CN1863423A - Led驱动电路、led照明装置和背光灯 - Google Patents

Led驱动电路、led照明装置和背光灯 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种LED驱动电路。为了以简单的结构实现一种能够使相等的电流流经多个并联的LED电路的LED驱动电路，本发明的LED驱动电路，具有生成随时间变化的电流的电流源和第1平滑电容器、第2平滑电容器，对第1 LED电路和第2LED电路进行驱动，其中，第1 LED电路由一个LED或多个串联连接的LED构成，并且与第1平滑电容器并列地配置；第2LED电路由一个LED或多个串联连接的LED构成，并且与第2平滑电容器并列地配置，还具有：分流线圈，2个线圈通过抽头连接，而且，由上述电流源所生成的电流流入该抽头；第1反向阻断型二极管，被连接在上述分流线圈的一端与上述第1平滑电容器的一个电极之间；以及第2反向阻断型二极管，被连接在上述分流线圈的另一端与上述第2平滑电容器的一个电极之间。

Description

LED驱动电路、LED照明装置和背光灯
技术领域
本发明涉及一种用于诸如液晶显示装置等的背光灯的LED(发光二极管)照明装置，特别涉及一种LED照明装置的驱动(点亮)电路(LED驱动电路)。
背景技术
图9是现有的LED照明装置的电路图。如该图所示，LED照明装置801具有输入电压Vin(直流电源)、LED驱动电路、4个LED电路(803a～803d)。LED驱动电路具有PWM控制IC804、开关元件805、二极管806、线圈807、电阻Ra～Rd和平滑电容器808。另外，LED电路803a的结构为：在节点(Node)a1与节点a2之间串联连接10个LED；同样地，LED电路803b的结构为：在节点b1与节点b2之间串联连接10个LED；LED电路803c的结构为：在节点c1与节点c2之间串联连接10个LED；LED电路803d的结构为：在节点d1与节点d2之间串联连接10个LED。线圈807的一端与输入电压Vin的正端连接，该线圈807的另一端与二极管806的阳极、开关元件805的第1导通端(漏极)相互连接。另外，开关元件805的控制端(栅极)与PWM控制IC804连接，第2导通端(源极)与输入电压Vin的负端连接。二极管806的阴极通过平滑电容器808与输入电压Vin的负端连接。进而，二极管806的阴极与平滑电容器808的第1电极、节点a1～d1相互连接，而且，节点a2～d2分别通过电阻Ra～Rd与输入电压Vin的负端连接。例如，节点a2通过电阻Ra与输入电压Vin的负端连接，节点b2通过电阻Rb与输入电压Vin的负端连接。由此，在二极管806的阴极与输入电压Vin的负端之间，并联地配置LED电路803a～803d。此外，节点a2还与PWM控制IC804的电流反馈输入连接。
上述驱动电路，构成升压型变换器(Boost Converter)，在开关元件805导通的期间内，在线圈807中积蓄能量；在开关元件805关断的期间内，使基于上述能量的电动势(Electromotive Voltage)与输入电压叠加并将其供给到平滑电容器808和各LED电路(803a～803d)。这里，由电阻Ra检测出流经LED电路803a的电流的电流值，并对PWM控制IC804施行电流反馈，根据该电流反馈来控制开关元件805的占空比(导通时间与关断时间的比)。由此，可将流经LED电路803a的电流设定为恒定电流。
这里，LED电路803a～803D是并联的，所以，如果LED电路803a的顺向电流-顺向电压特性(IF-VF特性)与LED电路803b～803d的IF-VF特性一致，那么，在LED电路803b～803d中也能够流经与LED电路803a中流经的电流Ifa相等的恒定电流(IFb～IFd)。
图11也是现有的LED照明装置的电路图。如该图所示，LED照明装置901具有输入电压Vin(直流电源)、LED驱动电路、LED电路903a～903d。LED驱动电路具有PWM控制IC904a～904d、开关元件905a～905d、二极管906a～906d、线圈907a～907d、平滑电容器908a～908d和电阻ra～rd。另外，LED电路903a的结构为：在节点a1与节点a2之间串联连接10个LED；同样地，LED电路903b的结构为：在节点b1与节点b2之间串联连接10个LED；LED电路903c的结构为：在节点c1与节点c2之间串联连接10个LED；LED电路903d的结构为：在节点d1与节点d2之间串联连接10个LED。
这里，如果将图11的电路分成电路A、电路B、电路C和电路D，则各电路(A～D)具有相同的结构和作用。其中，电路A包括构件903a～908a和ra，电路B包括构件903b～908b和rb，电路C包括构件903c～908c和rc，电路D包括构件903d～908d和rd。
例如，以电路A为例进行说明。线圈907a的一端与输入电压Vin的正端连接，该线圈907a的另一端与二极管906a的阳极、开关元件905a的第1导通端(漏极)相互连接。另外，开关元件905a的控制端(栅极)与PWM控制IC904a连接，第2导通端(源极)与输入电压Vin的负端连接。二极管906a的阴极通过平滑电容器908a与输入电压Vin的负端连接。进而，二极管906a的阴极与平滑电容器908a的第1电极、节点a1相互连接，而且，节点a2通过电阻ra与输入电压Vin的负端连接。在开关元件905a导通的期间内，在线圈907a(线圈)中积蓄能量；在开关元件905a关断的期间内，使基于上述能量的电动势与输入电压叠加并将其供给到平滑电容器908a和LED电路903a。这里，由电阻ra检测出流经LED电路903a的电流的电流值，并对PWM控制IC904a施行电流反馈，根据该电流反馈来控制开关元件905的占空比(导通时间与关断时间的比)。由此，可将流经LED电路903a的电流设定为恒定电流。
根据上述结构，在电路A～D中可独立地控制电流IFa～IFd。因此，即使LED电路903a～903d的顺向电流-顺向电压特性(IF-VF特性)中存在着偏差，也能够使流经LED电路903a～903d的电流相等，并使各LED电路(903a～903d)的发光量(亮度)相等。
另外，作为揭示了相关技术的公知文献，可以列举出下述文献，即：日本国专利申请公开特开2004-319583号公报(公开日：2004年11月11日)、日本国专利申请公开特开2002-8409号公报(公开日：2002年1月11日)、日本国专利申请公开特开平11-67471号公报(公开日：1999年3月9日)、日本国专利申请公开特开2004-253364号公报(公开日：2004年9月9日)、日本国专利申请公开特开2004-51014号公报(公开日：2004年2月19日)、日本国专利申请公开特开平8-194448号公报(公开日：1996年7月30日)、日本国专利申请公开特开2000-12907号公报(公开日：2000年1月14日)、日本国专利申请公开特开2004-335443号公报(公开日：2004年11月25日)、日本国专利申请公开特开昭56-86495号公报(公开日：1981年5月14日)、日本国专利申请公开特开昭59-108297号公报(公开日：1984年6月22日)。
上述各LED电路包括10个串联连接的LED。即使是相同型号的LED，其顺向电流-顺向电压特性也存在着差异。例如，以某一型号的LED为例，如图10所示，在为IF30mA时，VF在2.2V(最小)～2.6V(标准)～3.0V(最大)的范围内进行变动。
这样，当各LED的顺向电流-顺向电压特性存在差异时，连接了多个上述LED的LED电路的顺向电流-顺向电压特性当然也就会出现差异。即，在图9的LED照明装置801中，LED电路803a的顺向电流-顺向电压特性(IF-VF特性)和LED电路803b～803d的IF-VF特性不一致。在这种情况下，在LED电路803b～803d中就会流经与LED电路803a不同的电流，这将导致在各LED电路(803a～803d)之间产生发光量(亮度)的不均衡。如果被应用于照明或大型液晶背光灯的面光源等，上述不利的情形将会导致下述问题的发生，并使得产品的品质显著地降低，即：因发光量的不一致而产生亮度不均匀等、因电流值的差异而使温度上升或使用寿命产生差异等等问题。
另一方面，在图11的LED照明装置901中，虽然可以使流经LED电路903a～903d的电流(IFa-IFd)相等，但是，其存在着下述问题，即：由于部件数量的增加，将导致故障率升高(成品率恶化)，并造成制造成本升高。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而进行开发的，其目的在于以简单的结构实现一种能够使相等的电流流经多个并联的LED电路的LED驱动电路。
为了解决上述课题，本发明的LED驱动电路是这样一种驱动电路，即，具有生成随时间变化的电流的电流源和第1平滑电容器、第2平滑电容器，对第1LED电路和第2LED电路进行驱动，其中，第1LED电路由一个LED或多个串联连接的LED构成，并且与第1平滑电容器并列地配置；第2LED电路由一个LED或多个串联连接的LED构成，并且与第2平滑电容器并列地配置，其特征在于，具有：分流线圈，2个线圈通过抽头连接(2个线圈的一端彼此连接)，而且，由上述电流源所生成的电流流入该抽头；第1反向阻断型二极管(Reverse Current Blocking Diode)，被连接在上述分流线圈的一端与上述第1平滑电容器的一个电极之间；以及第2反向阻断型二极管，被连接在上述分流线圈的另一端与上述第2平滑电容器的一个电极之间。
根据上述结构，由电流源生成的随时间变化的电流流入分流线圈。此时，在该分流线圈中发生电磁耦合作用，能够与第1及第2LED电路的顺向电流-顺向电压特性无关地，与2个绕组的匝数成反比地分流从电流源流入的电流。然后，通过各反向阻断型二极管将分流后的电流供给到并列地配置的平滑电容器和LED电路。
由此，即使第1LED电路和第2LED电路的顺向电流-顺向电压特性不同(差异)，也能够使相等的电流流经各LED电路。其结果，能够解决诸如因各LED电路的光量(亮度)不一致以及电流值相异而导致温度上升或使用寿命出现差异等问题，并可提供结构简单的高品质的产品。此外，能够将制造成本控制得较低。另外，上述分流线圈也可以是一个具有抽头的线圈形状。
本发明的其他目的、特征和优点在以下的描述中会变得十分明了。此外，以下参照附图来明确本发明的优点。
附图说明
图1是表示实施方式1的LED照明装置的电路结构的电路图。
图2是表示在图1的LED照明装置的电路中流经的电流的图表。
图3是表示上述LED照明装置的分流电路的变形例的电路图。
图4是表示实施方式2的LED照明装置的电路结构的电路图。
图5是表示上述LED照明装置的分流电路的变形例的电路图。
图6是表示实施方式3的LED照明装置的电路结构的电路图。
图7是表示实施方式4的LED照明装置的电路结构的电路图。
图8是表示实施方式5的LED照明装置的电路结构的电路图。
图9是表示现有技术的LED照明装置的电路结构的电路图。
图10是说明LED的顺向电流-顺向电压特性(IF-VF特性)的图表。
图11是表示现有技术的LED照明装置的电路结构的电路图。
具体实施方式
(实施方式1)
下面，说明本发明的一个实施方式。图1是表示实施方式1的LED照明装置的电路结构的电路图。
如该图所示，本实施方式的LED照明装置1具有输入电压Vin、LED驱动电路2、2个LED电路3a、3b，其中，LED驱动电路2具有开关电源电路2a和分流电路2b。开关电源电路2a与输入电压Vin连接。开关电源电路2a具有PWM控制IC4、开关元件5(N沟道MOS晶体管)、二极管6、线圈7、平滑电容器8a、8b和电阻R1。分流电路2b具有分流线圈(电感器)9和二极管10、11(反向阻断型二极管)。分流线圈9的结构为：卷绕在同一磁芯(芯)上的绕组n1(匝数n1)和绕组n2(匝数n2)通过中心抽头(中继端)来进行连接。另外，LED电路3a的结构为：在节点a1与节点a2之间串联连接10个LED；同样地，LED电路3b的结构为：在节点b1与节点b2之间串联连接10个LED。
在本实施方式的LED驱动电路2中，线圈7的一端与输入电压Vin的正端连接，该线圈7的另一端与二极管6的阳极、开关元件5的第1导通端(漏极)相互连接。另外，开关元件5的控制端(栅极)与PWM控制IC4连接，第2导通端(源极)与输入电压Vin的负端连接。
这里，二极管6的阴极与分流线圈9的中心抽头连接。该分流线圈9的一端与二极管10的阳极连接，而且，其另一端与二极管11的阳极连接。
此外，二极管10的阴极与节点a1连接，而且，通过平滑电容器8a与输入电压Vin的负端连接。同样地，二极管11的阴极与节点b1连接，而且，通过平滑电容器8b与输入电压Vin的负端连接。进而，节点a2与PWM控制IC4的电流反馈输入连接，而且，通过电阻R1与输入电压Vin的负端连接，节点b2也与输入电压Vin的负端连接。由此，在分流线圈9的中心抽头与输入电压Vin的负端之间并联配置LED电路3a、3b。
开关电源电路2a，构成升压型变换器，在开关元件5导通的期间内，在线圈7中积蓄能量；在开关元件5关断的期间内，使基于上述能量的电动势与输入电压叠加，从而生成电流IF，使其通过二极管6而流入分流线圈9的中心抽头。因此，由于电磁耦合作用，分流电流IF1和IF2流经分流线圈9的绕组n1(二极管10)和绕组n2(二极管11)，其中，分流电流IF1、IF2与匝数成反比。假设匝数比为n1∶n2＝1∶1，则IF1∶IF2＝1∶1，假设匝数比为n1∶n2＝2∶1，则IF1∶IF2＝1∶2。
分流电流IF1通过分流电路2b的二极管10而流经平滑电容器8a和LED电路3a。分流电流IF2通过分流电路2b的二极管11而流经平滑电容器8b和LED电路3b。在假设匝数比n1∶n2＝1∶1的情况下，如图2所示，在开关元件5关断期间内的电流IF’(流经二极管6的电流)以开关元件5关断时的电流Id的电流值为最大值，并随时间的经过而衰减。由此，分流电流IF1、IF2也将会衰减，但是，由于平滑电容器8a、8b的作用(充电)，已被平滑化了的相同值的直流恒定电流IFa、IFb(参照图2)流经LED电路3a、3b。此外，在开关元件5导通的期间内，IF’和分流电流IF1、IF2均为0。但是，由于平滑电容器8a、8b的作用(充电)，已被平滑化了的相等值的直流恒定电流IFa、IFb(参照图2)流经LED电路3a、3b。
这里，由电阻R1检测出流经LED电路3a的电流的电流值，并对PWM控制IC4施行电流反馈，根据该电流反馈来控制开关元件5的占空比(导通时间与关断时间的比)。通过上述LED驱动电路2的一系列的作用，即使LED电路3a和LED电路3b的顺向电流-顺向电压特性不同，也能够使流经LED电路3a和LED电路3b的电流相等。如上所述，根据本实施方式的LED驱动电路2，能够解决诸如因LED电路3a和LED电路3b的光量(亮度)不一致以及电流值相异而导致温度上升或使用寿命出现差异等问题，并可提供结构简单的高品质的产品。另外，能够将制造成本控制得较低。
此外，在LED电路3a和LED电路3b中，即使连接了顺向电流-顺向电压特性不同的LED(例如，不同颜色的LED)，或者LED的个数不同，根据本实施方式的LED驱动电路，也能够使流经LED电路3a、LED电路3b的电流均衡，能够使得LED电路3a和LED电路3b的发光量保持相等。
另外，还可以省略二极管6，直接连接线圈7的一端和分流线圈9的中心抽头。
此外，图3是分流电路2b的变形例。如该图所示，本实施方式的LED驱动电路2的分流电路也可以构成为下述，即：被卷绕在同一磁芯上的匝数n1和匝数n2的2个绕组的一端彼此连接并构成中心抽头，其另一端与二极管10、二极管11的阳极连接。
(实施方式2)
下面，说明本发明的LED驱动电路的另一个实施方式。图4是表示实施方式2的LED照明装置的电路结构的电路图。
如该图所示，本实施方式的LED照明装置101具有输入电压Vin、LED驱动电路102、4个LED电路103a～103d，其中，LED驱动电路102具有开关电源电路102a和分流电路102b。开关电源电路102a与输入电压Vin连接。开关电源电路102a具有PWM控制IC104、开关元件105、二极管106、线圈107、平滑电容器108a～108d和电阻R2。分流电路102b具有分流线圈109x～109z和二极管110～113(反向阻断型二极管)。这里，分流线圈109x～109z的结构为：卷绕在同一磁芯(芯)上的2个绕组通过中心抽头来进行连接。另外，LED电路103a的结构为：在节点a1与节点a2之间串联连接10个LED；同样地，LED电路103b的结构为：在节点b1与节点b2之间串联连接10个LED；LED电路103c的结构为：在节点c1与节点c2之间串联连接10个LED；LED电路103d的结构为：在节点c1与节点c2之间串联连接10个LED。
在本实施方式的LED驱动电路102中，线圈107的一端与输入电压Vin的正端连接，该线圈107的另一端与二极管106的阳极、开关元件105的第1导通端(漏极)相互连接。另外，开关元件105的控制端(栅极)与PWM控制IC 104连接，第2导通端(源极)与输入电压Vin的负端连接。
这里，二极管106的阴极与分流线圈109x的中心抽头连接。该分流线圈109x的一端与线圈109y的中心抽头连接，其另一端与线圈109z的中心抽头连接。另外，分流线圈109y的一端与二极管110的阳极连接，其另一端与二极管111的阳极连接。此外，分流线圈109z的一端与二极管112的阳极连接，其另一端与二极管113的阳极连接。
此外，二极管110的阴极与节点a1连接，而且，通过平滑电容器108a与输入电压Vin的负端连接。同样地，二极管111的阴极与节点b1连接，而且，通过平滑电容器108b与输入电压Vin的负端连接。另外，二极管112的阴极与节点c1连接，而且，通过平滑电容器108c与输入电压Vin的负端连接。此外，二极管113的阴极与节点d1连接，而且，通过平滑电容器108d与输入电压Vin的负端连接。
进而，节点a2与PWM控制IC104的电流反馈输入连接，而且，通过电阻R2与输入电压Vin的负端连接。此外，节点b2、节点c2、节点d2分别与输入电压Vin的负端连接。由此，在分流线圈109x的中心抽头与输入电压Vin的负端之间，并联配置LED电路103a～103d。
这里，假设各分流线圈(109x、109y、109z)的2个绕组的匝数比为1∶1，则IF1(流经二极管110的电流)∶IF2(流经二极管111的电流)::IF3(流经二极管112的电流)::IF4(流经二极管113的电流)：＝1∶1∶1∶1，能够使得4个支路的电流均衡。另外，如果进一步增加支路数量，例如，使分流线圈109y的2个输出重新与2个分流线圈连接(各中心抽头)，使分流线圈109z的2个输出重新与2个分流线圈连接(各中心抽头)，就能够使得8个支路的电流均衡。如果要进一步增加支路数量，同样地增加分流线圈的数量即可。另外，也可以除去二极管106地构成上述LED驱动电路102。
此外，如图5所示，构成2个分流线圈119x、119y。假设分流线圈119x匝数比为2∶1，分流线圈119y匝数比为1∶1，则IF1(流经二极管120的电流)∶IF2(流经二极管121的电流)::IF3(流经二极管122的电流)＝1∶1∶1，能够使得3个支路的电流均衡。
(实施方式3)
下面，说明本发明的LED驱动电路的另一个实施方式。图6是表示实施方式3的LED照明装置的电路结构的电路图。
如该图所示，本实施方式的LED照明装置201具有AC电源、LED驱动电路202、4个LED电路203a～203d，其中，LED驱动电路202具有开关电源电路202a和分流电路202b。开关电源电路202a与AC电源连接。开关电源电路202a具有桥式二极管(Bridged Diode)220、电容器221、电阻Ra、Rb、PWM控制IC204、开关元件205(N沟道MOS晶体管)、线圈207(带有磁芯)、平滑电容器208a～208d、光电耦合器255(发光用和受光用)和电阻R3、R4。分流电路202b具有分流线圈209x～209z和二极管210～213(反向阻断型二极管)。这里，分流线圈209x～209z的结构为：卷绕在同一磁芯(芯)上的2个绕组通过中心抽头来进行连接。另外，LED电路203a的结构为：在节点a1与节点a2之间串联连接10个LED；同样地，LED电路203b的结构为：在节点b1与节点b2之间串联连接10个LED；LED电路203c的结构为：在节点c1与节点c2之间串联连接10个LED；LED电路203d的结构为：在节点d1与节点d2之间串联连接10个LED。
在本实施方式的LED驱动电路202中，桥式二极管220的各输入端与AC电源连接，桥式二极管220的正端与线圈207的一端连接，该线圈207的另一端与开关元件205的第1导通端(漏极)、分流线圈209x的中心抽头相互连接。另外，开关元件205的控制端(栅极)与PWM控制IC204连接，第2导通端(源极)与PWM控制IC204的电流反馈输入连接，而且，通过电阻R4与节点P连接，其中，该节点P与桥式二极管220的负端连接。进而，桥式二极管220的正端通过电阻Ra与节点Q连接。在节点P与节点Q之间，并联连接电阻Rb和电容器221。此外，节点P、节点Q还与PWM控制IC204连接。
这里，分流线圈209x的一端与线圈209y的中心抽头连接，其另一端与线圈209z的中心抽头连接。另外，分流线圈209y的一端与二极管210的阳极连接，其另一端与二极管211的阳极连接。此外，分流线圈209z的一端与二极管212的阳极连接，其另一端与二极管213的阳极连接。
此外，二极管210的阴极与节点a1连接，而且，通过平滑电容器208a与节点x连接。同样地，二极管211的阴极与节点b1连接，而且，通过平滑电容器208b与节点x连接。另外，二极管212的阴极与节点c1连接，而且，通过平滑电容器208c与节点x连接。此外，二极管213的阴极与节点d1连接，而且，通过平滑电容器208d与节点x连接。
进而，节点a2通过光电耦合器255与PWM控制IC204的电流反馈输入连接，而且，通过电阻R3与节点x连接。此外，节点b2、节点c2、节点d2分别与节点x连接。而且，节点x与线圈207的一端、桥式二极管220的正端连接。
在本实施方式的LED照明装置201中，由桥式二极管220对来自AC电源的输出进行整流，直接由开关元件205对整流后的电压实施转换，在电压的截止期间内，借助于电流回路A，仅将在电压导通期间内线圈207中所蓄积的能量供给到分流电路202b(进而，供给到LED电路203a～203d)。
在本结构中，升压电路侧(电流源)和负载(分流电路209x～209z、LED电路203a～203d)不共用GND(不并联连接AC电源和负载)。由光电耦合器255进行对PWM控制IC204的电流反馈。因此，可由图中所示的回路A将流经负载的电流反馈给蓄积升压能量的线圈207的输入，能够对负载仅仅供给升压能量。
因此，即使平滑电容器208a～208d或LED电路203a～203d发生了短路故障，由于仅仅释放线圈207中蓄积的能量，所以，也能够维持恒定电流动作。其结果，能够避免诸如因从AC电源流经过多的短路电流而导致发生冒烟事故或烧毁配线图案等的问题，并可望改善设备的安全设计。
(实施方式4)
下面，说明本发明的LED驱动电路的另一个实施方式。图7是表示实施方式4的LED照明装置的电路结构的电路图。
如该图所示，本实施方式的LED照明装置301具有AC电源、LED驱动电路302、4个LED电路303a～303d，其中，LED驱动电路302具有开关电源电路302a和分流电路302b。开关电源电路302a与AC电源连接。开关电源电路302a具有桥式二极管320、PWM控制IC304、开关元件305、具备绕组Np、Nq的变压器307、二极管306、平滑电容器308a～308d、光电耦合器355(发光用和受光用)和电阻R5、R6。分流电路302b具有分流线圈309x～309z和二极管310～313(反向阻断型二极管)。这里，分流线圈309x～309z的结构为：卷绕在同一磁芯(芯)上的2个绕组通过中心抽头来进行连接。另外，LED电路303a的结构为：在节点a1与节点a2之间串联连接10个LED；同样地，LED电路303b的结构为：在节点b1与节点b2之间串联连接10个LED；LED电路303c的结构为：在节点c1与节点c2之间串联连接10个LED；LED电路303d的结构为：在节点d1与节点d2之间串联连接10个LED。
在本实施方式的LED驱动电路302中，桥式二极管320的各输入端与AC电源连接，绕组Np的一端与桥式二极管320的正端连接，其另一端与开关元件305的第1导通端(漏极)连接。另外，开关元件305的控制端(栅极)与PWM控制IC304连接，第2导通端(源极)与PWM控制IC304的电流反馈输入连接，而且，通过电阻R6与桥式二极管320的负端连接。
这里，绕组Nq的一端通过二极管306与分流线圈309x的中心抽头连接，其另一端与节点x连接。分流线圈309x的一端与线圈309y的中心抽头连接，其另一端与线圈309z的中心抽头连接。此外，分流线圈309y的一端与二极管310的阳极连接，其另一端与二极管311的阳极连接。另外，分流线圈309z的一端与二极管312的阳极连接，其另一端与二极管313的阳极连接。
此外，二极管310的阴极与节点a1连接，而且，通过平滑电容器308a与节点x连接。同样地，二极管311的阴极与节点b1连接，而且，通过平滑电容器308b与节点x连接。二极管312的阴极与节点c1连接，而且，通过平滑电容器308c与节点x连接。二极管313的阴极与节点d1连接，而且，通过平滑电容器308d与节点x连接。
进而，节点a2通过光电耦合器355与PWM控制IC304的电流反馈输入连接，而且，通过电阻R5与节点x连接。此外，节点b2、节点c2、节点d2分别与节点x连接。
在本实施方式的LED照明装置301中，由桥式二极管320对AC电源进行全波整流，一边向变压器307的Np绕组施加全波整流后的电压，一边使开关元件305进行转换。即，在开关元件305导通的期间内，使初级电流流经Np绕组并蓄积能量，在开关元件305关断的期间内，利用该Np绕组所蓄积的能量，在Np绕组中产生感应电动势。由于该感应电动势而发生电流，由二极管306对该电流进行整流，整流后的电流作为次级电流IF’被输入到分流线圈309x的中心抽头，在分流线圈309x中进一步分流为IF1+2、IF3+4，并被输入分流线圈309y、309z，然后，分别被分流为IF1、IF2和IF3、IF4。分流后的电流被供给到平滑电容器308a～308d和LED电路303a～303d。
利用R5检测出流经LED电路303a的电流，通过光电耦合器355将其反馈至初级侧的PWM控制IC304。由此，能够实现IF’＝(IF1+IF2+IF3+IF4)的恒定电流控制。和图2所示同样地，每当开关元件305转换为关断时，都会发生上述次级电流，而且，上述次级电流将随着时间的经过而衰减。因此，能够使分流线圈产生电磁感应，从而，可应用本发明的分流电路(由分流线圈和反向阻断型二极管构成的电路)。
另外，由于要向次级侧输出通过绝缘型变换器蓄积的能量，所以，AC电源和负载非并联连接。因此，即使平滑电容器308a～308d或LED电路303a～303d发生了短路故障，也不会流经过多的电流，所以，比较安全。另外，绝缘型变换器可以是图7所示的1个变压器，也可以是2个或2个以上的变压器。
(实施方式5)
下面，说明本发明的LED驱动电路的另一个实施方式。图8是表示实施方式5的LED照明装置的电路结构的电路图。
如该图所示，本实施方式的LED照明装置401具有(DC)输入电压Vin、LED驱动电路402、4个LED电路403a～403d，其中，LED驱动电路402具有开关电源电路402a和分流电路402b。开关电源电路402a与输入电压Vin连接。开关电源电路402a具有PWM控制IC404、开关元件405(P沟道MOS晶体管)、二极管406、线圈407、平滑电容器408a～408d和电阻R7、R8。分流电路402b具有分流线圈409x～409z和二极管410～413(反向阻断型二极管)。这里，分流线圈409x～409z的结构为：卷绕在同一磁芯(芯)上的2个绕组通过中心抽头来进行连接。另外，LED电路403a的结构为：在节点a1与节点a2之间串联连接10个LED；同样地，LED电路403b的结构为：在节点b1与节点b2之间串联连接10个LED；LED电路403c的结构为：在节点c1与节点c2之间串联连接10个LED；LED电路403d的结构为：在节点d1与节点d2之间串联地连接10个LED。
在本实施方式的LED驱动电路402中，开关元件405的第1导通端(源极)与输入电压Vin的正端连接，该开关元件405的第2导通端(漏极)与二极管406的阴极、线圈407的一端连接。另外，线圈407的另一端与节点y连接。该节点y与PWM控制IC404的反馈输入连接，而且，通过电阻R7与输入电压Vin的负端连接。此外，开关元件405的控制端(栅极)与PWM控制IC404连接。
这里，二极管406的阳极与分流线圈409x的中心抽头连接。该分流线圈409x的一端与线圈409y的中心抽头连接，其另一端与线圈409z的中心抽头连接。此外，分流线圈409y的一端与二极管410的阴极连接，其另一端与二极管411的阴极连接。另外，分流线圈409z的一端与二极管412的阴极连接，其另一端与二极管413的阴极连接。
此外，二极管410的阳极与节点a1连接，而且，通过平滑电容器408a与输入电压Vin的负端连接。同样地，二极管411的阳极与节点b1连接，而且，通过平滑电容器408b与输入电压Vin的负端连接；二极管412的阳极与节点c1连接，而且，通过平滑电容器408c与输入电压Vin的负端连接；二极管413的阳极与节点d1连接，而且，通过平滑电容器408d与输入电压Vin的负端连接。
进而，节点a2与PWM控制IC404的电流反馈输入连接，而且，通过电阻R7与与输入电压Vin的负端连接。PWM控制IC404、节点b2、节点c2和节点d2分别与输入电压Vin的负端连接。由此，在分流线圈409x的抽头与输入电压Vin的负端之间，并联地配置LED电路403a～403d。
本实施方式的LED驱动电路402是一种在反向削波电路(Inverted ChopperCircuit)中附加了分流线圈409x～409z和反向阻断型二极管410～413的电路。在开关元件405导通的期间内，以虚线表示的Id从输入电压Vin将能量蓄积在线圈407中。此时，电流被二极管406或二极管410～413阻止，所以，电流不会流到负载侧。接着，在开关元件405关断时，流经线圈407的电流被遮断，所蓄积的能量持续流经IF’回路，向负载释放能量。上述电流IF’也是随着时间的经过而衰减的电流波形，通过在上述电流回路中插入分流线圈409x～409z和反向阻断型二极管410～413，可以使均衡的电流流经LED电路403a～403d。本实施方式的电路的动作原理类似于实施方式4(参照图7)，其不同之处在于下述，即：在图8中，图7的变压器307被置换为线圈407，因此，被施加给负载的电压为负电压。
另外，在输入电压Vin和LED电路403a～403d之间存在有二极管406，输入电压Vin与LED电路403a～403d非并联连接，因此，即使平滑电容器408a～408d或LED电路403a～403d发生了短路故障，也不会流经过多的电流，所以，比较安全。
根据上述各实施方式，即使并联连接的各LED的IF-VF特性相异，也能够通过分流电路的作用对电流进行均等的分流，使相等的恒定电流或所期望的电流流经各LED电路，从而能够使发光量变得均衡。由此，面光源的亮度可实现均匀化。另外，由于实现了恒定电流均衡作用，再没有必要象以往那样对每一LED电路进行恒定电流控制，因此，可实现电路的简单化和低成本化。此外，由于恒定电流均衡作用，即使采用了IF-VF特性相异的种类的LED或串联个数不同的LED电路，也能够流经均衡的电流，从而可提高电路设计的自由度。另外，由于恒定电流均衡作用，不会像以往那样增大流经VF较低的LED的电流，因VF×IF发热而导致局部温度上升或使用寿命劣化，这样，在可靠性方面也能到获得稳定的特性。另外，在实施方式3和实施方式4中，即使LED在长时间里依次发生短路故障，由于各线路被恒定电流所维持并保持平衡，所以，不会流经短路异常电压，从而能够保障设备的安全性。
另外，上述实施方式1至5的LED驱动电路也可用于驱动所谓的混合式LED照明的LED，该混合式LED照明同时使用放电管和LED。
如上所述，根据本发明，由电流源生成的随时间变化的电流流入分流线圈。此时，在分流线圈中发生电磁耦合作用，能够与第1及第2LED电路的顺向电流-顺向电压特性无关地，与2个绕组的匝数成反比地分流从电流源流入的电流。然后，通过各反向阻断型二极管将分流后的电流供给到并列地配置的平滑电容器和LED电路。由此，即使各LED电路的顺向电流-顺向电压特性不同，也能够使所期望的电流(例如，相等的电流)流经各LED电路。其结果，能够解决诸如因各LED电路的光量(亮度)不一致以及电流值相异而导致温度上升或使用寿命出现差异等问题，并可提供结构简单的高品质的产品。另外，能够将制造成本控制得较低。
本发明的LED驱动电路，具有生成随时间变化的电流的电流源和第1平滑电容器、第2平滑电容器、第3平滑电容器、第4平滑电容器，驱动第1LED电路、第2LED电路、第3LED电路和第4LED电路，其中，该第1LED电路由一个LED或多个串联连接的LED构成，并且与第1平滑电容器并列地配置；该第2LED电路由一个LED或多个串联连接的LED构成，并且与第2平滑电容器并列地配置；该第3LED电路由一个LED或多个串联连接的LED构成，并且与第3平滑电容器并列地配置；该第4LED电路由一个LED或多个串联连接的LED构成，并且与第4平滑电容器并列地配置。本发明的LED驱动电路的特征在于，具有：第1分流线圈，2个线圈通过抽头连接，而且，上述电流源与该抽头连接；第2分流线圈，2个线圈通过抽头连接，而且，上述第1分流线圈的一端与该抽头连接；第3分流线圈，2个线圈通过抽头连接，而且，上述第1分流线圈的另一端与该抽头连接；第1反向阻断型二极管，被连接在上述第2分流线圈的一端与上述第1平滑电容器的一个电极之间；第2反向阻断型二极管，被连接在上述第2分流线圈的另一端与上述第2平滑电容器的一个电极之间；第3反向阻断型二极管，被连接在上述第3分流线圈的一端与上述第3平滑电容器的一个电极之间；第4反向阻断型二极管，被连接在上述第3分流线圈的另一端与上述第4平滑电容器的一个电极之间。
通过如上所述地采用多个分流线圈，可以对多个(大于或等于3个)LED电路进行驱动。
本发明的LED驱动电路还可以是下述结构，即，具有生成随时间变化的电流的电流源和第1平滑电容器、第2平滑电容器、第3平滑电容器，驱动第1LED电路、第2LED电路和第3LED电路，其中，该第1LED电路由一个LED或多个串联连接的LED构成，并且与第1平滑电容器并列地配置；该第2LED电路由一个LED或多个串联连接的LED构成，并且与第2平滑电容器并列地配置；该第3LED电路由一个LED或多个串联连接的LED构成，并且与第3平滑电容器并列地配置，上述LED驱动电路的特征在于，具有：第1分流线圈，2个线圈通过抽头连接，而且，上述电流源与该抽头连接；第2分流线圈，2个线圈通过抽头连接，而且，上述第1分流线圈的一端与该抽头连接；第1反向阻断型二极管，被连接在上述第2分流线圈的一端与上述第1平滑电容器的一个电极之间；第2反向阻断型二极管，被连接在上述第2分流线圈的另一端与上述第2平滑电容器的一个电极之间；第3反向阻断型二极管，被连接在上述第1分流线圈的另一端与上述第3平滑电容器的一个电极之间。
如上所述，采用两个分流线圈，使其中一个分流线圈的一端与另一个分流线圈的抽头连接，而且，使上述一个分流线圈的另一端与反向阻断型二极管连接，由此，也可以对3个LED电路进行驱动。
在上述LED驱动电路中，上述电流源可以构成为开关电流源，该开关电流源包括：线圈，与DC电源连接；开关元件，与上述线圈连接；以及控制电路，根据流经上述第1LED电路的电流，来控制上述开关元件的通/断(ON/OFF)。
本发明的LED驱动电路还可以构成为下述，即：使上述电流源与各LED电路电绝缘，光电耦合器对流经上述第1LED电路的电流施行反馈(由包括光电耦合器的检测电路进行检测)。如上所述，通过使上述电流源与各LED电路电绝缘，即使平滑电容器或LED电路发生了短路故障，也能够防止异常电流流到负载侧。
此外，在本发明的LED驱动电路中，上述电流源与各LED电路电绝缘，上述电流源可以是开关电流源，该开关电流源包括：变压器，通过整流电路与AC电源连接；开关元件，与该变压器的初级绕组连接；以及控制电路，通过光电耦合器对流经上述第1LED电路的电流进行反馈(由包括光电耦合器的检测电路进行检测)，来控制上述开关元件的通/断(ON/OFF)。如上所述，通过使上述电流源与各LED电路电绝缘，即使平滑电容器或LED电路发生了短路故障，也能够防止异常电流流到负载侧。
另外，本发明的LED照明装置的特征在于，具有上述LED驱动电路。
此外，本发明的背光灯的特征在于，具有上述LED驱动电路。
本发明的LED驱动电路可广泛地应用于液晶电视、监视器等的液晶背光灯倒相器、LED照明设备和LED应用设备。
本发明的上述具体实施方式只是用于阐述本发明的技术内容的示例。本发明并不限于上述具体实施方式，不应对其进行狭义的解释。在本发明的精神和权利要求的范围内，可进行各种变更来实施之。

Claims (8)

1.一种LED驱动电路，具有生成随时间变化的电流的电流源和第1平滑电容器、第2平滑电容器，对第1LED电路和第2LED电路进行驱动，其中，第1LED电路由一个LED或多个串联连接的LED构成，并且与第1平滑电容器并列地配置；第2LED电路由一个LED或多个串联连接的LED构成，并且与第2平滑电容器并列地配置，该LED驱动电路的特征在于，具有：
分流线圈，2个线圈通过抽头连接，而且，由上述电流源所生成的电流流入该抽头；
第1反向阻断型二极管，被连接在上述分流线圈的一端与上述第1平滑电容器的一个电极之间；以及
第2反向阻断型二极管，被连接在上述分流线圈的另一端与上述第2平滑电容器的一个电极之间。
2.一种LED驱动电路，具有生成随时间变化的电流的电流源和第1平滑电容器、第2平滑电容器、第3平滑电容器、第4平滑电容器，对第1LED电路、第2LED电路、第3LED电路和第4LED电路进行驱动，其中，第1LED电路由一个LED或多个串联连接的LED构成，并且与第1平滑电容器并列地配置；第2LED电路由一个LED或多个串联连接的LED构成，并且与第2平滑电容器并列地配置；第3LED电路由一个LED或多个串联连接的LED构成，并且与第3平滑电容器并列地配置；第4LED电路由一个LED或多个串联连接的LED构成，并且与第4平滑电容器并列地配置，该LED驱动电路的特征在于，具有：
第1分流线圈，2个线圈通过抽头连接，而且，上述电流源与该抽头连接；
第2分流线圈，2个线圈通过抽头连接，而且，上述第1分流线圈的一端与该抽头连接；
第3分流线圈，2个线圈通过抽头连接，而且，上述第1分流线圈的另一端与该抽头连接；
第1反向阻断型二极管，被连接在上述第2分流线圈的一端与上述第1平滑电容器的一个电极之间；
第2反向阻断型二极管，被连接在上述第2分流线圈的另一端与上述第2平滑电容器的一个电极之间；
第3反向阻断型二极管，被连接在上述第3分流线圈的一端与上述第3平滑电容器的一个电极之间；以及
第4反向阻断型二极管，被连接在上述第3分流线圈的另一端与上述第4平滑电容器的一个电极之间。
3.一种LED驱动电路，具有生成随时间变化的电流的电流源和第1平滑电容器、第2平滑电容器、第3平滑电容器，对第1LED电路、第2LED电路和第3LED电路进行驱动，其中，第1LED电路由一个LED或多个串联连接的LED构成，并且与第1平滑电容器并列地配置；第2LED电路由一个LED或多个串联连接的LED构成，并且与第2平滑电容器并列地配置；第3LED电路由一个LED或多个串联连接的LED构成，并且与第3平滑电容器并列地配置，该LED驱动电路的特征在于，具有：
第1分流线圈，2个线圈通过抽头连接，而且，上述电流源与该抽头连接；
第2分流线圈，2个线圈通过抽头连接，而且，上述第1分流线圈的一端与该抽头连接；
第1反向阻断型二极管，被连接在上述第2分流线圈的一端与上述第1平滑电容器的一个电极之间；
第2反向阻断型二极管，被连接在上述第2分流线圈的另一端与上述第2平滑电容器的一个电极之间；以及
第3反向阻断型二极管，被连接在上述第1分流线圈的另一端与上述第3平滑电容器的一个电极之间。
4.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于：
上述电流源是开关电流源，该开关电流源包括：线圈，与DC电源连接；开关元件，与上述线圈连接；以及控制电路，根据流经上述第1LED电路的电流，来控制上述开关元件的通/断。
5.根据权利要求4所述的LED驱动电路，其特征在于：
上述电流源与各LED电路电绝缘；
通过光电耦合器对流经上述第1LED电路的电流进行反馈。
6.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于：
上述电流源与各LED电路电绝缘；
上述电流源是开关电流源，该开关电流源包括：变压器，通过整流电路与AC电源连接；开关元件，与该变压器的初级绕组连接；以及控制电路，通过光电耦合器对流经上述第1LED电路的电流施行反馈，来控制上述开关元件的通/断。
7.一种具有LED驱动电路的LED照明装置，其特征在于：
上述LED驱动电路，具有生成随时间变化的电流的电流源和第1平滑电容器、第2平滑电容器，对第1LED电路和第2LED电路进行驱动，其中，第1LED电路由一个LED或多个串联连接的LED构成，并且与第1平滑电容器并列地配置；第2LED电路由一个LED或多个串联连接的LED构成，并且与第2平滑电容器并列地配置，上述LED驱动电路还具有：分流线圈，2个线圈通过抽头连接，而且，由上述电流源所生成的电流流入该抽头；第1反向阻断型二极管，被连接在上述分流线圈的一端与上述第1平滑电容器的一个电极之间；以及第2反向阻断型二极管，被连接在上述分流线圈的另一端与上述第2平滑电容器的一个电极之间。
8.一种具有LED驱动电路的背光灯，其特征在于：
上述LED驱动电路，具有生成随时间变化的电流的电流源和第1平滑电容器、第2平滑电容器，对第1LED电路和第2LED电路进行驱动，其中，第1LED电路由一个LED或多个串联连接的LED构成，并且与第1平滑电容器并列地配置；第2LED电路由一个LED或多个串联连接的LED构成，并且与第2平滑电容器并列地配置，上述LED驱动电路还具有：分流线圈，2个线圈通过抽头连接，而且，由上述电流源所生成的电流流入该抽头；第1反向阻断型二极管，被连接在上述分流线圈的一端与上述第1平滑电容器的一个电极之间；以及第2反向阻断型二极管，被连接在上述分流线圈的另一端与上述第2平滑电容器的一个电极之间。
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