CN104093238B - 于高温时可降低发光二极管驱动电流的电源转换器 - Google Patents
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Abstract
本发明关于一种于高温时可降低发光二极管驱动电流的电源转换器。电源转换器包含功率因素校正单元、电源转换单元、变压器、整流单元、降电流单元、定电流/定电压单元及控制单元。功率因素校正单元转换交流电压为直流电压；电源转换单元和变压器传递直流电压的能量；整流单元产生驱动电压和驱动电流至至少一串发光二极管；当整流单元的温度低于第一预定值时，定电流/定电压单元产生第一信号，当该整流单元的温度高于第一预定值时，降电流单元控制定电流/定电压单元产生第二信号；控制单元产生控制信号至电源转换单元。本发明可在定电流/定电压单元产生过温度保护信号至控制单元前，防止电源转换器内的元件免于被整流单元的高温所损坏。
Description
技术领域
本发明涉及一种电源转换器，尤其指一种于高温时可降低发光二极管驱动电流的电源转换器。
背景技术
当驱动发光二极管的电源转换器开启后，电源转换器内的温度会随着时间而逐渐上升。在电源转换器内的温度随着时间而逐渐上升的过程中，现有技术提供过温度保护(Overtemperatureprotection,OTP)的功能以使电源转换器内的元件不会被电源转换器内的温度损坏(如图1所示，电源转换器内的温度大于温度T1时，过温度保护的功能启动)，此时发光二极管会被关闭。然而在控制器尚未产生过温度保护的信号之前，电源转换器的一些元件仍可能因电源转换器内的温度而损坏(如图2所示的温度T2，其中温度T2是小于温度T1)，导致发光二极管亦被关闭。然而，现有技术所提供的过温度保护功能是防止发光二极管免于损坏，但因为在控制器尚未产生过温度保护的信号之前，电源转换器的一些元件仍可能因电源转换器内的温度而损坏，所以现有技术对于电源转换器而言并不是一个好的技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种于高温时可降低发光二极管驱动电流的电源转换器。
为了达到上述目的，本发明提出一种电源转换器，该电源转换器于高温时可降低发光二极管驱动电流。该电源转换器包含：功率因素校正单元、电源转换单元、变压器、整流单元、降电流单元、定电流/定电压单元以及控制单元。功率因素校正单元用以转换交流电压为直流电压；该电源转换单元和该变压器用以根据控制信号传递该直流电压的能量；整流单元用以接收该直流电压的能量，以及根据该直流电压的能量产生驱动电压和驱动电流至至少一串发光二极管；定电流/定电压单元耦接于该至少一串发光二极管和该降电流单元，该定电流/定电压单元用以当该整流单元的温度低于第一预定值时根据驱动该至少一串发光二极管的该驱动电压和该驱动电流产生第一信号，以及当该整流单元的温度高于该第一预定值时该降电流单元控制该定电流/定电压单元产生第二信号；控制单元通过耦合器耦接于该定电流/定电压单元，该控制单元用以根据该第一信号或该第二信号产生该控制信号至该电源转换单元。
作为可选的技术方案，该耦合器为光耦合器。
作为可选的技术方案，当该整流单元的温度等于第二预定值时，该驱动电流降至该驱动电流的最大值的70％～80％，且该第二预定值大于该第一预定值。
作为可选的技术方案，当该整流单元的温度大于第三预定值时，该定电流/定电压单元产生过温度保护信号至该控制单元，该控制单元根据该过温度保护信号产生该控制信号至该电源转换单元。
作为可选的技术方案，该降电流单元包含第一电阻、热敏电阻、第二电阻、第一电容、第三电阻、双载子电晶体和第四电阻。第一电阻具有第一端及第二端，该第一电阻的第一端用以接收第一电压；热敏电阻具有第一端及第二端，该热敏电阻的第一端用以接收该第一电压，该热敏电阻的第二端耦接于该第一电阻的第二端，其中该热敏电阻邻近于该整流单元；第二电阻具有第一端及第二端，该第二电阻的第一端耦接于该第一电阻的第二端，该第二电阻的第二端耦接于地端；第一电容具有第一端及第二端，该第一电容的第一端耦接于该第一电阻的第二端，该第一电容的第二端耦接于该地端；第三电阻具有第一端及第二端，该第三电阻的第一端耦接于该第一电阻的第二端；双载子电晶体具有第一端及第二端，该双载子电晶体的第一端耦接于该第三电阻的第二端，该双载子的第三端耦接于该地端；第四电阻具有第一端和第二端，该第四电阻的第一端耦接于该定电流/定电压单元，该第四电阻的第二端耦接于该双载子电晶体的第一端。
作为可选的技术方案，该热敏电阻具有负温度系数。
作为可选的技术方案，该电源转换单元为返驰式转换器或LLC谐振转换器。
作为可选的技术方案，该整流单元为金属氧化物半导体场效电晶体或肖特基二极管。
作为可选的技术方案，该功率因素校正单元、该电源转换单元和该控制单元位于该电源转换器的一次侧。
作为可选的技术方案，该整流单元、该降电流单元、该定电流/定电压单元和该耦合器位于该电源转换器的二次侧。
本发明提供的电源转换器，由于该电源转换器在定电流/定电压单元产生过温度保护信号至控制单元前(整流单元的温度已高于第一预定值)已先利用降电流单元控制该定电流/定电压单元产生第二信号以控制该控制单元和电源转换单元降低驱动至少一串发光二极管的驱动电流，所以相较于现有技术，本发明可在该定电流/定电压单元产生该过温度保护信号至该控制单元前，防止该电源转换器内的元件免于被该整流单元的高温所损坏。
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为电源转换器内过温度保护的功能启动的示意图；
图2为电源转换器内的一些元件因电源转换器内的温度而损坏的示意图；
图3为本发明的一实施例说明一种于高温时可降低发光二极管驱动电流的电源转换器的示意图；
图4为驱动至少一串发光二极管的驱动电流与整流单元的温度的关系示意图。
具体实施方式
请参照图3，图3是本发明的一实施例说明一种于高温时可降低发光二极管驱动电流的电源转换器100的示意图。如图3所示，电源转换器100包含功率因素校正单元102、电源转换单元104、变压器106、整流单元108、降电流单元110、定电流/定电压单元112及控制单元114。功率因素校正单元102用以转换交流电压VAC为直流电压VDC。电源转换单元104和变压器106用以根据控制信号CS传递直流电压VDC的能量，其中电源转换单元104是返驰式转换器(fly-backconverter)或电感电感电容谐振转换器(LLCresonantconverter)。整流单元108用以接收直流电压VDC的能量，并根据直流电压VDC的能量产生驱动电压DRV和驱动电流DRC至至少一串发光二极管116，其中整流单元108是金属氧化物半导体场效电晶体(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor,MOSFET)或肖特基二极管(Schottkydiode)。定电流/定电压单元112耦接于至少一串发光二极管116和降电流单元110，当整流单元108的温度低于第一预定值FPV时，定电流/定电压单元112根据驱动至少一串发光二极管116的驱动电压DRV和驱动电流DRC产生第一信号FS；当整流单元108的温度高于第一预定值FPV时，降电流单元110控制定电流/定电压单元112产生第二信号SS。控制单元114通过耦合器118耦接于定电流/定电压单元112，控制单元114用以根据第一信号FS或第二信号SS产生控制信号CS至电源转换单元104，其中耦合器118是光耦合器。如图3所示，功率因素校正单元102、电源转换单元104和控制单元114位于电源转换器100的一次侧PRI，整流单元108、降电流单元110、定电流/定电压单元112和耦合器118位于电源转换器100的二次侧SEC。
如图3所示，降电流单元110包含第一电阻1102、热敏电阻1104、第二电阻1106、第一电容1108、第三电阻1110、双载子电晶体1112和第四电阻1114。第一电阻1102具有第一端和第二端，其中第一电阻1102的第一端用以接收第一电压V1；热敏电阻1104具有第一端和第二端，其中热敏电阻1104的第一端用以接收第一电压V1，热敏电阻1104的第二端耦接于第一电阻1102的第二端，热敏电阻1104邻近于整流单元108，且热敏电阻1104具有负温度系数；第二电阻1106具有第一端和第二端，其中第二电阻1106的第一端耦接于第一电阻1102的第二端，第二电阻1106的第二端耦接于地端GND；第一电容1108具有第一端和第二端，其中第一电容1108的第一端耦接于第一电阻1102的第二端，第一电容1108的第二端耦接于地端GND；第三电阻1110具有第一端和第二端，其中第三电阻1110的第一端耦接于第一电阻1102的第二端；双载子电晶体1112具有第一端、第二端和第三端，其中双载子电晶体1112的第二端耦接于第三电阻1110的第二端，双载子电晶体1112的第三端耦接于地端GND；第四电阻1114具有第一端和第二端，其中第四电阻1114的第一端耦接于定电流/定电压单元112，第四电阻1114的第二端耦接于双载子电晶体1112的第一端。
因为热敏电阻1104具有负温度特性，所以当整流单元108的温度上升时，热敏电阻1104的电阻值会随着整流单元108的温度上升而减少。因为热敏电阻1104的电阻值会随着整流单元108的温度上升而减少，所以第二电阻1106的跨压(亦即双载子电晶体1112的基极电压)会随着整流单元108的温度上升而上升，直到整流单元108的温度高于第一预定值FPV时，双载子电晶体1112开启。因此，当双载子电晶体1112开启时，降电流单元110即可利用第四电阻1114产生电阻并联效应以控制定电流/定电压单元112产生第二信号SS，亦即当双载子电晶体1112尚未开启(整流单元108的温度低于第一预定值FPV)前，定电流/定电压单元112可根据驱动至少一串发光二极管116的驱动电压DRV和驱动电流DRC，产生第一信号FS；当双载子电晶体1112开启(整流单元108的温度高于第一预定值FPV)后，降电流单元110即可利用第四电阻1114产生电阻并联效应以控制定电流/定电压单元112产生第二信号SS。请参照图4，图4是说明驱动至少一串发光二极管116的驱动电流DRC与整流单元108的温度的关系示意图。如图4所示，当整流单元108的温度高于第一预定值FPV时，控制单元114即可根据第二信号SS产生控制信号CS至电源转换单元104以使驱动至少一串发光二极管116的驱动电流DRC开始降低。另外，当双载子电晶体1112开启后，如果整流单元108的温度继续上升，则双载子电晶体1112的集射极跨压Vce会随着第二电阻1106的跨压上升而继续降低，直到双载子电晶体1112的集射极跨压Vce进入集射极跨压Vce的饱和电压(约为0.2V)。此时，整流单元108的温度等于第二预定值SPV，驱动电流DRC降至驱动电流DRC的最大值DRCMAX的70％-80％(如图4所示的A点)，且第二预定值SPV大于第一预定值FPV。如此，当双载子电晶体1112开启后，因为驱动至少一串发光二极管116的驱动电流DRC开始降低，所以电源转换器100内的元件可免于被整流单元108的高温所损坏。另外，当第四电阻1114的阻值较大时，驱动电流DRC是以较平缓方式由驱动电流DRC的最大值DRCMAX开始降低至A点；当第四电阻1114的阻值较小时，驱动电流DRC是以较陡峭方式由驱动电流DRC的最大值DRCMAX开始降低至A点。另外，在本发明的另一实施例中，因为电源转换器100是以灌胶封装，所以整流单元108的温度可被灌胶均匀散开，导致热敏电阻1104不必邻近于整流单元108。
另外，如图4所示，当整流单元108的温度大于第三预定值TPV时，定电流/定电压单元112产生过温度保护信号OTPS至控制单元114。此时，控制单元114即可根据过温度保护信号OTPS产生控制信号CS至电源转换单元104以关闭电源转换器100。因此，如图4所示，当整流单元108的温度大于第三预定值TPV时，驱动电流DRC会降至零。
综上所述，因为本发明所提供的电源转换器在定电流/定电压单元产生过温度保护信号至控制单元前(整流单元的温度已高于第一预定值)已先利用降电流单元控制定电流/定电压单元产生第二信号以控制控制单元和电源转换单元降低驱动至少一串发光二极管的驱动电流，所以相较于现有技术，本发明可在定电流/定电压单元产生过温度保护信号至控制单元前，防止电源转换器内的元件免于被整流单元的高温所损坏。
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 (9)
1.一种于高温时可降低发光二极管驱动电流的电源转换器，其特征在于该电源转换器包含：
功率因素校正单元，用以转换交流电压为直流电压；
电源转换单元；
变压器，该电源转换单元和该变压器用以根据控制信号传递该直流电压的能量；
整流单元，用以接收该直流电压的能量，并根据该直流电压的能量产生驱动电压和驱动电流至至少一串发光二极管；
降电流单元；
定电流/定电压单元，耦接于该至少一串发光二极管和该降电流单元，当该整流单元的温度低于第一预定值时该定电流/定电压单元根据驱动该至少一串发光二极管的该驱动电压和该驱动电流产生第一信号；当该整流单元的温度高于该第一预定值时该降电流单元控制该定电流/定电压单元产生第二信号；以及
控制单元，通过耦合器耦接于该定电流/定电压单元，该控制单元用以根据该第一信号或该第二信号产生该控制信号至该电源转换单元；
其中，该降电流单元包含：
第一电阻，具有第一端及第二端，该第一电阻的第一端用以接收第一电压；
热敏电阻，具有第一端及第二端，该热敏电阻的第一端用以接收该第一电压，该热敏电阻的第二端耦接于该第一电阻的第二端，其中该热敏电阻邻近于该整流单元；
第二电阻，具有第一端及第二端，该第二电阻的第一端耦接于该第一电阻的第二端，该第二电阻的第二端耦接于地端；
第一电容，具有第一端及第二端，该第一电容的第一端耦接于该第一电阻的第二端，该第一电容的第二端耦接于该地端；
第三电阻，具有第一端及第二端，该第三电阻的第一端耦接于该第一电阻的第二端；
双载子电晶体，具有第一端、第二端及第三端，该双载子电晶体的第二端耦接于该第三电阻的第二端，该双载子的第三端耦接于该地端；以及
第四电阻，具有第一端和第二端，该第四电阻的第一端耦接于该定电流/定电压单元，该第四电阻的第二端耦接于该双载子电晶体的第一端。
2.根据权利要求1所述的电源转换器，其特征在于：该耦合器为光耦合器。
3.根据权利要求1所述的电源转换器，其特征在于：当该整流单元的温度等于第二预定值时，该驱动电流降至该驱动电流的最大值的70％～80％，且该第二预定值大于该第一预定值。
4.根据权利要求3所述的电源转换器，其特征在于：当该整流单元的温度大于第三预定值时，该定电流/定电压单元产生过温度保护信号至该控制单元，该控制单元根据该过温度保护信号产生该控制信号至该电源转换单元。
5.根据权利要求1所述的电源转换器，其特征在于：该热敏电阻具有负温度系数。
6.根据权利要求1所述的电源转换器，其特征在于：该电源转换单元为返驰式转换器或LLC谐振转换器。
7.根据权利要求1所述的电源转换器，其特征在于：该整流单元为金属氧化物半导体场效电晶体或肖特基二极管。
8.根据权利要求1所述的电源转换器，其特征在于：该功率因素校正单元、该电源转换单元和该控制单元位于该电源转换器的一次侧。
9.根据权利要求1所述的电源转换器，其特征在于：该整流单元、该降电流单元、该定电流/定电压单元和该耦合器位于该电源转换器的二次侧。
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