TW201545602A - 發光元件驅動電路及其中之電流漣波抑制電路與用以抑制其電流漣波方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提出一種發光元件驅動電路及其中之電流漣波抑制電路與用以抑制其電流漣波方法。發光元件驅動電路包含：功率轉換電路，用以將帶有交流訊息的輸入電壓轉換為輸出電壓，並提供輸出電流；以及電流漣波抑制電路，與功率轉換電路耦接，用以過濾輸出電流之漣波，以產生過濾後之發光元件電流，提供予發光元件電路。電流漣波抑制電路包括：低通濾波電路，與功率轉換電路耦接，用以過濾輸出電流中之漣波而產生濾波電流；以及電流放大電路，與低通濾波電路耦接，用以將濾波電流放大為放大電流；其中發光元件電流包括放大電流。

Description

發光元件驅動電路及其中之電流漣波抑制電路與用以抑制其電流漣波方法
本發明係有關一種發光元件驅動電路及其中之電流漣波抑制電路與用以抑制其電流漣波方法，特別是指一種用以過濾輸出電流之漣波，以提供過濾後之發光元件電流予發光元件電路之發光元件驅動電路及其中之電流漣波抑制電路與用以抑制其電流漣波方法。
第1圖顯示一種先前技術之發光元件驅動電路示意圖。如第1圖所示，功率轉換電路101將帶有交流訊息的輸入電壓Vin轉換為輸出電壓Vout，並提供輸出電流Iout作為發光元件電流Iled，以供應予發光二極體 (light emitting diode, LED) 電路10。其中，在一般的狀況中，功率轉換電路101為單級(single-stage)的功率轉換電路，且具有功率因子校正(power factor correction, PFC)功能。所謂單級功率轉換電路，指提供單一交流(AC)/直流(DC)轉換電路，將交流電壓轉換為直流電壓，並提供一直流電流，供應予發光元件電路。而兩級功率轉換電路，則在前述AC/DC轉換電路之後，再提供一DC/DC轉換電路，將此前述直流電壓調節後轉換為另一直流電壓，並提供調節後的直流電流，而供應予發光元件電路。
相較於兩級功率轉換電路，在單級功率轉換電路所輸出的直流電流，會有明顯的電流漣波，此電流漣波會造成發光元件電路亮度上，以交流電壓頻率的兩倍作週期性變化，而出現閃爍的狀況。這種閃爍的狀況，肉眼無法辨識，但經過攝影設備擷取的影像，就會出現此閃爍的狀況。
有鑑於此，為改善此閃爍的狀況，本發明即針對上述先前技術之不足，提出一種發光元件驅動電路及其中之電流漣波抑制電路與用以抑制其電流漣波方法，用以過濾輸出電流之漣波，以提供過濾後之發光元件電流予發光元件電路。
就其中一個觀點言，本發明提供了一種發光元件驅動電路，包含：一功率轉換電路，用以將一帶有交流訊息的輸入電壓轉換為一輸出電壓，並提供一輸出電流；以及一電流漣波抑制電路，與該功率轉換電路耦接，用以過濾該輸出電流之漣波，以產生一過濾後之發光元件電流，提供予一發光元件電路，該電流漣波抑制電路包括：一低通濾波電路，與該功率轉換電路耦接，用以過濾該輸出電流中之漣波而產生一濾波電流；以及一電流放大電路，與該低通濾波電路耦接，用以將該濾波電流放大為一放大電流；其中該發光元件電流包括該放大電流。
就另一個觀點言，本發明提供了一種發光元件驅動電路中之電流漣波抑制電路，用以與一功率轉換電路耦接，該功率轉換電路用以將一帶有交流訊息的輸入電壓轉換為一輸出電壓，並提供一輸出電流；該發光元件驅動電路中之電流漣波抑制電路用以過濾該輸出電流之漣波，以產生一過濾後之發光元件電流，提供予一發光元件電路，該電流漣波抑制電路包括：一低通濾波電路，與該功率轉換電路耦接，用以過濾該輸出電流中之漣波而產生一濾波電流；以及一電流放大電路，與該低通濾波電路耦接，用以將該濾波電流放大為一放大電流；其中該發光元件電流包括該放大電流。
在其中一種較佳的實施例中，該電流漣波抑制電路用以串接於該功率轉換電路與該發光元件電路之間。
在其中一種較佳的實施例中，該發光元件電路用以串接於該功率轉換電路與該電流漣波抑制電路之間。
在前述實施例中，該低通濾波電路較佳地包括串接之一電阻與一電容；其中該電流放大電路包括一雙極性接面電晶體(bipolar junction transistor, BJT)電路，具有一基極，耦接於該電阻與該電容之間，該電流放大電路用以根據流經該基極之一基極電流，產生該放大電流。
在其中一種較佳的實施例中，該電流放大電路包括一電流鏡電路，用以將該濾波電流放大為該放大電流。
就另一個觀點言，本發明提供了一種用以抑制發光元件驅動電路之電流漣波方法，包含：將一帶有交流訊息的輸入電壓轉換為一輸出電壓，並提供一輸出電流；過濾該輸出電流之漣波，以產生一濾波電流；將該濾波電流放大為一放大電流；根據該放大電流產生一發光元件電流，提供予一發光元件電路；其中該發光元件電流包括該放大電流。
底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
請參閱第2圖，顯示本發明的第一個實施例。如第2圖所示，發光元件驅動電路100包含功率轉換電路101與電流漣波抑制電路103。功率轉換電路101用以將帶有交流訊息的輸入電壓Vin，轉換為輸出電壓Vout，並提供輸出電流Iout。電流漣波抑制電路103，與功率轉換電路101耦接，用以過濾輸出電流Iout之漣波，以產生過濾後之發光元件電流Iled，提供予LED電路10。電流漣波抑制電路103包括低通濾波電路1031以及電流放大電路1033。低通濾波電路1031與功率轉換電路101耦接，用以過濾輸出電流Iout中之漣波而產生濾波電流If。電流放大電路1033與低通濾波電路1031耦接，用以將濾波電流If放大為放大電流Ia。電流漣波抑制電路103所產生之發光元件電流Iled包括放大電流Ia。
在先前技術中，請參閱第8A圖，發光元件電流Iled訊號波形具有交流成分(漣波)與直流成分；本發明旨在，於功率轉換電路101之後，耦接一個電流漣波抑制電路103，以過濾輸出電流Iout之漣波，使流經LED電路10的發光元件電流Iled，相對於先前技術，具有相對較低的漣波。其中電流漣波抑制電路103對交流成分而言，具有高阻抗，所以大部分輸出電流Iout之漣波，會流經輸出電容Cout。根據本發明，功率轉換電路101例如為具有PFC功能之單級功率轉換電路，並提供固定位準的輸出電流Iout。因此，根據本發明，請參閱第8B圖，發光元件電流Iled具有相對較低的交流成分(漣波)。
請參閱第3圖，顯示本發明的第二個實施例。如第3圖所示，電流漣波抑制電路103用以串接於功率轉換電路101與LED電路10之間。本實施例顯示電流漣波抑制電路103一個較具體的實施例。在本實施例中，電流漣波抑制電路103包括低通濾波電路1031與電流放大電路1033。低通濾波電路1031包括串接之電阻與電容。電流放大電路1033包括雙極性接面電晶體(bipolar junction transistor, BJT)電路，其中的雙極性接面電晶體T1之基極，耦接於低通濾波電路1031之電阻與電容之間。電流放大電路1033根據流經電晶體T1之基極之基極電流Ib，產生放大電流Ia。舉例而言，低通濾波電路1031中提供了高阻抗，加上電容的濾波作用，所以基極電流Ib會是漣波非常低的電流，以雙極性接面電晶體的操作而言，雙極性接面電晶體T1將會放大此基級電流Ib。如圖所示，例如將電晶體T2再耦接於雙極性接面電晶體T1，進一步放大電流，而產生漣波非常低的放大電流Ia。其中，電晶體T2可以省略，亦不限於為BJT，而可以為其他電晶體，例如金屬氧化半導體(metal oxide semiconductor, MOS)元件，或是誤差放大器電路等。如圖所示，發光元件電流Iled，在本實施例中，為包含濾波電流If與放大電流Ia，具有相對較低的漣波。
第4圖顯示本發明的第三個實施例。本實施例與第二個實施例的差別在於，在本實施例中，低通濾波電路1031的一端接地，使得發光元件電流Iled僅包含放大電流Ia，而不包含濾波電流If。
請參閱第5圖，顯示本發明的第四個實施例。本實施例與第二個實施例之不同之處在於，如第5圖所示，LED電路10串接於功率轉換電路101與電流漣波抑制電路103之間。
請參閱第6圖，顯示本發明的第五個實施例。本實施例與第四個實施例之不同之處在於，如第6圖所示，在本實施例中，低通濾波電路1031的一端連接功率轉換電路101，使得發光元件電流Iled僅包含放大電流Ia，而不包含濾波電流If。
請參閱第7圖，顯示本發明的第六個實施例。如第7圖所示，電流漣波抑制電路103串接於功率轉換電路101與LED電路10之間。本實施例顯示電流漣波抑制電路103另一個較具體的實施例。在本實施例中，電流漣波抑制電路103包括低通濾波電路1031與電流鏡電路1035。低通濾波電路1031包括串接之電阻與電容。電流鏡電路1035例如具有放大倍率N，將濾波電流If放大為放大電流Ia。
以上已針對較佳實施例來說明本發明，唯以上所述者，僅係為使熟悉本技術者易於了解本發明的內容而已，並非用來限定本發明之權利範圍。在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化。例如，各實施例中圖示直接連接的兩電路或元件間，可插置不影響主要功能的其他電路或元件；又如，發光元件不限於各實施例所示之發光二極體(LED)，亦可為其他形式之發光電路；又例如，實施例所示之PMOS可改換為NMOS元件，僅需對應修改電路對訊號的處理方式。凡此種種，皆可根據本發明的教示類推而得，因此，本發明的範圍應涵蓋上述及其他所有等效變化。
10‧‧‧LED電路
101‧‧‧功率轉換電路
103‧‧‧電流漣波抑制電路
1031‧‧‧低通濾波電路
1033‧‧‧電流放大電路
1035‧‧‧電流鏡電路
Cout‧‧‧輸出電容
Ia‧‧‧放大電流
Ib‧‧‧基極電流
If‧‧‧濾波電流
Iled‧‧‧發光元件電流
Iout‧‧‧輸出電流
T1‧‧‧雙極性接面電晶體
T2‧‧‧電晶體
Vout‧‧‧輸出電壓
第1圖顯示一種前技術之發光元件驅動電路示意圖。 第2圖顯示本發明的第一個實施例。 第3圖顯示本發明的第二個實施例。 第4圖顯示本發明的第三個實施例。 第5圖顯示本發明第四個實施例。 第6圖顯示本發明第五個實施例。 第7圖顯示本發明第六個實施例。 第8A與8B圖顯示先前技術與本發明實施例的發光元件電流的訊號波形示意圖。
10‧‧‧LED電路
101‧‧‧功率轉換電路
103‧‧‧電流漣波抑制電路
1031‧‧‧低通濾波電路
1033‧‧‧電流放大電路
Ia‧‧‧放大電流
If‧‧‧濾波電流
Iled‧‧‧發光元件電流
Iout‧‧‧輸出電流
Vout‧‧‧輸出電壓

Claims (11)

  1. 一種發光元件驅動電路，包含： 一功率轉換電路，用以將一帶有交流訊息的輸入電壓轉換為一輸出電壓，並提供一輸出電流；以及 一電流漣波抑制電路，與該功率轉換電路耦接，用以過濾該輸出電流之漣波，以產生一過濾後之發光元件電流，提供予一發光元件電路，該電流漣波抑制電路包括： 一低通濾波電路，與該功率轉換電路耦接，用以過濾該輸出電流中之漣波而產生一濾波電流；以及 一電流放大電路，與該低通濾波電路耦接，用以將該濾波電流放大為一放大電流； 其中該發光元件電流包括該放大電流。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件驅動電路，其中該電流漣波抑制電路用以串接於該功率轉換電路與該發光元件電路之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件驅動電路，其中該發光元件電路用以串接於該功率轉換電路與該電流漣波抑制電路之間。
  4. 如申請專利範圍第2或3項所述之發光元件驅動電路，其中該低通濾波電路包括串接之一電阻與一電容；其中該電流放大電路包括一雙極性接面電晶體(bipolar junction transistor, BJT)電路，具有一基極，耦接於該電阻與該電容之間，該電流放大電路用以根據流經該基極之一基極電流，產生該放大電流。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件驅動電路，其中該電流放大電路包括一電流鏡電路，用以將該濾波電流放大為該放大電流。
  6. 一種發光元件驅動電路中之電流漣波抑制電路，用以與一功率轉換電路耦接，該功率轉換電路用以將一帶有交流訊息的輸入電壓轉換為一輸出電壓，並提供一輸出電流；該發光元件驅動電路中之電流漣波抑制電路用以過濾該輸出電流之漣波，以產生一過濾後之發光元件電流，提供予一發光元件電路，該電流漣波抑制電路包括： 一低通濾波電路，與該功率轉換電路耦接，用以過濾該輸出電流中之漣波而產生一濾波電流；以及 一電流放大電路，與該低通濾波電路耦接，用以將該濾波電流放大為一放大電流； 其中該發光元件電流包括該放大電流。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之發光元件驅動電路中之電流漣波抑制電路，其中該電流漣波抑制電路用以串接於該功率轉換電路與該發光元件電路之間。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之發光元件驅動電路中之電流漣波抑制電路，其中該發光元件電路用以串接於該功率轉換電路與該電流漣波抑制電路之間。
  9. 如申請專利範圍第7或8項所述之發光元件驅動電路中之電流漣波抑制電路，其中該低通濾波電路包括串接之一電阻與一電容；其中該電流放大電路包括一雙極性接面電晶體(bipolar junction transistor, BJT)電路，具有一基極，耦接於該電阻與該電容之間，該電流放大電路用以根據流經該基極之一基極電流，產生該放大電流。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之發光元件驅動電路中之電流漣波抑制電路，其中該電流放大電路包括一電流鏡電路，用以將該濾波電流放大為該放大電流。
  11. 一種用以抑制發光元件驅動電路之電流漣波方法，包含： 將一帶有交流訊息的輸入電壓轉換為一輸出電壓，並提供一輸出電流； 過濾該輸出電流之漣波，以產生一濾波電流； 將該濾波電流放大為一放大電流； 根據該放大電流產生一發光元件電流，提供予一發光元件電路； 其中該發光元件電流包括該放大電流。
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