运算放大器72的输出端。比较 器73的负输入端是藕接至一个加法器600的一个输出端。比较 器75的负输入端是接收振荡器200输出的一个斜坡讯号RMP。
加法器600加总切换电流讯号Ves与斜坡讯号腿P,以产生一 个斜率讯号Vsu>。比较器74的一个正输入端是接收一个参考电压 VREF3，比较器74的负输入端是藕接感测端CS,并透过感测端CS 接收切换电流讯号Vcs，用以达到周期性的(cycle-by-cycle)电 流限制。与非门79的三个输入端分别耦接比较器73、 74与75 的输出端，与非门79的输出端产生一个重置讯号RST。重置讯 号RST传送至脉波宽度调变电路500,以控制切换讯号Vpwm的工 作周期(Duty Cycle )。控制电路70的供应端VCC是提供一个供 应电压Vcc。
本发明从侦测切换电流I p开始至依据参考电压VREF2调变切换 讯号VpwM的脉波宽度形成一个电流控制回路，以控制切换电流IP 的振幅。依据图2所示的讯号波形可知，功率转换器(如图1所 示)的发光二极管电流I哪为发光二极管放电电流I匿的平均值。发光二极管》t电电 、流 Iledp 的峰值I咖是等于切换电流Ip的峰值
IP1，其可表示为如下列方程式(5):
Iled=Iledix- (5)
2T
所以，由方程式(5 )可知，发光二极管电 流Iled 是可被调整，
其中T为切换讯号VPWM的切换周期。
电流波形侦测器300侦测切换电流讯号L并产生电流波形 讯号Vw。积分器400更依据放电时间Ls对电流波形讯号Vw进行 积分，而产生电流回授讯号V。因此电流回授讯号V:可依据下列 方程式(6)来设计
Vl = ^x^ -------------------------------(6)
2 Ti
其中，电流波形讯号Vw可表示为如下列方程式(7):
Vw = Rs x Iledi --------------------------------( 7 )
其中，L为积分器400的一个时间常数，且时间常数L是与切换 周期T有关；Rs为电阻30的电阻值(如图1所示)。由上述的方 程式(5 )至(7 )可知，电流回授讯号Vt可表示为如下列方程式 (8):
了
Vi = — x Rs x Iled ------------------------------( 8 )
Ti
由上述方程式(8)可得知电流回授讯号V,与功率转换器的 发光二极管电流Ib成比例；发光二极管电流I，增加时，电流 回授讯号V随着增加。然而，利用电流控制回路的调整，即将电 流回授讯号V,的最大值限制为参考电压V,的电压值。按照电流 控制回路的回授控制， 一个最大发光二极管电流I咖，)可表示为如下列方程式(9):<formula>formula see original document page 21</formula>
其中，K为等于TVT的一个常数；GA为电流回路误差放大器的增 益；Gsw为切换电路的增益。
当电流控制回路的回路增益高时(即GA x GSW〉>1 ),最大发 光二极管电流I (。,ax)可简化为如下列方程式(10):<formula>formula see original document page 21</formula>
因此，功率转换器的最大发光二极管电流I咖(，)可依据参考电压
V隨调整为一个固定电流。此外，本发明从取样反射电压V肌开
始至调变切换讯号VpwM的脉波宽度形成一个电压控制回路。电压
控制回路依据参考电压v,控制反射电压v顯的振幅。如方程式
(3)所示，反射电压V皿与最大发光二极管电压V，成比例。如 方程式(4)所示，反射电压V皿进一步衰减为侦测电压VDET。电 压波形侦测器10 0多重取样侦测电压VDET而产生电压回授讯号Vv, 也就是说，电压波形侦测器100多重取样反射电压V纖而产生电 压回授讯号Vv。本发明利用电压控制回路的调整，而依据参考电 压V,的电压值来控制电压回授讯号Vv的电压值。电压回路误差 放大器与切换电路提供回路增益于电压控制回路，所以最大发光 二极管电压VLED可简化为如下列方程式(11):<formula>formula see original document page 21</formula>电压波形侦测器100用于多重取样反射电压VAUX,电压波形侦测器IOO在发光二极管放电电流I,降为O之前快速取样并量 测反射电压V雄的电压值。因此，发光二极管放电电 流 Iledp 的变
化并不影响返驰式二极管40的顺向压降(Forward voltage drop)VF的电压值。由上述可知，本发明藉由切换控制电路依据 电流回路误差放大器与电压回路误差放大器的输出，而产生切换 讯号V ,以调整发光二极管电流I哪与最大发光二极管电压VLED。 请参阅图4,本发明的电压波形侦测器100的一个较佳实施例的 电路图。如图所示，取样脉波产生器190是产生一个取样脉波讯 号而用于多重取样。 一个临界电压156是加上侦测电压V附以产 生一个电平偏移(level-shift)反射讯号，也就是说，临界电压 156与反射电压V皿产生电平偏移反射讯号。 一个第一讯号产生 器包含D型触发器171、与门165、 166,用于产生第一个取样讯 号Vsw与第二取样讯号VSP2。 一个第二讯号产生器是包含D型触发 器170、与非门163、与门164与比较器155,用于产生》文电时 间讯号S。s。 一个时间延迟电路包含反相器162、电流源180、晶 体管181与电容182,用于在切换讯号VpwM禁止时产生一个延迟 时间Td (如图2所示)。
复参阅图4,反相器161的输入端是接收切换讯号Vpwm，反 相器161的输出端是藕接反相器162的输入端、与门164的第一 个输入端与D型触发器170的时脉输入端CK。反相器162的输 出端控制晶体管181的导通/截止。电容182与晶体管181并联， 电流源180耦接供应电压Vee与电容182,电流源180是用于对电 容182充电，所以电流源180的电流值与电容182的电容值决定 时间延迟电路的延迟时间L,其中时间延迟电路的输出值是取自于电容182。
D型触发器170的输入端D藉由供应电压Va拉至高电位，D 型触发器170的输出端Q耦接与门164的第二输入端，与门164 输出》丈电时间讯号Sds，因此，；故电时间讯号S。s在切换讯号VPWM 禁止时使能。与非门163的输出端是藕接D型触发器170的重置 输入端R。与非门163的两个输入端分別耦接时间延迟电路的输 出端与比较器155的一个输出端。比较器155负输入端是接收电 平偏移反射讯号，比较器155的正输入端是接收电压回授讯号 Vv。因此，在延迟时间Td之后， 一旦电平偏移反射讯号低于电压 回授讯号Vv时，放电时间讯号S。s可被禁止。此外，只要切换讯 号Vmf使能，放电时间讯号S。s即会禁止。
D型触发器171的时脉输入端CK、与门165与与门166的第 三输入端分别接收取样脉波产生器190的取样脉波讯号，D型触 发器171的输入端D与反相输出端/Q相互耦接以形成一个除2 计数器(divided-by-two counter), D型触发器171的输出端Q 与反相输出端/Q分别耦接与门165与与门166的第二输入端。 与门165与与门166的第一个输入端分别接收放电时间讯号SDS, 与门165与与门166的第四输入端分别耦接时间延迟电路的输出 端。所以第一个取样讯号Vsw与第二取样讯号VsP2是依据取样脉 波产生器190的取样脉波讯号所产生。此外，第一个取样讯号 VSP1与第二取样讯号VSP2是在放电时间讯号SDS使能期间交替产生。 然而，延迟时间L会插入于放电时间讯号S。s开始〗吏能时，以抑 制第一个取样讯号VsM与第二取样讯号VSP2。因此，在延迟讯号 Td周期内，第 一个取样讯号VSP1与第二取样讯号VSP2为禁止。第一个取样讯号V們与第二取样讯号VsP2使用于经由侦测端
DET与该分压器(如图1所示)交替取样反射电压Vaux (如图1
所示)。第 一个取样讯号VSP1与第二取样讯号VSP2分别控制开关121 与开关122，用于分别取得位于电容110的第一个维持电压与位 于电容111的第二维持电压。开关121耦接于侦测电压V附与电 容110之间，开关122耦接于侦测电压V附与电容lll之间。开 关123与电容110并联连接，以对电容110放电，开关124与电 容111并联连接，以对电容111放电。脉波宽度调变电路500(如 图3所示)产生的清除讯号CLR控制开关123与124的导通/截 止。
一个緩沖放大器包含运算放大器150与151、 二极管130与 131以及一个电流源135,用于产生一个维持电压。运算放大器 150与151的正输入端分别耦接电容11Q与111,运算放大器150 与151的负输入端分别耦接緩冲放大器的输出端。二极管130是 藕接于运算放大器150的输出端与该緩沖放大器的输出端之间， 二极管131是藕接于运算放大器151的输出端与緩冲放大器的输 出端之间。因此，该维持电压是取自于第一个维持电压与第二维 持电压两者之间的较高电压值。电流源135是用于截止 (termination)。开关125是藕接于緩冲放大器的输出端与电容 115之间。开关125周期性传导该维持电压至电容115,用于产 生电压回授讯号Vv。振荡讯号PLS控制开关125的导通/截止。 经延迟时间Td之后，根据第 一个取样讯号VSP1与第二取样讯号VSP2 以产生第一个维持电压与该第二维持电压，如此可排除该反射电 压V肌的尖峰干扰(spike interference)。切换讯号V醒禁止且功率晶体管20截止时，反射电压VAux的尖峰干扰即会出现。
如图2所示，发光二极管放电电流L,降为0时，反射电压
VAUX则开始降低，藉由比较器15 5可侦测到反射电压V皿开始降低，
进而禁止放电时间讯号SDS。所以放电时间讯号S。s的脉波宽度与
发光二极管放电电流I,的放电时间TDS (如图2所示)相关联。 同 一个时间，第 一个取样讯号VSP1与第二取样讯号VSP2为禁止状
态，且多重取样亦停止于放电时间讯号S。s的禁止状态，此时，
緩沖放大器的输出端所产生的维持电压因而仅关联于发光二极
管放电电流I匿降为0的期间所取样的反射电压V丽。维持电压
是取自于第一个维持电压与第二维持电压两者间的较高电压，当 反射电压VAUX开始降低时，将忽略取样的电压。
请参阅图5，本发明的振荡器200的一个较佳实施例的电路 图。如图所示， 一个第一个电压电流转换器包含运算放大器201、 电阻210与晶体管250。第 一个电压电流转换器依据参考电压VREF 产生参考电流I25Q。运算放大器201的正输入端是接收该参考电 压VREF，运算放大器201的负输入端与输出端分别耦接至晶体管 250的源极与栅极。电阻210耦接晶体管250的源极与地端之间。 参考电流I"。产生于晶体管250的漏极。
复参阅图5,多个晶体管，如晶体管251、 252、 253、 254 与255形成为多个电流镜，用于依据该参考电流I，产生振荡器 充电电流1 253与振荡器放电电流1 255 。晶体管251、 252与253的 源极皆耦接至供应电压Vee,晶体管251、 252、 253的栅极与晶 体管251、 250的漏极是藕接一起，晶体管253的漏极是产生振 荡器充电电流1 253 。晶体管254、 255的源极皆耦接至地端。晶体管254、 255的栅极与晶体管254、 252的漏极是藕接在一起，振 荡器放电电流1 255产生于晶体管255的漏极。开关230耦接于晶 体管253的漏极与电容215之间；开关231耦接于晶体管255的 漏极与电容215之间，电容215产生斜i皮讯号RMP。比较器205 的正输入端耦接电容215,比较器205输出振荡讯号PLS。如图 2所示，振荡讯号PLS决定切换讯号VpwM的切换频率。开关232 的第一端是接收一个高临界电压Vh，开关233的第一端接收一个 低临界电压Vl。开关232与开关233的第二端分别耦接比较器 205的负输入端。反相器260的输入端耦接于产生振荡讯号PLS 的比较器205的输出端，反相器260的输出端产生一个反相振荡 讯号/PLS,振荡讯号PLS控制开关231与233的导通/截止，反 相振荡讯号/PLS控制开关230与232的导通/截止。电阻210的 电阻值R21。与电容215的电容值C215是决定切换频率的切换周期T 可表示为如下列方程式(12):
Vref/R2io Vref 其中，V。sc等于Vh- VL。
请参图6,本发明的电流波形侦测器300的一个较佳实施例 的电路图。如图所示， 一个峰值侦测器包含比较器310、电流源 320、开关330、 340与电容361。切换电流讯号Vcs的峰值被取样 用于产生一个峰值电流讯号，换句话说，峰值电流讯号是取样切 换电流Ip(如图1所示)的一个峰值所产生。比较器310的正输入 端是接收切换电流讯号Vcs,比较器310的负输入端耦接电容361。 开关330耦接于电流源320与电容361之间。比较器310的输出端是控制开关330的导通/截止。电流源320耦接供应电压Vcc。 开关340与电容361并联，以对电容361放电。脉波宽度调变电 路500 (如图3所示)所产生的清除讯号CLR是控制开关340的 导通/截止。开关350是藕接于电容361与电容362之间。开关 350周期性传导该峰值电流讯号至电容362，用于产生电流波形 讯号Vw。振荡讯号PLS是控制开关350的导通/截止。
请参阅图7,本发明的积分器400的一个较佳实施例的电路 图。如图所示， 一个第二电压电流转换器包含一个运算放大器 410、 一个电阻450与晶体管420、 421、 422。运算》文大器410 的正输入端接收电流波形讯号Vw,运算放大器410的负输入端是 藕接电阻450,运算放大器410的输出端驱动晶体管420的栅极。 晶体管420的源极是藕接电阻450。第二电压电流转换器是经由 晶体管420的漏才及依据电流波形讯号Vw产生一个电流I42。。晶体 管421与422形成一个电流镜，其比率为2比1。电流142。是驱 动电流镜，以透过晶体管422的漏极产生一个可预先设计的 (programmable)充电电 流IpR" 晶 体管421、 422的源极是藕接供 应电压Va,晶体管421、 422的栅极与晶体管421、 420的漏极 是藕接一起，其中可预先设计的充电电流Im可表示为如下列方 程式(13):
R450 2
其中，Rc。是电阻450的电阻值。
复参阅图7，电容471用以产生一个积分讯号。开关460耦 接于晶体管422的漏极与电容471之间，放电时间讯号S。s是控
27制开关460的导通/截止。开关462与电容471并联连接，用于 对电容471放电。开关461是藕接于电容471与电容472之间。 开关461周期性传导该积分讯号至电容472,用于产生电流回授 讯号V!。振荡讯号PLS是控制开关461的导通/截止，所以电容 472是产生电流回授讯号Vh电流回授讯号V!可表示为如下列方 程式(14)。vl = 1_x!xTds ------------------------( 14)R450 x C471 2依据上述图4至图7的较佳实施例，电流回授讯号V,是关联 于发光二极管电流I咖，因此，方程式(8)可重写为如下列方程 式(15):Vi = m x Rs x Iled -----------------------------(15)其中，m为一个常^t， m可由下列方程式(15)决定R210 X C215 VoSC / 1 ,、m =-x- --------------------------( 16 JR450 x C471 Vref承接上述，电阻450的电阻值R45o是关联于电阻210(如图5 所示)的电阻值R加。电容471的电容值C招是关联于电容215(如 图5所示)的电容值Cm,所以，电流回授讯号V,是与功率转换 器的发光二极管电流I咖(如图1所示)成比例。请参阅图8,本发明的脉波宽度调变电路500的一个较佳实 施例的电路图。如图所示，脉波宽度电路500是包含与非门511、 D型触发器515、与门519、消隐(bianking)电路520与反相器 512、 518。 D型触发器515的输入端D被所耦接的供应电压Vcc 拉至高电位。振荡讯号PLS驱动反相器512的输入端，反相器512的输出端是藕接D型触发器515的时脉输入端CK，用于使能 切换讯号V 。 D型触发器515的输出端是藕接与门519的第一 个输入端，与门519的第二输入端是藕接反相器512的输出端， 与门519是输出切换讯号Vpwm至功率晶体管20 (如图1所示)， 以切换电感装置10。 D型触发器515的重置输入端R耦接与非门 511的输出端，与非门511的第一个输入端是接收该重置讯号 RST,用以周期性地禁止切换讯号Vpwm。与非门511的第二输入端 耦接消隐电路520的输出端，用于确保切换讯号VpwM于使能时的 一个最小导通时间。复参阅图8,消隐电路520的输入端是接收切换讯号V ， 如图2所示，当切换讯号VpwM使能时，消隐电路520会产生消隐 讯号VBU，以抑制D型触发器515的重置。消隐电路520包含与 非门523、电流源525、电容527、晶体管526与反相器521、 522。 反相器521的输入端与与门523的第一个输入端是"t妻收切换讯号 Vpwm。电流源525耦接供应电压Vee,并用以对电容527充电。电 容527与晶体管526并联。反相器521的一个输出端控制晶体管 526的导通/截止。反相器522的输入端耦接电容527,反相器 522的输出端耦接与非门523的第二输入端。与非门523的输出 端是输出该消隐讯号VBU,电流源525的电流值与电容527的电 容值是决定消隐讯号VBuc的脉波宽度。反相器518的输入端是藕 接与非门523的输出端，反相器518的输出端是产生清除讯号 CLR至开关123、 124、 340与462,以控制开关123、 124、 340 与462 (如图4、图6与图7所示)的导通/截止。请参阅图9,本发明的加法器600的一个4交佳实施例的电路图。如图所示， 一个第三电压电流转换器包含运算放大器610、晶体管620、 621、 622与电阻650。第三电压电流转换器用于依 据斜坡讯号RMP产生电流1 622 。运算放大器610的正输入端接收 该斜坡讯号RMP,运算放大器610的负输入端与输出端分别耦接 至晶体管620的源极与栅极。电阻650耦接于晶体管620的源极 与地端之间。晶体管622与621的源极皆耦接供应电压Vee,晶 体管621、 622的栅极与晶体管621、 620的漏极是相互耦接，电 流1 622产生于晶体管622的漏极产生。运算放大器611的正输入 端接收切换电流讯号I,运算放大器611的负输入端与输出端 是相互耦接，以使运算放大器611形成緩沖器。晶体管622的漏 极是经由电阻651耦接运算放大器611的输出端，晶体管622的 漏极是产生斜率讯号Vslp,所以斜率讯号V^关联于斜坡讯号RMP 以及切换电流讯号Vcs。以上所述，仅为本发明的一个较佳实施例而已，并非用来限 定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构 造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权 利要求范围内。
权利要求
1、一种发光二极管驱动电路，其特征在于，其包含一个电感装置，该电感装置耦接一个输入电压；一个功率晶体管，该功率晶体管串联该电感装置，并控制该电感装置的一个切换电流，该功率晶体管导通时，该切换电流不会从该电感装置流动至多个发光二极管；一个返驰式二极管，该返驰式二极管耦接该电感装置；一个控制电路，该控制电路耦接该电感装置并依据该电感装置的该切换电流产生一个切换讯号而控制该功率晶体管；其中，该些发光二极管是藕接该返驰式二极管，且经由该返驰式二极管耦接该电感装置，该功率晶体管截止时，该电感装置的该切换电流流动至该返驰式二极管与该些发光二极管，该功率晶体管导通，且该电感装置的该切换电流流经该功率晶体管时，该控制电路侦测并控制该切换电流。
2、 如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于， 更包含一个电容，该电容并联该些发光二极管。
3、 如权利要求l所述的发光二极管驱动电路，其特征在于， 该控制电路在该功率晶体管导通时，利用控制该电感装置的该 切换电流使该些发光二极管的 一个发光二极管电流成为 一个固 定值。
4、 如权利要求l所述的发光二极管驱动电路，其特征在于， 该电感装置具有一个主绕组与一个辅助绕组，该主绕组提供一 个电感值，以产生该切换电流，该辅助绕组提供一个电能至该控制电路。
5、 如权利要求l所述的发光二极管驱动电路，其特征在于， 该控制电路侦测该电感装置的 一个反射电压，以调整该些发光 二极管的一个最大发光二极管电压。
6、 如权利要求l所述的发光二极管驱动电路，其特征在于， 该控制电路包含一个电流波形侦测器，该电流波形侦测器量测该电感装置 的该切换电流，以产生一个电流波形讯号；一个积分器，该积分器依据该电感装置的 一个放电时间积 分该电流波形讯号，以产生一个电流回4受讯号；一个电流回赠4吴差方文大器，该电流回蹈4吴差》文大器》文大该 电流回4受讯号；以及一个切换控制电路，该切换控制电路依据该电流回路误差 放大器的一个输出，以产生该切换讯号，其中该切换讯号切换 该电感装置并调整一个发光二极管电流。
7、 如权利要求6所述的发光二极管驱动电路，其特征在于， 该积分器的 一个时间常数关联于该切换讯号的 一个切换周期。
8、 如权利要求6所述的发光二极管驱动电路，其特征在于， 该电流波形侦测器包含一个峰值侦测器，该峰值侦测器取样该 切换电流的一个峰值，以产生一个峰值电流讯号。
9、 如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于， 该控制电路包含有一个电压波形侦测器，该电压波形侦测器量测该电感装置 的一个反射电压，以产生一个电压回授讯号；一个电压回路误差放大器，该电压回路误差放大器放大该电压回授讯号；以及一个切换控制电路，该切换控制电路依据该电压回路误差 放大器的一个输出，以产生该切换讯号，其中该切换讯号切换 该电感装置并调整一个最大发光二极管电压。
10、 如权利要求9所述的发光二极管驱动电路，其特征在于， 该电压波形侦测器多重取样该反射电压，以产生该电压回授讯 号，其中该电感装置完全释放能量时，该电压波形侦测器即产 生该电压回授:i凡号。
11、 一种发光二极管驱动电路，其特征在于，其包含 一个电感，该电感耦接一个输入电压； 一个功率晶体管，该功率晶体管耦接该电感；以及一个控制电路，该控制电路侦测该电感的一个切换电流， 以产生一个切换讯号控制该切换电流与多个发光二极管的一个 电流；其中，该些发光二极管耦接该电感，该功率晶体管导通时， 该电感是储存能量，该功率晶体管截止时，该电感所储存的能 量是传送至该些发光二极管。
12、 如权利要求ll所述的发光二极管驱动电路，其特征在 于，更包含一个返驰式二极管，该返驰式二极管耦接该电感与 该些发光二极管。
13、 如权利要求ll所述的发光二极管驱动电路，其特征在 于，更包含一个电容，该电容并联该些发光二极管。
14、 如权利要求ll所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该控制电路在该功率晶体管导通时，利用控制该电感的该 切换电流<吏该些发光二极管的该电流成为 一个固定值。
15、 如权利要求ll所述的发光二极管驱动电路，其特征在 于，该电感具有一个辅助绕组，该辅助绕组提供一个电能至该 控制电^各。
16、 如权利要求ll所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该控制电路侦测该电感的一个反射电压，以调整该些发光 二极管的一个最大发光二极管电压。
17、 如权利要求ll所述的发光二极管驱动电路，其特征在 于，该控制电路包含一个电流波形侦测器，该电流波形侦测器量测该电感的该 切换电流，以产生一个电流波形讯号；一个积分器，该积分器依据该电感的一个消^磁时间积分该 电流波形讯号，以产生一个电流回授讯号；以及一个切换控制电路，该切换控制电路依据该电流回授讯号 产生该切换讯号，该切换讯号切换该电感并调整该些发光二极 管的该电流。
18、 如权利要求17所述的发光二极管驱动电路，其特征在 于，该电流波形侦测器包含一个峰值侦测器，该峰值侦测器取 样该切换电流的 一个峰值，以产生一个峰值电流讯号。
19、 如权利要求ll所述的发光二极管驱动电路，其特征在 于，该控制电路包含一个电压波形侦测器，该电压波形侦观"器量测该电感的一 个反射电压，以产生一个电压回授讯号；以及一个切换控制电路，该切换控制电路依据该电压回授讯号 产生该切换讯号，其中该切换讯号切换该电感并调整一个最大 发光二极管电压。
20、如权利要求19所述的发光二极管驱动电路，其特征在 于，该电压波形侦测器多重取样该反射电压，以产生该电压回 授讯号，其中该电感完全释放能量时，该电压波形侦测器即产 生该电压回纟受i凡号。
全文摘要
本发明是关于一种发光二极管驱动电路，用于多个发光二极管。发光二极管驱动电路包含一个电感装置耦接一个输入电压；一个功率晶体管串联于电感装置，以控制电感装置的切换电流，当功率晶体管导通时，电感装置会储存能量，当功率晶体管截止时，电感装置所储存的能量将经由一个返驰式二极管被传递至该些发光二极管；一个控制电路用以侦测电感装置的切换电流，以产生一个切换讯号至功率晶体管，进而提供一个固定电流至该些发光二极管。
文档编号H05B37/02GK101252800SQ20081008444
公开日2008年8月27日 申请日期2008年3月24日 优先权日2007年8月30日
发明者杨大勇 申请人:崇贸科技股份有限公司