TW201338617A - 發光二極體驅動電路 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種發光二極體驅動電路，包括一整流器、複數個發光二極體、複數級開關器、一回授電阻及一電流偵測控制器，整流器將一交流電源轉換為一直流輸入電壓，輸入電壓負載於各發光二極體及各級開關器之間，以在回授電阻上產生一回授電流，電流偵測控制器設定有上限及下限額定電流值，若回授電流大於上限額定電流值或小於下限額定電流值時，電流偵測控制器根據各級開關器之開關順序以關閉至少一級開關器或導通至少一級開關器，則，本發明驅動電路藉由偵測回授電流之方式控制各級開關器之導通或關閉，以驅動發光二極體進行發光。

Description

發光二極體驅動電路

本發明有關於一種發光二極體驅動電路，其藉由偵測回授電流之方式來控制各級開關器之導通或關閉，進而以驅動發光二極體進行發光。

近年來發光二極體(Light Emitting Diode)的製程技術發展快速，使得發光二極體之發光效率及發光亮度均大幅提升，且其具有使用壽命長、功率消耗低等特點。因此，發光二極體已經逐漸地取代一般燈管而作為一般照明元件之趨勢。

一種習用發光二極體驅動電路100係如第1圖所示，發光二極體驅動電路100包括一整流器11、複數個發光二極體131、132、133、134、複數個開關器141、142、143、144及一電壓偵測控制器15。

驅動電路100係以一交流電源V_AC作為電壓源，整流器11連接交流電源V_AC，以對於交流電源V_AC進行整流而轉換出一脈動的直流輸入電壓V_IN。發光二極體131、132、133、134係以串聯的方式連接至整流器11，以接收該輸入電壓V_IN。各開關器141、142、143、144之輸入端(如汲極端或集極端)分別連接至對應的發光二極體131、132、133、134之負極端，控制端(如閘極端或基極端)分別連接至電壓偵測控制器15，而輸出端(如源極端或射極端)接地。

當驅動電路100對於發光二極體131、132、133及/或134進行驅動時，電壓偵測控制器15將偵測目前輸入電壓V_IN之電壓大小(如第2圖所示)，以控制各開關器141、142、143、144的導通或關閉。例如：若電壓偵測控制器15偵測出輸入電壓V_IN低於V₁時，將控制各開關器141、142、143、144關閉，發光二極體131、132、133、134皆無法驅動發光。若偵測出輸入電壓V_IN落在V₁與V₂之間，將控制開關器141導通及開關器142、143、144關閉，則電流I1流過開關器141，以令發光二極體131驅動發光。若偵測出輸入電壓V_IN落在V₂與V₃之間，將控制開關器142導通及開關器141、143、144關閉，則電流I2流過開關器142，以令發光二極體131、132驅動發光。若偵測出輸入電壓V_IN落在V₃與V₄之間，將控制開關器143導通及開關器141、142、144關閉，則電流I3流過開關器143，以令發光二極體131、132、133驅動發光。若偵測出輸入電壓V_IN高於V₄，將控制開關器144導通及開關器141、142、143關閉，則電流I4流過開關器144，以令發光二極體131、132、133、134驅動發光。

上述習用發光二極體驅動電路100係以偵測輸入電壓V_IN之方式來控制各開關器141、142、143、144之導通與否。又，如第3圖所示，習用另一發光二極體驅動電路101亦可採用偵測電流的方式來控制各開關器141、142、143、144之導通與否，其詳細內容如下所述：各開關器141、142、143、144之輸出端分別連接一限流電阻161、162、163、164。再者，除第一段開關器141外，其餘後段開關器142、143、144與限流電阻162、163、164之連接處分別連接一電流偵測器182、183、184之其中一端，而各電流偵測器182、183、184之另一端分別連接至控制器17。

進一步配合第4圖訊號狀態表所示，控制器17會將各開關器141、142、143、144預設在導通狀態(例如：控制器17發出高準位訊號(H)至各開關器141、142、143、144之G1、G2、G3、G4)。當輸入電壓V_IN之電位隨著時間變化而使得電位足以驅動部分或全部的發光二極體131、132、133及/或134進行發光時，電流偵測器182、183或184將可偵測出其對應連接的開關器142、143或144已流過電流(使用代號H進行表示)I2、I3或I4並通知控制器17，控制器17將會發出低準位訊號(L)控制這些有電流I2、I3或I4流過之開關器142、143或144其前一級開關器141、142或143進行關閉。相反的，當輸入電壓V_IN之電位隨著時間變化而使得電位不足以驅動部分或全部的發光二極體131、132、133及/或134進行發光時，電流偵測器182、183或184將可偵測出其對應連接的開關器142、143或144未流過電流(使用代號L進行表示)I2、I3或I4並通知控制器17，控制器17將會發出高準位訊號(H)控制這些未有電流I2、I3或I4流過之開關器142、143或144其前一級開關器141、142或143進行導通。

雖，發光二極體驅動電路101亦可控制各發光二極體131、132、133、134所對應的各開關器141、142、143、144之開關動作而令發光二極體131、132、133及/或134驅動發光，然，使用多數個限流電阻161、162、163、164進行電流偵測，將會使得負載相對增加而造成能量無形的耗損。

本發明之一目的，在於提供一種發光二極體驅動電路，其驅動電路包括複數個發光二極體及其對應連接之複數級開關器，一輸入電壓負載於各發光二極體及各級開關器之間而因此產生一回授電流，藉由偵測回授電流之方式控制各級開關器之導通與否，以驅動相對應的發光二極體進行發光。

本發明又一目的，在於提供一種發光二極體驅動電路，其驅動電路之中設置有一偵測回授電流之電流偵測控制器，電流偵測控制器設定有一上限及一下限額定電流值，當回授電流大於上限額定電流值時，電流偵測控制器選擇控制至少一級開關器之開關通道縮小或開關通道完全關閉，反之，當回授電流小於下限額定電流值時，電流偵測控制器選擇控制至少一級開關器之開關通道放大或開關通道完全導通，致使以調整回授電流之大小而令回授電流盡量操作在電流偵測控制器所設定的額定電流範圍內。

本發明又一目的，在於提供一種發光二極體驅動電路，其驅動電路之中設置有一偵測回授電流之電流偵測控制器，電流偵測控制器對於各開關器之操作電壓設定有多階層的額定電壓值，電流偵測控制器根據回授電流與各段額定電流值之大小比較以操控至少一級開關器的操作電壓一階一階地往下切換或一階一階地往上切換，，致使以調整回授電流之大小而令回授電流盡量操作在電流偵測控制器所設定的額定電流範圍內。

為達成上述目的，本發明提供一種發光二極體驅動電路，包括：一整流器，連接一交流電源，用以轉換出一直流的輸入電壓；複數個發光二極體，各發光二極體係以串聯方式連接至整流器，以接收輸入電壓；一電流偵測控制器，連接整流器，設定有至少一上限額定電流值及至少一下限額定電流值；複數級開關器，其輸入端分別連接至對應的發光二極體，控制端分別連接至電流偵測控制器，而輸出端接地；及一回授電阻，其中一端連接至電流偵測控制器，另一端接地；其中，電流偵測控制器偵測回授電阻上所產生的一回授電流，當回授電流大於上限額定電流值時，電流偵測控制器選擇控制至少一級開關器之開關通道縮小或開關通道完全關閉，當回授電流小於下限額定電流值時，電流偵測控制器選擇控制至少一級開關器之開關通道放大或開關通道完全導通。

本發明一實施例中，其中電流偵測控制器對於各開關器之操作電壓設定有一最高階層額定電壓值及一最低階層額定電壓值，當回授電流大於上限額定電流值時，電流偵測控制器控制被選擇的開關器之操作電壓從最高階層額定電壓值切換為最低階層額定電壓值，當回授電流小於下限額定電流值時，電流偵測控制器控制被選擇的開關器之操作電壓從最低階層額定電壓值切換為最高階層額定電壓值。

本發明一實施例中，其中電流偵測控制器對於各開關器之操作電壓設定有一最高階層額定電壓值、至少一中間階層額定電壓值及一最低階層額定電壓值，當回授電流大於上限額定電流值時，電流偵測控制器控制被選擇的開關器之操作電壓從最高階層額定電壓值切換為中間階層額定電壓值或從中間階層額定電壓值切換為最低階層額定電壓值，當回授電流小於下限額定電流值時，電流偵測控制器控制被選擇的開關器之操作電壓從最低階層額定電壓值切換為中間階層額定電壓值或從中間階層額定電壓值切換為最高階層額定電壓值。

本發明一實施例中，其中各級開關器之初始狀態設定為一導通狀態。

本發明一實施例中，其中電流偵測控制器利用一開關狀態記錄表記錄各級開關器之開關狀態。

本發明一實施例中，其中各級開關器為一金氧半場效電晶體或一雙載子接面電晶體。

本發明一實施例中，其中整流器為一橋式整流器。

請參閱第5圖，為本發明發光二極體驅動電路一較佳實施例之電路結構示意圖。如圖所示，本發明發光二極體驅動電路200包括有一整流器21、複數個發光二極體231、232、233、234、複數級開關器241、242、243、244、一電流偵測控制器25及一回授電阻26。

整流器21為一橋式整流器其連接一市電之交流電源V_AC，以對於交流電源V_AC進行全波整流而轉換出一直流的輸入電壓V_IN。各發光二極體231、232、233、234係以串聯的方式連接至整流器21，以接收輸入電壓V_IN。

各級開關器241、242、243、244分別為一金氧半場效電晶體或一雙載子接面電晶體，其輸入端(如汲極端或集極端)分別連接至對應的發光二極體231、232、233、234之負極端，控制端(如閘極端或基極端)連接至電流偵測控制器25，而輸出端(如源極端或射極端)接地。再者，電流偵測控制器25對於各級開關器241、242、243、244之閘源極的操作電壓V_GS設定有兩個操作階層之額定電壓值，如：最高階層額定電壓值V_GS(H)、最低階層額定電壓值V_GS(L)。本實施例中，當開關器241/242/243/244之閘源極電壓V_GS受到電流偵測控制器25的控制而操作在最高階層額定電壓值V_GS(H)時，開關器241/242/243/244處在開關通道完全導通狀態(H)，反觀，當開關器241/242/243/244之閘源極電壓V_GS受到電流偵測控制器25的控制而操作在最低階層額定電壓值V_GS(L)時，開關器241/242/243/244處在開關通道完全關閉狀態(L)。再者，各級開關器241、242、243、244開關通道導通時可分別流過電流I1、I2、I3、I4。

此外，各級開關器241、242、243、244之開關前後順序分別為第一級開關器(Q1)241、第二級開關器(Q2)242、第三級開關器(Q3)243及第四級開關器(Q4)244等等，其初始狀態皆被電流偵測控制器25設定為一導通狀態，例如：電流偵測控制器25發出高準位訊號(H)至各級開關器241、242、243、244之閘極端G1、G2、G3、G4以將各級開關器241、242、243、244之閘源極電壓V_GS預設操作在最高階層額定電壓值V_GS(H)。

回授電阻26之其中一端連接至電流偵測控制器25，另一端接地。各級開關器241、242、243及/或244所流過之電流I1、I2、I3及/或I4透過電路迴路回流至回授電阻26上，而在回授電阻26上產生一回授電流I_F。

而電流偵測控制器25連接整流器21及各級開關器241、242、243、244，其設定有兩段額定電流值，如上限額定電流值I_H及下限額定電流值I_L。電流偵測控制器25可根據回授電流I_F與上限額定電流值I_H或下限額定電流值I_L之大小比較，而依此控制開關器241/242/243之閘源極電壓V_GS操作在最高階層額定電壓值V_GS(H)或最低階層額定電壓值V_GS(L)，其開關控制方式容後詳細闡述。此外，電流偵測控制器25尚包括有一開關狀態記錄表251，該開關狀態記錄表251用以記錄各級開關器241、242、243、244之開關狀態。

接續，進一步參閱第6圖、第7圖及第8圖所示，詳細解說本實施例電流偵測控制器25控制各級開關器241、242、243、244之開關控制方式，其如下所述：首先，在最初T₀時間點，輸入電壓V_IN處在較低電位無法驅動任何的發光二極體231、232、233、234，各級開關器241、242、243、244未流過任何電流I1、I2、I3、I4，電流偵測控制器25維持各級開關器241、242、243、244之開關狀態(例如：開關器241、242、243、244皆為導通狀態)，回授電阻26上所產生的回授電流I_F為零。

在T₁時間點，輸入電壓V_IN之電壓值隨著時間持續增加足以驅動第一發光二極體231，則電流I1流過第一級開關器241而在回授電阻26上產生回授電流I_F(I_F=I1)。

在T1-T2期間，若輸入電壓V_IN之電壓值隨著時間持續增加足以驅動第一及第二二極體231、232時，則電流I1、I2分別流過第一級開關器241及第二級開關器242而在回授電阻26上產生回授電流I_F(I_F=I1+I2)。

在T2時間點，回授電流I_F(I_F=I1+I2)之電流值301已超過電流偵測控制器25所設定的上限額定電流值I_H時，電流偵測控制器25參照開關狀態記錄表251所記錄的各級開關器241、242、243、244之開關狀態由前至後選擇關掉一級開關器。則，電流偵測控制器25將會優先選擇關掉第一級開關器(Q1)241並相對發出一低準位訊號(L)至第一級開關器(Q1)241之閘極端(G1)，以將第一級開關器(Q1)241之閘源極電壓V_GS從最高階層額定電壓值V_GS(H)往下切換至最低階層額定電壓值V_GS(L)而從導通轉變為關閉狀態(H→L)，回授電流I_F(I_F=I2)往下壓低至上限額定電流值I_H以下。

在T2-T3期間，若輸入電壓V_IN之電壓值隨著時間持續增加足以驅動第一、第二及第三二極體231、232、233時，則電流I2、I3分別流過第二級開關器242及第三級開關器243而在回授電阻26上產生回授電流I_F(I_F=I2+I3)。

在T3時間點，回授電流I_F(I_F=I2+I3)之電流值302再度超過電流偵測控制器25所設定的上限額定電流值I_H時，電流偵測控制器25透過開關狀態記錄表251得知前一級開關器(Q1)241已經被關閉。則，電流偵測控制器25繼續選擇關掉第二級開關器(Q2)242並相對發出一低準位訊號(L)至第二級開關器(Q2)242之閘極端(G2)，以將第二級開關器(Q2)242之閘源極電壓(V_GS)從最高階層額定電壓值V_GS(H)往下切換至最低階層額定電壓值V_GS(L)而從導通轉變為關閉狀態(H→L)，回授電流I_F(I_F=I3)再一次往下壓低至上限額定電流值I_H以下。

同理，在T3-T4期間，若輸入電壓V_IN之電壓值足以驅動第一、第二、第三及第四二極體231、232、233、234，電流I3、I4分別流過第三級開關器243及第四級開關器244而在回授電阻26上產生回授電流I_F(I_F=I3+I4)。

在T4時間點，回授電流I_F(I_F=I3+I4)之電流值303再度超過電流偵測控制器25所設定的上限額定電流值I_H時，電流偵測控制器25透過開關狀態記錄表251得知前兩級開關器(Q1)241、(Q2)242都被關閉。則，電流偵測控制器25繼續選擇關掉第三級開關器(Q3)243並相對發出一低準位訊號(L)至第三級開關器(Q3)243之閘極端(G3)，以將第三級開關器(Q3)243之閘源極電壓(V_GS)從最高階層額定電壓值V_GS(H)往下切換至最低階層額定電壓值V_GS(L)而從導通轉變為關閉狀態(H→L)，回授電流I_F(I_F=I4)再一次往下壓低至上限額定電流值I_H以下。

接著，在本發明一實施例中，最後一級開關器(如第四級開關器244)永遠設定在導通狀態。於是，在T4-T6期間，即使回授電流I_F(I_F=I4)跟隨輸入電壓V_IN之電壓值變化而超過上限額定電流值I_H以上，電流偵測控制器25也不會關閉最後一級開關器244。

相對地，在T6時間點，回授電流I_F(I_F=I4)之電流值311已低於電流偵測控制器25所設定的下限額定電流值I_L時，電流偵測控制器25參照開關狀態記錄表251所記錄的各級開關器241、242、243、244之開關狀態由後至前選擇導通一級開關器。則，電流偵測控制器25首先將會導通第三級開關器(Q3)243並相對發出一高準位訊號(H)至第三級開關器(Q3)243之閘極端(G3)，以將第三級開關器(Q3)243之閘源極電壓V_GS從最低階層額定電壓值V_GS(L)往上切換至最高階層額定電壓值V_GS(H)而從關閉狀態重新回到導通狀態(L→H)，回授電流I_F(I_F=I3+I4)往上拉升至下限額定電流值I_L以上。

在T6-T7期間，若輸入電壓V_IN之電壓值隨著時間持續減少無法驅動第四二極體234時，驅動電路200只會有電流I3流過第三級開關器243而在回授電阻26上產生回授電流I_F(I_F=I3)。

在T7時間點，回授電流I_F(I_F=I3)之電流值313再度低於電流偵測控制器25所設定的下限額定電流值I_L時，電流偵測控制器25透過開關狀態記錄表251得知後兩級開關器(Q3)243、(Q4)244已經被導通。則，電流偵測控制器25繼續選擇導通第二級開關器(Q2)242並相對發出一高準位訊號(H)至第二級開關器(Q2)242之閘極端(G2)，以將第二級開關器(Q2)242之閘源極電壓V_GS從最低階層額定電壓值V_GS(L)往上切換至最高階層額定電壓值V_GS(H)而從關閉狀態重新回到導通狀態(L→H)，回授電流I_F(I_F=I2+I3)再一次往上拉升至下限額定電流值I_L以上。

在T7-T8期間，若輸入電壓V_IN之電壓值隨著時間持續減少無法驅動第三及第四二極體233、234時，驅動電路200只會有電流I2流過第二級開關器242而在回授電阻26上產生回授電流I_F(I_F=I2)。

在T8時間點，回授電流I_F(I_F=I2)之電流值313再度低於電流偵測控制器25所設定的下限額定電流值I_L時，電流偵測控制器25透過開關狀態記錄表251得知後三級開關器(Q2)242、(Q3)243、(Q4)244皆被導通。則，電流偵測控制器25接續選擇導通第一級開關器(Q2)242並相對發出一高準位訊號(H)至第一級開關器(Q1)241之閘極端(G1)，以將第一級開關器(Q1)241之閘源極電壓V_GS從最低階層額定電壓值V_GS(L)往上切換至最高階層額定電壓值V_GS(H)而從關閉狀態重新回到導通狀態(L→H)，回授電流I_F(I_F=I1+I2)再一次往上拉升至下限額定電流值I_L以上。

在T8-T9期間，若輸入電壓V_IN之電壓值隨著時間持續減少無法驅動第二、第三及第四二極體232、233、234時，驅動電路200只會有電流I1流過第一級開關器241而在回授電阻26上產生回授電流I_F(I_F=I1)。

在T9時間點及T9-T10期間，輸入電壓V_IN將處在較低電位無法再驅動任何的發光二極體231、232、233、234，各級開關器241、242、243、244未流過任何電流I1、I2、I3、I4，回授電阻26上所產生的回授電流I_F為零。

承上內容簡單說明，當回授電流I_F大於電流偵測控制器25所設定的上限額定電流值I_H時，電流偵測控制器25根據各級開關器之開關順序由前至後一級接著一級依序關閉各級開關器241/242/243，且執行該關閉程序之開關器241/242/243之閘源極電壓V_GS將從最高階層額定電壓值V_GS(H)往下切換至最低階層額定電壓值V_GS(L)。反之，當回授電流I_F小於電流偵測控制器25所設定的下限額定電流值I_L時，電流偵測控制器25根據各級開關器241/242/243之開關順序由後至前一級接著一級依序導通各級開關器開關器243/242/241，且執行該導通程序之開關器241/242/243之閘源極電壓V_GS將從最低階層額定電壓值V_GS(L)往上切換至最高階層額定電壓值V_GS(H)。

本發明發光二極體驅動電路200雖以四個發光二極體231、232、233、234及搭配四級開關器241、242、243、244進行實施例解說，然，其設置數量並不以此為限。並且，每一發光二極體231、232、233、234係由單一個或複數個發光二極體元件所組成。

另，請參閱第9圖、第10圖及第11圖，本發明又一實施例中，電流偵測控制器25對於各級開關器241、242、243、244之閘源極的操作電壓V_GS除控制在最高階層額定電壓值V_GS(H)或最低階層額定電壓值V_GS(L)外，亦可進一步控制在至少一中間階層額定電壓值V_GS(M)。電流偵測控制器25可根據回授電流I_F與上限額定電流值I_H或下限額定電流值I_L之大小比較，而控制開關器241/242/243之閘源極電壓V_GS操作在最高階層額定電壓值V_GS(H)、中間階層額定電壓值V_GS(M)或最低階層額定電壓值V_GS(L)。

在本實施例中，開關器241/242/243/244之閘源極電壓V_GS操作在最高階層額定電壓值V_GS(H)時，開關器241/242/243/244處在開關通道完全導通狀態(H)；開關器241/242/243/244之閘源極電壓V_GS操作在最低階層額定電壓值V_GS(L)時，開關器241/242/243/244處在開關通道完全關閉狀態(L)；而開關器241/242/243/244之閘源極電壓V_GS操作在中間階層額定電壓值V_GS(M)時，開關器241/242/243/244處在開關通道部分導通狀態(M)。

本實施例電流偵測控制器25對於各級開關器241/242/243進一步加入至少一中間階層的開關控制動作，其相對於上述實施例之不同處如下所述：在T2時間點，若回授電流I_F(I_F=I1+I2)之電流值321已超過本實施例電流偵測控制器25設定的上限額定電流值I_H時，電流偵測控制器25參照開關狀態記錄表251所記錄的各級開關器241、242、243、244之開關狀態由前至後選擇控制一級開關器之開關通道縮小。則，電流偵測控制器25將會優先選擇縮小第一級開關器(Q1)241之開關通道並相對發出一中準位訊號(M)至第一級開關器(Q1)241之閘極端(G1)，以將第一級開關器(Q1)241之閘源極電壓V_GS從最高階層額定電壓值V_GS(H)往下切換至中間階層額定電壓值V_GS(M)而從開關通道完全導通狀態轉變為部分導通狀態(H→M)，將可降低電流I1之電流量而使得回授電流I_F(I_F=I1+I2)往下壓低至上限額定電流值I_H以下。

隨後，在T2-T3期間，若回授電流I_F(I_F=I1+I2)之電流值322又超過電流偵測控制器25所設定的上限額定電流值I_H時，電流偵測控制器25將會發出一低準位訊號(L)至第一級開關器(Q1)241之閘極端(G1)，以將第一級開關器(Q1)241之通道完全關閉(M→L)，回授電流I_F(I_F=I2)往下壓低至上限額定電流值I_H以下。

同理，在T3或T4時間點，若回授電流I_F(I_F=I2+I3或I_F=I3+I4)之電流值323或325又超過電流偵測控制器25所設定的上限額定電流值I_H時，電流偵測控制器25將會選擇縮小第二級開關器(Q2)242或第三級開關器(Q3)243之開關通道並相對發出一中準位訊號(M)至第二級開關器(Q2)242或第三級開關器(Q3)243，以將第二級開關器(Q2)242或第三級開關器(Q3)243之閘源極電壓V_GS從最高階層額定電壓值V_GS(H)往下切換至中間階層額定電壓值V_GS(M)而從開關通道完全導通狀態轉變為部分導通狀態(H→M)，將可降低電流I2或I3之電流量而使得回授電流I_F(I_F=I2+I3或I3+I4)往下壓低至上限額定電流值I_H以下。

隨後，在T3-T4或T4-T5期間，若回授電流I_F(I_F=I2+I3或I3+I4)之電流值324或326也超過電流偵測控制器25所設定的上限額定電流值I_H時，電流偵測控制器25將會發出一低準位訊號(L)至第二級開關器(Q2)242或第三級開關器(Q3)243，以將第二級開關器(Q2)242或第三級開關器(Q3)243之通道完全關閉(M→L)，回授電流I_F(I_F=I3或I4)往下壓低至上限額定電流值I_H以下。

相對地，在T6時間點，若回授電流I_F(I_F=I4)之電流值331已低於電流偵測控制器25所設定的下限額定電流值I_L時，電流偵測控制器25參照開關狀態記錄表251所記錄的各級開關器241、242、243、244之開關狀態由後至前選擇控制一級開關器之開關通道放大。則，電流偵測控制器25將會優先選擇放大第三級開關器(Q3)243之開關通道並相對發出一中準位訊號(M)至第三級開關器(Q3)243，以將第三級開關器(Q3)243之閘源極電壓V_GS從最低階層額定電壓值V_GS(L)往上切換至中間階層額定電壓值V_GS(M)而從開關通道完全關閉狀態轉變為部分導通狀態(L→M)，部分導通之第三開關器(Q3)243將可因此流過I3而使得回授電流I_F(I_F=I3+I4)往上拉升至下限額定電流值I_L以上。

隨後，在T6-T7期間，若回授電流I_F(I_F=I3)之電流值332又低於電流偵測控制器25所設定的下限額定電流值I_L時，電流偵測控制器25將會發出一高準位訊號(H)至第三級開關器(Q3)243，以將第三級開關器(Q3)243完全導通(M→H)，藉以進一步增加電流I3之電流量而使得回授電流I_F(I_F=I3)往上拉升至下限額定電流值I_L以上。

同理，在T7或T8時間點，若回授電流I_F(I_F=I3或I_F=I2)之電流值333或335又低於電流偵測控制器25所設定的下限額定電流值I_L時，電流偵測控制器25將會選擇放大第二級開關器(Q2)242或第一級開關器(Q1)241之開關通道並相對發出一中準位訊號(M)至第二級開關器(Q2)242或第一級開關器(Q1)241，以將第二級開關器(Q2)242或第一級開關器(Q1)241之閘源極電壓V_GS從最低階層額定電壓值V_GS(L)往上切換至中間階層額定電壓值V_GS(M)而從開關通道完全關閉狀態轉變為部分導通狀態(L→M)，部分導通之第二級開關器(Q2)242或第一級開關器(Q1)241將可因此流過I2或I1而使得回授電流I_F(I_F=I2+I3或I1+I2)往上拉升至下限額定電流值I_L以上。

在T7-T8或T8-T9期間，若回授電流I_F(I_F=I2或I1)之電流值334或336也低於電流偵測控制器25所設定的下限額定電流值I_L時，電流偵測控制器25將會發出一高準位訊號(H)至第二級開關器(Q2)242或第一級開關器(Q1)241，以將第二級開關器(Q2)242或第一級開關器(Q1)241完全導通(M→H)，藉以進一步增加電流I2或I1之電流量而使得回授電流I_F(I_F=I2或I1)往上拉升至下限額定電流值I_L以上。

再者，其他未描述之開關操作週期係與上述實施例係為一致，在此，不再重複闡述其內容。

承上內容簡單說明，當回授電流I_F大於電流偵測控制器25所設定的上限額定電流值I_H時，電流偵測控制器25根據各級開關器之開關順序由前至後選擇一級開關器241/242/243進行開關通道縮小之動作，被選擇的開關器241/242/243將會一階一階地往下切換V_GS(H)→V_GS(M)→V_GS(L)直到開關通道完全關閉(L)並改換後一級開關器接續進行開關通道縮小為止。反之，當回授電流I_F小於電流偵測控制器25所設定的下限額定電流值I_L時，電流偵測控制器25根據各級開關器之開關順序由後至前選擇一級開關器241/242/243進行開關通道放大之動作，被選擇的開關器241/242/243將會一階一階地往上切換V_GS(L)→V_GS(M)→V_GS(H)直到開關通道完全導通(H)並改換前一級開關器接續進行開關通道放大為止。

本發明實施例之電流偵測控制器25雖以兩段或三段之控制機制來操控開關器241/242/243的開關動作，然，就實際電路設計而言，亦可設定更多段的控制機制(如：亦可設定更多個中間額定電壓值V_GS(M)來達成)來控制各級開關器241/242/243之開關通道縮小、開關通道放大、開關通道關閉或開關通道導通之開關動作，致使以限制回授電流I_F的大小。如此據以實施，將可限制回授電流I_F在大部分的工作週期盡量操作在電流偵測控制器25所設定的額定電流範圍內，而令發光二極體驅動電路200可在較低能量的耗損下達到開關控制的目的。

以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

100．．．發光二極體驅動電路

101．．．發光二極體驅動電路

11．．．整流器

131．．．發光二極體

132．．．發光二極體

133．．．發光二極體

134．．．發光二極體

141．．．開關器

142．．．開關器

143．．．開關器

144．．．開關器

15．．．電壓偵測控制器

161．．．限流電阻

162．．．限流電阻

163．．．限流電阻

164．．．限流電阻

17．．．控制器

182．．．電流偵測器

183．．．電流偵測器

184．．．電流偵測器

200．．．發光二極體驅動電路

21．．．整流器

231．．．發光二極體

232．．．發光二極體

233．．．發光二極體

234．．．發光二極體

241．．．開關器

242．．．開關器

243．．．開關器

244．．．開關器

25．．．電流偵測控制器

251．．．開關狀態記錄表

301．．．回授電流之電流值

302．．．回授電流之電流值

303．．．回授電流之電流值

311．．．回授電流之電流值

312．．．回授電流之電流值

313．．．回授電流之電流值

321．．．回授電流之電流值

322．．．回授電流之電流值

323．．．回授電流之電流值

324．．．回授電流之電流值

325．．．回授電流之電流值

326．．．回授電流之電流值

331．．．回授電流之電流值

332．．．回授電流之電流值

333．．．回授電流之電流值

334．．．回授電流之電流值

335．．．回授電流之電流值

336．．．回授電流之電流值

第1圖：習用發光二極體驅動電路之電路結構示意圖。

第2圖：習用輸入電壓之波形圖。

第3圖：習用又一發光二極體驅動電路之電路結構示意圖。

第4圖：習用又一發光二極體驅動電路之訊號狀態表。

第5圖：本發明發光二極體驅動電路一較佳實施例之電路結構示意圖。

第6圖：本發明電流偵測控制器所設定的上/下限額定電流值與開關器所操作的兩階層額定電壓值之相對關係曲線圖。

第7圖：本發明輸入電壓及回授電流一實施例之曲線圖。

第8圖：本發明開關狀態記錄表一實施例之表格圖。

第9圖：本發明電流偵測控制器所設定的上/下限額定電流值與開關器所操作的三階層額定電壓值之相對關係曲線圖。

第10圖：本發明輸入電壓及回授電流又一實施例之曲線圖。

第11圖：本發明開關狀態記錄表又一實施例之表格圖。

200．．．發光二極體驅動電路

21．．．整流器

231．．．發光二極體

232．．．發光二極體

233．．．發光二極體

234．．．發光二極體

241．．．開關器

242．．．開關器

243．．．開關器

244．．．開關器

25．．．電流偵測控制器

251．．．開關狀態記錄表

Claims (7)

1. 一種發光二極體驅動電路，包括：一整流器，連接一交流電源，用以轉換出一直流的輸入電壓；複數個發光二極體，各發光二極體係以串聯方式連接至整流器，以接收輸入電壓；一電流偵測控制器，連接整流器，設定有至少一上限額定電流值及至少一下限額定電流值；複數級開關器，其輸入端分別連接至對應的發光二極體，控制端分別連接至電流偵測控制器，而輸出端接地；及一回授電阻，其中一端連接至電流偵測控制器，另一端接地；其中，電流偵測控制器偵測回授電阻上所產生的一回授電流，當回授電流大於上限額定電流值時，電流偵測控制器選擇控制至少一級開關器之開關通道縮小或開關通道完全關閉，當回授電流小於下限額定電流值時，電流偵測控制器選擇控制至少一級開關器之開關通道放大或開關通道完全導通。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體驅動電路，其中該電流偵測控制器對於各開關器之操作電壓設定有一最高階層額定電壓值及一最低階層額定電壓值，當該回授電流大於該上限額定電流值時，該電流偵測控制器控制被選擇的該開關器之操作電壓從該最高階層額定電壓值切換為該最低階層額定電壓值，當該回授電流小於該下限額定電流值時，該電流偵測控制器控制被選擇的該開關器之操作電壓從該最低階層額定電壓值切換為該最高階層額定電壓值。
3. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體驅動電路，其中該電流偵測控制器對於各開關器之操作電壓設定有一最高階層額定電壓值、至少一中間階層額定電壓值及一最低階層額定電壓值，當該回授電流大於該上限額定電流值時，該電流偵測控制器控制被選擇的該開關器之操作電壓從該最高階層額定電壓值切換為該中間階層額定電壓值或從該中間階層額定電壓值切換為該最低階層額定電壓值，當該回授電流小於該下限額定電流值時，該電流偵測控制器控制被選擇的該開關器之操作電壓從該最低階層額定電壓值切換為該中間階層額定電壓值或從該中間階層額定電壓值切換為該最高階層額定電壓值。
4. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體驅動電路，其中各級開關器之初始狀態設定為一導通狀態。
5. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體驅動電路，其中該電流偵測控制器利用一開關狀態記錄表記錄各級開關器之開關狀態。
6. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體驅動電路，其中各級開關器為一金氧半場效電晶體或一雙載子接面電晶體。
7. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體驅動電路，其中該整流器為一橋式整流器。