CN101730332A - 发光二极管的驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发光二极管驱动电路，包含有：交直流转换电路，用以转换交流电源为直流电源；开关元件的输入接点连接至交直流转换电路；控制单元的电源接点与开关元件的输入接点间设置有第一电阻，并根据一设定频率输出控制信号至开关元件，以导通或关闭开关元件；第二电阻，用以提供控制单元侦测直流电源的半周期的电压值；电容的第一端连接至电源接点，电容的第二端连接至控制单元的接地接点；电感的第一端连接至接地接点和电容的第二端，电感的第二端连接至发光二极管；第三电阻的第一端连接至第一电容元件的第一端；及第一萧特基二极管的阴极连接至第三电阻的第二端，第一萧特基二极管的阳极连接至第一电感元件的第二端。

Description

发光二极管的驱动电路

技术领域

本发明是关于一种驱动电路，特别是一种具半周期或全周期侦测的发光二极管驱动电路。

背景技术

由于发光二极管兼具了体积小巧、重量轻、电力效能好、使用寿命长、耐摔耐震、成本低廉等诸多优点，使得发光二极管成为目前液晶显示器的背光光源的重要元件之一。

在操作特性上，发光二极管的亮度会因为电流的大小而改变，也因此，技术上都以维持固定电流的方式来驱动发光二极管。由于每颗发光二极管所发出的亮度以及色彩直接与流经发光二极管本身的电流相关，因此要发挥发光二极管的完整优势，就需要进行电流的精密控制，也就是这样，产品开发人员在设计应用装置时，都要考虑如何透过驱动电路与集成电路(Integrated Circuit，IC)，来有效控制发光二极管的电流，以便掌握屏幕的背光表现。

由本发明专利申请人提出而且在台湾已核准公开的00533672号无变压器式交/直流转换电路，提出了一种可以输出稳定的恒电流的无变压器式交/直流转换电路，以适用于发光元件(如发光二极管LED)这类需要一稳定的供应电流的负载器件，其中所揭露的技术手段是利用电流开关电路来达到限制负载电流于一稳定范围的目的，其中的控制电路主要是依据控制电路的输出与输入的电位差决定电流开关电路的开/关(ON/OFF)动作，当电位差低于一默认值，即开启负载电流，当电位差高于一默认值，即关闭负载电流，藉以达到限制负载电流的功效。

虽然上述专利已能达到利用电流开关电路来达到限制负载电流于一稳定范围的目的，但是若能更有效控制发光二极管的驱动电流，将可使屏幕的背光表现更佳，因此，如何提供一种可精准控制发光二极管驱动电流的驱动电路，成为研究人员待解决的问题之一。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明提供一种发光二极管的驱动电路，透过控制单元侦测目前发光二极管的驱动电流值，并根据目前发光二极管的驱动电流值控制相应的开关电路，以精准控制发光二极管驱动电流。

因此，本发明所揭露的发光二极管的驱动电路，包含有：交直流转换电路，用以转换一交流电源为一直流电源；开关元件，具有输入接点、输出接点与控制接点，开关元件的输入接点连接至交直流转换电路；控制单元，具有电源接点、控制接点、侦测接点与接地接点，控制单元的电源接点与开关元件的输入接点间设置有第一电阻，控制单元根据一设定频率由控制接点输出控制信号至开关元件的控制接点，以导通或关闭开关元件；第二电阻，设置于控制单元的侦测接点与接地接点之间，用以提供控制单元侦测直流电源的半周期的电压值；第一电容元件，具有第一端与第二端，第一电容元件的第一端连接至电源接点，第一电容元件的第二端连接至接地接点；第一电感元件，具有第一端与第二端，第一电感元件的第一端连接至接地接点和第一电容元件的第二端，第一电感元件的第二端连接至一负载；第三电阻，具有第一端与第二端，第三电阻的第一端连接至第一电容元件的第一端；及第一萧特基二极管，具有阴极与阳极，第一萧特基二极管的阴极连接至第三电阻的第二端，第一萧特基二极管的阳极连接至第一电感元件的第二端。

本发明所揭露的发光二极管的驱动电路，包含有：交直流转换电路，用以转换一交流电源为一直流电源；开关元件，具有输入接点、输出接点与控制接点，输入接点连接至交直流转换电路；控制单元，具有电源接点、控制接点、侦测接点与接地接点，控制单元的电源接点与开关元件的输入接点间设置有第一电阻，控制单元由控制接点输出一控制信号至开关元件的控制接点，以导通或关闭开关元件；第二电阻，具有第一端与第二端，设置于控制单元的侦测接点与接地接点之间，用以提供控制单元侦测直流电源的半周期的电压值，以使控制单元决定是否输出控制信号；第一电容元件，具有第一端与第二端，第一电容元件的第一端连接至电源接点，第一电容元件的第二端连接至接地接点和第二电阻的第二端；第一电感元件，具有第一端与第二端，第一电感元件的第一端连接至第二电阻的第一端，第一电感元件的第二端连接至一负载；第三电阻，具有第一端与第二端，第三电阻的第一端连接至第一电容元件的第一端；及第一萧特基二极管，具有阴极与阳极，第一萧特基二极管的阴极连接至第三电阻的第二端，第一萧特基二极管的阳极连接至第一电感元件的第二端。

本发明所揭露的发光二极管的驱动电路，包含有：交直流转换电路，用以转换交流电源为直流电源；开关元件，具有输入接点、输出接点与控制接点，该输入接点连接至该交直流转换电路；控制单元，具有电源接点、控制接点、侦测接点与接地接点，该控制单元的该电源接点与该开关元件的该输入接点间设置有第一电阻，该控制单元由该控制接点输出控制信号至该开关元件的该控制接点，以导通或关闭该开关元件；第二电阻，具有第一端与第二端，设置于该控制单元的侦测接点与接地接点之间，用以提供该控制单元侦测该直流电源的电压值，以决定是否输出该控制信号；第一电容元件，具有第一端与第二端，该第一电容元件的第一端连接至电源接点，该第一电容元件的第二端连接至该接地接点和该第二电阻的第一端；第一电感元件，具有第一端与第二端，该第一电感元件的第一端连接至该第二电阻的第一端，该第一电感元件的第二端连接至该发光二极管；第三电阻，具有第一端与第二端，该第三电阻的第一端连接至该第一电容元件的第一端；第一萧特基二极管，具有阴极与阳极，该第一萧特基二极管的阴极连接至该第三电阻的第二端，该第一萧特基二极管的阳极连接至该第一电感元件的第二端。

藉由这种发光二极管的驱动电路，利用第二电阻与控制单元所组成的侦测回路，以取得透直流电源的半周期或全周期的驱动电压值，并将取得的驱动电压值与设定的目标电压值作比较，控制单元依据比较结果导通或关闭输入至发光二极管的驱动电流的电流开关电路，以精确控制发光二极管的驱动电流。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1是为本发明第一实施例的启动阶段的电路示意图；

图2A与图2B是为本发明第一实施例的启动阶段的信号时序图；

图3是为本发明第一实施例的稳定阶段的电路示意图；

图4A与图4B是为本发明第一实施例的稳定阶段的信号时序图；

图5是为本发明第一实施例的控制单元的电路方块图；

图6是为本发明第二实施例的电路图；

图7A与图7B是为本发明第二实施例的稳定阶段的信号时序图；

图8是为本发明第二实施例的控制单元的电路方块图；

图9是为本发明第三实施例的电路图；

图10A与图10B是为本发明第三实施例的稳定阶段的信号时序图。

其中，附图标记

10    交直流转换电路

20    控制单元

201   震荡器

202   工作周期限制器

203   脉波宽度调变栓锁器

204   与门

205   驱动器

206   电压过低锁定器

207   前缘消隐器

208   第一比较器

209   或门

210   或非门

211   过压保护器

212   参考电压产生器

213   电压电流参考信号产生器

214   稳压器

215   第一运算放大器

216   过温关机控制器

Cin   输入电容

Cout  输出电容

C1    第一电容元件

C2    第二电容

L1    第一电感元件

R1    第一电阻

R2    第二电阻

R3    第三电阻

R4    第四电阻

R5    第五电阻

R6    第六电阻

Q1    第一半导体开关

Q2    第二半导体开关

Q3    第三半导体开关

Q4    第四半导体开关

EN    致能接点

Vcc   电源接点

Vin   直流电源

Vsen  侦测接点

GDRV  控制接点

Gnd   接地接点

GndF  接点

Msw   开关元件

Dr1   第一萧特基二极管

Dr2   第二萧特基二极管

LED1  第一发光二极管

LEDn  第n发光二极管

IR1   第一电阻的电流

IL1   第一电感的电流

IDr1  第一萧特基二极管的电流

ILED  发光二极管的电流

IMsw  开关元件的电流

具体实施方式

请参照图1，是为本发明第一实施例的启动阶段的电路示意图。如图1所示，本发明的具半周期侦测的发光二极管驱动电路包含有交直流转换电路10、第一电阻R1、开关元件Msw、控制单元20、第二电阻R2、第一电容元件C1、第一电感元件L1、第三电阻R3、第一萧特基二极管Dr1与第二萧特基二极管Dr2。以下所述的“连接”为电性连接关系。

交直流转换电路10用以接收交流电源，并转换交流电源为直流电源Vin。交直流转换电路10的输出端连接有一个输入电容Cin。交直流转换电路10可包含有桥式全波整流器，或者桥式半波整流器。

开关元件Msw具有一输入接点、一输出接点与一控制接点。开关元件Msw的输入接点连接至交直流转换电路10。开关元件Msw可以例如是N型金氧半导体场效晶体管(N-MOSFET)或者是双极性晶体管。第一实施例中的开关元件Msw为N型金氧半导体场效晶体管，故开关元件Msw的输入接点相当于N型金氧半导体场效晶体管的漏极，开关元件Msw的输出接点相当于N型金氧半导体场效晶体管的源极，开关元件Msw的控制接点相当于N型金氧半导体场效晶体管的栅极。

控制单元20具有一电源接点Vcc、一控制接点GDRV、一侦测接点Vsen与一接地接点Gnd。控制单元20的控制接点GDRV连接至开关元件Msw的控制接点。控制单元20的侦测接点Vsen连接至开关元件Msw的输出接点。控制单元20的电源接点Vcc与开关元件Msw的输入接点间设置有第一电阻R1。第一电阻R1具有第一端与第二端。第一电阻R1的第一端连接至开关元件Msw的输入接点和交直流转换电路10。第一电阻R1的第二端连接至控制单元20的电源接点Vcc。控制单元20根据一设定频率由控制接点GDRV输出一控制信号至开关元件Msw的控制接点，以导通或关闭开关元件Msw。

第二电阻R2设置于控制单元20的侦测接点Vsen与接地接点Gnd之间。第二电阻R2具有第一端与第二端。第二电阻R2的第一端连接至控制单元20的侦测接点Vsen和开关元件Msw的输出接点。第二电阻R2的第二端连接至控制单元20的接地接点Gnd。第二电阻R2用以提供控制单元20侦测直流电源的半周期的电压值。另外，第二电阻R2的阻抗值小于第一电阻R1的阻抗值，两者的阻抗值相差约10⁶倍。

第一电容元件C1具有第一端与第二端。第一电容元件C1的第一端连接至电源接点Vcc。第一电容元件C1的第二端连接至接地接点Gnd。

第一电感元件L1具有第一端与第二端。第一电感元件L1的第一端连接至接地接点Gnd和第一电容元件C1的第二端。第一电感元件L1的第二端连接至一负载。负载为串行发光二极管，由多个发光二极管串联连接组成。其中第一发光二极管LED1的阳极连接至第一电感元件L1的第二端，第一发光二极管LED1的阴极连接至下一个发光二极管的阳极，依此类堆，第n发光二极管LEDn的阴极接地。

输出电容Cout具有第一端与第二端。输出电容Cout的第一端连接至第一电感元件L1的第二端。输出电容Cout的第二端接地。第一实施例中的输出电容Cout的电容值与第一电容元件C1的电容值约略相等。

第三电阻R3具有第一端与第二端。第三电阻R3的第一端连接至第一电容元件C1的第一端。第三电阻R3的第二端连接至第一萧特基二极管Dr1的阴极，第一萧特基二极管Dr1的阳极连接至输出电容Cout的第一端。

第二萧特基二极管Dr2的阴极连接至接地接点Gnd，第二萧特基二极管Dr2的阳极接地。

请参照图2A与图2B，是为本发明第一实施例的启动阶段的信号时序图。图2A中的横轴均为时间(t)，纵轴IR1为第一电阻的电流，纵轴VC1为第一电容C1的电压，纵轴GDRV为控制单元20的控制接点的电压，纵轴GndF为接点GndF的电压。图2B中的横轴均为时间(t)，纵轴GndF为接点GndF的电压，纵轴IL1为第一电感L1的电流，纵轴IDr1为第一萧特基二极管Dr1的电流，纵轴ILED为发光二极管的电流。以下说明电路动作原理，当具半周期侦测的发光二极管驱动电路于启动阶段时，开关元件Msw为关闭(Off)，交直流转换电路10输出电流IR1经第一电阻R1、第一电容元件C1与第一电感元件L1至串行发光二极管，其中输出电流IR1的电流值为VA/R1，而VA为第一电阻R1两端的压降，此时，输出电流IR1对第一电容元件C1进行充电，随着第一电容元件C1的充电状态，输出电流IR1逐渐下降，当第一电容元件C1充饱后，则控制单元20启动开始工作，而控制单元20的工作电压为17伏特。接着，控制单元20由控制接点GDRV输出控制信号至开关元件Msw，以导通(on)开关元件Msw。

接下来，请参照图3，是为本发明第一实施例的稳定阶段的电路示意图。由于图3的电路连接关系与图1相同，故以下不再赘述。

请参照图4A与图4B，是为本发明第一实施例的稳定阶段的信号时序图。图4A中的横轴均为时间(t)，纵轴Vsen为控制单元20的侦测接点的电压，纵轴GDRV为控制单元20的控制接点的电压，纵轴GndF为接点GndF的电压，纵轴IMsw为开关元件的电流。图4B中的横轴均为时间(t)，纵轴IMsw为开关元件的电流，纵轴IL1为第一电感L1的电流，纵轴IDr1为第一萧特基二极管Dr1的电流，纵轴ILED为发光二极管的电流。以下说明电路动作原理，于控制信号的正半周期时，电流IMsw对第一电感元件L1充电，而于控制信号的负半周期时，第一电感元件L1放电并同时对第一电容元件C1。

当开关元件Msw导通后，电流IMsw流经开关元件Msw、第二电阻R2、第一电感元件L1至串行发光二极管，以驱动串行发光二极管发光，此时，侦测接点Vsen取得第二电阻R2的电压值，当第二电阻R2的电压值到达控制单元20所设定的电压值(0.5伏特)时，则控制单元20由控制接点GDRV输出控制信号至开关元件Msw，以关闭开关元件Msw。

接着，控制单元20根据一设定频率决定下一次由控制接点GDRV输出的控制信号的时间，而第一电感元件L1的电感值大小可影响控制接点GDRV输出的控制信号的时间。

请参照图5，是为本发明第一实施例的控制单元的电路方块图。如图5所示，本发明第一实施例的控制单元20包含有震荡器201、工作周期限制器(dutycycle limit)202、脉波宽度调变栓锁器(PWM latch)203、与门(AND gate)204、驱动器205、电压过低锁定器206、前缘消隐器207、第一比较器208、或门(ORgate)209、或非门(NOR gate)210、过压保护器211与第二电容C2。

首先，震荡器201的输出端分别连接至工作周期限制器202的第一输入端与脉波宽度调变栓锁器203的第一输入端。脉波宽度调变栓锁器203的输出端连接至与门204的第一输入端。工作周期限制器202的输出端连接至与门204的第二输入端。与门204的输出端连接至驱动器205的输入端。驱动器205的输出端连接至控制接点GDRV。电源接点Vcc分别连接至电压过低锁定器206的输入端与过压保护器211的输入端。电压过低锁定器206的输出端连接至与门204的第三输入端。侦测接点Vsen连接至前缘消隐器207的输入端。前缘消隐器207的输出端连接至第一比较器208的第一输入端。第一比较器208的第二输入端连接至第二电容C2的第一端。第二电容C2的第二端接地。第一比较器208的输出端连接至或门209的第一输入端。或门209的输出端连接至脉波宽度调变栓锁器203的第二输入端。

过压保护器211的输出端设置有反向器，过压保护器211的输出端连接至或非门210的第一输入端。致能接点EN连接至或非门210的第二输入端。或非门210的输出端连接至或门209的第二输入端。接地接点Gnd接地。

以下说明电路动作原理，首先，当电源接点Vcc有输入电源时，电压过低锁定器206的输出端输出高准位信号至与门204的第三输入端。震荡器201分别输出脉波信号至工作周期限制器202脉波宽度调变栓锁器203。

第一比较器208根据侦测接点Vsen取得的电压值与第二电容C2的电压值(0.5伏特)作比较，并输出逻辑准位信号至或门209。或门209根据其第一输入端与第二输入端所接收的信号进行一或运算，并输出相应的逻辑准位信号至脉波宽度调变栓锁器203。

与门204根据其第一输入端、第二输入端与第三输入端所接收的信号进行一与运算，并输出相应的逻辑准位信号至驱动器205。驱动器205输出控制信号至开关元件Msw，以控制开关元件Msw的导通或关闭。

请参照图6，是为本发明第二实施例的电路示意图。如图6所示，本发明的具全周期侦测的发光二极管驱动电路包含有交直流转换电路10、第一电阻R1、开关元件Msw、控制单元20、第二电阻R2、第一电容元件C1、第一电感元件L1、第三电阻R3、第一萧特基二极管Dr1与第二萧特基二极管Dr2。以下所述的“连接”为电性连接关系。

交直流转换电路10用以接收交流电源，并转换交流电源为直流电源Vin。交直流转换电路10的输出端连接有一个输入电容Cin。交直流转换电路10可包含有桥式全波整流器，或者桥式半波整流器。

开关元件Msw具有一输入接点、一输出接点与一控制接点。开关元件Msw的输入接点连接至交直流转换电路10。开关元件Msw可以例如是N型金氧半导体场效晶体管(N-MOSFET)或者是双极性晶体管。第二实施例中的开关元件Msw为N型金氧半导体场效晶体管，故开关元件Msw的输入接点相当于N型金氧半导体场效晶体管的漏极，开关元件Msw的输出接点相当于N型金氧半导体场效晶体管的源极，开关元件Msw的控制接点相当于N型金氧半导体场效晶体管的栅极。

控制单元20具有一电源接点Vcc、一控制接点GDRV、一侦测接点Vsen与一接地接点Gnd。控制单元20的控制接点GDRV连接至开关元件Msw的控制接点。控制单元20的侦测接点Vsen连接至第二电阻R2的第一端。控制单元20的接地接点Gnd连接至开关元件Msw的输出接点。控制单元20的电源接点Vcc与开关元件Msw的输入接点间设置有第一电阻R1。第一电阻R1具有第一端与第二端。第一电阻R1的第一端连接至开关元件Msw的输入接点和交直流转换电路10。第一电阻R1的第二端连接至控制单元20的电源接点Vcc。控制单元20根据一设定频率由控制接点GDRV输出一控制信号至开关元件Msw的控制接点，以导通或关闭开关元件Msw。

第二电阻R2设置于控制单元20的侦测接点Vsen与接地接点Gnd之间。第二电阻R2具有第一端与第二端。第二电阻R2的第二端连接至控制单元20的接地接点Gnd与第一电容元件C1的第二端。第二电阻R2用以提供控制单元20侦测直流电源的全周期的电压值。另外，第二电阻R2的阻抗值小于第一电阻R1的阻抗值，两者的阻抗值相差约10⁶倍。

第一电容元件C1具有第一端与第二端。第一电容元件C1的第一端连接至电源接点Vcc。第一电容元件C1的第二端连接至第二电阻R2的第二端。

第一电感元件L1具有第一端与第二端。第一电感元件L1的第一端连接至第二电阻R2的第一端和第一电容元件C1的第二端。第一电感元件L1的第二端连接至一负载。负载为串行发光二极管，由多个发光二极管串联连接组成。其中第一发光二极管LED1的阳极连接至第一电感元件L1的第二端，第一发光二极管LED1的阴极连接至下一个发光二极管的阳极，依此类堆，第n发光二极管LEDn的阴极接地。

输出电容Cout具有第一端与第二端。输出电容Cout的第一端连接至第一电感元件L1的第二端。输出电容Cout的第二端接地。第一实施例中的输出电容Cout的电容值与第一电容元件C1的电容值约略相等。

第三电阻R3具有第一端与第二端。第三电阻R3的第一端连接至第一电容元件C1的第一端。第三电阻R3的第二端连接至第一萧特基二极管Dr1的阴极，第一萧特基二极管Dr1的阳极连接至输出电容Cout的第一端。

第二萧特基二极管Dr2的阴极连接至接地接点Gnd，第二萧特基二极管Dr2的阳极接地。

请参照图7A与图7B，是为本发明第二实施例的稳定阶段的信号时序图。图7A中的横轴均为时间(t)，纵轴Vsen为控制单元20的侦测接点的电压，纵轴GDRV为控制单元20的控制接点的电压，纵轴GndF为接点GndF的电压，纵轴IMsw为开关元件的电流。图7B中的横轴均为时间(t)，纵轴IMsw为开关元件的电流，纵轴IL1为第一电感L1的电流，纵轴IDr1为第一萧特基二极管Dr1的电流，纵轴ILED为发光二极管的电流。以下说明电路动作原理，于控制信号的正半周期时，电流IMsw对第一电感元件L1充电，而于控制信号的负半周期时，第一电感元件L1放电并同时对第一电容元件C1。

当开关元件Msw导通后，电流IMsw流经开关元件Msw、第二电阻R2、第一电感元件L1至串行发光二极管，以驱动串行发光二极管发光，此时，侦测接点Vsen取得第二电阻R2的电压值，当第二电阻R2的电压值到达控制单元20所设定的电压值(-230毫伏特)时，则控制单元20由控制接点GDRV输出控制信号至开关元件Msw，以关闭开关元件Msw。

接着，控制单元20根据第二电阻R2的电压值(-170毫伏特)决定下一次由控制接点GDRV输出的控制信号的时间，而第一电感元件L1的电感值大小可影响控制接点GDRV输出的控制信号的时间。

请参照图8，是为本发明第二实施例的控制单元的电路方块图。如图8所示，本发明第二实施例的控制单元20包含有与门204、驱动器205、电压过低锁定器206、第一比较器208、参考电压产生器212、电压电流参考信号产生器213、稳压器214、第一运算放大器215、过温关机控制器216、第一半导体开关Q1、第二半导体开关Q2、第三半导体开关Q3、第四半导体开关Q4、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6。

首先，参考电压产生器212的输出端分别连接至稳压器214的输入端与电压电流参考信号产生器213的输入端。电压电流参考信号产生器213的输出端连接至第一比较器208的第一输入端。

第一运算放大器215的第一输入端接地。第一运算放大器215的第二输入端连接至第四电阻R4的第一端。第四电阻R4的第二端连接至侦测接点Vsen。第一运算放大器215的输出端连接至第一半导体开关Q1的控制接点。第一半导体开关Q1的输出接点连接至第一运算放大器215的第二输入端。第一半导体开关Q1的输入接点连接至第二半导体开关Q2的输出接点。第二半导体开关Q2的输入接点连接至电源接点Vcc。第二半导体开关Q2的控制接点分别连接至第三半导体开关Q3的控制接点与第二半导体开关Q2的输出接点。

第三半导体开关Q3的输入接点连接至电源接点Vcc。第三半导体开关Q3的输出接点连接至第一比较器208的第二输入端。第一比较器208的输出端连接至与门204的第一输入端。第五电阻R5的第一端连接至第一比较器208的第二输入端。第五电阻R5的第二端连接至第六电阻R6的第一端。第六电阻R6的第二端接地。

其中第二实施例中的第二半导体开关Q2、第三半导体开关Q3为P型金氧半导体场效晶体管。第二半导体开关Q2、第三半导体开关Q3的输入接点相当于P型金氧半导体场效晶体管的源极。第二半导体开关Q2、第三半导体开关Q3的输出接点相当于P型金氧半导体场效晶体管的漏极。第二半导体开关Q2、第三半导体开关Q3的控制接点相当于P型金氧半导体场效晶体管的栅极。

第四半导体开关Q4的输入接点连接至第六电阻R6的第一端。第四半导体开关Q4的输出接点接地。第四半导体开关Q4的控制接点连接至与门204的第一输入端。其中第二实施例中的第四半导体开关Q4为N型金氧半导体场效晶体管。第一半导体开关Q1、第四半导体开关Q4的输入接点相当于N型金氧半导体场效晶体管的漏极。第一半导体开关Q1、第四半导体开关Q4的输出接点相当于N型金氧半导体场效晶体管的源极。第一半导体开关Q1、第四半导体开关Q4的控制接点相当于N型金氧半导体场效晶体管的栅极。

与门204的第二输入端连接至致能接点EN。与门204的第三输入端连接至过温关机控制器216的输出端。与门204的第四输入端连接至电压过低锁定器206的输出端。与门204的输出端连接至驱动器205的输入端。驱动器205的输出端连接至控制接点GDRV。

请参照图9，是为本发明第三实施例的电路示意图。如图9所示，本发明第三实施例与第二实施例的相异点为：第三实施例将侦测接点Vsen与接地接点Gnd的接点对调。第二实施例的侦测接点Vsen取得的电压为负电压，而第三实施例的侦测接点Vsen取得的电压为正电压。其余电路操作原理与特性皆相同。

以下说明第三实施例的电路连接关系。

交直流转换电路10用以接收交流电源，并转换交流电源为直流电源Vin。交直流转换电路10的输出端连接有一个输入电容Cin。交直流转换电路10可包含有桥式全波整流器，或者桥式半波整流器。

开关元件Msw具有一输入接点、一输出接点与一控制接点。开关元件Msw的输入接点连接至交直流转换电路10。开关元件Msw可以例如是N型金氧半导体场效晶体管(N-MOSFET)或者是双极性晶体管。第三实施例中的开关元件Msw为N型金氧半导体场效晶体管，故开关元件Msw的输入接点相当于N型金氧半导体场效晶体管的漏极，开关元件Msw的输出接点相当于N型金氧半导体场效晶体管的源极，开关元件Msw的控制接点相当于N型金氧半导体场效晶体管的栅极。

控制单元20具有一电源接点Vcc、一控制接点GDRV、一侦测接点Vsen与一接地接点Gnd。控制单元20的控制接点GDRV连接至开关元件Msw的控制接点。控制单元20的侦测接点Vsen连接至第二电阻R2的第二端以及开关元件Msw的输出接点。

控制单元20的接地接点Gnd连接至第二电阻R2的第一端与第一电容元件C1的第二端。控制单元20的电源接点Vcc与开关元件Msw的输入接点间设置有第一电阻R1。第一电阻R1具有第一端与第二端。第一电阻R1的第一端连接至开关元件Msw的输入接点和交直流转换电路10。第一电阻R1的第二端连接至控制单元20的电源接点Vcc。控制单元20根据一设定频率由控制接点GDRV输出一控制信号至开关元件Msw的控制接点，以导通或关闭开关元件Msw。

第二电阻R2设置于控制单元20的侦测接点Vsen与接地接点Gnd之间。第二电阻R2具有第一端与第二端。第二电阻R2的第一端连接至控制单元20的接地接点Gnd与第一电容元件C1的第二端。第二电阻R2用以提供控制单元20侦测直流电源的全周期的电压值。另外，第二电阻R2的阻抗值小于第一电阻R1的阻抗值，两者的阻抗值相差约10⁶倍。

第一电容元件C1具有第一端与第二端。第一电容元件C1的第一端连接至电源接点Vcc。第一电容元件C1的第二端连接至第二电阻R2的第一端与接地接点Gnd。

第一电感元件L1具有第一端与第二端。第一电感元件L1的第一端连接至第二电阻R2的第一端和第一电容元件C1的第二端。第一电感元件L1的第二端连接至一负载。负载为串行发光二极管，由多个发光二极管串联连接组成。其中第一发光二极管LED1的阳极连接至第一电感元件L1的第二端，第一发光二极管LED1的阴极连接至下一个发光二极管的阳极，依此类堆，第n发光二极管LEDn的阴极接地。

输出电容Cout具有第一端与第二端。输出电容Cout的第一端连接至第一电感元件L1的第二端。输出电容Cout的第二端接地。第一实施例中的输出电容Cout的电容值与第一电容元件C1的电容值约略相等。

第三电阻R3具有第一端与第二端。第三电阻R3的第一端连接至第一电容元件C1的第一端。第三电阻R3的第二端连接至第一萧特基二极管Dr1的阴极，第一萧特基二极管Dr1的阳极连接至输出电容Cout的第一端。

第二萧特基二极管Dr2的阴极连接至侦测接点Vsen与第二电阻R2的第二端，第二萧特基二极管Dr2的阳极接地。

请参照图10A与图10B，是为本发明第三实施例的稳定阶段的信号时序图。图10A中的横轴均为时间(t)，纵轴Vsen为控制单元20的侦测接点的电压，纵轴GDRV为控制单元20的控制接点的电压，纵轴GndF为接点GndF的电压，纵轴IMsw为开关元件的电流。图10B中的横轴均为时间(t)，纵轴IMsw为开关元件的电流，纵轴IL1为第一电感L1的电流，纵轴IDr1为第一萧特基二极管Dr1的电流，纵轴ILED为发光二极管的电流。以下说明电路动作原理，于控制信号的正半周期时，电流IMsw对第一电感元件L1充电，而于控制信号的负半周期时，第一电感元件L1放电并同时对第一电容元件C1。

当开关元件Msw导通后，电流IMsw流经开关元件Msw、第二电阻R2、第一电感元件L1至串行发光二极管，以驱动串行发光二极管发光，此时，侦测接点Vsen取得第二电阻R2的电压值，当第二电阻R2的电压值到达控制单元20所设定的电压值(+230毫伏特)时，则控制单元20由控制接点GDRV输出控制信号至开关元件Msw，以关闭开关元件Msw。

接着，控制单元20根据第二电阻R2的电压值(+170毫伏特)决定下一次由控制接点GDRV输出的控制信号的时间，而第一电感元件L1的电感值大小可影响控制接点GDRV输出的控制信号的时间。

综上所述，本发明的具半周期或全周期侦测的发光二极管驱动电路，利用第二电阻与控制单元所组成的侦测回路，以取得透直流电源的半周期或全周期的驱动电压值，并将取得的驱动电压值与设定的目标电压值作比较，控制单元依据比较结果导通或关闭输入至发光二极管的驱动电流的电流开关电路，以精确控制发光二极管的驱动电流。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (20)

1.一种发光二极管的驱动电路，是用以驱动一发光二极管，其特征在于，该驱动电路包含有：

一交直流转换电路，用以转换一交流电源为一直流电源；

一开关元件，具有一输入接点、一输出接点与一控制接点，该输入接点连接至该交直流转换电路；

一控制单元，具有一电源接点、一控制接点、一侦测接点与一接地接点，该控制单元的该电源接点与该开关元件的该输入接点间设置有一第一电阻，该控制单元根据一设定频率由该控制接点输出一控制信号至该开关元件的该控制接点，以导通或关闭该开关元件；

一第二电阻，设置于该控制单元的该侦测接点与该接地接点之间，用以提供该控制单元侦测该直流电源的电压值；

一第一电容元件，具有一第一端与一第二端，该第一电容元件的该第一端连接至该电源接点，该第一电容元件的该第二端连接至该接地接点；

一第一电感元件，具有一第一端与一第二端，该第一电感元件的该第一端连接至该接地接点和该第一电容元件的该第二端，该第一电感元件的该第二端连接至该发光二极管；

一第三电阻，具有一第一端与一第二端，该第三电阻的该第一端连接至该第一电容元件的该第一端；

一第一萧特基二极管，具有一阴极与一阳极，该第一萧特基二极管的该阴极连接至该第三电阻的该第二端，该第一萧特基二极管的该阳极连接至该第一电感元件的该第二端。

2.根据权利要求1所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，其中该交直流转换电路包含有一桥式全波整流器。

3.根据权利要求1所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，其中该交直流转换电路包含有一桥式半波整流器。

4.根据权利要求1所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，其中该第一电感元件的该第二端连接至该发光二极管的阳极，该发光二极管的阴极接地。

5.根据权利要求1所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，其中该接地接点连接至一第二萧特基二极管的阴极，该第二萧特基二极管的阳极接地。

6.根据权利要求1所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，其中还包括有一输出电容，该输出电容具有一第一端与一第二端，该输出电容的该第一端连接至该第一萧特基二极管的该阳极，该输出电容的该第二端接地。

7.一种发光二极管的驱动电路，是用以驱动一发光二极管，其特征在于，该驱动电路包含有：

一交直流转换电路，用以转换一交流电源为一直流电源；

一开关元件，具有一输入接点、一输出接点与一控制接点，该输入接点连接至该交直流转换电路；

一控制单元，具有一电源接点、一控制接点、一侦测接点与一接地接点，该控制单元的该电源接点与该开关元件的该输入接点间设置有一第一电阻，该控制单元由该控制接点输出一控制信号至该开关元件的该控制接点，以导通或关闭该开关元件；

一第二电阻，具有一第一端与一第二端，设置于该控制单元的该侦测接点与该接地接点之间，用以提供该控制单元侦测该直流电源的电压值，以决定是否输出该控制信号；

一第一电容元件，具有一第一端与一第二端，该第一电容元件的该第一端连接至该电源接点，该第一电容元件的该第二端连接至该接地接点和该第二电阻的该第二端；

一第一电感元件，具有一第一端与一第二端，该第一电感元件的该第一端连接至该第二电阻的该第一端，该第一电感元件的该第二端连接至一该发光二极管；

一第三电阻，具有一第一端与一第二端，该第三电阻的该第一端连接至该第一电容元件的该第一端；

一第一萧特基二极管，具有一阴极与一阳极，该第一萧特基二极管的该阴极连接至该第三电阻的该第二端，该第一萧特基二极管的该阳极连接至该第一电感元件的该第二端。

8.根据权利要求7所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，其中该交直流转换电路包含有一桥式全波整流器。

9.根据权利要求7所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，其中该交直流转换电路包含有一桥式半波整流器。

10.根据权利要求7所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，其中该第一电感元件的该第二端连接至该发光二极管的阳极，该发光二极管的阴极接地。

11.根据权利要求7所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，其中该第一电容元件的该第一端与该第一电感元件的该第二端之间串联有一第三电阻与一第一萧特基二极管。

12.根据权利要求7所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，其中该接地接点连接至一第二萧特基二极管的阴极，该第二萧特基二极管的阳极接地。

13.根据权利要求7所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，其中还包括有一输出电容，该输出电容具有一第一端与一第二端，该输出电容的该第一端连接至该第一萧特基二极管的该阳极，该输出电容的该第二端接地。

14.一种发光二极管的驱动电路，是用以驱动一发光二极管，其特征在于，该驱动电路包含有：

一交直流转换电路，用以转换一交流电源为一直流电源；

一开关元件，具有一输入接点、一输出接点与一控制接点，该输入接点连接至该交直流转换电路；

一控制单元，具有一电源接点、一控制接点、一侦测接点与一接地接点，该控制单元的该电源接点与该开关元件的该输入接点间设置有一第一电阻，该控制单元由该控制接点输出一控制信号至该开关元件的该控制接点，以导通或关闭该开关元件；

一第二电阻，具有一第一端与一第二端，设置于该控制单元的该侦测接点与该接地接点之间，用以提供该控制单元侦测该直流电源的电压值，以决定是否输出该控制信号；

一第一电容元件，具有一第一端与一第二端，该第一电容元件的该第一端连接至该电源接点，该第一电容元件的该第二端连接至该接地接点和该第二电阻的该第一端；

一第一电感元件，具有一第一端与一第二端，该第一电感元件的该第一端连接至该第二电阻的该第一端，该第一电感元件的该第二端连接至一该发光二极管；

一第三电阻，具有一第一端与一第二端，该第三电阻的该第一端连接至该第一电容元件的该第一端；

一第一萧特基二极管，具有一阴极与一阳极，该第一萧特基二极管的该阴极连接至该第三电阻的该第二端，该第一萧特基二极管的该阳极连接至该第一电感元件的该第二端。

15.根据权利要求14所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，其中该交直流转换电路包含有一桥式全波整流器。

16.根据权利要求14所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，其中该交直流转换电路包含有一桥式半波整流器。

17.根据权利要求14所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，其中该第一电感元件的该第二端连接至该发光二极管的阳极，该发光二极管的阴极接地。

18.根据权利要求14所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，其中该第一电容元件的该第一端与该第一电感元件的该第二端的间串联有一第三电阻与一第一萧特基二极管。

19.根据权利要求14所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，其中该侦测接点连接至一第二萧特基二极管的阴极与该第二电阻的该第二端，该第二萧特基二极管的阳极接地。

20.根据权利要求14所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，其中还包括有一输出电容，该输出电容具有一第一端与一第二端，该输出电容的该第一端连接至该第一萧特基二极管的该阳极，该输出电容的该第二端接地。

Images