CN102480828B

CN102480828B - Led驱动装置

Info

Publication number: CN102480828B
Application number: CN201110294875.3A
Authority: CN
Inventors: 堀野守
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2010-11-24
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2015-09-30
Anticipated expiration: 2031-09-30
Also published as: US20120126713A1; US8581508B2; EP2458722B1; JP2012114410A; CN102480828A; KR20120056162A; EP2458722A1

Abstract

本发明提供了能够通过非绝缘型简化电路结构来提高功率因数、适用于三端可控硅调光器且小型化为更经济的LED驱动装置，该LED驱动装置包括：具有至少一个LED的发光单元；整流器，对从外部电源施加的交流(AC)电压进行整流；供电单元，向发光单元提供驱动电力，并具有连接至发光单元的输出端的电感器；开关控制器，接收从整流器输出的电压，以产生与从整流器输出的电压成正比的参考电压，并将参考电压与通过检测流入电感器中的电流所产生的输入电压相比较，控制开关的接通或断开，以通过在电压彼此一致的时间点时，使流入电感器的电流的波形连接峰值与由输入电压表示的波形成正比；以及开关，连接至开关控制器，以控制从发光单元输入的电源。

Description

LED驱动装置

相关申请的交叉参考

本申请要求于2010年11月24日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2010-0117749号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及能够相配于三端可控硅调光器并提高功率因数的非绝缘型降压AC-DC转换器的LED驱动装置。

背景技术

发光器件(LED)是一种用于通过改变用以组成发光源的诸如GaAs、AlGaAs、GaN、InGaInP等的化合物半导体材料来实现各种颜色的光的半导体器件。发光器件具有突出的单色峰值波长和光效率并有利于小型化，而且由于其环境友好性和低功耗特性等还被广泛应用于诸如TV、计算机、一般照明装置、汽车等的各种领域中。其应用的领域在不断地拓宽。

为了驱动LED模块，将输入交流(AC)电压转换为直流(DC)电压的AC-DC转换器连接至将经转换的DC电压转换为电流以驱动LED模块并提供经转换的电压的DC-DC转换器。例如，可以存在输入电压大于LED电压时所使用的降压型转换器、输入电压具有比LED电压低的电平时的升压型转换器以及在输入电压可以在大于LED电压至低于LED电压的电平范围内变化的状态下所使用的升降压式转换器等。

作为用于以相对低的成本来提高功率因数的LED驱动电路，存在一种根据现有技术的PFC反激(flyback)方法。然而，该反激方法需要将LED电流信息从初级侧传输至次级侧的光电耦合器；以及用于将电力从初级侧提供到次级侧的变压器。在该情况下，难以实现电路小型化。

此外，由于在根据现有技术的功率因数校正电路中，为了提供预定的电流量，反馈频带设定在10Hz至20Hz而使得不响应于100Hz至120Hz的频率改变，所以响应相对很低，其变为不利于相配于三端可控硅调光器的因数。在根据现有技术的功率因数校正电路中，通常根据通过对其应用桥式二极管将商用电力整流之后所提供的电压，来通过泄流电阻器(bleeder resistor)提供电力以驱动电路。在该情况下，当通过三端可控硅调光器降低亮度时，整个电压也降低，因此，会发生闪烁，并会花费相对较长的时间来使LED器件接通或断开，或者LED可能根本不点亮。另外，由于标准部件变压器的存在，因此需要开发费用和大量的时间。

发明内容

本发明的一个方面提供一种能够通过非绝缘型简化电路结构来提高功率因数并小型化为经济节约的LED驱动装置。

根据本发明的一个方面，提供一种发光器件(LED)驱动装置，包括：具有至少一个LED的发光单元；整流器，对由外部电源施加的交流(AC)电压进行整流；供电单元，将驱动电力提供给发光单元，并具有连接至发光单元的输出端的电感器；开关控制器，接收从整流器输出的电压以产生与从整流器输出的电压成正比的参考电压，并将参考电压与通过检测流入电感器的电流所产生的输入电压相比较，以及控制开关的接通或断开操作以通过在电压彼此一致的时间点断开开关而使连接流入电感器的电流的峰值的波形与由输入电压表示的波形成正比；以及开关，连接至开关控制器，以控制从发光单元输入的电力。

根据本发明的实施方式，开关控制器可以包括串联连接至整流器的输出端的多个电阻器，并且可以产生由多个电阻器分压的参考电压。

在该情况下，LED驱动装置还可以包括连接至整流器的输出端并与多个电阻器并联连接的多层陶瓷电容器(MLCC)或薄膜电容器来替代铝电解质电容器。

根据本发明的实施方式，供电单元可以包括二极管、电感器和电容器。

在该情况下，LED驱动装置还可以包括串联连接至开关的检流器，并且检流器可以检测流入电感器的电流，以在开关接通期间产生开关控制单元的输入信号。

检流器可以包括其一端连接至开关而另一端连接至整流器的负极侧的电阻器。

根据本发明的实施方式，其中，开关控制器还可以包括连接至参考电压的输入端的稳压二极管。

根据本发明的实施方式，发光单元可以包括多个LED，并且多个LED可以具有串联连接、并联连接及其混合型连接中的至少一个电连接结构。

附图说明

从以下结合附图的详细描述中，本发明的以上和其他方面、特征及其他优点将变得更清晰地理解，附图中：

图1是根据本发明实施方式的LED驱动装置的框图；

图2是根据本发明实施方式的LED驱动装置的电路图；

图3示出了根据本发明实施方式的LED驱动装置的开关接通时的电流流动；

图4示出了根据本发明实施方式的LED驱动装置的开关断开时的电流流动；

图5示出了根据本发明实施方式的在开关控制器中使用的控制电路；

图6示出了根据本发明实施方式的输入至开关控制器的控制电路的门波形和电压波形的I1(＝Id)；

图7是根据本发明另一实施方式的LED驱动装置的电路图；

图8是示出了未设定钳位时的参考电压波形的示意图；

图9是示出了设定钳位时的参考电压波形的示意图；

图10和图11示出了根据本发明实施方式的LED中的电流波形；

图12示出了根据本发明实施方式的将LED驱动装置应用于三端可控硅调光器时的LED中的电流波形；以及

图13是根据本发明另一实施方式的LED驱动装置的电路图。

具体实施方式

现在将参考附图详细地描述本发明的实施方式，使得本发明所属技术领域的技术人员能够容易地实践本发明。然而，在描述本发明实施方式时，将省略已知功能或结构的详细描述，以免由于不必要细节而使得本发明的描述变得模糊。

另外，在全部的附图中，相同的参考标号表示相同的元件。

除非清楚地描述出不同，否则词语“包括(comprise)”和诸如“包含(comprises)”或“含有(comprising)”的其变型将被理解为意指包括所陈述的元件，但并不排除任何其他的元件。

图1是根据本发明实施方式的LED驱动装置的框图。图2是根据本发明实施方式的LED驱动装置的电路图。参考图1和图2，LED驱动装置可以包括：整流器10，其一端连接至由外部提供的交流(AC)电源，而另一端连接至开关控制器20；开关控制器20，接收来自整流器10的整流电压；开关Q1，连接至开关控制器20且其运作被控制；供电单元30，连接至开关Q1；以及发光单元40，从供电单元30接收用以驱动多个LED41的电力并发出光。本文中，开关控制器20可以包括控制电路U，用于将来自第三电阻器R3的输入电压与参考电压相比较，并输出控制信号。另外，如图2中所示，开关控制器20还可以包括安装在整流器10的后部并并联连接至开关控制器20的诸如多层陶瓷电容器(MLCC)或薄膜电容器的小容量电容器C1，来替代铝电解质电容器。

整流器10的一端可以连接至外部电源Vin，其另一端可以连接至开关控制器20。外部电源Vin(例如，120VAC)可以为商业AC线路电压，并且当如图2中所示的将桥式二极管应用于整流器10时，可以将输入的AC电压输出为全波整流电压V1。在整流器10中整流的电压V1可以输入至开关控制器20以通过开关控制器20控制开关Q1，并将合适的电流提供给发光单元40。

供电单元30(其一端连接至开关Q1，而另一端连接至发光单元40)可以由开关Q1控制，以将输出电流提供给发光单元40。供电单元30可以包括二极管D1、电感器L和电容器C2，并且可以具有与降压型转换器相同的结构。

与组成供电单元30的电容器C2并联连接的发光单元40可以是包括至少一个LED的光源，并且可以包括具有各种电连接关系的多个LED。在图2中，构成发光单元40的多个LED以串联连接的状态示出，但发光单元40中所包括的多个LED也可以根据应用LED的应用***而以串联连接或并联连接或串并联连接的混合型连接结构来电连接。

开关控制器20(其一端连接至整流器10的输出端，而另一端连接至开关Q1)可以通过开关Q1控制输入至发光单元40的电流。开关控制器20的控制电路U可以接收通过对整流器10中转换的电压进行分压所提供的参考电压V_ref。参考图1，参考电压V_ref可以是通过使用第一电阻器R1和第二电阻器R2对全波整流电压V1分压所产生的。开关控制器20的控制电路U可以将所产生的参考电压V_ref与通过流入电感器L的电流所测量的电压I_L×R3相比较，并通过其门来输出比较结果，从而控制开关Q1断开。

图3示出了根据本发明实施方式的当LED驱动装置的开关接通时的电流流动，以及图4示出了根据本发明实施方式的当LED驱动装置的开关断开时的电流流动。参考图3，当开关接通时，通过利用整流器10中整流的电压V1，流向发光单元40的电流I1顺次经过发光单元40、构成供电单元30的电感器L和开关Q1。本文中，当流过发光单元40的电流表示为I_f，流过电感器L和开关Q1的电流表示为I_d时，来自整流电压V1的电流I₁具有等于I_d的值。即，当开关接通时，其可以满足“I₁＝I_d”。

“I_f”可以表示通过使用C2对流入电感器L的电流进行平滑所提供的波形。根据平均值，流入电感器L的电流I_d与I_f相同。由于开关频率为例如100kHz的相对较高的频率，所以电容器C2可以以相对较小的容量来使I_f平滑。因此，根据本发明的实施方式可以应用小容量MLCC。其间，120Hz(或100Hz)成分不被平滑，而保持为I_f的波动成分。由于根据本发明实施方式的LED驱动装置不需要铝电解质电容器，所以可以延长LED驱动装置的寿命。

随后，参考图4，当开关Q1暂时断开时，借助于在开关Q1接通状态下存储在供电单元30中所使用的电感器L中的自身电力的供给单元，电流I_f流入供电单元30和发光单元40。即，如图4中箭头所示的，流过构成发光单元40的多个LED 41的电流I_f经过供电单元30的电感器L和二极管D1。此时，所流过的电流I1和I_d的电平均变为0。即，如图3和图4所示，可以看出，利用从整流器10输出的电压V1所流向发光单元40的电流I1与流过开关Q1的电流I_d的大小相同(I₁＝I_d)，而与开关的接通或断开无关。

图5示出了根据本发明实施方式的在开关控制器20内所使用的控制电路U。参考图5，控制电路U可以对通过使用从整流器10输出的电压V1所获得的参考电压V_ref与第三电阻器R3的两端上保持的电压V_IL进行比较，并且当参考电压V_ref的电平高于第三电阻器R3上所保持的电压V_IL的电平时，其门可以具有高的电平从而使开关Q1接通，并且当参考电压V_ref的电平低于或等于第三电阻器R3上所保持的电压V_IL的电平时，其门会保持低电平L直到下一设定信号SET获得高电平，从而使得开关Q1断开。此时，可以根据从整流器10输出的电压V1来确定参考电压V_ref。

参考图3，从整流器10输出的电压V1被第一电阻器R1和第二电阻器R2分压，而输入至控制电路U，并且由于第一电阻器R1和第二电阻器R2彼此串联连接，所以参考电压V_ref的值可以满足式子因此，参考电压V_ref的波形在其幅度上被削减，并具有与整流器10中整流的输出电压V1的波形相似的波形。然而，图5是根据本发明实施方式的控制电路U的逻辑电路图，并且控制电路U内的逻辑电路可以进行不同的变化。

图6示出了根据本发明实施方式的输入至开关控制器20的控制电路U的电压波形。参考图6的上部分所示的图示，如上所述，输入至控制电路U的参考电压Vref可以具有与从整流器10输出的全波整流电压V1相同类型的波形，并且控制电路U(其由开关Q1控制并仅在开关接通状态下产生输出)的另一输入电压V_IL的峰值也可以具有与其相似的波形。此时，从整流器10流向供电单元30的电流I1可以具有与流过开关的电流I_d相等的大小(I1＝I_d)，并且可以满足因此，I1与V_IL成正比。即，连接I1的峰值的波形也可以为与V_ref和V1相似的类型。图6的下部分所示的图示是波形V_IL的部分放大图示。本文中，由于I1与V_IL成正比，所以本文中图6的下部分中所示的波形表示I1的波形。

参考图6的下部分中所示的波形，例如，当通过控制电路U控制的开关Q1接通的时间长度表示为Ton时，并且当开关Q1断开的时间长度表示为Toff时，其可以为Toff＝k*Ton(k＝常数)。本文中，当获得I1的平均值时，I1值仅在T时间中的Ton时间存在，并且I1在Ton内的平均值为作为峰值电流的Ip的因此，I1的平均值可以满足

I 1 = \frac{I_{p}}{2} \frac{T_{on}}{T} = \frac{T_{on}}{2 (T_{on} + T_{off})} I_{p} = \frac{T_{on}}{2 (T_{on} + {kT}_{on})} I_{p} = \frac{1}{2 (1 + k)} I_{p} .

因此，可以得出I1的平均值与Ip成正比。即，通过将Toff时间控制为Toff＝k*Ton，I1的平均值还可以表示为与Ip相似的波形。

根据本发明的实施方式，Ton不是确定值，但可以由流过构成供电单元30的电感器L的电流来确定。Toff可以通过各种方法来确定。例如，当使用开关或使用电流源时，或当发光单元40上所保持的电压Vf具有远远低于整流器10中整流的电压V1的峰值的电平时；即使在通过使用外部电阻器进行独立地调整而将Toff控制为预定的时间，也可以获得大致相同的效果，从而提高了功率因数。

通过以上的详细描述，由于相对小容量的薄膜电容器或MLCC设置在整流器10的后部上，所以由整流器10整流的电压V1可以近似等于全波整流波形。根据现有技术的降压型转换器通过在整流器10的后部上应用大容量铝电解质电容器，来用于减小全波整流波形的波动，从而由于高容量的电容器而导致功率因数下降，另外，当使用大容量铝电解质电容器时，LED驱动电路的寿命缩短。因此，根据本发明的实施方式可以解决现有技术中引起的缺陷。

根据本发明的实施方式，与通过整流器10整流的电压V1成正比的电压可以定义为参考电压V_ref，并且可以将参考电压和与开关Q1接通时流过构成供电单元30的电感器L的电流成正比的电压相比较。此时，开关Q1在一致的定时(coinciding timing)断开，由此连接流过电感器L的电流的峰值的波形(包络)可以与全波整流波形成正比。在一致的定时开关Q1如何断开可以源自于集成电路(IC)特性，该集成电路(IC)特性已为现有技术中通常所使用，但鉴于根据现有技术的降压型转换器中的参考电压Vref不随时间变化而是均一的要点，这又不同于本发明的特性。因此，根据现有技术，表示电感器L的电流峰值的波形也是均一的，并且不能获得提高功率因数的效果。

开关控制器20可以执行控制操作以满足“Toff＝k*Ton”，使得借助于整流器10中整流的电压V1而流向发光单元40的电流I1也与电压V1的波形成正比，并且可以提高功率因数。根据现有技术，开关控制方法通常设定为“T＝Ton+Toff＝常数”，并且用于试验产品的IC为“Toff＝常数”；然而，根据本发明的实施方式，当包括LED的发光单元40的驱动电压Vf与整流电压V1的峰值相比而相对很低时，提供一种近似接近Toff＝k*Ton的换算值的状态。在Toff＝k*Ton的情况下，可以相对更精确地提高功率因数。

即，根据本发明的实施方式，通过使连接流过供电单元30的电感器L的电流的峰值的波形(包络)与从整流器10输出的电压V1的波形相一致，流过发光单元40的电流可以具有与输入电压相同的类型，从而提高了功率因数。另外，与通过使用用于在LED电流信息已被绝缘的状态下将LED电流信息从次级侧传送至初级侧的光电耦合器而通过反馈来提高功率因数的反激转换器相比较，可以通过使用不具有变压器的非绝缘型电路来提高功率因数，使得可以简化电路的结构并可以实现装置小型化，并且可以减少部件的数目，以高效地且经济地使用AC-DC转换器。

为了在根据现有技术的功率因数校正(PFC)电路中校正功率因数，反馈环路的频带在约10Hz至20Hz的范围内，以使得不响应于100Hz或120Hz，从而响应速度相对较低。另外，由于该电路具有用以在初始施加电压时将电力从泄流电阻器提供给控制电路的结构，所以其不利于相配于三端可控硅调光器。该三端可控硅调光器是用于确定亮度以通过控制电流供给来适于使用者方便的器件。当用LED发光器件代替根据现有技术的一般照明产品时，并且根据三端可控硅调光器的操作特性将LED的亮度控制为相对较低时，会发生闪烁，可能不驱动电路，或者驱动电路会花费相对大量的时间，这可能就是为什么难以用LED代替连接至现有三端可控硅调光器的发光器的原因。

然而，根据本发明的实施方式，通过控制电路U可以对由流入电感器L的电流I_L所测量的电压与参考电压V_ref相比较，以确定开关的接通或断开时间，并且仅使用一个第三电阻器R3就可以对电感器L执行电流检测，从而简化了电路构造。另外，根据本发明的实施方式，响应时间是以微秒以下为单位的，因此可以相对快速且瞬间地执行响应。因此，对三端可控硅调光器的匹配特性是显著的。

根据本发明的实施方式，可以在控制电路U内设定钳位电平。图7是根据本发明另一实施方式的LED驱动装置的电路图。参考图7，控制电路U还可以包括用以确定其内部的钳位电平的稳压二极管Dz。稳压二极管DZ的一端可连接至整流器的负极侧，其另一端可以与参考电压V_ref和控制电路U相连接。在稳压二极管Dz中，当在相反方向上向其施加大于预定值的稳压电压时，电流在相反方向上流动。即，当施加大于稳压二极管Dz的稳压电压Vz的电压时，电流在相反方向上流动，使得仅钳位电平以下的值可以输入至控制电路U的比较器。同时，在图7中，下文将省略对设置在输入单元的比较器之后的电路的描述。

下文进行详细的描述，当稳压二极管Dz的稳压电压表示为Vz时，并且当

\frac{R 2}{R 1 + R 2} V_{1} < V_{z}

时，可以变为

V_{ref} = \frac{R 2}{R 1 + R 2} V_{1},

并且当

\frac{R 2}{R 1 + R 2} V_{1} > V_{z}

时，可以变为V_ref＝V_z，使得参考电压V_ref被钳位至Vz以下。此时，由于Vz可以具有与预定值，而与输入电压无关，因此可以校正由于输入电力的变化而导致的发光单元40的变动。此时，可以通过控制第一电阻器R1和第二电阻器R2的大小来控制钳位电压的大小和钳位或非钳位。例如，当设定为时，参考电压V_ref可以具有低于稳压电压Vz的值，因此，可以不执行钳位操作。当未设定钳位电平时，可以通过流过发光单元40的电流I_f来完整地反映输入电源电压变化。然而，在该情况下，在单个输入电压应用***中，可以在其不明显影响实际皱起(purse)的程度的范围内变化。单个输入电压指的是不对一个设计中的全范围使用都应用。

然而，为了改善I_f线调节，可以在控制电路U内设定钳位电平。由于钳位电平可以根据参考电压V_ref来确定，而与发光单元40的输入电压变化无关，所以可以改善I_f调节。此外，当未设定钳位电平时，并且当流过发光单元40的电流I_f的峰值超过LED的绝对最大额定电流时，应当与发光单元40并联地设置大容量的铝电解质电容器，以降低电流I_f中的波动；但当设定钳位时，还可以针对相同的平均电流I_f(平均值)来减小峰值电平，使得可以使用小容量MLCC，来使I_f峰值变为小于LED的绝对最大额定电平的电平。因此，可以制作小型化的电路，并且可以提供经济效益。

同时，可以通过第三电阻器R3来控制流入发光单元40的LED 41中的电流I_f的大小。即，当第三电阻器R3的值相对较大时，流入LED中的电流I_f可以变得相对较小，而当第三电阻器R3的值相对较小时，流入LED中的电流I_f可以变得相对较大。这里，流入供电单元30的电感器L中的电流I_L可以通过供电单元30的电容器C2来平滑，以将平滑的电流提供给发光单元40。因此，流入发光单元40的电流I_f可以表示比流入电感器L中的电流更平滑的电流波形。

图8是示出了未设定钳位时的参考电压波形和流入电感器L中的电流I_L的波形的示意图，其中，为了表示与V_ref的相关性，I_L以转换成以计算I_L×R3之后的电压为单位的形式表示。这里，在流入电感器L的电流IL中，Q1的断开时段可以不同于图6中所示的I1和Id的波形的断开时段。

如上所述，当第一电阻器R1和第二电阻器R2的值被设定为时，可以不执行钳位操作。因此，如图8所示，参考电压Vref可以变为从而与整流器10中整流的电压V1仅在大小上不同，而具有类似形状的波形。此外，输入至开关控制器20的电压可以变为I_L×R3，其中，在开关Q1接通时，Id＝IL，而在开关Q1断开时，Id＝0；并且其峰值可以具有与参考电压V_ref相同形式的波形。为了便于解释，图8示出了每参考电压Vref的一个周期T0内电压I_L×R3的仅6个脉冲，但实际上，电压I_L×R3为即时，并且当输入电压频率为50Hz时，每参考电压V_ref的周期内的电压IL×R3的脉冲可以为1000个脉冲。

图9是示出了设定钳位时的参考电压波形和流入电感器的电流IL的波形的示意图，即，提供了第一电阻器R1和第二电阻器R2被设定为的情况。参考图9，在满足的部分处，可以有并且在满足的部分处，可以有V_ref＝V_z。为了便于解释，图9还示意性地示出了与图8相同的波形的形状。实际上，在IL的波形中，在V1＜Vf的部分(其作为与V1为0的点相邻的部分)处利用整流器10的二极管可以有I_L＝0，但由于使用了全部电流的一小部分，所以对功率因数的影响相对较小。另外，如图1和图2所示，与第一电阻器R1和第二电阻器R2并联连接的小容量电容器C1可以设置于整流器10和开关控制器20之间。因此，可以将全波整流电压V1钳位至发光单元40中所保持的电压Vf。

图10和图11示出了根据本发明实施方式电流波形，并且为了详细地描述，示出了图2中所示的LED驱动装置100中包含多个LED 41的发光单元40中的电流I_f的波形。此时，可以通过将输入电压V_ref与通过检测流入电感器L的电流I_L所测量的电压V_IL相比较来确定开关的Ton，并且Toff可以为常数。此外，可以通过使用控制电路U内的二极管Dz来设定钳位电平。首先，参考图10，外部输入的输入电压可以为AC 100V、50Hz，流过构成发光单元40的多个LED 41的电流I_f的平均值可以为239mA，并且LED 41上保持的电压Vf可以为25.8V。如图10所示，尽管电流钳位部分表示少量的变化，但表示整个恒定的电平。根据本发明的实施方式，电流效率可以为87.5％，当外部输入的AC电压AC 100V在+/10％改变时，则通过LED的电流If的平均值的变动可以为+6.4％至-7.5％，并且功率因数PF可以为0.91以上。

图11示出了仅对来自参考图10的本发明实施方式的钳位电平改变得到的电流波形。也就是说，与图10的实施方式相似，外部输入的电压可以为AC 100V、50Hz，流入发光单元40的电流If的平均值可以为240mA，并且发光单元40上所保持的电压Vf可以为25.9V。根据本发明的实施方式，电路效率可以为88.3％，并且当AC输入电力AC 100V在+/10％改变时，通过LED的电流If的平均值的变动可以为+4.2％至-4.7％。也就是说，可以得出，与参照图10的实施方式相比较，已经改善了流入LED的电流If的变动。尽管由于劣化电平，功率因数PF约为0.81，但通过验证EMI标准EN61000-3-2(25W以下)用于谐频电流，输入电流的三次谐波频率可以约为50％(在标准中约为86％以下)，并且五次谐波频率电流可以为23％(在标准中为61％以下)。因此，可以充分满足标准。

图12示出了在根据本发明实施方式的LED驱动装置应用于三端可控硅调光器的情况下的电流波形。图12A示出了不应用于三端可控硅调光器的状态下的电流波形，以及图12B示出了将LED驱动装置应用于三端可控硅调光器之后的状态下的电流波形。图12B的浅色波形可以表示相配于三端可控硅调光器而流入发光单元40的电流If，而深色波形可以表示三端可控硅调光器的输出电压。根据本发明的实施方式，通过在包括桥式二极管的整流器10的前部上仅添加电阻器和电容器，可以提供能够相配于三端可控硅调光器的LED驱动装置。

图13是示出了在根据本发明另一实施方式的LED驱动装置中的电流流动的电路图。在上述实施方式中，由于电压供给单元31基本上被配置为降压型转换器，在V1＜Vf的部分处，其可以有If＝0，使得功率因数PF即使在理想状态下也不为1.0；但其可以充分满足EN61000-3-2 25W以下。然而，为了更加提高功率因数PF，电压供给单元31可以包括如图13所示的反相型升降压式转换器。在该情况下，可以需要与降压型转换器相比而具有相对较高的电压规格的部件，但在V1＜Vf的部分处，即，在所有部分处，在理想状态下，电感器L的电流峰值可以变得与整流器中的全波整流波形成正比，所以更提高了PF。

根据本发明的实施方式，如上所述，提高功率因数的原理可以是通过将钳位电平设定为参考电压Vref来改善用于电源电压变化的IF调节。对其进行详细描述，对整流器中整流的全波电压V1进行分压，以提供参考电压Vref，此时，参考电压Vref与全波整流电压的波形成正比。通过将电感器L的电流IL转换为电压值并之后将转换的电压值与参考电压Vref进行比较，可以确定开关Q1的断开定时。将流入电感器L的电流IL的峰值连接的波形可以设置为具有与全波整流波形相同的波形。这里，对于Toff＝k*Ton(k：常数)，可以通过控制Toff来提高功率因数，其中，Ion表示开关Q1接通时的电流，Ioff表示开关Q1断开时的电流。

如以上所阐述的，在根据本发明实施方式的LED驱动装置中，可以使用具有简单结构的非绝缘型电路来提高功率因数。

通过简单的电路结构可以提供小型化装置，并且可以减少组件的数目以提供经济且高效的LED驱动装置。

另外，相对快速并瞬间地执行响应时间，从而提供能够相配于三端可控硅调光器的LED驱动装置。

尽管已经结合实施方式示出并描述了本发明，但对本领域技术人员显而易见的是，在不背离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的前提下，可以进行修改和变型。

Claims

1.一种发光器件驱动装置，包括：

具有至少一个发光器件的发光单元；

整流器，对从外部电源施加的交流电压进行整流；

供电单元，将驱动电力提供给所述发光单元，并具有连接至所述发光单元的输出端的电感器；

开关控制器，接收从所述整流器输出的电压以产生与从所述整流器输出的电压成正比的参考电压，并将所述参考电压与通过检测流入所述电感器中的电流所产生的输入电压进行比较，以及控制开关的接通或断开操作，以通过在两个电压彼此一致的时间点时断开所述开关，来使连接流入所述电感器的所述电流的峰值的波形与由所述参考电压表示的波形成正比，并且所述开关的接通时间长度与所述开关的断开时间长度之比为常数；以及

开关，连接至所述开关控制器，以控制输入至所述发光单元的电力。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述开关控制器包括串联连接至所述整流器的输出端的多个电阻器，并且产生由所述多个电阻器分压的所述参考电压。

3.根据权利要求2所述的装置，还包括连接至所述整流器的输出端并与所述多个电阻器并联连接的多层陶瓷电容器或薄膜电容器。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述供电单元还包括二极管和电容器。

5.根据权利要求4所述的装置，还包括串联连接至所述开关的检流器，所述检流器检测流入所述电感器的电流，以产生所述开关控制器的输入信号。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述检流器包括一端连接至所述开关而另一端连接至所述整流器的负极侧的电阻器。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述开关控制器还包括连接至所述参考电压的输入端的稳压二极管。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述发光单元包括多个发光器件，所述多个发光器件具有串联连接、并联连接及其混合型连接中的至少一个电连接结构。