CN104956771B - 发光二极管驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明的发光二级管驱动装置包括根据各由第一及第二电阻检测到的在第一及第二发光二级管部流动的电流，控制第二及第一发光二极管部的点亮状态的第一及第二发光二级管辅助驱动部。第一发光二级管辅助驱动部，包括：第一晶体管；第二晶体管；及第三晶体管；而第二发光二级管辅助驱动部，包括：第一晶体管；第二晶体管；及第三晶体管。

Description

发光二极管驱动装置

技术领域

本发明涉及发光二极管驱动装置。

背景技术

发光二极管(light emitting diode，LED)与普通二极管一样具有在施加正向电压时，当所施加的电压的大小超过阈值电压时接通以使电流流过，从而发光的特征。

在交流电源的电压(下称“电源电压”)下直接驱动的串联形式的发光二极管连接于全波整流器，此时，一个以上的发光二级管以串联形式连接，或以串联形式和并联形式的连接结构混合的串并联形式连接。

如上所述，上述发光二级管在施加接通电压以上的电压时，发光二级管被接通以使电流通过发光二级管流动，但施加接通电压以下的电压时被关断，从而在发光二级管上没有电流流过。

因此，当以电源电压的一个周期为准时，因发光二极管的接通区间短，从而降低发光二极管的发光亮，发生总谐波失真(total harmonic distortion)。

当串联的发光二级管的数量增加，用于接通发光二级管的电压的大小也随之增加，因此，发光二级管的接通区间变得更短，从而发光亮降低现象和总谐波失真线上变得更加严重，随之制造成本也增加。

与此相反，当串联的发光二极管的数量减少，虽然用于驱动发光二级管的电压的大小减小，但因在发光二极管上流过过电流而导致大幅缩短发光二级管寿命的问题，而且，随着交流电源的电压变动，也出现过电流现象。

因此，需要开发出可不受电源的电压变动的影响，增加发光亮，减少总谐波失真，防止过电流，降低制造成本的发光二极管的驱动装置。

图1所示为在交流电源AC上串联具备整流二极管部Dr、电流调节电阻Rr及串联的多个发光二级管的发光二极管部De的发光二极管驱动电路。

图2所示为在图1中施加的交流电源AC的电压(下称“电源电压”)VAC和交流电源AC的电流IAC及作为被整流二极管部Dr整流的电压的整流电压Vcc和流过发光二极管部De的整流电流Icc的波形。

如图1所示，当电源电压VAC通过整流二极管部Dr，则被全波整流，而被全波整流的整流电压Vcc通过电阻Rr施加于发光二极管部De。

当整流电压Vcc的大小小于具备串联的多个发光二级管的发光二极管部De的全部正向阈值电压(即，各发光二级管的正向阈值电压之和)Vth1，则如图2所示，在一定时间t1、t3内，发光二级管部De被关断，从而在发光二级管部De没有电流Icc流过。

但是，当整流电压Vcc大于正向阈值电压Vth1时t2，发光二级管部De被接通以使电流Icc开始通过发光二极管部De流动，而流动的电流Icc的大小等于整流电压Vcc和正向阈值电压Vth1之差除以电阻Rr的值。因此，当整流电压Vcc增加，存在流过发光二级管部De的电流大于最大允许电流的问题。

发光二极管部De的接通动作所需电压的大小，即正向阈值电压Vth1的大小与串联的发光二极管的数量成比例增加，因此，发光二极管部De的接通区间变短。

因此，总谐波失真的大小增加，且发光二极管部De的发光亮也降低。

当降低发光二级管部De的正向阈值电压Vth1或电源电压VAC增加时，因大于允许电流的电流有可能流过发光二极管部De，因此，存在缩短发光二极管部De的手柄，降低运行可靠性的问题。

总谐波失真是引起各种电噪声的原因，是全世界范围内的限制对象，而且，当发光二极管部De的发光亮降低，则需使用相当于降低的量的发光二极管，因此，增加具备发光二级管的发光装置的制造费用。

接着，图3所示为改善总谐波失真的发光二级管驱动电路。

如图3所示，在电源AC上串联有电流调节用电阻R、第一发光二级管部Da及第二发光二级管部Db，第一发光二级管部Da具备以反向并联形式连接的两个发光二级管Da1、Da2，另外，第二发光二级管部Db也具备以反向并联形式连接的两个发光二级管Db1、Db2。

如图3所示的发光二级管驱动电路为改善总谐波失真，在电阻R和第一发光二级管部Da之间的连接点na和第一发光二级管部Da和第二发光二级管部Db之间的连接点nb上连接有电容器C1，而电源电压VAC无需整流器而通过电阻R直接连接于第一及第二发光二级管部Da、Db。

图4所示为施加于图3的第一及发光二级管部Da、Db的电源电压VAC和电流IAC、通过电阻R的电压VR、流过第一发光二级管部Da的电流IDa及流过第二发光二级管部Db的电流IDb的波形。

当电压VR的大小小于正向阈值电压Vth2时，在第一发光二级管部Da没有电流流过，而当大于全部正向阈值电压Vth2时，在电源电压VAC的正(+)的半周期内在第一发光二级管部Da的正向发光二极管Da2上有电流IDa2流过，而在电源电压VAC的负(-)的半周期内在第一发光二级管部Da的逆向发光二极管Da1上有电流IDa1流过成为第一发光二级管部电流IDa。

当小于正向阈值电压Vth2时，当电源电压VAC向正(+)方向上升时，在第二发光二极管Db中通过电容器C1有充电电流流过，而在当电源电压VAC向负(-)方向上升时，也通过电容器C1有放电电流流过。

当大于正向阈值电压Vth2时，在电源电压VAC的正(+)的半周期内，通过第一发光二级管部Da的正向发光二级管Da2，在第二发光二极管部Db的正向发光二极管Db2中有电流IDb2流过，而电源电压VAC的负(-)的半周期内，通过第一发光二级管部Da的逆向发光二级管Da1，在第二发光二极管部Db的逆向发光二极管Db1中有电流IDb1流过成为第二发光二极管部电流IDb。

但是，当电源电压VAC下降时，通过电容器C1没有电流流过，而当小于正向阈值电压Vth2时，与第一发光二级管部Da一样，在第二发光二级管部Db也没有电流流过。

当电源电压VAC上升时，可通过第二发光二极管部Db在电容器C1中产生充放电电流，在一定程度上改善在电源电压VAC下流过的电流IAC的总谐波失真。但是，因电容器C1寿命短且需要承受高电压，因此，存在电容器C1的价格上升和因电容器C1的大小无法实现产品的小型化的问题。

另外，只在占所使用的发光二级管的一半的第二发光二级管部Db流过用于减少总谐波失真的电容器C1的充放电电流，因此，在第二发光二极管部Db流过的电流比在第一发光二级管部Da流过的电流增加，因此，当向第一发光二级管部Da供应最大电流时，在第二发光二极管部Db将流过过电流。因此，存在无法向发光二级管驱动电路用于驱动第一及第二发光二级管部Da、Db的充分大小的电流的问题。

因此，无法在第一发光二级管部Da和第二发光二级管部Db中流过发光二级管的最大允许电流，从而存在降低发光亮的问题。

另外，当电源电压VAC因电压变动增加，则在第一及第二发光二级管部Da、Db流过的电流大小将变得大于最大允许电流，因此，考虑到电源电压VAC的电源变动，则在发光二级管中流过的电流无法达到最大允许电流，从而存在降低发光亮的问题。

发明内容

本发明的目的在于在正向阈值电压以下也驱动发光二级光，以此减少总谐波失真，改善发光亮。

根据本发明一特征的发光二级管驱动装置，用以驱动串联并具备至少一个发光二级管的第一发光二级管部和连接于上述第一发光二级管部且具备至少一个发光二级管的第二发光二级管部，包括：整流部，对连接于上述第一发光二级管部的交流电源进行整流；恒电流部，连接于上述整流部和第一发光二级管部之间，不受从上述整流部输出的整流电压的影响而输出设定大小的电流；第一电阻，连接于上述第一发光二级管部和上述第二发光二极管部之间，检测通过上述第一发光二级管部流过的电流；逆电流防止部，连接于上述第一发光二级管部和上述第一电阻之间防止逆电流；第二电阻，连接于上述第二发光二级管部和接地之间，检测通过上述第二发光二级管部流过的电流；第一发光二级管辅助驱动部，连接于上述第一电阻，根据在上述第一电阻中检测到的电流控制上述第二发光二级管部的点亮状态；及第二发光二级管辅助驱动部，连接于上述第二电阻，根据在上述第二电阻中检测到的电流控制上述第一发光二级管部的点亮状态。

此时，上述第一发光二级管辅助驱动部，包括：第一晶体管，输入端子连接于第一发光二级管部的输入端子，而输入端子和控制端子相互连接；第二晶体管，输入端子连接于上述第一晶体管的输出端子，而输出端子连接于上述第一电阻的另一侧端子和上述第二发光二级管部之间；及第三晶体管，输入端子连接于上述第一发光二级管部的输入端子，控制端子连接于上述第一晶体管的输出端子，而输出端子连接于上述第二晶体管的控制端子和上述第一电阻的一侧端子；而上述第二发光二级管辅助驱动部，包括：第一晶体管，输入端子连接于第一发光二级管部的输出端子，而输入端子和控制端子相互连接；第二晶体管，输入端子连接于上述第一晶体管的输出端子，而输出端子接地；及第三晶体管，输入端子连接于上述第一发光二级管部的输出端子，控制端子连接于上述第一晶体管的输出端子，而输出端子连接于上述第二晶体管的控制端子和上述第二电阻的一侧端子。

上述特征的发光二级管驱动装置，在上述恒电流部和接地之间，串联有各由上述第一及第二发光二级管部、上述第一及第二电阻、上述第一及第二发光二极管辅助驱动部及上述逆电流防止部构成的多个发光二级管驱动单元。

上述恒电流部具备串联于上述整流部并具有相同的结构的多个恒电流单元，而上述多个恒电流单元各包括输出设定大小的电流的恒电流器及与上述恒电流器连接并输出与从上述整流部输出的上述整流电压成比例的大小的电流的电阻。

上述恒电流器，包括：第一晶体管，输入端子连接于上述整流部的输出端子及上述电阻的一侧端子，而输出端子和控制端子相互连接；第二晶体管，输入端子连接于上述第一晶体管的输出端子，而输出端子与外部连接；第三晶体管，输入端子连接于上述整流部的输出端子，控制端子连接于上述第一晶体管的输出端子，而输出端子连接于上述第二晶体管的控制端子和上述电阻的另一侧端子；及电阻，一侧端子连接于上述第三晶体管的输出端子，而另一侧端子端子连接于上述恒电流器的输出端子；其中，与上述恒电流器连接的上述电阻，具备连接于上述第一及第二晶体管的输入端子的一侧端子和连接于上述第三晶体管的输出端子的另一侧端子。

根据本发明另一特征的发光二级管驱动装置，用以驱动至少一个发光二级管，包括：整流部，输出整流电压；及恒电流部，连接于上述整流部和上述至少一个发光二级管之间；上述恒电流部具备与上述整流部串联并具备相同结构的多个恒电流单元；而上述多个恒电流单元各包括上述上述整流电压的施压输出一定大小的电流的恒电流器及与上述恒电流器连接并输出与上述整流电压成比例的大小的电流的电阻；直到达到上述整流电压的设定电压为止，电流通过上述恒电流器和上述电阻分配流动，而当上述整流电压大于上述设定电压，则上述电流只通过上述电阻流动。

上述恒电流器，包括：第一晶体管，输入端子连接于上述整流部的输出端子及上述电阻的一侧端子，而输出端子和控制端子相互连接；第二晶体管，输入端子连接于上述第一晶体管的输出端子，而输出端子与外部连接；第三晶体管，输入端子连接于上述整流部的输出端子，控制端子连接于上述第一晶体管的输出端子，而输出端子连接于上述第二晶体管的控制端子和上述电阻的另一侧端子；及电阻，一侧端子连接于上述第三晶体管的输出端子，而另一侧端子端子连接于上述恒电流器的输出端子；其中，与上述恒电流器连接的上述电阻，具备连接于上述第一及第二晶体管的输入端子的一侧端子和连接于上述第三晶体管的输出端子的另一侧端子。

上述第一晶体管为结型场效晶体管，而上述第二及第三晶体管为npn双极型晶体管。

根据这些特征，实现当施加交流电源，则通过检测在发光二极管中流动的电流，即使在阈值电压以下也使电流在所有发光二级管中流动的电流开关。因此，增加发光二级管的驱动时间，减少总谐波失真，提高发光亮。

另外，发光亮高，防止因电压变动的过电流，因此，照明装置的可靠性很高，改善总谐波失真。

而且，通过串联的多个发光二级管驱动单元进一步提高防过电压效果。

另外，因恒电流部具备多个恒电流单元并分配电压和电流，因此，恒电流部的运行稳定，可延长恒电流部的寿命。

附图说明

图1为现有的交流用发光二级管驱动电流一例电路图；

图2为对图1中的交流电压、交流电流、整流电压及整流电流的波形图；

图3为现有的交流用发光二级管驱动电流另一例电路图；

图4为对图3中的交流电压、交流电流、整流电压及整流电流的波形图；

图5为本发明一实施例的发光二级管驱动装置的电路图；

图6为对图5中的交流电压、交流电流、整流电压及整流电流的波形图；

图7为本发明一实施例的发光二级管驱动装置的另一例的电路图；

图8为对图7中的交流电压、交流电流、整流电压及整流电流的波形图；

图9为本发明另一实施例的发光二级管驱动装置的电路图；

图10为对图9的发光二极管驱动部的恒电流单元的运行波形图，其中，(a)为从恒电流器和电阻中输出的电流的波形图，而(b)为从恒电流单元输出的输出电流的波形图；

图11为对图9的发光二极管驱动部的恒电流单元的运行波形图，其中，(a)为从第一及第二恒电流单元输出的电流的波形图，而(b)为从恒电流部输出的输出电流的波形图。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明的各种实施例进行详细说明，以帮助本领域技术人员更好地理解本发明。本发明可通过各种不同的形式实现而不受在此说明的实施例的限制。为了更明确地说明本发明，省略与说明无关的内容，而且，在整个说明书中的相同或类似的结构赋予相同的标记。

下面，结合附图对本发明一实施例的发光二级管驱动装置进行说明。

首先，结合图5对本发明一实施例的发光二级管驱动装置进行详细说明。

如图5所示，本发明一实施例的发光二极管驱动装置，包括连接于交流电源AC的整流部10、连接于整流部10的恒电流部20、连接于恒电流部20的第一发光二级管部30、连接于第一发光二极管部30的逆电流防止部40、连接于逆电流防止部40的电阻(第一电阻)R61、连接于电阻R61的第二发光二级管部50、连接于第二发光二级管部50和接地之间的电阻(第二电阻)R71、连接于恒电流部20的输出端子和电阻R61两端的第一发光二级管辅助驱动部(下称“第一LED辅助驱动部”)60、及连接于第一发光二级管部30的输出端子和第二发光二级管部50的输出端子的第二发光二级管辅助驱动部(下称“第二LED辅助驱动部”)。

交流电源AC为供应至家庭或办公室的交流电源。

整流部10具备由串联接地的二极管D11、D12构成一个二极管列和同样由串联接地的二极管D13、D14构成的另一二极管列，而上述两个二极管列并联。

通过上述整流部10的运行交流电源AC将被全波整流，因此，整流部10输出作为经全波整流的电压的整流电压Vcc。

恒电流部20由漏极端子(或输入端子)连接于整流部10，而栅极端子(或控制端子)和作为输出端子的源极端子相互连接的晶体管TR21构成。但非限制，也可使用其他结构的恒电流部。

在本例中，晶体管TR21为由结型场效晶体管(JFET，junction field effecttransistor)构成。

上述恒电流部20即使在整流电压Vcc上升至设定电压以上也不超过设定电流而输出固定大小的一定电流，即设定电流，从而不受整流电压Vcc的变化的影响而供应设定电流。因此，不仅可以增加电源的一个周期之内的发光期限，而且，可向第一及第二发光二级管部30、50供应直至允许的最大电流的电流。

因此，因电源电压VAC的电压变化导致的过电流不会施加至第一及第二发光二极管部30、50，可增加具备第一及第二发光二级管部30、50的照明装置的寿命，提高发光亮。

第一发光二级管部30在恒电流部20的输出端子和逆电流防止部40之间，具备正向串联的至少一个发光二极管LED31-LED3n，二第二发光二级管部50在电阻R61和电阻R71之间，具备正向串联的至少一个发光二极管LED51-LED5n。

各发光二级管LED31-LED3nLED51-LED5n在施加高于自身的阈值电压的电压时接通并发光。

逆电流防止部40在第一发光二级管部30和电阻R61之间，具备正向连接的二极管D41。

二极管D41电分离第一发光二级管部30和第二发光二级管部50，并防止逆电流从电阻R61流向第一发光二级管部30一侧。

电阻R61的一侧端子连接于二极管D41的负极端子和第一LED辅助驱动部60，另一侧端子连接于第二发光二级管部50的输入端子，而电阻R71的一侧端子连接于第二LED辅助驱动部70，另一侧端子接地。

上述电阻R61、R71利用流过第一及第二发光二级管部30、50的电流判定各施加于第一及第二发光二级管部30、50的电压的大小之后，控制第一及第二LED辅助驱动部60、70的运行状态。因此，电阻R61、R71可各用作电流检测用电阻。

即，向第一及第二发光二级管30、50施加正向的阈值电压Vth3以上的电压以使规定的一定的电流在电阻R61、R71中流过，则第一及第二LED辅助驱动部60、70的运行将被阻断。

与此相反，向第一及第二发光二级管30、50施加正向的阈值电压Vth3以下的电压以使一定的电流不在电阻R61、R71中流过，则通过施加于第一及第二LED辅助驱动部60、70的电压，第一及第二LED辅助驱动部60、70将被运行。

在本例中，正向阈值电压Vth3为具备于串联的第一及第二发光二级管部30、50的各发光二极管LED31-LED3n、LED51-LED5n的阈值电压之和。

因此，通过电阻R61、R71和第一及第二LED辅助驱动部60、70的运行，第一及第二发光二极管部30、50不只在从整流部10输出的整流电压Vcc的大小大于正向阈值电压Vth3时，在小于正向阈值电压Vth3时也被运行并发光。

例如，当具备于第一及第二发光二级管部30、50的发光二级管LED31-LED3n、LED51-LED5n的数量相同时，在小于正向阈值电压Vth3和大于正向阈值电压的1/2大小Vth3/2的区间，第一及第二发光二极管部30、50各被运行并被电量。

因此，增加第一及第二发光二级管部30、50的发光时间，从而改善发光亮和总谐波失真，而且，功率因素(power factor)也得到提高。

在第一及第二LED辅助驱动部60、70中，构成部件和部件之间的连接关系相同。

此时，第一及第二LED辅助驱动部60、70各包括输入端子a1、a2、控制端子b1、b2及输出端子c1、c2。

第一LED辅助驱动部60，包括：第一晶体管TR61，漏极端子连接于第一发光二级管部30的输入端子，即恒电流部20和第一发光二级管部30之间，而源极端子和栅极端子相互连接；第二晶体管TR62，集极端子(或输入端子)连接于第一晶体管TR61的源极端子，而射极端子(或输出端子)与电阻R61的另一侧端子连接；及第三晶体管TR63，集极端子连接于恒电流部20的输出端子，基极端子(或控制端子)连接于第一晶体管TR61的源极端子，而射极端子连接于第二晶体管TR62的基极端子和电阻T61的一侧端子。

此时，相互连接的晶体管T61的漏极端子和晶体管TR63的集极端子各构成第一LED辅助驱动部60的输入端子a1，共同连接于第一电阻R61的一侧端子的晶体管TR62的基极端子和晶体管TR63的射极端子构成第一LED辅助驱动部60的控制端子c1，而连接于第一电阻R61的另一侧的晶体管TR62的射极端子构成第一LED辅助驱动部60的输出端子b1。

第一晶体管TR61为结型场效晶体管(JFET)构成，而第二及第三晶体管TR62、TR63为npn双极型晶体管(bipolar transistor)。

如上所述，因第二LED辅助驱动部70的结构与第一LED辅助驱动部60的结构相同，因此，具备作为结型场效晶体管的第一晶体管TR71和作为npn双极型晶体管的第二及第三晶体管TR72、TR73。

但是，与第一LED辅助驱动部60不同，第一晶体管TR71的漏极端子和第三晶体管TR73的集极端子连接于第一发光二级管部30的输出端子，即第一发光二级管部30和二极管D41之间，而第二晶体管TR72的基极端子和第三晶体管TR73的射极端子连接于第二发光二级管部50的输出端子，即电阻T72的一侧端子之间。

另外，第二晶体管TR72的射极端子接地。

此时，相互连接的晶体管T71的漏极端子和晶体管TR73的集极端子各构成第二LED辅助驱动部70的输入端子a2，共同连接于第二电阻R71的一侧端子的晶体管TR72的基极端子和晶体管TR73的射极端子构成第二LED辅助驱动部70的控制端子c2，而连接于第二电阻R71的另一侧端子，即接地的晶体管TR72的射极端子构成第二LED辅助驱动部70的输出端子b2。

通过各电阻R61、R71，流过第一及第二发光二极管部30、50的电流在相应位置A、B被检测，并根据检测到的电流的大小控制晶体管TR62、TR72的运行，从而使第一及第二LED辅助驱动部60、70运行或不运行。

此时，各LED辅助驱动部60、70和与之连接各电阻R61、R71起到输出一定大小的电流的恒电流电路的功能，而可通过调节各电阻R61、R71的值控制用于控制第二晶体管TR62、TR72的运行的电流的大小。

因此，当整流部10的整流电压Vcc的大小大于正向阈值电压Vth3时，第一及第二LED辅助驱动部60、70的第二晶体管TR62、TR72被接通，而当整流部10的整流电压Vcc的大小大于正向阈值电压Vth3的一半以上且小于正向阈值电压Vth3时，电流将通过第三晶体管TR63、TR73和电阻R61、R71流动。

因此，当整流电压Vcc大于正向阈值电压Vth3的一半Vth3/2以上且小于正向阈值电压Vth3时，电流以第一LED辅助驱动部60-电阻R61-第二发光二级管部50-电阻R71的顺序流动，从而点亮第二发光二级管部50，且以第一发光二极管部30-第二LED辅助驱动部70-电阻R71的顺序流动，从而点亮第一发光二极管部30。

此时，各流过第二及第三恒电流部60、70的电流的大小成为经恒电流部20输出的电流I1的大小的1/2的I1/2。

下面，详细说明具备上述结构的发光二极管驱动装置的运行。

首先，如图6的(a)所示，当交流电源的电压VAC施加于整流部10，则整流部10全波整流交流信号变换为直流信号，因此，整流部10输出如图6的(b)所示的整流电压Vcc。

上述整流电压Vcc施加至恒电流部20，并通过恒电流部20输出相应大小的电流I1。此时，通过恒电流部10的工作，从恒电流部20输出的电流I1的大小不超过设定大小。因此，不发生因整流电压Vcc的电压变动导致的过电流，可延长发光二极管驱动装置的寿命，供应直至第一及第二发光二极管部30、50允许的最大电流为止的电流，从而提高第一及第二发光二极管部30、50的发光亮。

接着，随整流电压Vcc的大小的增加，当整流电压Vcc的大小达到设定电压，即个发光二极管部30、50的点亮所需的电压，则存在各发光二极管部30、50的所有发光二极管LED31-LED3n、LED51-LED5n点亮所需的电压成为得到供应的状态。在本例汇总，各存在于第一及第二发光二级管部30、50的发光二极管LED31-LED3n、LED51-LED5n的数量相同且运行特性也相同，因此，各发光二级管部30、50的驱动电压成为相当于正向阈值电压的1/2的电压Vth3/2。

当此状态[即，整流电压Vcc达到设定电压Vth3/2的状态]时，通过作为第一及第二LED辅助驱动部60、70的第一晶体管TR61、TR71的源极端子的电压的源极电压，第三晶体管TR63、TR73各成为接通状态。

因此，从恒电流部20输出的电流I1的一半I1/2，通过接通的第一LED辅助驱动部60的第三晶体管TR63，经电阻R61流过第二发光二极管部50和电阻R71。因此，第二发光二级管部50发光。

另外，从恒电流部20输出的电流I1的剩余一半I1/2也经第一发光二极管部30通过第二LED辅助驱动部70的第三晶体管TR73和电阻R71流过，从而使第一发光二级管部30也变成发光状态。

这样，即使整流电压Vcc的大小未达到正向阈值电压Vth3，第一及第二发光二级管部30、50也个通过第一及第二LED辅助驱动部60、70的运行并联驱动而成为发光状态。

当通过第一及第二LED辅助驱动部60、70的运行使第二及第一发光二级管部50、30工作，从而使电流开始流过电阻R61、R71，则在各触点A、B上，根据通过电阻R61、R71流过的电流的大小，相应大小的电压将施加于第一及第二LED辅助驱动部60、70的第二晶体管TR62、TR72的基极端子。

当如图6的(b)所示的整流电压Vcc增加而达到正向阈值电压Vth3，则将成为可串联驱动串联于整流部10的第一及第二发光二级管部30、50的所有发光二极管LED31-LED3n、LED51-LED5n的状态。

因此，从恒电流部20输出的电流I1依次经过第一发光二极管部30-二极管D41、电阻R61-第二发光二级管部50-电阻R71流向接地。

通过上述第一及第二发光二级管部30、50的串联驱动，则通过第一及第二发光二级管部30、50流过的电流的大小将增加至“I1”。

因此，当通过第一及第二发光二极管部30、50的串联驱动使流过触点A的电流的大小大于设定大小(例如，I1)，则对应于该电流的大小I1的增加的电压施加于第一LED辅助驱动部60的第二晶体管TR62的基极端子，从而使第二晶体管TR62从接通状态变为关断状态。

当整流电压Vcc增加至正向阈值电压Vth2以上，使触点A的电流成为设定电流以上，从而使第一LED辅助驱动部60的第二晶体管TR62接通，则从恒电流部20输出的电流I1的一部分，通过第一及第二晶体管TR61、TR62经第二发光二极管部50和电阻R71流向接地。因此，原来维持接通状态的第三晶体管TR63变成关断状态。

与第一LED辅助驱动部60一样，当通过第一及第二发光二极管部30、50的串联驱动使流过触点B的电流的大小大于设定大小I1，则对应于该电流的大小I1的增加的电压施加于第二LED辅助驱动部70的第二晶体管TR72的基极端子，从而使第二晶体管TR72从接通状态变为关断状态。

因此，当第二LED辅助驱动部70的第二晶体管TR72接通，则电流I1的一部分通过第一及第二晶体管TR71、TR72流向接地，从而使第三晶体管TR73变成关断状态。

这样，当整流电压Vcc大于正向阈值电压Vth3，则流过各触点A、B的电流的大小增加至设定大小以上，从而接通第一及第二LED辅助驱动部60、70的第二晶体管TR62、TR72，关断第三晶体管TR63、TR73，因此，第一及第二发光二级管部30、50的通过第一及第二LED辅助驱动部60、70以并联方式点亮的驱动方式变成通过正向阈值电压Vth3以串联方式点亮的驱动方式。

通过上述运行，在电源电压VAC的一个周期内，第一及第二发光二极管部30、50的运行区间为维持整流电压Vcc的正向阈值电压的一半Vth3/2以上的区间，从而因第一及第二发光二级管部30、50的点亮时间的增加，增加第一及第二发光二极管部30、50的发光亮。

下面，结合图7对本发明实施例的发光二级管驱动装置的另一例进行说明。

对于起到与在图5中相同功能的部分赋予相同的附图标记，并省略对其进行的详细说明。

在图5的情况下，在恒电流部20和接地之间存在一个由第一及第二发光二极管部30、50、逆电流防止部40和第一及第二LED辅助驱动部60、70构成的发光二极管驱动单元，但在图7的情况下，在恒电流部20和接地之间存在多个相互串联的多个发光二级管驱动单元。

在图7中，存在于多个发光二极管驱动单元的发光二极管的总数量，与图5一样，当具备一个发光二级管驱动单元时，与存在于一个发光二极管驱动单元的发光二极管的总数量相同，因此，正向阈值电压Vth3的大小与图5一样。

如图7所示，当具备两个发光二极管驱动单元时，各存在于四个发光二极管部30、40的发光二极管的数量，可以是存在于如图5所示的各发光二极管部30、40的发光二极管的数量的一半。

另外，存在相同发光二极管驱动单元的电流检测用电阻R61、R71可具有相同的电阻值，而存在于不同发光二极管驱动单元的电流检测用电阻R61、R71可具有不同的电阻值。

下面，说明多个发光二极管驱动单元串联时的运行情况。

作为一例，结合图7说明如图7所示的两个发光二极管驱动单元串联时的运行情况。

在图7中，将与恒电流部20连接且位于发光二极管驱动装置的上端的发光二极管驱动单元称为第一发光二极管驱动单元，而将串联于第一发光二极管驱动单元且位于发光二极管驱动装置的下端的发光二极管驱动单元称为第二发光二极管驱动单元。

首先，与图5一样，如图7所示的发光二极管驱动装置，不仅在从整流部10输出的整流电压Vcc的大小大于正向阈值电压Vth3时，还在小于正向阈值电压Vth3时和大于正向阈值电压的1/2大小Vth3/2时，四个发光二极管部30、50各自运行而被点亮。

此时，各发光二级管驱动单元的运行状态将随整流电压Vcc的大小变化。

即，当整流电压Vcc的大小大于正向阈值电压Vth3的1/2大小Vth3/2且小于3/4大小3Vth3/4时，为点亮存在于第一及第二发光二极管驱动单元的两个第二发光二级管部50，电流Icc经恒电流部20通过第一发光二极管驱动单元的第一LED辅助驱动部60-第一发光二极管驱动单元的第二LED辅助驱动部50-第一发光二极管驱动单元的电阻R71-第二发光二极管驱动单元的第一LED辅助驱动部60-第二发光二极管驱动单元的第二LED辅助驱动部50-第一发光二极管驱动单元的电阻R71流动。

与此相似，当整流电压Vcc的大小大于正向阈值电压Vth3的1/2大小Vth3/2且小于3/4大小3Vth3/4时，为点亮存在于第一及第二发光二极管驱动单元的两个第一发光二级管部30，电流Icc经恒电流部20通过第一发光二极管部30-第一发光二极管驱动单元的第二LED辅助驱动部70-第二发光二极管驱动单元的第一发光二极管部30-第二发光二极管驱动单元的第二LED辅助驱动部70流动。

这样，当整流电压Vcc的大小大于正向阈值电压Vth3的1/2大小Vth3/2且小于3/4大小3Vth3/4时，存在于第一及第二发光二极管驱动单元的第一及第二LED辅助驱动部60、70全部运行，从而使各位于第一及第二发光二极管驱动单元的第一及第二发光二极管部30、50被点亮。

但是，当整流电压Vcc的大小大于正向阈值电压Vth3的3/4且小于正向阈值电压Vth3时，存在于第一及第二发光二极管驱动单元中的一个的第一及第二LED辅助驱动部60、70，从而点亮存在于第一及第二发光二极管驱动单元的死噶发光二极管部30、50。

此时，根据存在于第一及第二发光二极管驱动单元的电阻R61、R71的大小选择运行的发光二极管驱动单元。

其一例有，当第二发光二极管驱动单元运行时，整流电流Icc经第一发光二极管驱动单元的第一及第二发光二极管部30、50，通过第二发光二极管驱动单元的第一LED辅助驱动部60和第二发光二极管部50流动，另外，通过第二发光二极管驱动单元的第一发光二极管部30和第二LED辅助驱动部70流动。

但是，当整流电压Vcc的大小大于正向阈值电压Vth3时，整流电流Icc通过串联的发光二极管部30、50流动而点亮四个发光二极管部30、50，此时，因通过电流检测用电阻R61、R71施加于各发光二极管驱动单元的第一及第二LED辅助驱动部60、70的电流，阻断各发光二极管驱动单元的第一及第二LED辅助驱动部60、70的运行。

这样，串联多个发光二极管驱动单元驱动发光二极管部30、50时，与结合图5说明的那样，在电源电压VAC的一个周期内，因第一及第二发光二极管部30、50的点亮时间增加，增加第一及第二发光二极管部30、50的发光亮。

另外，因第一及第二发光二极管部30、50被点亮，流过第一及第二发光二级管部30、50的电流变化的缓慢度增加，从而增加发光二极管驱动单元的寿命，而且，因串联的多个发光二极管驱动单元，产生驱动电压AC被分压的下过，从而提高过电流防止效果。

下面，结合图9对本发明另一实施例的发光二级管驱动装置进行说明。

如图9所示，本实施例的发光二极管驱动装置具备包括交流电源AC、连接于交流电源AC的整流部10、与整流部10连接的恒电流部200及连接于恒电流部200和接地之间的多个发光二极管LED1-LEDn的发光二极管部310。

整流部10为与如图5所示的恒电流部相同的全波整流器。

在本例中，恒电流部200具备串联于整流部10和发光二极管部310之间的第一及第二恒电流单元210、220。

此时，第一及第二恒电流单元210、220除输入端子和输出端子的连接关系之外，具备相同的结构，在本例的情况下，构成恒电流部200的恒电流单元210、220的数量为两个，但可根据需要变更为两个以上的多个。

上述第一及第二恒电流单元210、220各具备与如图5所示的发光二极管驱动装置的第一及第二LED辅助驱动部60、70和各连接于该驱动部60、70的电阻R61、R71相同的结构，而且，具备输出一定大小的电流的恒电流器21a、22a及各连接于恒电流器21a、22a并输出与所施加的电压成比例的大小的电流的电阻R212、R222。

因此，第一及第二恒电流单元210、220各连接有栅极端子和源极端子，与由结型场效晶体管构成的第一晶体管TR211、TR221、第一晶体管TR211、TR221连接，而且，具备由双极型晶体管构成的第二及第三晶体管TR212及TR213、TR222、TR223和由连接于第三晶体管TR213、TR223的电阻R211、R211构成的恒电流器21a、22a及连接于整流器21、22a的第三晶体管TR213、TR223的集极端子和射极端子之间的电阻R212、R222。

但是，与图5不同，在本例中，作为相互连接的第一恒电流单元210的恒电流器21a的输出端子的射极端子和电阻R211的另一侧端子与作为第二恒电流单元210的输入端子的晶体管TR221的漏极端子及晶体管TR223的集极端子连接，而且，作为第二恒电流单元210的输出端子的晶体管TR222的射极端子和电阻R221的另一侧端子与发光二极管部310的输入端子连接。

如已说明的那样，第一及第二恒电流器21a、22a具有相同的结构，因此，结合图10说明第一恒电流器21a的运行。

当向第一整流器21a的输入端子，即相互连接的第一晶体管TR211的漏极端子、晶体管TR213的集极端子及电阻R212的一侧端子施加整流电压Vcc，则电流通过晶体管TR213和电阻R211流向外部(例如，第二恒电流单元220)并流过晶体管TR211、TR212。

此时，当施加于晶体管TR212的基极端子和射极端子之间的电压VBE，即施加于电阻R211两端的电压大于设定电压(例如，0.6V)，则电流只通过晶体管TR211、TR212输出，因此，晶体管TR213被关断，从而阻断通过晶体管TR213流动的电流。

在上述结构中，当晶体管TR212的基极端子和射极端子之间的电压VBE大于设定电压(例如，0.6V)，则流过电阻R211的电流IR211为IR211＝0.6/R211。

因此，因可利用电阻R211的大小决定从整流器21a输出的电流，即流过电阻R211的电流的大小，因此，如已说明的那样，晶体管TR211-TR213和电阻R211构成恒电流电路，而且，如图10的(a)所示的图表G1，不受电压大小的影响，在整流电路上流过一定的电流IR211。

但是，通过连接于恒电流电路的输入端子和控制端子之间的电阻R212流动的电流IR212为与电压变化成比例的电流，是如图10的(a)的图表2的电流。

在图10的(a)的图表中，当作为施加于恒电流器21a的输入端子的电压的整流电压Vcc小于设定电压V1，则通过电阻R212流动的电流IR211的大小为I11，通过晶体管TR213的电流为I12，而且，直到达到第一电压V1，在晶体管TR213和电阻R212流动的电流相互分配流动。

但是，当达到设定电压V1(例如，当晶体管TR212的基极端子和射极端子之间的电压VBE达到0.6V时)，因电流不通过晶体管TR213流动，因此，通过电阻R212流动的电流成为恒电流单元210的输出电流Iout1。

此时，也有电流通过晶体管TR211、TR212流动，但较之通过电阻R212流动的电流非常小，因此，通过晶体管TR211、TR212流动的电流被忽略掉。

因此，当向恒电流单元210施加大于设定电压V1的电压，则从恒电流单元210输出的输出电流Iout1与通过电阻R212流动的电流相同。

下面，结合图11说明如图9那样串联多个[第一及第二恒电流单元210、220]具备上述电压-电流特性的恒电流单元210时的运行情况。

如已结合图10说明的那样，在图9的(a)中，从第一及第二恒电流单元210、220输出的电压-电流特性如图表G11，而从其余的恒电流单元210或220输出的电压-电流特性如图表G12。

在图11中，直到整流电压Vcc达到设定电压V11为止[即，第一及第二恒电流单元210、220各自输出的电流I21、I22相遇的位置]，只在首先在恒电流部200运行的第一或第二恒电流单元210或220中有电流流过，因此，只有首先运行的相应恒电流单元210或220的电压增加，而对应于所增加的电压大小的电流I21作为输出电流Lout2输出。

但是，当大于电压V11时，其余恒电流单元220或210上有电流流过，此时开始，只有其余恒电流单元220或210的电压增加，而对应于所增加的电压大小的电流I21作为输出电流Lout2输出。

接着，当电压电压达到设定电压V12，即到后来运行的恒电流单元220或210的电流通过电阻R222或R212的运行增加的时间，从此时开始，第一及第二恒电流单元210、22都运行而输出输出电流lout2。此时输出的电流lout2的大小大于从第一及第二整流部210、220各自输出的电流I21、I22的大小。

通过上述运行，从恒电流部200输出的电流lout2随整流电压Vcc的大小具有分阶段增加的值。

当从整流部10输出的整流电压Vcc的大小大于正向阈值电压，则发光二极管部300将运行并维持点亮状态。

这样，在具备多个恒电流单元210、220的恒电流部200的情况下，在因多个恒电流单元210、220的电阻R212、R222的运行，因某个正电流单元210或220的电压的增加破损之前，切换为其他恒电流单元220或210的运行，从而在输出设定大小的电流的同时，还可以作用为相互分配电压的电压分配器使用。

因此，防止因整流电压Vcc的增加导致的恒电流单元210、220的损伤，增加恒电流部200的稳定性和寿命。

上述恒电流部200还可适用于如图5及图7所示的恒电流部20中。

上述实施例仅用以说明本发明而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行修改、变形或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种发光二级管驱动装置，用以驱动串联的具备至少一个发光二级管的第一发光二级管部和连接于上述第一发光二级管部且具备至少一个发光二级管的第二发光二级管部，包括：

整流部，对连接于上述第一发光二级管部的交流电源进行整流；

恒电流部，连接于上述整流部和第一发光二级管部之间，不受从上述整流部输出的整流电压的影响而输出设定大小的电流；

第一电阻，连接于上述第一发光二级管部和上述第二发光二极管部之间，检测通过上述第一发光二级管部流过的电流；

逆电流防止部，连接于上述第一发光二级管部和上述第一电阻之间防止逆电流；

第二电阻，连接于上述第二发光二级管部和接地之间，检测通过上述第二发光二级管部流过的电流；

第一发光二级管辅助驱动部，连接于上述第一电阻，根据在上述第一电阻中检测到的电流控制上述第二发光二级管部的点亮状态；及

第二发光二级管辅助驱动部，连接于上述第二电阻，根据在上述第二电阻中检测到的电流控制上述第一发光二级管部的点亮状态；

上述第一发光二级管辅助驱动部，包括：

第一晶体管，输入端子连接于第一发光二级管部的输入端子，而输出端子和控制端子相互连接；

第二晶体管，输入端子连接于上述第一晶体管的输出端子，而输出端子连接于上述第一电阻的另一侧端子和上述第二发光二级管部之间；及

第三晶体管，输入端子连接于上述第一发光二级管部的输入端子，控制端子连接于上述第一晶体管的输出端子，而输出端子连接于上述第二晶体管的控制端子和上述第一电阻的一侧端子；

上述第二发光二级管辅助驱动部，包括：

第一晶体管，输入端子连接于第一发光二级管部的输出端子，而输出端子和控制端子相互连接；

第二晶体管，输入端子连接于上述第一晶体管的输出端子，而输出端子接地；及

第三晶体管，输入端子连接于上述第一发光二级管部的输出端子，控制端子连接于上述第一晶体管的输出端子，而输出端子连接于上述第二晶体管的控制端子和上述第二电阻的一侧端子。

2.根据权利要求1所述的发光二级管驱动装置，其特征在于：在上述恒电流部和接地之间，串联有各由上述第一及第二发光二级管部、上述第一及第二电阻、上述第一及第二发光二极管辅助驱动部及上述逆电流防止部构成的多个发光二级管驱动单元。

3.根据权利要求1或2所述的发光二级管驱动装置，其特征在于：上述恒电流部具备串联于上述整流部并具有相同的结构的多个恒电流单元，而上述多个恒电流单元各包括输出设定大小的电流的恒电流器及与上述恒电流器连接并输出与从上述整流部输出的上述整流电压成比例的大小的电流的电阻。

4.根据权利要求3所述的发光二级管驱动装置，其特征在于：

上述恒电流器，包括：

第一晶体管，输入端子连接于上述整流部的输出端子及上述电阻的一侧端子，而输出端子和控制端子相互连接；

第二晶体管，输入端子连接于上述第一晶体管的输出端子，而输出端子与外部连接；

第三晶体管，输入端子连接于上述整流部的输出端子，控制端子连接于上述第一晶体管的输出端子，而输出端子连接于上述第二晶体管的控制端子和上述电阻的另一侧端子；及

电阻，一侧端子连接于上述第三晶体管的输出端子，而另一侧端子端子连接于上述恒电流器的输出端子；

其中，与上述恒电流器连接的上述电阻，具备连接于上述第一及第三晶体管的输入端子的一侧端子和连接于上述第三晶体管的输出端子的另一侧端子。

5.一种发光二级管驱动装置，用以驱动至少一个发光二级管，包括：

整流部，输出整流电压；及

恒电流部，连接于上述整流部和上述至少一个发光二级管之间；

上述恒电流部具备与上述整流部串联并具备相同结构的多个恒电流单元；

而上述多个恒电流单元各包括受到上述整流电压的施压而输出一定大小的电流的恒电流器及与上述恒电流器连接并输出与上述整流电压成比例的大小的电流的电阻；

直到达到上述整流电压的设定电压为止，电流通过上述恒电流器和上述电阻分配流动，而当上述整流电压大于上述设定电压，则上述电流只通过上述电阻流动，

上述恒电流器，包括：

第一晶体管，其为结型场效晶体管，输入端子连接于上述整流部的输出端子及上述电阻的一侧端子，而输出端子和控制端子相互连接；

第二晶体管，其为npn双极型晶体管，输入端子连接于上述第一晶体管的输出端子，而输出端子与外部连接；

第三晶体管，其为npn双极型晶体管，输入端子连接于上述整流部的输出端子，控制端子连接于上述第一晶体管的输出端子，而输出端子连接于上述第二晶体管的控制端子和上述电阻的另一侧端子；及

电阻，一侧端子连接于上述第三晶体管的输出端子，而另一侧端子连接于上述恒电流器的输出端子；

其中，与上述恒电流器连接的上述电阻，具备连接于上述第一及第三晶体管的输入端子的一侧端子和连接于上述第三晶体管的输出端子的另一侧端子。