TW201521514A - 半導體發光器件組的驅動裝置及方法 - Google Patents

Abstract

本案關於一種用於驅動半導體發光器件組的驅動裝置和驅動方法，該驅動裝置包括：驅動單元，驅動該半導體發光器件組；以及即時控制單元，包括：採樣電路，採集該驅動單元或者該半導體發光器件組的電流瞬時值；以及調整電路，在通過該採樣電路採集的電流瞬時值大於等於預定參考值時，調整該驅動單元的輸出。本申請的用於驅動半導體發光器件組的驅動裝置和方法可以有效地減小半導體發光器件的電流衝擊並且成本低。

Description

半導體發光器件組的驅動裝置及方法

本申請涉及一種用於驅動半導體發光器件組的驅動裝置及驅動方法。

隨著半導體技術的深入發展，諸如LED或半導體雷射器之類的半導體發光器件由於效率高、壽命長、不易破損、可靠性高等優點，從而逐漸取代傳統光源得到越來越廣泛的應用。

通常，半導體發光器件使用恒流方式來進行驅動。以LED爲例，圖1示出了一種常見的用恒流方式驅動LED的示意圖。在圖1中，LED驅動器1用於驅動LED模塊2，恒流控制單元3從採樣點A對LED模塊2的電流平均值進行採樣，將採樣得到的電流平均值反饋給LED驅動器1，進而LED驅動器1基於反饋的電流平均值來調整LED模塊2。圖1中的LED模塊2（即，負載部分）可以是單個LED燈，也可以是由多個LED燈串聯而成的LED燈串，也可以是由多個LED燈串串聯或並聯而成的LED燈，並且，LED模塊2中可以包括均流電路、濾波電容或者保護電路等其他電路部分。

現有的LED驅動電路通常會涉及到多串LED燈的應用，對於這類多串輸出的LED線路，在某一串或者多串LED發生故障時，常常要求剩餘串的LED可以繼續工作，因此通常會採用在LED串並聯一保護電路的做法將發生故障的LED串短路，以保證剩餘的LED工作狀態正常。該保護電路例如如圖2中的(b)所示，在圖2中的(b)中，保護電路21包括Zener管（齊納管）D11、電阻R11和晶閘管Q11，Zener管D11和電阻R11串聯，且Zener管D11的陽極與電阻R11第二端連接，晶閘管Q11的門極連接至Zener管D11的陽極和電阻R11第二端的連接點，晶閘管Q11的陽極連接至Zener管D11的陰極，晶閘管Q11的陰極連接至電阻R11的第一端。

另外，圖2中的(a)示出了利用恒流控制單元3驅動具有多串LED燈的LED模塊2的詳細電路圖。在圖2中的(a)中，LED驅動器1包括開關元件S1和S2、諧振電路以及變壓器Tr，該諧振電路包括彼此串聯的諧振電感Ls和諧振電容Cs，諧振電路的一端連接至開關元件S1和S2的連接點，另一端連接至變壓器Tr的一次側。此外，LED模塊2包括均流電路，該均流電路包括均流電容C1～C5，整流二極管D1～D6以及六組LED負載LED1-LED6，每組LED負載包括濾波電容Co1-Co6、保護電路21以及LED串，該LED串可以包括一個以上的LED。其中，開關元件S1和S2串聯構成半橋開關電路，以將直流輸入電壓轉換爲直流方波並傳送給諧振電路以及變壓器Tr，變壓器Tr的二次側輸出爲交流電流源，以給圖2中的（a）右側的LED模塊2供給能量。恒流控制單元3連接在LED驅動器1與LED模塊2之間，並可以從能反映LED電流的任意採樣點採樣電流平均值，該採樣點例如可以是圖2中的(a)中示出的採樣點SA、SB、SC、SD、SE、SF或SG，並根據採樣的電流平均值來控制LED驅動器1的輸出。也就是說，當LED工作在恒流模式下時，可以通過檢測變壓器Tr的副邊電流的平均值來實現反饋。

但是，當任意一串LED電路發生故障時，保護電路21將該串LED短路，線路的負載將發生突變。諧振電路的增益也會隨之突變，變壓器Tr的副邊會産生一個比正常狀態大得多的電流，即，衝擊電流。上述恒流模式由於反饋調節環速度不夠快，不能及時針對這一衝擊電流進行調整，因而這一衝擊電流會對LED的壽命造成損害。

一種傳統的避免衝擊電流的方式，即在LED負載中串入如圖3所示的正溫度特性元件（PTC），這種方式成本不高，但是引入PTC會導致線路阻抗增大，進而增大在正常工作狀態下線路的損耗。

鑒於此，如何發展出一種可改善上述現有技術缺陷的電流衝擊抑制電路，使其能夠減小半導體發光器件的電流衝擊並且花費較小成本，爲目前所迫切需要解决的問題。

鑒於上述現有技術存在的問題，本申請的一目的在於提供一種能夠有效地減小半導體發光器件的電流衝擊的用於驅動半導體發光器件組的驅動裝置和方法。

本申請的另一目的在於提供一種成本較低的用於驅動半導體發光器件組的驅動裝置和方法。

爲了實現上述目的，本申請提供一種用於驅動半導體發光器件組的驅動裝置，包括：驅動單元，驅動該半導體發光器件組；以及即時控制單元，包括：採樣電路，採集該驅動單元或者該半導體發光器件組的電流瞬時值；以及調整電路，在通過該採樣電路採集的電流瞬時值大於等於預定參考值時，調整該驅動單元的輸出。

優選地，該半導體發光器件組可以包括並聯的多於1串的半導體發光器件。

優選地，每串該半導體發光器件可以包括濾波電容、保護電路和LED串，該濾波電容與該保護電路分別並聯在該LED串的兩端。

優選地，用於驅動半導體發光器件組的驅動裝置還可以包括一恒流控制單元，該恒流控制單元採集該半導體發光器件組的電流平均值，並根據所採集的電流平均值來控制該驅動單元驅動該半導體發光器件組。

優選地，該採樣電路採集電流瞬時值的採樣點與該恒流控制單元採集電流平均值的採樣點可以相同。

優選地，該採樣電路採集電流瞬時值的採樣點與該恒流控制單元採集電流平均值的採樣點可以不同。

優選地，該驅動單元可以包括第一開關、第二開關、諧振電路以及變壓器，該第一開關與該第二開關串聯連接，該諧振電路的一端連接至該第一開關與該第二開關的連接點，另一端連接至該變壓器的一次側的一端，該變壓器的一次側的另一端連接至該第二開關的不與該第一開關連接的一端。

優選地，該採樣電路可以包括串聯連接的第一電阻和第二電阻，該第一電阻的一端連接至採集電流的採樣點，另一端連接至該第二電阻的一端，該第二電阻的另一端接地。

優選地，該調整電路可以包括第三電阻和一三極管，該三極管的發射極接地，基極連接至該第一電阻與該第二電阻之間的連接點，集電極連接至該第三電阻的一端，該第三電阻的另一端連接至該驅動單元。

優選地，該調整電路可以包括一數字信號處理單元，其輸入端連接於該第一電阻與該第二電阻之間的連接點，其輸出端連接至該驅動單元。

優選地，在該採樣電路採集的該電流瞬時值大於等於該預定參考值時，該調整電路可以調整該驅動單元的輸出，以限制該半導體發光器件組的電流尖峰。

優選地，該調整電路可以通過調整該驅動單元的工作頻率來限制該半導體發光器件組的電流尖峰。

優選地，該調整電路可以通過調整該驅動單元的占空比來限制該半導體發光器件組的電流尖峰。

優選地，該驅動單元可以爲正激電路、反激電路、半橋開關電路或全橋開關電路。

本申請還提供一種使用根據上述驅動裝置來驅動半導體發光器件組的驅動方法，包括：利用採樣電路採集驅動單元或半導體發光器件組的電流瞬時值；將電流瞬時值與預定參考值進行比較，根據比較結果來調整驅動單元的輸出；以及根據驅動單元的輸出，驅動半導體發光器件組。

優選地，當電流瞬時值大於等於預定參考值時，利用即時控制單元來調整驅動單元的輸出。

1‧‧‧LED驅動器

2‧‧‧LED模塊

21‧‧‧保護電路

3‧‧‧恒流控制單元

A‧‧‧採樣點

D11‧‧‧Zener管、齊納管

PTC‧‧‧正溫度特性元件

Q11‧‧‧晶閘管

R11‧‧‧電阻

11‧‧‧LED驅動單元

12‧‧‧LED模塊

121‧‧‧保護電路

13‧‧‧恒流控制單元

131‧‧‧電流感測部、AVG值感測部

14‧‧‧即時控制單元

141‧‧‧採樣電路

142‧‧‧調整電路

15‧‧‧微處理器

101‧‧‧驅動單元

102‧‧‧半導體發光器件組

104‧‧‧即時控制單元

1041‧‧‧採樣電路

1042‧‧‧調整電路

C1、C2、C3、C4、C5‧‧‧均流電容

C131‧‧‧電容

Co1、Co2、Co3、Co4、Co5、Co6‧‧‧濾波電容

Cs‧‧‧諧振電容

CS1‧‧‧電流平均值

CS2‧‧‧電流瞬時值

D1、D2、D3、D4、D5、D6‧‧‧整流二極管

Ls‧‧‧諧振電感

LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6‧‧‧LED負載

OP1‧‧‧運算放大器

PWC‧‧‧脈衝寬度調製信號

Q1‧‧‧二極管

Q131‧‧‧三極管

R1、R2、R3、R4‧‧‧電阻

R131、R132、R133、R134‧‧‧電阻

ref1‧‧‧參考值

S1、S2‧‧‧開關元件

S01、S02、S03‧‧‧步驟

S021、S022、S023‧‧‧子步驟

SA、SB、SC、STr‧‧‧變壓器

Vin‧‧‧輸入端

圖1爲示出根據現有技術的在恒流控制方式下利用LED驅動器驅動LED模塊的示意圖。

圖2爲示出利用恒流控制單元驅動具有多串LED燈的LED模塊的詳細電路圖。

圖3示出了在LED中串入正溫度特性元件（PTC）的電路圖。

圖4示出了根據本申請實施例的用來驅動LED模塊的LED驅動器的示意圖。

圖5示出了根據本申請實施例的驅動裝置來驅動LED模塊的電路圖。

圖6示出了根據本申請第一實施例利用頻率調節方式來驅動LED模塊的詳細電路圖。

圖7示出了採用本申請的驅動裝置和未採用本申請的驅動裝置驅動半導體發光器件組所得到的比較圖。

圖8示出了根據本申請第二實施例利用占空比調節方式來驅動LED模塊的波形圖。

圖9示出了根據本申請第二實施例利用占空比調節方式來驅動LED模塊的詳細電路圖。

圖10示出了根據本申請第二實施例利用數字電路方式來驅動LED模塊的詳細電路圖。

圖11示出了根據本申請實施例的用來驅動半導體發光器件組的驅動裝置的示意圖。

圖12示出了根據本申請實施例的用來驅動半導體發光器件組的驅動方法的流程圖。

圖13示出了圖12中步驟S02的具體步驟。

下面將詳細描述本申請的實施例。應當注意，這裏描述的實施例僅用於舉例說明，並不用於限制本申請的範圍。

本申請的驅動裝置和方法用來驅動半導體發光器件組，該半導體發光器件組，例如可以是由多個LED或半導體雷射器之類的半導體發光器件彼此並聯所組成的組。

首先參考圖11來說明根據本申請的用於驅動半導體發光器件組的驅動裝置，該驅動裝置包括：驅動單元101，驅動該半導體發光器件組102；以及即時控制單元104，包括：採樣電路1041，採集該驅動單元101或者該半導體發光器件組102的電流瞬時值；以及調整電路1042，在通過該採樣電路1041採集的電流瞬時值大於等於預定參考值時，調整該驅動單元101的輸出。其中，半導體發光器件組102可以包括並聯的多於1串的半導體發光器件。此外，每串半導體發光器件可以包括濾波電容、保護電路和LED串，該濾波電容與該保護電路分別並聯在該LED串的兩端。

根據本申請的驅動裝置還可以包括一恒流控制單元（如圖6所示的恒流控制單元13），該恒流控制單元採集半導體發光器件組102的電流平均值，並根據所採集的電流平均值來控制驅動單元101驅動半導體發光器件組102。

在一示例中，採樣電路1041採集電流瞬時值的採樣點與恒流控制單元13採集電流平均值的採樣點相同。在另一示例中，採樣電路1041採集電流瞬時值的採樣點與恒流控制單元13採集電流平均值的採樣點不同。

驅動單元101可以具有如圖5所示的LED驅動單元類似的結構。例如，驅動單元101可以包括第一開關、第二開關、諧振電路以及變壓器，該第一開關與該第二開關串聯連接，該諧振電路的一端連接至該第一開關與該第二開關的連接點，另一端連接至該變壓器的一次側的一端，該變壓器的一次側的另一端連接至該第二開關的不與該第一開關連接的一端。

該採樣電路1041可以包括串聯連接的第一電阻和第二電阻，該第一電阻的一端連接至採集電流的採樣點，另一端連接至該第二電阻的一端，該第二電阻的另一端接地。

該調整電路1042可以包括第三電阻和一三極管，該三極管的發射極接地，基極連接至該第一電阻與該第二電阻之間的連接點，集電極連接至該第三電阻的一端，該第三電阻的另一端連接至該驅動單元101。

在採樣電路1041所採集的電流瞬時值大於等於預定參考值時，調整電路1042調整驅動單元101的輸出，以限制半導體發光器件組102的電流尖峰。

該調整電路1042可以通過調整驅動單元101的頻率來限制半導體發光器件組102的電流尖峰。或者，該調整電路1042也可以通過調整驅動單元101的占空比來限制半導體發光器件組102的電流尖峰。

該驅動單元101可以爲正激電路、反激電路、半橋開關電路或全橋開關電路。

另外，本申請的實施例還提供一種使用上述驅動裝置來驅動半導體發光器件組的驅動方法。如圖12所示，在步驟S01中，利用採樣電路1041採集驅動單元101或半導體發光器件組102的電流瞬時值；在步驟S02中，將電流瞬時值與預定參考值進行比較，根據比較結果來調整驅動單元101的輸出；以及在步驟S03中，根據驅動單元的輸出，驅動半導體發光器件組102。

接著將參照圖13具體說明步驟S02的具體步驟。在步驟S01中利用採樣電路1041採集驅動單元101或半導體發光器件組102的電流瞬時值之後，進入步驟S02的子步驟S021以判斷採集的電流瞬時值是否大於等於預定參考值；當在子步驟S021中判斷採集的電流瞬時值小於預定參考值時，程序進入步驟S02的子步驟S022以利用恒流控制單元來調節驅動單元的輸出，進而來驅動半導體發光器件組102；當在子步驟S021中判斷採集的電流瞬時值大於等於預定參考值時，程序進入步驟S02的子步驟S023以利用即時控制單元104來調整驅動單元101的輸出，進而根據恒流控制單元和即時控制單元104調整的驅動單元101的輸出來驅動半導體發光器件組102，由此來限制半導體發光器件組102的電流尖峰。

以下將以LED爲例，對本申請的驅動裝置和方法進行具體描述，但本領域技術人員應理解的是，本申請的驅動裝置和方法同樣適用於任何其他半導體發光器件。

首先，將參考圖4來描述利用本申請的驅動裝置來驅動LED模塊12的原理。

在圖4中，本申請的驅動裝置包括LED驅動單元11和恒流控制單元13，其中，該LED驅動單元11與LED模塊12連接以用來驅動LED模塊12，恒流控制單元13的一端連接至LED模塊，另一端連接至LED驅動單元11，以採樣LED模塊12的電流平均值，並基於採樣的電流平均值來通過LED驅動單元11反饋調整LED模塊12。具體地說，恒流控制單元13採樣LED模塊12的電流平均值，從而對LED驅動單元11的輸出進行控制。

此外，如圖4所示，本申請的驅動裝置還包括即時控制（cycle by cycle control）單元14，該即時控制單元14連接在LED模塊12與LED驅動單元11之間，並包括採樣電路141和調整電路142。該即時控制單元14利用採樣電路141來採集LED驅動單元11的電流瞬時值或者LED模塊12的電流瞬時值，並且當所採集的電流瞬時值大於等於一預定參考值時，調整電路142調節LED驅動單元11的輸出，從而快速地調節LED驅動單元11輸出的電流大小以及LED模塊12電流的大小。

在圖4中，恒流控制單元13採集的電流平均值爲CS1，即時控制單元14採集的電流瞬時值爲CS2。即時控制單元14的電流瞬時值的採樣點可以與恒流控制單元13的電流平均值的採樣點相同，也可以與其不同。

下面將參照圖5進一步描述利用本申請的驅動裝置來驅動LED模塊12的一個具體電路實施例。

在圖5中，LED驅動單元11包括開關元件S1和S2、諧振電感Ls、諧振電容Cs以及變壓器Tr，諧振電感Ls和諧振電容Cs彼此串聯以構成諧振電路，諧振電路的一端連接至開關元件S1的第二端和S2的第一端的連接點，另一端連接至變壓器Tr的一次側的一端，變壓器Tr的一次側的另一端連接至開關元件S2的第二端，開關元件S1的第一端和開關元件S2的第二端之間連接至電源（可以是直流電源或交流電源），以接收電壓信號；變壓器Tr的二次側連接至LED模塊12，用以給LED模塊12提供能量。

此外，圖5中的LED模塊12包括均流電容C1～C5，整流二極管D1～D6以及六組LED負載LED1-LED6。應注意，儘管此處示出了六組LED負載，但根據實際需要，本領域技術人員可以採用更多組或更少組的LED負載，即，LED模塊12可以包括N個LED串，N>=2，且N爲整數。每組LED負載均包括濾波電容Co1-Co6、保護電路121以及LED串，濾波電容Co1-Co6、保護電路121以及LED串彼此並聯連接，該LED串可以包括一個以上的LED，該保護電路121用於在對應的LED串發生故障時將該LED串短路，以避免影響剩餘LED串的正常工作。該保護電路121的具體結構可以與如圖2中的(b)所示的保護電路21相同。負載LED1的第一端連接至整流管D1的陰極，整流管D1的陽極經由電容C1連接驅動單元11的第一輸出端，負載LED1的第二端連接至驅動單元11的第二輸出端；負載LED2的第一端連接至整流管D2的陽極，整流管D1的陰極經由電容C1連接驅動單元11的第一輸出端，負載LED2的第二端經由電容C2連接驅動單元11的第二輸出端；負載LED3的第一端連接至整流管D3的陰極，整流管D1的陽極經由電容C3連接至驅動單元11的第一輸出端，負載LED3的第二端經由電容C2連接至驅動單元11的第二輸出端；負載LED4的第一端連接至整流管D4的陽極，整流管D4的陰極經由電容C3連接至驅動單元11的第一輸出端，負載LED4的第二端經由電容C4連接至驅動單元11的第二輸出端；負載LED5的第一端連接至整流管D5的陰極，整流管D5的陽極經由電容C5連接至驅動單元11的第一輸出端，負載LED5的第二端經由電容C4連接至驅動單元11的第二輸出端；負載LED6的第一端連接至整流管D6陽極，整流管D6的陰極經由電容C5連接至驅動單元11的第一輸出端，負載LED6的第二端連接至驅動單元11的第二輸出端；其中，負載LED1與整流管D1的極性相同，負載LED2與整流管D2的極性相同；負載LED3與整流管D3的極性相同；負載LED4與整流管D4的極性相同；負載LED5與整流管D5的極性相同；負載LED6與整流管D6的極性相同。需要說明的是，極性相同是指整流管的陽極與負載LED中LED燈的陽極位於同一側，亦即，整流管的陽極連接於負載LED中LED燈的陰極。

另外，開關元件S1和S2串聯構成半橋開關電路，且接收直流電壓Vcc，該開關元件S1和S2可以將直流輸入電壓轉換爲直流方波信號並傳送給諧振電容Cs、諧振電感Ls以及變壓器Tr，在經過諧振電容Cs、諧振電感Ls以及變壓器Tr的變壓後，在變壓器Tr的二次側輸出交流電流源，以給圖5中右側的LED模塊12供給能量。

以下將說明本申請的驅動裝置驅動LED模塊12的過程。當LED模塊12工作在恒流模式時，恒流控制單元13檢測變壓器Tr副邊側電流的平均值，並根據該電流平均值，恒流控制單元13進行處理並輸出一控制信號至LED驅動單元11，用以驅動LED模塊12。但是，當任意LED模塊12中的任意一個LED串電路發生故障時，保護電路121將該串LED短路，這樣線路的負載將發生突變。因而，諧振電路的增益也會隨之突變，變壓器Tr的副邊會産生一個比正常狀態大得多的電流，即衝擊電流（亦即，即時控制單元14採集到的電流瞬時值）。當該衝擊電流大於等於預設參考值時，即時控制單元14便可以調節LED驅動單元11的輸出，以限制變壓器Tr副邊側的電流尖峰。由於變壓器Tr副邊側的電流爲LED串電流之和，因此LED串上的電流尖峰也可以得到有效的抑制。在每個諧振周期中，只要檢測到電流的瞬時值大於等於預設參考值，該即時控制單元14便調節LED驅動單元11的輸出，而當電流瞬時值小於預設參考值時，該即時控制單元14不改變LED驅動單元11的輸出，因此該即時控制單元14的這一回路可以起到逐周期電流限制的作用，直至恒流控制單元13調節線路輸出電流到額定值爲止。

應注意，儘管在此描述的LED驅動單元11通過半橋開關電路實現，但在具體應用中，也可以通過正激電路、反激電路、全橋電路或者其它各種電路來實現LED驅動單元11。

另外，在圖5中，恒流控制單元13的採樣點可以是SP, 也可以是能反映LED電流的其它採樣點，如SA、SB、SC、SD、SE、SF, 也可以採樣流過LED1、 LED2、LED3、LED4、LED5、LED6的電流。

即時控制單元14的採樣點可以是SP, 也可以是能反映LED峰值電流的其它採樣點，如SH、SG、SI，或者也可以採樣SA、SB、SC、SD、SE、SF點的電流並對其求和，得到即時控制單元14所需的電流瞬時值。即時控制單元14的電流採樣點可以與恒流控制單元13的電流採樣點相同，也可以與其不同。

在具體實現上，採樣點包含電阻、電流互感器或其他反應電流大小的元器件，用以對相應位置的電流進行採樣，其中，對於恒流控制單元13的電流採樣的相應位置可以是SP, 也可以是能反映LED電流的其它採樣點，如SA、SB、SC、SD、SE、SF, 也可以採樣流過LED1、 LED2、LED3、LED4、LED5、LED6的電流，對於即時控制單元14的電流採樣的相應位置可以是SP, 也可以是能反映LED峰值電流的其它採樣點，如SH、SG、SI，或者也可以採樣SA、SB、SC、SD、SE、SF點的電流並對其求和。

第一實施例

下面將參考圖6描述利用本申請的驅動裝置來驅動LED模塊12的一個更爲細化的電路實施例，其中具體示出了恒流控制單元13以及即時控制單元14的電路結構。

如圖6所示，根據本申請第一實施例的驅動裝置包括LED驅動單元11，該LED驅動單元11與LED模塊12連接以用來驅動LED模塊12。由於此處LED驅動單元11和LED模塊12的結構與上面參考圖5描述的結構相同，故在此不再贅述。

進一步參考圖6，根據本申請第一實施例的驅動裝置還可以包括恒流控制單元13，恒流控制單元13包括電流感測部（即，AVG值感測部）131、運算放大器OP1、三極管Q131、電容C131以及電阻R131-R134，其中，電流感測部131的一端連接至LED模塊12的採樣點，另一端連接至運算放大器OP1的一個反相輸入端，運算放大器OP1的同相輸入端接收預先確定的參考值ref1，運算放大器OP1的輸出端經由電阻R133連接至三極管Q131的基極，三極管Q131的集電極接地，且源極經由電阻R131連接至LED驅動單元11的控制器IC的端子Rfmin，且電阻R131和電容C131串聯後連接在運算放大器的反相輸入端與輸出端之間。

現將參考圖6描述恒流控制單元13的工作原理。首先經由電流感測部131檢測LED模塊12的電流平均值，並將其輸出至運算放大器OP1，然後運算放大器OP1將輸入的電流平均值與預先確定的參考值ref1進行比較，如果平均值電流小於參考值ref1，則運算放大器OP1的輸出爲正，這樣三極管Q131處於截止狀態，亦即該三極管Q131不導通；如果平均值電流大於等於參考值ref1，則運算放大器OP1的輸出爲負，這樣三極管Q131處於放大或飽和狀態，亦即該三極管Q131導通，使得恒流控制單元輸出端至LED驅動單元11之間的輸出阻抗可調節，進而控制LED驅動單元11的輸出。

接著參考圖6，根據本申請第一實施例的驅動裝置還可以包括即時控制單元14，即時控制單元14包括採樣電路141和調整電路142。該採樣電路141包括彼此串聯連接的電阻R1和R2，電阻R1的一端連接至用於採集電流的採樣點，該採集點可以是如圖5所示的點SP、SH、SG或SI，或者也可以分別採集點SA、SB、SC、SD、SE、SF處的電流並利用其電流之和，且該採集點可以與上述電流感測部131檢測LED模塊12的電流平均值的感測點相同，也可以不同。電阻R1的另一端連接至電阻R2的一端，電阻R2的另一端接地。

該調整電路142包括電阻R3和三極管Q1，該三極管Q1的發射極接地，基極連接至電阻R1與電阻R2之間的連接點，集電極連接至電阻R3的一端，電阻R3的另一端連接至LED驅動單元11的控制器IC的輸入端Rfmin。

然後將參考圖6描述即時控制單元14的工作原理。由開關元件S1和S2構成的半橋電路的驅動器IC的Rfmin端所接收的調整電路142輸出的調整信號决定了半橋電路的工作頻率，因而即時控制單元14的調整電路142輸出調整信號，用以改變驅動器IC的輸出頻率，進而控制對LED模塊12的驅動，以限制LED模塊12的電流尖峰。當負載突變時，例如當LED模塊12中的一個或多個LED發生故障時，將會導致變壓器Tr副邊側的電流發生突變，這樣採樣得到的電流瞬時值信號也會發生突變。當採樣電路中的電阻R1和R2分壓後的信號大於二極管Q1導通的閾值時，二極管Q1導通，電阻R3接入到驅動器IC的Rfmin端，導致Rfmin端所接的電阻值變小，因此驅動器IC輸出的頻率會迅速升高。根據LLC線路的特性，當頻率變高時，變壓器Tr副邊側的電流減小，從而LED模塊12中的LED上的突變電流可以被有效地抑制。

圖7示出了採用本申請的驅動裝置和未採用本申請的驅動裝置驅動半導體發光器件組所得到的比較圖，其中（a）示出了採用本申請的驅動裝置進行驅動的測試結果，（b）示出了未採用本申請的驅動裝置進行驅動的測試結果。由圖7可以看到，通過使用本申請的具有即時控制單元的驅動裝置，而可以很好地抑制變壓器Tr副邊側的電流尖峰（見圖7的Tr副邊側電流的波形）以及LED上的電流尖峰（見圖7的LED電流的波形）。

第二實施例

與通過調節頻率來控制LED驅動單元11輸出的第一實施例不同，本申請的第二實施例通過調節占空比來控制LED驅動單元111的輸出。

如圖9所示，根據本申請第二實施例的驅動裝置包括LED驅動單元111、恒流控制單元13和即時控制單元14，該LED驅動單元111與LED模塊12連接以用來驅動LED模塊12，該恒流控制單元13和即時控制單元14連接在LED驅動單元111與LED模塊12之間，以反饋控制LED模塊12。由於此處的LED模塊12、恒流控制單元13和即時控制單元14的結構與上面參考圖6描述的結構相同，故在此不再贅述。

進一步參考圖9，LED驅動單元111除了包括串聯連接的開關元件S1、S2、諧振電容Cs、諧振電感Ls、變壓器Tr、控制器IC之外，還包括運算放大器OP2，該運算放大器OP2的同相輸入端連接至調整電路142的電阻R3，並且經由電阻R4連接至直流電壓Vcc，運算放大器OP2的反相輸入端接收脈衝寬度調製（PWM）信號，運算放大器OP2的輸出端連接至驅動器IC的輸入端Vin。該運算放大器OP2將接收的調整電路142輸出的調整信號與脈衝寬度調製信號進行比較，輸出調製後的方波信號至驅動器IC。調整電路142輸出的調整信號决定了驅動器IC輸出的驅動信號的占空比，因而即時控制單元14的調整電路142輸出的調整信號，用以改變驅動器IC輸出的驅動信號的占空比，進而控制對LED模塊12的驅動，以限制LED模塊12的電流尖峰。當負載突變時，例如當LED模塊12中的一個或多個LED發生故障時，將會導致變壓器Tr副邊側的電流發生突變，這樣採樣得到的電流瞬時值信號也會發生突變。當採樣電路中的電阻R1和R2分壓後的信號大於二極管Q1導通的閾值時，二極管Q1導通，電阻R3接入驅動單元111中的運算放大器OP2的同相輸入端，使得驅動器IC輸出的驅動信號的占空比減小，繼而變壓器Tr副邊側的電流減小，從而LED模塊12中的LED上的突變電流可以被有效地抑制。

圖8示出了利用占空比方式調節LED驅動單元輸出的示意圖。在圖8中，is爲採樣電路採集的電流瞬時值，Driving 1和Driving 2分別爲半橋電路的上下開關管S1和S2的驅動信號。當檢測的電流峰值超過設定參考值時，對應的驅動信號的占空比減小，從而達到控制驅動單元111輸出電流減小的目的。

第三實施例

上述第一和第二實施例爲利用模擬電路方式通過分別控制驅動單元中開關元件的驅動信號的工作頻率以及占空比來對LED驅動單元的輸出進行調整的示例，根據本申請的第三實施例將使用數字信號處理單元實現方式來控制驅動單元中開關元件的驅動信號的工作頻率或者占空比，進而對LED驅動單元的輸出進行調整。

如圖10所示，根據本申請第三實施例的驅動裝置包括LED驅動單元11和LED模塊12，該LED驅動單元11與LED模塊12連接以用來驅動LED模塊12。由於此處的LED驅動單元11和LED模塊12的結構與上面參考圖5描述的結構相同，故在此不再贅述。

進一步參照圖10，利用電流感測部（即，AVG值感測部）131檢測LED模塊12的電流平均值，電流感測部131將所檢測的電流平均值發送給微處理器（MCU）15。類似地，採樣電路141採樣LED驅動單元11或者LED模塊12的電流瞬時值，然後將採樣的電流瞬時值發送給微處理器15。該微處理器15輸出調節信號至驅動單元11，驅動單元11根據該調節信號控制驅動單元中開關元件的驅動信號的工作頻率或者占空比來控制LED驅動單元11的輸出，進而驅動LED模塊12。

儘管上面以示例性實施例的方式對本申請進行了詳細描述，但本申請的範圍不限於上述實施例，本領域的技術人員可以對本申請進行各種改進和變型，這些均不脫離本申請的範圍和構思。

 

11‧‧‧LED驅動單元

12‧‧‧LED模塊

13‧‧‧恒流控制單元

14‧‧‧即時控制單元

141‧‧‧採樣電路

142‧‧‧調整電路

CS1‧‧‧電流平均值

CS2‧‧‧電流瞬時值

Claims (16)

1. 一種用於驅動半導體發光器件組的驅動裝置，包括：
   　　驅動單元，驅動該半導體發光器件組；以及
   
   　　即時控制單元，包括：採樣電路，採集該驅動單元或者該半導體發光器件組的電流瞬時值；以及調整電路，在通過該採樣電路採集的電流瞬時值大於等於預定參考值時，調整該驅動單元的輸出。
   
2. 根據申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中，該半導體發光器件組包括並聯的多於1串的半導體發光器件。
3. 根據申請專利範圍第2項所述之驅動裝置，其中，每串該半導體發光器件包括濾波電容、保護電路和LED串，該濾波電容與該保護電路分別並聯在該LED串的兩端。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，還包括一恒流控制單元，該恒流控制單元採集該半導體發光器件組的電流平均值，並根據所採集的電流平均值來控制該驅動單元驅動該半導體發光器件組。
5. 根據申請專利範圍第4項所述之驅動裝置，其中，該採樣電路採集電流瞬時值的採樣點與該恒流控制單元採集電流平均值的採樣點相同。
6. 根據申請專利範圍第4項所述之驅動裝置，其中，該採樣電路採集電流瞬時值的採樣點與該恒流控制單元採集電流平均值的採樣點不同。
7. 根據申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，該驅動單元包括第一開關、第二開關、諧振電路以及變壓器，該第一開關與該第二開關串聯連接，該諧振電路的一端連接至該第一開關與該第二開關的連接點，另一端連接至該變壓器的一次側的一端，該變壓器的一次側的另一端連接至該第二開關的不與該第一開關連接的一端。
8. 根據申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中，該採樣電路包括串聯連接的第一電阻和第二電阻，該第一電阻的一端連接至採集電流的採樣點，另一端連接至該第二電阻的一端，該第二電阻的另一端接地。
9. 根據申請專利範圍第8項所述之驅動裝置，其中，該調整電路包括第三電阻和一三極管，該三極管的發射極接地，基極連接至該第一電阻與該第二電阻之間的連接點，集電極連接至該第三電阻的一端，該第三電阻的另一端連接至該驅動單元。
10. 根據申請專利範圍第8項所述之驅動裝置，其中，該調整電路包括一數字信號處理單元，其輸入端連接於該第一電阻與該第二電阻之間的連接點，其輸出端連接至該驅動單元。
11. 根據申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中，在該採樣電路採集的該電流瞬時值大於等於該預定參考值時，該調整電路調整該驅動單元的輸出，以限制該半導體發光器件組的電流尖峰。
12. 根據申請專利範圍第11項所述之驅動裝置，其中，該調整電路通過調整該驅動單元的工作頻率來限制該半導體發光器件組的電流尖峰。
13. 根據申請專利範圍第11項所述之驅動裝置，其中，該調整電路通過調整該驅動單元的占空比來限制該半導體發光器件組的電流尖峰。
14. 根據申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中，該驅動單元爲正激電路、反激電路、半橋開關電路或全橋開關電路。
15. 一種使用根據申請專利範圍第1項至第14項中任一項所述之驅動裝置來驅動半導體發光器件組的驅動方法，包括：
    　　利用該採樣電路採集該驅動單元或該半導體發光器件組的電流瞬時值；
    
    　　將該電流瞬時值與該預定參考值進行比較，根據比較結果來調整該驅動單元的輸出；以及
    
    　　根據該驅動單元的輸出，驅動該半導體發光器件組。
    
16. 根據申請專利範圍第15項所述之驅動方法，其中，當該電流瞬時值大於等於該預定參考值時，利用該即時控制單元來調整該驅動單元的輸出。