TW201004471A - Current supply circuit and current control circuit for LED - Google Patents
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201004471 » 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本案係關於一種電流供電電Μ 指一種發光二極體之電流供電電略^及電流控制電路,尤 &及電流控制電路。 近年來由於發光二極體(Light 製造技術的突破,使得發光二極體EnUttins Diode,LED) 大幅提升,因而使得發光二極體遂^赘光亮度及發光效率 基在6 B日々社,瘙备寤m &代傳統的燈管而成 t、指示看板等照明應用。 小又通派a'^曰 在多發光二極體的應用中,由 性彼此不同,使得流經每個發光二^^個發光二極體的特 相同,如此不僅導致使用發光二電流大小都不盡 晶嚭壬哭而把,路本容疮π认l ~ '电子褒置’例如液 _ —此啜 LED) 大幅提升,因而使得發光二極體遂^赘光亮度及發光效率 為新的照明元件,廣泛地應用於例代傳統的燈管而成 照明裝置、手持照明裝置、液晶面板,用照明裝置、汽車 示燈、指示看板等照明應用。 背光源、交通號諸指 相同,如此不僅導致使用發光二極體=電流大小都不盡 萌顯示器面板,發光亮度不均勾,也4电子|置’例如液 的使用壽命大幅減少,進而使得整個==個別發光二極 為了要改善發光二極體電流不均勻㈣到損害。 體 多 為了要改善發光二極體電流不均了又㈣ 的發光二極體電流平衡技術被採用以改=,已經', 參閱第-圖,其係為傳统發光二極體#電=項缺失。請 不意圖,如第-圖所示’傳 :電路方塊 主電源整流電路11、初級吉、★—古、、體仏電電路1包含 級直流-直流轉換電路13a、第二二專換電路12、第-次 13b、第一電流控制電路j ^、及直淹轉換電路 14a以及弟二電流控制電路⑽, 6 201004471 其中’主電源整流電路11與初級直流-直流轉換電路12連 接’用以將接收的交流輸入電壓Vln整流以產生整流輸入電 壓Va。初級直流-直流轉換電路12的輸入端與主電源整流 電路U的輸出端連接,而初級直流-直流轉換電路12的輸 出端則轉由直流匯流排16(DC bus)與第一次級直流-直流 轉換電略13a以及第二次級直流-直流轉換電路13b的輸入 接’用以將接收的整流輸入電壓Va轉換為特定直流電 壓值之匯流排電壓Vdc。第一次級直流_直流轉換電路l3a 以及第二次級直流-直流轉換電路13b的輸入端連接於直 流匯流排16,用以接收匯流排電壓Vdc並分別產生發光二極 體可以接受的第一直流輸出電壓Vi以及第二直流輸出電壓 :第〜電流控制電路14a分別與第一次級直流-直流轉換 地路—l3a的輸出端以及第一組發光二極體15a連接’相似 第〜電流控制電路14b分別與第二次級直流-直流轉換 統發!3b的輸出端以及第二組發光二極體15b連接,於傳 14a以,胜仏電電路1中分別藉由第一電流控制電路 的定^第一電流控制電路14b使第一組發光二極體i5a 進 ,、弟二組發光二極15b的第二電流12相同, 有相同的發光2 體心與第二組發光二極體15b具 流轉極體,電流控制電路需配合次級直流-直 整體電路成太*使每—組發光二極體之電流相同,導致 電電路需要弈I且電路密度低。此外,傳統發光二極體供 初級直流-直流轉換電路在直流匯流排產 7 201004471 流控^電路將牡:藉由-人級直//IL冑後轉換電路以及電 電流,由此電壓轉換為發光二極體所需直流 流-直流轉換4 ,光二極體供電電路需要兩級的直 輪出之間且有=:且Γ欠級直流-錢轉換電路的輸入與 出發光二極差而造成損耗,此損耗會隨著輸 展=文】:電路成本高且電路密度低。因此,如何發 電路及#術缺失之發光二㈣之電流控制 解決ί問ί ’實為相關技術領域者目前所迫切需要 【發明内容】 雷牧本案之主要目的在於提供一種發光二極體之電流控制 加’利用不同於傳統發光二極體之電流控制電路的線路 木構’使發光二極體之電流控制電路不用配合次級直流_ =流轉換電路制,且可以直接接收初級直流音流轉換電 s輪出之脈衝寬度調變電壓,發光二極體之電流控制電路 產生發光二極體可以接受的直流電流提供給發光二 使用’更可以輕易地藉由調整磁放大器控制電路的參 此吏母-叙發光二極體的電流相同且發光亮度相同,因 相對可以使整體電路成本降低且電路密度提高。 供電命要目的在於提供—種發光二極體之電流 體之供f電路只需使用一個初級直 机轉換電路’且㈣級錢—錢賴電路直接出輸 8 201004471 ::=調_可以直接提供給發光二極 ==地藉由調整磁放大器控制電路的丄二 =平衡且發光亮度相同,因此,電路運作:; 门电路成本較低且電路密度較高。 >
發光:極’本案之-較廣義實施態樣為提供-種 變,且輸出特定直流 收-脈衝寬度調 組發光二極體中之—$ L 電流,以提供給多 二極體之電流控制電路至少=:=使用。本案之發光 磁放大器的豆中—姥'鱼拉 a苐一磁放大器,該第一 的輸入端,另—端^於該絲二極體之電流控制電路 測電路,串接於該^一 、且I光一極體連接;第一電流檢 光二極體的第;流'::光二極體’用以檢測第-組發 電流檢測電路連接Γ田弟—磁放大器控制電路,與該第— 止;以及第-二極體制該第—磁放大器的導通或戴 -磁放大器的輪出端與^一二極體其中一端連接於該第 -磁放大器控制電路連1^發光二極體,另—端與該第 路依據第-電流的大f。其中’該第-磁放大器控制電 第—電流維持在第一磁放大器導通或截止,使 為達上述目的電流值。 種發光二極體之電4:之另一較廣義實施態樣為提供— 體以及第二組發光:::電略’用以驅動第-組發光二極 位歧。本案之發光二極體之電流供電 9 201004471 w * 電路至少包含:主電源整流電路,用以將接收的交流輸入 電壓整流為整流輸入電壓;初級直流-直流轉換電路,該初 級直流-直流轉換電路的輸入端與主電源整流電路的輸出 端連接,用以將整流輸入電壓分別轉換為第一脈衝寬度調 變電壓以及第二脈衝寬度調變電壓;第一電流控制電路, 該第一電流控制電路的輸入端與初級直流-直流轉換電路 的第一輸出端連接,該第一電流控制電路的輸出端與第一 f 組發光二極體連接;以及第二電流控制電路,該第二電流 控制電路的輸入端與初級直流-直流轉換電路的第二輸出 端連接,該第二電流控制電路的輸出端與該第二組發光二 極體連接。其中,該第一電流控制電路與該第二電流控制 電路會分別接收該第一脈衝寬度調變電壓與該第二脈衝寬 度調變電壓,以分別產生該特定電流值的第一電流與第二 電流。 U 【實施方式】 體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說 明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有 各種的變化,其皆不脫離本案的範圍,且其中的說明及圖 示在本質上係當作說明之用,而非用以限制本案。 本案之發光二極體之電流供電電路以及電流控制電路 可以使用於多組發光二極體,而每一組發光二極體可以具 有多個發光二極體,以下將以每一組發光二極體具有兩個 發光二極體為示範例說明。請參閱第二圖,其係為本案較 10 201004471 佳實施例之發光二極體電流供 如第二圖所示,發光二極體電二=之電路方塊示意圖’ 流電路21、初級直流-直流轉換:、=路2包含主電源整 路撕、第二電流控制電路23t電路22、第—電流控制電 包吟Mb以及輪入雪玄「.,直φ, 主電源整流電路21連接於初級 u八中 r m 、直直流轉換電路22的輸 2 ::用以將接收的交流輸入電壓L整 流為整—初級直流、直流職電路Μ的輸入 端與主電源整流電路21的輸出端以及輸入電容Cin連接, 而初級直流-直流轉換電路22的第—輪出端以及第二輸出 端分別與第-電流控制電路23a以及第二電流控制電路 23b的輸入端連接,用以將整流輪人電麼^分_換為發 光二極體可以接叉之第一脈衝寬度調變電壓…州以及第二 脈衝寬度調變電壓V_。第-電流控制電路23a以及第二 電流控制電路23b的輸出端分別連接於第一組發光二極體 24a以及第二組發光二極體24b,用以直接接收第一脈衝寬 度調變電壓以及第二脈衝寬度調變電壓Vpwm2,以分別 產生發光二極體可以接受的直流電流並提供給第一組發光 二極體24a以及第二組發光二極體24b使用,於本案實施 例中,第一組發光二極體24a的第一電流L·以及第二組發 光二極體24b的第二電流h實質上相同,進而使第一組發 光二極體24a以及第二組發光二極體24b的發光亮度相 同。於一些實施例中,亦可使第一組發光二極體24a的第 〜電流Ιι及第二組發光二極體24b的第二電流12有不同的 電流值。 11 201004471 於本實施例中,初級直流-直流轉換電路22包含變壓 器T、開關電路221、脈衝寬度調變控制器222、整流濾波 電路223以及迴授電路224,其中,變壓器T的初級繞組 NP連接於開關電路221以及主電源整流電路21的輸出端, 用以接收整流輸入電壓Va並利用變壓器T的特性將電能以 電磁方式傳送至變壓器T的第一次級繞組Nsl、第二次級繞 組NS2以及第三次級繞組NS3。開關電路221連接於變壓器T ( 的初級繞組NP、共接點以及脈衝寬度調變控制器222,藉 由脈衝寬度調變控制器222控制開關電路221導通或截 止,以控制變壓器T的初級繞組NP接收電量,並將所接收 的電量利用變壓器T的特性以電磁方式傳送至變壓器T的 第一次級繞組Nsl、第二次級繞組Ns2以及第三次級繞組Ns3, 使得變壓器T的第一次級繞組Nsl、第二次級繞組Ns2以及 第三次級繞組Ns3分別產生發光二極體可以接受之第一脈 衝寬度調變電壓VpWMI、第二脈衝寬度調變電壓VpWM2以及主 (J 脈衝寬度調變電壓Vpwms。整流濾波電路223的輸入端與第 三次級繞組Ns3連接,而整流濾波電路223的輸出端與迴授 電路224的輸入端連接,用以將第三次級繞組Ns3產生的主 脈衝寬度調變電壓Vpwms整流濾波而產生直流輸出電壓V。。 迴授電路224的輸入端與整流濾波電路223的輸出端連 接,而迴授電路224的輸出端與脈衝寬度調變控制器222 連接,用以依據直流輸出電壓V。產生迴授訊號Vf至脈衝寬 度調變控制器222。 於本實施例中,第一脈衝寬度調變電壓Vp觀以及第二 12 201004471 « · 脈衝寬度調變電壓Vpm分別直接藉由第一電流控制電路 23a以及第二電流控制電路23b將電能平衡地提供給第一 組發光二極體24a以及第二組發光二極體24b,使第一組 發光二極體24a的第一電流11以及第二組發光二極體24b 的第二電流h實質上相同,進而使第一組發光二極體24a 以及第二組發光二極體24b具有相同的發光亮度。於一些 實施例中’亦可藉由第一電流控制電路23a以及第二電流 Γ 控制電路23b使第一組發光二極體24a的第一電流h及第 二組發光二極體24b的第二電流12有不同的電流值。 於本實施例中,初級繞組NP與第一次級繞組Nsi的阻 比、初級繞組NP與第二次級繞組Mu的匝比以及初級繞組 NP與第三次級繞組Ns3的匝比相同,因此’第一脈衝寬度調 變電壓Vpwmi、第二脈衝寬度調變電壓Vpm以及主脈衝寬度 調變電壓Vpwms大小及波形相同。為了使第一脈衝寬度調變 電壓Vpwmi以及第二脈衝寬度調變電壓Vpm的平均電麼維特 〇 在特定範圍内’例如12〜24伏特,脈衝寬度調變控制器222 會藉由第三次級繞組Ns3、整流濾波電路223以及迴授電路 224檢測直流輸出電壓V〇,以自動地調整開關電路221的 導通以及截止時間,使第一脈衝寬度調變電壓VpvM1以及第 二脈衝寬度調變電壓Vpm的責任週期比(Duty Rati〇)自動 調整,因此,初級直流-直流轉換電路22會分別提供第一 電流控制電路23a與第二電流控制電路23b所需的第一脈 衝寬度調變電壓Vmn以及第二脈衝寬度調變電壓VpwM2。 初級直流-直流轉換電路22可以是例如驰返式(fly 13 201004471 back)、順向式(forward)或鉗仅 的直流-直流轉換電路,但不以此A i(Clamp~forward) 初級直流-直流轉換電路22更包實施例中’ ^ 3 重置(reset)電路 225 , 其係連接於變壓器T的初級繞組Νί 組心可以藉由重置電路225放電變壓”的初級繞 請參閱第三圖,其係為第二:〖,盗了的電能。 第三圖所示,於本實施例中,重田。Ρ迅路不思圖’如 夏電路225由例如重晋雪 f 容匕以及重置開關元件Qs所組成’ + 里直电 置開關元件_變壓器τ的初^^由重置電容U及重 變壓器T的初級繞組Np可以藉由;tNp構成放電迴路,使 元件Qs放電,以重置變壓器τ的♦心 董置開關 變控制器222會控制重置開關元件Qs導通或截止。於 實施例中,重置電路225會利用譜振(res〇nance)電路錢 壓器T的初級繞組NP構成放電迴路。 請再參閱第三圖,第一電流控制電路23a包含第一磁 1/ 放大器(Magnetic Amplifier)23al、第一整流電路 23a2、 第一濾波電路23a3、第一電流檢測電路23a4、第一二極體 Di以及第一磁放大器控制電路23a5,同樣地,第二電流控 制電路23b包含第二磁放大器23M、第二整流電路23b2、 第二濾波電路23b3、第二電流檢測電路23b4、第二二極體 D2以及第二磁放大器控制電路23b5。由於第一電流控制電 路23a與第二電流控制電路23b中的電路與元件之間連接 關係以及運作方式相同,以下將以第一電流控制電路23a 為示範例說明。 14 201004471 於第一電流控制電路23a中’第一磁放大器23al的其 中、與初級直流-直流轉換電路22的第一輸出端連接, 另一端連接於第一整流電路23a2的輸入端以及第一二杻 體匕的陰極端。第一濾波電路23a3的輸入端與第一整流電 路23a2的輸出端連接,另一端與第一組發光二極體2乜連 接。第一電流檢測電路23a4串接於第一組發光二極體24a 以及弟電流控制電路23a的輸出迴路上。第一磁放大器 { 控制電路23a5連接於第一二極體⑴的陽極端以及第一電 流檢測電路23a4。 於本實施例中’第一電流檢測電路23a4以及第二電流 檢測電路23b4為電阻,而第一整流電路23a2包含第三二 極體D3以及第四二極體队,其中,第三二極體仏的陰極連 接於第四二極體D4的陰極以及第一遽波電路23a3的輸入 %,卓二—極體D3的陽極與第一磁放大器23al的輸出端連 接’第四二極體队的陽極與共接點連接。相似地,第二整 U 流電路23b2包含第五二極體Ds以及第六二極體De,其中’ 第五二極體Ds的陰極連接於第六二極體仏的陰極以及第二 遽波電路23b3的輸入端,第五二極體Ds的陽極與第二磁放 大器23bl的輸出端連接,第六二極體d6的陽極與共接點連 接。 於本實施例中,第一濾波電路23a3包含第一電感^ 以及第一電容Ci,其中,第一電感Li的其中一端與第〆電 容G的其中一端連接,第一電感L!的另一端與第一濾波電 路23a3的輸入端連接’而第一電容Ci的另一端則與共接點 15 201004471 連接。相似地,第二濾波電路23b3包含第二電感L2以及第 二電容G,其中,第二電感的其中一端與第二電容C2的 其中一端連接,第二電感L2的另一端與第二濾波電路23b3 的輸入端連接,而第一電容Cl的另一端則與共接點連接。 於本實施例中,整流濾波電路223包含第七二極體1>、 第八二極體D8、第三電感以及第三電容c3,其中,第七 二極體D?的陰極連接於第八二極體Ds的陰極以及第三電感 《 La的其中一端’第七二極體D?的陽極與第三次級繞組Ns3 連接,第八二極體Ds的陽極與共接點連接,第三電感Ls的 另一端連接於整流濾波電路223的輸出端以及第三電容Ca 的其中一端,第三電容C3的另一端與共接點連接。 於本實施例中,迴授電路224包含第一電阻R!以及第 二電阻R2,其中,第一電阻h以及第二電阻r2串接於迴授 電路224的輸出端,且第二電阻r2的另一端與共接點連 接,藉此可利用第一電阻R!以及第二電阻匕而將直流輸出 〇 電壓V。分壓而產生迴授訊號Vf。 請參閱第三圖以及第五圖,第五圖係為第二圖以及第 三圖所示架構的電壓波形時序示意圖。如第五圖所示,第 一電流控制電路23a直接接收初級直流-直流轉換電路22 輸出的第一脈衝寬度調變電壓VpwM1,再利用第一磁放大器 23al導通或截止的開關特性,使第一脈衝寬度調變電壓 Vpw的部分電能選擇性地通過第一磁放大器23al至第一整 流電路23a2的輪入端,因此,第一脈衝寬度調變電壓VpwMi 會有部分電能被阻擋無法通過第一磁放大器23al ’由第五 16 201004471 圖中可以清楚看出第—磁放大器23al的輸出電壓
Via未包 含虛線部分被阻擋的電能,所以,第一磁放大器2加的輸 出電壓vla經由第_整流電路細2整流後之第—整流電路 23a2的輸出電屋V2a也未包含虛線部分’而第—整流電路 $3a2的輸出电屋y2a經由第—渡波電路孤3遽波後提供給 第組發光一極體24a使用的直流電壓值以及第一電流^ 的電流值會隨著第一脈衝寬度調變電壓v_被阻擒的電能 《 大小而鏈化。至於,第一脈衝寬度調變電壓VP1m被阻擋的 電旎大小則由第一磁放大器控制電路23a5控制第一磁放 大器23al的導通以及截止時間而達成,為了使第一磁放大 器控制電路23a5可以準確地控制第一電流^的電流值,第 一磁放大器控制電路23a5會藉由第一電流檢測電路23a4 檢測第一電流h的電流值大小,並依據第一電流h的電流 值大小產生第一控制電流iMagl以控制第一磁放大器23al的 導通或截止,進而使第一電流h維持在特定電流值。 ^ J 相似地,第一脈衝寬度調變電壓Vpm被阻擋的電能大 小則由第二磁放大器控制電路23b5控制第二磁放大器 23bl的導通以及截止時間而達成,使得第二磁放大器Mbi 的輸出電壓Vlb未包含虛線部分被阻擋的電能,所以,第二 磁放大器23b 1的輸出電壓ylb經由第二整流電路23b2整流 後之第二整流電路23b2的輸出電壓^此也未包含虛線部 分’而第二整流電路23b2的輸出電壓Vn經由第二濾波電 路23b3濾波後扼供給弟二組發光二極體24b使用的直流電 壓值以及第二電流I2的電流值會隨著第二脈衝寬度調變電 17 201004471 壓v_2被阻擋的電能大小而變化。為了使第二磁放大器控 制电,23b5可以準確地控制第二電流㈣電流值,第二磁 控制電路咖5會藉由第二電流檢測電路23b4檢測 第一%流h的電流值大小,並依辕第二電流h的電流值大 小產生第二控制電流iMag2以控制第二磁放大器23bi的導通 或截止’進而使第二電流h維持在特定電流值。
本只鉍例中,第一電流控制電路23a所輸入的第一 脈衝κ度調變電壓v_以及第二電流控制電路23b所輸入 ,第二脈衝寬度調變電壓Vpm實質上相同,且第一磁放大 器控制電路23a5以及第二磁放大器控制電路2北5具有相 同的參數,因此,第一磁放大器控制電路23a5以及第二磁 放大裔控制電路23b5會分別控制第一電流控制電路23a輸 出的第一電流h以及第二電流控制電路23b輪出的第二電 流12相同。於一些實施例中,第一脈衝寬度調變電壓Vp*M1 以及第二脈衝寬度調變電壓Vpm不相同,亦可以輕易地藉 由設定第一磁放大器控制電路23a5以及第二磁放大器控 制電路23b5的參數,而使控制第一電流控制電路2加輸出 的第電流11以及苐一電流控制電路23b輸出的第二電流 I 2相同。 於—些實施例中,該發光二極體電流供電電路2更包 含调光控制電路(未圖示)連接於第一磁放大器控制電路 23a5以及第二磁放大器控制電路2北5,藉由調光控制電路 分別調整第一磁放大器控制電路23a5以及第二磁放大哭 控制電路23b5的參數,以分別輕易地及時調整第一電流 18 201004471 h以及第二電流l2,而輕易地及時調整第—組發光二 =及Ϊ二組發光極體…的發光亮度。請參閱第二圖 ,第四圖係為第二圖的局部細部電路示意圖。 為二:大弟四圖所示’第一磁放大器控制電路23a5 為磁制電路的其中一種電路,其包含運算放大器 2 —體Qi、第—阻抗21以及第二阻
二二二帛—阻抗2丨的其中一端與第―電流檢測電路 23M連接,另一端連接於運算放大器〇p的負端以及第二 阻抗,的其中—端。運算放大謂的正端接收參考電壓’ 而運算放大H GP的輸出端則連接於第二阻抗&的另一端 以及第-電晶料的基極(base)。限 第一直流電壓V4接,另—端與第—電晶體、:^極 (Emitter)連接,而第一電晶體仏的集極(Collector)與第 一二極體D,的陽極連接。於一些實施例中,第一磁放大器 控制電路23a5與第二磁放大器控制電路可藉由但不 限定是磁放大器控制器(Magnetic AmpUfier c〇ntr〇Uer) 實現,若磁放大器控制器使用相同的程式以及參數,可以 更輕地使第一電流L·以及第二電流h實質上相同。 當然,於一些實施例中,本案之發光二極體電流供電 電路2並不限於具有兩個電流控制電路而已,利用相同於 第一電流控制電路23a以及第二電流控制電路23b的架構 與原理’亦可使用具二組以上的電流控制電路架構來供電 給二組以上的發光一極體,使每一組發光二極體的電流平 衡且發光亮度相同。 19 201004471 於一些實施例中,第一電流控制電路23a可以只包含 第一磁放大窃23al、第一電流檢測電路23a4、第一二極體 以及第一磁放大器控制電路23a5,其中,第一磁放大器 23al的其中一端與初級直流-直流轉換電路22的第一輸出 端連接,另一端直接連接於第一二極體仏的陰極端以及第 一組發光二極體24a。第一電流檢測電路23a4串接於第一 組發光二極體24a以及第一電流控制電路23a的輸出迴路 Γ 上。第一磁放大器控制電路23a5連接於第一二極體Dl的陽 極端以及第一電流檢測電路23a4。因此,第—磁放大器 23al的輸出電壓Vla不經由第一整流電路23a2整流以及第 一濾波電路23a3濾波,直接輸出給第一組發光二極體24阻 以產生第一電流Ιι供電給第一組發光二極體24a,使第一 組發光二極體24a發光。 同樣地,第二電流控制電路23b可以只包含第二磁放 大器23bl、第二電流檢測電路23b4、第二二極體d2以及第 (j 二磁放大器控制電路23b5 ’其中’第一磁放大器23bl的 其中一端與初級直流-直流轉換電路22的第二輸出端連 接,另一端直接連接於第二二極體A的陰極端以及第二組 發光二極體24b。第二電流檢測電路23b4串接於第二組發 光二極體24b以及第二電流控制電路23b的輸出迴路上。 第二磁放大器控制電路23b5連接於第二二極體D2的陽極 端以及弟一電流檢測電路23b4。因此’第二磁放大器23b 1 的輸出電壓Vlb不經由第二整流電路23b2整流以及第二遽 波電路23b3濾波’直接輸出給苐二組發光二極體24b以產 20 201004471 生第一電流12供電給第二組發光二極體24b,使第二組發 光二極體24b發光。 、不上所述,本案狀〜-似〜电孤货%冤路以及電流
Ο 控制電路,利用不同於傳統發光二極體之電流平衡電路的 線路架構,使發光二極體之電流控制電路不用配合次級直 直流轉換電路使用,可以直接接收初級直流—直流轉換 電路輪出之脈衝寬度調變電壓,即可以產生發光二極體可 以接受的穩定且特定電流值之電流,以提供給發光二極體 使用,因此,相對可以使整體電路成本降低且電路密度提 高,而本案發光二極體之電流供電電路更可以使每一组發 ^極體的電流平衡且發光亮度㈣,同時更可以輕易地 磁放大ϋ控制電路的參數改縣—組發光二極體 ^此外先"極體的電財衡且發光亮度相同。 此外’本案發光二極體雷、、&恭 電流供電電路只使用—個初^1、^路’使發光二極體 級直流-纽㈣電路不f ㈣電路,且該初 讀’直接出輸脈衝寬度直流電壓值的匯流 控制電路,該發光二極體電昼至發光二極體之電流 二極體所需之特定電流,電流控制電路即可以產生發光 控制電路的參數,使每可以輕易地藉由調整磁放大器 亮度相同,因此,電路運=發光一極體的電流平衡且發光 路密度較高。 致率較高、電路成本較低且電 本案得由熟習此技術 然皆不脫如附申請專利# 壬知匠思而為諸般修飾, 鄭4圍所欲保護者。 21 201004471 【圖式簡單說明】 第一圖:係為傳統發光二極體供電電路方塊示意圖。 第二圖:係為本案較佳實施例之發光二極體供電電路之電 路方塊不意圖。 第三圖:係為第二圖之細部電路示意圖。 弟四圖.係為弟,一圖的局部細部電路不意圖。 第五圖:係為第二圖以及第三圖所示架構的電壓波形時序 聲 不意圖。 1. 22 201004471 主要元件符號說明 1、2:發光二極體供電電路 11:主電源整流電路 12:初級直流-直流轉換電路 14 a .·第一電流控制電路 13a:第一次級直流-直流轉換電路 13b:第二次級直流-直流轉換電路
14b:第二電流控制電路 15b:第二組發光二極體 22:初級直流-直流轉換電路 222:脈衝寬度調變控制器 224:迴授電路 23a:第一電流控制電路 23a2:第一整流電路 23a4:第一電流檢測電路 23b:第二電流控制電路 23b2:第二整流電路 2 3b4:弟二電流檢測電路 24a:第一組發光二極體 16:直流匯流排
Va:整流輸入電壓 v1:第一直流輸出電壓
Vpwmi :第一脈衝寬度調變電壓
Vpwms :主脈衝寬度調變電壓
Via:第一磁放大器的輸出電壓
Vlb :第二磁放大器的輸出電壓 15a:第一組發光二極體 21:主電源整流電路 221:開關電路 2 2 3:整流滤波電路 225:重置電路 23al:第一磁放大器 23a3:第一濾波電路 23a5:第一磁放大器控制電路 23bl:第二磁放大器 23b3:第二濾波電路 23b5:第二磁放大器控制電路 24b:第二組發光二極體
Vin:交流輸入電壓
Vdc:匯流排電壓電壓 V2:第二直流輸出電壓 VPWM2 :第二脈衝寬度調變電壓
Vf:迴授訊號 v2a:第一整流電路的輸出電壓 V2b:第二整流電路的輸出電壓 23 201004471
Vcc :第一直流電壓 11:第一電流 IMagl:第一控制電流 T:變壓器 Nsl :第一次級繞組 Ns3 :第三次級繞組 Ri:第一電阻 f Rc:限流電阻 Z2:第二阻抗 Cin:輸入電容 Ll~L3:第--第三電感
Vd直流輸出電壓 h:第二電流 I Mag2 :第二控制電流
Np :初級繞組
Ns2 :第二次級繞組 Q!:第一電晶體 R2 :第二電阻
Zl :第一阻抗
Di〜D8:第·—*第八二極體
Cl〜C3:第--"第三電容 0P:運算放大器 24
Claims (1)
- 201004471 十、申請專利範圍: 1· 一種發光二極體之電流控制電路,用以直接接收一脈衝 寬度調變電壓,且輸出一特定直流電流值的一第一電 流,以提供給多組發光二極體中之_第—組發光二極體 使用,該發光二極體之電流控制電絡至少包含: 第磁放大益,該第一磁放大器的其中一端連接 於該發光二極體之電流控制電路的^輸入端,另一端與 該第一組發光二極體連接; 一第一電流檢測電路,串接於該第一組發光二極 體,用以檢測該第一組發光二極體的該第—電流; 一第一磁放大器控制電路,與該第一電流檢測電路 連接,用以控制該第一磁放大器的導通或截止;以及 一第一二極體,該第—二極體其中一端連接於該第 一磁放大器的輪出端與該第—組發光二極體,另一端與 該第一磁放大器控制電路連接; 其中,該第一磁放大器控制電路依據該第一電流的 大小控制該第-磁放大器導通或戴止,使該第—電流維 持在該特定直流電流值。 2. 如申明專利〗項所述之發光二極體之電流控制電 路,其中該第一%發光二極體的該第一電流與該多組發 光-極體中之至少一組發光二極體之電流相同。 3. 如申請專利範圍第i項所述之發光二極體之電流控制電 路’更包含—第〜整流電路,連接於該第―磁放大器與 25 201004471 該第一組發光二極體之間,用以整流。 4·如申請專利範圍第3項所述之發光二極體之電流控制電 路,其中s亥第一整流電路包含一第三二極體以及第四二 極體,S亥第二二極體的陰極連接於該第四二極體的陰極 以及該第一整流電路的輸出端,該第三二極體的陽極與 «亥第一磁放大裔的輸出端連接,該第四二極體的陽極與 一共接點連接。 〃 (5.如巾4專利|&圍第3項所述之發光二極體之電流控制電 路,更包含一第一濾波電路,連接於該第—整流電路與 該第一組發光二極體之間,用以濾波。 /、 6.如申凊專利範圍第5項所述之發光二極體之電流控制電 ,,其中該第一濾波電路包含一第一電感以及一第一電 谷w亥第毛感的其中一端與該第一電容的其中一端連 接’該第-電感的另—端與該第—濾波電路的輸入端連 接,以及該第-電容的另一端與該共接點連接。 I 7·如中明專利範圍第}項所述之發光二極體之電流控制電 路’其中該帛一磁放大器控制電路依據該第一電流的大 小產生一第一控制電流,以控制該第一磁放大器的導通 或截止。 8.如申明專利範圍第}項所述之發光二極體之電流控制電 路,其中該第一電流檢測電路為電阻。 申μ專利範圍第1項所述之發光二極體之電流控制電 路,其中該第一磁放大器控制電路包含: 第—阻抗,該第一阻抗的其中一端與該第一電流 26 201004471 檢測電路連接; 一運算放大器,該運算放大器的負端與該第一阻抗 的另一端連接,且正端接收一參考電壓; 一第二阻抗,該第二阻抗的其中一端與該運算放大 器的負端連接,且另一端與該運算放大器的輸出端連接; 一第一電晶體,該第一電晶體的基極與該運算放大 器的輸出端連接,該第一電晶體的集極與該第一二極體 Γ 連接;以及 一限流電阻,該限流電阻的其中一端與一第一直流 電壓連接,另一端與該第一電晶體的射極連接。 10· —種發光二極體之電流供電電路,用以驅動一第一組發 光二極體以及一第二組發光二極體,該發光二極體之電 流供電電路至少包含: 一主電源整流電路,用以將接收的一交流輸入電壓 整流為一整流輸入電壓; ^ 一初級直流-直流轉換電路,該初級直流-直流轉換 電路的輸入端與該主電源整流電路的輸出端連接,用以 將該整流輸入電壓分別轉換為一第一脈衝寬度調變電壓 以及一第二脈衝寬度調變電壓; 一第一電流控制電路,該第一電流控制電路的輸入 端與該初級直流-直流轉換電路的一第一輸出端連接,該 第一電流控制電路的輸出端與該第一組發光二極體連 接;以及 27 201004471 一第二電流控制電路,該第二電流控制電路的輸入 端與該初級直流-直流轉換電路的一第二輸出端連接,該 第二電流控制電路的輸出端與該第二組發光二極體連 接; 其中,該第一電流控制電路與該第二電流控制電路 分別接收該第一脈衝寬度調變電壓與該第二脈衝寬度調 變電壓,以分別產生一特定電流值的一第一電流與一第 二電流。 11. 如申請專利範圍第10項所述之發光二極體之電流供電 電路,其中該第一電流與該第二電流大小實質上相同。 12. 如申請專利範圍第10項所述之發光二極體之電流供電 電路,其中該初級直流-直流轉換電路包含: 一變壓器,具有一初級繞組、一第一次級繞組、一 第二次級繞組以及一第三次級繞組,該初級繞組與該主 電源整流電路的輸出端連接; 一開關電路,連接於該初級繞組與一共接點;以及 一脈衝寬度調變控制器,與該開關電路連接,用控 制該開關電路導通或截止,使該第一次級繞組以及該第 二次級繞組分別產生該第一脈衝寬度調變電壓以及該第 二脈衝寬度調變電壓。 13. 如申請專利範圍第12項所述之發光二極體之電流供電 電路,其中該初級直流-直流轉換電路更包含: 一整流濾波電路,該整流濾波電路的輸入端與該第 三次級繞組連接,用以將該第三次級繞組產生的一主脈 28 201004471 衝寬度調變電壓整流濾波;以及 一迴授電路,該迴授電路的輸入端與該整流濾波電 路的輸出端連接,且該迴授電路的輸出端與該脈衝寬度 調變控制器連接,用以產生一迴授訊號至該脈衝寬度調 變控制器。 14. 如申請專利範圍第13項所述之發光二極體之電流供電 電路,其中該脈衝寬度調變控制器依據該迴授訊號調整 ( 該開關電路的導通以及截止時間,使該第一脈衝寬度調 變電壓以及該第二脈衝寬度調變電壓的責任週期比改 變0 15. 如申請專利範圍第13項所述之發光二極體之電流供電 電路,其中該迴授電路包含一第一電阻以及一第二電 阻,該第一電阻以及該第二電阻串接於該迴授電路的輸 出端,且該第二電阻的另一端與該共接點連接,藉此利 用該第一電阻以及該第二電阻產生該迴授訊號。 ^ 16.如申請專利範圍第12項所述之發光二極體之電流供電 電路,其中該初級直流-直流轉換電路更包括一重置電 路,連接於該變壓器之該初級繞組,使該變壓器之該初 級繞組藉由該重置電路放電,俾重置該變壓器的電能。 17.如申請專利範圍第10項所述之發光二極體之電流供電 電路,其中該第一電流控制電路包含: 一第一磁放大器,該第一磁放大器的其中一端連接 於該第一電流控制電路的輸入端; 一第一整流電路,該第一整流電路的輸入端與該第 29 201004471 一磁放大器的另一端連接,用以整流; 一第一濾波電路,該第一濾波電路的輸入端與該第 一整流電路的輸出端連接,且輸出端與該第一組發光二 極體連接,用以濾波; 一第一電流檢測電路,串接於該第一組發光二極 體,用以檢測該第一組發光二極體的該第一電流; 一第一磁放大器控制電路,與該第一電流檢測電路 連接,用以控制該第一磁放大器的導通或截止;以及 一第一二極體,該第一二極體其中一端連接於該第 一磁放大器的輸出端與該第一整流電路的輸入端,另一 端與該第一磁放大器控制電路連接; 其中,該第一磁放大器控制電路依據該第一電流的 大小控制該第一磁放大器導通或截止,使該第一電流維 持在一特定直流電流值。 18. 如申請專利範圍第17項所述之發光二極體之電流供電 電路,其中該第一磁放大器控制電路依據該第一電流的 大小產生一第一控制電流,以控制該第一磁放大器的導 通或截止。 19. 如申請專利範圍第17項所述之發光二極體之電流供電 電路,其中該第一電流檢測電路為電阻。 20. 如申請專利範圍第17項所述之發光二極體之電流供電 電路,其中該第一磁放大器控制電路包含: 一第一阻抗,該第一阻抗的其中一端與該第一電流 30 201004471 • « 檢測電路連接; 一運算放大器,該運算放大器的負端與該第一阻抗 的另一端連接,且該運算放大器的正端接收一參考電壓; 一第二阻抗,該第二阻抗的其中一端與該運算放大 器的負端連接,另一端與該運算放大器的輸出端連接; 一第一電晶體,該第一電晶體的基極與該運算放大 器的輸出端連接,該第一電晶體的集極與該第一二極體 ( 連接;以及 一限流電阻,該限流電阻的其中一端與一第一直流 電壓連接,另一端與該第一電晶體的射極連接。 t 31
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