CN102549647B - 能够控制恒定发光二极管的电流的发光二极管驱动电路 - Google Patents

能够控制恒定发光二极管的电流的发光二极管驱动电路 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种发光二极管驱动电路,该发光二极管驱动电路包括:开关元件,该开关元件向发光二极管提供输入电力或者切断到该发光二极管的电力供应;第一感测元件,该第一感测元件连接到所述发光二极管并产生与流过所述发光二极管的电流对应的反馈电压;控制器,该控制器的基准电压与所述第一感测元件的基准电压相同,并且该控制器基于所述反馈电压来控制所述开关元件的导通/截止操作;以及第一电感器和二极管,该第一电感器和该二极管连接到所述发光二极管并在所述开关元件截止时为所述发光二极管提供在所述开关元件的所述导通操作期间感应的电流。

Description

能够控制恒定发光二极管的电流的发光二极管驱动电路
技术领域
[0001] 本发明涉及发光二极管(LED)驱动电路。
背景技术
[0002] 目前,LED主要用作用于移动电话、个人数字助理(PDA)、笔记本计算机等的液晶 显示器(LCD)的背光。然而,因为随着LED制造技术的发展,显著改进了效率和亮度,所以 LED也被广泛用作通用照明、监控灯、路灯等以及诸如电视机(TV)等的大型LCD的光源。由 于LED的长寿命、环境友好性以及持续的光学效率改进努力,期望在10年内用LED替代当 前广泛使用的荧光灯。
[0003] 通常,当LED在恒定电流源驱动类型中用作通用照明时,交流(AC)的市电电压 220V应经过AC-直流(DC)转换。然而,当使用最简单的二极管整流器而不使用变压器时, AC-DC转换之后的DC电压变为大约310V,这对于驱动LED而言是非常高的电压。结果,使 用通过利用降压DC-DC转换器将经初级整流的电压转换为适于驱动LED的电压所获得的电 压。
[0004] 图1例示了代表性的降压DC-DC转换器类型的LED电流控制电路。参照图1,使用 开关元件SW的源极或发射极中的电阻器Rs检测流过LED的电流。尽管当开关元件SW导 通时可以通过电阻器Rs两端的电压来检测流过LED的电流,但是如果开关元件SW截止,则 不检测流过LED的电流。因此,通过仅在开关元件SW导通时检测和控制电流,仅控制输出 电流的最大值。在此情况下,存在的问题在于:因为根据输入电压的幅度和LED两端的电压 的幅度的改变,实际上没有控制流过LED的电流的平均值。
[0005] 为了解决这个问题,可以使用一种利用如图2所示的包括绝缘电流传感器的独立 的电流检测电路来检测流过LED的电流的方法。然而,存在的问题在于:因为在高电压环境 下要求电流检测电路的高电压绝缘特性,所以简单的电流传感器不可用,并且因为应当添 加具有高电压绝缘特性的独立的传感器,所以整个系统的大小和成本增大。
发明内容
[0006] 技术问题
[0007] 所公开的技术的目的是提供一种LED驱动电路,该LED驱动电路用于在输入电压 的高电压环境下以及低电压环境下独立于开关元件的导通/截止状态来恒定地控制流过 LED的电流。
[0008] 所公开的技术的另一个目的是提供一种LED驱动电路,该LED驱动电路能够在没 有独立的绝缘电流传感器或绝缘电压传感器的情况下精确地控制流过LED的电流的平均 值或者LED两端的电压的平均值,并且减小流过LED的电流的脉动。
[0009] 技术方案
[0010] 根据为了实现所公开的技术的目的的示例性实施方式,提供了一种LED驱动电 路,该LED驱动电路包括:开关元件,该开关元件被配置为向LED提供输入电力或者阻止到 该LED的输入电力;第一感测元件,该第一感测元件连接到所述LED并被配置为产生与流过 所述LED的电流对应的反馈电压;控制器,该控制器具有与所述第一感测元件相同的基准 电压并被配置为基于所述反馈电压来控制所述开关元件的导通/截止操作;以及第一电感 器和二极管,所述第一电感器和二极管连接到所述LED并被配置为在所述开关元件截止时 为所述LED提供在所述导通操作期间感应的电流。
[0011] 有益效果
[0012] 所公开的技术可以具有以下效果。然而,这并不意味着具体实施方式应该包括全 部这些效果或者仅包括这些效果,并且所公开的技术的范围不应被理解为仅限于此。
[0013] 根据示例性实施方式,LED驱动电路可以独立于开关元件的导通/截止操作来恒 定地直接控制流过LED的电流。
[0014] 根据另一个示例性实施方式,LED驱动电路在高电压环境下不要求用于恒定电流 检测的独立的感测元件,因而减小了产品的大小和元件的数量。
[0015] 根据另一个示例性实施方式,LED驱动电路可以独立于开关元件的导通/截止操 作来直接检测和控制针对驱动LED所必需的电压。
[0016] 根据另一个示例性实施方式,通过省略在高电压环境下驱动LED时的附加的高绝 缘LED电流检测电路或者针对驱动所述LED所必需的电压检测电路,LED驱动电路可以减 小整个产品的大小和元件的数量。
附图说明
[0017] 图1和图2是例不现有技术的LED驱动电路的电路图;
[0018] 图3是例示根据所公开的技术的示例性实施方式的LED驱动电路的框图;
[0019] 图4是例示根据所公开的技术的示例性实施方式的降压LED驱动电路的框图;
[0020] 图5是例示图4的降压LED驱动电路的电路图;
[0021] 图6是例示图4的降压LED驱动电路的另一个电路图;
[0022] 图7和图8是例示图5所例示的电路图的电路结构的修改的电路图;
[0023] 图9是例示当将迟滞控制施加于图5所例示的降压LED驱动电路时的电感器的电 流波形的图示;
[0024] 图10是例示图4的降压LED驱动电路的另一个电路图;
[0025] 图11到图14是例示图10所例示的电路图的电路结构的修改的电路图;
[0026] 图15是例示根据所公开的技术的示例性实施方式的升压/降压LED驱动电路的 电路图;以及
[0027] 图16到图25是例示图15所例示的电路图的电路结构的修改的电路图。
具体实施方式
[0028] 本文公开了所公开的技术的示例性实施方式。然而,出于描述所公开的示例性实 施方式的目的,本文公开的具体结构和功能细节仅是代表性的,然而,所公开的技术的示例 性实施方式可以按照许多替换形式来实现,并且不应被理解为限于本文阐述的所公开的技 术的示例性实施方式。
[0029] 这里使用的术语仅是出于描述具体实施方式的目的,而不旨在对本发明的限制。
[0030] 除非上下文另行明确地指出,否则如这里使用的,单数形式"一个(a)、" 一种 (an) "和"所述(the) "旨在还包括复数形式。还将理解的是,当在这里使用术语"包括"、 "包含"时,指的是存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件,但是不排除存在或 添加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。
[0031] 除非上下文明确地指出特定顺序,否则步骤的发生可以不按照所记载的顺序。也 就是说,这些步骤可以按照所记载的顺序来执行,这些步骤可以基本同时地执行,或者这些 步骤可以按照相反的顺序来执行。
[0032] 除非另行定义,否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有本发 明所属领域的普通技术人员所共同理解的相同含义。还要理解的是,除非在这里明确地定 义,否则诸如常用词典中定义的那些术语的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的背 景中的含义一致的含义,并且不能按照理想化或者过于形式化的意义来解释。
[0033] 图3是例示根据所公开的技术的示例性实施方式的LED驱动电路的框图。参照图 3,该LED驱动电路包括悬浮电源120、控制器140、开关元件150、感测元件160和发光单元 200。在此,悬浮电源120和控制器140可以构成降压控制器100。
[0034] 悬浮电源120通过从输入电源Vin接收电力来进行工作,并且向控制器140提供 驱动电压。控制器140通过从悬浮电源120接收驱动电压来进行工作。控制器140从感测 元件160接收反馈电压,并且基于该反馈电压来控制开关元件150导通/截止。开关元件 150根据控制器140的控制来切换输入电源Vin与发光单元200之间的连接。开关元件150 根据控制器140的控制来从输入电源Vin向发光单元200提供电力或者不从输入电源Vin 向发光单元200提供电力。
[0035] 感测元件160通过独立于开关元件150的导通/截止状态感测流过包括在发光单 元200中的LED的电流来产生反馈电压,并且将该反馈电压反馈回控制器140。例如,感测 元件160可以通过感测电阻器实现。
[0036] 首先,当开关元件150导通时,流过该LED的电流增大,以使得要从感测元件160 反馈到控制器140的反馈电压的幅度也增大。如果反馈电压超过基准电压,则控制器140 使开关元件150截止。当开关元件150截止时,流过该LED的电流减小,以使得从感测元件 160反馈到控制器140的反馈电压的幅度也减小。如果反馈电压低于基准电压,则控制器 140使开关元件150导通。通过这样,控制器140可以将流过该LED的电流控制为恒定。 [0037] 发光单元200由该LED、二极管和电感器(或变压器)构成,并且可以包括滤波电 容器。通过将该二极管和该电感器(或变压器)连接到该LED,当开关元件150截止时,流 过该LED的电流被维持。通过将滤波电容器连接到该LED,能够减小流过该LED的电流的纹 波(ripple)。
[0038] 图4是例示根据所公开的技术的示例性实施方式的降压LED驱动电路的框图。
[0039] 参照图4,降压LED驱动电路包括悬浮电源120、控制器140、连接到控制器140的 开关元件150、连接到开关元件150的感测电容器Rs以及连接到感测电阻器Rs的LED。在 此,悬浮电源120和控制器140可以构成降压控制器100。
[0040] 连接到输入电源Vin和公共端子Vcom的悬浮电源120从输入电源Vin接收电力。
[0041] 悬浮电源120独立于公共端子Vcom的电压改变来基于公共端子Vcom的电压为控 制器140提供恒定的驱动电压。
[0042] 连接到悬浮电源120和公共端子Vcom的控制器140通过从悬浮电源120接收电 力来进行工作。控制器140从感测电阻器Rs接收反馈电压V FB,并通过基于反馈电压VFB控 制开关元件150的导通/截止操作来将流过LED的电流控制为恒定。
[0043] 根据控制器140的控制,开关元件150切换输入电源Vin与LED之间的连接的导 通/截止。例如,开关元件150可以包括金属氧化物半导体场效应晶体管(M0SFET)、绝缘栅 双极型晶体管(IGBT)、双极结型晶体管(BJT)和结型场效应晶体管(JFET)中的至少一个。
[0044] 连接到开关元件150和LED的感测电阻器Rs通过感测流过该LED的电流来产生 反馈电压V FB,并且将该反馈电压VFB反馈回控制器140。感测电阻器Rs与流过该LED的电 流成正比地产生反馈电压V FB。
[0045] 图5是例示图4的降压LED驱动电路的电路图。参照图5,降压LED驱动电路包 括悬浮电源120、控制器140、连接到控制器140的开关元件150、连接到开关元件150的感 测电阻器Rs、连接到感测电阻器Rs的LED以及连接到该LED的电感器L和滤波电容器C F。 在此,悬浮电源120和控制器140可以构成降压控制器100。
[0046] 降压控制器100通过控制开关元件150的占空比来执行大致上恒定地维持流过该 LED的电流的功能。降压控制器100包括悬浮电源120和控制器140。
[0047] 连接到输入电源Vin和公共端子Vcom的悬浮电源120从输入电源Vin接收电力。 因为悬浮电源120连接到没有接地的公共端子Vcom,所以可以独立于公共端子Vcom的电 压改变来向控制器140提供基于公共端子Vcom的电压的恒定驱动电压。例如,悬浮电源 120可以使用变压器型、电荷泵型和自举型中的任意一种。尽管本示例性实施方式中例示了 将自举电容器G添加到悬浮电源120的输出端的自举型的示例,但是所公开的技术不限于 此。
[0048] 连接到悬浮电源120和公共端子Vcom的控制器140从悬浮电源120接收电力。 控制器140从感测电阻器Rs接收反馈电压V FB,并通过基于反馈电压VFB控制开关元件150 的导通/截止操作来使得恒定电流能够流过LED。例如,控制器140对反馈电压V FB与基准 电压VKEF进行比较,如果反馈电压VFB低于基准电压V KEF,则通过使开关元件150导通来增大 流过该LED和电感器L的电流,并且如果反馈电压VFB高于基准电压V KEF,则通过使开关元件 150截止来减小流过该LED和电感器L的电流。通过这样,控制器140可以控制通过流过该 LED的电流所产生的反馈电压VFB收敛到基准电压VKEF。控制器140可以利用使用积分器的 脉宽调制(PWM)控制、脉冲频率调制(PFM)或者在不具有积分器的情况下具有比较功能的 迟滞控制来实现。
[0049] 控制器140可以根据反馈电压VFB与基准电压VKEF之间的比较结果来产生小信号 占空比信号,并且通过缓冲该小信号占空比信号来提供高电流驱动能力。通过这样,控制器 140可以按照高频率切换高功率开关元件150。
[0050] 连接到输入电源Vin和公共端子Vcom的开关元件150根据控制器140的控制切 换输入电源Vin与LED之间的连接的导通/截止。开关元件150根据控制器140的控制将 输入电源Vin连接到该LED或者将输入电源Vin从该LED断开。
[0051] 连接到公共端子Vcom和LED的感测电阻器Rs根据流过感测电阻器Rs的电流来 产生反馈电压V FB,并且将反馈电压VFB反馈回控制器140。在此,从感测电阻器Rs到控制器 140的反馈电压V FB遵循下式(1)的欧姆定律。
[0052] [式 1]
[0053]
Figure CN102549647BD00091
[0054] 在此,VFB是反馈电压,是感测电阻器Rs的电阻值,并且是流过LED的电流 值。
[0055] LED通过接收电流来发光。在此,因为该LED接收基本恒定的电流,所以该LED发 出恒定强度的光。
[0056] 连接到LED和输入电源Vin的电感器L产生逆电动势以在流过该LED的电流改变 时维持流过该LED的电流。例如,如果开关元件150导通,则电感器L使得流过该LED的电 流能够逐渐增大。如果开关元件150截止,则电感器L通过二极管D使得流过该LED的电 流能够逐渐减小。电感器L用作电流源,该电流源通过对电感器L的两端的根据开关元件 150的切换导通/截止的操作而改变的电压值进行积分来为该LED提供恒定电流。
[0057] 滤波电容器CF串联连接在开关元件150与电感器L之间,并且并联连接到感测电 阻器Rs和LED,并且减小流过该LED的电流的纹波。如果滤波电容器C F的容量大,则流过 电感器L的电流不同于流过该LED的电流。因为流过电感器L的电流被具有大容量的滤波 电容器C F滤波,并且通过积分值的电压来指示,所以可以通过控制存储在滤波电容器CF中 的电压来控制流过该LED的电流。
[0058] 在此,可以省略滤波电容器心。如果省略滤波电容器心,则流过电感器L的电流与 流过LED的电流相同。因此,可以应用设定流过该LED的电流的最大值和最小值的迟滞控 制方法,如果流过该LED的电流达到该最大值,则控制器140将开关元件150截止,如果流 过该LED的电流达到该最小值,则控制器140将开关元件150导通。即使在滤波电容器C F 的容量较小时,仍然可以应用该迟滞控制方法。图9是例示当将该迟滞控制应用于图5所 例示的降压LED驱动电路时的电感器的电流波形的图示。参照图9,可以通过控制电感器L 的电流在最大电流值IMax与最小电流值IMin之间工作来控制平均值。在此,流过电感器L的 电流与流过该LED的电流相同。
[0059] 连接到公共电压Vcom的二极管D提供在开关元件150截止时的电流流过感测电 阻器Rs、LED和电感器L的路径。
[0060] 即使在公共端子Vcom的电压改变时,连接到悬浮电源120和公共端子Vcom的自 举电容器CH也向控制器140提供恒定的驱动电压。当开关元件150截止时,自举电容器CH 执行充电操作,并且如果开关元件150导通,则向控制器140提供所充电的电压。通过这样, 在开关元件150截止并且公共端子Vcom短接到地的状态下,即使在开关元件150导通并且 公共端子Vcom连接到输入电源Vin时,也可以向控制器140提供恒定的驱动电压。
[0061] 图6是例示图4的降压LED驱动电路的另一个电路图。在图6的降压LED驱动电 路中,悬浮电源120、控制器140和开关元件150执行与参照图5所述的功能大致相同的功 能。
[0062] 控制器140将通过两个感测电阻器Rsl和Rs2检测到的反馈电压VFB与基准电压 VKEF进行比较,并且通过控制开关元件150的导通/截止操作来使得反馈电压VFB能够与基 准电压V KEF基本相同。因此,恒定地维持输出电压Vout。基于输出电压Vout,能够直接驱 动LED或者通过添加恒流驱动级来驱动多个LED。在此,输出电压Vout被施加到上述PWM 控制方法,并且可以被控制为恒定电压。可以通过下式(2)来表示通过两个感测电阻器Rsl 和Rs2检测到的反馈电压VFB与输出电压Vout之间的关系。
[0063] [式 2]
[0064]
Figure CN102549647BD00101
[0065] 在此,VFB是反馈电压,Rsl和Rs2是感测电阻器的电阻值,并且VVKEF是控制器的基 准电压。
[0066] 在图6中,能够通过控制在固定的感测电阻器Rsl和Rs2的条件下输入到控制器 的反馈电压V FB来获得恒定的输出电压Vout,并且使用恒定的输出电压Vout来驱动LED。
[0067] 图7和图8是例示图5所例示的电路图的电路结构的修改的电路图。
[0068] 与图5例示的LED驱动电路相比,图7例示的LED驱动电路还包括变压器Xfmr和 整流器。参照图7,变压器Xfmr的初级侧串联连接到感测电阻器Rs,并且变压器Xfmr的次 级侧通过整流器连接到LED。变压器Xfmr将该LED与该LED驱动电路电绝缘,并且整流器 使电流稳定以使得电流沿一个方向流过该LED。在此,当图5的电感器L被设计为初级侧电 感器时,可以通过将次级侧电感器添加到图5的结构来实现变压器Xfmr。
[0069] 控制器140通过基于反馈电压VFB控制开关元件150的导通/截止操作来基本恒 定地控制变压器Xfmr的初级侧电流。另外,因为根据初级侧电流和变压器Xfmr的匝数比 (常数)来确定变压器Xfmr的次级侧电流,所以该次级侧电流也被恒定地控制。因此,LED 的电流也被恒定地控制。添加了变压器Xfmr的LED驱动电路可以根据与初级侧的电绝缘 来获得驱动特性。
[0070] 在图8例示的降压LED驱动电路中,与图7例示的LED驱动电路相比,通过二极管 D1和电容器CH实现整流器。参照图8,变压器Xfmr的初级侧串联连接到感测电阻器Rs,并 且变压器Xfmr的次级侧经由通过二极管D1和电容器C H实现的整流器连接到LED。
[0071] 图10是例示图4的降压LED驱动电路的另一个电路图。与图4相比,图10所例 示的降压LED驱动电路与将要反馈到控制器140的反馈电压V FB改变为正(+)电压的电路 对应。为此,感测电阻器Rs的高压端子连接到控制器140的反馈电压VFB的输入端子,并且 感测电阻器Rs的低压端子连接到公共电压Vcom,以使得通过感测电阻器Rs检测到的反馈 电压V FB高于公共端子Vcom的电压。
[0072] 图11到图14是例示图10所例示的电路图的电路结构的修改的电路图。
[0073] 与图10例示的LED驱动电路相比,在图11例示的LED驱动电路中,改变LED和电 感器L的位置。
[0074] 与图10的LED驱动电路相比,图12例示的降压LED驱动电路还包括变压器Xfmr。 参照图12,变压器Xfmr的初级侧串联连接到感测电阻器Rs,并且变压器Xfmr的次级侧连 接到LED。变压器Xfmr将该LED与该LED驱动电路电绝缘。在此,如果图10的电感器L被 设计为初级侧电感器,则可以通过将次级侧电感器添加到图5的结构来实现变压器Xfmr。
[0075] 与图12的LED驱动电路相比,图13例示的降压LED驱动电路还包括变压器Xfmr 的次级侧与LED之间的整流器。该整流器可以向该LED提供更稳定的电流。
[0076] 与图13的LED驱动电路相比,在图14例示的降压LED驱动电路中,通过二极管D1 和电容器心来实现整流器。参照图14,变压器Xfmr的初级侧串联连接到感测电阻器Rs, 并且变压器Xfmr的次级侧经由通过二极管D1和电容器CH实现的整流器连接到LED。
[0077] 图15是例示根据所公开的技术的示例性实施方式的升压/降压LED驱动电路的 电路图。
[0078] 参照图15,升压/降压LED驱动电路包括悬浮电源120、控制器140、连接到控制器 140的开关元件150、连接到开关元件150的感测电阻器Rs、连接到感测电阻器Rs的LED、 并联连接到感测电阻器Rs和该LED的电感器L和滤波电容器C F、连接到电感器L和滤波电 容器(^的二极管D以及连接到输入电源Vin和悬浮电源120的启动电阻器Rstart。在此, 悬浮电源120和控制器140构成降压控制器100。
[0079] 降压控制器100通过控制开关元件150的占空比来执行基本恒定地维持流过LED 的电流的功能。降压控制器100包括悬浮电源120和控制器140。
[0080] 悬浮电源120通过启动电阻器Rstart连接到输入电源Vin,并且连接到滤波电容 器C F,并且从滤波电容器CF接收电力。因为在LED驱动电路初始被驱动时开关元件150截 止,所以输入电源Vin通过具有大的电阻值的启动电阻器Rstart来提高滤波电容器C F的 电压。另外,滤波电容器CF向悬浮电源120提供驱动电压。因为通常是市电AC电源的输 入电源Vin比用于驱动LED的电压高得多,所以使用在滤波电容器C F中充电的电压作为悬 浮电源120的驱动电压是有效的。
[0081] 控制器140从悬浮电源120接收电力并且从感测电阻器Rs接收反馈电压VFB。控 制器140通过基于反馈电压V FB控制开关元件150的导通/截止操作来使得基本恒定的电 流流过LED。例如,控制器140对反馈电压VFB与基准电压V KEF进行比较,如果反馈电压VFB 低于基准电压VKEF,则通过使开关元件150导通来增大流过该LED和电感器L的电流,并且 如果反馈电压V FB高于基准电压VKEF,则通过使开关元件150截止来减小流过该LED和电感 器L的电流。通过这样,控制器140可以控制通过流过该LED的电流所产生的反馈电压V FB 收敛到基准电压VKEF。控制器140可以通过使用积分器的PWM控制、PFM控制或者在不具有 积分器的情况下具有比较功能的迟滞控制来实现。
[0082] 控制器140可以根据反馈电压VFB与基准电压VKEF之间的比较的结果来产生小信 号占空比信号,并且通过缓冲该小信号占空比信号来提供高电流驱动能力。通过这样,控制 器140可以按照高频率切换高功率开关元件150。
[0083] 根据控制器140的控制,连接到输入电源Vin和电感器L的开关元件150切换输 入电源Vin与LED之间的连接的导通/截止。例如,开关元件150可以包括M0SFET、IGBT、 BJT和JFET中的至少一个。
[0084] 感测电阻器Rs根据流过感测电阻器Rs的电流来产生反馈电压VFB,并且将反馈电 压V FB反馈回控制器140。在此,要从感测电阻器Rs反馈回控制器140的反馈电压VFB遵循 上式(1)的欧姆定律。
[0085] 电感器L通过二极管D并联连接到感测电阻器Rs和LED,并且并联连接到滤波电 容器C F。例如,如果开关元件150被控制器140导通,则流过电感器L的电流增大并且滤波 电容器CFW两端之间的电压增大。因此,流过该LED的电流增大并且反馈电压V FB增大。如 果反馈电压VFB高于基准电压VKEF,则开关元件150被控制器140截止,并且流过电感器L的 电流、流过该LED的电流以及反馈电压V FB减小。如果反馈电压VFB低于基准电压VKEF,则开 关元件150被控制器140导通。通过这样,可以向该LED提供基本恒定的电流,并且该LED 可以发出恒定强度的光。
[0086] 图16到图22是例示图15所例示的电路图的电路结构的修改的电路图。
[0087] 与图15例示的电路相比,图16例示的LED驱动电路与两个感测电阻器Rsl和Rs2 附加地并联连接到LED和电阻器Rs的两端的电路对应,感测电阻器Rsl的两端之间的电压 被指定为反馈电压V FB,并且反馈电压VFB被反馈回控制器140。根据控制器140的切换操 作,作为感测电阻器Rsl和Rs2的两端之间的电压的输出电压Vout被恒定地维持,并且流 过LED的电流也被基本恒定地维持。
[0088] 与图16例示的LED驱动电路相比,在图17例示的LED驱动电路中,利用恒流驱动 级代替电阻器Rs,并且包括多个LED。如图16例示的LED驱动电路,输出电压Vout被恒定 地维持,并且流过LED的电流也被恒定地维持。
[0089] 与图16例示的LED驱动电路相比,图18例示的LED驱动电路还包括转换器。在 此,该转换器可以包括DC-DC转换器或者电荷泵。因为该转换器向电阻器Rs和LED提供必 需的恒定的输出电压Vout,所以流过LED的电流是恒定的。
[0090] 与图15的LED驱动电路相比,在图19例示的LED驱动电路中,将要反馈到控制器 140的反馈电压V FB改变为负㈠ 电压。为此,感测电阻器Rs的高压端子连接到公共节点, 并且感测电阻器Rs的低压端子连接到控制器140,以使得通过感测电阻器Rs检测到的反馈 电压V FB低于悬浮电源120、控制器140和感测电阻器Rs的公共节点的电压。
[0091] 与图15相比,在图20例示的LED驱动电路中,感测电阻器Rs与LED的位置彼此 互换。在图20中,LED的连接到感测电阻器Rs的一端连接到控制器140的反馈电压V FB的 输入端子,并且LED的另一端被连接以具有与控制器140相同的基准电压。
[0092] 与图15的电路相比,在图21例示的LED驱动电路中,滤波电容器CF通过二极管D 并联连接到电感器L,并且包括滤波电容器CF和电感器L的电路串联连接到感测电阻器Rs 并且串联连接到LED。
[0093] 与图15的电路相比,图22例示的LED驱动电路还包括滤波电容器CF与悬浮电源 120之间的二极管D B。通过防止流过启动电阻器Rstart的电流从输入电源Vin初始地输入 到滤波电容器#,滤波电容器CF与悬浮电源120之间的二极管D改变启动时间或者使得该 LED驱动电路能够稳定地工作。图22例示的悬浮电源的结构电路可以应用于图15的全部 修改电路。
[0094] 与图15的电路相比,图23例示的LED驱动电路还包括第二感测电阻器Rs2和要 通过该第二感测电阻器Rs2反馈回控制器140的第二反馈电压V a。提供了检测流过电感 器的电流并将第二反馈电压^^反馈回控制器的功能。
[0095] 与图23例示的电路相比,在图24例示的LED驱动电路中,感测电阻器Rsl与滤波 电容器C F之间的连接节点连接在第二感测电阻器Rs2与开关之间而不连接到控制器140的 公共电压。提供了检测流过电感器L的电流并将第二反馈电压V a反馈到控制器140的功 能。
[0096] 与图24例示的电路相比,图25例示的LED驱动电路在不使用第一感测电阻器Rsl 的情况下将第二感测电阻器Rs2两端的反馈电压反馈回控制器140。感测电阻器Rs通过检 测电感器L的电流来将反馈电压V FB反馈回控制器140,并且控制器140通过电感器L的电 流控制来控制流过LED的电流。
[0097] 对于本领域技术人员而言明显的是,可以在不脱离本发明的实质或范围的情况下 对本发明的上述示例性实施方式做出各种修改。因此,只要这些修改落入所附权利要求及 其等同物的范围以内,所公开的技术旨在涵盖全部这些修改。

Claims (27)

1. 一种发光二极管LED驱动电路,该LED驱动电路包括: 开关元件,该开关元件被配置为向LED提供输入电力或者阻止到该LED的输入电力; 第一感测元件,该第一感测元件连接到所述LED并被配置为产生与流过所述LED的电 流对应的反馈电压; 控制器,该控制器具有与所述第一感测元件相同的基准电压并被配置为基于所述反馈 电压来控制所述开关元件的导通/截止操作; 第一电感器和二极管,该第一电感器和该二极管连接到所述LED并被配置为在所述开 关元件截止时为所述LED提供在所述导通操作期间感应的电流;以及 自举电容器,该自举电容器被配置为:一端连接到悬浮电源并且另一端被连接以具有 与所述第一感测元件的基准电压相同的电压,在所述开关元件截止时执行充电操作,以及 在所述开关元件导通时向所述控制器提供所充电的电压。
2. 根据权利要求1所述的LED驱动电路,其中, 所述第一感测元件串联连接到所述LED, 所述第一感测元件的连接到所述LED的一端连接到所述控制器的所述反馈电压的输 入端子;并且 所述第一感测元件的另一端被连接以具有与所述控制器相同的基准电压。
3. 根据权利要求2所述的LED驱动电路,该LED驱动电路还包括: 滤波电容器,该滤波电容器并联连接到所述第一感测元件和所述LED,并被配置为减小 流过所述LED的电流的纹波。
4. 根据权利要求2所述的LED驱动电路,其中, 所述悬浮电源被配置为:通过接收所述输入电力来工作,具有与所述第一感测元件相 同的基准电压,以及向所述控制器提供恒定的驱动电压。
5. 根据权利要求1所述的LED驱动电路,其中, 所述第一感测元件并联连接到所述LED ; 所述第一感测元件的连接到所述LED的一端连接到所述控制器的所述反馈电压的输 入端子;并且 所述第一感测元件的另一端被连接以具有与所述控制器相同的基准电压。
6. 根据权利要求2所述的LED驱动电路,该LED驱动电路还包括: 第二电感器,该第二电感器连接到所述LED, 其中,所述第一电感器和所述第二电感器各自对应于变压器的初级侧和次级侧,并且 所述变压器将流过所述第一感测元件的电流传送到所述LED。
7. 根据权利要求6所述的LED驱动电路,其中,所述变压器的所述次级侧与所述LED之 间包括整流器。
8. 根据权利要求7所述的LED驱动电路,其中,所述整流器包括: 电容器,该电容器并联连接到所述LED ;以及 二极管,该二极管连接到所述变压器的所述次级侧和所述LED。
9. 根据权利要求1所述的LED驱动电路,其中, 第一感测元件串联连接到所述LED, 所述第一感测元件的连接到所述LED的一端被连接以具有与所述控制器相同的基准 电压,并且 所述第一感测元件的另一端连接到所述控制器的所述反馈电压的输入端子。
10. 根据权利要求9所述的LED驱动电路,该LED驱动电路还包括: 第二电感器,该第二电感器连接到所述LED, 其中,所述第一电感器和所述第二电感器各自对应于变压器的初级侧和次级侧,并且 所述变压器将流过所述第一感测元件的电流传送到所述LED。
11. 根据权利要求10所述的LED驱动电路,其中,所述变压器的所述次级侧与所述LED 之间包括整流器。
12. 根据权利要求11所述的LED驱动电路,其中,所述整流器包括: 电容器,该电容器并联连接到所述LED ;以及 二极管,该二极管连接到所述变压器的所述次级侧和所述LED。
13. 根据权利要求1所述的LED驱动电路,该LED驱动电路还包括: 滤波电容器,该滤波电容器被配置为在所述开关元件截止时执行充电操作,并且在所 述开关元件导通时向所述第一感测元件和所述LED提供电流。
14. 根据权利要求13所述的LED驱动电路,其中, 所述第一感测元件串联连接到所述LED,并且 所述滤波电容器并联连接到包括所述LED和所述第一感测元件的电路,并且通过所述 二极管并联连接到所述第一电感器。
15. 根据权利要求14所述的LED驱动电路,其中, 所述第一感测元件的连接到所述LED的一端连接到所述控制器的所述反馈电压的输 入端子;并且 所述第一感测元件的另一端被连接以具有与所述控制器相同的基准电压。
16. 根据权利要求14所述的LED驱动电路,其中, 所述滤波电容器与所述LED之间的公共节点通过另一个二极管和电阻器连接到悬浮 电源。
17. 根据权利要求13所述的LED驱动电路,其中, 所述LED连接到恒流驱动级,并且 所述滤波电容器并联连接到包括所述恒流驱动级和所述LED的电路,并且并联连接到 所述第一感测元件。
18. 根据权利要求17所述的LED驱动电路,其中,所述恒流驱动级包括具有预设值的电 阻器。
19. 根据权利要求18所述的LED驱动电路,该LED驱动电路还包括: 转换器,该转换器在包括所述电阻器和所述LED的电路与所述滤波电容器之间。
20. 根据权利要求14所述的LED驱动电路,其中, 所述第一感测元件的连接到所述LED的一端被连接以具有与所述控制器相同的基准 电压,并且 所述第一感测元件的另一端连接到所述控制器的所述反馈电压的输入端子。
21. 根据权利要求14所述的LED驱动电路,其中, 所述LED的连接到所述第一感测元件的一端连接到所述控制器的所述反馈电压的输 入端子;并且 所述LED的另一端被连接以具有与所述控制器相同的基准电压。
22. 根据权利要求13所述的LED驱动电路,其中, 所述滤波电容器通过所述二极管并联连接到所述第一电感器,并且 包括所述滤波电容器和所述第一电感器的电路串联连接到所述第一感测元件,并且串 联连接到所述LED。
23. 根据权利要求13所述的LED驱动电路,该LED驱动电路还包括: 第二感测元件,该第二感测元件连接到所述开关元件, 其中,所述第二感测元件连接到所述控制器、所述电感器和所述滤波电容器,并连接在 连接到所述第一感测元件的一端的公共电压与所述开关元件之间,并且连接到所述开关元 件的一端连接到所述控制器。
24. 根据权利要求13所述的LED驱动电路,该LED驱动电路还包括: 第二感测元件,该第二感测元件连接到所述开关元件, 其中,所述第二感测元件的一端连接到所述控制器的公共电压和所述电感器的一端, 并且所述第二感测元件的另一端连接到所述开关元件、所述滤波电容器和所述第一感测元 件的一端,并且连接到所述开关元件的一端连接到所述控制器。
25. 根据权利要求13所述的LED驱动电路,其中, 所述第一感测元件串联连接到所述第一电感器,并且 所述滤波电容器并联连接到所述LED,并且通过所述二极管并联连接到所述第一感测 元件和所述电感器。
26. 根据权利要求1所述的LED驱动电路,其中,所述控制器包括脉宽调制控制、脉冲频 率调整控制、突发模式控制和迟滞控制中的至少一个。
27. 根据权利要求1所述的LED驱动电路,其中,所述开关元件包括金属氧化物半导体 场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、双极结型晶体管(BJT)和结型场效 应晶体管(JFET)中的至少一个。
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