JP3187575U

JP3187575U - LED drive device

Info

Publication number: JP3187575U
Application number: JP2013005468U
Authority: JP
Inventors: 建宏陳; 哲宇林; ▲い▼志徐; 忠樹李
Original assignee: 群光電能科技股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2013-09-23
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2013-12-05
Anticipated expiration: 2023-09-23

Abstract

【課題】ＬＥＤ列に安定した電流を供給し、ＬＥＤ列の輝度を等しくするＬＥＤ駆動装置の提供。
【解決手段】ＬＥＤ駆動装置１は、定電圧出力モジュール４、整流ユニット１６及び定電流制御ユニット２０を含む。定電圧出力モジュール４は、切換ユニット１０、共振ユニット１２、変換ユニット１４及び電力平衡ユニット１８を備え、変換ユニット１４は、１次巻線１４０、第１の２次巻線１４２及び第２の２次巻線１４４を備える。１次巻線１４０は、共振ユニット１２に電気的に接続される。電力平衡ユニット１８は、平衡コイル１８４を有する平衡変圧器１８０を有する。平衡コイル１８４は、第１の２次巻線１４２に電気的に接続される。整流ユニット１６は、電力平衡ユニット１８及びＬＥＤ列３に電気的に接続され、定電流制御ユニット２０は、第２の２次巻線１４４及びＬＥＤ列３に電気的に接続される。
【選択図】図２
Provided is an LED drive device that supplies a stable current to an LED array and equalizes the brightness of the LED array.
An LED driving device includes a constant voltage output module, a rectifying unit, and a constant current control unit. The constant voltage output module 4 includes a switching unit 10, a resonance unit 12, a conversion unit 14, and a power balance unit 18, and the conversion unit 14 includes a primary winding 140, a first secondary winding 142, and a second 2. A secondary winding 144 is provided. The primary winding 140 is electrically connected to the resonance unit 12. The power balance unit 18 has a balance transformer 180 having a balance coil 184. The balance coil 184 is electrically connected to the first secondary winding 142. The rectifying unit 16 is electrically connected to the power balance unit 18 and the LED string 3, and the constant current control unit 20 is electrically connected to the second secondary winding 144 and the LED string 3.
[Selection] Figure 2

Description

本考案は、駆動装置に関し、特に、ＬＥＤ駆動装置に関する。 The present invention relates to a drive device, and more particularly to an LED drive device.

液晶表示装置などの平面型表示装置は、高画質で、体積が小さく、重量が軽いなどの長所を有し、表示装置の主流となっている。また、消費電力を低減させるために、平面型表示装置の光源は、従来の白熱灯又は蛍光灯に代わり、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）が使用されている。 A flat display device such as a liquid crystal display device has advantages such as high image quality, small volume, and light weight, and has become the mainstream of display devices. In order to reduce power consumption, a light emitting diode (LED) is used as a light source of the flat display device in place of a conventional incandescent lamp or fluorescent lamp.

ＬＥＤは、電流駆動される低電圧単方向性導電素子である。ＬＥＤは、電流によって発光量が変化するため、平面型表示装置を均一な輝度で発光させるには、ＬＥＤからなる列又はマトリクスに安定した電流源を供給する必要がある。従来のＬＥＤ列に安定した電流源を供給するＬＥＤ駆動回路は、主に、各ＬＥＤ列上に直列接続されるカレントミラーなどの定電流素子である。しかし、この回路構造は、ＬＥＤ列の数量が増加するに伴って大きくなるため、ＬＥＤに導通される電流を安定させ、全てのＬＥＤ列を通過する電流を一致させると共に、ＬＥＤ駆動装置の回路構造（又は体積）を縮小する構造が求められていた。 The LED is a current-driven low voltage unidirectional conductive element. Since the amount of light emission of the LED changes depending on the current, it is necessary to supply a stable current source to a column or matrix of LEDs in order to cause the flat display device to emit light with uniform luminance. A conventional LED driving circuit that supplies a stable current source to an LED array is mainly a constant current element such as a current mirror connected in series on each LED array. However, since this circuit structure increases as the number of LED strings increases, the current conducted to the LEDs is stabilized, the currents passing through all the LED strings are matched, and the circuit structure of the LED driving device A structure for reducing (or volume) has been demanded.

特開２００８−２７０７１３号公報JP 2008-270713 A 特開２００３−９９１３７号公報JP 2003-99137 A

本考案の目的は、ＬＥＤ列に安定した電流を供給し、ＬＥＤ列の輝度を一致させることができるＬＥＤ駆動装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an LED drive device that can supply a stable current to an LED array and match the brightness of the LED array.

上述の課題を解決するために、請求項１の考案は、電源及び複数のＬＥＤ列に電気的に接続されるＬＥＤ駆動装置であって、ＬＥＤ駆動装置は、定電圧出力モジュール、整流ユニット及び定電流制御ユニットを備え、定電圧出力モジュールは、電源に電気的に接続され、定電圧出力モジュールは、切換ユニット、共振ユニット、変換ユニット及び電力平衡ユニットを有し、共振ユニットは、切換ユニットに電気的に接続され、変換ユニットは、１つの１次巻線、２つの第１の２次巻線及び１つの第２の２次巻線を有し、１次巻線は、共振ユニットに電気的に接続され、電力平衡ユニットは、平衡変圧器を有し、平衡変圧器は、２つの平衡コイルを有し、複数の平衡コイルは、複数の第１の２次巻線に電気的に接続され、整流ユニットは、電力平衡ユニット及び複数のＬＥＤ列に電気的に接続され、定電流制御ユニットは、第２の２次巻線及び複数のＬＥＤ列に電気的に接続されることを特徴とするＬＥＤ駆動装置である。 In order to solve the above-described problems, the invention of claim 1 is an LED driving device electrically connected to a power source and a plurality of LED strings, and the LED driving device includes a constant voltage output module, a rectifying unit, a constant voltage unit, The constant voltage output module includes a current control unit, and the constant voltage output module is electrically connected to a power source. The constant voltage output module includes a switching unit, a resonance unit, a conversion unit, and a power balancing unit. The resonance unit is electrically connected to the switching unit. The converter unit has one primary winding, two first secondary windings and one second secondary winding, the primary winding being electrically connected to the resonant unit The power balance unit has a balance transformer, the balance transformer has two balance coils, and the plurality of balance coils are electrically connected to the plurality of first secondary windings. Rectifier unit power Is electrically connected to 衡 unit and a plurality of LED strings, the constant current control unit is an LED driving device characterized in that it is electrically connected to the second secondary winding and a plurality of LED strings.

請求項２の考案は、定電流制御ユニットは、駆動素子及び電力変換回路を有し、駆動素子は、複数のＬＥＤ列に電気的に接続され、電力変換回路は、駆動素子及び第２の２次巻線に電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ駆動装置である。 The constant current control unit includes a drive element and a power conversion circuit, the drive element is electrically connected to the plurality of LED strings, and the power conversion circuit includes the drive element and the second 2 The LED driving device according to claim 1, wherein the LED driving device is electrically connected to the next winding.

請求項３の考案は、電力平衡ユニットは、２つの平衡キャパシタを更に有し、複数の平衡キャパシタは、複数の第１の２次巻線及び整流ユニットに電気的に接続され、各平衡キャパシタと各第１の２次巻線と各平衡コイルとは、直列接続されることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ駆動装置である。 The power balance unit further includes two balance capacitors, and the plurality of balance capacitors are electrically connected to the plurality of first secondary windings and the rectifier unit, The LED driving device according to claim 2, wherein each first secondary winding and each balanced coil are connected in series.

請求項４の考案は、第２の２次巻線及び切換ユニットに電気的に接続されるコントローラを更に備え、コントローラは、切換ユニットの切換頻度を制御することを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ駆動装置である。 The invention of claim 4 further comprises a controller electrically connected to the second secondary winding and the switching unit, and the controller controls the switching frequency of the switching unit. LED drive device.

請求項５の考案は、複数のＬＥＤ列に並列接続される複数の保護キャパシタを更に備えることを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ駆動装置である。 The invention of claim 5 is the LED driving device according to claim 4, further comprising a plurality of protective capacitors connected in parallel to the plurality of LED rows.

請求項６の考案は、整流ユニットは、２つの第１の整流器及び１つの第２の整流器を有し、複数の第１の整流器は、複数の第１の２次巻線及び複数のＬＥＤ列に電気的にそれぞれ接続され、第２の整流器は、第２の２次巻線に電気的に接続されることを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ駆動装置である。 The rectifier unit includes two first rectifiers and one second rectifier, and the plurality of first rectifiers includes a plurality of first secondary windings and a plurality of LED strings. The LED driving device according to claim 5, wherein the second rectifier is electrically connected to the second secondary winding.

請求項７の考案は、第２の整流器に電気的に接続されるレベル検出キャパシタを更に備えることを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ駆動装置である。 The device according to claim 7 is the LED driving device according to claim 6, further comprising a level detection capacitor electrically connected to the second rectifier.

請求項８の考案は、複数の平衡コイルは、同一の巻数を有することを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ駆動装置である。 The invention of claim 8 is the LED driving device according to claim 7, wherein the plurality of balanced coils have the same number of turns.

請求項９の考案は、共振ユニットは、共振キャパシタ、共振インダクタ及び励磁インダクタを有し、共振キャパシタと共振インダクタと励磁インダクタとは、電気的に直列接続され、励磁インダクタは、１次巻線に電気的に並列接続され、励磁インダクタは、共振インダクタに電気的に接続されることを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤ駆動装置である。 According to a ninth aspect of the present invention, the resonance unit includes a resonance capacitor, a resonance inductor, and an excitation inductor. The resonance capacitor, the resonance inductor, and the excitation inductor are electrically connected in series, and the excitation inductor is connected to the primary winding. The LED driving device according to claim 8, wherein the LED driving device is electrically connected in parallel, and the exciting inductor is electrically connected to the resonant inductor.

請求項１０の考案は、切換ユニットは、コントローラに電気的に接続される２つの切換素子を有し、コントローラは、複数の切換素子の切換頻度を変調することを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤ駆動装置である。 The invention according to claim 10 is characterized in that the switching unit has two switching elements electrically connected to the controller, and the controller modulates the switching frequency of the plurality of switching elements. LED drive device.

本考案のＬＥＤ駆動装置は、定電圧出力モジュール及び定電流制御ユニットにより、ＬＥＤ列に導通される電圧及び電流を所定値に維持させるものである。これにより、ＬＥＤ列の輝度を一致させることができる。また、本考案のＬＥＤ駆動装置の定電圧出力モジュール及び定電流制御ユニットは、複数のＬＥＤ列に同時に接続することができるため、ＬＥＤ駆動装置の回路構造を有効に縮小し、ＬＥＤ駆動装置の体積を縮小することができる。 The LED driving device of the present invention maintains a voltage and a current conducted to the LED string at a predetermined value by a constant voltage output module and a constant current control unit. Thereby, the brightness | luminance of LED row | line | column can be made to correspond. In addition, since the constant voltage output module and the constant current control unit of the LED driving device of the present invention can be connected to a plurality of LED rows at the same time, the circuit structure of the LED driving device is effectively reduced, and the volume of the LED driving device is reduced. Can be reduced.

本考案の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置を示す回路図である。1 is a circuit diagram illustrating an LED driving apparatus according to an embodiment of the present invention. 本考案の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置を示す回路図である。1 is a circuit diagram illustrating an LED driving apparatus according to an embodiment of the present invention.

本考案の目的、特徴及び効果を示す実施形態を図面に沿って詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments showing the objects, features, and effects of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１を参照する。図１は、本考案の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置を示す回路図である。ＬＥＤ駆動装置１は、複数のＬＥＤ列３に電気的に接続され、ＬＥＤ列３を駆動して発光させるために用いられる。ＬＥＤ駆動装置１は、定電圧出力モジュール４、整流ユニット１６及び定電流制御ユニット２０を含む。定電圧出力モジュール４は、定電圧を出力し、ＬＥＤ列３に導通される電圧を安定させるために用いられる。定電流制御ユニット２０は、定電流を出力し、ＬＥＤ列３を均一な輝度で発光させるために用いられる。 Please refer to FIG. FIG. 1 is a circuit diagram illustrating an LED driving apparatus according to an embodiment of the present invention. The LED drive device 1 is electrically connected to a plurality of LED rows 3 and used to drive the LED rows 3 to emit light. The LED driving device 1 includes a constant voltage output module 4, a rectifying unit 16 and a constant current control unit 20. The constant voltage output module 4 outputs a constant voltage and is used to stabilize the voltage conducted to the LED string 3. The constant current control unit 20 is used for outputting a constant current and causing the LED array 3 to emit light with uniform luminance.

図２を合わせて参照する。図２は、本考案の一実施形態によるＬＥＤ駆動装置を示す回路図である。ＬＥＤ駆動装置１は、電源ＶＩＮ及びＬＥＤ列３に電気的に接続される。電源ＶＩＮは、直流電源である。ＬＥＤ列３は、複数のＬＥＤ３０を含む。各ＬＥＤ３０は、直列接続される。本実施形態中、ＬＥＤ列３の数量は、３組の場合を例示して説明する。ＬＥＤ３０は、例えば、ＬＥＤチップ又はＬＥＤパッケージである。ＬＥＤチップは、複数の半導体層からなる。ＬＥＤパッケージは、ＬＥＤチップ上に透明樹脂又は蛍光層が被覆されたものである。ＬＥＤ駆動装置１は、ＬＥＤ列３を駆動し、ＬＥＤ３０を均一に発光させるために用いられる。 Please refer to FIG. FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an LED driving apparatus according to an embodiment of the present invention. The LED driving device 1 is electrically connected to the power source VIN and the LED array 3. The power source VIN is a DC power source. The LED array 3 includes a plurality of LEDs 30. Each LED 30 is connected in series. In the present embodiment, the number of LED rows 3 will be described by exemplifying the case of three sets. The LED 30 is, for example, an LED chip or an LED package. The LED chip is composed of a plurality of semiconductor layers. In the LED package, a transparent resin or a fluorescent layer is coated on an LED chip. The LED driving device 1 is used for driving the LED array 3 and causing the LEDs 30 to emit light uniformly.

定電圧出力モジュール４は、切換ユニット１０、共振ユニット１２、変換ユニット１４及び電力平衡ユニット１８を有する。切換ユニット１０は、電源ＶＩＮに電気的に接続される。共振ユニット１２は、切換ユニット１０に電気的に接続される。変換ユニット１４は、共振ユニット１２に電気的に接続される。電力平衡ユニット１８は、変換ユニット１４に電気的に接続される。整流ユニット１６は、電力平衡ユニット１８、定電流制御ユニット２０及びＬＥＤ列３に電気的に接続される。 The constant voltage output module 4 includes a switching unit 10, a resonance unit 12, a conversion unit 14, and a power balance unit 18. The switching unit 10 is electrically connected to the power source VIN. The resonance unit 12 is electrically connected to the switching unit 10. The conversion unit 14 is electrically connected to the resonance unit 12. The power balance unit 18 is electrically connected to the conversion unit 14. The rectification unit 16 is electrically connected to the power balance unit 18, the constant current control unit 20, and the LED string 3.

切換ユニット１０は、電源ＶＩＮを直流パルス信号に切り換えるために用いられる。本実施形態中、切換ユニット１０は、２つの切換素子１００を含むハーフブリッジ切換回路である。切換素子１００は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。実施する際、切換ユニット１０は、フルブリッジ切換回路でもよく、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：ｉｎｓｕｌａｔｅｄｇａｔｅｂｉｐｏｌａｒｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの切換機能を有する他のパワースイッチが組み合わされて使用される。切換ユニット１０は、コントローラ１１に電気的に接続される。コントローラ１１は、切換素子１００の切換頻度を制御するために用いられる。 The switching unit 10 is used for switching the power source VIN to a DC pulse signal. In the present embodiment, the switching unit 10 is a half-bridge switching circuit including two switching elements 100. The switching element 100 is, for example, a MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor). When implemented, the switching unit 10 may be a full-bridge switching circuit, and is used in combination with another power switch having a switching function such as an insulated gate bipolar transistor (IGBT). The switching unit 10 is electrically connected to the controller 11. The controller 11 is used to control the switching frequency of the switching element 100.

共振ユニット１２は、切換素子１００に電気的に接続され、切換素子１００が導通と遮断とを交互に行う際、直流パルス信号を受信し、切換ユニット１００が出力する直流パルス信号の頻度に基づいて電圧変調を行い、安定した電圧を出力する。共振ユニット１２は、共振キャパシタ１２０、共振インダクタ１２２及び励磁インダクタ１２４を含む。共振キャパシタ１２０は、共振インダクタ１２２に電気的に直列接続される。励磁インダクタ１２４は、変換ユニット１４の１次巻線１４０に並列接続される。励磁インダクタ１２４は、共振インダクタ１２２にも電気的に接続される。共振キャパシタ１２０は、直流パルス信号の直流成分を阻止するために用いられ、共振インダクタ１２２と共振回路を形成する。
本実施形態中、励磁インダクタ１２４は、図２に示すように、外部のインダクタである。実施する際、励磁インダクタ１２４は、変換ユニット１４の磁化インダクタでもよい。 The resonance unit 12 is electrically connected to the switching element 100. When the switching element 100 alternately turns on and off, the resonance unit 12 receives a DC pulse signal and based on the frequency of the DC pulse signal output from the switching unit 100. Performs voltage modulation and outputs a stable voltage. The resonance unit 12 includes a resonance capacitor 120, a resonance inductor 122, and an excitation inductor 124. The resonant capacitor 120 is electrically connected in series to the resonant inductor 122. The exciting inductor 124 is connected in parallel to the primary winding 140 of the conversion unit 14. The exciting inductor 124 is also electrically connected to the resonant inductor 122. The resonant capacitor 120 is used to block the direct current component of the direct current pulse signal, and forms a resonant circuit with the resonant inductor 122.
In the present embodiment, the exciting inductor 124 is an external inductor as shown in FIG. When implemented, the magnetizing inductor 124 may be a magnetizing inductor of the conversion unit 14.

変換ユニット１４は、１次巻線１４０、２つの第１の１次巻線１４２及び１つの第２の２次巻線１４４を有する。１次巻線１４０は、共振ユニット１２に電気的に接続され、電気エネルギーを磁気エネルギーに変換し、磁気エネルギーを第１の２次巻線１４２及び第２の２次巻線１４４に伝達する。第１の２次巻線１４２及び第２の２次巻線１４４は、磁気エネルギーを電気エネルギーに変換し、昇圧又は降圧を行う。
各第１の２次巻線１４２は、同一の巻数を有する。第２の２次巻線１４４の巻数は、第１の２次巻線１４２の巻数と同一でも異なってもよい。本実施形態中、第２の２次巻線１４４は、センタータップ型の巻線である。 The conversion unit 14 has a primary winding 140, two first primary windings 142, and one second secondary winding 144. The primary winding 140 is electrically connected to the resonance unit 12, converts electrical energy into magnetic energy, and transmits the magnetic energy to the first secondary winding 142 and the second secondary winding 144. The first secondary winding 142 and the second secondary winding 144 convert magnetic energy into electric energy and perform step-up or step-down.
Each first secondary winding 142 has the same number of turns. The number of turns of the second secondary winding 144 may be the same as or different from the number of turns of the first secondary winding 142. In the present embodiment, the second secondary winding 144 is a center tap type winding.

第２の２次巻線１４４は、レベル検出キャパシタ１５に電気的に接続される。レベル検出キャパシタ１５は、第２の２次巻線１４４が出力する電圧を検出するために用いられる。第２の２次巻線１４４と第１の２次巻線１４２との巻数比を調整することにより、レベル検出キャパシタ１５の電圧を検出して第１の２次巻線１４２が出力する電圧を知ることができる。
また、コントローラ１１も第２の２次巻線１４４に電気的に接続される。コントローラ１１は、第２の２次巻線１４４が出力する電圧を検出することにより、切換素子１００が切り換える頻度を制御し、第１の１次巻線１４２及び第２の２次巻線１４４が出力する電圧を変調する。 The second secondary winding 144 is electrically connected to the level detection capacitor 15. The level detection capacitor 15 is used to detect a voltage output from the second secondary winding 144. By adjusting the turns ratio of the second secondary winding 144 and the first secondary winding 142, the voltage of the level detection capacitor 15 is detected and the voltage output from the first secondary winding 142 is I can know.
The controller 11 is also electrically connected to the second secondary winding 144. The controller 11 detects the voltage output from the second secondary winding 144 to control the switching frequency of the switching element 100, and the first primary winding 142 and the second secondary winding 144 Modulates the output voltage.

整流ユニット１６は、２つの第１の整流器１６０及び１つの第２の整流器１６２を有する。第１の整流器１６０は、第１の２次巻線１４２及びＬＥＤ列３に電気的に接続され、第１の２次巻線１４２が出力する交流電流の形態の電気エネルギーを高周波パルス成分を有する直流電流に変換する。第２の整流器１６２は、第２の２次巻線１４４及び定電流制御ユニット２０に電気的に接続される。本実施形態中、第１の整流器１６０は、４つのダイオード１６１からなるブリッジ式整流器であり、第２の整流器１６２は、２つのダイオード１６３からなる全波整流器である。 The rectifying unit 16 includes two first rectifiers 160 and one second rectifier 162. The first rectifier 160 is electrically connected to the first secondary winding 142 and the LED string 3, and has electric energy in the form of an alternating current output from the first secondary winding 142 having a high-frequency pulse component. Convert to direct current. The second rectifier 162 is electrically connected to the second secondary winding 144 and the constant current control unit 20. In the present embodiment, the first rectifier 160 is a bridge rectifier composed of four diodes 161, and the second rectifier 162 is a full-wave rectifier composed of two diodes 163.

電力平衡ユニット１８は、１つの平衡変圧器１８０及び２つの平衡キャパシタ１８２を有し、平衡変圧器１８０は、２つの平衡コイル１８４を有する。各平衡コイル１８４は、同一の巻数を有する。平衡コイル１８４は、第１の２次巻線１４２及び第１の整流器１６０にそれぞれ電気的に接続され、平衡コイル１８４を流れる電流を平衡にし、整流ユニット１６に伝達される電流を一致させる。平衡キャパシタ１８２は、第１の２次巻線１４２及び第１の整流器１６０に電気的に接続される。平衡キャパシタ１８２は、電圧を安定させる機能を有する。各平衡キャパシタ１８２と各第１の２次巻線１４２と各平衡コイル１８４とは、直列接続される。 The power balance unit 18 has one balance transformer 180 and two balance capacitors 182, and the balance transformer 180 has two balance coils 184. Each balance coil 184 has the same number of turns. The balance coil 184 is electrically connected to the first secondary winding 142 and the first rectifier 160, respectively, to balance the current flowing through the balance coil 184 and to match the current transmitted to the rectification unit 16. The balanced capacitor 182 is electrically connected to the first secondary winding 142 and the first rectifier 160. The balanced capacitor 182 has a function of stabilizing the voltage. Each balanced capacitor 182, each first secondary winding 142, and each balanced coil 184 are connected in series.

定電流制御ユニット２０は、駆動素子２００及び電力変換回路２０２を有する。駆動素子２００は、ＬＥＤ列３に導通する電流を検出して、電流を電力変換回路２０２にフィードバックする。ＬＥＤ列３を導通する電流が過大又は過小の場合、電力変換回路２０２は、定電圧出力モジュール４から出力される電圧を高めたり、低下させてＬＥＤ列３に導通される電流を一定値に維持する。本実施形態中、電力変換回路２０２は、昇圧回路を例示して説明するが、実施する際、電力変換回路２０２は、降圧回路でもよい。 The constant current control unit 20 includes a drive element 200 and a power conversion circuit 202. The drive element 200 detects a current conducted to the LED string 3 and feeds back the current to the power conversion circuit 202. When the current that conducts the LED string 3 is excessive or small, the power conversion circuit 202 increases or decreases the voltage output from the constant voltage output module 4 to maintain the current that is conducted to the LED string 3 at a constant value. To do. In the present embodiment, the power conversion circuit 202 is described as an example of a booster circuit. However, when implemented, the power conversion circuit 202 may be a step-down circuit.

ＬＥＤ駆動装置１は、複数の保護キャパシタ２２を備える。各保護キャパシタ２２は、１つのＬＥＤ列３に並列接続される。各ＬＥＤ列３は、所定の動作電圧を有する。動作電圧は、各ＬＥＤ列のＬＥＤ３０の順方向導通電圧の総和に等しい。各ＬＥＤ列３の動作電圧が同一であるとは限らないため、全てのＬＥＤ列３を有効に駆動させるには、変換ユニット１４の第１の２次巻線１４２が出力する電圧が複数のＬＥＤ列３中の最大動作電圧を有するＬＥＤ列３の動作電圧と同一でなければならない。また、最大動作電圧より小さい動作電圧のＬＥＤ列３は、保護キャパシタ２２により、第１の２次巻線１４２から出力されるが、動作電圧より高い電圧差を保存することにより、ＬＥＤ３０が過大な電圧によって損壊するのが防止される。 The LED driving device 1 includes a plurality of protective capacitors 22. Each protection capacitor 22 is connected in parallel to one LED row 3. Each LED row 3 has a predetermined operating voltage. The operating voltage is equal to the sum of the forward conduction voltages of the LEDs 30 in each LED row. Since the operation voltage of each LED string 3 is not necessarily the same, in order to drive all the LED strings 3 effectively, the voltage output from the first secondary winding 142 of the conversion unit 14 is a plurality of LEDs. It must be the same as the operating voltage of the LED string 3 with the maximum operating voltage in string 3. Further, the LED string 3 having an operating voltage smaller than the maximum operating voltage is output from the first secondary winding 142 by the protective capacitor 22, but the LED 30 is excessively large by storing a voltage difference higher than the operating voltage. It is prevented from being damaged by the voltage.

また、ＬＥＤ列３の数量が増加した場合、第１の２次巻線１４２、平衡コイル１８４及び第１の整流器１６０の数量を増加させる必要がある。また、第１の２次巻線１４２を１つ増加させる毎に、並列接続されるＬＥＤ列３を２つ増加させることができる。当然、ＬＥＤ列３を１つだけ増加させてもよい。また、第１の２次巻線１４２を１つ増加する毎に、平衡コイル１８４及び第１の整流器１６０を１つずつ増加させる必要がある。 Further, when the number of LED strings 3 increases, it is necessary to increase the numbers of the first secondary winding 142, the balanced coil 184, and the first rectifier 160. Further, every time the first secondary winding 142 is increased by one, the number of LED strings 3 connected in parallel can be increased by two. Of course, only one LED string 3 may be added. Further, every time the first secondary winding 142 is increased by one, it is necessary to increase the balance coil 184 and the first rectifier 160 one by one.

実際に操作する際は、ＬＥＤ駆動装置１が電源ＶＩＮから供給される直流信号を受信すると、切換ユニット１０が直流電力を直流パルス信号に切り換える。次に、共振ユニット１２が直流パルス信号の切換頻度に基づき、出力する電圧を変調し、電圧を変換ユニット１４に伝達する。変換ユニット１４は、電源を変換するために用いられ、変換ユニット１４の第１の２次巻線１４２がＬＥＤ列３を発光させる電圧を出力し、変換ユニット１４の第２の２次巻線１４４が校正のために必要な電圧を出力する。 In actual operation, when the LED driving device 1 receives a DC signal supplied from the power source VIN, the switching unit 10 switches the DC power to a DC pulse signal. Next, the resonance unit 12 modulates the output voltage based on the switching frequency of the DC pulse signal, and transmits the voltage to the conversion unit 14. The conversion unit 14 is used to convert a power supply, and the first secondary winding 142 of the conversion unit 14 outputs a voltage that causes the LED string 3 to emit light, and the second secondary winding 144 of the conversion unit 14 is output. Outputs the voltage required for calibration.

電力平衡ユニット１８の平衡コイル１８４は、変換ユニット１６の第１の整流器１６０に伝達される電流を一致させるために用いられる。平衡キャパシタ１８２は、電圧を安定させるために用いられる。これにより、ＬＥＤ列３に伝達される電流を一定値にすることができるため、ＬＥＤ列３は、輝度が一致する。定電流制御ユニット２０の駆動素子２００は、ＬＥＤ列３を導通する電流が所定値に到達しているか否かを検出するために用いられる。例えば、各ＬＥＤ列３に導通される電流が２００マイクロアンペアである場合、本実施形態中の３つのＬＥＤ列３の発光輝度を一致させるためには、定電圧出力モジュール４は、６００マイクロアンペアの電流を供給する必要がある。定電流制御ユニット２０は、定電圧出力モジュール４が出力する電圧がＬＥＤ列３に導通される電流が前述の所定値に到達させることが可能であることを検出すると、定電圧出力モジュール４が出力する電圧を所定値に維持させる。仮に、定電流制御ユニット２０が定電圧出力モジュール４が出力する電流が前述の所定値に到達していないことを検出した場合、駆動素子２００が電力変換回路に信号を送信すると共にコントローラ１１に切換素子１００の切換頻度を変調させ、これにより、ＬＥＤ列３に導通される電圧を高める。 The balancing coil 184 of the power balancing unit 18 is used to match the current transmitted to the first rectifier 160 of the conversion unit 16. The balanced capacitor 182 is used to stabilize the voltage. Thereby, since the electric current transmitted to LED row 3 can be made into a fixed value, the brightness | luminance of LED row 3 corresponds. The driving element 200 of the constant current control unit 20 is used to detect whether or not the current that conducts the LED array 3 has reached a predetermined value. For example, when the current conducted to each LED string 3 is 200 microamperes, the constant voltage output module 4 is 600 microamperes in order to match the emission luminance of the three LED strings 3 in this embodiment. It is necessary to supply current. When the constant current control unit 20 detects that the voltage output from the constant voltage output module 4 can reach the predetermined value described above, the constant voltage output module 4 outputs the current. The voltage to be maintained is maintained at a predetermined value. If the constant current control unit 20 detects that the current output from the constant voltage output module 4 has not reached the predetermined value, the drive element 200 transmits a signal to the power conversion circuit and switches to the controller 11. The switching frequency of the element 100 is modulated, thereby increasing the voltage conducted to the LED string 3.

以上の説明から分かるように、本考案のＬＥＤ駆動装置１は、定電圧出力モジュール４及び定電流制御ユニット２０により、ＬＥＤ列３に導通される電圧及び電流を所定値に維持させるものである。これにより、ＬＥＤ列３のそれぞれの発光輝度を一致させることができる。また、本考案のＬＥＤ駆動装置１の定電圧出力モジュール４及び定電流制御ユニット２０は、複数のＬＥＤ列３に同時に接続することができるため、ＬＥＤ駆動装置１の回路構造を有効に縮小し、ＬＥＤ駆動装置１の体積を縮小することができる。 As can be seen from the above description, the LED drive device 1 of the present invention maintains the voltage and current conducted to the LED array 3 at a predetermined value by the constant voltage output module 4 and the constant current control unit 20. Thereby, each light emission luminance of LED row 3 can be made to correspond. Moreover, since the constant voltage output module 4 and the constant current control unit 20 of the LED driving device 1 of the present invention can be connected to a plurality of LED rows 3 at the same time, the circuit structure of the LED driving device 1 is effectively reduced, The volume of the LED driving device 1 can be reduced.

以上の説明は、本考案の実施形態を示すものであり、本考案の範囲を限定するものではない。即ち、本考案の実用新案登録請求の範囲の同等効果である変更又は修正は、何れも本考案の保護範囲に含まれる。 The above description shows the embodiment of the present invention and does not limit the scope of the present invention. That is, any changes or modifications that are equivalent effects to the scope of the utility model registration claim of the present invention are included in the protection scope of the present invention.

１ＬＥＤ駆動装置
１０切換ユニット
１００切換素子
１１コントローラ
１２共振ユニット
１２０共振キャパシタ
１２２共振インダクタ
１２４励磁インダクタ
１４変換ユニット
１４０１次巻線
１４２第１の２次巻線
１４４第２の２次巻線
１５レベル検出キャパシタ
１６整流ユニット
１６０第１の整流器
１６１ダイオード
１６２第２の整流器
１６３ダイオード
１８電力平衡ユニット
１８０平衡変圧器
１８２平衡キャパシタ
１８４平衡コイル
２０定電流制御ユニット
２００駆動素子
２０２電力変換回路
２２保護キャパシタ
３ＬＥＤ列
３０ＬＥＤ
４定電圧出力モジュール
ＶＩＮ電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 LED drive device 10 Switching unit 100 Switching element 11 Controller 12 Resonant unit 120 Resonant capacitor 122 Resonant inductor 124 Exciting inductor 14 Conversion unit 140 Primary winding 142 First secondary winding 144 Second secondary winding 15 Level Detection Capacitor 16 Rectifier Unit 160 First Rectifier 161 Diode 162 Second Rectifier 163 Diode 18 Power Balance Unit 180 Balance Transformer 182 Balance Capacitor 184 Balance Coil 20 Constant Current Control Unit 200 Drive Element 202 Power Conversion Circuit 22 Protection Capacitor 3 LED Row 30 LED
4 Constant voltage output module VIN Power supply

Claims

電源及び複数のＬＥＤ列に電気的に接続されるＬＥＤ駆動装置であって、
前記ＬＥＤ駆動装置は、定電圧出力モジュール、整流ユニット及び定電流制御ユニットを備え、
前記定電圧出力モジュールは、切換ユニット、共振ユニット、変換ユニット及び電力平衡ユニットを有して前記電源に電気的に接続され、該共振ユニットは、切換ユニットに電気的に接続され、
前記変換ユニットは、１つの１次巻線、２つの第１の２次巻線及び１つの第２の２次巻線を有し、該１次巻線は、前記共振ユニットに電気的に接続され、
前記電力平衡ユニットは、平衡変圧器を有し、該平衡変圧器は、２つの平衡コイルを有し、該平衡コイルは、前記複数の第１の２次巻線に電気的に接続され、
前記整流ユニットは、前記電力平衡ユニット及び前記複数のＬＥＤ列に電気的に接続され、
前記定電流制御ユニットは、前記第２の２次巻線及び前記複数のＬＥＤ列に電気的に接続されることを特徴とするＬＥＤ駆動装置。 An LED driving device electrically connected to a power source and a plurality of LED rows,
The LED driving device includes a constant voltage output module, a rectification unit, and a constant current control unit,
The constant voltage output module has a switching unit, a resonance unit, a conversion unit, and a power balance unit and is electrically connected to the power source, and the resonance unit is electrically connected to the switching unit,
The conversion unit has one primary winding, two first secondary windings and one second secondary winding, and the primary winding is electrically connected to the resonant unit. And
The power balancing unit has a balancing transformer, the balancing transformer has two balancing coils, and the balancing coils are electrically connected to the plurality of first secondary windings;
The rectifying unit is electrically connected to the power balancing unit and the plurality of LED strings,
The LED driving device, wherein the constant current control unit is electrically connected to the second secondary winding and the plurality of LED rows.

前記定電流制御ユニットは、駆動素子及び電力変換回路を有し、前記駆動素子は、前記複数のＬＥＤ列に電気的に接続され、前記電力変換回路は、前記駆動素子及び前記第２の２次巻線に電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ駆動装置。 The constant current control unit includes a driving element and a power conversion circuit, and the driving element is electrically connected to the plurality of LED rows, and the power conversion circuit includes the driving element and the second secondary circuit. The LED driving device according to claim 1, wherein the LED driving device is electrically connected to the winding.

前記電力平衡ユニットは、２つの平衡キャパシタを更に有し、該平衡キャパシタは、前記複数の第１の２次巻線及び前記整流ユニットに電気的に接続され、前記各平衡キャパシタと前記各第１の２次巻線と前記各平衡コイルとは、直列接続されることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ駆動装置。 The power balancing unit further includes two balancing capacitors, and the balancing capacitors are electrically connected to the plurality of first secondary windings and the rectifying unit, and each of the balancing capacitors and each of the first balancing capacitors. The LED driving device according to claim 2, wherein the secondary winding and the balanced coils are connected in series.

前記第２の２次巻線及び前記切換ユニットに電気的に接続されるコントローラを更に備え、前記コントローラは、前記切換ユニットの切換頻度を制御することを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ駆動装置。 The LED drive according to claim 3, further comprising a controller electrically connected to the second secondary winding and the switching unit, wherein the controller controls a switching frequency of the switching unit. apparatus.

前記複数のＬＥＤ列に並列接続される複数の保護キャパシタを更に備えることを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ駆動装置。 The LED driving device according to claim 4, further comprising a plurality of protective capacitors connected in parallel to the plurality of LED rows.

前記整流ユニットは、２つの第１の整流器及び１つの第２の整流器を有し、前記複数の第１の整流器は、前記複数の第１の２次巻線及び前記複数のＬＥＤ列に電気的にそれぞれ接続され、前記第２の整流器は、前記第２の２次巻線に電気的に接続されることを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ駆動装置。 The rectifying unit includes two first rectifiers and one second rectifier, and the plurality of first rectifiers are electrically connected to the plurality of first secondary windings and the plurality of LED strings. The LED driving device according to claim 5, wherein the second rectifier is electrically connected to the second secondary winding.

前記第２の整流器に電気的に接続されるレベル検出キャパシタを更に備えることを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ駆動装置。 The LED driving apparatus according to claim 6, further comprising a level detection capacitor electrically connected to the second rectifier.

前記複数の平衡コイルは、同一の巻数を有することを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ駆動装置。 The LED driving apparatus according to claim 7, wherein the plurality of balanced coils have the same number of turns.

前記共振ユニットは、共振キャパシタ、共振インダクタ及び励磁インダクタを有し、前記共振キャパシタと前記共振インダクタと前記励磁インダクタとは、電気的に直列接続され、前記励磁インダクタは、前記１次巻線に電気的に並列接続され、前記励磁インダクタは、前記共振インダクタに電気的に接続されることを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤ駆動装置。 The resonance unit includes a resonance capacitor, a resonance inductor, and an excitation inductor, and the resonance capacitor, the resonance inductor, and the excitation inductor are electrically connected in series, and the excitation inductor is electrically connected to the primary winding. The LED driving device according to claim 8, wherein the LED inductors are connected in parallel, and the exciting inductor is electrically connected to the resonant inductor.

前記切換ユニットは、前記コントローラに電気的に接続される２つの切換素子を有し、前記コントローラは、前記複数の切換素子の切換頻度を変調することを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤ駆動装置。 The LED drive according to claim 9, wherein the switching unit includes two switching elements electrically connected to the controller, and the controller modulates switching frequency of the plurality of switching elements. apparatus.