JP3195014U - 発光ダイオード駆動装置 - Google Patents

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建宏 陳
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Abstract

【課題】電流を安定させて直列の発光ダイオードに流すことで、直列の発光ダイオードの光度を一致させる発光ダイオード駆動装置を提供する。【解決手段】主に昇圧インダクタ10及び電流バランスモジュール16で構成する発光ダイオード駆動装置1は直流電源3及び二組の直列の発光ダイオード5と電気接続する。昇圧インダクタは直流電源と電気接続し、電流バランスモジュールは二つの電流バランスユニット160を含み、各電流バランスユニットはダイオード164、コンデンサー162及びバランスインダクタ166を含む。ダイオードの正極は昇圧インダクタの後端と電気接続し、負極はバランスインダクタと電気接続し、コンデンサーはダイオードと並列に接続し、バランスインダクタは一組の直列の発光ダイオードと電気接続し、バランスインダクタと対応して設置することで、通過する電流のバランスを保たせる。【選択図】図1

Description

本考案は一種の電子装置の駆動回路の構造に関し、特に発光ダイオードの駆動回路の構造の発光ダイオード駆動装置に関する。
平面型表示装置、例えば液晶ディスプレイ装置は高画質、体積が小さく、軽いなどのメリットがあり、既に表示装置の主流となっている。
更に低消費電力の特徴を持つ今の平面型表示装置の多くは発光ダイオードを使い、液晶パネルの光源を提供している。
発光ダイオードは一種の電流駆動の低電圧の単一導電素子であり、加えて発光ダイオードの光通過量は、それに通る電流に従って変化するため、平面型表示装置は均等な光度で発光できるよう、直列或いは並列の発光ダイオードに安定した電流源を提供することで、一致した光度にする必要がある。
従来技術では、直列の発光ダイオードに安定した電流源を流す発光ダイオードの駆動回路は主に、各直列の発光ダイオードに一つの電流ミラーを直列で繋ぐことで、該回路構成は直列の発光ダイオードの数が増えるときに大きくなる。
よって、如何にして直列の発光ダイオードに流す電流を有効的に安定させ、且つ全ての直列の発光ダイオードに流す電流を一致させるための方法を早急に見つけることが重要であった。
特開2011−135040公報
前記公知の発光ダイオード駆動装置の駆動回路の構造の欠点を解決するために、本考案は電流を安定させて直列の発光ダイオードに流すことで、直列の発光ダイオードの光度を一致させる発光ダイオード駆動装置を提供することを主な課題とする。
上述の目的を解決するために、本考案は駆動回路の構造に関する発光ダイオード駆動装置を提供するものである。
発光ダイオード駆動装置は直流電源及び二組の直列の発光ダイオードと電気接続する。
発光ダイオード駆動装置に含まれるのは昇圧インダクタ及び電流バランスモジュールである。
昇圧インダクタは直流電源と電気接続し、電流バランスモジュールは二つの電流バランスユニットを含み、各電流バランスユニットに含まれるのはダイオード、コンデンサー及びバランスインダクタである。
ダイオードの正極は昇圧インダクタの後端と電気接続し、負極はバランスインダクタと電気接続し、コンデンサーはダイオードと並列に接続し、該バランスインダクタは該直列の発光ダイオードと電気接続し、該バランスインダクタと対応して設置することで、通過する電流のバランスを保たせる。
発光ダイオード駆動装置は更にコントローラー、電力変換モジュール及び調光スイッチ切替部品を含む。
電力変換モジュールに含まれるのは昇圧スイッチ切替部品及び第一誘導抵抗器である。
昇圧スイッチ切替部品はコントローラー、昇圧インダクタ及び電流バランスモジュールと電気接続する。
第一誘導抵抗器は昇圧スイッチ切替部品及び接地と電気接続する。
調光スイッチ切替部品は直列の発光ダイオード及びコントローラーと電気接続し、且つ第二誘導抵抗器を通じて接地する。
調光スイッチ切替部品は例えば金属酸化物半導体電界効果トランジスタとすることができ、調光スイッチ切替部品のドレインを直列の発光ダイオードと電気接続し、調光スイッチ切替部品のソースは第二誘導抵抗器を通じて接地し、調光スイッチ切替部品のゲートはコントローラーと電気接続する。
調光スイッチ切替部品は直列の発光ダイオードを通過する電流を検出するためのものであり、検出結果をコントローラーに送る。
コントローラーは検出結果に基づき変調信号を出力して昇圧スイッチ切替部品の切替周波数をコントロールし、更に電力変換モジュールの出力する電力を調整する。
昇圧スイッチ切替部品は金属酸化物半導体電界効果トランジスタとし、昇圧スイッチ切替部品のドレインを昇圧インダクタ及び電流バランスモジュールと電気接続する。
昇圧スイッチ切替部品のゲートをコントローラーと電気接続し、昇圧スイッチ切替部品のソースをコントローラー及び第一誘導抵抗器と電気接続する。
昇圧スイッチ切替部品のゲートはコントローラーが出力するパルス幅変調信号を受信して切替周波数を変えることで、電力変換モジュールの出力する電力の電圧値を調整する。
発光ダイオード駆動装置は更に過電圧保護信号発生モジュール、低電圧保護信号発生装置及びフィルターコンデンサーを含む。
過電圧保護信号発生モジュールは電流バランスモジュール、直列の発光ダイオード及びコントローラーと電気接続する。
過電圧保護信号発生モジュールは二つの過電圧保護信号発生装置を含み、各過電圧保護モジュールは直列に第一抵抗器、第二抵抗器及びダイオードを接続する。
ダイオードの正極は第二抵抗器と電気接続し、ダイオードの負極はコントローラーと電気接続する。
過電圧保護信号発生モジュールは電流バランスモジュールから出力する電力の電圧値を検出するためのものであり、うちの一つの電流バランスユニットが出力する電力の電圧値が予定値より高い場合、コントローラーが設定した過電圧を保護する電圧値より高いと検出すると、コントローラーは昇圧スイッチ切替部品に信号を送るのを停止し、それによりコントローラーの動きをロックする。
低電圧保護信号発生装置は直流電源、昇圧インダクタ及びコントローラーと電気接続し、低電圧保護信号発生装置は直列に接続する第三抵抗器及び第四抵抗器によって構成する。
低電圧保護信号発生装置は直流電源が出力する電力の電圧値を検出するためのものであり、直流電源が出力する電力の電圧値が予定値より低い場合、コントローラーは昇圧スイッチ切替部品に信号を送るのを停止し、コントローラーの動きをロックする。
フィルターコンデンサーは電流バランスモジュール、直列の発光ダイオード及び過電圧保護発生装置と電気接続する。
フィルターコンデンサーは電流バランスユニットから出力するリップル電力をろ過することで、比較安定した電圧を直列の発光ダイオードに送る。
上記をまとめると、本考案の発光ダイオード駆動装置の電流バランスモジュールは二つの同じ数値の電流源(即ち定電流出力)を具有する。
電力変換モジュールは異なる電圧の変換比率の電圧出力を提供することで、一定電圧の出力(定電圧の出力)に達する。
こうすれば発光ダイオードが一致した光度の発光をすることができる。
本考案の発光ダイオード駆動装置により、電流バランスモジュールは二つの同じ数値の電流源(即ち定電流出力)を具有する。
電力変換モジュールは異なる電圧の変換比率の電圧出力を提供することで、一定電圧の出力(定電圧の出力)に達するため、発光ダイオードが一致した光度の発光をすることができる。
本考案の発光ダイオード駆動装置の回路図である。
以下、本考案の発光ダイオード駆動装置の構成の特徴および効果を、最良の実施例と図面を参照しながら詳細に説明する。
図1に示すのは、本考案の発光ダイオード駆動装置のブロック回路図である。
発光ダイオード駆動装置1は直流電源3及び二組の直列の発光ダイオード5と電気接続し、直列の発光ダイオード5を駆動して光度が一致する光線を発する。
直列の発光ダイオード5は複数の発光ダイオード50を連結して構成する。
最良の実施例として、これらの直列の発光ダイオード5は相同の数の発光ダイオード50を具有することである。
発光ダイオード駆動装置1に含まれるのは昇圧インダクタ10、コントローラー12、電力変換モジュール14、電流バランスモジュール16及び一つの調光スイッチ切替部品18である。
昇圧インダクタ10は直流電源3と電気接続し、電力変換モジュール14は昇圧インダクタ10と電気接続する。
電流バランスモジュール16は電力変換モジュール14及び直列の発光ダイオード5と電気接続して直列の発光ダイオード5に相同の電流を提供する。
調光スイッチ切替部品18は直列の発光ダイオード5と電気接続し、コントローラー12は調光スイッチ切替部品18及び電力変換モジュール14と電気接続する。
電力変換モジュール14に含まれるのは昇圧スイッチ切替部品140及び第一誘導抵抗器142である。
昇圧スイッチ切替部品140は昇圧インダクタ10、コントローラー12及び電流バランスモジュール16と電気接続する。
本実施例では昇圧スイッチ切替部品140を金属酸化物半導体電界効果トランジスタで例を挙げて説明し、実際実施する際にはこれによって制限されない。
昇圧スイッチ切替部品140のゲートをコントローラー12と電気接続し、昇圧スイッチ切替部品140のドレインを昇圧インダクタ10、コントローラー12及び電流バランスモジュール16と電気接続する。
昇圧スイッチ切替部品140のソースを第一誘導抵抗器142及びコントローラー12と電気接続する。
第一誘導抵抗器142は昇圧スイッチ切替部品140の相対する一端の接地と接続する。
電流バランスモジュール16に含まれるのは二組の電流バランスユニット160である。
各電流バランスユニット160は一組の直列の発光ダイオード5の正端(即ち直列の発光ダイオード5の正極)と電気接続する。
電流バランスユニット160に含まれるのはコンデンサー162、ダイオード164及びバランスインダクタ166である。
ダイオード164の正極は昇圧インダクタ10及び電力変換モジュール14と電気接続し、ダイオードの負極はバランスインダクタ166と電気接続することで、バランスインダクタ166と直列に接続する。
コンデンサー162はダイオード164の両端を跨ぐことで、ダイオードと並列に接続する。
調光スイッチ切替部品18は例えば(それに制限せず)金属酸化物半導体電界効果トランジスタとし、調光スイッチ切替部品18のドレインを直列の発光ダイオード5の負端(即ち直列の発光ダイオード5の陰極)と電気接続し、調光スイッチ切替部品18のソースは第二誘導抵抗器R5を通じて接地し、調光スイッチ切替部品18のゲートはコントローラー12と電気接続する。
実際操作する際、直流電源3から出力する電力は昇圧インダクタ10によって昇圧してから電力変換モジュール14に送られる。
電力変換モジュール14はコントローラー12が出力するパルス幅変調信号に基づき、電流バランスモジュール16に送りたい電力の切替周波数を変える。
電力変換モジュール14の出力する電圧は、コントローラー12を通って出力するパルス幅変調信号で昇圧スイッチ切替部品140をコントロールする。
電力は電流バランスモジュール16を通じて発光ダイオード50を駆動する。
電流バランスユニット160のダイオード164は電力変換モジュール14が出力する電力の正周期のときに、電力をバランスインダクタ166に通し、バランスインダクタ166は異なる電圧の直列の発光ダイオード5の電流のバランスを取ることで、異なる直列の発光ダイオード5に流す電流が一致し、それにより発光ダイオード50が同じ光度で発光するようになる。
コンデンサー162は異なる直列の発光ダイオード5の電圧差の磁気漏れと吸収を行う。
発光ダイオード駆動装置1は更に二つのフィルターコンデンサー20を含む。
それぞれ電流バランスモジュール16及び一組の直列の発光ダイオード5と電気接続する。
フィルターコンデンサー20は電流バランスモジュール16から出力するリップル電圧をろ過することで、比較的安定した電力を直列の発光ダイオード5に送る。
発光ダイオード駆動装置1は更に過電圧保護信号発生モジュール22、低電圧保護信号発生装置24及びフィルターコンデンサー20を含む。
過電圧保護信号発生モジュール22はそれぞれ電流バランスモジュール16、コントローラー12及び直列の発光ダイオード5と電気接続する。
過電圧保護信号発生モジュール22は二つの過電圧保護信号発生装置220を含み、過電圧保護信号発生装置220は直列に第一抵抗器R1、第二抵抗器R2及びダイオードDを接続する。
第一抵抗器R1はバランスインダクタ166、フィルターコンデンサー20及び直列の発光ダイオード5と電気接続し、第二抵抗器R2の一端は第一抵抗器R1と電気接続し、ダイオードDの正極は第二抵抗器R2の第一抵抗器R1と電気接続する相対端と電気接続し、ダイオードDの負極はコントローラー12と電気接続する。
過電圧保護信号発生モジュール22は電流バランスモジュール16から出力する電力の電圧値を検出するためのものであり、うちの一つの電流バランスユニット160が出力する電力の電圧値が予定値より高い場合、コントローラー12は昇圧スイッチ切替部品140に信号を送るのを停止し、それによりコントローラー12の動きをロックする。
低電圧保護信号発生装置24は直流電源3、昇圧インダクタ10及びコントローラー12と電気接続し、低電圧保護信号発生装置24は直列に接続する第三抵抗器R3及び第四抵抗器R4によって構成する。
第三抵抗器R3は直流電源3及び昇圧インダクタ10と電気接続し、第四抵抗器R4の両端はそれぞれ第三抵抗器R3及びコントローラー12と電気接続する。
低電圧保護信号発生装置24は直流電源3が出力する電力の電圧値を検出するためのものであり、直流電源3が出力する電力の電圧値が予定値より低い場合、コントローラー12は昇圧スイッチ切替部品140に信号を送るのを停止し、コントローラー12の動きをロックする。
上記をまとめると、本考案の発光ダイオード駆動装置1の電流バランスモジュール16は二つの同じ数値の電流源(即ち定電流出力)を具有する。
電力変換モジュール14は異なる電圧の変換比率の電圧出力を提供することで、一定電圧の出力(定電圧の出力)に達する。
こうすれば発光ダイオード50が一致した光度の発光をすることができる。
次に、本考案の発光ダイオード駆動装置1は同時に二組の直列の発光ダイオード5をコントロールすることができ、従来技術の電流ミラーを使って、異なる直列の発光ダイオード5を定電流に達するようにコントロールするのと比較すると、回路構成を具有し、簡単且つ体積が小さいメリットを持つ。
以上の実施例による本考案の詳細な説明は本考案の範囲を制限するものではない。 技術に熟知する者は、駆動回路の構造の変更などの適当な変更および調整を行うことができ、これらの変更および調整を行っても本考案の重要な意義は失われず、本考案の範囲に含まれる。
1 発光ダイオード駆動装置
10 昇圧インダクタ
12 コントローラー
14 電力変換モジュール
140 昇圧スイッチ切替部品
142 第一誘導抵抗器
16 電流バランスモジュール
160 電流バランスユニット
162 コンデンサー
164、D ダイオード
166 バランスインダクタ
18 調光スイッチ切替部品
20 フィルターコンデンサー
22 過電圧保護信号発生モジュール
220 過電圧保護信号発生装置
24 低電圧保護信号発生装置
3 直流電源
5 直列の発光ダイオード
50 発光ダイオード
R1 第一抵抗器
R2 第二抵抗器
R3 第三抵抗器
R4 第四抵抗器
R5 第二誘導抵抗器

Claims (9)

  1. 発光ダイオード駆動装置は、
    昇圧インダクタと電流バランスモジュールを含み、
    一つの直流電源及び二組の直列の発光ダイオードと電気接続し、該発光ダイオード駆動装置に含まれるのは昇圧インダクタと電流バランスモジュールがあり、昇圧インダクタは直流電源と電気接続し、及び、
    該電流バランスモジュールは二つの電流バランスユニットを含み、それぞれ直列の発光ダイオードと電気接続し、
    各該電流バランスユニットに含まれるのは一つのダイオード、一つのコンデンサー及び一つのバランスインダクタであり、
    該ダイオードは昇圧インダクタ及びバランスインダクタと電気接続し、該コンデンサーはダイオードと並列に接続し、
    該バランスインダクタは該直列の発光ダイオードと電気接続し、該バランスインダクタと対応して設置することで、通過する電流のバランスを保たせることを特徴とする発光ダイオード駆動装置。
  2. 前記発光ダイオード駆動装置は更に一つのコントローラー及び電力変換モジュール、調光スイッチ切替部品を含み、
    該電力変換モジュールに含まれるのは昇圧スイッチ切替部品及び第一誘導抵抗器であり、該昇圧スイッチ切替部品はコントローラー、昇圧インダクタ及び電流バランスモジュールと電気接続し、該誘導抵抗器は昇圧スイッチ切替部品及び接地と電気接続し、及び、
    該調光スイッチ切替部品は該直列の発光ダイオード及び該コントローラーと電気接続し、
    該調光スイッチ切替部品は直列の発光ダイオードを通過する電流を検出するためのものであり、検出結果をコントローラーに送り、コントローラーは検出結果に基づき変調信号を出力して昇圧スイッチ切替部品の切替周波数をコントロールし、更に電力変換モジュールの出力する電力を調整することを特徴とする請求項1記載の発光ダイオード駆動装置。
  3. 前記発光ダイオード駆動装置は更に一つの過電圧保護信号発生モジュールを含み、電流バランスモジュール、直列の発光ダイオード及びコントローラーと電気接続することを特徴とする請求項2記載の発光ダイオード駆動装置。
  4. 前記過電圧保護信号発生モジュールは二つの過電圧保護信号発生装置を含み、
    各過電圧保護信号発生装置は直列に第一抵抗器、第二抵抗器及びダイオードを接続し、該第一抵抗器は電流バランスモジュール及び該直列の発光ダイオードと電気接続し、該第二抵抗器は第一抵抗器及び該ダイオードの正極と電気接続し、該ダイオードの負極はコントローラーと電気接続することを特徴とする請求項3記載の発光ダイオード駆動装置。
  5. 前記発光ダイオード駆動装置は更に一つの低電圧保護信号発生装置を含み、該直流電源、昇圧インダクタ及びコントローラーと電気接続することを特徴とする請求項2或いは請求項3或いは請求項4記載の発光ダイオード駆動装置。
  6. 前記低電圧保護信号発生装置は直列に接続する第三抵抗器及び第四抵抗器によって構成し、該第三抵抗器は該直流電源と電気接続し、該第四抵抗器は第三抵抗器及びコントローラーと電気接続することを特徴とする請求項5記載の発光ダイオード駆動装置。
  7. 前記発光ダイオード駆動装置は更に二つのフィルターコンデンサーを含み、それぞれ電流バランスユニット、直列の発光ダイオード及び該過電圧保護信号発生装置と電気接続することを特徴とする請求項6記載の発光ダイオード駆動装置。
  8. 前記調光スイッチ切替部品は金属酸化物半導体電界効果トランジスタとし、調光スイッチ切替部品のドレインを直列の発光ダイオードと電気接続し、調光スイッチ切替部品のソースは第二誘導抵抗器を通じて接地し、調光スイッチ切替部品のゲートはコントローラーと電気接続することを特徴とする請求項7記載の発光ダイオード駆動装置。
  9. 前記昇圧スイッチ切替部品は金属酸化物半導体電界効果トランジスタとし、昇圧スイッチ切替部品のドレインを昇圧インダクタ及び電流バランスモジュールと電気接続し、該昇圧スイッチ切替部品のゲートをコントローラーと電気接続し、昇圧スイッチ切替部品のソースをコントローラー及び第一誘導抵抗器と電気接続することを特徴とする請求項8記載の発光ダイオード駆動装置。
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