CN202565539U

CN202565539U - 发光二极管的升压驱动电路

Info

Publication number: CN202565539U
Application number: CN2012202058130U
Authority: CN
Inventors: 梁伟成; 侯福星
Original assignee: XINQIAO TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: XINQIAO TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2012-05-09
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2022-05-09

Abstract

本实用新型提供一种发光二极管的升压驱动电路，其整流一交流电源电压为一直流输入电压，当输入电压大于发光二极管的顺向偏压时，执行直接驱动机制，输入电压直接驱动发光二极管发光，同时间输出端设置的一电容器将被充电其形成的输出电压相等于输入电压；当输入电压小于发光二极管的顺向偏压时，执行升压驱动机制，电容器上的输出电压升压至约等于发光二极管的顺向偏压并驱动发光二极管发光，这样，采用直接驱动与升压驱动的混合机制将可选择发光二极管的顺向偏压介于输入电压最高值的0.6倍与1倍之间，以降低电源转换时的能量耗损。

Description

发光二极管的升压驱动电路

技术领域

本实用新型有关于一种升压驱动电路，尤指一种用以驱动发光二极管发光的升压驱动电路。

背景技术

请参阅图1，为常用发光二极管的升压驱动电路的电路结构示意图。如图所示，升压驱动电路100包括有一整流器10、一电感器11、一控制器12、一开关器13、一主二极管14、至少一发光二极管15及一电容器16。

其中，升压驱动电路100是以一交流电源电压V_AC作为工作电源，该交流电源电压V_AC可为一市电的交流电源(如AC 110V/220V)。整流器10为一桥式整流器，其连接交流电源电压V_AC，以对于交流电源电压V_AC进行整流而转换出一直流输入电压V_IN(V_IN＝V_m×sinwt；

)，如图2所示。若以AC 220V为例，则输入电压的最大值(V_m)大约为310V左右。

又，电感器11的其中一端连接整流器10以接收输入电压V_IN，并形成有一电感电流I_L。开关器13为一金氧半场效电晶体或一双载子电晶体，其输入端(汲极/集电极)连接电感器11的另一端，控制端(闸极/基极)连接控制器12，而输出端(源极/射极)接地。发光二极管15的正极端通过主二极管14连接电感器11的另一端，而负极端接地。电容器16将与发光二极管15进行并联，且形成一输出电压V_O。

接续，开关器13的开关控制如下所述：当开关器13导通时，主二极管14截止，电感电流I_L经由电感器11流向开关器13，电感器11进行充电储能以形成电压V_L，而电容器16放电产生一放电电流I_C流向发光二极管15，以驱动发光二极管15发光。相对的，当开关器13关闭时，主二极管14导通，电感电流I_L经由电感器11流向主二极管14、发光二极管15及电容器16，驱动发光二极管15发光，并对于电容器16充电而在电容器16上储电形成输出电压V_O。

以往升压驱动电路100虽可提供较高的驱动电源驱动发光二极管15发光。然，在任何时间，升压驱动电路100都会一直持续进行升压的开关动作，而使得输出电压V_O的电位始终保持在高于输入电压的最大值(V_m)的情况，如V_O＞V_m，以致发光二极管15的顺向偏压V_F也会同时大于输入电压的最大值(V_m)，如V_F＞V_m，参照图2所示。

之后，此较高电位的输出电压V_O供电于发光二极管15，其远远超过发光二极管15驱动所需的能量，如此不仅会造成不少的能量浪费，且会增加电源转换时的能量耗损。再者，驱动电路100一直持续进行升压的开关切换动作也会增加电源的耗损及容易形成电磁干扰(EMI)的情况。

实用新型内容

本实用新型之一目的，在于提供一种发光二极管的升压驱动电路，其电路的操作方式包括一直接驱动机制及一升压驱动机制，当直流输入电压大于发光二极管的顺向偏压时，执行直接驱动机制，直流输入电压直接驱动发光二极管发光，相对的，当输入电压小于发光二极管的顺向偏压时，执行升压驱动机制，驱动电路输出端所设置的一电容器其形成的输出电压将升压至约等于发光二极管的顺向偏压并驱动发光二极管发光，这样，本实用新型采用直接驱动与升压驱动的混合机制将可选用发光二极管的顺向偏压介于输入电压最高值的0.6倍与1倍之间，以有效降低电源转换时的能量耗损，并增加电路设计的弹性。

本实用新型又一目的，在于提供一种发光二极管的升压驱动电路，其电路之中增设一限流单元，用以将发光二极管的负载电流限制在一限定电流值以下。

本实用新型又一目的，在于提供一种发光二极管的升压驱动电路，其电路之中包括一开关器，当直流输入电压足以驱动发光二极管发光时，开关器将停止开关动作，如此，通过减少开关器的开关动作而进一步降低能量的耗损。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种发光二极管的升压驱动电路，包括：一整流器，连接一交流电源电压，以转换出一直流输入电压的电源；一电感器，其中一端连接整流器，以接收输入电压；一控制器，连接整流器，接收输入电压，用以侦测输入电压的电压值；一开关器，其输入端连接电感器的另一端，控制端连接控制器，而输出端接地；至少一发光二极管，其正极端通过一主二极管连接电感器的另一端，而负极端通过一限流单元接地，其中限流单元用以限制发光二极管上所流过的负载电流；及一电容器，与串接一起的发光二极管及限流单元进行并联，其上形成一输出电压；其中，当输入电压大于发光二极管的顺向偏压时，控制器启动一直接驱动机制，输入电压直接驱动发光二极管发光，反之，当输入电压小于发光二极管的顺向偏压时，控制器启动一升压驱动机制，则电容器上所形成的输出电压将升压至约等于发光二极管的顺向偏压并驱使发光二极管导通发光。

本实用新型一实施例中，发光二极管的顺向偏压的选用范围为：

0.6V_m≤V_F≤V_m

其中，V_F为发光二极管的顺向偏压，Vm为输入电压的最大值。

本实用新型一实施例中，限流单元设定一限定电流值，限流单元对于发光二极管所流过的负载电流限制在限定电流值以下。

本实用新型一实施例中，输入电压大于发光二极管的顺向偏压时，控制器控制开关器关闭，反之，输入电压小于发光二极管的顺向偏压时，控制器控制开关器进行升压的开关动作。

本实用新型一实施例中，限流单元为一限流开关或一电阻器。

本实用新型一实施例中，整流器为一桥式整流器。

本实用新型的优点在于：

本实用新型可有效降低电源转换时的能量耗损，且可增加电路设计的弹性。

附图说明

图1是常用升压驱动电路的电路结构示意图。

图2是常用直流输入电压及输出电压的波形图。

图3是本实用新型升压驱动电路一较佳实施例的电路结构示意图。

图4是本实用新型直流输入电压及输出电压的波形图。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。

请参阅图3及图4，为本实用新型发光二极管的升压驱动电路一较佳实施例的电路结构示意图与直流输入电压及输出电压的波形图。如图所示，升压驱动电路200包括有一整流器20、一电感器21、一控制器22、一开关器23、一主二极管24、至少一发光二极管25、一电容器26及一限流单元27。

其中，升压驱动电路200是以一交流电源电压V_AC作为工作电源，该交流电源电压V_AC可为一市电的交流电源(如AC 110V/220V)。整流器20为一桥式整流器，其连接交流电源电压V_AC，以对于交流电源电压V_AC进行整流而转换出一直流输入电压V_IN(V_IN＝V_m×sinwt；

)，如图4所示。

又，电感器21的其中一端连接整流器20以接收输入电压V_IN，并形成有一电感电流I_L。控制器22连接整流器20以接收输入电压V_IN，并用以侦测输入电压V_IN的电压值。开关器23为一金氧半场效电晶体或一双载子电晶体，其输入端(汲极/集电极)连接电感器21的另一端，控制端(闸极/基极)连接控制器22，而输出端(源极/射极)接地。发光二极管25的正极端通过主二极管24连接电感器21的另一端，而负极端通过限流单元27接地。电容器26将与串联一起的发光二极管25及限流单元进行并联，且形成一输出电压V_O。此外，本实用新型一实施例中，控制器22也可选择连接至限流单元27。

再者，开关器23的开关控制如下所述：当开关器23导通时，主二极管24截止，电感电流I_L经由电感器21流向开关器23，电感器21进行充电储能以形成电压V_L，而电容器26放电产生一放电电流I_C流向发光二极管25，以驱动发光二极管25发光。相对的，当开关器23关闭时，主二极管24导通，电感电流I_L经由电感器21流向主二极管24、发光二极管25、限流单元27及电容器26，以驱动发光二极管25发光，并同时对于电容器26充电以在电容器26上储电形成输出电压V_O。

进一步，本实用新型升压驱动电路200的整体电路的操作方式包括一直接驱动机制及一升压驱动机制，其操作内容如下所述：

当直流输入电压V_IN大于发光二极管25的顺向偏压V_F时，升压驱动电路200将会执行直接驱动机制，控制器22控制开关器23关闭，直流输入电压V_IN直接驱动发光二极管25发光，此时限流单元27对于发光二极管25所流过的负载电流限制在一限定电流值，使得流经发光二极管的电流成为一恒定值，避免负载电流随着直流输入电压V_IN的上升而跟着增加。再者，同时间对于电容器26充电，以令电容器26上的输出电压V_O相等于输入电压V_IN。

相对的，当直流输入电压V_IN小于发光二极管25的顺向偏压V_F时，其不足以驱动发光二极管25发光，升压驱动电路200将会执行升压驱动机制，则控制器22控制开关器23持续进行升压的开关切换动作，此时电容器26将会放电驱动发光二极管25发光。再者，同时间电容器26上的输出电压V_O可以升压至约等于发光二极管25的顺向偏压V_F，以令发光二极管25的负载电流趋于稳定。

发光二极管的顺向偏压的选用范围为：

0.6V_m≤V_F≤V_m

承上所述，本实用新型升压驱动电路200采用直接驱动与升压驱动的混合机制，将可选用发光二极管25的顺向偏压V_F介于输入电压最高值(V_m)的0.6倍与1倍之间，以有效降低电源转换时的能量耗损。此外，当直流输入电压V_IN足以驱动发光二极管25发光时，本案的开关器23将停止开关动作，以通过减少开关器23的开关动作而进一步降低能量的耗损。

以上所述者，仅为本实用新型的一较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，即凡依本实用新型权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的权利要求范围内。

Claims

1.一种发光二极管的升压驱动电路，其特征在于，该电路包括：

一整流器，连接一交流电源电压，以转换出一直流输入电压的电源；

一电感器，其中一端连接整流器，以接收输入电压；

一控制器，连接整流器，接收输入电压，用以侦测输入电压的电压值；

一开关器，其输入端连接电感器的另一端，控制端连接控制器，而输出端接地；

至少一发光二极管，其正极端通过一主二极管连接电感器的另一端，而负极端通过一限流单元接地，其中限流单元用以限制发光二极管上所流过的负载电流；及

一电容器，与串接一起的发光二极管及限流单元进行并联，其上形成一输出电压；

其中，当输入电压大于发光二极管的顺向偏压时，控制器启动一直接驱动机制，输入电压直接驱动发光二极管发光，反之，当输入电压小于发光二极管的顺向偏压时，控制器启动一升压驱动机制，则电容器上所形成的输出电压将升压至约等于发光二极管的顺向偏压并驱使发光二极管导通发光。

2.如权利要求1所述的升压驱动电路，其特征在于，所述发光二极管的顺向偏压的选用范围为：

0.6V_m≤V_F≤V_m

其中，V_F为该发光二极管的顺向偏压，Vm为该输入电压的最大值。

3.如权利要求1所述的升压驱动电路，其特征在于，所述限流单元设定一限定电流值，该限流单元对于所述发光二极管所流过的该负载电流限制在该限定电流值以下。

4.如权利要求1所述的升压驱动电路，其特征在于，所述输入电压大于该发光二极管的顺向偏压时，所述控制器控制所述开关器关闭，反之，所述输入电压小于该发光二极管的顺向偏压时，所述控制器控制所述开关器进行升压的开关动作。

5.如权利要求1所述的升压驱动电路，其特征在于，所述限流单元为一限流开关或一电阻器。

6.如权利要求1所述的升压驱动电路，其特征在于，所述整流器为一桥式整流器。