CN102202446A - 用于发光二极管的驱动器 - Google Patents

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Abstract

一种用于发光二极管的驱动器，其能够通过对来自多个LED阵列的、由LED之间的电压差异造成的过剩电压进行分割，并将分割后的电压提供给多个开关器件，来减少在开关器件中的热量生成。所述LED驱动器包括：电源部件，其向多个LED阵列提供预置驱动电压；以及多个驱动部件，其对流向所述多个LED阵列的驱动电压分别进行开关。所述多个驱动部件中的各个包括多个开关，所述多个开关中的各个接收在将所述驱动电压施加到所述多个LED阵列之后剩余的分割后的过剩电压。

Description

用于发光二极管的驱动器
对相关申请的交叉引用
本申请要求2010年3月22日在韩国知识产权局提出的第10-2010-25229号韩国专利申请的优先权，以引用的方式将该专利申请的公开并入本文。
技术领域
本发明涉及用于发光二极管(LED)的驱动器，具体涉及这样一种用于LED的驱动器，其能够通过对来自多个LED阵列的因LED之间的电压差异造成的过剩电压进行分割，并将分割后的电压提供给多个开关器件，来减少在开关器件中产生的热量。
背景技术
随着信息时代的到来，为了实现信息的快速和有效传递，对于能够以诸如图像、图形和字符的各种形式显示信息的高性能显示器的需要正在快速增长。作为响应，显示器工业增长迅速。
具体而言，相比阴极射线管，液晶显示器(LCD)由于它们功耗较低、厚度较薄和重量较轻，因此近年来作为下一代高科技显示器件已取得显著进展。当前，这类液晶显示器广泛用于电子表、电子计算器、计算机、电视机等。
液晶显示器件包括：显示图像的液晶面板以及向液晶面板提供光的背光单元。
液晶面板包括薄膜晶体管衬底和彩色滤光片衬底，其中薄膜晶体管衬底包括栅极线、数据线、薄膜晶体管、像素电极等，而彩色滤光片衬底包括共用电极等。液晶面板在接收像素电压时，通过以控制从背光单元提供的光的透射率的方式来驱动液晶，从而显示图像。
背光单元使用荧光灯、发光二极管(LED)等。最近，由于LED的低功耗和高颜色再现性，LED已作为背光单元广泛使用。
将多个LED阵列作为背光单元的光源使用，各个LED阵列具有串联连接的多个LED。此处，对于不同的LED来说操作电压可能变化。
在单个LED中，电压中的这种变化可能很小。但是，多个LED阵列，且其中的各个阵列具有串联连接的多个LED，可能在其中的LED阵列之间经历显著的变化。
当多个LED阵列并联连接时，根据这些LED阵列中的最高驱动电压，提供驱动电源。在该实例中，甚至将相同电平的驱动电源提供给具有相对较低驱动电压的LED阵列。结果是，将由电压变化造成的过剩电压施加到驱动LED阵列的开关器件，从而造成与开关器件的热产生相关联的缺陷。
为了克服以上缺陷，可以使用散热器(heat sink)，然而，这可能造成诸如高制造成本的其他限制。
发明内容
本发明的一方面提供了一种用于发光二极管的驱动器，所述驱动器能够通过对来自多个LED阵列的、因LED之间的电压差异造成的过剩电压进行分割，并将分割后的电压提供给多个开关器件，来减少在开关器件中的热产生。
根据本发明的一方面，提供了一种用于发光二极管(LED)的驱动器，所述驱动器包括：电源部件，其向多个LED阵列提供预置驱动电压；以及多个驱动部件，其对流向所述多个LED阵列的驱动电压分别进行开关。所述多个驱动部件中的各个包括多个开关，所述多个开关中的各个开关接收在将所述驱动电压施加到所述多个LED阵列之后剩余的分割后的过剩电压。
所述多个驱动部件中的各个驱动部件可以包括：开关部分，其至少包括在所述LED阵列和地之间串联连接的第一和第二开关；检测电阻器，其在所述开关部分和所述地之间连接并且检测电压；比较器，其将预置基准电压与所述检测电阻器检测到的电压进行比较并发送开关信号；以及包括第一传递电阻器和第二传递电阻器的传递电阻器组，其根据预置电阻比值，分别将来自所述比较器的开关信号传递到所述开关部分的第一和第二开关。
可以将所述第一开关配置为第一NPN晶体管，包括：连接到所述LED阵列的集电极；连接到所述第一传递电阻器并接收所述开关信号的基极；以及连接到所述第二开关的发射极。可以将所述第二开关配置为第二NPN晶体管，包括：连接到所述第一NPN晶体管的发射极的集电极；连接到所述第二传递电阻器并接收所述开关信号的基极；以及连接到所述地的发射极。
上拉电阻器可以被连接在所述第一NPN晶体管的所述集电极和所述基极之间，并且可以根据预置电阻值将来自所述LED阵列的过剩电压发送到所述基极。
所述开关部分可以包括在所述LED阵列和所述地之间连接的多个NPN晶体管。所述传递电阻器组可以包括分别对应于所述多个NPN晶体管的多个传递电阻器，并且将来自所述比较器的开关信号发送给所述多个NPN晶体管的相应基极。
所述驱动部件可以进一步包括多个上拉电阻器，所述多个上拉电阻器分别连接到除了放置在所述地附近的单个NPN晶体管以外的所述多个NPN晶体管的基极和集电极。
附图说明
通过结合附图的以下具体描述，本发明的上述和其它方面、特征和其他优点将被更清楚地理解，其中：
图1是示出根据本发明示例性实施例的用于LED的驱动器的配置的示意图；
图2是示出根据本发明示例性实施例的用于LED的驱动器的电气特性的图示；
图3是示出根据本发明示例性实施例的用于LED的驱动器中采用的驱动部件的配置的示意图。
具体实施方式
现在将参照附图，具体描述本发明的示例性实施例。当然，本发明可以用很多不同的形式来实现，并且不应当被解释为受限于本文阐述的实施例。确切地说，提供这些实施例是使得本公开更加完全和彻底，并将把本发明的范围完整传达给本领域的技术人员。
图1是示出根据本发明的示例性实施例的用于LED的驱动器的配置的示意图。
参考图1，根据该示例性实施例，用于LED的驱动器100可以包括电源部件100和多个驱动部件120。
电源部件110可以将具有预置电压电平的驱动电压提供给多个LED阵列L1和L2。
在各个LED阵列L1和L2中，多个LED可以串联连接，并且各个可以具有不同的驱动电压。例如，一个LED可以用2.7伏驱动，而另一LED可以用2.8伏或2.6伏驱动。
考虑到该电压的变化，电源部件110可以参考多个LED阵列L1和L2的驱动电压的最高电压电平，提供驱动电压。
多个驱动部件120中的各个均可以包括：开关部分121、检测电阻器Rf、比较器U1和传递电阻器组R1和R2。
开关部分121可以至少包括第一开关Q1和第二开关Q2。第一开关Q1和第二开关Q2可以在LED阵列和地之间串联连接。可以将第一开关Q1和第二开关Q2分别配置为第一和第二NPN晶体管。
检测电阻器Rf可以在开关部分121和地之间电连接。因此，可以将在来自电源部件110的驱动电压施加到LED阵列L1和L2之后剩余的过剩电压分配到开关部分121的第一NPN晶体管Q1和第二NPN晶体管Q2。
比较器U1将通过检测电阻器Rf检测到的电压电平与预置基准电压Vref的电压电平进行比较，并据此将开关信号传递给第一NPN晶体管Q1和第二NPN晶体管Q2。
传递电阻器组R1和R2可以包括第一传递电阻器R1和第二传递电阻器R2。第一传递电阻器R1可以将来自比较器U1的开关信号传递给第一NPN晶体管Q1，而第二传递电阻器R2可以将来自比较器U1的开关信号传递给第二NPN晶体管Q2。第一传递电阻器R1和第二传递电阻器R2可能具有预置电阻比值。
第一NPN晶体管Q1可以具有：连接到LED阵列L1和L2的集电极；连接到第一传递电阻器R1并接收开关信号的基极；以及连接到第二NPN晶体管Q2的集电极的发射极。第二NPN晶体管Q2可以具有：连接到第一NPN晶体管Q1的发射极的集电极；连接到第二传递电阻器R2并接收开关信号的基极；以及连接到地的发射极。
NPN晶体管根据施加到其基极的电压进行不同程度的导通。因此，施加到第一NPN晶体管Q1和第二NPN晶体管Q2的过剩电压可能彼此不同。因此，为了调节分别施加到第一NPN晶体管Q1和第二NPN晶体管Q2的过剩电压，第一传递电阻器R1和第二传递电阻器R2形成预置电阻比值。
电阻比值，一旦在第一传递电阻器R1和第二传递电阻器R2之间被设置好，即为固定且之后难以改变。然而，驱动电压在LED之间可能变化。因此，不仅第一LED阵列L1和第二LED阵列L2，而且多个LED阵列中的各个可能具有不同的驱动电压。相应地，需要均衡施加到第一NPN晶体管Q1和第二NPN晶体管Q2的、因多个LED阵列的不同驱动电压造成的过剩电压。
由此，在第一NPN晶体管Q1的集电极和基极之间可以连接上拉电阻器(Rp1)。也就是说，上拉电阻器Rp1可以通过其电阻值，降低来自对应LED阵列的过剩电压，并将降低后的电压施加到第一NPN晶体管Q1的基极。NPN晶体管导通的程度随着施加到其基极的电压而变化。就此方面，通过上拉电阻器Rp1施加到基极的电压所分割和提供给第一NPN晶体管Q1的过剩电压的电压电平可以根据来自LED阵列的过剩电压的电压电平而变化。而且，被分割和提供给第二NPN晶体管的过剩电压的电压电平可以相应地变化。
也就是说，根据第一传递电阻器R1和第二传递电阻器R2之间的电阻比值，将来自对应LED阵列的过剩电压进行分割并提供给第一NPN晶体管Q1和第二NPN晶体管Q2。由于第一传递电阻器R1和第二传递电阻器R2的电阻比值是固定的，因此来自LED阵列的过剩电压越高，施加到第一NPN晶体管Q1的过剩电压越高。因此，通过使用上拉电阻器Rp1，可以对分配到第一NPN晶体管Q1和第二NPN晶体管Q2的、来自LED阵列的过剩电压的电压电平进行调节，从而进行均衡。
图2是示出根据本发明的示例性实施例的用于LED的驱动器的电气特性的图示。
参照图1和图2可以看出，过剩电压被施加到第一NPN晶体管Q1、第二NPN晶体管Q2和检测电阻器Rf。
在图2中，‘A’指示施加到第一NPN晶体管Q1的集电极的电压，‘B’指示施加到第二NPN晶体管Q2的集电极的电压，以及‘C’指示施加到检测电阻器Rf的电压。参照该图示，可以看出过剩电压不仅被施加到第一NPN晶体管Q1，而是被施加到第一NPN晶体管Q1和第二NPN晶体管Q2两者。相应地，在开关时，可以将过剩电压产生的热量分担到第一NPN晶体管Q1和第二NPN晶体管Q2。
图3是示出根据本发明另一示例性实施例的用于LED的驱动器中采用的驱动部件的配置的示意图。
参考图3，根据该示例性实施例，在用于LED的驱动器200中采用的驱动器可以包括在LED阵列L1和地之间串联连接的多个晶体管Q1至Qn。如图1所示，LED阵列L1可以包括多个并联连接的LED。相应地，可以提供多个驱动部件220，从而分别连接到多个LED阵列。
如上所述，将来自LED阵列L1的过剩电压分配给多个晶体管Q1至Qn，从而减少了在晶体管开关期间的热量生成。进一步，除了最后一个晶体管Qn以外，在各个晶体管的集电极和基极之间连接了上拉电阻器(Rp1和Rp2)，以便过剩电阻能够被更均匀地分割和提供给晶体管。
如上所述，根据本发明的示例性实施例，用于发光二极管的驱动器能够通过对来自多个LED阵列的、由LED之间电压差异造成的过剩电压进行分割，并将分割后的电压提供给多个开关器件，来减少在开关器件中的热量生成。
尽管已经结合示例性实施例示出和描述了本发明，但是对于本领域的技术人员来说，显然在不偏离由所附权利要求定义的本发明的精神和范围的前提下，可以进行修改和变化。

Claims (6)

1.一种用于发光二极管(LED)的驱动器，所述驱动器包括：
电源部件，其向多个LED阵列提供预置驱动电压；以及
多个驱动部件，其对流向所述多个LED阵列的驱动电压分别进行开关；
其中所述多个驱动部件中的各个包括多个开关，所述多个开关中的各个接收在将所述驱动电压施加到所述多个LED阵列之后剩余的分割后的过剩电压。
2.如权利要求1所述的驱动器，其中所述多个驱动部件中的各个包括：
开关部分，其至少包括在所述LED阵列和地之间串联连接的第一开关和第二开关；
检测电阻器，其在所述开关部分和所述地之间连接并且检测电压；
比较器，其将预置基准电压与通过所述检测电阻器检测到的电压进行比较并发送开关信号；以及
包括第一传递电阻器和第二传递电阻器的传递电阻器组，其根据预置电阻比值，分别将来自所述比较器的开关信号传递到所述开关部分的第一开关和第二开关。
3.如权利要求2所述的驱动器，其中所述第一开关被配置为第一NPN晶体管，包括：连接到所述LED阵列的集电极；连接到所述第一传递电阻器并接收所述开关信号的基极；以及连接到所述第二开关的发射极；以及
所述第二开关被配置为第二NPN晶体管，包括：连接到所述第一NPN晶体管的发射极的集电极；连接到所述第二传递电阻器并接收所述开关信号的基极；以及连接到所述地的发射极。
4.如权利要求3所述的驱动器，其中上拉电阻器连接在所述第一NPN晶体管的所述集电极和所述基极之间，并且根据预置电阻值将来自所述LED阵列的过剩电压发送到所述基极。
5.如权利要求2所述的驱动器，其中所述开关部分包括在所述LED阵列和所述地之间连接的多个NPN晶体管，
其中所述传递电阻器组包括分别对应于所述多个NPN晶体管的多个传递电阻器，并且将来自所述比较器的开关信号发送给所述多个NPN晶体管的相应基极。
6.如权利要求5所述的驱动器，其中所述驱动部件进一步包括多个上拉电阻器，所述多个上拉电阻器被分别连接到除了放置在所述地附近的单个NPN晶体管以外的所述多个NPN晶体管的基极和集电极。
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