CN104602391B - 发光二极管驱动设备 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管驱动设备可包括：发光二极管，通过接收经整流的电力来发光；驱动器，基于所述经整流的电力的电压电平来驱动所述发光二极管；控制器，基于施加到所述驱动器的电压和滞后参考值来限制所述驱动器的操作。

Description

发光二极管驱动设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年10月31日在韩国知识产权局提交的第10-2013-0131561号韩国专利申请的权益，该申请的内容通过引用包含于此。
技术领域
本公开涉及能够使用交流(AC)电力直接驱动发光二极管的发光二极管(LED)驱动设备。
背景技术
根据半导体技术的发展，发光二极管(LED)即具有p-n结的结构并且通过电子和空穴的复合而发光的半导体器件近来已应用于各种技术领域。特别地，由于LED相比于现有发光器件具有更高的效率程度、更长的有效寿命并且更加环境友好，因此应用LED的领域持续增加。
通常，依据LED的结构，通过施加于LED的具有几伏电平的直流(DC)电力驱动LED。因此，通常，为了用在国内的商业或工业领域使用的商购交流(AC)电力驱动LED，需要单独的单元。为了用商用AC电力驱动LED，LED驱动设备通常包括整流电路、AC-DC转换器等。
然而，由于通用AC-DC转换器具有相对大的体积并且消耗大量功率，因此当使用这种通用AC-DC转换器时，诸如高效率、小封装尺寸、长寿命等LED的优点被抵消。
因此，近来已经对在不需要AC-DC转换器的情况下能够用AC电力直接驱动LED的设备进行大量研究。
在用AC电力直接驱动LED的AC直接驱动型LED驱动电路中，不使用平滑电容器，使得LED驱动电路在寿命、尺寸等方面的具有优势。
在不使用AC-DC转换器的情况下用AC电力直接驱动LED的情况下，多个开关分别连接到多个LED，并且在相应的LED组根据AC电力的电平被导通或截止的同时，相应的LED组被驱动。也就是说，AC直接驱动型LED驱动电路可控制LED组以根据AC电力电压的变化而自动地导通或截止。
同时，在AC直接驱动型LED驱动设备中，由于导通的LED组的数量发生变化的边界处的AC电力电压中的噪声，可导致出现闪烁现象。
下面列出的专利文献1至6没有公开防止由于导通的LED组的数量发生变化的边界处的AC电力电压中的噪声而导致闪烁现象的构造。
[相关技术文献]
(专利文献1)10-0997050号韩国专利
(专利文献2)2013-0017553号韩国专利特许公开
发明内容
本公开的一方面可提供交流(AC)直接驱动型发光二极管(LED)驱动设备，该驱动设备能够防止在被导通的LED组的数量发生变化的边界处会出现的闪烁现象。
根据本公开的一方面，一种发光二极管驱动设备可包括：发光二极管，通过接收经整流的电力来发光；驱动器，根据所述经整流的电力的电压电平来驱动所述发光二极管；控制器，基于施加到所述驱动器的电压和滞后参考值来限制所述驱动器的操作。
所述驱动器可包括：驱动比较器，将基于流入所述发光二极管的电流的检测电压与发光参考电压进行比较；控制开关，基于所述驱动比较器的比较结果进行开关，以控制所述发光二极管。
所述控制开关可连接到所述发光二极管的阴极。
所述控制开关可以是场效应晶体管(FET)。
所述控制器可基于所述控制开关的漏电压和所述滞后参考值来限制所述驱动器的操作。
在所述控制开关的漏电压的电平高于所述滞后参考值的情况下，所述控制器可导通所述控制开关，在所述控制开关的漏电压的电平低于所述滞后参考值的电平的情况下，所述控制器可截止所述控制开关。
所述控制器可包括：限制比较器，将所述控制开关的漏电压与所述滞后参考值进行比较；滞后开关，基于所述限制比较器的比较结果将所述驱动比较器的输出连接到地。
所述滞后开关可以是FET，所述滞后开关的漏极可连接到所述驱动比较器的输出。
所述控制器可包括：限制比较器，将所述发光二极管的阴极端电压与所述滞后参考值进行比较；滞后开关，基于所述限制比较器的比较结果来控制所述发光二极管和所述控制开关之间的连接。
所述滞后开关可连接在所述发光二极管和所述控制开关之间。
所述发光二极管驱动设备还可包括整流单元，所述整流单元将交流(AC)电力整流并且将经整流的电力供应到所述发光二极管。
根据本公开的另一方面，一种发光二极管驱动设备可包括：发光二极管单元，包括相互串联连接的多个发光二极管，所述多个发光二极管中的每个通过接收经整流的电力来发光；驱动单元，包括基于经整流的电力的电压电平分别驱动所述多个发光二极管的多个驱动器；控制单元，基于施加到各个驱动器的电压和滞后参考值来限制各个驱动器的操作。
所述多个驱动器中的每个可包括：驱动比较器，将取决于流入对应发光二极管的电流的检测电压与发光参考电压进行比较；控制开关，基于所述驱动比较器的比较结果进行开关，以控制所述对应发光二极管。
所述多个驱动器中的每个的发光参考电压可互不相同。
所述多个驱动器中的每个的所述控制开关可连接到所述对应发光二极管的阴极。
所述控制开关可以是FET。
所述控制单元可包括多个控制器，所述多个控制器基于各个控制开关的漏电压和所述滞后参考值来限制各个驱动器的操作。
在所述控制开关的漏电压的电平高于所述滞后参考值的情况下，所述控制单元可导通所述控制开关，在所述控制开关的漏电压的电平低于所述滞后参考值的电平的情况下，所述控制单元可截止所述控制开关。
所述多个控制器中的每个控制器可包括：限制比较器，将对应控制开关的漏电压与所述滞后参考值进行比较；滞后开关，基于限制比较器的比较结果将对应驱动比较器的输出连接到地。
所述滞后开关可以是FET，所述滞后开关的漏极可连接到所述对应驱动比较器的输出。
所述发光二极管驱动设备还可包括整流单元，所述整流单元将AC电力整流并且将经整流的电力供应到所述发光二极管单元。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，将更加清楚地理解本公开的以上和其它方面、特征和其它优点，其中：
图1是示出交流(AC)直接驱动型发光二极管(LED)驱动设备的视图；
图2是示出根据本公开的示例性实施例的发光二极管驱动设备的视图；
图3是示出根据本公开的另一个示例性实施例的发光二极管驱动设备的视图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例。然而，本公开可用许多不同形式来实施并且不应该被解释为限于本文阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本公开的范围完全传达给本领域的技术人员。在所有附图中，将使用相同或类似的参考标号指明相同或类似的元件。
图1是示出交流(AC)直接驱动型发光二极管(LED)驱动设备的视图。
参照图1，AC直接驱动型发光二极管驱动设备可包括供电单元10、整流单元20、发光二极管单元30和驱动单元40。
供电单元10可供应AC电力。
整流单元20可接收AC电力，对接收到的AC电力进行全波或半波整流，并且将经整流的电力供应到发光二极管单元30，以提供能够让发光二极管单元30发光的电力。
发光二极管单元30可包括相互串联连接的多个发光二极管LED1、LED2、…、LEDN，对应的发光二极管可在驱动单元40的作用下执行发光操作。
驱动单元40可驱动发光二极管单元30的多个发光二极管LED1、LED2、…、LEDN中的每个。为此目的，驱动单元40可包括多个驱动器40-1、40-2、…、40-N。
第一驱动器40-1至第N驱动器40-N中的每个可负责发光二极管单元30的第一发光二极管LED1至第N发光二极管LEDN，用于驱动对应的发光二极管。
更详细地，第一驱动器40-1可负责驱动第一二极管LED1。另外，当经整流单元20整流的电力的电压电平升高时，第一驱动器40-1的操作可被停止，第二驱动器40-2可负责驱动第一二极管LED1和第二二极管LED2，第三驱动器40-3至第N-1驱动器40-N-1可顺序进行操作，第N驱动器40-N可负责驱动第一发光二极管LED1至第N发光二极管LEDN。
这里，例如，在用于驱动第一二极管LED1和第二二极管LED2的电压是90V的情况下，当整流单元20提供90V的电压时，会出现由于噪声导致第二二极管LED2闪烁的闪烁现象。
为了便于说明，用于驱动第一二极管LED1的最小电压值将被定义为第一边界电压。同样地，用于驱动第二二极管LED2的最小电压值将被定义为第二边界电压。另外，用于驱动第N二极管的最小电压值将被定义为第N边界电压。
在整流单元20提供第一边界电压的情况下，由于噪声导致在第一二极管中会出现闪烁现象。同样地，在整流单元20提供第二边界电压的情况下，由于噪声导致在第二二极管中会出现闪烁现象。
因此，在考虑到噪声的情况下，各二极管需要在比边界电压大得够多的电压下导通。
图2是示出根据本公开的示例性实施例的发光二极管驱动设备的视图。
参照图2，发光二极管驱动设备可包括供电单元120、整流单元140、发光二极管单元200、驱动单元300和控制单元400。
供电单元120可供应AC电力。
整流单元140可接收AC电力，对接收到的AC电力进行全波或半波整流，并且将经整流的电力供应到发光二极管单元200，以提供能够让发光二极管LED1至LEDN发光的电力。
发光二极管单元200可包括相互串联连接的多个发光二极管LED1、LED2、…、LEDN，并且对应的发光二极管可在驱动单元300的作用下执行发光操作。
驱动单元300可驱动发光二极管单元200的多个发光二极管LED1、LED2、…、LEDN中的每个。为此目的，驱动单元300可包括多个驱动器300-1、300-2、…、300-N。
第一驱动器300-1、第二驱动器300-2、…、第N驱动器300-N中的每个可负责发光二极管单元200的第一发光二极管LED1至第N发光二极管LEDN，用于驱动对应的发光二极管。
更详细地，第一驱动器300-1可负责驱动第一二极管LED1。另外，当经整流单元140整流的电力的电压电平升高时，第一驱动器300-1的操作可被停止，第二驱动器300-2可负责驱动第一二极管LED1和第二二极管LED2，第三驱动器300-3至第N-1驱动器300-N-1可顺序进行操作，第N驱动器300-N可负责驱动第一发光二极管LED1至第N发光二极管LEDN。
也就是说，第一驱动器300-1、第二驱动器300-2、…、第N驱动器300-N中的每个可基于经整流电力的电压电平驱动与之对应的第一发光二极管LED1至第N发光二极管LEDN。例如，在经整流单元140整流的电力是第一边界电压或更大的情况下，第一发光二极管LED1可导通。另外，在经整流单元140整流的电力是第二边界电压或更大的情况下，第一发光二极管LED1和第二发光二极管LED2可导通。
参照图2，第一驱动器300-1可包括第一驱动比较器AMP1和第一控制开关M1。
详细地，第一驱动比较器AMP1可将取决于流入第一发光二极管LED1的电流的检测电压与发光参考电压VREF1进行比较。
第一控制开关M1可连接到第一发光二极管LED1的阴极。另外，第一控制开关M1可以是场效应晶体管(FET)。
第一控制开关M1可基于第一驱动比较器的比较结果进行开关，以控制第一发光二极管LED1。
在检测电压的电平低于发光参考电压VREF1的电平的情况下，第一控制开关M1可保持在导通状态。
在检测电压增大从而变得大于发光参考电压VREF1的情况下，第一控制开关M1可截止。在这种情况下，第二控制开关M2至第N控制开关Mn中的任一个可基于检测电压的增大量而导通。
同时，多个驱动器中的每个的发光参考电压VREF1至VREFN可互不相同。
控制单元400可基于施加到各个驱动器300-1至300-N的电压和滞后参考值Vthref来限制各个驱动器300-1至300-N的操作。
滞后参考值Vthref可意指用于驱动发光二极管同时防止由于噪声而导致闪烁的容限电压。也就是说，预定的发光二极管可只在滞后参考值或更大的电压被另外施加到发光二极管的情况下发光。
控制单元400可包括多个控制器400-1至400-N。
详细地，第一控制器400-1可基于施加到第一驱动器300-1的电压和滞后参考值Vthref限制第一驱动器300-1的操作。
在由第一场效应晶体管实现第一控制开关M1的情况下，施加到第一驱动器300-1的电压可以是第一控制开关M1的漏电压。
在第一控制开关M1的漏电压的电平高于滞后参考值Vthref的电平的情况下，第一控制器400-1可导通第一控制开关M1。另外，在第一控制开关M1的漏电压的电平低于滞后参考值Vthref的电平的情况下，第一控制器400-1可保持第一控制开关M1处于截止状态。
详细地，第一控制器400-1可包括第一限制比较器420-1和第一滞后开关440-1。
同时，为了便于说明，驱动单元300中使用的比较器将被定义为驱动比较器，控制单元400中使用的比较器将被定义为限制比较器。
第一限制比较器420-1可将第一控制开关M1的漏电压与滞后参考值Vthref进行比较。
第一滞后开关440-1可基于第一限制比较器420-1的比较结果，将第一驱动比较器AMP1的输出连接到地。详细地，第一滞后开关440-1可以是场效应晶体管，其漏极可连接到第一驱动比较器AMP1的输出。
因此，在第一控制开关M1的漏电压的电平低于滞后参考值Vthref的电平的情况下，第一限制比较器420-1可导通第一滞后开关440-1。滞后开关440-1导通，使得第一控制开关M1的驱动会受到限制。
在第一控制开关M1的漏电压的电平高于滞后参考值Vthref的电平的情况下，第一限制比较器420-1可截止第一滞后开关440-1。滞后开关440-1截止，使得对第一控制开关M1的驱动的限制可被释放。
同时，控制单元400可包括对应于第二驱动器300-2的第二控制器400-2、对应于第三驱动器300-3的第三控制器400-3、对应于第N驱动器300-N的第N控制器400-N。
在这个方案中，在施加到预定控制开关的漏极的电压足够大的情况下，对应的发光二极管导通，由此可防止由于噪声导致的闪烁现象。
例如，在第二边界电压是90V的情况下，第二发光二极管LED2可只在整流单元140供应的电压是90+VthrefV或更大时才导通。
另外，根据本公开的示例性实施例的限制比较器420可具有滞后特性。由于限制比较器420具有滞后特性，因此在对控制单元400进行的驱动的限制被释放的情况下，可防止再出现闪烁现象。
图3是示出根据本公开的另一个示例性实施例的发光二极管驱动设备的视图。
参照图3，根据本公开的另一个示例性实施例的发光二极管驱动设备与图2中示出的根据本公开的示例性实施例的发光二极管驱动设备的不同之处在于控制单元400的构造。由于除了控制单元400之外的构造与图2中示出的根据本公开的示例性实施例的发光二极管驱动设备的构造相同，因此将省略对其的详细描述。
参照图3，第一控制器可包括第一限制比较器420-1和第一滞后开关440-1。
第一限制比较器420-1可将对应发光二极管LED1的阴极端电压与滞后参考值Vthref进行比较。
第一滞后开关440-1可基于第一限制比较器420-1的比较结果，控制发光二极管LED1和第一控制开关M1之间的连接。
详细地，第一滞后开关440-1可以是场效应晶体管，并且可连接在发光二极管LED1和第一控制开关M1之间。
因此，在发光二极管LED1的阴极端电压的电平低于滞后参考值Vthref的电平的情况下，第一限制比较器420-1可截止第一滞后开关440-1。第一滞后开关440-1截止，使得第一控制开关M1的驱动可受到限制。
在发光二极管LED1的阴极端电压的电平高于滞后参考值Vthref的电平的情况下，第一限制比较器420-1可导通第一滞后开关440-1。第一滞后开关440-1导通，使得对第一控制开关M1的驱动的限制可被释放。
同时，控制单元400可包括对应于第二驱动器300-2的第二控制器、对应于第三驱动器300-3的第三控制器以及对应于第N驱动器300-N的第N控制器。
如上所述，根据本公开的示例性实施例，可防止在AC直接驱动型发光二极管驱动设备中当导通的LED组的数量发生变化时会出现的闪烁现象。
虽然以上已经示出和描述了示例性实施例，但本领域的技术人员应该清楚，可在不脱离所附权利要求书限定的本公开的精神和范围的情况下进行修改和变化。

Claims (8)

1.一种发光二极管驱动设备，所述发光二极管驱动设备包括：
发光二极管单元，包括相互串联连接的多个发光二极管，所述多个发光二极管中的每个发光二极管通过接收经整流的电力来发光；
驱动单元，包括基于经整流的电力的电压电平分别驱动所述多个发光二极管的多个驱动器，所述多个驱动器各自连接到发光二极管的阴极；
控制单元，基于施加到各个驱动器的电压和滞后参考值来限制各个驱动器的操作，其中，所述多个驱动器中的每个驱动器包括：
驱动比较器，将取决于流入对应发光二极管的电流的检测电压与发光参考电压进行比较；
控制开关，基于所述驱动比较器的比较结果进行开关，以控制所述对应发光二极管，
其中，在所述控制开关的漏电压的电平高于所述滞后参考值的情况下，所述控制单元释放驱动器的操作，并且在所述控制开关的漏电压的电平低于所述滞后参考值的电平的情况下，所述控制单元锁定驱动器的操作。
2.如权利要求1所述的发光二极管驱动设备，其中，所述多个驱动器中的每个驱动器的发光参考电压互不相同。
3.如权利要求1所述的发光二极管驱动设备，其中，所述多个驱动器中的每个驱动器的所述控制开关连接到所述对应发光二极管的阴极。
4.如权利要求1所述的发光二极管驱动设备，其中，所述控制开关是FET。
5.如权利要求4所述的发光二极管驱动设备，其中，所述控制单元包括多个控制器，所述多个控制器基于各个控制开关的漏电压和所述滞后参考值来限制各个驱动器的操作。
6.如权利要求5所述的发光二极管驱动设备，其中，所述多个控制器中的每个控制器包括：
限制比较器，将对应控制开关的漏电压与所述滞后参考值进行比较；
滞后开关，基于限制比较器的比较结果将对应驱动比较器的输出连接到地。
7.如权利要求6所述的发光二极管驱动设备，其中，所述滞后开关是FET，
所述滞后开关的漏极连接到所述对应驱动比较器的输出。
8.如权利要求1所述的发光二极管驱动设备，还包括整流单元，所述整流单元将AC电力整流并且将经整流的电力供应到所述发光二极管单元。
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