TWI444102B - 發光二極體驅動電路 - Google Patents

發光二極體驅動電路 Download PDF

Info

Publication number
TWI444102B
TWI444102B TW101119391A TW101119391A TWI444102B TW I444102 B TWI444102 B TW I444102B TW 101119391 A TW101119391 A TW 101119391A TW 101119391 A TW101119391 A TW 101119391A TW I444102 B TWI444102 B TW I444102B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
coupled
switch
resistor
circuit
current
Prior art date
Application number
TW101119391A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201349934A (zh
Inventor
Yan Cun Li
Chin Chung Cheng
Original Assignee
Macroblock Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Macroblock Inc filed Critical Macroblock Inc
Priority to TW101119391A priority Critical patent/TWI444102B/zh
Priority to CN2012101846846A priority patent/CN103458560A/zh
Priority to US13/728,624 priority patent/US8884538B2/en
Priority to EP13150005.0A priority patent/EP2699058A3/en
Priority to KR1020130005244A priority patent/KR20130135031A/ko
Priority to JP2013044157A priority patent/JP2013251528A/ja
Publication of TW201349934A publication Critical patent/TW201349934A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI444102B publication Critical patent/TWI444102B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H05B45/14—Controlling the intensity of the light using electrical feedback from LEDs or from LED modules
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/382—Switched mode power supply [SMPS] with galvanic isolation between input and output
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

發光二極體驅動電路
本提案是關於一種發光二極體驅動電路，特別是一種同時達到穩定電流輸出、過電壓保護、過電流保護和功率因數校正目的的發光二極體驅動電路。
目前市售之發光二極體驅動電路，主要可分為隔離式及非隔離式。非隔離式之的發光二極體驅動電路主要有三種架構，分別為降壓轉換器(Buck Converter)、升壓轉換器(Boost Converter)及降升壓轉換器(Buck-Boost Converter)。無論選用何種架構來驅動發光二極體，若想達成高功率因數及穩定輸出電流的效果，都需要搭配適當的控制電路。
如『第1A圖』和『第1B圖』所示，其分別為先前技術的系統示意圖及控制方塊圖。在此先前技術所採用的架構係為降升壓轉換器。此降升壓轉換器擷取輸入電壓的相位訊號，搭配正弦表及數位控制，即可達到功率因數校正(Power Factor Correction,PFC)的功能。此降升壓轉換器以數位運算來偵測並控制輸出到發光二極體的電流，並利用類比控制來達成快速過電流保護。
然而，雖然此控制方式同時達到功率因數校正及控制輸出電流的功能，但如此的控制方式受限於輸入電壓的相位、正弦表的點數、數位類比轉換器的速度等，因而增加控制器設計的複雜性。
鑒於以上的問題，本提案在於提供一種用以驅動發光二極體 之發光二極體驅動電路，藉以解決習用受限於輸入電壓的相位、正弦表的點數、數位類比轉換器的速度，而造成電路設計複雜之問題。
本提案所揭露之一實施例的發光二極體驅動電路，包含一功率因數校正電路和一驅動控制器。功率因數校正電路控制該發光二極體驅動電路之一功率因數，包含一電感、一開關、一電流偵測電路和一時間偵測電路。電感的一第一端連結於一正電源端，用以感應一電感電流，以及提供能量給該至少一發光二極體。開關連結於電感之一第二端，用以根據一驅動訊號的來控制。電流偵測電路連結於開關，用以偵測電感電流之一位階值。時間偵測電路連結於開關和電感之第二端，用以偵測電感電流由一峰值下降至零所需之一釋能時間。驅動控制器連結於開關、電流偵測電路和時間偵測電路，用以根據電感電流的位階值和釋能時間，輸出驅動訊號至開關。
本提案所揭露之另一實施例的發光二極體驅動電路，包含一功率因數校正電路和一驅動控制器。功率因數校正電路控制該發光二極體驅動電路之一功率因數，包含一變壓器、一開關、一電流偵測電路和一時間偵測電路。變壓器具有一初級線圈和一次級線圈，初級線圈之一第一端連結於一正電源端，用以感應形成一電感電流，次級線圈耦合初級線圈所儲存的能量，以提供給至少一發光二極體。開關連結於初級線圈之一第二端，用以根據一驅動訊號的來控制。電流偵測電路連結於開關，用以偵測電感電流之一位階值。時間偵測電路連結於開關、初級線圈之第二端，用 以偵測電感電流由一峰值下降至零所需之一釋能時間。驅動控制器連結於開關、電流偵測電路和時間偵測電路，用以根據電感電流的位階值和釋能時間，輸出驅動訊號至開關。
此外，上述之各發光二極體驅動電路皆可設置於一驅動電路或一顯示裝置中。
藉此，達到穩定電流輸出、過電壓保護、過電流保護和功率因數校正的目的。
有關本提案的特徵、實作與功效，茲配合圖式作最佳實施例詳細說明如下。
請參照『第2圖』，其係為根據本提案第一實施例之發光二極體驅動電路的架構示意圖。發光二極體驅動電路10包含一直流電源供應電路110、一功率因數校正電路120、一驅動控制器130、一整流器D1和一輸出電容C1。發光二極體驅動電路10可藉著由直流電源供應電路110取得仍具波動的一直流電源，以供應至端點C和D所連接負載端的發光二極體(未繪示)。
在一實施例中，直流電源供應電路110可包含一交流電源111、一電磁干擾濾波器112和一整流電路113。交流電源111所提供之交流電壓經過電磁干擾濾波器112和整流電路113的過濾而產生端點A和B間具有波動的直流的輸入電壓Vdc。在另一實施例中，直流電源供應電路110可以係由一直流電源直接供應輸入電壓Vdc。
功率因數校正電路120用以控制發光二極體驅動電路10的一 功率因數(power factor)。功率因數校正電路120包含一電感L1、一開關Q1、一電流偵測電路和一時間偵測電路。電感L1之第一端連結於端點A。開關Q1之第一端連結於電感L1之第二端，開關Q1之第二端連結於電流偵測電路之第一端和驅動控制器130，開關Q1之第三端連結於驅動控制器130。電流偵測電路之第二端連結於端點B(接地)。時間偵測電路之第一端連結於電感L1的第二端和開關Q1的第一端，時間偵測電路之第二端連結於端點B，時間偵測電路之第三端則連結於驅動控制器130。
在一實施例中，電流偵測電路可包含但不限於一第一電阻R1，第一電阻R1之第一端連結於開關Q1之第二端和驅動控制器130。第一電阻R1之第二端連結於端點B。時間偵測電路可包含但不限於一第二電阻R2和一第三電阻R3。第二電阻R2之第一端(電流偵測電路之第一端)連結於電感L1之第二端和開關Q1之第一端，第二電阻R2之第二端連結於第三電阻R3之第一端和驅動控制器130。第三電阻R3之第二端(電流偵測電路之第二端)則連結於端點B。
整流器D1之第一端連結於電感L1之第二端、開關Q1之第一端和第二電阻R2之第一端。輸出電容C2連結於負載端的兩端(端點C和D)，輸出電容C2之第一端連結於電感L1之第一端和端點C，輸出電容C2之第二端連結於整流器D1之第二端和端點D。
當驅動控制器130傳送給開關Q1之一控制訊號GD1為高位階時，亦即在開關Q1之第二端和第三端間形成一電壓值VGS1 ， 開關Q1在一開關導通時間tON1 期間將導通(ON)，如『第5圖』所示。輸入電壓Vdc跨壓在電感L1之兩端，電感L1將開始儲能，而流經電感L1之一電感電流IL1 將由零開始上升。同時，輸出電容C1提供能量給發光二極體。
流經開關Q1之電流IQ1 會隨著流經電感L1之電感電流IL1 的增加而增加。當電流IQ1 流經作為電流偵測電路的第一電阻R1時，會使第一電阻R1的第一端和第二端之間形成一電壓值，亦即電流偵測訊號CS1。驅動控制器130透過此電流偵測訊號CS1的一位階值(電壓值)，即可推斷電感電流IL1 的狀態，以達到偵測電感電流及過電流保護的目的。
當驅動控制器130輸出低位階的控制訊號GD1至開關Q1時，在開關Q1截止瞬間，驅動控制器130由電流偵測訊號CS1獲取電感電流IL1 的一峰值IL1,peak ，如『第5圖』所示。
開關Q1截止後，儲存在電感L1的能量將透過整流器D1逐漸釋放到輸出電容C1及發光二極體上，使作為時間偵測電路之第一端和第二端之間形成一電壓值VDS1 。而電壓值VDS1 經由第二電阻R2和第三電阻R3的分壓，產生一分壓值，亦即時間偵測訊號TD1。驅動控制器130透過被第二電阻R2和第三電阻R3分壓後的一位階值(時間偵測訊號TD1)，即可推斷電感L1放電結束的時間。
當電感電流IL1 由一峰值IL1,peak 開始逐漸下降時，流經整流器D1的電流ID1 也將由一峰值IDO1,peak 逐漸下降，而電壓值VDS1 仍會維持不變。當電感電流IL1 下降至零時，由於開關Q1內的一寄生 電容與電感L1間的諧振，使得電壓值VDS1 仍會持續振盪一段時間。當驅動控制器130由時間偵測訊號偵測到電壓值VDS1 開始振盪時，在電壓值VDS1 開始振盪的瞬間，根據此振盪波形的一最大斜率變化，來判定電感L1是否已放電完畢。上述由電感電流IL1 之峰值IL1,peak 降到零所需的時間稱為電感IL1 的釋能時間tDIS 。供應至發光二極體之平均輸出電流IO1,AVG 與釋能時間tDIS1 和電感電流IL1 有關，其關係式如下：IO1,AVG =(IDO1,peak ‧tDIS1 )/2TS1 =(IL1,peak ‧tDIS1 )/2TS1 =(IQ1,peak ‧tDIS1 )/2TS1 其中，TS1 係為開關Q1之預設的一切換週期(switching period)。
請參照『第3圖』，其係為根據本提案第二實施例之發光二極體驅動電路的架構示意圖。發光二極體驅動電路20包含一直流電源供應電路110、一功率因數校正電路220、一驅動控制器130一整流器D2和一輸出電容C4，其中直流電源供應電路110的運作如『第2圖』的直流電源供應電路110相同，因此不加贅述。
功率因數校正電路220用以控制發光二極體驅動電路20的一功率因數。功率因數校正電路220包含一電感L2、一開關Q2、一整流器D2、一電流偵測電路和一時間偵測電路。電感L2之第一端連結於端點A。開關Q2之第一端連結於電感L2之第二端，開關Q2之第二端連結於電流偵測電路之第一端和驅動控制器130，開關Q2之第三端連結於驅動控制器130。電流偵測電路之第二端連結於端點B。時間偵測電路之第一端連結於電感L2的第二端和開關Q2的第一端，時間偵測電路之第二端連接於端點B，時間偵 測電路之第三端則連結於驅動控制器130。
在一實施例中，電流偵測電路可包含但不限於一第一電阻R4，第一電阻R4之第一端連結於開關Q2之第二端和驅動控制器130。第一電阻R4之第二端連結於端點B。整流器D2之第一端連結於電感L2之第二端和開關Q2之第一端。時間偵測電路可包含但不限於一第二電阻R5和一第三電阻R6。第二電阻R5之第一端(電流偵測電路之第一端)連結於整流器D2之第二端，第二電阻R5之第二端連結於第三電阻R6之第一端和驅動控制器130。第三電阻R6之第二端則連結於端點B(電流偵測電路之第二端)。
輸出電容C2之第一端連結於電感L2之第一端和端點C，輸出電容C2之第二端連結於整流器D2之第二端、第二電阻R5之第一端和端點D。此發光二極體驅動電路20之運作狀態，請參考『第5圖』所示。
請參照『第4圖』，其係為根據本提案第三實施例之發光二極體驅動電路的架構示意圖。發光二極體驅動電路30包含一直流電源供應電路110、一功率因數校正電路320、一驅動控制器130、一整流器D3和一輸出電容C3，其中直流電源供應電路110的運作如『第2圖』的直流電源供應電路110相同，因此不加贅述。
功率因數校正電路320用以控制發光二極體驅動電路30的一功率因數。功率因數校正電路320包含一電感L3、一開關Q3、一電流偵測電路和一時間偵測電路。電感L3之第一端連結於端點A。開關Q3之第一端連結於電感L3之第二端，開關Q3之第二端連結於電流偵測電路和驅動控制器130，開關Q3之第三端連結於 驅動控制器130。電流偵測電路之第二端連結於端點B。時間偵測電路之第一端連結於電感L3的第二端和開關Q3的第一端，時間偵測電路之第二端連結於端點B，時間偵測電路之第三端則連結於驅動控制器130。
在一實施例中，電流偵測電路可包含但不限於一第一電阻R7，第一電阻R7之第一端連結於開關Q3之第二端和驅動控制器130。第一電阻R7之第二端連結於端點B。時間偵測電路可包含但不限於一第二電阻R8和一第三電阻R9。第二電阻R8之第一端(電流偵測電路之第一端)連結於電感L3之第二端和開關Q3之第一端，第二電阻R8之第二端連結於第三電阻R9之第一端和驅動控制器130。第三電阻R9之第二端(電流偵測電路之第二端)則連結於端點B。
輸出電容C3之第一端連結於整流器D3之第一端和端點C，輸出電容C1之第二端連結於電感L3之第二端、開關Q3之第一端、第二電阻R8之第一端和端點D。整流器D3之第二端連結於電感L3之第一端。此發光二極體驅動電路30之運作狀態，請參考『第5圖』所示。
以上所述第一實施例至第三實施例皆係為非隔離式之發光二極體驅動電路，因此端點C為負端，端點D為正端。請參照『第6圖』，其係為根據本提案第四實施例之發光二極體驅動電路的架構示意圖。發光二極體驅動電路40包含一直流電源供應電路110、一功率因數校正電路420、一驅動控制器130、一整流器D4和一輸出電容C4，其中直流電源供應電路110的運作如『第2圖』 的直流電源供應電路110相同，因此不加贅述。
功率因數校正電路420用以控制發光二極體驅動電路40的一功率因數，功率因數校正電路420包含一變壓器T1、一開關Q4、一電流偵測電路和一時間偵測電路。變壓器T1包含一初級線圈T11和一次級線圈T12。初級線圈T11之第一端連結於端點A。開關Q4之第一端連結於初級線圈T11之第二端，開關Q4之第二端連結於電流偵測電路之第一端和驅動控制器130，開關Q4之第三端連結於驅動控制器130。電流偵測電路之第二端連結於端點B。時間偵測電路之第一端連結於初級線圈T11之第二端和開關Q4之第一端，時間偵測電路之第二端連結於端點B，時間偵測電路之第三端連結於驅動控制器130。
在一實施例中，電流偵測電路可包含但不限於一第一電阻R10。第一電阻R10的第一端連結於開關Q4之第二端和驅動控制器130，第一電阻R10的第二端連結於端點B。時間偵測電路可包含但不限於一第二電阻R11和一第三電阻R12。第二電阻R11之第一端(電流偵測電路之第一端)連結於初級線圈T11的第二端和開關Q4的第一端，第二電阻R11之第二端連結於第三電阻R12之第一端和驅動控制器130。第三電阻R12之第二端(電流偵測電路之第二端)連結於端點B。
整流器D4之第一端連結於次級線圈T12之第一端，整流器D4之第二端連結於輸出電容C4之第一端和端點E。輸出電容C4之第二端連結於次級線圈T12之第二端和端點F，端點E和F為負載端之兩端。
當驅動控制器130傳送給開關Q4之一控制訊號為高位階時，亦即在開關Q4之第二端和第三端間形成一電壓值VGS2 ，開關Q4在一開關導通時間tON2 期間將導通(ON)，如『第8圖』所示。輸入電壓Vdc跨壓在初級線圈T11之兩端，流經初級線圈T11的一初級側的電感電流IL2 將由零開始線性增加，電感電流IL2 增加的速度與輸入電壓Vdc成正比。流經開關Q4之電流IQ2 等於流經初級線圈T11之電感電流IL2 。
當電流IQ2 流經作為電流偵測電路的第一電阻R10時，會使第一電阻R10的第一端和第二端之間形成一電壓值，亦即電流偵測訊號CS2。驅動控制器130透過此電流偵測訊號CS2的一位階值(電壓值)，即可推斷初級側的電感電流IL2 的狀態，以達到偵測初級側之電感電流及過電流保護的目的。
當驅動控制器130輸出低位階的控制訊號至開關Q4時，亦即在開關Q4之第二端和第三端間的電壓值VGS2 將變為零，開關Q4在開關截止時間tOFF2 期間將截止(OFF)。在開關Q4截止的瞬間，驅動控制器130由電流偵測訊號CS2獲取電感電流IL2 的一峰值IL2,peak ，如『第8圖』所示。
此時，儲存在變壓器T1之激磁電感的能量將透過整流器D4逐漸釋放，形成電流ID2 ，使作為時間偵測電路之第一端和第二端之間形成一電壓值VDS2 。而電壓值VDS2 經由第二電阻R11和第三電阻R12的分壓，產生一分壓值，亦即時間偵測訊號TD2。驅動控制器130透過時間偵測訊號TD2，即可推斷變壓器T1之激磁電感放電結束的時間。
當變壓器T1之激磁電感放電結束時，由於開關Q4內的一寄生電容與變壓器T1之激磁電感和一漏電感(未繪示)之間會產生諧振，使得電壓值VDS2 仍會持續振盪一段時間。當驅動控制器130由時間偵測訊號TD2偵測到電壓值VDS2 開始振盪時，在電壓值VDS2 開始振盪的瞬間，根據此振盪波形的一最大斜率變化，來判定變壓器T1之激磁電感是否已放電完畢。
上述由電感電流IL2 之峰值IL2,peak 降到零所需的時間稱為變壓器T1之激磁電感的釋能時間tDIS2 。供應至發光二極體之平均輸出電流IO2,AVG 與釋能時間tDIS2 和電感電流IL2 有關，其關係式如下：IO2,AVG =(IDO2,peak ‧tDIS2 )/2TS2 =(IL2,peak ‧tDIS2 )/2TS2 =(IQ2,peak ‧tDIS2 )/2TS2 其中，TS2 為開關Q4之預設的一切換週期，IDO2,peak 為電流ID2 的峰值，IQ2,peak 為電流IQ2 的峰值。
請參照『第7圖』，其係為根據本提案第五實施例之發光二極體驅動電路的架構示意圖。發光二極體驅動電路50包含一直流電源供應電路(未繪示)、一功率因數校正電路520、一驅動控制器130、一二極體D5和一輸出電容C5，其中直流電源供應電路的運作如『第2圖』的直流電源供應電路相同，因此不加贅述。
功率因數校正電路520用以控制發光二極體驅動電路50的一功率因數，功率因數校正電路520包含一變壓器T2、一開關Q5、一電流偵測電路和一時間偵測電路。變壓器T2包含一初級線圈T21和一次級線圈T22。初級線圈T21之第一端連結於端點A。開關Q5之第一端連結於初級線圈T21之第二端，開關Q5之第二端 連結於電流偵測電路之第一端和驅動控制器130，開關Q5之第三端連結於驅動控制器130。電流偵測電路之第二端連結於端點B。時間偵測電路之第一端連結於初級線圈T21之第二端和開關Q5之第一端，時間偵測電路之第二端連結於端點B，時間偵測電路之第三端連結於驅動控制器130。
在一實施例中，電流偵測電路可包含但不限於一第一電阻R13。第一電阻R13的第一端連結於開關Q5之第二端和驅動控制器130，第一電阻R13的第二端連結於端點B。時間偵測電路可包含但不限於一第二電阻R14和一第三電阻R15。第二電阻R14之第一端(電流偵測電路之第一端)連結於初級線圈T21的第二端和開關Q5的第一端，第二電阻R14之第二端連結於第三電阻R15之第一端和驅動控制器130。第三電阻R15之第二端(電流偵測電路之第二端)連結於端點B。
整流器D5之第二端連結於次級線圈T12之第二端，整流器D5之第一端連結於端點F及輸出電容C5之第二端。輸出電容C5之第一端連結於次級線圈T22之第一端和端點E，輸出電容C5之第二端連結於整流器D5之第一端和端點F，端點E和F為負載端之兩端。此發光二極體驅動電路50之運作狀態，請參考『第8圖』所示。
以上所述第四實施例和第五實施例皆係為隔離式之發光二極體驅動電路，因此端點E和F的極性與端點C和D相反。此外，變壓器T1和T2可為但不限於反極性。
請參考『第9圖』，其係為根據本提案一實施例之驅動控制器 的方塊示意圖。驅動控制器130包含一供電單元821、一電流偵測單元132、一時間偵測單元133、一電流設定單元134、一控制單元135、一開關驅動單元136和一調光控制單元137。供電單元821可透過供電電路(可為外部電路或控制器內部電路)連結於『第2圖』至『第4圖』、『第5圖』和『第6圖』的端點A，用以供應驅動控制器130運作的需要。
電流偵測單元132可連結於電流偵測電路，亦即『第2圖』的電阻R1之第一端，或者『第3圖』的電阻R4之第一端，或者『第4圖』之電阻R7之第一端，或者『第6圖』之電阻R10之第一端，或者『第7圖』之電阻R13之第一端。電流偵測單元132用以接收電流偵測訊號CS1或CS2，並傳送至電流設定單元134。
時間偵測單元133可連結於時間偵測電路，亦即『第2圖』的電阻R2和R3的相接處(時間偵測電路的第三端)，『第3圖』的電阻R5和R6的相接處(時間偵測電路的第三端)，或者『第4圖』的電阻R8和R9的相接處(時間偵測電路的第三端)，『第6圖』的電阻R11和R12的相接處(時間偵測電路的第三端)，『第7圖』的電阻R14和R15的相接處(時間偵測電路的第三端)。時間偵測單元133用以接收時間偵測訊號TD1或TD2，並傳送至電流設定單元134。
電流設定單元134連結於電流偵測單元132、時間偵測單元133和控制單元135，用以接收電流偵側訊號CS1和時間偵側訊號TD1，或是接收電流偵側訊號CS2和時間偵側訊號TD2，以產生一電流設定訊號至控制單元135。控制單元135連結於開關驅動單 元136，用以根據電流設定訊號，輸出一控制訊號至開關驅動單元136。
開關驅動單元136連結於『第2圖』之開關Q1的第三端，或『第3圖』之開關Q2的第三端，或『第4圖』之開關Q3的第三端，或『第6圖』之開關Q4的第三端，或『第7圖』之開關Q5的第三端。開關驅動單元136用以根據控制訊號，輸出一驅動訊號至開關Q1、開關Q2、開關Q3、開關Q4和開關Q5，以控制開關Q1、開關Q2、開關Q3、開關Q4和開關Q5的導通與截止。驅動訊號係為一脈寬調變訊號。
調光控制單元137，連結於控制單元135，用以根據使用者的需求來提供一調光控制訊號至控制單元135，以改變控制單元135所設定的用以提供LED的輸出電流值。
上述各實施例中，開關可以係為金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)、雙極電晶體(Bipolar Junction Transistor,BJT)或絕緣閘雙極電晶體(Isolated Gate Bipolar Transistor,IGBT)，但不為本案之限制。
上述各驅動控制器中的控制單元可由一誤差放大器(Error Amplifier)、一比較器和一正反器(Flip-Flops)來實施，以提供一具有時脈特性的控制訊號給開關，控制開關的導通率。然而此實施例不為本案之限制。
上述之發光二極體驅動電路的實施例係為交流對直流(AD to DC)的發光二極體驅動電路，適用於一非隔離式(Non-Isolated)或一隔離式(Isolated)的驅動電路，用以驅動一顯示裝置。然而，此不為 本案之限制。
上述之各個實施例可透過電流偵測電路來偵測電感電流，以達到過電流保護(Over Current Protection)的目的；在開關截止時，透過時間偵測電路來抓取開關、電感及二整流器的節點電壓訊號，並藉此訊號來達到過電壓保護(Over Voltage Protection)的目的。此外，利用偵測到之電感電流峰值以及電感的放電結束時間來估算輸出平均電流，並透過誤差放大器、比較器及正反器來決定開關的導通率(Duty Ratio)，藉此達到回控並穩定輸出電流的效果。
上述之各個實施例操作在不連續電流模式(Discontinuous Current Mode,DCM)或臨界電流模式(Boundary Current Mode,BCM)下，不需取樣線電壓，也不需要乘法器及正弦表，即可自然達到輸入電流與電壓成比例且同相位關係，且有良好的線調整率(Line Regulation)。
上述之各個實施例可透過但不限於電壓模式達到功率因數校正的目的。
並且，由於上述之各個實施例可採用但不限於對地式架構，因此可輕易搭配各種調光方式。
雖然本提案以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本提案，任何熟習相像技藝者，在不脫離本提案之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本提案之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
10、20、30、40、50‧‧‧發光二極體驅動電路
110‧‧‧直流電源供應電路
111‧‧‧交流電路
112‧‧‧電磁干擾濾波器
113‧‧‧整流電路
120、220、320、420、520‧‧‧功率因數校正電路
130‧‧‧驅動控制器
132‧‧‧電流偵測單元
133‧‧‧時間偵測單元
134‧‧‧電流設定單元
135‧‧‧控制單元
136‧‧‧開關驅動單元
137‧‧‧調光控制單元
CS1、CS2‧‧‧電流偵測訊號
GD1、GD2‧‧‧控制訊號
TD1、TD2‧‧‧時間偵測訊號
C1-C5‧‧‧輸出電容
D1-D5‧‧‧整流器
L1-L3‧‧‧電感
Q1、Q2、Q3、Q4、Q5‧‧‧開關
R1-R15‧‧‧電阻
T1、T2‧‧‧變壓器
T11、T21‧‧‧初級線圈
T12、T22‧‧‧次級線圈
A-F‧‧‧端點
IL1 、IL2 ‧‧‧電感電流
IQ1 、IQ2 、ID1 、ID2 ‧‧‧電流
VGS1 、VGS2 、VDS1 、VDS2 ‧‧‧電壓值
Vdc‧‧‧輸入電壓
IL1,peak 、IL2,peak 、IQ1,peak 、IQ2,peak ‧‧‧峰值
IDO1,peak 、IDO2,peak ‧‧‧峰值
IO1,AVG 、IO2,AVG ‧‧‧平均輸出電流
tON1 、tON2 ‧‧‧開關導通時間
tDIS1 、tDIS2 ‧‧‧釋能時間
tOFF1 、tOFF2 ‧‧‧開關截止時間
TS1 、TS2 ‧‧‧切換週期
第1A圖係為先前技術的系統示意圖。
第1B圖係為先前技術的控制方塊圖。
第2圖係為根據本提案一實施例之發光二極體驅動電路的架構示意圖。
第3圖係為根據本提案一實施例之發光二極體驅動電路的作動示意圖。
第4圖係為根據本提案一實施例之發光二極體驅動電路的架構示意圖。
第5圖係為根據本提案一實施例之發光二極體驅動電路的作動示意圖。
第6圖係為根據本提案一實施例之驅動控制器的方塊示意圖。
第7圖係為根據本提案一實施例之驅動控制器的方塊示意圖。
第8圖係為根據本提案一實施例之發光二極體驅動電路的作動示意圖。
第9圖係為根據本提案一實施例之驅動控制器的方塊示意圖。
10‧‧‧發光二極體驅動電路
110‧‧‧直流電源供應電路
111‧‧‧交流電源
112‧‧‧電磁干擾濾波器
113‧‧‧整流電路
120‧‧‧功率因數校正電路
130‧‧‧驅動控制器
CS1‧‧‧電流偵測訊號
GD1‧‧‧控制訊號
TD1‧‧‧時間偵測訊號
C1‧‧‧輸出電容
D1‧‧‧整流器
L1‧‧‧電感
Q1‧‧‧開關
R1-R3‧‧‧電阻
A-D‧‧‧端點
IL1 ‧‧‧電感電流
IQ1 、ID1 ‧‧‧電流
VGS1 、VDS1 ‧‧‧電壓值
Vdc‧‧‧輸入電壓

Claims (18)

  1. 一種發光二極體驅動電路，用以驅動至少一個發光二極體，該發光二極體驅動電路包含：一功率因數校正電路，用以控制該發光二極體驅動電路之一功率因數，其至少包含：一電感，其一第一端連結於一正電源端，用以感應一電感電流，以及提供能量給該至少一發光二極體；一開關，連結於該電感之一第二端，用以根據一驅動訊號的控制來導通；一電流偵測電路，連結於該開關，用以偵測該電感電流之一位階值；以及一時間偵測電路，連結於該開關，用以偵測該電感電流由一峰值下降至零所需之一釋能時間；以及一驅動控制器，連結於該開關、該電流偵測電路和該時間偵測電路，用以根據該位階值和該釋能時間，輸出該驅動訊號至該開關。
  2. 如請求項第1項所述之發光二極體驅動電路，其中該時間偵測電路之一第一端連結於該開關之一第一端和該電感之該第二端，該時間偵測電路之一第二端連結於一接地，該時間偵測電路之一第三端連結於該驅動控制器，該電流偵測電路之一第一端連結於該開關之一第二端和該驅動控制器，該電流偵測電路之一第二端連結於該接地，該開關之一第三端連結於該驅動控制器。
  3. 如請求項第2項所述之發光二極體驅動電路，其中該電流偵測電路包含一第一電阻，該第一電阻之一第一端連結於該開關之該第二端和該驅動控制器，該第一電阻之一第二端連結於該接地。
  4. 如請求項第2項所述之發光二極體驅動電路，其中該時間偵測電路包含一第二電阻和一第三電阻，該第二電阻之一第一端連結於該電感之該第二端和該開關之該第一端，該第二電阻之一第二端連結於該第三電阻之一第一端，該第三電阻之一第二端連結於該接地，該第二電阻之該第二端和該第三電阻之該第一端連結於該驅動控制器。
  5. 如請求項第2項所述之發光二極體驅動電路，更包含：一輸出電容，其一第一端連結於該電感之該第一端；以及一整流器，其一第一端連結於該電感之該第二端、該電流偵測電路之該第一端和該開關之該第一端，該整流器之一第二端連結於該輸出電容之一第二端。
  6. 如請求項第2項所述之發光二極體驅動電路，更包含：一整流器，其一第二端連結於該電感之該第一端；以及一輸出電容，其一第一端連結於該整流器之一第一端，該輸出電容之一第二端連結於該電感之該第二端、該電流偵測電路之該第一端和該開關之該第一端。
  7. 如請求項第1項所述之發光二極體驅動電路，其中該功率因數校正電路更包含：一整流器，其一第一端連結於該開關和該電感之該第二 端，該整流器之一第二端連結於該時間偵測電路。
  8. 如請求項第7項所述之發光二極體驅動電路，其中該整流器之該第一端連結於該開關之一第一端和該電感之該第二端，該電流偵測電路之一第一端連結於該開關之一第二端，該電流偵測電路之一第二端連結於一接地，該時間偵測電路之一第一端連結於該整流器之該第二端，該時間偵測電路之一第二端連結於該接地，該時間偵測電路之一第三端連結於該驅動控制器，該開關之一第三端連結於該驅動控制器。
  9. 如請求項第7項所述之發光二極體驅動電路，其中該電流偵測電路包含一第一電阻，該第一電阻之一第一端連結於該開關之該第二端和該驅動控制器，該第一電阻之一第二端連結於該接地。
  10. 如請求項第7項所述之發光二極體驅動電路，其中該時間偵測電路包含一第二電阻和一第三電阻，該第二電阻之一第一端連結於該整流器之該第二端，該第二電阻之一第二端連結於該第三電阻之一第一端，該第三電阻之一第二端連結於該接地，該第二電阻之該第二端和該第三電阻之該第一端連結於該驅動控制器。
  11. 如請求項第7項所述之發光二極體驅動電路，更包含：一輸出電容，其一第一端連結於該電感之該第一端，該輸出電容之一第二端連結於該整流器之該第二端。
  12. 一種發光二極體驅動電路，用以驅動至少一個發光二極體，該發光二極體驅動電路包含： 一功率因數校正電路，用以控制該發光二極體驅動電路之一功率因數，其包含：一變壓器，具有一初級線圈和一次級線圈，該初級線圈之一第一端連結於一正電源端，用以感應形成一電感電流，該次級線圈耦合該初級線圈所儲存的能量，以提供給該至少一發光二極體；一開關，連結於該初級線圈之一第二端，用以根據一驅動訊號的控制來導通；一電流偵測電路，連結於該開關，用以偵測該電感電流之一位階值；以及一時間偵測電路，連結於該開關、該初級線圈之該第二端，用以偵測該電感電流由一峰值下降至零所需之一釋能時間；以及一驅動控制器，連結於該開關、該電流偵測電路和該時間偵測電路，用以根據該位階值和該釋能時間，輸出該驅動訊號至該開關。
  13. 如請求項第12項所述之發光二極體驅動電路，其中該時間偵測電路之一第一端連結於該開關之一第一端和該初級線圈之該第二端，該時間偵測電路之一第二端連結於一接地，該時間偵測電路之一第三端連結於該驅動控制器，該電流偵測電路之一第一端連結於該開關之一第二端，該電流偵測電路之一第二端連結於該接地，該開關之一第三端連結於該驅動控制器。
  14. 如請求項第13項所述之發光二極體驅動電路，其中該電流偵 測電路包含一第一電阻，該第一電阻之一第一端連結於該開關之該第二端和該初級線圈之該第二端，該第一電阻之一第二端連結於該接地，而該第一電阻之該第一端與該開關之該第二端連結於該驅動控制器。
  15. 如請求項第13項所述之發光二極體驅動電路，其中該時間偵測電路包含一第二電阻和一第三電阻，該第二電阻之一第一端連結於該初級線圈之該第二端和該開關之該第一端，該第二電阻之一第二端連結於該第三電阻之一第一端和該驅動控制器，該第三電阻之一第二端連結於該接地。
  16. 如請求項第12項所述之發光二極體驅動電路，更包含：一整流器，其一第一端連結於該次級線圈之一第一端；以及一輸出電容，其一第一端連結於該整流器之一第二端，該輸出電容之一第二端連結於該次級線圈之一第二端。
  17. 如請求項第12項所述之發光二極體驅動電路，更包含：一輸出電容，其一第一端連結於該次級線圈之一第一端；以及一整流器，其一第二端連結於該次級線圈之一第二端，該整流器之一第一端連結於該輸出電容之一第二端。
  18. 如請求項第12項所述之發光二極體驅動電路，其中該變壓器係為反極性。
TW101119391A 2012-05-30 2012-05-30 發光二極體驅動電路 TWI444102B (zh)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101119391A TWI444102B (zh) 2012-05-30 2012-05-30 發光二極體驅動電路
CN2012101846846A CN103458560A (zh) 2012-05-30 2012-06-06 发光二极管驱动电路
US13/728,624 US8884538B2 (en) 2012-05-30 2012-12-27 Light-emitting diode driving circuit
EP13150005.0A EP2699058A3 (en) 2012-05-30 2013-01-02 Light-emitting diode driving circuit
KR1020130005244A KR20130135031A (ko) 2012-05-30 2013-01-17 발광다이오드 구동 회로
JP2013044157A JP2013251528A (ja) 2012-05-30 2013-03-06 発光ダイオード駆動回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101119391A TWI444102B (zh) 2012-05-30 2012-05-30 發光二極體驅動電路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201349934A TW201349934A (zh) 2013-12-01
TWI444102B true TWI444102B (zh) 2014-07-01

Family

ID=47715831

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101119391A TWI444102B (zh) 2012-05-30 2012-05-30 發光二極體驅動電路

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8884538B2 (zh)
EP (1) EP2699058A3 (zh)
JP (1) JP2013251528A (zh)
KR (1) KR20130135031A (zh)
CN (1) CN103458560A (zh)
TW (1) TWI444102B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8710745B1 (en) * 2012-12-11 2014-04-29 Unity Opto Technology Co., Ltd. LED drive circuit
US10063086B2 (en) 2014-11-06 2018-08-28 Halo International SEZC Ltd. Portable power charger kit for wirelessly recharging electronic devices

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004178943A (ja) * 2002-11-26 2004-06-24 Matsushita Electric Works Ltd 放電灯点灯装置
US7276861B1 (en) * 2004-09-21 2007-10-02 Exclara, Inc. System and method for driving LED
JP2007080771A (ja) * 2005-09-16 2007-03-29 Nec Lighting Ltd 照明用低圧電源回路、照明装置および照明用低圧電源出力方法
JP5163283B2 (ja) * 2008-05-22 2013-03-13 サンケン電気株式会社 力率改善回路
WO2010106701A1 (ja) * 2009-03-18 2010-09-23 株式会社村田製作所 Ｐｆｃコンバータ
JP2011035112A (ja) * 2009-07-31 2011-02-17 Sanyo Electric Co Ltd 発光ダイオード駆動回路、照明機器
JP5402469B2 (ja) * 2009-09-28 2014-01-29 サンケン電気株式会社 電力変換装置及び制御回路
JP5554108B2 (ja) * 2010-03-26 2014-07-23 パナソニック株式会社 過電流防止式電源装置及びそれを用いた照明器具
TWI419469B (zh) * 2010-08-04 2013-12-11 Macroblock Inc 電路調節器及其同步時脈產生電路
US8384304B2 (en) * 2010-08-23 2013-02-26 Immense Advance Technology Corp. LED driver controller
CN101951177B (zh) * 2010-09-06 2014-05-07 Bcd半导体制造有限公司 开关电源***及开关电源控制电路
TWI429175B (zh) * 2011-03-04 2014-03-01 Wen Chung Yeh 電源管理器、控制方法與積體電路

Also Published As

Publication number Publication date
US8884538B2 (en) 2014-11-11
US20130320872A1 (en) 2013-12-05
EP2699058A3 (en) 2014-12-24
KR20130135031A (ko) 2013-12-10
JP2013251528A (ja) 2013-12-12
CN103458560A (zh) 2013-12-18
EP2699058A2 (en) 2014-02-19
TW201349934A (zh) 2013-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI566637B (zh) 具有獨立控制之級聯升壓和反相降壓轉換器
TWI489911B (zh) 可全相位啟動三極交流開關之主動洩流電路及使用該主動洩流電路之發光元件電源供應電路與三極交流開關控制方法
TWI436689B (zh) 發光裝置及其控制方法
US8749174B2 (en) Load current management circuit
TWI589106B (zh) 開關電源及其開關控制器
TWI558083B (zh) 絕緣型直流電源裝置以及控制方法
US20110181196A1 (en) Dimmer for a light emitting device
TW201233248A (en) Led driving apparatus and led lighting apparatus
TW201315105A (zh) 使用與開關串聯之負載的偏壓電壓產生技術
JP5761301B2 (ja) 点灯装置および照明器具
GB2482371A (en) A switching power supply integrated circuit that supports multiple topologies
TWI499350B (zh) 發光二極體驅動器
JP2012014833A5 (zh)
EP2710720A2 (en) A switched mode power supply
JP2010284031A (ja) スイッチング電源装置及びそれを用いた照明装置
US9848467B2 (en) Driver for driving a load
JP2013033651A (ja) 発光体駆動装置及びこれを用いた照明機器
JP2011155747A (ja) 電源装置及び照明器具
TW201143527A (en) Control circuit for light-emitting element
TWI444102B (zh) 發光二極體驅動電路
JP2011155748A (ja) 電源装置及び照明器具
GB2502992A (en) A constant current switched mode power supply controller
JP2011155746A (ja) 電源装置及び照明器具
JP2016051525A (ja) 点灯装置、該点灯装置を用いた照明器具、並びに、該照明器具を用いた照明システム
KR20110035837A (ko) 발광 장치를 위한 조광 장치

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees