CN205283884U - 可消除电流欠量的多阶led驱动电路 - Google Patents

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Abstract

一种可消除电流欠量的多阶LED驱动电路，具有：一LED模块，具有多个阶段输出端；多个开关单元，与所述多个阶段输出端耦接以接收多个分支电流并提供多个电流感测信号；一电流调节电路，具有一控制端以与一可变参考电压耦接，及一电流通道以接收所述多个分支电流；以及一控制单元，其接收所述多个电流感测信号和该电流信道在一输入端的一电压信号，及控制所述多个开关单元；其中，该控制单元循序地依二相邻的所述电流感测信号的比值决定是否在一延迟时间后断开一所述开关单元，及依所述电压信号决定是否改变所述的延迟时间。

Description

可消除电流欠量的多阶LED驱动电路
技术领域
本实用新型是有关一种LED(lightemittingdiode-发光二极管)驱动电路，特别是关于一种可消除电流欠量(undershoot)的多阶LED驱动电路。
背景技术
一般的多阶LED驱动电路可依一线电压的不同准位提供不同数目的LED作为该线电压的一动态负载，而其工作方式是依一多阶LED负载的阶段数设立相同数目的临界电压，以在该线电压穿越所述的临界电压时改变所述动态负载所含的LED的数目。
然而，由于多个LED的电流-电压曲线不会相同，因此，所设立的所述临界电压便无法适用于不同的LED组合。例如，在相同工作电流的情形下，多个随机拣选的LED不会有相同的顺偏压降，因此，所设立的一所述临界电压便可能低于与其对应的多个LED的一顺偏压降总和，而使该多阶LED驱动电路在该线电压的准位尚不足时就开始驱动所述的动态负载，造成一电流欠量的现象。请参照图1，其绘示一已知多阶LED驱动电路的一线电压和一负载电流的对应波形图。如图1所示，当一线电压VIN穿越临界电压V1、V2、和V3时，一负载电流IL分别产生电流欠量U1、U2、和U3。由于所述的电流欠量现象会造成频闪(flicker)，而频闪会不利于使用者的健康，此乃待解决的问题。
为解决前述问题，使用者亟需一新颖的多阶LED驱动电路。
实用新型内容
本实用新型的一目的在于揭露一种多阶LED驱动电路，其可自动更正一动态LED负载的变动时间以消除一电流欠量现象。
本实用新型的另一目的在于揭露一种多阶LED驱动电路，其可产生和一线电压同相的一输入电流以提供一高数值的功率因子。
本实用新型的又一目的在于揭露一种多阶LED驱动电路，其可大幅改善一LED频闪(flicker)现象。
为达成上述目的，一种可消除电流欠量的多阶LED驱动电路乃被提出，其具有：
一LED模块，具有一输入端及多个阶段输出端，该输入端是与一线电压耦接；
多个开关单元，是与所述多个阶段输出端耦接以接收多个分支电流并提供多个电流感测信号；
一电流调节电路，具有一控制端以与一可变参考电压耦接，及一电流通道以接收所述多个分支电流并在该电流通道的一输入端产生一电压信号；以及
一控制单元，其接收所述多个电流感测信号和所述电压信号，及控制所述多个开关单元；
其中，该控制单元是循序地比较所述多个电流感测信号中的二相邻电流感测信号，以依所述二相邻电流感测信号的一比值与一默认值的一比较结果决定是否在一延迟时间后断开一所述开关单元，以及依所述电压信号和一临界电压的一比较结果决定是否改变所述的延迟时间。
在一实施例中，该线电压是一半波整流电压或一全波整流电压。
在一实施例中，该电流调节电路包含一功率晶体管、一电阻、和一放大器。
在一实施例中，该可变参考电压是和该线电压同相。
在一实施例中，该可变参考电压是依该线电压而产生的一多阶段电压。
为达成上述目的，另一种可消除电流欠量的多阶LED驱动电路乃被提出，其具有：
一LED模块，是由多个次LED模块串接而成且具有一输入端及多个阶段输出端，该输入端是与一线电压耦接，该线电压具有一全波整流波形或一半波整流波形，且所述多个阶段输出端是由所述多个次LED模块的输出端提供；
多个开关单元，各具有一第一控制端、一第一通道、及一电流感测单元，所述第一通道是与一所述阶段输出端耦接以接收一分支电流，所述分支电流流至一共同节点，且所述电流感测单元产生正比于该分支电流的一感测信号俾使所述多个开关单元提供多个电流感测信号CS1-CSM，M为正整数；
一第二功率开关，具有一第二控制端、一第二电流输入端、及一第二电流输出端，该第二电流输入端是与所述共同节点耦接，且该第二电流输出端是经由一电阻耦接至一参考地；
一放大器，具有一正输入端、一负输入端、以及一输出端，该正输入端是与一可变参考电压耦接，该可变参考电压是和所述线电压同相，该负输入端是与该第二功率开关的所述第二电流输出端耦接，且该输出端是与该第二功率开关的所述第二控制端耦接；以及
一控制单元，具有多个第一模拟输入端、一第二模拟输入端、以及多个控制信号输出端，所述多个第一模拟输入端接收所述多个电流感测信号CS1-CSM，该第二模拟输入端是与所述共同节点耦接以接收一电压信号，且所述多个控制信号输出端输出多个控制信号SW1-SWM以分别驱动各所述开关单元的所述第一控制端；
其中，该控制单元先使所述多个控制信号SW1-SWM均呈现一作用状态以导通各所述开关单元，接着，在侦测到所述多个电流感测信号CS1-CSM中的二相邻电流感测信号CSj和CSj+1满足CSj/CSj+1小于K时，j为介于1至M-1的正整数，K为大于1的正实数，先等待一延迟时间再使所述多个控制信号SW1-SWM中的一控制信号SWj呈现不作用状态以断开与所述电流感测信号CSj相对应的所述开关单元，及在改变所述控制信号SWj的状态后，判断所述电压信号是否低于一临界电压，若所述电压信号低于该临界电压则使所述延迟时间增加一修正时间，以及若所述电压信号不低于该临界电压则不改变所述延迟时间。
附图说明
为使审查员能进一步了解本实用新型的结构、特征及其目的，以下结合附图及较佳具体实施例详细说明如后，其中：
图1绘示一已知多阶LED驱动电路的一线电压和一负载电流的对应波形图。
图2绘示本实用新型多阶LED驱动电路其一实施例的电路图。
图3绘示本实用新型多阶LED驱动电路其另一实施例的电路图。
具体实施方式
请参照图2，其绘示本实用新型多阶LED驱动电路其一实施例的电路图。如图2所示，该多阶LED驱动电路包括一LED模块100、多个开关单元110、一电流调节电路120、以及一控制单元130。
LED模块100具有多个次LED模块101、一输入端、及多个阶段输出端，其中，次LED模块101具有至少一LED，该输入端是与一线电压VIN耦接，所述多个阶段输出端是与多个开关单元110耦接，而线电压VIN可为一DC电压或一AC电源的一半波整流电压或一全波整流电压或一时变电压。
多个开关单元110是与所述多个阶段输出端耦接以在多个控制信号SW1-SWM的控制下接收多个分支电流I1-IM并提供多个电流感测信号CS1-CSM，M为正整数。
电流调节电路120具有一控制端以与一可变参考电压VREF耦接，及一电流通道以接收由所述多个分支电流I1-IM加总而成的一总电流IT，并在该电流通道的一输入端产生一电压信号VD。电流调节电路120可包含一功率晶体管、一电阻、和一放大器，而可变参考电压VREF可为和线电压VIN同相的一电压或为依线电压VIN而产生的一多阶段电压。
控制单元130接收所述多个电流感测信号CS1-CSM和所述电压信号VD，及控制所述多个开关单元110，其中，控制单元130循序地比较所述多个电流感测信号CS1-CSM中的二相邻电流感测信号，以依该二相邻电流感测信号的一比值与一默认值的一比较结果决定是否在一延迟时间后断开一开关单元110，以及依电压信号VD和一临界电压的一比较结果决定是否改变所述的延迟时间。
在线电压VIN上升过程中，二相邻分支电流Ij/Ij+1的比值会随着下降，而当该比值小于一默认值时，本实用新型认定该时点为线电压VIN的准位已高到该断开与分支电流Ij对应的一开关单元110的时点。在断开所述开关单元110之后，本实用新型接着以一临界电压和电压信号VD比较，若电压信号VD低于该临界电压，代表所述开关单元110太早被断开，亦即线电压VIN的准位还不足以驱动由所述开关单元110被断开后所形成的LED负载，本实用新型即对所述的延迟时间加上一修正时间；若电压信号VD高于该临界电压，代表线电压VIN的准位已足以驱动由所述开关单元110被断开后所形成的LED负载，本实用新型即不改变所述的延迟时间。
当第M-1个开关单元110被断开后，代表线电压VIN即将到达其峰值并将在一段时间之后变为处于下降过程。在线电压VIN下降过程中，本实用新型是以该临界电压和电压信号VD比较，以在电压信号VD低于该临界电压的各个时点分别导通第M-1至第1个开关单元110。
请参照图3，其绘示本实用新型多阶LED驱动电路其另一实施例的电路图。如图3所示，该多阶LED驱动电路包括一LED模块100、多个开关单元110、一电流调节电路120、以及一控制单元130。
LED模块100是由多个次LED模块101串接而成且具有一输入端及多个阶段输出端，该输入端是与一线电压VIN耦接，该线电压VIN具有一全波整流波形或一半波整流波形，且所述多个阶段输出端是由所述多个次LED模块101的输出端提供。
多个开关单元110各具有一第一控制端111、一第一通道112、及一电流感测单元113，所述第一通道112是与一所述阶段输出端耦接以接收一分支电流Ij，j为介于1至M间的正整数，所述分支电流Ij流至一共同节点，且所述电流感测单元113产生正比于该分支电流的一感测信号以使所述多个开关单元110提供多个电流感测信号CS1-CSM，M为正整数。
电流调节电路120包含一第二功率开关121、一电阻122、及一放大器123。
第二功率开关121具有一第二控制端、一第二电流输入端、及一第二电流输出端，该第二电流输入端是与所述共同节点耦接，且该第二电流输出端是经由电阻122耦接至一参考地。
放大器123具有一正输入端、一负输入端、以及一输出端，该正输入端是与一可变参考电压VREF耦接，该可变参考电压VREF是和所述线电压VIN同相，该负输入端是与该第二功率开关121的所述第二电流输出端耦接，且该输出端是与该第二功率开关121的所述第二控制端耦接。
控制单元130具有多个第一模拟输入端、一第二模拟输入端、以及多个控制信号输出端，所述多个第一模拟输入端接收所述多个电流感测信号CS1-CSM，该第二模拟输入端是与所述共同节点耦接以接收一电压信号VD，且所述多个控制信号输出端输出多个控制信号SW1-SWM以分别驱动各所述开关单元110的所述第一控制端111。
于操作时，该控制单元130先使所述多个控制信号SW1-SWM均呈现一作用状态以导通各所述开关单元110；接着，在侦测到所述多个电流感测信号CS1-CSM中的二相邻电流感测信号CSj和CSj+1满足CSj/CSj+1小于K时，j为介于1至M-1的正整数，K为大于1的正实数，先等待一延迟时间再使所述多个控制信号SW1-SWM中的控制信号SWj呈现不作用状态以断开与所述电流感测信号CSj相对应的所述开关单元110，及在改变所述控制信号SWj的状态后，判断所述电压信号VD是否低于一临界电压，若所述电压信号VD低于该临界电压则使所述延迟时间增加一修正时间，以及若所述电压信号VD不低于该临界电压则不改变所述延迟时间。
当第M-1个开关单元110被断开后，代表线电压VIN即将到达其峰值并将在一段时间之后变为处于下降过程。在线电压VIN下降过程中，本实用新型是以该临界电压和电压信号VD比较，以在电压信号VD低于该临界电压的各个时点分别导通第M-1至第1个开关单元110。如此，本实用新型即可自动更正一动态LED负载的变动时间，从而消除所述的频闪现象。
由以上的说明可知，本实用新型具有以下的优点：
1、本实用新型的多阶LED驱动电路可自动更正一动态LED负载的变动时间以消除一电流欠量现象。
2、本实用新型的多阶LED驱动电路可产生和一线电压同相的一输入电流以提供一高数值的功率因子。
3、本实用新型的多阶LED驱动电路可大幅改善一LED频闪现象。
本案所揭示的，乃较佳实施例，凡是局部的变更或修饰而源于本案的技术思想而为熟习该项技术的人所易于推知的，俱不脱本案的权利要求范畴。

Claims (6)

1.一种可消除电流欠量的多阶LED驱动电路，其特征在于，其具有：
一LED模块，具有一输入端及多个阶段输出端，该输入端与一线电压耦接；
多个开关单元，与所述多个阶段输出端耦接以接收多个分支电流并提供多个电流感测信号；
一电流调节电路，具有一控制端以与一可变参考电压耦接，及一电流通道以接收所述多个分支电流并在该电流通道的一输入端产生一电压信号；以及
一控制单元，其接收所述多个电流感测信号和所述电压信号，及控制所述多个开关单元；
其中，该控制单元循序地比较所述多个电流感测信号中的二相邻电流感测信号，以依所述二相邻电流感测信号的一比值与一默认值的一比较结果决定是否在一延迟时间后断开一所述开关单元，以及依所述电压信号和一临界电压的一比较结果决定是否改变所述的延迟时间。
2.如权利要求1所述的可消除电流欠量的多阶LED驱动电路，其特征在于，其中该线电压是一时变电压、一半波整流电压或一全波整流电压。
3.如权利要求1所述的可消除电流欠量的多阶LED驱动电路，其特征在于，其中该电流调节电路包含一功率晶体管、一电阻、和一放大器。
4.如权利要求1所述的可消除电流欠量的多阶LED驱动电路，其特征在于，其中该可变参考电压和该线电压同相。
5.如权利要求1所述的可消除电流欠量的多阶LED驱动电路，其特征在于，其中该可变参考电压依该线电压而产生的一多阶段电压。
6.一种可消除电流欠量的多阶LED驱动电路，其特征在于，其具有：
一LED模块，由多个次LED模块串接而成且具有一输入端及多个阶段输出端，该输入端与一线电压耦接，该线电压具有一全波整流波形或一半波整流波形，且所述多个阶段输出端由所述多个次LED模块的输出端提供；
多个开关单元，各具有一第一控制端、一第一通道、及一电流感测单元，所述第一通道与一所述阶段输出端耦接以接收一分支电流，所述分支电流流至一共同节点，且所述电流感测单元产生正比于该分支电流的一感测信号以使所述多个开关单元提供多个电流感测信号CS1-CSM，M为正整数；
一第二功率开关，具有一第二控制端、一第二电流输入端、及一第二电流输出端，该第二电流输入端与所述共同节点耦接，且该第二电流输出端经由一电阻耦接至一参考地；
一放大器，具有一正输入端、一负输入端、以及一输出端，该正输入端与一可变参考电压耦接，该可变参考电压和所述线电压同相，该负输入端与该第二功率开关的所述第二电流输出端耦接，且该输出端与该第二功率开关的所述第二控制端耦接；以及
一控制单元，具有多个第一模拟输入端、一第二模拟输入端、以及多个控制信号输出端，所述多个第一模拟输入端接收所述多个电流感测信号CS1-CSM，该第二模拟输入端与所述共同节点耦接以接收一电压信号，且所述多个控制信号输出端输出多个控制信号SW1-SWM以分别驱动各所述开关单元的所述第一控制端；
其中，该控制单元先使所述多个控制信号SW1-SWM均呈现一作用状态以导通各所述开关单元，接着，在侦测到所述多个电流感测信号CS1-CSM中的二相邻电流感测信号CSj和CSj+1满足CSj/CSj+1小于K时，j为介于1至M-1的正整数，K为大于1的正实数，先等待一延迟时间再使所述多个控制信号SW1-SWM中的一控制信号SWj呈现不作用状态以断开与所述电流感测信号CSj相对应的所述开关单元，及在改变所述控制信号SWj的状态后，判断所述电压信号是否低于一临界电压，若所述电压信号低于该临界电压则使所述延迟时间增加一修正时间，以及若所述电压信号不低于该临界电压则不改变所述延迟时间。
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