TWI491305B - 負載驅動裝置及其驅動方法 - Google Patents

負載驅動裝置及其驅動方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI491305B
TWI491305B TW101147621A TW101147621A TWI491305B TW I491305 B TWI491305 B TW I491305B TW 101147621 A TW101147621 A TW 101147621A TW 101147621 A TW101147621 A TW 101147621A TW I491305 B TWI491305 B TW I491305B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
pin
load
voltage
circuit
coupled
Prior art date
Application number
TW101147621A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201424448A (zh
Inventor
林久淵
黃南川
高振隆
Original Assignee
碩頡科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 碩頡科技股份有限公司 filed Critical 碩頡科技股份有限公司
Priority to TW101147621A priority Critical patent/TWI491305B/zh
Priority to US14/056,954 priority patent/US9030116B2/en
Publication of TW201424448A publication Critical patent/TW201424448A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI491305B publication Critical patent/TWI491305B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/375—Switched mode power supply [SMPS] using buck topology

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

負載驅動裝置及其驅動方法
本發明是有關於一種負載驅動裝置，且特別是有關於一種發光二極體驅動裝置及其驅動方法。
在傳統的發光二極體(Light-emitting diodes，LED)驅動裝置中一般係由控制晶片、功率開關以及外掛電路等等的電路所組成。其中，控制晶片可提供驅動訊號來切換功率開關，藉以使LED得以依據功率開關的切換所產生之電流而發光。以現有的LED調光(dimming)技術，為了能夠達到高對比度，一般驅動裝置都採用脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)調光技術，其調光原理是藉由調整PWM調光訊號的責任週期(Duty cycle)長短，控制LED全亮與全暗的時間比例，以達到調光之目的。
一般在LED照明應用上，提供電壓以啟動LED驅動裝置，在LED驅動裝置啟動後，就必須取回部份LED工作時的能量回授給LED驅動裝置當做電源。然而，當LED調光於在全暗的狀況下，LED亮的時間變短，相對的能提供LED驅動裝置的時間及能量變少，因此在LED全暗期間，導致LED驅動裝置中的控制晶片會因為電源不足而無法工作，一般而言，必須透過外接大電容以提供電源給控制晶片運作，以支撐渡過LED全暗期間，但若電容量不足，則LED驅動電路仍會因此停止工作。此外，加大電容 不僅會增加製程成本亦會增加印刷電路板(Printed circuit board，PCB)所需的面積。
本發明提供一種負載驅動裝置，其可依據不同調光操作期間而持續輸出其對應責任週期的脈衝調變訊號，以有效達到調光之目的，亦可避免負載驅動裝置於全暗期間因電力供應不足而無法操作之問題。
本發明提供一種負載驅動裝置，包括一電源轉換電路及一控制晶片。電源轉換電路其經配置以接收直流輸入電壓，並反應於閘極脈寬調變訊號而驅動發光二極體負載。控制晶片耦接電源轉換電路，且操作在直流輸入電壓下，控制晶片經配置以：在調光操作的亮操作期間，提供具有第一預設責任週期的閘極脈寬調變訊號，藉以致使發光二極體負載處於全開；以及在調光操作的一暗操作期間，提供具有第二預設責任週期的閘極脈寬調變訊號，藉以致使發光二極體負載處於微弱地開啟，其中，第二預設責任週期實質上小小於第一預設責任週期，且發光二極體負載在亮操作期間的電流實質上大大於發光二極體負載在暗操作期間的電流。
本發明提供一種負載驅動的方法，包括：在一調光操作的一亮操作期間，提供具有一第一預設責任週期的閘極脈寬調變訊號，藉以致使發光二極體負載處於全開；以及在調光操作的一暗操作期間，提供具有一第二預設責任週 期的閘極脈寬調變訊號，藉以致使發光二極體負載處於微弱地開啟，其中，第二預設責任週期實質上小小於第一預設責任週期，且發光二極體負載在亮操作期間的電流實質上大大於發光二極體負載在暗操作期間的電流。
在本發明之一實施例中，上述之控制晶片包括一電源腳位、一接地腳位及一輸出腳位。控制晶片透過電源腳位接收直流輸入電壓，並將直流輸入電壓進行轉換以獲得操作所需的一操作電壓。接地腳位處於一浮動狀態。控制晶片透過輸出腳位以輸出閘極脈寬調變訊號來控制電源轉換電路的運作。
在本發明之一實施例中，控制晶片更包括一補償腳位。控制晶片透過補償腳位，以提供補償電壓來調整閘極脈寬調變訊號的責任週期。
在本發明之一實施例中，上述之控制晶片更包括一感測腳位。控制晶片透過感測腳位以感測流經電流感測電路的電流，進而調整閘極脈寬調變訊號的責任週期。
在本發明之一實施例中，上述之控制晶片更包括一偵測腳位，控制晶片經由偵測腳位以偵測一直流電壓產生電路內之切換開關的導通狀態，進而調整閘極脈寬調變訊號的責任週期。
在本發明之一實施例中，電源轉換電路可以為一降壓電源轉換電路，且此降壓電源轉換電路包括：一功率開關、一濾波電路及一取電回授電路。功率開關具有第一端、第二端以及控制端，功率開關的第一端接收直流輸入電壓， 功率開關的第二端透過蕭特基二極體以耦接至接地電位，且功率開關的控制端耦接輸出腳位以接收閘極脈寬調變訊號。濾波電路耦接於接地腳位與發光二極體負載之間，用以反應於功率開關的切換而產生定電流來驅動發光二極體負載。取電回授電路耦接於電源腳位與發光二極體負載之間，用以於驅動發光二極體負載的期間內提供控制晶片所需的操作電壓。
在本發明之一實施例中，上述之電源轉換電路更包括一頻率設定電路，其具有一電阻。頻率設定電路之電阻的第一端耦接輸出腳位，且頻率設定電路之電阻的第二端耦接功率開關之第二端，控制晶片反應於頻率設定電路之電阻的電阻值而設定閘極脈寬調變訊號的頻率。
在本發明之一實施例中，電流感測電路具有一電阻。此電流感測電路之電阻的第一端耦接感測腳位，且電流感測電路之電阻的第二端耦接接地腳位。
在本發明之一實施例中，電源轉換電路更包括一補償電路。此補償電路耦接於補償腳位與接地腳位之間，用以補償負載驅動裝置的相位裕度。
在本發明之一實施例中，濾波電路更包括一電感及一電容。此電感的第一端耦接接地腳位，且其第二端耦接發光二極體負載的陽極端。此電容的第一端耦接電感的第二端與發光二極體負載的陽極端，且其第二端耦接接地電位。
在本發明之一實施例中，電源轉換電路更包括一分壓電路，分壓電路反應於一偵測電壓端之分壓而獲得一偵測 電壓，並且比較偵測電壓與一參考偵測電壓，以獲得直流電壓產生電路內之切換開關的導通狀態。
基於上述，本發明將LED調光的暗操作期間，持續輸出責任週期較小之脈衝寬度調變訊號，因此在暗操作期間中依然有足夠的電源供應給LED驅動裝置使用，不會因為電源不足而停止工作，也不需額外加大電容去支撐此時間，因此可以降低成本也可以縮小印刷電路板(Printed circuit board，PCB)的面積。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1為依照本發明一實施例之負載驅動裝置的方塊示意圖。在本實施例中，負載驅動裝置100至少適於驅動發光二極體負載，如發光二極體串130。請參照圖1，負載驅動裝置100包括電源轉換電路120以及控制晶片110。電源轉換電路120耦接發光二極體串130。控制晶片110耦接電源轉換電路110，用以控制電源轉換電路120的運作。在圖1所繪示之電源轉換電路120的架構下，電源轉換電路120反應於由控制晶片110之輸出腳位PIN_O所提供的閘極脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)訊號S_PWM而切換啟動或截止電源轉換電路120，以反應於關聯於直流輸入電壓VCC的轉換來驅動發光二極體串130。
為了更進一步地說明本發明的實施方式，請參照圖 2，其中，圖2為依照本發明一實施例之負載驅動裝置的電路示意圖。
請參照圖2，在本實施例中，負載驅動裝置100包括電源轉換電路120與控制晶片110。就電源轉換電路120為降壓電源轉換電路的架構而言，電源轉換電路120包括功率開關SW、蕭特基二極體SD、頻率設定電路Ckt_Freq、電流感測電路Ckt_A、濾波電路Ckt_Ftr、取電回授電路Ckt_Fb、補償電路Ckt_Com、分壓電路Ckt_Dv(未繪示，於圖3中補充說明)以及電阻R1、R6。其中，控制晶片110經由電源腳位PIN_V接收直流輸入電壓VCC，並啟動在直流輸入電壓VCC下(亦即，控制晶片110係操作在直流輸入電壓VCC下，例如對直流入電壓VCC進行轉換以獲得操作所需的操作電壓)，而控制晶片110經由輸出腳位PIN_O輸出閘極脈寬調變訊號S_PWM藉以控制電源轉換電路120的運作，以驅動發光二極體串130，並進行調光操作。在本實施例中，電源轉換電路120為一降壓式電源轉換電路(buck-based power conversion circuit)。
請先參考圖3，圖3為依照本發明之電源轉換電路與一直流電壓產生電路300耦接的電路示意圖。請同時參照圖2與圖3，本實施例之直流電壓產生電路300可藉由一交流電源310、一切換開關315、一電磁干擾(electromagnetic interference，EMI)濾波器320以及一橋式整流器325的架構來實現，但本發明不以此為限。此外， 直流電壓產生電路300更包括一直流調變器330，其中直流電壓產生電路300可透過直流調變器330而提供電源轉換電路120及控制晶片110所需之直流輸入電壓VCC。
在此直流電壓產生電路300的架構下，控制晶片110可反應於直流電壓產生電路300中切換開關315的導通狀態而調整所輸出的閘極脈寬調變訊號S_PWM的責任週期ON/OFF比例。
更詳細地說，控制晶片110更包括一偵測腳位PIN_D，此偵測腳位PIN_D耦接至電源轉換電路120的分壓電路Ckt_Dv，使得控制晶片110透過偵測腳位PIN_D分壓電路Ckt_Dv反應於偵測電壓端Vout之分壓，以獲取對應的一偵測電壓T1，並且藉由比較偵測電壓T1與一參考偵測電壓以獲得直流電壓產生電路300中切換開關315的導通狀態。因此，控制晶片110可依據直流電壓產生電路300中切換開關315的導通狀態，例如：切換開關315導通之次數，而調整脈寬調變操作的責任週期ON/OFF比例，並藉以改變發光二極體串130所需的亮度。其中，發光二極體串130的亮度可對應至流經發光二極體串130所需之電流I_LED大小。
舉例而言，切換開關315導通之次數為一次時，其對應脈寬調變操作的責任週期ON/OFF比例為75% ON，25% OFF，切換開關315導通之次數為二次時，其對應脈寬調變操作的責任週期ON/OFF比例為50% ON，50% OFF。然而，上述調整脈寬調變操作的責任週期比例之實施例僅 屬設計選擇，但並不以此為限制。
此外，分壓電路Ckt_Dv可利用電阻R7、R8與電容C4的架構來對直流電壓產生電路300之偵測電壓端Vout進行分壓以獲取對應的偵測電壓T1，並利用電容C4來對偵測電壓T1進行穩壓的動作，但分壓電路Ckt_Dv的架構並不限於圖2所繪示的實施方式。
請再回到圖2之說明，電源轉換電路120接收上述直流電壓產生電路300輸出的直流輸入電壓VCC，且電源轉換電路120更包括齊納二極體ZD1、ZD3與電容C3。齊納二極體ZD1的陰極端耦接於節點Nout，齊納二極體ZD1的陽極端耦接接地電位GND，用以保護節點Nout的電壓穩定。齊納二極體ZD3的陰極端透過電阻R1耦接至直流輸入電壓VCC，且齊納二極體ZD3的陽極端耦接接地電壓GND。電容C3透過電阻R1耦接直流輸入電壓VCC與接地電壓GND之間。因此，控制晶片110可透過電容C3與齊納二極體ZD3而接收穩定的直流輸入電壓VCC。
在電源轉換電路120中，更包括一取電回授電路Ckt_Fb，耦接於控制晶片110之電源腳位PIN_V與節點Nout之間，取電回授電路Ckt_Fb可在驅動發光二極體串130的期間內提供控制晶片110所需之操作電壓，以取代原本提供控制晶片110電源的直流輸入電壓VCC。在此，取電回授電路Ckt_Fb可藉由串接齊納二極體ZD2、電阻R2以及二極體D1所構成的回授路徑來實現，但本發明並不以此揭露為限。
在電源轉換電路120中，更包括一電流感測電路Ckt_A，透過電阻R6以耦接至控制晶片110之感測腳位PIN_S，控制晶片110可透過感測腳位PIN_S以感測流經電流感測電路Ckt_A的電流，進而調整控制晶片110之輸出腳位PIN_O輸出的閘極脈寬調變訊號S_PWM的責任週期。換言之，控制晶片110反應於流經電流感測電路Ckt_A的電流，即為驅動發光二極體串130之電流I_LED大小，而調整閘極脈寬調變訊號S_PWM的責任週期。於本實施例中，在發光二極體串130之阻值不變的情況下，流經發光二極體串130的電流I_LED隨著節點Nout之電壓改變。
具體而言，電流感測電路Ckt_A可藉由電阻的架構來實現，在此電流感測電路Ckt_A可以包括電阻R3為例。詳細而言，電阻R3的第一端透過電阻R6以耦接至感測腳位PIN_S，且電阻R3的第二端耦接接地腳位PIN_G。值得注意的是，本發明之電流感測電路Ckt_A不僅限於以電阻的架構來實現，雖然在本實施例中以配置於節點N1與NG之間的電阻R3為例，然而，任何可造成壓降而使接地腳位PIN_G處於浮動狀態之電路元件與架構皆可用以取代電阻R3，本發明不以此為限。
在電源轉換電路120中，功率開關SW具有第一端、第二端以及控制端，其第一端接收直流輸入電壓VCC，其第二端經由節點N1與蕭特基二極體SD耦接接地電位GND，且其控制端耦接控制晶片110的輸出腳位PIN_O以接收控制晶片110所輸出的閘極脈寬調變訊號S_PWM。 因此，功率開關SW可反應於控制晶片110所提供的閘極脈寬調變訊號S_PWM而切換導通或截止，使得電源轉換電路120可依據功率開關SW的切換以及關聯於直流輸入電壓VCC的轉換來驅動發光二極體串130。
在電源轉換電路120中，更包括一濾波電路Ckt_Ftr耦接於節點NG(等同於耦接控制晶片110的接地腳位PIN_G)與發光二極體串130之間，用以反應於功率開關SW的切換而產生定電流來驅動發光二極體串130。在本實施例中，濾波電路Ckt_Ftr是以電感L1與電容C1的架構來實現。更進一步地說，濾波電路Ckt_Ftr的電感L1的第一端耦接節點NG，且其第二端耦接節點Nout(等同於發光二極體串130的陽極端)，而濾波電路Ckt_Ftr的電容C1的第一端耦接電感L1的第二端與節點Nout，且其第二端耦接接地電位GND。其中，電感L1與電容C1則可用以提供濾波功能以產生定電流來驅動發光二極體串130。
就功率開關SW與濾波電路Ckt_Ftr來說，當功率開關SW依據控制晶片110所提供的閘極脈寬調變訊號S_PWM而導通時，電源轉換電路120能夠提供節點N1穩定的偏壓，是因為電感L1得以反應於節點N1的電壓而儲能，並據以產生電流I_LED以驅動發光二極體串130；當功率開關SW依據控制晶片110所提供的閘極脈寬調變訊號S_PWM而截止時，電感L1則釋放電能而持續產生驅動電流I_LED。
在本實施例中，所述之蕭特基二極體SD、電感L1以 及電容C1的配置皆係屬設計選擇。換言之，在其他實施例中，本領域通常知識者可藉由其他的穩壓元件或穩壓電路架構來實現蕭特基二極體SD的功能，並且亦可透過其他的濾波元件配置來實現電感L1與電容C1在電源轉換電路120中的功能，本發明不限定於圖2所繪示之配置。
另一方面，控制晶片110的接地腳位PIN_G耦接至節點NG，並且以節點NG的電壓準位作為控制晶片110的參考電壓準位。詳細而言，由於在功率開關SW導通的期間，電源轉換電路120將會產生流經功率開關SW、節點N1、電阻R3以及電感L1的電流，亦即電流方向為節點N1至節點NG的電流。因此，不論節點N1的電壓準位為何，或者流經電阻R3的電流大小為何，節點NG的電壓準位都將反應於電阻R3的壓降而小於節點N1的電壓準位。如此一來，節點NG的電壓準位應小於電源轉換電路120中任一節點的電壓準位，而使得控制晶片110各對應的腳位無論耦接至電源轉換電路120的任何節點皆無法具有低於接地腳位PIN_G的電壓準位。
更進一步地說，由於控制晶片110的接地腳位PIN_G即處於浮動狀態(floating)，故使得接地腳位PIN_G具有控制晶片110中的最低電壓準位。因此，控制晶片110中將不會產生腳位之間的逆向導通問題。此外，接地腳位PIN_G處於浮動狀態表示接地腳位PIN_G的電壓準位將依據流經電阻R3的電流來源(由VCC來流經SW到R3，或由L1電流續流)而改變，並藉以維持於控制晶片110中的最低電 壓準位。
除此之外，控制晶片110之輸出腳位PIN_O耦接頻率設定電路Ckt_Freq，用以反應於頻率設定電路CKt_Freq的電氣特性而設定閘極脈寬調變訊號S_PWM的頻率。在本實施例中，頻率設定電路Ckt_Freq可藉由電阻的架構來實現，在此頻率設定電路Ckt_Freq以一電阻R4為例，電阻R4的第一端耦接輸出腳位PIN_O，且其第二端耦接至節點N1，其中設計者可藉由調整電阻R4的電阻值來對應地設定閘極脈寬調變訊號S_PWM的頻率。然而，本發明之頻率設定電路Ckt_Freq不僅限於以電阻的架構來實現。
控制晶片110經由補償腳位PIN_C耦接補償電路Ckt_Com，其中控制晶片110提供補償電壓來調整閘極脈寬調變訊號S_PWM的責任週期。此外，控制晶片110可透過補償電路Ckt_Com來補償負載驅動裝置100的相位裕度(phase margin)，藉以提高操作的穩定性，並且避免負載驅動裝置100於操作時產生振盪而影響發光二極體串130的發光特性。其中，補償電路Ckt_Com在本實施例中可利用如圖2所示之電容C2以及電阻R5的架構來實現，但本發明不以此為限。
圖4為依照本發明一實施例之脈衝寬度調變的調光波型圖。請同時參照圖2與圖4，在本實施例中，橫軸為時間，上部縱軸為控制端電壓VG，也就是如解說圖2內容中所述電源轉換電路120中功率開關SW的控制端所接收到的閘極脈寬調變訊號(S_PWM)電壓數值，上部縱軸搭 配橫軸即可表示圖2所述電源轉換電路120中功率開關切換頻率。而下部縱軸搭配橫軸即可表示為控制晶片110內部的PWM調光操作，可將橫軸分為亮操作期間410與暗操作期間420。首先，控制晶片110透過分壓電路Ckt_Dv反應於直流電壓產生電路300中偵測電壓端Vout之分壓，以獲得直流電壓產生電路300中切換開關315的導通狀態，進而調整PWM調光操作的責任週期ON/OFF比例，並藉以改變發光二極體串130所需的亮度，其中，PWM調光操作的責任週期ON/OFF比例即決定亮操作期間410與暗操作期間420時間的比例。
此外，為了使本發明於不同操作期間使發光二極體串130達到所需之亮度，在本實施例中之調光操作的亮操作期間410與暗操作期間420，控制晶片110會分別輸出不同預設責任週期的閘極脈寬調變訊號(S_PWM)，以調整流經發光二極體串130之電流I_LED。
具體而言，當負載驅動裝置100處於調光操作的一亮操作期間410時，由控制晶片110藉由接收直流輸入電壓VCC以供啟動，並在控制晶片110啟動後，輸出具有第一脈寬415之閘極脈寬調變訊號(S_PWM，即具有第一預設責任週期)，並透過節點Nout經由取電回授電路Ckt_Fb提供控制晶片110所需之操作電壓，以取代直流輸入電壓VCC。與此同時，發光二極體串130將會處於全開。然而，當負載驅動裝置100處於調光的操作一暗操作期間420時，由控制晶片110持續輸出具有第二脈寬425之閘極脈 寬調變訊號(S_PWM，即具有第二預設責任週期)，以維持節點Nout經由取電回授電路Ckt_Fb提供控制晶片110所需之最小操作電壓，以使控制晶片110能持續保有電源而不致於停止運作。與此同時，發光二極體串130將會處於微弱地開啟。其中，暗操作期間420中具有第二預設責任週期的閘極脈寬調變訊號(S_PWM)遠小於亮操作期間410中具有第一預設責任週期的閘極脈寬調變訊號(S_PWM)。也因為閘極脈寬調變訊號(S_PWM)之脈寬大小可對應至流經發光二極體串130的電流大小，因此，在亮操作期間流經發光二極體串130的電流遠大於在暗操作期間流經發光二極體串130的電流。
綜上所述，本發明提出之負載驅動裝置除了於LED調光的亮操作期間，輸出一般責任週期之脈寬調變訊號，於LED調光的暗操作期間，持續輸出微小責任週期之脈寬調變訊號，因此，在此暗操作期間中依然有足夠的電源供應給LED驅動裝置使用，不會因為電源不足而停止工作，也不需額外加大電容去支撐此時間，因此可以降低成本也可以縮小印刷電路板(Printed circuit board，PCB)的面積。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
S_PWM‧‧‧閘極脈寬調變訊號
VCC‧‧‧直流輸入電壓
GND‧‧‧接地電位
100‧‧‧負載驅動裝置
110‧‧‧控制晶片
120‧‧‧電源轉換電路
130‧‧‧發光二極體串
T1‧‧‧偵測電壓
I_LED‧‧‧電流
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8‧‧‧電阻
L1‧‧‧電感
C1、C2、C3、C4‧‧‧電容
SW‧‧‧功率開關
SD‧‧‧蕭特基二極體
ZD1、ZD2、ZD3‧‧‧齊納二極體
D1‧‧‧二極體
N1、NG、Nout‧‧‧節點
Ckt_A‧‧‧電流感測電路
Ckt_Com‧‧‧補償電路
Ckt_Fb‧‧‧取電回授電路
Ckt_Freq‧‧‧頻率設定電路
Ckt_Ftr‧‧‧濾波電路
Ckt_Dv‧‧‧分壓電路
PIN_C‧‧‧補償腳位
PIN_G‧‧‧接地腳位
PIN_O‧‧‧輸出腳位
PIN_S‧‧‧感測腳位
PIN_V‧‧‧電源腳位
PIN_D‧‧‧偵測腳位
Vout‧‧‧偵測電壓端
300‧‧‧直流電壓產生電路
310‧‧‧交流電壓
315‧‧‧切換開關
320‧‧‧電磁干擾濾波器
325‧‧‧橋式整流器
330‧‧‧直流調變器
410‧‧‧亮操作期間
415‧‧‧第一脈寬
420‧‧‧暗操作期間
425‧‧‧第二脈寬
VG‧‧‧控制端電壓
圖1為依照本發明一實施例之負載驅動裝置的方塊示意圖。
圖2為依照本發明一實施例之負載驅動裝置的電路示意圖。
圖3為依照本發明之電源轉換電路與一直流電壓產生電路300耦接的電路示意圖。
圖4為依照本發明一實施例之脈衝寬度調變的調光波型圖。
410‧‧‧亮操作期間
415‧‧‧第一脈寬
420‧‧‧暗操作期間
425‧‧‧第二脈寬
VG‧‧‧控制端電壓

Claims (12)

  1. 一種負載驅動裝置，包括：一電源轉換電路，其經配置以接收一直流輸入電壓，並反應於一閘極脈寬調變訊號而驅動一發光二極體負載；以及一控制晶片，耦接該電源轉換電路，且操作在該直流輸入電壓下，該控制晶片經配置以：在一調光操作的一亮操作期間，提供具有一第一預設責任週期的該閘極脈寬調變訊號，藉以致使該發光二極體負載處於全開；以及在該調光操作的一暗操作期間，提供具有一第二預設責任週期的該閘極脈寬調變訊號，藉以致使該發光二極體負載處於微弱地開啟，其中，該第二預設責任週期實質上小小於該第一預設責任週期，其中，該發光二極體負載在該亮操作期間的電流實質上大大於該發光二極體負載在該暗操作期間的電流。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之負載驅動裝置，其中該控制晶片包括：一電源腳位，該控制晶片透過該電源腳位接收該直流輸入電壓，並將該直流輸入電壓進行轉換以獲得操作所需的一操作電壓；一接地腳位，該接地腳位處於一浮動狀態；以及一輸出腳位，該控制晶片透過該輸出腳位以輸出該閘 極脈寬調變訊號來控制該電源轉換電路的運作。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之負載驅動裝置，其中該控制晶片更包括一補償腳位，該控制晶片透過該補償腳位，以提供一補償電壓來調整該閘極脈寬調變訊號的責任週期。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之負載驅動裝置，其中該控制晶片更包括一感測腳位，該控制晶片透過該感測腳位以感測流經一電流感測電路的電流，進而調整該閘極脈寬調變訊號的責任週期。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之負載驅動裝置，其中該控制晶片更包括一偵測腳位，該控制晶片經由該偵測腳位以偵測一直流電壓產生電路內之一切換開關的導通狀態，進而調整該閘極脈寬調變訊號的責任週期。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之負載驅動裝置，其中該電源轉換電路為一降壓電源轉換電路，且該降壓電源轉換電路包括：一功率開關，具有第一端、第二端以及控制端，該功率開關的第一端接收該直流輸入電壓，該功率開關的第二端透過一蕭特基二極體以耦接至一接地電位，且該功率開關的控制端耦接該輸出腳位以接收該閘極脈寬調變訊號；一濾波電路，耦接於該接地腳位與該發光二極體負載之間，用以反應於該功率開關的切換而產生一定電流來驅動該發光二極體負載；以及一取電回授電路，耦接於該電源腳位與該發光二極體 負載之間，用以於驅動該發光二極體負載的期間內提供該控制晶片所需之該操作電壓。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之負載驅動裝置，其中該電源轉換電路更包括一頻率設定電路，該頻率設定電路具有一電阻，該電阻的第一端耦接該輸出腳位，且該電阻的第二端耦接該功率開關之第二端，該控制晶片反應於該電阻的電阻值而設定該閘極脈寬調變訊號的頻率。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之負載驅動裝置，其中該電流感測電路具有一電阻，該電阻的第一端耦接該感測腳位，且該電阻的第二端耦接該接地腳位。
  9. 如申請專利範圍第3項所述之負載驅動裝置，其中該電源轉換電路更包括一補償電路，該補償電路耦接於該補償腳位與該接地腳位之間，用以補償該負載驅動裝置的相位裕度。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之負載驅動裝置，其中該濾波電路包括：一電感，其第一端耦接該接地腳位，且其第二端耦接該發光二極體負載的陽極端；以及一電容，其第一端耦接該電感的第二端與該發光二極體負載的陽極端，且其第二端耦接該接地電位。
  11. 如申請專利範圍第5項所述之負載驅動裝置，其中該電源轉換電路更包括一分壓電路，該分壓電路反應於一偵測電壓端之分壓而獲得一偵測電壓，並且比較該偵測電壓與一參考偵測電壓，以獲得該直流電壓產生電路內之 該切換開關的導通狀態。
  12. 一種負載驅動的方法，包括：在一調光操作的一亮操作期間，提供具有一第一預設責任週期的該閘極脈寬調變訊號，藉以致使一發光二極體負載處於全開；以及在該調光操作的一暗操作期間，提供具有一第二預設責任週期的該閘極脈寬調變訊號，藉以致使該發光二極體負載處於微弱地開啟，其中，該第二預設責任週期實質上小小於該第一預設責任週期，其中，該發光二極體負載在該亮操作期間的電流實質上大大於該發光二極體負載在該暗操作期間的電流。
TW101147621A 2012-12-14 2012-12-14 負載驅動裝置及其驅動方法 TWI491305B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101147621A TWI491305B (zh) 2012-12-14 2012-12-14 負載驅動裝置及其驅動方法
US14/056,954 US9030116B2 (en) 2012-12-14 2013-10-18 Load driving apparatus and driving method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101147621A TWI491305B (zh) 2012-12-14 2012-12-14 負載驅動裝置及其驅動方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201424448A TW201424448A (zh) 2014-06-16
TWI491305B true TWI491305B (zh) 2015-07-01

Family

ID=50930118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101147621A TWI491305B (zh) 2012-12-14 2012-12-14 負載驅動裝置及其驅動方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9030116B2 (zh)
TW (1) TWI491305B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9425687B2 (en) 2013-03-11 2016-08-23 Cree, Inc. Methods of operating switched mode power supply circuits using adaptive filtering and related controller circuits
US9866117B2 (en) * 2013-03-11 2018-01-09 Cree, Inc. Power supply with adaptive-controlled output voltage
TW201702783A (zh) * 2015-07-03 2017-01-16 Orient-Chip Semiconductor Co Ltd 隨負載變化而調整輸出電壓的補償方法及其補償電路
CN112867207B (zh) * 2021-02-19 2022-10-11 南京工业职业技术大学 一种高线性度triac调光兼容led驱动电路

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM352106U (en) * 2008-10-31 2009-03-01 Top Victory Invest Ltd Backlight driving circuit using burst mode dimming
TW201029521A (en) * 2009-01-20 2010-08-01 Grenergy Opto Inc Driving device for a light emitting diode circuit and related lighting device
TW201143501A (en) * 2010-02-05 2011-12-01 Sharp Kk LED drive circuit, dimming device, LED illumination fixture, LED illumination device, and LED illumination system
TW201212723A (en) * 2010-09-13 2012-03-16 Richtek Technology Corp Direct current light emitting device control circuit with dimming function and method thereof
TW201247027A (en) * 2011-05-10 2012-11-16 Richtek Technology Corp Light emitting device current regulator circuit and control method thereof

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1300055B1 (en) * 2000-05-12 2006-08-30 O2 Micro International Limited Integrated circuit for lamp heating and dimming control
US7420333B1 (en) * 2004-01-29 2008-09-02 Marvell International Ltd. Mixed mode control for dimmable fluorescent lamp
TWI260953B (en) * 2005-05-19 2006-08-21 Ligtek Electronics Co Ltd Constant power control circuit device and control method thereof
KR101733394B1 (ko) * 2009-09-30 2017-07-21 필립스 라이팅 홀딩 비.브이. Ｌｅｄ 드라이버의 디밍
CN101848577B (zh) * 2010-03-16 2014-02-12 成都芯源系统有限公司 一种led驱动系统及驱动方法
CN102065600B (zh) * 2010-03-16 2014-06-25 成都芯源系统有限公司 一种led调光驱动系统
US8593076B2 (en) * 2010-08-18 2013-11-26 Lutron Electronics Co., Inc. Electronic dimming ballast having advanced boost converter control
US8629624B2 (en) * 2010-08-18 2014-01-14 Lutron Electronics Co., Inc. Method and apparatus for measuring operating characteristics in a load control device
CN102469650B (zh) * 2010-11-08 2014-07-23 登丰微电子股份有限公司 转换控制电路
US20130106305A1 (en) * 2011-02-14 2013-05-02 Bradford K. Whitaker Light emitting apparatus and method of manufacturing and using the same
US8593075B1 (en) * 2011-06-30 2013-11-26 Cirrus Logic, Inc. Constant current controller with selectable gain

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM352106U (en) * 2008-10-31 2009-03-01 Top Victory Invest Ltd Backlight driving circuit using burst mode dimming
TW201029521A (en) * 2009-01-20 2010-08-01 Grenergy Opto Inc Driving device for a light emitting diode circuit and related lighting device
TW201143501A (en) * 2010-02-05 2011-12-01 Sharp Kk LED drive circuit, dimming device, LED illumination fixture, LED illumination device, and LED illumination system
TW201212723A (en) * 2010-09-13 2012-03-16 Richtek Technology Corp Direct current light emitting device control circuit with dimming function and method thereof
TW201247027A (en) * 2011-05-10 2012-11-16 Richtek Technology Corp Light emitting device current regulator circuit and control method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US20140167637A1 (en) 2014-06-19
US9030116B2 (en) 2015-05-12
TW201424448A (zh) 2014-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI508626B (zh) A light-emitting element driving circuit, a light-emitting device and an electronic device using the same
US8098021B2 (en) Driving circuit of light emitting diode and lighting apparatus
TWI533746B (zh) 調光控制器、光源驅動電路及調光控制方法
JP3162194U (ja) 照明装置、発光ダイオードの駆動回路およびその駆動方法
TWI500357B (zh) 調光電路與方法
TWI481301B (zh) 發光二極體驅動裝置
TWI436689B (zh) 發光裝置及其控制方法
TWI440398B (zh) 具有調光功能之直流發光元件控制電路與相關方法
JP6578126B2 (ja) 光源の駆動回路およびその制御回路、照明装置、電子機器
US8963439B2 (en) Power supply for lighting and luminaire
CN102770974A (zh) 发光元件的驱动电路和使用它的发光装置、显示装置
TWI492660B (zh) 發光二極體負載驅動裝置
TWI491305B (zh) 負載驅動裝置及其驅動方法
TW201431430A (zh) 關聯於發光二極體的負載驅動裝置
JP2015076923A (ja) スイッチングコンバータおよびその制御回路、制御方法、それを用いた照明装置、電子機器
KR100954123B1 (ko) 엘이디 조명기구용 전원공급 장치
WO2018198594A1 (ja) Ｌｅｄドライバ、並びに、これを用いるｌｅｄ駆動回路装置および電子機器
JP2016533615A (ja) 照明要素用の駆動ユニットとその動作方法
US9814107B2 (en) Drive circuit and illumination device comprising the drive circuit
TW201705664A (zh) 整合過電流保護偵測和過電壓保護偵測的升壓裝置
JP5895189B2 (ja) 点灯装置及びそれを用いた照明システム
WO2020071067A1 (ja) Ｌｅｄ駆動回路装置および電子機器
TW201412181A (zh) 驅動電路與其相關的電路驅動方法
TWI543665B (zh) 驅動裝置
JP2014216320A (ja) 光源を駆動する回路および方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees