CN203120247U - 发光二极管驱动电路 - Google Patents

Abstract

一种发光二极管驱动电路，包括：一电感，其一端接受一脉动直流电压输入，另一端与一发光二极管模块一端顺向电耦接，一功率开关，其连接电感另一端与一第一放大电路，第一放大电路将流经功率开关的第一电流转换成第一电压，一第二放大电路，其将流经发光二极管模块的第二电流转换成一第二电压，以及一比较电路，其比较第一电压小于参考电压时，令功率开关导通，否则不导通并比较第二电压与参考电压，且于判断第二电压大于参考电压时，令功率开关持续不导通，否则导通且再次比较第一电压与参考电压，借此驱动发光二极管模块。

Description

发光二极管驱动电路

技术领域

本实用新型是有关于一种驱动电路，特别是指一种发光二极管驱动电路。

背景技术

发光二极管因具备发光效率高、使用寿命长、广视角、高对比、体积小、省电、不易破损、无热辐射、无水银污染且制造便利等优势特点，而成为现今广受瞩目的新兴照明光源。

由于发光二极管的亮度取决于其流过的顺向电流大小，顺向电流越大亮度越高，但相对热能也会增加，故发光二极管元件的规格都会明定适用于连续使用的最大平均电流(I_avg)及瞬间电流峰值(I_peak)。一般而言，电流峰值大于平均电流，即电流峰值可使发光二极管元件最亮，但无法持续使用，而平均电流虽然较小，但可使发光二极管元件的亮度维持一致。因此为了从交流电源得到稳定的直流电源以输出给发光二极管使用，现有的做法多使用脉宽调变控制器，但必须在脉宽调变控制器的输出端利用整流二极管以及滤波电容来稳定直流输出，因而需要使用大容值的滤波电容，以致无法节省电路体积及元件成本；而若想达成低谐波与高功率因素的目的，则必须再额外使用功率因素校正器，而如果直接将交流电源经过桥式整流器整流后，在桥式整流器的输出端利用电阻来限定流经发光二极管的电流大小，则会因为电阻热能消耗大，使得电光转换效率低而徒然浪费电力。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的，即在提供一种不需使用功率因素校正器及滤波电容，直接以交流电源做为输入电力，即能达到高效电光转换并具有低谐波及高功率因素，并且可以有效减少电路体积及制造成本的发光二极管驱动电路。

为达到上述目的，本实用新型发光二极管驱动电路，用以驱动由至少一个串并联的发光二极管组成的发光二极管模块，该发光二极管驱动电路包括：

一桥式整流器，接受一交流电力并对其进行整流以输出一脉动直流电压；

一电感，一端与该桥式整流器电耦接，以接受该脉动直流电压，另一端与该发光二极管模块一端顺向电耦接；

一功率开关，具有一第一端、一第二端及一决定该第一端与该第二端导通与否的受控端，该第一端与该电感的另一端电耦接；

一第一放大电路，与该功率开关的第二端电耦接，并根据一第一放大倍率将流经该功率开关的一第一电流对应转换并放大成一第一电压；

一第二放大电路，与该发光二极管模块的另一端顺向电耦接，并根据一第二放大倍率将流经该发光二极管模块的一第二电流对应转换并放大成一第二电压；

一开关驱动电路，与该功率开关的该受控端电耦接，以控制该功率开关导通与否，当该功率开关导通，该第一电流经由该电感流经该功率开关，使该电感储能，且该第一放大电路输出该第一电压，当该功率开关不导通，该电感释能，使该第二电流流经该发光二极管模块，且该第二放大电路输出该第二电压；

一D型触发器，根据一连接至时钟输入端的触发信号动作，且其Q端与该开关驱动电路电耦接，以通过该开关驱动电路控制该功率开关导通与否；及

一比较电路，接受该第一电压及第二电压，且比较该第一电压与该参考电压，并判断该第一电压小于该参考电压时，输出逻辑1给该D型触发器，使通过该开关驱动电路控制该功率开关导通，否则，输出逻辑0给该D型触发器，使通过该开关驱动电路控制该功率开关不导通，并比较该第二电压与该参考电压，且于判断该第二电压大于该参考电压时，输出逻辑0给该D型触发器，使通过该开关驱动电路控制该功率开关持续不导通，否则，输出逻辑1给该D型触发器，使通过该开关驱动电路控制该功率开关导通，且再次比较该第一电压与该参考电压。

较佳地，该比较电路包含一接受该第一电压和第二电压的2X1多工器以及一比较器，当该2X1多工器选择输出该第一电压与该参考电压比较，且当该第一电压小于该参考电压时，该比较器输出逻辑1，直到该第一电压大于或等于该参考电压，该比较器输出逻辑0，同时控制该2X1多工器选择输出该第二电压与该参考电压比较，且当该第二电压大于该参考电压，该比较器输出逻辑0，直到该第二电压降至小于或等于该参考电压，该比较器输出逻辑1，同时控制该2X1多工器选择输出该第一电压与该参考电压比较。

较佳地，该参考电压包含一上限电压及一下限电压，且该比较电路包含：

一上限比较电路，接受该第一电压，并比较该第一电压大于或等于该上限电压时，输出逻辑0，否则输出逻辑1；

一下限比较电路，接受该第二电压，并比较该第二电压小于或等于该下限电压时，输出逻辑1，否则输出逻辑0；

一第一与门，其一输入端连接该D型触发器的Q端，另一输入端连接该上限比较电路的输出端；

一第二与门，其一输入端连接该D型触发器的

端，另一输入端连接该下限比较电路的输出端；及

一第一或门，其两输入端各别连接该第一与门及第二与门的输出端，且其输出端连接该D型触发器的D端。

较佳地，该第一放大电路包括一第一电阻及一第一放大器，该第一电阻串接在该功率开关的另一端，使该第一电流流过该第一电阻以取得一第一压降，且该第一放大器电耦接在该第一电阻与该功率开关的接点以接受该第一压降，且根据该第一放大倍率放大该第一压降而输出该第一电压；该第二放大电路包括一第二电阻及一第二放大器，该第二电阻串接在该发光二极管模块的另一端，使该第二电流流过该第二电阻以取得一第二压降，且该第二放大器电耦接在该第二电阻与该发光二极管模块的接点以接受该第二压降，且根据该第二放大倍率放大该第二压降而输出该第二电压。

较佳地，该上限比较电路包括一上限电压产生电路及一第一比较器，该上限电压产生电路包括串联的一第三电阻R3及一第四电阻R4，该第三电阻R3另一端接地，该第四电阻R4另一端接受该脉动直流电压输入，以对该脉动直流电压进行分压，并从该第三电阻R3与第四电阻R4的接点取得该第三电阻R3上的压降做为该上限电压；该下限比较电路包括一下限电压产生电路及一第二比较器，该下限电压产生电路包括串联的一第五电阻R5及一第六电阻R6，该第五电阻R5另一端接地，该第六电阻R6另一端接受该脉动直流电压输入，以对该脉动直流电压进行分压，并从该第五电阻R5与第六电阻R6的接点取得该第五电阻R5上的压降做为该下限电压。

较佳地，该第一放大倍率是根据一大于1的上限系数F_RIP，UP、该交流电力V_AC、该降压变压器的匝数比N、该发光二极管模块的一连续电流额定值I_LED,CONT、该发光二极管模块的总压降V_LED及该连续电流额定值的一小于1的规格安全比率F_DeRate而设定，使得第一放大倍率 $A1=\frac{1}{R1}\left(\frac{R3}{R3+R4}\frac{1}{F_{\mathrm{RIP},\mathrm{UP}}*F_{\mathrm{DeRate}}{*I}_{\mathrm{LED},\mathrm{CONT}}}\frac{{V_{\mathrm{AC}}}^2}{N^2*V_{\mathrm{LED}}}\right),$ 该第二放大倍率是根据一小于1的下限系数F_RIP，DN、该交流电力V_AC、该降压变压器的匝数比N、该连续电流额定值I_LED,CONT、该发光二极管模块的总压降V_LED及该规格安全比率F_DeRate而设定，使得第二放大倍率 $A2=\frac{1}{R2}\left(\frac{R5}{R5+R6}\frac{1}{F_{\mathrm{RIP},\mathrm{DN}}*F_{\mathrm{DeRate}}{*I}_{\mathrm{LED},\mathrm{CONT}}}\frac{{V_{\mathrm{AC}}}^2}{N^2*V_{\mathrm{LED}}}\right).$

较佳地，当该第五电阻的阻值与该第三电阻相同，该第六电阻的阻值与该第四电阻相同，该第二电阻的阻值与该第一电阻相同，则该第二放大倍率 $A2=\frac{F_{\mathrm{RIP},\mathrm{UP}}}{F_{\mathrm{RIP},\mathrm{DN}}}*A1.$

较佳地，该发光二极管驱动电路还包括一异或门及一第二或门，该异或门的一输入端连接该D型触发器的D端，另一输入端连接该D型触发器的Q端，且其输出端连接该第二或门的一输入端，该第一时钟连接该第二或门的另一输入端，而该第二或门的输出端连接该D型触发器的时钟输入端，并根据该异或门的输出及该第一时钟产生一第二时钟控制该D型触发器工作。

较佳地，该发光二极管驱动电路还包含一匝数比为N(N＞1)的降压变压器，用以对一交流市电进行降压，以产生该交流电力，使该交流电力的电压小于该发光二极管模块的总压降V_LED。

本实用新型的功效在于不需使用功率因素校正器及滤波电容，且直接以交流电源做为输入电力，即能达到高效率电光转换且具有低谐波及高功率因素，并且有效减少电路体积及制造成本。

附图说明

图1是本实用新型发光二极管驱动电路的第一较佳实施例的电路示意图；

图2是第一实施例的电感电流i_L的一上限电流i_UP及一下限电流i_DN范围示意图；

图3是本实用新型发光二极管驱动电路的第二较佳实施例的电路示意图；

图4是显示PIC16(L)F1503单片机中的比较器模块电路可用以实现实施例中的比较器电路；

图5显示另一可以取代实施例中的两个比较器电路、第一与门、第二与门和第一或门的单一比较器电路；及

图6是显示PIC12F615单片机中的单一比较器电路可用以实现图5中的单一比较器电路。

【主要元件符号说明】

10发光二极管模块        21桥式整流器

22第一放大电路          23第二放大电路

24开关驱动电路          25上限比较电路

26下限比较电路          251上限电压产生电路

261下限电压产生电路     VB脉动直流电压

i_L电感电流              L1电感

Q1功率开关              i₁第一电流

i₂第二电流              V1第一压降

V2第二压降              V1A第一电压

V2A第二电压             AMP1第一放大器

AMP2第二放大器          A1第一放大倍率

A2第二放大倍率          VUP上限电压

VDN下限电压             CMP1第一比较器

CMP2第二比较器          R1第一电阻

R2第二电阻              R3第三电阻

R4第四电阻              R5第五电阻

R6第六电阻              AND1第一与门

AND2第二与门            OR1第一或门

OR2第二或门             D_FF D型触发器

XOR异或门               CLK1第一时钟

CLK2第二时钟            V_AC交流电力

T1降压变压器            272X1多工器

28比较器            Vref参考电压。

具体实施方式

有关本新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。

参见图1所示，本新型发光二极管驱动电路是用以驱动由数个串并联(包含串联、并联或串联及并联)的发光二极管D1组成的或至少包含一发光二极管D1的发光二极管模块10，其第一较佳实施例包括一桥式整流器21、一电感L1、一功率开关Q1、一第一放大电路22、一第二放大电路23、一开关驱动电路24、一上限比较电路25、一下限比较电路26、一D型触发器D_FF、一第一与门AND1、一第二与门AND2、一第一或门OR1及一第一时钟CLK1。且下述的逻辑1皆代表高电平（高准位）信号，逻辑0代表低电平（低准位）信号。

桥式整流器21接受一交流电力V_AC输入，并对其进行全波整流以输出一脉动直流电压VB。

电感L1一端与桥式整流器21电耦接，以接受该脉动直流电压VB，且为使电感L1能正常工作，不致因持续充电储能而烧毁，发光二极管模块10的总压降V_LED需大于脉动直流电压VB的峰值VP，即

VB，例如交流电力V_AC为市电110V，则发光二极管模块10的总压降V_LED需大于x110，而若发光二极管模块10的总压降V_LED小于脉动直流电压VB的峰值VP，则需在桥式整流器21的前端再耦接一匝数比N>1的降压变压器T1，对交流市电进行适当降压，使发光二极管模块10的总压降V_LED能大于脉动直流电压VB的峰值VP。

较佳地，本实施例的功率开关Q1是一金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)开关，其第一端(漏极)与电感L1的另一端以及发光二极管模块10的一端顺向电耦接。

第一放大电路22与功率开关Q1的第二端(源极)电耦接，并根据一第一放大倍率A1将流经功率开关Q1的一第一电流i₁对应转换并放大成一第一电压V1A，在本实施例中第一放大电路22包含一第一电阻R1及一第一放大器AMP1，第一电阻R1一端连接功率开关Q1的第二端(源极)，另一端接地，使第一电流i₁流经第一电阻R1，以在第一电阻R1上产生一第一压降V1。第一放大器AMP1连接第一电阻R1的与功率开关Q1连接的一端，以取得第一压降V1并将其放大第一放大倍率A1以输出第一电压V1A。

第二放大电路23与发光二极管模块10的另一端电耦接，并根据一第二放大倍率A2将流经发光二极管模块10的一第二电流i₂对应转换并放大成一第二电压V2A，且第二放大电路23包含一第二电阻R2及一第二放大器AMP2，第二电阻R2一端连接发光二极管模块10另一端，其另一端接地，使第二电流i₂流经第二电阻R2，以在第二电阻R2上产生一第二压降V2。第二放大器AMP2连接第二电阻R2的与发光二极管模块10连接的一端以取得第二压降V2，并将其放大第二放大倍率A2以输出第二电压V2A。

且如图2所示，为稳定地驱动发光二极管模块10，本实施例想要将电感电流i_L控制在一上限电流i_UP及一下限电流i_DN之间，也即使第一电流i₁不超过上限电流i_UP，且第二电流i₂不超过下限电流i_DN，因此，第一放大倍率A1必须在第一电流i₁达到上限电流i_UP时，使第一放大器AMP1输出的第一电压V1A大于或至少等于上限电压VUP；同理，第二放大倍率A2必须在第二电流i₂达到下限电流i_DN时，使第二放大器AMP2输出的第二电压V2A小于或至少等于下限电压V_DN。

此外，由于已知发光二极管模块10的一连续电流额定值为I_LED,CONT，为让流经发光二极管模块10的第二电流i2的均方根值不致超过发光二极管模块10的连续电流额定值I_LED,CONT，本实施例设定第二电流i₂的均方根值为该连续电流额定值I_LED,CONT乘以一小于1的规格安全比率F_DeRate，且第一放大器AMP1的第一放大倍率A1是根据一大于1的上限系数F_RIP,UP、交流电压V_AC、降压变压器的匝数比N、发光二极管模块的连续电流额定值I_LED,CONT、该发光二极管模块的总压降V_LED及连续电流额定值的规格安全比率F_DeRate而设定，使得第一放大倍率 $A1=\frac{1}{R1}\left(\frac{R3}{R3+R4}\frac{1}{F_{\mathrm{RIP},\mathrm{UP}}*F_{\mathrm{DeRate}}{*I}_{\mathrm{LED},\mathrm{CONT}}}\frac{{V_{\mathrm{AC}}}^2}{N^2*V_{\mathrm{LED}}}\right),$ 且第二放大器AMP2的第二放大倍率A2是根据一小于1的下限系数F_RIP，DN、交流电压V_AC、降压变压器的匝数比N、连续电流额定值I_LED,CONT、该发光二极管模块的总压降V_LED及规格安全比率F_DeRate而设定，使得第二放大倍率 $A2=\frac{1}{R2}\left(\frac{R5}{R5+R6}\frac{1}{F_{\mathrm{RIP},\mathrm{DN}}*F_{\mathrm{DeRate}}{*I}_{\mathrm{LED},\mathrm{CONT}}}\frac{{V_{\mathrm{AC}}}^2}{N^2*V_{\mathrm{LED}}}\right).$ 且若第五电阻R5的阻值与第三电阻R3相同，第六电阻R6的阻值与第四电阻R4相同，第二电阻R2的阻值与第一电阻R1相同，则第二放大倍率

开关驱动电路24与功率开关Q1的受控端(栅极)电耦接，用以控制功率开关Q1的漏极和源极导通与否，当功率开关Q1被导通，第一电流i₁经由电感L1流经功率开关Q1，使电感L1储能(充电)，同时第一放大电路22输出第一电压V1A，当功率开关Q1不导通，电感L1释能(放电)，并产生第二电流i₂流经发光二极管模块10，使发光二极管模块10发光，同时第二放大电路23输出第二电压V2A。

上限比较电路25接受第一电压V1A，并比较该第一电压V1A和一上限电压VUP，当第一电压V1A大于或等于上限电压VUP时，上限比较电路25输出逻辑0，否则输出逻辑1。更确切地说，上限比较电路25包括一上限电压产生电路251及一第一比较器CMP1，上限电压产生电路251包括串联的一第三电阻R3及一第四电阻R4，第三电阻R3另一端接地，第四电阻R4另一端接受脉动直流电压VB输入，以对脉动直流电压VB进行分压，并从第三电阻R3与第四电阻R4的接点取得第三电阻R3上的压降做为上限电压VUP，且第一比较器CMP1的正输入端接受上限电压VUP，其负输入端接受第一电压V1A，并比较上限电压VUP及第一电压V1A，以根据比较结果由其输出端C1输出逻辑0或逻辑1。

下限比较电路26接受第二电压V2A，并比较该第二电压V2A和一下限电压VDN，当第二电压V2A小于或等于下限电压VDN时，下限比较电路26输出逻辑1，否则输出逻辑0。更确切地说，下限比较电路26包括一下限电压产生电路261及一第二比较器CMP2，下限电压产生电路261包括串联的一第五电阻R5及一第六电阻R6，第五电阻R5另一端接地，第六电阻R6另一端接受脉动直流电压VB输入，以对脉动直流电压VB进行分压，并从第五电阻R5与第六电阻R6的接点取得第五电阻R5上的压降做为下限电压VDN，且第二比较器CMP2的正输入端接受下限电压VDN，其负输入端接受第二电压V2A，并比较下限电压VDN及第一电压V2A，以根据比较结果由其输出端C2输出逻辑0或逻辑1。

D型触发器D_FF根据一连接至时钟输入端CLK的触发信号动作，且在本实施例中该触发信号是一第一时钟CLK1，其Q端与功率驱动电路24电耦接，以通过开关驱动电路24控制功率开关Q1导通与否。第一与门AND1的一输入端连接D型触发器的Q端，另一输入端连接上限比较电路25的输出端，即第一比较器CMP1的输出端C1。第二与门AND2的一输入端连接D型触发器的

端，另一输入端连接下限比较电路26的输出端，即第二比较器CMP2的输出端C2。第一或门OR1的一输入端连接第一与门AND1的输出端，第一或门OR1的另一输入端连接第二与门AND2的输出端，且第一或门OR1的输出端连接D型触发器的D端。由此可知D端输入与第一比较器CMP1的输出端C1、第二比较器CMP2的输出端C2、Q端输出和端输出有关，以逻辑运算式表示为：

且D型触发器D_FF的Q端输出由D端输入决定。

因此，当D型触发器D_FF的Q端输出逻辑1，控制开关驱动电路24导通功率开关Q1，第一电流i1经由电感L1流经功率开关Q1，并对电感L1充电使电感L1储能，同时第一电压V1A逐渐升高，当第一电压V1A还小于上限电压VUP而使第一比较器CMP1的输出端C1输出逻辑1时，D型触发器D_FF的Q端持续输出逻辑1，使开关驱动器24持续导通功率开关Q1，此时，由于D型触发器的

端输出逻辑0，使第二与门AND2维持输出逻辑0。

而当第一电压V1A升高到大于或等于上限电压VUP，使第一比较器CMP1的输出端C1输出逻辑0时，第一与门AND1输出逻辑0，同时，第二与门AND2维持输出逻辑0，使第一或门OR1输出逻辑0至D型触发器D_FF的D端，使Q端输出逻辑0，控制开关驱动电路24不导通功率开关Q1，使得电感L1释能并产生第二电流i2流经发光二极管模块10，而驱使发光二极管模块10发光，此时D型触发器D_FF的

端输出逻辑1至第二与门AND2，且D型触发器D_FF的Q端输出逻辑0至第一与门AND1，使第一与门AND1维持输出逻辑0，同时，第二放大电路23输出第二电压V2A至第二比较电路26，此时，第二电压V2A大于下限电压VDN，第二比较电路26输出逻辑0至第二与门AND2，使第二与门AN2维持输出逻辑0至第一或门OR1，而致使D型触发器D_FF的Q端维持输出逻辑0，使开关驱动电路24持续不导通功率开关Q1，但第二电流i2将因为电感L1放电而开始下降，使得第二电压V2A逐渐下降，当第二电压V2A下降到小于或等于下限电压VDN时，第二比较器CMP2输出逻辑1至第二与门AND2，使得第一或门OR1输出逻辑1给D型触发器D_FF的D端，使得Q端输出逻辑1控制开关驱动电路24再次导通功率开关Q1，使电感L1又再次被充电储能，直到第一电压V1A再次上升至大于或等于第一比较器CMP1的上限电压VUP，电感L1才又再次对发光二极管模块10放电，借此电路反复运作而达到驱动发光二极管模块10发光的功效和目的。

再参见图3所示，是本新型发光二极管驱动电路的第二较佳实施例，其除了包含上述第一实施例的电路外，还包括一异或门XOR及一第二或门OR2，该异或门XOR的一输入端连接D型触发器的D端，另一输入端连接D型触发器的Q端，且其输出端连接第二或门的一输入端，而该第一时钟CLK1连接第二或门OR2的另一输入端，且第二或门OR2的输出端连接D型触发器D_FF的时钟输入端CLK(一般是正缘触发)，并根据异或门OR1的输出及第一时钟CLK1(时钟越窄越好)产生一第二时钟CLK2控制D型触发器D_FF工作。借此，当D型触发器D_FF的D输入端与Q输出端一发生状态相反的瞬间，可产生一额外的触发信号输入到该D型触发器D_FF的时钟输入端，让D型触发器D_FF的Q端输出能与D端输入同步，而不需等待第一时钟CLK1的下一个工作时钟到来才被触发，因此能够更即时(及时)地控制开关驱动电路24导通或不导通功率开关Q1，使流经发光二极管模块10的第二电流i2的变化不致超过控制范围，而能更稳定地驱动发光二极管模块10。

而且上述第一比较器CMP1、第二比较器CMP2可以采用PIC16(L)F1503单片机中的比较器模块Cx来实现，如图4所示，其中比较器模块Cx包含两个比较器，也即第一比较器C₁(x=1)及第二比较器C₂(x=2)，第一多工器MUX1的输入端可接受上限电压VUP(或接受下限电压VDN输入)，其输出端连接至比较器模块Cx的正输入端CxVP，第二多工器MUX2的输入端可接受第一电压V1A(或第二电压V2A输入)，其输出端连接至比较器模块Cx的负输入端CxVN。借此，当第一比较器C₁被驱动时，第一多工器MUX1输出上限电压VUP至第一比较器C₁，第二多工器MUX2输出第一电压V1A至第一比较器C₁与上限电压VUP比较；当第二比较器C₂被驱动时，第一多工器MUX1输出下限电压VDN至第二比较器C₂，第二多工器MUX2输出第二电压V2A至第二比较器C₂与下限电压VDN比较，再由后端电路或软体读取第一比较器C₁及第二比较器C₂输出的比较结果。

此外，值得一提的是，上述实施例虽然是以交流电源做为发光二极管模块10的驱动电力，但也可以接受直流电源，也即只要将上述实施例中的变压器T1及桥式整流电路21拿掉，让直流电源直接输入电感L1，且直流电源必须小于发光二极管模块10的总压降，则其余电路运作方式则和上述实施例相同。且采用直流电源与上述实施例不同的是，上限电压VUP和下限电压VDN都是固定的电压值，且第一电压V1A和第二电压V2A是在上限电压VUP和下限电压VDN之间变动的两个直流电压。

再者，如图5所示，当上限电压VUP和下限电压VDN设定成相同时(下称参考电压Vref)，则只需使用一个2X1多工器27和一个比较器28(例如上限比较电路25)来代替上述第一比较电路25、第二比较电路26以及第一与门AND1、第二与门AND2和第一或门OR1。多工器27的两个输入端各别连接第一放大器AMP2和第二放大器AMP2的输出端，多工器27的输出端连接比较器28的负输入端，且比较器28的正输入端接受参考电压Vref，而比较器28的输出端则直接与D型触发器D_FF的D端连接。

借此，一开始多工器27选择输出第一电压V1A和参考电压Vref比较，当第一电压V1A小于参考电压Vref时，比较器28输出逻辑1给D型触发器D_FF，使输出逻辑1控制开关驱动电路24驱动功率开关Q1导通，直到第一电压V1A大于或等于参考电压Vref时，比较器28输出逻辑0给D型触发器D_FF，使输出逻辑0控制开关驱动电路24不导通功率开关Q1，同时控制多工器27选择输出第二电压V2A和参考电压Vref比较，此时，第二电压V2A大于参考电压Vref，比较器28输出逻辑0给D型触发器D_FF，使持续输出逻辑0控制开关驱动电路24不导通功率开关Q1，直到第二电压V2A降至小于或等于参考电压Vref，比较器28输出逻辑1给D型触发器D_FF，使输出逻辑1控制开关驱动电路24再次导通功率开关Q1，同时控制多工器27选择输出第一电压V1A，借此，同样能达到驱动发光二极管模块10发光的目的。

且2X1多工器27和比较器28可采用PIC12F615单片机中的比较器CMP及多工器MUX1、MUX2来实现，如图6所示，第一电压V1A和第二电压V2A可分别输入多工器MUX1的GP1/CIN0接脚及GP4/CIN1接脚，参考电压Vref则输入多工器MUX2的GPO/CIN+接脚，且多工器MUX1的输出端与比较器CMP的负输入端CMV_IN-连接，而多工器MUX2的输出端则连接比较器CMP的正输入端CMV_IN+。

综上所述，上述实施例不需使用功率因素校正器及滤波电容，且直接以交流电源作为输入电力，即能达到高效率电光转换且具有低谐波及高功率因素，并且有效减少电路体积及制造成本，确实达到本新型的功效和目的。

惟以上所述者，仅为本新型的较佳实施例而已，当不能以此限定本新型实施的范围，即大凡依本新型申请专利范围及新型说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本新型专利涵盖的范围内。

Claims (9)

1.一种发光二极管驱动电路，其特征在于，用以驱动由至少一个串并联的发光二极管组成的发光二极管模块，该发光二极管驱动电路包括：

一个桥式整流器，接受一个交流电力并对其进行整流以输出一个脉动直流电压；

一个电感，一端与该桥式整流器电耦接，以接受该脉动直流电压，另一端与该发光二极管模块一端顺向电耦接；

一个功率开关，具有一个第一端、一个第二端及一个决定该第一端与该第二端导通与否的受控端，该第一端与该电感的另一端电耦接；

一个第一放大电路，与该功率开关的第二端电耦接，并根据一个第一放大倍率将流经该功率开关的一个第一电流对应转换并放大成一个第一电压；

一个第二放大电路，与该发光二极管模块的另一端顺向电耦接，并根据一个第二放大倍率将流经该发光二极管模块的一个第二电流对应转换并放大成一个第二电压；

一个开关驱动电路，与该功率开关的该受控端电耦接，以控制该功率开关导通与否，当该功率开关导通，该第一电流经由该电感流经该功率开关，使该电感储能，且该第一放大电路输出该第一电压，当该功率开关不导通，该电感释能，使该第二电流流经该发光二极管模块，且该第二放大电路输出该第二电压；

一个D型触发器，根据一个连接至时钟输入端的触发信号动作，且其Q端与该开关驱动电路电耦接，以通过该开关驱动电路控制该功率开关导通与否；及

一个比较电路，接受该第一电压及第二电压，且比较该第一电压与该参考电压，并判断该第一电压小于该参考电压时，输出逻辑1给该D型触发器，使通过该开关驱动电路控制该功率开关导通，否则，输出逻辑0给该D型触发器，使通过该开关驱动电路控制该功率开关不导通，并比较该第二电压与该参考电压，且于判断该第二电压大于该参考电压时，输出逻辑0给该D型触发器，使通过该开关驱动电路控制该功率开关持续不导通，否则，输出逻辑1给该D型触发器，使通过该开关驱动电路控制该功率开关导通，且再次比较该第一电压与该参考电压。

2.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该比较电路包含一个接受该第一电压和第二电压的2X1多工器以及一个比较器，当该2X1多工器选择输出该第一电压与该参考电压比较，且当该第一电压小于该参考电压时，该比较器输出逻辑1，直到该第一电压大于或等于该参考电压，该比较器输出逻辑0，同时控制该2X1多工器选择输出该第二电压与该参考电压比较，且当该第二电压大于该参考电压，该比较器输出逻辑0，直到该第二电压降至小于或等于该参考电压，该比较器输出逻辑1，同时控制该2X1多工器选择输出该第一电压与该参考电压比较。

3.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该参考电压包含一个上限电压及一个下限电压，该触发信号是一个第一时钟，且该比较电路包含：

一个上限比较电路，接受该第一电压，并比较该第一电压大于或等于该上限电压时，输出逻辑0，否则输出逻辑1；

一个下限比较电路，接受该第二电压，并比较该第二电压小于或等于该下限电压时，输出逻辑1，否则输出逻辑0；

一个第一与门，其一输入端连接该D型触发器的Q端，另一输入端连接该上限比较电路的输出端；一个第二与门，其一输入端连接该D型触发器的

端，另一输入端连接该下限比较电路的输出端；及

一个第一或门，其两输入端各别连接该第一与门及第二与门的输出端，且其输出端连接该D型触发器的D端。

4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该第一放大电路包括一个第一电阻及一个第一放大器，该第一电阻串接在该功率开关的另一端，使该第一电流流过该第一电阻以取得一个第一压降，且该第一放大器电耦接在该第一电阻与该功率开关的接点以接受该第一压降，且根据该第一放大倍率放大该第一压降而输出该第一电压；该第二放大电路包括一个第二电阻及一个第二放大器，该第二电阻串接在该发光二极管模块的另一端，使该第二电流流过该第二电阻以取得一个第二压降，且该第二放大器电耦接在该第二电阻与该发光二极管模块的接点以接受该第二压降，且根据该第二放大倍率放大该第二压降而输出该第二电压。

5.如权利要求4所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该上限比较电路包括一个上限电压产生电路及一个第一比较器，该上限电压产生电路包括串联的一个第三电阻R3及一个第四电阻R4，该第三电阻R3另一端接地，该第四电阻R4另一端接受该脉动直流电压输入，以对该脉动直流电压进行分压，并从该第三电阻R3与第四电阻R4的接点取得该第三电阻R3上的压降做为该上限电压；该下限比较电路包括一个下限电压产生电路及一个第二比较器，该下限电压产生电路包括串联的一个第五电阻R5及一个第六电阻R6，该第五电阻R5另一端接地，该第六电阻R6另一端接受该脉动直流电压输入，以对该脉动直流电压进行分压，并从该第五电阻R5与第六电阻R6的接点取得该第五电阻R5上的压降做为该下限电压。

6.如权利要求5所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该第一放大倍率是根据一个大于1的上限系数F_RIP，UP、该交流电力V_AC、该降压变压器的匝数比N、该发光二极管模块的一个连续电流额定值I_LED,CONT、该发光二极管模块的总压降V_LED及该连续电流额定值的一个小于1的规格安全比率F_DeRate而设定，使得第一放大倍率 $A1=\frac{1}{R1}\left(\frac{R3}{R3+R4}\frac{1}{F_{\mathrm{RIP},\mathrm{UP}}*F_{\mathrm{DeRate}}{*I}_{\mathrm{LED},\mathrm{CONT}}}\frac{{V_{\mathrm{AC}}}^2}{N^2*V_{\mathrm{LED}}}\right),$ 该第二放大倍率是根据一个小于1的下限系数F_RIP,DN、该交流电力V_AC、该降压变压器的匝数比N、该连续电流额定值I_LED,CONT、该发光二极管模块的总压降V_LED及该规格安全比率F_DeRate而设定，使得第二放大倍率 $A2=\frac{1}{R2}\left(\frac{R5}{R5+R6}\frac{1}{F_{\mathrm{RIP},\mathrm{DN}}*F_{\mathrm{DeRate}}{*I}_{\mathrm{LED},\mathrm{CONT}}}\frac{{V_{\mathrm{AC}}}^2}{N^2*V_{\mathrm{LED}}}\right).$

7.如权利要求6所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，当该第五电阻的阻值与该第三电阻相同，该第六电阻的阻值与该第四电阻相同，该第二电阻的阻值与该第一电阻相同，则该第二放大倍率 $A2=\frac{F_{\mathrm{RIP},\mathrm{UP}}}{F_{\mathrm{RIP},\mathrm{DN}}}*A1.$

8.如权利要求7所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，还包括一个异或门及一个第二或门，该异或门的一个输入端连接该D型触发器的D端，另一输入端连接该D型触发器的Q端，且其输出端连接该第二或门的一输入端，该第一时钟连接该第二或门的另一输入端，而该第二或门的输出端连接该D型触发器的时钟输入端，并根据该异或门的输出及该第一时钟产生一个第二时钟控制该D型触发器工作。

9.如权利要求1至3其中任一项所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，还包含一个匝数比为N的降压变压器，用以对一个交流市电进行降压，以产生该交流电力，使该交流电力的电压小于该发光二极管模块的总压降V_LED，其中N＞1。

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