CN109219184A - 发光二极管驱动电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发光二极管驱动电路及方法，该电路包含一电压转换器，是电连接一电源与一发光二极管串列，该电压转换器提供一固定电压予该发光二极管串列；以及一电流调光单元，是电连接该电压转换器，该电流调光单元根据一脉冲宽度调变信号的一责任周期以模拟控制流经该发光二极管串列的电流振幅。本发明能够解决现有LED照明驱动方式所造成的LED闪烁的缺点。

Description

发光二极管驱动电路及方法

技术领域

本发明是关于一种用于驱动电路及方法，尤其是一种用于发光二极管的驱动电路及方法。

背景技术

相较于传统照明，发光二极管(Light Emitting Diode,LED)照明具有低耗电量、寿命长、体积小以及低污染等优点，因此LED照明已渐渐取代传统照明。现行LED照明的驱动方式主要是藉由脉冲宽度调变(Pulse Width Modulation，PWM)调光，使得LED快速切换于满电流与零电流之间，而LED切换的速度取决于脉冲频率。然而，此种LED照明驱动方式所产生的闪烁现象，固然人眼因视觉残留因素而无法察觉，但当人眼长时间处于LED闪烁的照明下，人眼将产生疲乏。特别是在医疗照明领域，施术者经常需进行长时间的手术，且医疗行为涉及患者的生命身体健康，前述LED闪烁照明所产生的人眼疲乏的缺点对于施术者与患者均影响重大。另一方面，医疗机构或施术者进行手术过程中，有时须利用摄影器材以观看施术过程，前述LED闪烁照明将使得摄影器材呈现影像的屏幕可能有闪烁或条纹的现象。因此，现行LED照明的驱动方式所造成LED闪烁的缺点为极待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种发光二极管驱动电路及方法，以解决现行LED照明的驱动方式所造成LED闪烁的缺点。

本发明提供一种发光二极管驱动电路，包含：一电压转换器，是电连接一电源与一发光二极管串列，该电压转换器提供一固定电压予该发光二极管串列；以及一电流调光单元，是电连接该电压转换器，该电流调光单元根据一脉冲宽度调变信号的一责任周期以模拟控制流经该发光二极管串列的电流振幅。

本发明还提供一种发光二极管驱动方法，包含：提供一固定电压予该发光二极管串列；以及根据一脉冲宽度调变信号的一责任周期以模拟控制流经该发光二极管串列的电流振幅。

本发明藉由电压转换器提供固定电压予发光二极管串列，并藉由电流调光单元接收一脉冲宽度调变信号，且根据该脉冲宽度调变信号的责任周期以模拟控制流经该发光二极管串列的电流振幅，以解决前述现行LED照明的驱动方式所造成LED闪烁的缺点。

附图说明

图1为本发明发光二极管驱动电路方块示意图。

图2为本发明的一具体实施例的发光二极管驱动电路图。

符号说明：

100 发光二极管驱动电路

101 电源

102 电压转换器

103 发光二极管串列

104 电流调光单元

1041 PWM转换单元

1042 驱动IC

1043 RC电路

1044 晶体管

105 负载电流检测单元

106 晶体管检测单元

具体实施方式

以下将进行本发明具体实施例的说明。须注意，所揭示的实施例仅在于列举说明。本发明的范畴并未限制在其所揭露包含特定特征、结构、或性质的具体实施例中，而是由所附的权利要求所界定。此外，说明书中所参照的图示并未具体描绘出所有本发明不必要的特征，且所描绘出的元件可能以简化、示意的方式来表达，图示中各类元件的尺寸可能为说明之便而加以夸大或不符合实际比例。不论上述的简略为何，或是相关特征是否有被详尽描述，其皆意表所描述者是位于本领域技术人员可据以连同其他与该等特征、结构或性质相关的其他具体实施例来实施的知识范畴内。

参阅图1与图2，其分别显示本发明发光二极管驱动电路100方块示意图与具体实施例的发光二极管驱动电路图。首先，参考图1，发光二极管驱动电路100包含一电源101、电压转换器102、发光二极管串列103以及一电流调光单元104。电压转换器102是电连接电源101与发光二极管串列103，电压转换器102提供一固定电压予发光二极管串列103。在本发明一种具体实施例中，如图2所示，电压转换器102为直流转直流转换器(DC/DCConverter)，且为升-降压型转换器(Buck-Boost Converter)，其包含电容C1、切换开关SW、电感L1、稽纳二极管D1与电容C2，发光二极管串列103是设置于电容C2的两端，电压转换器102接收一输入直流电压Vin以提供固定直流电压予发光二极管串列103的两端。

继续参见图1，电流调光单元104是电连接电压转换器102，电流调光单元104接收一脉冲宽度调变信号(未图示)，并根据该脉冲宽度调变信号的责任周期以模拟控制流经发光二极管串列103的电流振幅。详言之，电流调光单元104包含一脉冲宽度调变(PulseWidth Modulation，PWM)转换单元1041、驱动集成电路(Integrated Circuit,IC)1042、一电阻电容电路(RC电路)1043以及一晶体管1044。并参图2，在本发明一种具体实施例中，PWM转换单元1041电连接至驱动IC 1042，PWM转换单元1041接收脉冲宽度调变信号并将脉冲宽度调变信号转换为一模拟信号，且输出该模拟信号至驱动IC 1042，其中该模拟信号的振幅是根据该脉冲宽度调变信号的该责任周期而决定。PWM转换单元1041包含电阻R1、电容C3、电阻R2以及电阻R3，其中电阻R1的第一端接收该脉冲宽度调变信号，电阻R1的第二端电连接电容C3的第一端与电阻R2的第一端，电容C3的第二端电连接至地，电阻R2的第二端电连接至驱动IC 1042的接脚Pin 1与电阻R3的第一端，电阻R3的第二端电连接至地。换言之，电阻R3的电压信号即为前述模拟信号。

驱动IC 1042经由电阻R4与电容R4所构成的RC电路1043电连接至晶体管1044的栅极。晶体管1044的漏极电连接至电压转换器102的负载回路，即电连接至电感L1与稽纳二极管D1之间，晶体管1044的源极则电连接至地。驱动IC 1042根据该模拟信号的振幅于其接脚Pin 2输出一信号并经由RC电路1043以提供一模拟电压至晶体管1044的栅极，进而控制流经晶体管1044的电流，藉以分流该负载回路而达到控制流经发光二极管103的电流值或振幅。

同时参考图1与图2，本发明发光二极管驱动电路100包含一负载电流检测单元105与一晶体管检测单元106。负载电流检测单元105是用以检测流经发光二极管串列103的电流值或振幅，而晶体管检测单元106是用以检测流经晶体管1044的电流值或振幅。在本发明的一较佳具体实施例中，负载电流检测单元105为负载回路的电阻R5，该电阻R5的第一端电连接至驱动IC 1042的接脚Pin 3，电阻R5的第二端电连接至驱动IC 1042的接脚Pin 4与发光二极管串列103。晶体管检测单元106为分流该负载回路的电阻R6，电阻R6的第一端电连接驱动IC 1042的接脚Pin 5与地，电阻R6的第二端电连接至驱动IC 1042的接脚Pin 6与晶体管1044的源极。流经发光二极管串列103的电流值与流经晶体管1044的电流值分别藉由电阻R5与电阻R6转换为电压信号，而为驱动IC 1042所接收。

驱动IC 1042包含放大器AL、放大器AS、误差放大器AE、比较器AC。放大器AL的负端与正端分别电连接至驱动IC 1042的接脚Pin 3与Pin 4，即跨接于电阻R5的两端。误差放大器AE的负端与正端分别电连接至放大器AL的输出端与驱动IC 1042的接脚Pin 1。放大器AS的负端与正端分别电连接至驱动IC 1042的接脚Pin 5与Pin 6，即跨接于电阻R6的两端。放大器AS的输出端与误差放大器AE的输出端分别电连接至比较器AC的负端与正端，比较器AC的输出端电连接至驱动IC 1042的接脚Pin 2，经由RC电路1043以提供一模拟电压至晶体管1044的栅极。因此，驱动IC 1042根据接脚Pin1的该模拟信号的振幅、流经发光二极管串列103的电流振幅与流经晶体管1044的电流振幅，而于其接脚Pin 2输出一信号并经由RC电路1043以提供一模拟电压至晶体管1044的栅极，进而驱动晶体管1044产生电流，以控制流经发光二极管103的电流值。在本发明的一种实施例中，驱动IC 1042输出一PWM信号，该PWM信号的责任周期响应接脚Pin1的该模拟信号的振幅。

在本发明另一种具体实施例中，本发明发光二极管驱动电路100进一步包含一指拨开关S1，指拨开关S1的两端是分别电连接至发光二极管串列103的两端，且指拨开关S1的其中一端是电连接至驱动IC 1042的接脚Pin 4与Pin 7。驱动IC 1042根据Pin 7的电位以判断指拨开关S1的状态，进而决定该发光二极管串列103的发光二极管数量。在此一实施例中，发光二极管串列103可由6个或8个发光二极管所组成，发光二极管驱动电路100则藉由指拨开关S1的选择决定使用6个或8个发光二极管组成发光二极管串列103。

至此，本发明的较佳实施例，已经由上述说明以及图式加以说明。在本说明书中所揭露的所有特征都可能与其他方法结合，本说明书中所揭露的每一个特征都可能选择性的以相同、相等或相似目的特征所取代，因此，除了特别显著的特征之外，所有的本说明书所揭露的特征仅是相等或相似特征中的一个例子。

在详细说明本发明的较佳实施例之后，熟悉该项技术技术人员可清楚的了解，在不脱离所附权利要求与精神下可进行各种变化与改变，均包含于本发明的权利要求中，且本发明亦不受限于说明书中所举实施例的实施方式。

Claims (11)

1.一种发光二极管驱动电路，其特征在于，包含：

一电压转换器，是电连接一电源与一发光二极管串列，该电压转换器提供一固定电压予该发光二极管串列；以及

一电流调光单元，是电连接该电压转换器，该电流调光单元根据一脉冲宽度调变信号的一责任周期以模拟控制流经该发光二极管串列的电流振幅。

2.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该电流调光单元包含一脉冲宽度调变转换单元，以接收该脉冲宽度调变信号并将该脉冲宽度调变信号转换为一模拟信号，其中该模拟信号的振幅是根据该脉冲宽度调变信号的该责任周期而决定。

3.如权利要求2所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该电流调光单元包含一晶体管，该晶体管的一第一端电连接至该电压转换器的一负载回路，该晶体管的一第二端电连接至地，且该晶体管的栅极电压值是根据该模拟信号的振幅而决定。

4.如权利要求3所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，进一步包含：

一负载电流检测单元，检测流经该发光二极管串列的电流振幅；以及

一晶体管电流检测单元，检测流经该晶体管的电流振幅；

其中该晶体管的栅极电压值是根据该模拟信号的振幅、流经该发光二极管串列的该电流振幅与流经该晶体管的该电流振幅而决定。

5.如权利要求4所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该电流调光单元包含一驱动集成电路，电连接该脉冲宽度调变转换单元、该负载电流检测单元以及该晶体管电流检测单元，根据该模拟信号的振幅、流经该发光二极管串列的该电流振幅与流经该晶体管的该电流振幅驱动一输出信号，该输出信号具有一责任周期，且该责任周期响应该模拟信号的振幅。

6.如权利要求5所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该驱动集成电路的该输出信号经一RC电路连接至该晶体管的栅极，使该电流调光单元驱动该晶体管以模拟控制流经该发光二极管串列的电流振幅。

7.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该脉冲宽度调变转换单元包含一第一电阻、一电容、一第二电阻以及一第三电阻，其中该第一电阻的第一端接收该脉冲宽度调变信号，该第一电阻的第二端电连接该电容的第一端与该第二电阻的第一端，该电容的第二端电连接至地，该第二电阻的第二端电连接至该驱动集成电路与该第三电阻的第一端，该第三电阻的第二端电连接至地。

8.一种发光二极管驱动方法，其特征在于，包含：

提供一固定电压予一发光二极管串列；以及

根据一脉冲宽度调变信号的一责任周期以模拟控制流经该发光二极管串列的电流振幅。

9.如权利要求8所述的发光二极管驱动方法，其特征在于，所述根据一脉冲宽度调变信号的一责任周期以模拟控制流经该发光二极管串列的电流振幅的步骤，包含：

接收该脉冲宽度调变信号，并将该脉冲宽度调变信号转换为一模拟信号，其中该模拟信号的振幅是根据该脉冲宽度调变信号的该责任周期而决定。

10.如权利要求9所述的发光二极管驱动方法，其特征在于，所述根据一脉冲宽度调变信号的一责任周期以模拟控制流经该发光二极管串列的电流振幅的步骤，包含：

电连接一晶体管的一第一端至关于该发光二极管串列的一负载回路；以及

电连接该晶体管的一第二端至地；

其中该晶体管的栅极电压值是根据该模拟信号的振幅而决定。

11.如权利要求10所述的发光二极管驱动方法，其特征在于，所述根据一脉冲宽度调变信号的一责任周期以模拟控制流经该发光二极管串列的电流振幅的步骤，包含：

检测流经该发光二极管串列的电流振幅；以及

检测流经该晶体管的电流振幅；

其中该晶体管的栅极电压值是根据该模拟信号的振幅、流经该发光二极管串列的该电流振幅与流经该晶体管的该电流振幅而决定。