CN102448221B - 电压选择电路、二极管驱动电路及二极管通道驱动方法 - Google Patents
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Abstract
一种电压选择电路，以自数个发光二极管通道的第一端所输出数个剩余电压当中，选出一个最小电压，此电压选择电路含有第一拣选电路，第一拣选电路含有数个第一运算放大器，此第一运算放大器含有正输入端、输出端以及负输入端。正输入端自发光二极管通道的第一端所输出的剩余电压当中择一，输出端输出最小电压，其中这些第一运算放大器的输出端连接在一起。负输入端电性连接至输出端，输出级电性连接至输出端，其中输出级的电流入陷能力较电流推出能力为强。
Description
技术领域
本发明是有关于一种发光二极管电路，且特别是有关于一种白光发光二极管电路。
背景技术
一般而言，发光二极管(LED)的发光效率会是传统白炽灯的四倍，且在同样得发光效率之下，发光二极管较含有害的汞的小型荧光灯更为经济节约，亦比传统照明装置具有更长的生命周期。由于具有上述优点，发光二极管已成为照明技术的主流。
在发光二极管驱动电路当中，通常使用反馈电压(Feedback Voltage)来决定驱动发光二极管通道的驱动电压大小。在一般的情况之下，反馈电压是发光二极管通道所输出的最小电压，也就是在发光二极管路径上消耗最大压降的那一条通道最后所剩下的电压。在驱动电路接收最小电压作为反馈电压之后，就可以决定发光二极管通道的运作状况，进一步调整提供给发光二极管通道的驱动电压/电流。
然而，每个发光二极管有着不同的电压降，因此很难察觉出这些通道上所输出的最小电压。倘若同时存在数个并联的发光二极管通道的话，将更难以自这些通道当中选出最小电压作为反馈电压。
因此需要一个新的电路和一个新的方法，来正确地自数个并联的发光二极管通道当中选出最小电压，来作为反馈电压。
发明内容
因此，本发明的一方面是在于提供一种电压选择电路，能够自数个并联的发光二极管通道当中选出最小电压来作为反馈电压，以更精确地驱动这些发光二极管通道。
依据本发明一实施例，电压选择电路自多个发光二极管通道的多个第一端所输出多个剩余电压当中，选出一个最小电压，此电压选择电路含有一第一拣选电路，此第一拣选电路含有多个第一运算放大器，各个第一运算放大器具有一正输入端、一输出端、一负输入端以及一输出级。正输入端自发光二极管通道的第一端所输出的剩余电压当中择一；输出端输出最小电压，其中第一运算放大器的输出端是连接在一起；负输入端电性连接至输出端，输出级电性连接至输出端，其中输出级的电流入陷(Current Sinking)能力较电流推出(Current Souring)能力为强。
本发明的另一方面是在于提供一种发光二极管驱动电路，能够自数个并联的发光二极管通道当中选出最小电压来作为反馈电压，以产生更精确的驱动电压来驱动发光二极管通道。
依据本发明另一实施例，发光二极管驱动电路驱动多个发光二极管通道，此发光二极管驱动电路含有一电压选择电路、一升压电路，以及电压选择电路，以自数个发光二极管通道的多个第一端所输出的多个剩余电压当中，选出一个最小电压，此电压选择电路含有一第一拣选电路，第一拣选电路含有多个第一运算放大器，各个第一运算放大器具有一正输入端、一输出端、一负输入端以及一输出级。正输入端自发光二极管通道的第一端所输出的剩余电压当中择一；输出端输出最小电压，其中第一运算放大器的输出端是连接在一起；负输入端电性连接至输出端，输出级电性连接至输出端，其中输出级的电流入陷(Current Sinking)能力较电流推出(Current Souring)能力为强。升压电路产生一脉冲宽度调制信号，脉冲宽度调制信号的工作周期则依据所选择的最小电压作出调整；直流对直流电压转换器依据脉冲宽度调制信号，在发光二极管通道的第二端上产生一驱动电压。
本发明的再一方面是在于提供一种发光二极管电路，此发光二极管电路能够自其所含的数个并联发光二极管通道当中选出最小电压来作为反馈电压，以产生更精确的驱动电压来驱动这些发光二极管通道。
依据本发明再一实施例，发光二极管电路含有多个发光二极管通道以及一发光二极管驱动电路。发光二极管驱动电路驱动多个发光二极管通道，此发光二极管驱动电路含有一电压选择电路、一升压电路，以及电压选择电路，以自数个发光二极管通道的多个第一端所输出的多个剩余电压当中，选出一个最小电压，此电压选择电路含有一第一拣选电路，第一拣选电路含有多个第一运算放大器，各个第一运算放大器具有一正输入端、一输出端、一负输入端以及一输出级。正输入端自发光二极管通道的第一端所输出的剩余电压当中择一；输出端输出最小电压，其中第一运算放大器的输出端是连接在一起；负输入端电性连接至输出端，输出级电性连接至输出端，其中输出级的电流入陷(Current Sinking)能力较电流推出(Current Souring)能力为强。升压电路产生一脉冲宽度调制信号，脉冲宽度调制信号的工作周期则依据所选择的最小电压作出调整；直流对直流电压转换器依据脉冲宽度调制信号，在发光二极管通道的第二端上产生一驱动电压。
本发明的又一方面是在于提供一种发光二极管通道驱动方法，此发光二极管通道驱动方法能够数个并联发光二极管通道当中选出最小电压来作为反馈电压，以产生更精确的驱动电压来驱动发光二极管通道。
依据本发明的又一实施例，发光二极管通道驱动方法是利用多个第一运算放大器，自多个发光二极管通道的多个第一端点所输出的多个剩余电压当中，选出一最小电压，其中第一运算放大器的多个输出端是连接在一起；然后依据所选出的最小电压，产生具有一工作周期的一脉冲宽度调制信号，并在发光二极管通道的多个第二端上，产生一驱动电压。
以上实施例的电压选择电路、发光二极管驱动电路、发光二极管电路，以及发光二极管通道驱动方法，采用电流入陷能力与电流推出能力不同的两晶体管来作为输出级，因此能够自动地自数个并联的发光二极管通道当中选出最小电压来作为反馈电压，以更精确地驱动这些发光二极管通道。
附图说明
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：
图1是绘示本发明一实施方式的发光二极管电路图。
图2是绘示本发明一实施方式的第一运算放大器的电路图。
图3是绘示本发明一实施方式发光二极管通道的剩余电压与所选出的最小电压的波形图。
图4是绘示本发明一实施方式数个发光二极管通道驱动方法的流程图。
[主要元件标号说明]
100：发光二极管电路 101：直流对直流电压转换器
103：电感 105：二极管
107：电容 109：开关
111：电压选择电路 111a：第一拣选电路
111b：第二拣选电路 115：发光二极管通道
117：第一运算放大器 119：第二运算放大器
121：升压电路 123：发光二极管驱动电路
127：白色发光二极管 201：差动放大器
203：第二级放大电路 205：输出级
205a：源极晶体管 205b：漏极晶体管
207：电流镜 209、211：晶体管
213、215：晶体管 217：晶体管
219：电容 221：电阻
223、225：晶体管 227：晶体管
301、303、305：剩余电压
具体实施方式
以下实施例的电压选择电路、发光二极管驱动电路(Light EmittingDiode Driving Circuit)、发光二极管电路，以及发光二极管通道驱动方法，能够自动对多个发光二极管通道进行检测，得到扣除发光二极管压降之后所剩下的数个剩余电压，然后由电压选择电路自这些剩余电压当中选出最小电压，并将最小电压反馈给驱动电路，因此可以产生较精确的驱动电压来驱动发光二极管通道。
请参照图1，其是绘示本发明一实施方式的发光二极管电路图。发光二极管电路100含有数个发光二极管通道115，这些发光二极管通道115由多个串连的白色发光二极管127所组成，每一白色发光二极管127都会造成一些压降，造成发光二极管通道115第一端上的电压与第二端上的驱动电压大小相异。
除了发光二极管通道115之外，发光二极管电路100尚且含有发光二极管驱动电路123来驱动发光二极管通道115，其中发光二极管驱动电路123含有电压选择电路111、升压电路121以及直流对直流电压转换器101。
电压选择电路111自数个发光二极管通道115的数个第一端所输出数个剩余电压当中，选出一个最小电压；升压电路121则产生脉冲宽度调制信号(PWM Signal)，此脉冲宽度调制信号的工作周期则依据所选出的最小电压做调整，其中升压电路121可采用数个电流槽电路(Current Sink Circuit，未绘示)，来控制流经发光二极管通道115的电流大小。在依据所选出的最小电压产生脉冲宽度调制信号之后，直流对直流电压转换器101会依据此脉冲宽度调制信号，产生位于发光二极管通道115第一端上的驱动电压。
直流对直流电压转换器101主要具有开关109、电感103、二极管105，以及在发光二极管通道115第二端上形成驱动电压的电容107，其中驱动电压的大小与开关109的导通时间长短有关。举例来说，倘若由电压选择电路111所选出的最小电压的电压值下降，升压电路121就会增长开关109的导通时间，来增加用来驱动发光二极管通道115的驱动电压。
更详细地说，电压选择电路111含有第一拣选电路111a，此第一拣选电路111a内含数个第一运算放大器117，各个第一运算放大器117具有一正输入端(+)、一输出端、一负输入端(一)。正输入端是自发光二极管通道115的第一端所输出的多个剩余电压当中择一；所有的第一运算放大器117的输出端是连接在一起，来输出最小电压，负输入端则电性连接至输出端。由于所有第一运算放大器117的输出端连接在一起，基于电路的物理特性，具有最强流入陷(Current Sinking)能力的第一运算放大器117就会决定最小电压的数值。
为了能够驱动更多的发光二极管通道115，电压选择电路111更进一步具有第二拣选电路111b，此第二拣选电路111b含有数个第二运算放大器119，这些第二运算放大器119的数个正输入端(+)接收自发光二极管通道115而来的剩余电压，这些第二运算放大器119的数个输出端则连接至第一运算放大器117的输出端。通过将所有的输出端连接在一起，具有最强流入陷能力的运算放大器117/119就会自动地主宰最小电压的数值。
请参照图2，其是绘示本发明一实施方式的第一运算放大器的电路图。第一运算放大器117内含输出级205，此输出级205电性连接至输出端，其中输出级205的电流入陷(Current Sinking)能力较电流推出(CurrentSouring)能力为强。更详细来说，第一运算放大器117的输出级含有一源极晶体管205a以及一漏极晶体管205b，源极晶体管205a与漏极晶体管205b电性连接第一运算放大器117的输出端，漏极晶体管205b的电流入陷能力较源极晶体管205a的电流推出能力为强，因此输出端所输出的最小电压会由漏极晶体管205b来决定。
第一运算放大器117进一步含有差动放大器201与第二级放大电路203。差动放大器201负责接收并差动地放大剩余电压来产生第一放大信号，此差动放大器201具有晶体管209/211/213/215，这些晶体管是以图2所绘示的方式连接。第二级放大电路203具有晶体管217、电阻221与电容219，这些元件亦以图2所绘示的方式连接，以将第一放大信号进一步放大为输出端所输出的最小电压。电流镜207具有晶体管223/225，此电流镜207为差动放大器201提供定电流；此外，晶体管227亦电性连接于电流镜207，为第二级放大电路203提供电流。
请参照图3，其是绘示本发明一实施方式发光二极管通道的剩余电压与所选出的最小电压的波形图。如图3所绘示，剩余电压301会保持为定值1.2v(伏特)，剩余电压303会保持为定值0.8v(伏特)，剩余电压305则会随时间而变化。电压选择电路所选出的最小电压307则为剩余电压301、剩余电压303会与剩余电压305当中最小的。
请参照图4，其是绘示本发明一实施方式数个发光二极管通道驱动方法的流程图。发光二极管通道驱动方法是利用数个第一运算放大器，自数个发光二极管通道的数个第一端点所输出的数个剩余电压当中，选出一最小电压，其中这些第一运算放大器的多个输出端是连接在一起；然后依据所选出的最小电压，产生具有一工作周期的一脉冲宽度调制信号，并依据脉冲宽度调制信号在发光二极管通道的数个第二端上，产生驱动电压。特别的是，发光二极管通道驱动方法会预先选取输出级的电流入陷能力较电流推出能力为强的第一运算放大器。
根据以上实施例，电压选择电路、发光二极管驱动电路、发光二极管电路，以及发光二极管通道驱动方法，能够在二极管消耗了些许电压降之后，自动地检测发光二极管通道上的剩余电压，电压选择电路则会选出这些剩余电压当中最小的，然后将之反馈给驱动电路，因此可产生更为精确的驱动电压来驱动发光二极管通。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何在本发明所属技术领域中具有通常知识者者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。
Claims (12)
1.一种电压选择电路，以自多个发光二极管通道的多个第一端所输出多个剩余电压当中，选出一个最小电压，该电压选择电路包含一第一拣选电路，该第一拣选电路包含：
多个第一运算放大器，各个第一运算放大器包含：
一正输入端，以自该多个发光二极管通道的该多个第一端所输出的该多个剩余电压当中择一；
一输出端，以输出该最小电压，其中该多个第一运算放大器的所述输出端是连接在一起的；
一负输入端，电性连接至该输出端；以及
一输出级，电性连接至该输出端，其中该输出级的电流入陷能力较电流推出能力强。
2.根据权利要求1所述的电压选择电路，其中各个第一运算放大器的该输出级包含一源极晶体管以及一漏极晶体管，该源极晶体管与该漏极晶体管电性连接该第一运算放大器的该输出端，该漏极晶体管的电流入陷能力较该源极晶体管的电流推出能力强。
3.根据权利要求2所述的电压选择电路，其中各个第一运算放大器还包含：
一差动放大器，以接收并差动地放大该剩余电压，来产生一第一放大信号；以及
一第二级放大电路，以将该第一放大信号进一步放大为该输出端所输出的该最小电压。
4.根据权利要求1所述的电压选择电路，进一步包含一第二拣选电路，该第二拣选电路包含多个第二运算放大器，该多个第二运算放大器的多个正输入端接收自该多个发光二极管通道而来的该多个剩余电压，该多个第二运算放大器的多个输出端则连接至该多个第一运算放大器的所述输出端。
5.一种发光二极管驱动电路，以驱动多个发光二极管通道，该发光二极管驱动电路包含：
一种电压选择电路，以自多个发光二极管通道的多个第一端所输出的多个剩余电压当中，选出一个最小电压，该电压选择电路包含一第一拣选电路，该第一拣选电路包含多个第一运算放大器，各个第一运算放大器包含：
一正输入端，以自该多个发光二极管通道的该多个第一端所输出的该多个剩余电压当中择一；
一输出端，以输出该最小电压，其中该多个第一运算放大器的所述输出端是连接在一起的；
一负输入端，电性连接至该输出端；以及
一输出级，电性连接至该输出端，其中该输出级的电流入陷能力较电流推出能力强；
一升压电路，以产生一脉冲宽度调制信号，该脉冲宽度调制信号的工作周期则依据所选择的最小电压作出调整；以及
一直流对直流电压转换器，以依据该脉冲宽度调制信号，在该多个发光二极管通道的多个第二端上产生一驱动电压。
6.根据权利要求5所述的发光二极管驱动电路，其中该第一运算放大器的该输出级包含一源极晶体管以及一漏极晶体管，电性连接至该第一运算放大器的该输出端，该漏极晶体管的电流入陷能力较该源极晶体管的电流推出能力强。
7.根据权利要求5所述的发光二极管驱动电路，其中各个第一运算放大器包含：
一差动放大器，以接收并差动地放大该剩余电压，来产生一第一放大信号；以及
一第二级放大电路，以将该第一放大信号进一步放大为该输出端所输出的该最小电压。
8.根据权利要求5所述的发光二极管驱动电路，还包含一第二拣选电路，该第二拣选电路包含多个第二运算放大器，该多个第二运算放大器的多个正输入端接收自该多个发光二极管通道而来的该多个剩余电压，该多个第二运算放大器的多个输出端则连接至该多个第一运算放大器的所述输出端。
9.一种发光二极管电路，包含：
多个发光二极管通道；以及
一发光二极管驱动电路，以驱动多个发光二极管通道，该发光二极管驱动电路包含：
一种电压选择电路，以自多个发光二极管通道的多个第一端所输出的多个剩余电压当中，选出一个最小电压，该电压选择电路包含一第一拣选电路，该第一拣选电路包含多个第一运算放大器，各个第一运算放大器包含：
一正输入端，以自该多个发光二极管通道的所述第一端所输出的该多个剩余电压当中择一；
一输出端，以输出该最小电压，其中该多个第一运算放大器的所述输出端是连接在一起的；
一负输入端，电性连接至该输出端；以及
一输出级，电性连接至该输出端，其中该输出级的电流入陷能力较电流推出能力强；
一升压电路，以产生一脉冲宽度调制信号，该脉冲宽度调制信号的工作周期则依据所选择的最小电压作出调整；以及
一直流对直流电压转换器，以依据该脉冲宽度调制信号，在该多个发光二极管通道的多个第二端上产生一驱动电压。
10.根据权利要求9所述的发光二极管电路，还包含一第二拣选电路，该第二拣选电路包含多个第二运算放大器，该多个第二运算放大器的多个正输入端接收自该多个发光二极管通道而来的该多个剩余电压，该多个第二运算放大器的多个输出端则连接至该多个第一运算放大器的所述输出端。
11.根据权利要求9所述的发光二极管电路，其中各个第一运算放大器包含：
一差动放大器，以接收并差动地放大该剩余电压，来产生一第一放大信号；以及
一第二级放大电路，以将该第一放大信号进一步放大为该输出端所输出的该最小电压。
12.一种发光二极管通道驱动方法，包含：
利用多个第一运算放大器，自多个发光二极管通道的多个第一端点所输出的多个剩余电压当中，选出一最小电压，其中该多个第一运算放大器的多个输出端是连接在一起的；
依据所选出的最小电压，产生具有一工作周期的一脉冲宽度调制信号；以及
在该多个发光二极管通道的多个第二端上，产生一驱动电压，
所述发光二极管通道驱动方法还包含选取该多个第一运算放大器的一输出级，其中该输出级的电流入陷能力较电流推出能力强。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |