发光二极管驱动电路的利记博彩app
【专利摘要】一种发光二极管驱动电路，包含一功率因数校正电路和一驱动控制器。功率因数校正电路控制发光二极管驱动电路的一功率因数，且包含一电感、一开关、一电流检测电路和一时间检测电路。电感用以感应一电感电流，以及提供能量给至少一发光二极管。开关连接于电感，用以根据一驱动信号来控制。电流检测电路连接于开关，用以检测电感电流的一位阶值。时间检测电路连接于开关，用以检测电感电流由一峰值下降至零所需的一释能时间。驱动控制器连接于开关、电流检测电路和时间检测电路，用以根据电感电流的位阶值和释能时间，输出驱动信号至开关。
【专利说明】发光二极管驱动电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发光二极管驱动电路，特别涉及一种同时达到稳定电流输出、过电压保护、过电流保护和功率因数校正目的的发光二极管驱动电路。
【背景技术】
[0002]目前市售的发光二极管驱动电路，主要可分为隔离式及非隔离式。非隔离式的的发光二极管驱动电路主要有三种架构，分别为降压转换器(Buck Converter)、升压转换器(Boost Converter)及降升压转换器(Buck-Boost Converter)。无论选用何种架构来驱动发光二极管，若想达到高功率因数及稳定输出电流的效果，都需要搭配适当的控制电路。
[0003]如图1A和图1B所示，其分别为现有技术的系统示意图及控制方框图。在此现有技术所采用的架构是为降升压转换器。此降升压转换器撷取输入电压的相位信号，搭配正弦表及数字控制，即可达到功率因数校正(Power Factor Correction, PFC)的功能。此降升压转换器以数字运算来检测并控制输出到发光二极管的电流，并利用模拟控制来达到快速过电流保护。
[0004]然而，虽然此控制方式同时达到功率因数校正及控制输出电流的功能，但如此的控制方式受限于输入电压的相位、正弦表的点数、数字模拟转换器的速度等，因而增加控制器设计的复杂性。
【发明内容】
[0005]鉴于以上的问题，本发明的目的在于提供一种用以驱动发光二极管的发光二极管驱动电路，藉以解决现有受限于输入电压的相位、正弦表的点数、数字模拟转换器的速度，而造成电路设计复杂的问题。
[0006]本发明所揭露的一实施例的发光二极管驱动电路，包含一功率因数校正电路和一驱动控制器。功率因数校正电路控制该发光二极管驱动电路的一功率因数，包含一电感、一开关、一电流检测电路和一时间检测电路。电感的一第一端连接于一正电源端，用以感应一电感电流，以及提供能量给该至少一发光二极管。开关连接于电感的一第二端，用以根据一驱动信号的来控制。电流检测电路连接于开关，用以检测电感电流的一位阶值。时间检测电路连接于开关和电感的第二端，用以检测电感电流由一峰值下降至零所需的一释能时间。驱动控制器连接于开关、电流检测电路和时间检测电路，用以根据电感电流的位阶值和释能时间，输出驱动信号至开关。
[0007]本发明所揭露的另一实施例的发光二极管驱动电路，包含一功率因数校正电路和一驱动控制器。功率因数校正电路控制该发光二极管驱动电路的一功率因数，包含一变压器、一开关、一电流检测电路和一时间检测电路。变压器具有一初级线圈和一次级线圈，初级线圈的一第一端连接于一正电源端，用以感应形成一电感电流，次级线圈稱合初级线圈所储存的能量，以提供给至少一发光二极管。开关连接于初级线圈的一第二端，用以根据一驱动信号的来控制。电流检测电路连接于开关，用以检测电感电流的一位阶值。时间检测电路连接于开关、初级线圈的第二端，用以检测电感电流由一峰值下降至零所需的一释能时间。驱动控制器连接于开关、电流检测电路和时间检测电路，用以根据电感电流的位阶值和释能时间，输出驱动信号至开关。
[0008]此外，上述的各发光二极管驱动电路均可设置于一驱动电路或一显示装置中。
[0009]藉此，达到稳定电流输出、过电压保护、过电流保护和功率因数校正的目的。
[0010]以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1A为现有技术的系统示意图；
[0012]图1B为现有技术的控制方框图；
[0013]图2为根据本发明一实施例的发光二极管驱动电路的架构示意图；
[0014]图3为根据本发明一实施例的发光二极管驱动电路的作动示意图；
[0015]图4为根据本发明一实施例的发光二极管驱动电路的架构示意图；
[0016]图5为根据本发明一实施例的发光二极管驱动电路的作动示意图；
[0017]图6为根据本发明一实施例的驱动控制器的方框示意图；
[0018]图7为根据本发明一实施例的驱动控制器的方框示意图；
[0019]图8为根据本发明一实施例的发光二极管驱动电路的作动示意图；
[0020]图9为根据本发明一实施例的驱动控制器的方框示意图。
[0021]其中，附图标记
[0022]10、20、30、40、50发光二极管驱动电路
[0023]110直流电源供应电路
[0024]111交流电路
[0025]112电磁干扰滤波器
[0026]113整流电路
[0027]120、220、320、420、520 功率因数校正电路
[0028]130驱动控制器
[0029]132电流检测单元
[0030]133时间检测单元
[0031]134电流设定单元
[0032]135控制单元
[0033]136开关驱动单元
[0034]137调光控制单元
[0035]CS 1、CS2电流检测信号
[0036]GD1、GD2控制信号
[0037]TD1、TD2时间检测信号
[0038]C1-C5 输出电容
[0039]D1-D5 整流器
[0040]L1-L3 电感
[0041]Q1、Q2、Q3、Q4、Q5 开关[0042]R1-R15 电阻
[0043]T1、T2 变压器
[0044]Τ11、Τ21 初级线圈
[0045]Τ12、Τ22 次级线圈
[0046]A-F端点
[0047]Iu、Ι?2 电感电流
[0048]Iq1、Iq2、Id1、Id2 电幺⑴
[0049]VGS1, VGS2, VDS1, Vds2 电压值
[0050]Vdc 输入电压
[0051 ]!LI, peak、L2, peak'' Ql, peak'' Q2, peak山丰值
[0052]!Dm, peak、lD02，peak峰值
[0053]101,AVG> 102jAVG平均输出电流
[0054]tQN1、tQN2开关导通时间
[0055]tDIS1、tDIS2释能时间
[0056]tQFF1、tQFF2开关截止时间
[0057]Ts1、Ts2切换周期
【具体实施方式】
[0058]下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述:
[0059]请参照图2，其为根据本发明第一实施例的发光二极管驱动电路的架构示意图。发光二极管驱动电路10包含一直流电源供应电路110、一功率因数校正电路120、一驱动控制器130、一整流器Dl和一输出电容Cl。发光二极管驱动电路10可借着由直流电源供应电路110取得仍具波动的一直流电源，以供应至端点C和D所连接负载端的发光二极管(未绘示)。
[0060]在一实施例中，直流电源供应电路110可包含一交流电源111、一电磁干扰滤波器112和一整流电路113。交流电源111所提供的交流电压经过电磁干扰滤波器112和整流电路113的过滤而产生端点A和B间具有波动的直流的输入电压Vdc。在另一实施例中，直流电源供应电路110可以是由一直流电源直接供应输入电压Vdc。
[0061]功率因数校正电路120用以控制发光二极管驱动电路10的一功率因数(powerfactor)。功率因数校正电路120包含一电感L1、一开关Q1、一电流检测电路和一时间检测电路。电感LI的第一端连接于端点A。开关Ql的第一端连接于电感LI的第二端，开关Ql的第二端连接于电流检测电路的第一端和驱动控制器130，开关Ql的第三端连接于驱动控制器130。电流检测电路的第二端连接于端点B (接地)。时间检测电路的第一端连接于电感LI的第二端和开关Ql的第一端，时间检测电路的第二端连接于端点B，时间检测电路的第三端则连接于驱动控制器130。
[0062]在一实施例中，电流检测电路可包含但不限于一第一电阻R1，第一电阻Rl的第一端连接于开关Ql的第二端和驱动控制器130。第一电阻Rl的第二端连接于端点B。时间检测电路可包含但不限于一第二电阻R2和一第三电阻R3。第二电阻R2的第一端(电流检测电路的第一端)连接于电感LI的第二端和开关Ql的第一端，第二电阻R2的第二端连接于第三电阻R3的第一端和驱动控制器130。第三电阻R3的第二端(电流检测电路的第二端)则连接于端点B。
[0063]整流器Dl的第一端连接于电感LI的第二端、开关Ql的第一端和第二电阻R2的第一端。输出电容C2连接于负载端的两端(端点C和D),输出电容C2的第一端连接于电感LI的第一端和端点C，输出电容C2的第二端连接于整流器Dl的第二端和端点D。
[0064]当驱动控制器130传送给开关Ql的一控制信号⑶I为高位阶时，也即在开关Ql的第二端和第三端间形成一电压值Vesi，开关Ql在一开关导通时间twl期间将导通(ON)，如图5所示。输入电压Vdc跨压在电感LI的两端，电感LI将开始储能，而流经电感LI的一电感电流Iu将由零开始上升。同时，输出电容Cl提供能量给发光二极管。
[0065]流经开关Ql的电流Iqi会随着流经电感LI的电感电流Iu的增加而增加。当电流Iqi流经作为电流检测电路的第一电阻Rl时，会使第一电阻Rl的第一端和第二端之间形成一电压值，也即电流检测信号CS1。驱动控制器130通过此电流检测信号CSl的一位阶值(电压值)，即可推断电感电流Iu的状态，以达到检测电感电流及过电流保护的目的。
[0066]当驱动控制器130输出低位阶的控制信号⑶I至开关Ql时，在开关Ql截止瞬间，驱动控制器130由电流检测信号CSl获取电感电流Iu的一峰值Iu，PMk，如图5所示。
[0067]开关Ql截止后，储存在电感LI的能量将通过整流器Dl逐渐释放到输出电容Cl及发光二极管上，使作为时间检测电路的第一端和第二端之间形成一电压值Vdsi。而电压值Vdsi经由第二电阻R2和第三电阻R3的分压，产生一分压值，也即时间检测信号TD1。驱动控制器130通过被第二电阻R2和第三电阻R3分压后的一位阶值(时间检测信号TDl)，即可推断电感LI放电结束的时间。
[0068]当电感电流Iu由一峰值Iu，peak开始逐渐下降时，流经整流器Dl的电流Idi也将由一峰值IM1，peak逐渐下降，而电压值Vdsi仍会维持不变。当电感电流Iu下降至零时，由于开关Ql内的一寄生电容与电感LI间的谐振，使得电压值Vdsi仍会持续振荡一段时间。当驱动控制器130由时间检测信号检测到电压值Vdsi开始振荡时，在电压值Vdsi开始振荡的瞬间，根据此振荡波形的一最大斜率变化，来判定电感LI是否已放电完毕。上述由电感电流Ili的峰值Iu，PMk降到零所需的时间称为电感Iu的释能时间tDIS。供应至发光二极管的平均输出电流Ιω，Αν(；与释能时间tDIS1和电感电流Iu有关，其关系式如下:
[0069]
【权利要求】
1.一种发光二极管驱动电路，用以驱动至少一个发光二极管，其特征在于，该发光二极管驱动电路包含: 一功率因数校正电路，用以控制该发光二极管驱动电路的一功率因数，其至少包含: 一电感，其一第一端连接于一正电源端，用以感应一电感电流，以及提供能量给该至少一发光二极管； 一开关，连接于该电感的一第二端，用以根据一驱动信号的控制来导通； 一电流检测电路，连接于该开关，用以检测该电感电流的一位阶值；以及 一时间检测电路，连接于该开关，用以检测该电感电流由一峰值下降至零所需的一释能时间；以及 一驱动控制器，连接于该开关、该电流检测电路和该时间检测电路，用以根据该位阶值和该释能时间，输出该驱动信号至该开关。
2.根据权利要求 1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该时间检测电路的一第一端连接于该开关的一第一端和该电感的该第二端，该时间检测电路的一第二端连接于一接地，该时间检测电路的一第三端连接于该驱动控制器，该电流检测电路的一第一端连接于该开关的一第二端和该驱动控制器，该电流检测电路的一第二端连接于该接地，该开关的一第三端连接于该驱动控制器。
3.根据权利要求2所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该电流检测电路包含一第一电阻，该第一电阻的一第一端连接于该开关的该第二端和该驱动控制器，该第一电阻的一第二端连接于该接地。
4.根据权利要求2所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该时间检测电路包含一第二电阻和一第三电阻，该第二电阻的一第一端连接于该电感的该第二端和该开关的该第一端，该第二电阻的一第二端连接于该第三电阻的一第一端，该第三电阻的一第二端连接于该接地，该第二电阻的该第二端和该第三电阻的该第一端连接于该驱动控制器。
5.根据权利要求2所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，还包含: 一输出电容，其一第一端连接于该电感的该第一端；以及 一整流器，其一第一端连接于该电感的该第二端、该电流检测电路的该第一端和该开关的该第一端，该整流器的一第二端连接于该输出电容的一第二端。
6.根据权利要求2所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，还包含: 一整流器，其一第二端连接于该电感的该第一端；以及 一输出电容，其一第一端连接于该整流器的一第一端，该输出电容的一第二端连接于该电感的该第二端、该电流检测电路的该第一端和该开关的该第一端。
7.根据权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该功率因数校正电路还包含: 一整流器，其一第一端连接于该开关和该电感的该第二端，该整流器的一第二端连接于该时间检测电路。
8.根据权利要求7所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该整流器的该第一端连接于该开关的一第一端和该电感的该第二端，该电流检测电路的一第一端连接于该开关的一第二端，该电流检测电路的一第二端连接于一接地，该时间检测电路的一第一端连接于该整流器的该第二端，该时间检测电路的一第二端连接于该接地，该时间检测电路的一第三端连接于该驱动控制器，该开关的一第三端连接于该驱动控制器。
9.根据权利要求7所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该电流检测电路包含一第一电阻，该第一电阻的一第一端连接于该开关的该第二端和该驱动控制器，该第一电阻的一第二端连接于该接地。
10.根据权利要求7所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该时间检测电路包含一第二电阻和一第三电阻，该第二电阻的一第一端连接于该整流器的该第二端，该第二电阻的一第二端连接于该第三电阻的一第一端，该第三电阻的一第二端连接于该接地，该第二电阻的该第二端和该第三电阻的该第一端连接于该驱动控制器。
11.根据权利要求7所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，还包含: 一输出电容，其一第一端连接于该电感的该第一端，该输出电容的一第二端连接于该整流器的该第二端。
12.一种发光二极管驱动电路，用以驱动至少一个发光二极管，其特征在于，该发光二极管驱动电路包含: 一功率因数校正电路，用以控制该发光二极管驱动电路的一功率因数，其包含: 一变压器，具有一初级线圈和一次级线圈，该初级线圈的一第一端连接于一正电源端，用以感应形成一电感电流，该次级线圈耦合该初级线圈所储存的能量，以提供给该至少一发光二极管； 一开关，连接于该初级线圈的一第二端，用以根据一驱动信号的控制来导通； 一电流检测电路，连接于该开关，用以检测该电感电流的一位阶值；以及 一时间检测电路，连接于该开关、该初级线圈的该第二端，用以检测该电感电流由一峰值下降至零所需的一释能时间；以及 一驱动控制器，连接于该开关、该电流检测电路和该时间检测电路，用以根据该位阶值和该释能时间，输出该驱动信号至该开关。
13.根据权利要求12所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该时间检测电路的一第一端连接于该开关的一第一端和该初级线圈的该第二端，该时间检测电路的一第二端连接于一接地，该时间检测电路的一第三端连接于该驱动控制器，该电流检测电路的一第一端连接于该开关的一第二端，该电流检测电路的一第二端连接于该接地，该开关的一第三端连接于该驱动控制器。
14.根据权利要求13所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该电流检测电路包含一第一电阻，该第一电阻的一第一端连接于该开关的该第二端和该初级线圈的该第二端，该第一电阻的一第二端连接于该接地，而该第一电阻的该第一端与该开关的该第二端连接于该驱动控制器。
15.根据权利要求13所述的发光二极管驱动电路，其中该时间检测电路包含一第二电阻和一第三电阻，该第二电阻的一第一端连接于该初级线圈的该第二端和该开关的该第一端，该第二电阻的一第二端连接于该第三电阻的一第一端和该驱动控制器，该第三电阻的一第二端连接于该接地。
16.根据权利要求12所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，还包含: 一整流器，其一第一端连接于该次级线圈的一第一端；以及 一输出电容，其一第一端连接于该整流器的一第二端，该输出电容的一第二端连接于该次级线圈的一第二端。
17.根据权利要求12所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，还包含: 一输出电容，其一第一端连接于该次级线圈的一第一端；以及 一整流器，其一第二端连接于该次级线圈的一第二端，该整流器的一第一端连接于该输出电容的一第二端。
18.根据权利要求12所述的`发光二极管驱动电路，其特征在于，该变压器为反极性。
【文档编号】H05B37/02GK103458560SQ201210184684
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年6月6日 优先权日:2012年5月30日
【发明者】李彦村, 郑锦钟 申请人:聚积科技股份有限公司