CN112020176B - 发光二极管的驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发光二极管的驱动电路包含有芯片、桥式整流器、第一二极管、第二二极管以及第一电容。发光二极管包括阳极与阴极，该发光二极管的阴极接地。芯片具有第一输入引脚、第二输入引脚以及输出引脚，输出引脚通过电阻耦接于发光二极管的阳极。桥式整流器桥接于交流电压源，具有接地端与电流输出端，电流输出端连接于芯片的第一输入引脚。第一二极管的阴极连接于芯片的第二输入引脚。第二二极管的阴极连接于第一二极管的阳极，第二晶体管的阳极接地。第一电容的阴极端连接于第一二极管的阳极，第一电容的阳极端连接于桥式整流器的电流输出端。

Description

发光二极管的驱动电路

技术领域

本发明涉及一种发光二极管的驱动电路，特别涉及一种可减少闪屏(Flicker)发生的发光二极管驱动电路。

背景技术

一般而言，为了减少能源的耗损，市电从电厂传送至使用者端的过程会以交流电的方式来进行传送，中国台湾地区的市电是60Hz的交流电，当LED屏幕的背光源使用市电做为电源时，人眼会因为背光源忽明忽暗而接收到闪烁的视感，造成闪屏(Flicker)的现象。

发明内容

为了减少LED光源产生容易为人眼所能察觉的闪屏现象，需要发明一种可以减少闪屏的发光二极管驱动电路。

在本发明发光二极管的驱动电路的实施例中，驱动电路包含有芯片、桥式整流器、第一二极管、第二二极管以及第一电容。发光二极管包括阳极与阴极，该发光二极管的阴极接地。芯片具有第一输入引脚、第二输入引脚以及输出引脚，输出引脚通过电阻耦接于发光二极管的阳极。桥式整流器桥接于交流电压源，具有接地端与电流输出端，电流输出端连接于芯片的第一输入引脚。第一二极管的阴极连接于芯片的第二输入引脚。第二二极管的阴极连接于第一二极管的阳极，第二二极管的阳极接地。第一电容的阴极端连接于第一二极管的阳极，且第一电容的阳极端连接于桥式整流器的电流输出端。

在一实施例中，驱动电路以第一模态操作时，驱动电路的驱动电流从桥式整流器的电流输出端流至芯片的第一输入引脚，然后再从芯片的输出引脚流至发光二极管。

在一实施例中，当交流电压源所产生的输入电压高于发光二极管的顺向偏压但低于发光二极管的顺向偏压与第一电容的跨压的总和时，驱动电路以第一模态操作。

在一实施例中，驱动电路以第二模态操作时，驱动电路的驱动电流从桥式整流器的电流输出端流至芯片的第二输入引脚，然后再从芯片的输出引脚流至发光二极管。

在一实施例中，当交流电压源所产生的输入电压高于发光二极管的顺向偏压与第一电容的跨压的总和时，驱动电路以第二模态操作。

在一实施例中，驱动电路以第三模态操作时，驱动电路的驱动电流从第一电容流至芯片的第一输入引脚，然后再从芯片的输出引脚流至发光二极管。

在一实施例中，当第一电容的跨压高于交流电压源所产生的输入电压，且高于发光二极管的顺向偏压时，驱动电路以第三模态操作。

在一实施例中，芯片包含有第一运算放大器、第一晶体管、第二运算放大器与第二晶体管。第一运算放大器的正相输入端连接于参考电压。第一晶体管的漏极连接于芯片的第一输入引脚，第一晶体管的栅极连接于第一运算放大器的输出端，且第一晶体管的源极连接于芯片的输出引脚与第一运算放大器的负相输入端。第二运算放大器的正相输入端亦连接于参考电压。第二晶体管的漏极连接该芯片的第二输入引脚，第二晶体管的栅极连接于第二运算放大器的输出端，且第二晶体管的源极连接于芯片的输出引脚与第二运算放大器的负相输入端。

在一实施例中，芯片还具有第三输入引脚，且驱动电路还包含有第二电容，其耦接于发光二极管的阳极与芯片的第三输入引脚之间。

在一实施例中，芯片的第三输入引脚连接于第一运算放大器与第二运算放大器，以提供操作电压至第一运算放大器与第二运算放大器。

本发明的驱动电路在第一模态、第二模态与第三模态间切换时，由于持续有电流驱动发光二极管，使得发光二极管可以一直维持发光的状态，故不会发生闪屏的现象。

附图说明

图1描绘了本发明发光二极管的驱动电路的实施例的电路图；

图2描绘了图1中芯片IC的实施例的电路图；

图3描绘了本发明发光二极管的驱动电路以第一模态操作时的示意图；

图4描绘了本发明发光二极管的驱动电路以第二模态操作时的示意图；

图5描绘了本发明发光二极管的驱动电路以第三模态操作时的示意图。

【附图标记列表】

1                     驱动电路

2                     发光二极管

A1、A2                 运算放大器

AC                    交流电压源

C1                    第一电容

C2                    第二电容

D1、D2                 二极管

DS1、DS2、LV、RS         引脚

I                     驱动电流

IC                    芯片

M1、M2                 晶体管

RE                    桥式整流器

R                     电阻

Vref1、Vref2           参考电压

具体实施方式

本发明发光二极管的驱动电路可以持续提供驱动电流给发光二极管，使发光二极管一直处于导通发光的状态，因此不会有闪屏的现象发生。

为充分了解本发明的目的、特征及功效，借由下述具体的实施例，并配合所附的图式，对本发明做详细说明，说明如下：

请参考图1，图1为本发明发光二极管的驱动电路的实施例的电路图。驱动电路1用于提供发光二极管2驱动电流I，使得发光二极管2能导通发光。由图1可知，驱动电路1包含有芯片IC、桥式整流器RE、第一二极管D1、第二二极管D2、耦合第二电容C2以及第一电容C1。在一优选实施例中，第一电容C1可以是电解电容。芯片IC具有第一引脚DS1、第二引脚DS2、第三引脚LV以及第四引脚RS。其中发光二极管2的阳极通过电阻R耦接于芯片IC的第四引脚RS，发光二极管2的阴极则连接于地。

桥式整流器桥RE具有电流输出端，接地端与两电压输入端。交流电压源AC桥接于桥式整流器桥RE的两电压输入端，如此可使交流电压源AC在经过桥式整流器RE的全波整流后于桥式整流器RE的电流输出端产生同一极性的输出。桥式整流器RE的电流输出端连接于芯片IC的第一引脚DS1，使得经桥式整流器RE所输出的驱动电流I可以通过第一引脚DS1流入芯片IC，桥式整流器桥RE的接地端则连接于地。

第一二极管D1的阴极连接于芯片IC的第二引脚DS2，第一二极管D1的阳极则连接于第一电容C1的一端。第一电容C1的另一端连接于芯片1的第一引脚DS1。第二二极管D2的阴极连接于第一二极管D1的阳极，第二晶体管D2的阳极则连接于地。芯片IC的第三引脚LV连接于第二电容C2的一端，第二电容C2的另一端则连接于发光二极管2的阳极。

请参考图2，图2为图1中芯片IC的实施例的电路图。从图2可知，芯片IC包含有第一运算放大器A1、第一晶体管M1、第二运算放大器A2与第二晶体管M2。在本实施例中，第一运算放大器A1的正相输入端连接于参考电压Vref1，第二运算放大器A2的正相输入端连接于参考电压Vref2。第一晶体管M1用于将驱动电流I从芯片IC的第一引脚DS1导流至芯片IC的第四引脚RS，故第一晶体管M1的漏极连接于芯片IC的第一引脚DS1，第一晶体管M1的源极连接于芯片IC的第四引脚RS，第一晶体管M1的栅极则连接于第一运算放大器A1的输出端，当第一运算放大器A1的输出端的电压高于第一晶体管M1的临界电压时，第一晶体管M1便会导通将驱动电流I从芯片IC的第一引脚DS1导流至芯片IC的第四引脚RS。此外，第一晶体管M1的源极亦负向回授连接于第一运算放大器A1的负相输入端。

相似地，第二晶体管M2用于将驱动电流I从芯片IC的第二引脚DS2导流至芯片IC的第四引脚RS，故第二晶体管M2的漏极连接于芯片IC的第二引脚DS2，第二晶体管M2的源极连接于芯片IC的第四引脚RS，第二晶体管M2的栅极则连接于第二运算放大器A2的输出端，当第二运算放大器A2的输出端的电压高于第二晶体管M2的临界电压时，第二晶体管M2便会导通将驱动电流I从芯片IC的第二引脚DS2导流至芯片IC的第四引脚RS。此外，第二晶体管M2的源极亦负向回授连接于第二运算放大器A2的负相输入端。

第一运算放大器A1与第二运算放大器A2另外连接到芯片IC的第三引脚LV，由第二电容C2的跨压来提供操作电压给第一运算放大器A1与第二运算放大器A2。

请参考图3，图3为本发明发光二极管的驱动电路以第一模态操作时的示意图。从图3可知，当交流电压源AC经过桥式整流器桥RE全波整流后所产生的输入电压(亦即，位于桥式整流器RE的电流输出端的电压)渐渐增加开始大于发光二极管2的顺向偏压以及第一电容C1的跨压时，驱动电路1以第一模态操作，此时由于输入电压大于发光二极管2的顺向偏压故会造成发光二极管2导通发光，驱动电流I便会流入芯片IC的第一引脚DS1。当驱动电路1以第一模态操作时，驱动电流I的路径便如图3中箭头所示。

请接续参考图4，图4为本发明发光二极管的驱动电路以第二模态操作时的示意图。当输入电压持续变大，当大于发光二极管2与第一电容C1的跨压总和时，驱动电路1变会由以第一模态操作转换为以第二模态操作，此时由于输入电压仍旧持续变大，但第一电容C1两端的跨压由于第一二极管C1的导通开始维持不变，输入电压会大于发光二极管2的顺向偏压与第一电容C1两端的跨压的总和。当驱动电路1转换至操作在第二模态时，由于第一二极管C1会导通，使得驱动电流I会流入芯片IC的第二引脚DS2。此时输入电压应会高于发光二极管2的顺向偏压与第一电容C1的跨压的总和，且因为输入电压在经过第一电容C1的压降后仍高于发光二极管2的顺向偏压，故能使发光二极管2导通发光。当驱动电路1以第二模态操作时，驱动电流I的路径便如图4中箭头所示。

请接续参考图5，图5为本发明发光二极管的驱动电路以第三模态操作时的示意图。从图5可知，当输入电压开始变小，驱动电路1会从以第二模态操作时转换至以第三模态操作。当输入电压渐渐变小，开始小于第一电容C1的跨压时，驱动电路1会转换以第三模态操作，此时第一电容C1会开始进行放电，驱动电流I由第一电容C1流向芯片IC的第一引脚DS1，此时只要第一电容C1的跨压仍高于发光二极管2的顺向偏压的话，发光二极管2就能导通发光，一直到输入电压又渐渐开始变大，直到输入电压高于发光二极管2的顺向偏压，此时驱动电路1会转换以第一模态操作。当驱动电路1以第三模态操作时，驱动电流I的路径便如图5中箭头所示。

综上所述，本发明的发光二极管的驱动电路分别在第一模态、第二模态与第三模态中皆能保持二极管导通发光，因此不会有闪屏的现象发生。

本发明在上文中已以优选实施例说明，然本领域普通技术人员应理解的是，该实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，举凡与该实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本发明的范畴内。因此，本发明的保护范围当以权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种用于驱动发光二极管的驱动电路，其特征在于，所述发光二极管包括阳极与阴极，所述发光二极管的所述阴极接地，所述驱动电路包括：

芯片，具有第一输入引脚，第二输入引脚以及输出引脚，所述输出引脚通过电阻耦接于所述发光二极管的所述阳极；

桥式整流器，桥接于交流电压源，具有接地端以及电流输出端，所述电流输出端连接于所述芯片的第一输入引脚；

第一二极管，具有第一阴极以及第一阳极，所述第一阴极连接于所述第二输入引脚；

第二二极管，具有第二阴极以及第二阳极，所述第二阴极连接于所述第一二极管的第一阳极，且所述第二阳极接地；以及

第一电容，具有第三阴极端与第三阳极端，所述第三阴极端连接于所述第一二极管的第一阳极，且所述第三阳极端连接于所述桥式整流器的电流输出端，

其中所述芯片包含有：

第一运算放大器，具有第一正相输入端、第一负相输入端与第一输出端，所述第一正相输入端连接于参考电压；

第一晶体管，具有第一源极、第一漏极与第一栅极，所述第一漏极连接于所述芯片的第一输入引脚，所述第一栅极连接于所述第一运算放大器的第一输出端，且所述第一源极连接于所述芯片的输出引脚与所述第一运算放大器的负相输入端；

第二运算放大器，具有第二正相输入端、第二负相输入端与第二输出端，所述第二正相输入端连接于所述参考电压；以及

第二晶体管，具有第二源极、第二漏极与一第二栅极，所述第二漏极连接于所述芯片的第二输入引脚，所述第二栅极连接于所述第二运算放大器的第二输出端，且所述第二源极连接于所述芯片的输出引脚与所述第二运算放大器的负相输入端。

2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路以第一模态操作时，所述驱动电路的驱动电流从所述桥式整流器的电流输出端流出至所述芯片的第一输入引脚，然后再从所述芯片的输出引脚，经电阻流出至所述发光二极管。

3.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，当所述交流电压源所产生的输入电压高于所述发光二极管的顺向偏压但低于所述顺向偏压与所述第一电容的跨压的总和时，所述驱动电路以所述第一模态操作。

4.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路以第二模态操作时，所述驱动电路的驱动电流从所述桥式整流器的电流输出端流出至所述芯片的第二输入引脚，然后再从所述芯片的输出引脚流出至所述发光二极管。

5.根据权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，当所述交流电压源所产生的输入电压高于所述发光二极管的顺向偏压与所述第一电容的跨压的总和时，所述驱动电路以所述第二模态操作。

6.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路以第三模态操作时，所述驱动电路的驱动电流从所述第一电容流出至所述芯片的第一输入引脚，然后再从所述芯片的输出引脚流出至所述发光二极管。

7.根据权利要求6所述的驱动电路，其特征在于，当所述第一电容的跨压高于所述交流电压源所产生的输入电压，且高于所述发光二极管的顺向偏压时，所述驱动电路以所述第三模态操作。

8.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述芯片还具有第三输入引脚，且所述驱动电路还包含有第二电容，所述第二电容耦接于所述发光二极管的阳极与所述第三输入引脚之间。

9.根据权利要求8所述的驱动电路，其特征在于，所述芯片的第三输入引脚连接于所述第一运算放大器与所述第二运算放大器，以提供操作电压至所述第一运算放大器与所述第二运算放大器。

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