CN106576408A - 同步式多通道发光二极管驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及能够与输入电压的大小无关地使所有通道的发光二极管同时发光的同步式多通道发光二极管驱动装置,其包括:整流部,其接受所施加的交流电源电压而进行整流;多通道发光二极管部,其从上述整流部接受经过整流的电流而发光,串联连接有至少包括第1发光二极管和第2发光二极管的多个发光二极管;电流检测部,其对在上述第1发光二极管中流过的电流进行检测;电流镜部,其对通过上述电流检测部检测的电流进行镜像化,将经过镜像化的电流供给到上述第2发光二极管;以及依序电流驱动部,其与上述第1发光二极管和上述第2发光二极管连接而提供在上述第1发光二极管中流过的电流或在上述第2发光二极管中流过的电流的路径,根据输入电压电平激活上述电流检测部。
Description
技术领域
本发明涉及一种同步式多通道发光二极管驱动装置,特别涉及不使用变流器的交流电源(AC)直接耦合型线性(Linear)方式的多通道发光二极管(LED,Light EmittingDiode)驱动装置,其是能够与输入电压的大小无关地使所有通道的发光二极管同时发光的同步式多通道发光二极管驱动装置。
背景技术
使用发光二极管的照明的驱动大致能够分为像SMPS(Switching Mode PowerSupply)那样使用电感器(Inductor)和电容器(Capacitor)控制电流的变流器(Converter)方式和不使用SMPS而是直接利用商用交流电源控制电流的交流电源直接耦合型线性方式。
首先,在变流器方式的情况下,存在如下问题,即,系统的结构复杂,难以减少系统的大小和重量,而且为了提高功率因数(Power Factor)需使用其它功率因素校正电路,并且需构成用于抑制切换(Switching)时所发生的电磁波产生的附加电路,因此生产成本高。
相反,交流电源直接耦合型线性方式因为直接利用商用电源即交流电源来控制电流,所以与变流器方式相比具有电路简单的优点,但是不同于使用蓄能元件即电感器和电容器而即使在交流电源电压低的区间也能够使一定的电流在发光二极管中流过的变流器方式,存在产生闪烁(Flicker)的问题。
在此,闪烁是指视觉上感到光度的周期性变化的现象,作为将闪烁的程度数值化的方法,有百分比闪烁(Percentage Flicker)和闪烁指数(Flicker Index)。此时,百分比闪烁是对将最高光量和最低光量的差除以这两个的和的值进行百分比化而得的,其越高,意味着闪烁特性越差,闪烁指数是将超过平均的光量除以平均光量的值,具有0~1的值,其值越低,意味着闪烁特性越好。
在使用交流输入的情况下,为了改善百分比闪烁即使在输入零电压的情况下也需要向发光二极管提供电流,因此蓄能元件即电感器或电容器是必要的。所以,在没有变流器或电容器的条件下直接使用交流电压的线性驱动方式的情况下,百分比闪烁一直为100%,示出最差的值。其结果,在线性驱动方式的情况下,与百分比闪烁相比,通过闪烁指数,能够更具体地区分其差异。
图1a和图1b分别示出现有技术的线性方式的驱动电路及对应于时间(t)的向现有技术的线性方式的驱动电路输入的电压(VIN,Vin)和电流(IIN,Iin)。在此,因为与时间(t)、电压(VIN,Vin)及电流(IIN,Iin)的具体数值相比,重要的是概略的趋势,所以省略了详细的数值及单位。
如图1a及图1b所示,在输入电压(VIN,Vin)低于发光二极管(LED1,LED2,LED3,LED4)的接通(Turn On)电压的区间,因为电流不流过发光二极管,所以闪烁指数高,功率因数低,THD(Total Harmonic Distortion)也高。
图2a是示出现有技术的依序驱动方式的多通道驱动电路的图,图2b是示出对应于时间的对现有技术的依序驱动方式的多通道驱动电路输入的电压和电流的特性的图表,与仅通过图示在图1a中的一个通道来同时驱动的现有方式相比,根据输入电压(VIN)的电平控制多个开关(SW1,SW2,SW3,SW4),因此能够改善闪烁指数、功率因素、THD及效率特性。
但是,与图1a同样地,在图2a中也使用交流电源(VAC)而直接驱动发光二极管(LED1,LED2,LED3,LED4),因此在向串联连接的发光二极管施加的电压低于驱动整个发光二极管(LED1,LED2,LED3,LED4)所需的电压的情况下,会存在许多发光二极管未被驱动的区间,因而闪烁指数会变高。
图3是用于说明图示在图2a中的现有技术的依序驱动方式的多通道驱动电路的操作的图,参照它对输入电压及与其相对应的发光二极管(LED1,LED2,LED3,LED4)的操作进行如下说明。
首先,在输入电压(Vin)为第1发光二极管(LED1)的驱动电压(VLED1)以下的情况(区间0)下,所有发光二极管(LED1,LED2,LED3,LED4)处于断开状态。
另一方面,在输入电压(Vin)大于第1发光二极管(LED1)的驱动电压(VLED1)且为第1发光二极管(LED1)的驱动电压与第2发光二极管(LED2)的驱动电压的和(VLED1+VLED2)以下的情况(区间1)下,只有第1发光二极管(LED1)维持接通状态,其它剩余三个发光二极管(LED2,LED3,LED4)则处于断开状态。
另外,在输入电压(Vin)大于第1发光二极管(LED1)的驱动电压与第2发光二极管(LED2)的驱动电压的和(VLED1+VLED2)且为第1发光二极管(LED1)的驱动电压至第3发光二极管(LED3)的驱动电压的和(VLED1+VLED2+VLED3)以下的情况(区间2)下,只有第1发光二极管(LED1)和第2发光二极管(LED2)维持接通状态,其它剩余两个发光二极管(LED3,LED4)则处于断开状态。
另一方面,在输入电压(Vin)大于第1发光二极管(LED1)的驱动电压至第3发光二极管(LED3)的驱动电压的和(VLED1+VLED2+VLED3)且为第1发光二极管(LED1)的驱动电压至第4发光二极管(LED4)的驱动电压的和(VLED1+VLED2+VLED3+VLED4)以下的情况(区间3)下,只有第1发光二极管(LED1)、第2发光二极管(LED2)及第3发光二极管(LED3)维持接通状态,剩余第4发光二极管(LED4)则处于断开状态。
最后,在输入电压(Vin)大于第1发光二极管(LED1)的驱动电压至第4发光二极管(LED4)的驱动电压的和(VLED1+VLED2+VLED3+VLED4)的情况(区间4)下,所有发光二极管(LED1,LED2,LED3,LED4)均处于接通状态。
如上所述,现有技术的依序驱动方式的多通道驱动电路因为根据输入电压的电平而使发光二极管接通或断开,所以发光二极管断开的时间长,由此闪烁特性变差。
另一方面,近年来要对LED照明设定进一步强化的闪烁规定的趋势活跃。强化规定的依据是已报告的如下研究:当长时间暴露在具有高闪烁指数的照明时,对于敏感的人而言会出现发晕或发作之类的问题。即,直接使用交流电源的线性方式与切换(Switching)方式相比,由于系统简单,所以具有高可靠性、系统轻薄短小、低制造成本等优点,但是当不满足预计以后会制定的新规定所要求的闪烁特性时,会存在不能再使用于普通照明的问题。
另外,在如图2a所示的现有技术的依序驱动方式的多通道驱动电路的情况下,因为是随着输入电压的大小的增加而被驱动的发光二极管的数量增加的结构,所以仅在输入电压大于所有发光二极管的驱动电压的和的区间,所有发光二极管同时接通,在输入电压低的区间,存在着断开的发光二极管,其结果是,有闪烁指数高的问题。
发明内容
发明要解决的课题
为了解决上述诸多问题,本发明的目的在于提供通过采用根据输入电压的电平能够与其电平相对应地调节发光二极管的连接状态的多通道同步式发光电路,即使不使用电容器之类的蓄能元件也能够满足闪烁改善、高功率因数、高光效率及低THD的特性的同步式多通道发光二极管驱动装置。
用于解决课题的方案
为了实现上述目的,本发明的一个实施例包括:整流部,其接受所施加的交流电源电压而进行整流;多通道发光二极管部,其从所述整流部接受经过整流的电流而发光,串联连接有至少包括第1发光二极管和第2发光二极管的多个发光二极管;电流检测部,其对在所述第1发光二极管中流过的电流进行检测;电流镜部,其对通过所述电流检测部检测的电流进行镜像化(Mirroring),将经过镜像化的电流供给到所述第2发光二极管;以及依序(Sequential)电流驱动部,其与所述第1发光二极管和所述第2发光二极管连接而提供在所述第1发光二极管中流过的电流或在所述第2发光二极管中流过的电流的路径,根据输入电压电平激活所述电流检测部。
在此,所述电流镜部能够包括:电流镜,其第1端子与所述第1发光二极管的阳极连接,第2端子与所述电流检测部连接,第3端子与所述第2发光二极管的阳极连接,通过所述检测的电流生成所述经过镜像化的电流;以及二极管,其阳极与所述第1发光二极管的阴极连接,阴极与所述第2发光二极管的阳极连接,接受所述经过镜像化的电流而向所述第2发光二极管传递,防止所述经过镜像化的电流向所述第1发光二极管逆流。
另一方面,所述电流检测部能够包括:电流检测器,其第1端子与所述第1发光二极管的阴极连接,第2端子与所述电流镜连接,第3端子与所述依序电流驱动部连接,将所述检测的电流向所述依序电流驱动部传递。
另外,所述依序电流驱动部能够包括:第1MOSFET,其栅极接受所输入的决定在所述第1发光二极管中流过的电流量的电压,漏极端子与所述电流检测器的第2端子连接,源极端子与所述整流部侧连接,在所述输入电压电平为所述第1发光二极管的驱动电压以上且所述第1发光二极管的驱动电压与所述第2发光二极管的驱动电压的和以下的情况下接通;以及第2MOSFET,其栅极接受所输入的决定在所述第2发光二极管中流过的电流量的电压,漏极端子与所述第2发光二极管的阴极连接,源极端子与所述整流部侧连接,根据所述第1MOSFET的接通而接通,或者在所述输入电压电平超过所述第1发光二极管的驱动电压与所述第2发光二极管的驱动电压的和的情况下接通。
另一方面,所述电流检测器能够包括:第1感测电阻,其第1端子与所述第1发光二极管的阴极连接,第2端子与所述依序电流驱动部连接;以及第1晶体管,其栅极与所述第1感测电阻的所述第1端子连接,源极端子与所述第1感测电阻的所述第2端子连接,漏极端子与所述电流镜连接。
另外,所述电流镜能够包括:第2感测电阻,其第1端子与所述第1发光二极管的阳极连接,第2端子与所述第1晶体管的漏极端子连接;以及第2晶体管,其栅极与所述第2感测电阻的所述第2端子连接,源极端子与所述第2感测电阻的所述第1端子连接,漏极端子与所述第2发光二极管的阳极连接。
另外,所述电流镜可以是用于根据所述经过镜像化的电流产生与所述检测的电流成比例的经过放大的电流的放大器电路。
另一方面,所述第1晶体管可以是N型MOSFET,所述第2晶体管可以是P型MOSFET。
另外,所述电流检测器可以是第1共源共栅电流镜电路,所述电流镜可以是与所述第1共源共栅电流镜电路互补的第2共源共栅电流镜电路。
另一方面,所述电流检测器可以是第1威尔逊电流镜电路,所述电流镜可以是与所述第1威尔逊电流镜电路互补的第2威尔逊电流镜电路。
另外,所述电流检测器可以是第1Widlar电流镜电路,所述电流镜可以是与所述第1Widlar电流镜电路互补的第2Widlar电流镜电路。
另外,所述电流检测器能够包括:放大器电路,其对与所述检测的电流成比例的电流进行检测而向所述电流镜部传递。
另一方面,所述电流检测器能够包括:第3感测电阻,其第1端子与所述第1发光二极管的阴极连接,第2端子与所述依序电流驱动部连接;以及第1电压-电流变换电路,其第1端子与所述第3感测电阻的所述第1端子连接,第2端子与所述第3感测电阻的所述第2端子连接,第3端子与所述电流镜连接,将施加于所述第3感测电阻的电压转换成电流而向所述电流镜传递。
另外,所述电流镜能够包括:第4感测电阻,其第1端子与所述第1发光二极管的阳极连接,第2端子与所述第1电压-电流变换电路的所述第3端子连接;以及第2电压-电流变换电路,其第1端子与所述第4感测电阻的所述第1端子连接,第2端子与所述第4感测电阻的所述第2端子连接,第3端子与所述第2发光二极管的阳极连接,将施加于所述第4感测电阻的电压转换成电流而向所述第2发光二极管传递。
另外,所述多通道发光二极管部还能够包括第3发光二极管,所述电流镜部还能够包括:并联式电流镜,其第1端子与所述第2发光二极管的阳极连接,第2端子与所述电流检测部连接,第3端子与所述第3发光二极管的阳极连接,通过所述检测的电流生成所述经过镜像化的电流,所述电流镜还能够包括与所述第3发光二极管的阳极连接的第4端子。
为了实现上述目的,本发明的另一个实施例包括:整流部,其接受所施加的交流电源电压而进行整流;多通道发光二极管部,其从所述整流部接受经过整流的电流而发光,串联连接有至少包括第1发光二极管和第2发光二极管的多个发光二极管;电流镜部,其对在所述第1发光二极管中流过的电流进行镜像化,将经过镜像化的电流供给到所述第2发光二极管;以及电流检测及依序电流驱动部,其与所述第1发光二极管和所述第2发光二极管连接而提供在所述第1发光二极管中流过的电流或在所述第2发光二极管中流过的电流的路径,根据多个输入电压电平激活所述电流镜部。
在此,所述电流检测及依序电流驱动部包括:第1电流驱动用MOSFET,其栅极接受所输入的具有所述多个输入电压电平第1输入电压电平的第1输入电压,漏极端子与所述第1发光二极管的阴极连接,源极端子与所述整流部侧连接,根据所述第1输入电压电平而接通;第2电流驱动用MOSFET,其栅极接受所输入的具有所述多个输入电压电平第2输入电压电平的第2输入电压,漏极端子与所述第2发光二极管的阴极连接,源极端子与所述整流部侧连接,根据所述第2输入电压电平而接通;第1电流检测用MOSFET,其栅极与所述第1电流驱动用MOSFET的栅极连接,源极端子与所述第1电流驱动用MOSFET的源极端子连接,根据所述第1输入电压电平而接通;以及第2电流检测用MOSFET,其栅极与所述第2电流驱动用MOSFET的栅极连接,源极端子与所述第2电流驱动用MOSFET的源极端子连接,根据所述第2输入电压电平而接通。
在此,所述电流检测及依序电流驱动部能够在所述第1电流驱动用MOSFET、所述第2电流驱动用MOSFET、所述第1电流检测用MOSFET及所述第2电流检测用MOSFET的各所述漏极端子,串联设置有栅极被施加了偏置电压的偏置用MOSFET而形成共源共栅电路。
另外,所述电流检测及依序电流驱动部包括:第1电流驱动用MOSFET,其栅极接受所输入的具有所述多个输入电压电平第1输入电压电平的第1输入电压,漏极端子与所述第1发光二极管的阴极连接,源极端子与所述整流部侧连接,根据所述第1输入电压电平而接通;第2电流驱动用MOSFET,其栅极接受所输入的具有所述多个输入电压电平第2输入电压电平的第2输入电压,漏极端子与所述第2发光二极管的阴极连接,源极端子与所述整流部侧连接,根据所述第2输入电压电平而接通;第1电流检测用镜,其第1端子与所述电流镜部侧连接,第2端子与所述第1发光二极管的阴极连接,第3端子与所述第1电流驱动用MOSFET的漏极端子连接;以及第2电流检测用镜,其第1端子与所述电流镜部侧连接,第2端子与所述第2发光二极管的阴极连接,第3端子与所述第2电流驱动用MOSFET的漏极端子连接,能够在所述第1电流驱动用MOSFET及所述第2电流驱动用MOSFET的各所述漏极端子和所述第1电流检测用镜及所述第2电流检测用镜的各所述第1端子,串联设置有栅极被施加了偏置电压的偏置用MOSFET而形成共源共栅电路。
另一方面,所述多通道发光二极管部还能够包括第3发光二极管,所述电流镜部还能够包括:并联式电流镜,其第1端子与所述第2发光二极管的阳极连接,第2端子与所述电流检测部连接,第3端子与所述第3发光二极管的阳极连接,通过所述检测的电流生成所述经过镜像化的电流,所述并联式电流镜还能够包括与所述第3发光二极管的阳极连接的第4端子。
发明效果
根据所述的本发明,通过采用根据输入电压的电平能够与其相对应地调节发光二极管的连接状态的多通道同步式发光电路,从而即使不使用需要复杂电路的变流器方式中的电容器之类的蓄能元件也具有能够满足闪烁改善、高功率因素、高光效率及低THD的特性的效果。
另外,所述的本发明的同步式多通道发光二极管驱动装置即使不使用电感器或变压器也能够在最小输入电压以上的情况下驱动所有发光二极管,而且不需要高频率的切换操作,不需要EMI滤波器,因此整个系统非常简单,且具有能够减少制造成本的效果。
附图说明
图1a是示出现有技术的线性方式的驱动电路的图。
图1b是示出对应于时间的对现有技术的线性方式的驱动电路输入的电压及电流的图表。
图2a是示出现有技术的依序驱动方式的多通道驱动电路的图。
图2b是示出对应于时间的对现有技术的依序驱动方式的多通道驱动电路输入的电压及电流的图表。
图3是用于说明图示在图2a中的现有技术的依序驱动方式的多通道驱动电路的操作的图表。
图4是示出本发明的一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置的图。
图5是具体示出本发明的一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置中电流镜部串联的形式的图。
图6是具体示出本发明的一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置中电流镜部并联的形式的图。
图7是用于说明本发明的一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置的操作的图表。
图8是示出图示在图5的同步式多通道发光二极管驱动装置中电流镜和电流检测器的第1例子的图。
图9是示出图示在图5的同步式多通道发光二极管驱动装置中电流镜和电流检测器的第2例子的图。
图10是示出图示在图5的同步式多通道发光二极管驱动装置中电流镜和电流检测器的第3例子的图。
图11是示出图示在图6的同步式多通道发光二极管驱动装置中电流镜和电流检测器的一个例子的图。
图12a至图12e是示出本发明的一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置中使用的电流检测器的例子的图。
图13a至图13e是示出本发明的一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置中使用的电流镜的例子的图。
图14是示出本发明的另一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置的图。
图15是示出本发明的另一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置中电流检测及依序电流驱动部的第1例子的图。
图16是示出本发明的另一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置中电流检测及依序电流驱动部的第2例子的图。
图17是示出本发明的另一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置中电流检测及依序电流驱动部的第3例子的图。
图18是具体示出根据图14的本发明的一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置中电流镜部并联的形式的图。
附图标记说明
100:整流部;
200:多通道发光二极管部;
300:电流检测部;
400:电流镜部;
500:依序电流驱动部;
600:电流检测及依序电流驱动部。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的优选的实施例进行说明。但是,本发明的实施方式能够变形为多种其它方式,本发明的范围并不仅限定于以下说明的实施方式。为了更清楚说明,图中的多个要素的形状和大小等可以被夸大,图中的用相同的标记表示的要素是相同的要素。
另一方面,本申请中所述的用语的意义应如下理解。
“第1”、“第2”等用语只是为了将一个构成要素从其它构成要素区分,权利要求范围并不限定于这些用语。例如,第1构成要素可以被命名为第2构成要素,相似地,第2构成要素也可以被命名为第1构成要素。
而且,在整个说明书中,某部分与其它部分“连接”这不仅包含“直接连接”的情况还包含其中间隔着其它元件“电连接”的情况。另外,某部分“包括”或“具有”某构成要素这只要没有特别相反的记载,其意味着还能够包括或具有其它构成要素而并不是排除其它构成要素。
图4是本发明的一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置的图,本发明的一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置包括整流部(100)、多通道发光二极管部(200)、电流检测部(300)、电流镜部(400)及依序电流驱动部(500)。
整流部(100)发挥从交流电源(AC)接受交流电源电压而对施加的电压进行整流、将经过整流的电流向多通道发光二极管部(200)供给的作用。在此,整流部(100)可以是桥式(Bridge)二极管,但并不限定于此,只要是将向正和负两个方向变化的交流电流转换成仅具有一个方向的电流的整流部,则任何电路均可使用。
另外,多通道发光二极管部(200)从整流部(100)接受经过整流的电流而发光,串联连接有至少包括第1发光二极管和第2发光二极管的多个发光二极管。此时,多通道发光二极管部(200)内多个发光二极管中第1发光二极管或第N-1发光二极管的阴极与电流检测部(300)连接而对在第1发光二极管中或第N-1发光二极管中流过的电流进行检测,连接于最后的第N发光二极管(在此,N为2以上的自然数,以下相同。)的阴极与依序电流驱动部(500)连接而能够连接在与输入电压电平相对应的输入电流的路径,但并不限定于此。
另一方面,电流检测部(300)根据依序电流驱动部(500)的输入电流的流动被激活,对在第1发光二极管中流过的电流进行检测,将检测的电流提供给电流镜部(400)。
另外,电流镜部(400)接受通过电流检测部(300)检测的电流而对其进行镜像化,将经过镜像化的电流供给到第2发光二极管。
另一方面,依序电流驱动部(500)根据输入电压电平激活电流检测部(300),使电流镜部(400)对检测的电流进行镜像化,由此将经过镜像化的电流用作发光二极管的驱动电流。
图5是具体示出本发明的一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置中电流镜部(400)串联的形式的图,参照图5对本发明的一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置的电路连接结构进行如下说明。
首先,整流部(100)内桥式二极管(110)的正(+)端子与多通道发光二极管部(200)内第1发光二极管(210)的阳极连接,负(-)端子与依序电流驱动部(500)连接,能够对基于交流电压(AC)的电流进行整流。
另外,多通道发光二极管部(200)能够包括第1发光二极管(210)、第2发光二极管(220)、第3发光二极管(230)及第4发光二极管(240),在此,为了方便,将4通道发光二极管电路作为例子来说明,但并不限定于此,本发明能够适用于2通道以上且N通道以下的发光二极管。
此时,第1发光二极管(210)的阳极与桥式二极管(110)的正(+)端子连接,阴极与电流镜部(400)内第1二极管(412)的阳极连接,在导通电流时能够发光。
另一方面,第2发光二极管(220)的阳极与电流镜部(400)内第1二极管(412)的阴极连接,阴极与电流镜部(400)内第2二极管(422)的阳极连接,在导通电流时能够发光。
另外,第3发光二极管(230)的阳极与电流镜部(400)内第2二极管(422)的阴极连接,阴极与电流镜部(400)内第3二极管(432)的阳极连接,在导通电流时能够发光。
另一方面,第4发光二极管(240)的阳极与电流镜部(400)内第3二极管(432)的阴极连接,阴极与依序电流驱动部(500)连接,在导通电流时能够发光。此时,在依序电流驱动部(500)包括接受所施加的栅极电压而使向漏极端子输入的电流向源极端子导通的MOSFET(Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor,未图示)的情况下,第4发光二极管(240)的阴极能够与这样的MOSFET的漏极端子连接,但并不限定于此。
另外,在4通道方式的情况下,电流检测部(300)能够包括第1电流检测器(310)、第2电流检测器(320)及第3电流检测器(330)。
首先,第1电流检测器(310)的第1端子与第1发光二极管(210)的阴极连接而对在第1发光二极管(210)中流过的电流进行检测,第2端子与电流镜部(400)内第1电流镜(411)连接,第3端子与依序电流驱动部(500)连接而将检测的电流提供给依序电流驱动部(500)。此时,在依序电流驱动部(500)包括接受所施加的栅极电压而使向漏极端子输入的电流(I1)向源极端子导通的MOSFET的情况下,第1电流检测器(310)的第3端子能够与这样的MOSFET的漏极端子连接,但并不限定于此。
另外,第2电流检测器(320)的第1端子与第2发光二极管(220)的阴极连接而对在第2发光二极管(220)中流过的电流进行检测,第2端子与电流镜部(400)内第2电流镜(421)连接,第3端子与依序电流驱动部(500)连接而将检测的电流提供给依序电流驱动部(500)。此时,在依序电流驱动部(500)包括接受所施加的栅极电压而使向漏极端子输入的电流(I2)向源极端子导通的MOSFET的情况下,第2电流检测器(320)的第3端子能够与这样的MOSFET的漏极端子连接,但并不限定于此。
另外,第3电流检测器(330)的第1端子与第3发光二极管(230)的阴极连接而对在第3发光二极管(230)中流过的电流进行检测,第2端子与电流镜部(400)内第3电流镜(431)连接,第3端子与依序电流驱动部(500)连接而将检测的电流提供给依序电流驱动部(500)。此时,在依序电流驱动部(500)包括接受所施加的栅极电压而使向漏极端子输入的电流(I3)向源极端子导通的MOSFET的情况下,第3电流检测器(330)的第3端子能够与这样的MOSFET的漏极端子连接,但并不限定于此。
另外,电流镜部(400)能够包括第1电流镜(411)、第1二极管(412)、第2电流镜(421)、第2二极管(422)、第3电流镜(431)及第3二极管(432)。
首先,第1电流镜(411)的第1端子与第1发光二极管(210)的阳极连接,第2端子与第1电流检测器(310)的第2端子连接,第3端子与第1二极管(412)的阴极和第2发光二极管(220)的阳极连接。在此,第1电流镜(411)对通过第1电流检测器(310)检测的电流即在第1发光二极管(210)中流过的电流进行镜像化而向第2发光二极管(220)传递,要镜像化的电流不限于其大小与在第1发光二极管(210)中流过的电流的大小相同,可以相对于在第1发光二极管(210)中流过的电流具有比例关系。
此时,第1二极管(412)的阳极与第1发光二极管(210)的阴极连接,阴极与第2发光二极管(220)的阳极和第1电流镜(411)的第3端子连接,发挥防止通过第1电流镜(411)经过镜像化的电流向第1发光二极管(210)逆流的作用。
另一方面,第1电流检测器(310)、第1电流镜(411)及第1二极管(412)因为发挥向第2发光二极管(220)传递驱动电流的作用,所以能够作为一个驱动模块。
另外,第2电流镜(421)的第1端子与第2发光二极管(220)的阳极连接,第2端子与第2电流检测器(320)的第2端子连接,第3端子与第2二极管(422)的阴极和第3发光二极管(230)的阳极连接。在此,第2电流镜(421)对通过第2电流检测器(320)检测的电流即在第2发光二极管(220)中流过的电流进行镜像化而向第3发光二极管(230)传递,要镜像化的电流不限于其大小与在第2发光二极管(220)中流过的电流的大小相同,可以相对于在第2发光二极管(220)中流过的电流具有比例关系。
此时,第2二极管(422)的阳极与第2发光二极管(220)的阴极连接,阴极与第3发光二极管(230)的阳极和第2电流镜(421)的第3端子连接,发挥防止通过第2电流镜(421)经过镜像化的电流向第2发光二极管(220)逆流的作用。
另一方面,第2电流检测器(320)、第2电流镜(421)及第2二极管(422)因为发挥向第3发光二极管(230)传递驱动电流的作用,所以能够作为一个驱动模块。
另外,第3电流镜(431)的第1端子与第3发光二极管(230)的阳极连接,第2端子与第3电流检测器(330)的第2端子连接,第3端子与第3二极管(432)的阴极和第4发光二极管(240)的阳极连接。在此,第3电流镜(431)对通过第3电流检测器(330)检测的电流即在第3发光二极管(230)中流过的电流进行镜像化而向第4发光二极管(240)传递,要镜像化的电流不限于其大小与在第3发光二极管(230)中流过的电流的大小相同,可以相对于在第3发光二极管(230)中流过的电流具有比例关系。
此时,第3二极管(432)的阳极与第3发光二极管(230)的阴极连接,阴极与第4发光二极管(240)的阳极和第3电流镜(431)的第3端子连接,发挥防止通过第3电流镜(431)经过镜像化的电流向第3发光二极管(230)逆流的作用。
另一方面,第3电流检测器(330)、第3电流镜(431)及第3二极管(432)因为发挥向第4发光二极管(240)传递驱动电流的作用,所以能够作为一个驱动模块。
另外,依序电流驱动部(500)在内部具有开关元件,根据输入电压电平,使电流在不同的路径导通,例如,在如图3所示的输入电压电平的区间中,在区间0,电流在所有路径不导通,在区间1,第1输入电流(I1)仅在第1路径导通,在区间2,第2输入电流(I2)仅在第2路径导通,在区间3,第3输入电流(I3)仅在第3路径导通,在区间4,第4输入电流(I4)仅在第4路径导通。
图6是具体示出本发明的一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置中电流镜部(400)并联的形式的图,图示在图6中的同步式多通道发光二极管驱动装置与图示在图5中的同步式多通道发光二极管驱动装置相比,仅电流镜部(400)的连接结构不同,因此对发挥相似的功能的结构要素赋予了与图5相同的附图标记,为了方便,省略了对其的说明。
首先,第4电流镜(413)的第1端子与第1发光二极管(210)的阳极连接,第2端子与第1电流检测器(310)的第2端子连接,第3端子与第1二极管(412)的阴极和第2发光二极管(220)的阳极连接,第4端子与第3发光二极管(230)的阳极和第5电流镜(423)的第3端子连接,第5端子与第4发光二极管(240)的阳极、第5电流镜(423)的第4端子及第6电流镜(433)的第3端子连接。在此,第4电流镜(413)对通过第1电流检测器(310)检测的电流即在第1发光二极管(210)中流过的电流进行镜像化而向第2发光二极管(220)、第3发光二极管(230)及第4发光二极管(240)传递,要镜像化的电流不限于其大小与在第1发光二极管(210)中流过的电流的大小相同,可以相对于在第1发光二极管(210)中流过的电流具有比例关系。
另外,第5电流镜(423)的第1端子与第2发光二极管(220)的阳极连接,第2端子与第2电流检测器(320)的第2端子连接,第3端子与第2二极管(422)的阴极、第3发光二极管(230)的阳极及第4电流镜(413)的第4端子连接,第4端子与第4电流镜(413)的第5端子、第6电流镜(433)的第3端子及第4发光二极管(240)的阳极连接。在此,第5电流镜(423)对通过第2电流检测器(320)检测的电流即在第2发光二极管(220)中流过的电流进行镜像化而向第3发光二极管(230)和第4发光二极管(240)传递,要镜像化的电流不限于其大小与在第2发光二极管(220)中流过的电流的大小相同,可以相对于在第2发光二极管(220)中流过的电流具有比例关系。
另一方面,第6电流镜(433)的第1端子与第3发光二极管(230)的阳极连接,第2端子与第3电流检测器(330)的第2端子连接,第3端子与第3二极管(432)的阴极、第4发光二极管(240)的阳极、第4电流镜(413)的第5端子及第5电流镜(423)的第4端子连接。在此,第6电流镜(433)对通过第3电流检测器(330)检测的电流即在第3发光二极管(230)中流过的电流进行镜像化而向第4发光二极管(240)传递,要镜像化的电流不限于其大小与在第3发光二极管(230)中流过的电流的大小相同,可以相对于在第3发光二极管(230)中流过的电流具有比例关系。
图7是用于说明本发明的一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置的操作的图表,参照图4至图7对本发明的一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置即使在施加的输入电压(VIN)为稍超过第1发光二极管(210)的驱动电压(VLED1)的程度的低电压的情况下也驱动所有发光二极管(210,220,230,240)的操作进行如下说明。此时,图表上的电压值和电流值为了说明本发明的操作只要表示其趋势则充分,详细的数值并不重要,省略其单位和数值,但是其优选的数值的范围和单位对于本领域技术人员是显而易见的。
首先,输入电压(VIN)小于第1发光二极管(210)的驱动电压(VLED1)的情况下,即在小于最小接通电压的情况下,因为驱动电流(IIN)不流过依序电流驱动部(500),所以所有发光二极管(210,220,230,240)处于断开状态。
另一方面,在输入电压(VIN)为第1发光二极管(210)的驱动电压(VLED1)以上且1发光二极管(210)的驱动电压与第2发光二极管(220)的驱动电压的和(VLED1+VLED2)以下的情况下,依序电流驱动部(500)的第1路径导通而第1输入电流(I1)流过第1发光二极管(210)。
此时,流过第1发光二极管(210)的电流被第1电流检测器(310)检测,检测的电流通过第1电流镜(411)经过镜像化而流向第2发光二极管(220)。
另外,流过第2发光二极管(220)的电流被第2电流检测器(320)检测,检测的电流通过第2电流镜(421)经过镜像化而流向第3发光二极管(230)。
另一方面,流过第3发光二极管(230)的电流被第3电流检测器(330)检测,检测的电流通过第3电流镜(431)经过镜像化而流向第4发光二极管(240)。
因此,即使在输入电压(VIN)为第1发光二极管(210)的驱动电压(VLED1)以上且第1发光二极管(210)的驱动电压与第2发光二极管(220)的驱动电压的和(VLED1+VLED2)以下的情况下,与4个发光二极管(210,220,230,240)并联连接的情况同样地,第1驱动电流(ILED1)在第1发光二极管(210)中流过,第2驱动电流(ILED2)在第2发光二极管(220)中流过,第3驱动电流(ILED3)在第3发光二极管(230)中流过,第4驱动电流(ILED4)在第4发光二极管(240)中流过,从而能够全部接通4个发光二极管(210,220,230,240)。
另外,在输入电压(VIN)大于第1发光二极管(210)的驱动电压与第2发光二极管(220)的驱动电压的和(VLED1+VLED2)且为第1发光二极管(210)的驱动电压至第3发光二极管(230)的驱动电压的和(VLED1+VLED2+VLED3)以下的情况下,依序电流驱动部(500)内第1路径被阻断,仅第2路径导通而第2输入电流(I2)流过。因此,第2输入电流(I2)流过第1发光二极管(210)和第2发光二极管(220)。
此时,流过第2发光二极管(220)的电流被第2电流检测器(320)检测,检测的电流通过第2电流镜(421)经过镜像化而流向第3发光二极管(230)。
另一方面,流过第3发光二极管(230)的电流被第3电流检测器(330)检测,检测的电流通过第3电流镜(431)经过镜像化而流向第4发光二极管(240)。
因此,即使在输入电压(VIN)大于第1发光二极管(210)的驱动电压与第2发光二极管(220)的驱动电压的和(VLED1+VLED2)且为第1发光二极管(210)的驱动电压至第3发光二极管(230)的驱动电压的和(VLED1+VLED2+VLED3)以下的情况下,与3个发光二极管(220,230,240)并联且在其串联连接有第1发光二极管(210)的情况同样地,第1驱动电流(ILED1)在第1发光二极管(210)中流过,第2驱动电流(ILED2)在第2发光二极管(220)中流过,第3驱动电流(ILED3)在第3发光二极管(230)中流过,第4驱动电流(ILED4)在第4发光二极管(240)中流过,从而能够全部接通4个发光二极管(210,220,230,240)。即,根据现有技术的电路,即使在第3发光二极管(230)和第4发光二极管(240)的操作不可能的区间,通过使第2发光二极管(220)的电流再生而能够操作第3发光二极管(230)和第4发光二极管(240)。
另外,在输入电压(VIN)大于第1发光二极管(210)的驱动电压至第3发光二极管(230)的驱动电压的和(VLED1+VLED2+VLED3)且为第1发光二极管(210)的驱动电压至第4发光二极管(240)的驱动电压的和(VLED1+VLED2+VLED3+VLED4)以下的情况下,依序电流驱动部(500)内第1路径和第2路径被阻断,仅第3路径导通而第3输入电流(I3)流过。因此,第3输入电流(I3)流过第1发光二极管(210)至第3发光二极管(230)。
此时,流过第3发光二极管(230)的电流被第3电流检测器(330)检测,检测的电流通过第3电流镜(431)经过镜像化而流向第4发光二极管(240)。
因此,即使在输入电压(VIN)大于第1发光二极管(210)的驱动电压至第3发光二极管(230)的驱动电压的和(VLED1+VLED2+VLED3)且为第1发光二极管(210)的驱动电压至第4发光二极管(240)的驱动电压的和(VLED1+VLED2+VLED3+VLED4)以下的情况下,与2个发光二极管(230,240)并联且在其串联连接有第1发光二极管(220)和第2发光二极管(220)的情况同样地,第1驱动电流(ILED1)在第1发光二极管(210)中流过,第2驱动电流(ILED2)在第2发光二极管(220)中流过,第3驱动电流(ILED3)在第3发光二极管(230)中流过,第4驱动电流(ILED4)在第4发光二极管(240)中流过,从而能够全部接通4个发光二极管(210,220,230,240)。即,根据现有技术的电路,即使在第4发光二极管(240)的操作不可能的区间,通过使第3发光二极管(230)的电流再生而能够操作第4发光二极管(240)。
另外,在输入电压(VIN)大于第1发光二极管(210)的驱动电压至第4发光二极管(240)的驱动电压的和(VLED1+VLED2+VLED3+VLED4)的情况下,依序电流驱动部(500)内第1路径至第3路径被阻断,仅第4路径导通而第4输入电流(I4)流过。因此,第4输入电流(I4)流过第1发光二极管(210)至第4发光二极管(240),所有电流检测器(310,320,330)和所有电流镜(411,421,431)不操作。
即,如上所述,本发明的一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置能够进行与根据输入电压的电平变更多个发光二极管的连接状态的操作相似的操作。
另一方面,在多个发光二极管中一部分并联连接的那样操作的情况下,在各发光二极管中流过的电流(ILED1~ILED4)的大小能够通过调节多个电流检测器(310,320,330)和多个电流镜(411,421,431)来变更。
例如,在根据输入电压(VIN)所有发光二极管(210,220,230,240)并联连接的那样操作的情况下,从第1发光二极管(210)向第2发光二极管(220)传递的镜像电流的电流值可以相当于第1输入电流(I1)的3倍,从第2发光二极管(220)向第3发光二极管(230)传递的镜像电流的电流值可以相当于第2输入电流(I2)的2倍,从第3发光二极管(230)向第4发光二极管(240)传递的镜像电流的电流值可以与第3输入电流(I3)相同。
另一方面,本发明的一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置的功率因素特性因为决定最终在依序电流驱动部(500)中流过的电流,所以通过设定在依序电流驱动部(500)的第1输入电流(I1)至第4输入电流(I4)的大小而决定,不会受到电流检测部(300)和电流镜部(400)的操作的影响。
因此,只要调节设定在依序电流驱动部(500)的第1输入电流(I1)至第4输入电流(I4)的大小就能够根据输入电压电平的变化来调节在多个发光二极管(210,220,230,240)中流过的电流(ILED1~ILED4)的大小,在此情况下,功率因数值根据设定在依序电流驱动部(500)的第1输入电流(I1)至第4输入电流(I4)的大小而发生变化。
图8是示出本发明的一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置中电流镜(411,421,431)和电流检测器(310,320,330)的第1例子的图,如图8所述,电流检测器(310,320,330)能够使用由N型MOSFET或NPN晶体管构成的电流镜电路,电流镜(411,421,431)能够使用由P型MOSFET或PNP晶体管构成的电流镜电路,但是并不限定于此。
图9是示出本发明的一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置中电流镜(411,421,431)和电流检测器(310,320,330)的第2例子的图,如图9所述,电流检测器(310,320,330)能够使用由N型MOSFET或NPN晶体管构成的电流镜电路,电流镜(411,421,431)能够使用由P型MOSFET或PNP晶体管构成的电流镜电路,但是并不限定于此。
此时,电流检测器(310)能够包括第1感测电阻(311)和N型MOSFET即第1晶体管(312)。即,第1感测电阻(311)可以是其第1端子与第1发光二极管(210)的阴极连接、第2端子与依序电流驱动部(500)连接的结构,第1晶体管(312)可以是其栅极与第1感测电阻(311)的第1端子连接、源极端子与第1感测电阻(311)的第2端子连接、漏极端子与电流镜(411)连接的结构。
另一方面,电流镜(411)能够包括第2感测电阻(411a)和P型MOSFET即第2晶体管(411b)。即,第2感测电阻(411a)可以是其第1端子与第1发光二极管(210)的阳极连接、第2端子与第1晶体管(312)的漏极端子连接的结构,第2晶体管(411b)可以是其栅极与第2感测电阻(411a)的第2端子连接、源极端子与第2感测电阻(411a)的上述第1端子连接、漏极端子与第2发光二极管(220)的阳极连接的结构。
图10是示出本发明的一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置中电流镜(411,421,431)和电流检测器(310,320,330)的第3例子的图,电流检测器(310,320,330)能够使用电阻及电压-电流变换器,电流镜(411,421,431)也能够使用电阻及电压-电流变换器,但是并不限定于此。
此时,电流检测器(310)能够包括第3感测电阻(313)和第1电压-电流变换电路(314)。即,第3感测电阻(313)可以是其第1端子与第1发光二极管(210)的阴极连接、第2端子与依序电流驱动部(500)连接的结构,第1电压-电流变换电路(314)的第1端子与第3感测电阻(313)的第1端子连接,第2端子与第3感测电阻(313)的第2端子连接,第3端子与电流镜(411)连接,上述第1电压-电流变换电路(314)能够将施加于第3感测电阻(313)的电压转换成电流而向电流镜(411)传递。
另一方面,电流镜(411)能够包括第4感测电阻(411c)和第2电压-电流变换电路(411d)。即,第4感测电阻(411c)可以是其第1端子与第1发光二极管(210)的阳极连接、第2端子与第1电压-电流变换电路(314)的第3端子连接的结构,第2电压-电流变换电路(411d)的第1端子与第4感测电阻(411c)的第1端子连接,第2端子与第4感测电阻(411c)的第2端子连接,第3端子与第2发光二极管(220)的阳极连接,上述第2电压-电流变换电路(411d)能够将施加于第4感测电阻(411c)的电压转换成电流而向第2发光二极管(220)传递。
图11是在本发明的一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置中电流镜部(400)并联的形式中示出电流镜(413,423,433)及电流检测器(310,320,330)的一个例子的图,如图11所示,电流检测器(310,320,330)能够使用由N型MOSFET构成的电流镜电路,电流镜(413,423,433)能够将由P型MOSFET构成的多个电流镜电路并联连接而使用,由此在各电流镜(413,423,433)经过镜像化的电流能够同时供给到连接于各电流镜(413,423,433)的下位的发光二极管。
此时,为了方便,作为电流镜(413,423,433)和电流检测器(310,320,330)的结构元件使用了MOSFET,但是也能够利用接合型晶体管(BJT)和MOSFET以达林顿(Darlington)及共源共栅(Cascode)方式来使用,用作结构元件的晶体管并不限定于此,能够从绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)、结型晶体管、结型场效应晶体管(JFET)中选择。
图12a至图12e是示出本发明的一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置中使用的电流检测器(310,320,330)的例子的图,电流检测器(310,320,330)只要是发挥对在发光二极管中流过的电流(Iin)进行检测而产生与其成比例的输出电流(Iout)的功能的电路即可使用,能够使用如图12a所示的共源共栅电流镜电路、如图12b和图12c所示的威尔逊电流镜电路、如图12d所示的Widlar电流镜电路、如图12e所示的使用放大器的电路。
图13a至图13e是示出本发明的一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置中使用的电流镜(411,413,421,423,431,433)的例子的图,只要是发挥以产生于电流检测器(310,320,330)的电流(Iin)为基准产生与其成比例的电流(Iout)而向下一个发光二极管供给的功能的电路即可使用,作为电流检测器(310,320,330)的互补电路能够使用如图13a所示的共源共栅电流镜电路、如图13b和图13c所示的威尔逊电流镜电路、如图13d所示的Widlar电流镜电路、如图13e所示的使用放大器的电路。
图14是示出本发明的另一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置的图,本发明的另一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置包括将图示在图4中的同步式多通道发光二极管驱动装置的电流检测部(300)和依序电流驱动部(500)的功能全部发挥的电流检测及依序电流驱动部(600)。在此,除了电流检测部(300)和依序电流驱动部(500)以外的剩余结构与图示在图5中的结构相似,所以为了方便,省略附图标记和详细的说明。
电流检测及依序电流驱动部(600)发挥对在多通道发光二极管部(200)中流过的电流进行检测而向电流镜部(400)传递的作用,电流检测部(300)和依序电流驱动部(500)的功能能够以多种方式结合而形成,对其进行如下说明。
图15是示出本发明的另一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置中电流检测及依序电流驱动部(600)的第1例子的图,在电流检测及依序电流驱动部(600)包括接受所施加的栅极电压(V1,V2,V3,V4)而使向漏极端子输入的电流(I1,I2,I3,I4)向源极端子导通的电流驱动用MOSFET(610,630)的情况下,能够包括电流检测用MOSFET(620),上述电流检测用MOSFET(620)并联连接在电流驱动用MOSFET(610)的栅极和源极端子而检测与在第1发光二极管中流过的电流成比例的检测电流(I1',I2',I3')(在此情况下,检测电流相当于I1')。
例如,关于电流检测及依序电流驱动部(600)内第1电流驱动用MOSFET(610),其栅极接受所输入的具有输入电压电平的输入电压,漏极端子与第1发光二极管(210)的阴极连接,源极端子与整流部(100)连接,根据第1输入电压(V1)而接通,例如,在输入电压电平为第1发光二极管(210)的驱动电压以上且第1发光二极管(210)的驱动电压与第2发光二极管(220)的驱动电压的和以下的情况下接通而能够使第1输入电流(I1)导通。
另外,关于第1电流检测用MOSFET(620),其栅极与第1电流驱动用MOSFET(610)的栅极连接,源极端子与第1电流驱动用MOSFET(610)的源极端子连接,根据第1输入电压(V1)而接通,例如,在输入电压电平为第1发光二极管(210)的驱动电压以上且第1发光二极管(210)的驱动电压与第2发光二极管(220)的驱动电压的和以下的情况下接通而能够使检测电流(I1')导通。
另一方面,关于第2电流驱动部MOSFET(630),其栅极接受输入电压,漏极端子与第2发光二极管(220)的阴极连接,源极端子与整流部(100)连接,根据第2输入电压(V2)而接通,例如,在输入电压电平超过第1发光二极管(210)的驱动电压与第2发光二极管(220)的驱动电压的和的情况下接通而能够使第2输入电流(I2)导通。
另外,关于第2电流检测用MOSFET(640),其栅极与第2电流驱动用MOSFET(630)的栅极连接,源极端子与第2电流驱动用MOSFET(630)的源极端子连接,根据第2输入电压(V2)而接通,例如,在输入电压电平超过第1发光二极管(210)的驱动电压与第2发光二极管(220)的驱动电压的和的情况下接通而能够使检测电流(I2')导通。
图16是示出本发明的另一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置中电流检测及依序电流驱动部(600)的第2例子的图,公开了将电流驱动用MOSFET和电流检测用MOSFET以共源共栅形式使用而能够改善电流检测特性的电路。
即,如图16所示,在第1电流驱动用MOSFET(610)、第2电流驱动用MOSFET(630)、第1电流检测用MOSFET(620)及第2电流检测用MOSFET(640)的各漏极端子,串联设置有栅极被施加了偏置电压(Vbias)的MOSFET而能够形成共源共栅电路。
图17是示出本发明的另一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置中电流检测及依序电流驱动部(600)的第3例子的图,公开了在电流驱动用MOSFET连接电流镜电路而体现电流检测功能、并在其上连接共源共栅元件而能够改善电流检测特性的电路。
即,电流检测及依序电流驱动部(600)可以采用在发挥切换(Switching)作用的第1电流驱动用MOSFET(610)和第2电流驱动用MOSFET(630)附加第1电流检测用镜(650)和第2电流检测用镜(660)的形式,上述第1电流检测用镜(650)的第1端子与电流镜部(400)侧连接,第2端子与第1发光二极管(210)的阴极连接,第3端子与第1电流驱动用MOSFET(610)的漏极端子连接,上述第2电流检测用镜(660)的第1端子与电流镜部(400)侧连接,第2端子与第2发光二极管(220)的阴极连接,第3端子与第2电流驱动用MOSFET(630)的漏极端子连接。
另外,电流检测及依序电流驱动部(600)能够在第1电流驱动用MOSFET(610)及第2电流驱动用MOSFET(630)的各漏极端子和第1电流检测用镜(650)及第2电流检测用镜(660)的各第1端子,串联设置有栅极被施加了偏置电压的偏置用MOSFET而形成共源共栅电路。
图18是具体示出根据图14的本发明的另一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置中电流镜部(400)并联的形式的图,即使在如图18所示的本发明的另一个实施例的同步式多通道发光二极管驱动装置中,也能够应用如图15至图17所示的电流检测及依序电流驱动部(600)的结合结构,除了电流检测部(300)和依序电流驱动部(500)以外的剩余结构与图示在图6中的结构相似,所以为了方便,省略附图标记和详细的说明。
以上说明的本发明并不限定于所述的实施例和附图,本领域技术人员应当理解在不脱离本发明的技术思想的范围内可以适当进行置换、变更及变形。
Claims (20)
1.一种同步式多通道发光二极管驱动装置,其包括:
整流部,其接受所施加的交流电源电压而进行整流;
多通道发光二极管部,其从所述整流部接受经过整流的电流而发光,串联连接有至少包括第1发光二极管和第2发光二极管的多个发光二极管;
电流检测部,其对在所述第1发光二极管中流过的电流进行检测;
电流镜部,其对通过所述电流检测部检测的电流进行镜像化,将经过镜像化的电流供给到所述第2发光二极管;以及
依序电流驱动部,其与所述第1发光二极管和所述第2发光二极管连接而提供在所述第1发光二极管中流过的电流或在所述第2发光二极管中流过的电流的路径,根据输入电压电平激活所述电流检测部。
2.如权利要求1所述的同步式多通道发光二极管驱动装置,其中,
所述电流镜部包括:
电流镜,其第1端子与所述第1发光二极管的阳极连接,第2端子与所述电流检测部连接,第3端子与所述第2发光二极管的阳极连接,通过所述检测的电流生成所述经过镜像化的电流;以及
二极管,其阳极与所述第1发光二极管的阴极连接,阴极与所述第2发光二极管的阳极连接,接受所输入的所述经过镜像化的电流而向所述第2发光二极管传递,防止所述经过镜像化的电流向所述第1发光二极管逆流。
3.如权利要求2所述的同步式多通道发光二极管驱动装置,其中,
所述电流检测部包括:
电流检测器,其第1端子与所述第1发光二极管的阴极连接,第2端子与所述电流镜连接,第3端子与所述依序电流驱动部连接,将所述检测的电流向所述依序电流驱动部传递。
4.如权利要求3所述的同步式多通道发光二极管驱动装置,其中,
所述依序电流驱动部包括:
第1MOSFET,其栅极接受所输入的决定在所述第1发光二极管中流过的电流量的电压,漏极端子与所述电流检测器的第2端子连接,源极端子与所述整流部侧连接,在所述输入电压电平为所述第1发光二极管的驱动电压以上且所述第1发光二极管的驱动电压与所述第2发光二极管的驱动电压的和以下的情况下接通;以及
第2MOSFET,其栅极接受所输入的决定在所述第2发光二极管中流过的电流量的电压,漏极端子与所述第2发光二极管的阴极连接,源极端子与所述整流部侧连接,根据所述第1MOSFET的接通而接通,或者在所述输入电压电平超过所述第1发光二极管的驱动电压与所述第2发光二极管的驱动电压的和的情况下接通。
5.如权利要求4所述的同步式多通道发光二极管驱动装置,其中,
所述电流检测器包括:
第1感测电阻,其第1端子与所述第1发光二极管的阴极连接,第2端子与所述依序电流驱动部连接;以及
第1晶体管,其栅极与所述第1感测电阻的所述第1端子连接,源极端子与所述第1感测电阻的所述第2端子连接,漏极端子与所述电流镜连接。
6.如权利要求5所述的同步式多通道发光二极管驱动装置,其中,
所述电流镜包括:
第2感测电阻,其第1端子与所述第1发光二极管的阳极连接,第2端子与所述第1晶体管的漏极端子连接;以及
第2晶体管,其栅极与所述第2感测电阻的所述第2端子连接,源极端子与所述第2感测电阻的所述第1端子连接,漏极端子与所述第2发光二极管的阳极连接。
7.如权利要求4所述的同步式多通道发光二极管驱动装置,其中,
所述电流镜是用于根据所述经过镜像化的电流产生与所述检测的电流成比例的经过放大的电流的放大器电路。
8.如权利要求6所述的同步式多通道发光二极管驱动装置,其中,
所述第1晶体管是N型MOSFET,所述第2晶体管是P型MOSFET。
9.如权利要求4所述的同步式多通道发光二极管驱动装置,其中,
所述电流检测器是第1共源共栅电流镜电路,所述电流镜是与所述第1共源共栅电流镜电路互补的第2共源共栅电流镜电路。
10.如权利要求4所述的同步式多通道发光二极管驱动装置,其中,
所述电流检测器是第1威尔逊电流镜电路,所述电流镜是与所述第1威尔逊电流镜电路互补的第2威尔逊电流镜电路。
11.如权利要求4所述的同步式多通道发光二极管驱动装置,其中,
所述电流检测器是第1Widlar电流镜电路,所述电流镜是与所述第1Widlar电流镜电路互补的第2Widlar电流镜电路。
12.如权利要求4所述的同步式多通道发光二极管驱动装置,其中,
所述电流检测器包括:
放大器电路,其对与所述检测的电流成比例的电流进行检测而向所述电流镜部传递。
13.如权利要求4所述的同步式多通道发光二极管驱动装置,其中,
所述电流检测器包括:
第3感测电阻,其第1端子与所述第1发光二极管的阴极连接,第2端子与所述依序电流驱动部连接;以及
第1电压-电流变换电路,其第1端子与所述第3感测电阻的所述第1端子连接,第2端子与所述第3感测电阻的所述第2端子连接,第3端子与所述电流镜连接,将施加于所述第3感测电阻的电压转换成电流而向所述电流镜传递。
14.如权利要求13所述的同步式多通道发光二极管驱动装置,其中,
所述电流镜包括:
第4感测电阻,其第1端子与所述第1发光二极管的阳极连接,第2端子与所述第1电压-电流变换电路的所述第3端子连接;以及
第2电压-电流变换电路,其第1端子与所述第4感测电阻的所述第1端子连接,第2端子与所述第4感测电阻的所述第2端子连接,第3端子与所述第2发光二极管的阳极连接,将施加于所述第4感测电阻的电压转换成电流而向所述第2发光二极管传递。
15.如权利要求4所述的同步式多通道发光二极管驱动装置,其中,
所述多通道发光二极管部还包括第3发光二极管,
所述电流镜部还包括:
并联式电流镜,其第1端子与所述第2发光二极管的阳极连接,第2端子与所述电流检测部连接,第3端子与所述第3发光二极管的阳极连接,通过所述检测的电流生成所述经过镜像化的电流,
所述电流镜还包括与所述第3发光二极管的阳极连接的第4端子。
16.一种同步式多通道发光二极管驱动装置,其包括:
整流部,其接受所施加的交流电源电压而进行整流;
多通道发光二极管部,其从所述整流部接受经过整流的电流而发光,串联连接有至少包括第1发光二极管和第2发光二极管的多个发光二极管;
电流镜部,其对在所述第1发光二极管中流过的电流进行镜像化,将经过镜像化的电流供给到所述第2发光二极管;以及
电流检测及依序电流驱动部,其与所述第1发光二极管和所述第2发光二极管连接而提供在所述第1发光二极管中流过的电流或在所述第2发光二极管中流过的电流的路径,根据多个输入电压电平激活所述电流镜部。
17.如权利要求16所述的同步式多通道发光二极管驱动装置,其中,
所述电流检测及依序电流驱动部包括:
第1电流驱动用MOSFET,其栅极接受所输入的具有所述多个输入电压电平第1输入电压电平的第1输入电压,漏极端子与所述第1发光二极管的阴极连接,源极端子与所述整流部侧连接,根据所述第1输入电压电平而接通;
第2电流驱动用MOSFET,其栅极接受所输入的具有所述多个输入电压电平第2输入电压电平的第2输入电压,漏极端子与所述第2发光二极管的阴极连接,源极端子与所述整流部侧连接,根据所述第2输入电压电平而接通;
第1电流检测用MOSFET,其栅极与所述第1电流驱动用MOSFET的栅极连接,源极端子与所述第1电流驱动用MOSFET的源极端子连接,根据所述第1输入电压电平而接通;以及
第2电流检测用MOSFET,其栅极与所述第2电流驱动用MOSFET的栅极连接,源极端子与所述第2电流驱动用MOSFET的源极端子连接,根据所述第2输入电压电平而接通。
18.如权利要求17所述的同步式多通道发光二极管驱动装置,其中,
所述电流检测及依序电流驱动部在所述第1电流驱动用MOSFET、所述第2电流驱动用MOSFET、所述第1电流检测用MOSFET及所述第2电流检测用MOSFET的各所述漏极端子,串联设置有栅极被施加了偏置电压的偏置用MOSFET而形成共源共栅电路。
19.如权利要求16所述的同步式多通道发光二极管驱动装置,其中,
所述电流检测及依序电流驱动部包括:
第1电流驱动用MOSFET,其栅极接受所输入的具有所述多个输入电压电平第1输入电压电平的第1输入电压,漏极端子与所述第1发光二极管的阴极连接,源极端子与所述整流部侧连接,根据所述第1输入电压电平而接通;
第2电流驱动用MOSFET,其栅极接受所输入的具有所述多个输入电压电平第2输入电压电平的第2输入电压,漏极端子与所述第2发光二极管的阴极连接,源极端子与所述整流部侧连接,根据所述第2输入电压电平而接通;
第1电流检测用镜,其第1端子与所述电流镜部侧连接,第2端子与所述第1发光二极管的阴极连接,第3端子与所述第1电流驱动用MOSFET的漏极端子连接;以及
第2电流检测用镜,其第1端子与所述电流镜部侧连接,第2端子与所述第2发光二极管的阴极连接,第3端子与所述第2电流驱动用MOSFET的漏极端子连接,
在所述第1电流驱动用MOSFET及所述第2电流驱动用MOSFET的各所述漏极端子和所述第1电流检测用镜及所述第2电流检测用镜的各所述第1端子,串联设置有栅极被施加了偏置电压的偏置用MOSFET而形成共源共栅电路。
20.如权利要求16所述的同步式多通道发光二极管驱动装置,其中,
所述多通道发光二极管部还包括第3发光二极管,
所述电流镜部还包括:
并联式电流镜,其第1端子与所述第2发光二极管的阳极连接,第2端子与所述电流检测部连接,第3端子与所述第3发光二极管的阳极连接,通过所述检测的电流生成所述经过镜像化的电流,
所述并联式电流镜还包括与所述第3发光二极管的阳极连接的第4端子。
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