TWM427675U - LED driving circuits - Google Patents

Description

五、新型說明·· 【新型所屬之技術領域】 [0001] [0002] 本創作涉及一種發光二極體（LED)驅動電路，更具體地， 涉及一種採用脈衝調光的LED驅動電路。 【先前技術】 脈衝調光是一種常用于發光二極體（LED)驅動電路中的調 光方式。脈衝調光信號，例如脈寬調製（PWM)信號，被用 來控制LED驅動電路。當脈衝調光信號有效時（高電平“丄 ”或者低電平‘‘〇”），LED驅動電路正常工作；當脈衝調 光信號無效時（低電平“〇，，或者高電平“丨”），led驅動 電路停止工作。脈衝調光頻率的下限大約為120Hz ,低於 這個下限’人_肉眼將會感覺職_爍。脈衝調光 頻率的上限則是由最小對比度決定。 通常LED驅動電路包括—個並聯在其輸出端的輸出電容器 ，以濾除輸出電流中的交流紋波。當LED驅動電路正常工 作時’輸出電容器充電；當LED驅動電路停止工作時，輸 出電容器放電。即在脈衝調光信號的作用下，輸出電容 器以脈衝調光頻率頻繁充放電，因此會產生音頻雜訊。 第1圖是現有的具有音頻雜訊消除功能的LED驅動電路的 電路圖。開關管S2與led或LED串串聯。當脈衝調光信號 有效時’開關管S2導通；當脈衝調光信號無效時，開關 管S2關斷》运樣輪出電容器c沒有放電通路，其兩端 out 的電麼保持不變’從而消除了音頻雜訊。但在該方法中 ’調光信號有效時流過開關管S2的電流等於流過LED的電 流°該電流的值可能會高達幾個安培，使開關管S2的導 第3頁/共12頁 表單煸號A0101 M427675 通損耗過大，從而降低LED驅動電路的效率。 【新型内容】 [0003] 本創作的目的是提供一種可消除音頻雜訊且低功耗的LED 驅動電路。 在本創作的一個方面，提供了一種發光二極體驅動電路 ，包括：功率變換器，具有接收調光信號的調光端子， 以及輸出端；輸出電容器，與至少一個LED並聯，電耦接 於所述功率變換器的輸出端之間；以及開關管，與所述 輸出電容器串聯，並且其控制端子耦接到所述調光端子 根據本創作的實施例，所述調光端子與功率變換器的使 能端子相同。 根據本創作的實施例，所述開關管連接在所述輸出端和 輸出電容器之間。 根據本創作的實施例，所述開關管電連接在所述輸出電 容器與地之間。 根據本創作的實施例，LED驅動電路還包括：電流檢測電 路，其輸入端耦接到所示至少一個LED，輸出端耦接到功 率變換器的一個輸入端。 根據本創作的實施例，LED驅動電路還包括：均流電路， 耦接到所述至少一個LED，並且所述均流電路兩端的電壓 被耦接到功率變換器的另一輸入端^ 根據本創作的實施例，所述開關管秦成在所述功率變換 器中。 根據本創作的實施例，所述功率變換器是開關調節器、 降壓變換器或者降壓-升壓變換器。 表單编號A0101 第4頁/共12頁 通過在輸出電容支路上串聯一個開關管，並採用脈衝調 光仏號來控制該開關管的導通與關斷，可消除音頻雜訊 ，而且該開關管的導通損耗較小。 【實施方式】 [0004]下面詳細說明本創作各個實施例的LED驅動電路。在接下 來的說明中，一些具體的細節，例如實施例中的具體電 路結構’用於對本創作的實施例提供更好的理解。本技 術頜域的技術人員可以理解，即使在缺少很多細節或者 其他方法、元件、材料等結合的情況下，本創作也可以 被實現。本技術領域的技術人員還應理解，本創作的描 述只針對幾個典型的實施例，並不僅侷限於實施例描述 的範圍，還可以用其他的實施例來實現。此外，本文所 稱搞接的含義為直接連接，或通過其他電路元件， 間接連接。 笫2圖疋根據本創作一實施例的LED驅動電路的框圖。該 驅動電路包括功率變換器201、輸出電容器C〇ut和開關管 S〇ut功率變換器2〇1的一個輸入端為接收脈衝調光信號 的輸入端子（簡稱調光端子），輸出端耦接到作為負載 的發光—極體，在脈衝調光信號的控制下為LED提供驅動 信號。虽脈衝調光信號有效時，功率變換器2〇1正常工作 :當脈衝調光信號無效時，功率變換器201停止工作。功 率變換器201可以是線性調節器、電荷泵、或者開關調節 器，可用於驅動單個LED、單個或多個LED串。 在，個實施例中，在正常工作過程中，一個電流檢測電 路的輸入端耦接到LED，輸出端耦接到功率變換器2〇1的 〆輸入端°這樣， 表車编號A0101 流過LED的電流被回馈至功率變換器 第5頁/共12頁 M427675 201以調節驅動信號。在另一個實施例中，在正常工作過 程中，一個均流電路耦接到LED串，並且均流電路兩端的 電壓被耦接到功率變換器201的另一個輸入端。這樣，用 均流電路來均衡流過多個LED串的電流，並將均流電路兩 端的電壓回饋至功率變換器201以調節驅動信號。 輸出電容器C +電耦接於功率變換器201的輸出端之間， 以濾除功率變換器201輸出電流中的交流紋波。開關管 S +與輸出電容器C +串聯，其控制端子電耦接到調光端 子，例如功率變換器201的調光端子，由脈衝調光信號來 控制開關管S +的導通與關斷。當脈衝調光信號有效時， out 開關管S +導通；當脈衝調光信號無效時，開關管S +關 out out 斷。因此輸出電容器c +在脈衝調光信號無效時無法放電 out ，從而消除了音頻雜訊。 第1圖所示的現有技術中，開關管S2的導通損耗為 IIPn2*R, 9，其中’ 為流過LED串的負載電流，

LED dson2 LED R, ^為開關管S2的導通電阻值。而第2圖所示的LED驅 dson2

動電路中，開關管S +的導通損耗為，其中L

out C dson C 為流過輸出電容器C +的電流的有效值，R, 為開關管 out dson s +的導通電阻值。假定輸出電流中所有的交流成分均流 out 過輸出電容器C +，則電流1C等於電感器上的紋波電流 out ，該紋波電流的幅值一般被設置為負載電流的20%〜40%。 若L =R, ，則開關管S2的導通損耗為開關管S +導 dson2 dson out 通損耗的1卜45倍。因此，將串聯至LED支路上的開關管 改為串聯至輸出電容支路，可以提高LED驅動電路的效率 〇 第3圖是根據本創作一實施例的LED驅動電路的電路圖。 表單編號A0101 第6頁/共12頁 功率變換器201為降壓（Buck)變換器，包括開關傾 、二極體D1和電感器U。Buck變換器的輸出端耗接一輸 出電容器c〇ut。輸出電容器電連接接在開關管s與 地之間。開關管s〇ut的控制端子電耦接到調光端子，：如 Buck變換器的調光端子。在一個實施例中，二極體μ可 用同步開關管替換。 第4圖是根據本創作另一實施例的LED驅動電路的電路圖 。功率變換器201為降壓-升壓（Buck_B〇〇st)變換器， 包括開關管S3、二極體D2和電感器L2。如“_8〇〇时變 換器的輸出端耗接一輸出電容器C 。開關管S電連接 在輸出電容器(:_與地之間。開關管5㈣的控制端子電耗 接到調光端子，例如Buck_Boost變換器的調光端子。由 於開關管S〇ut的-端接地，其驅動簡單、成本低，且易於 集成在IC中^ 第5圖是根據本創作—實施例的第4圖所示LED驅動電路的 應用示意圖。MP2481是功率管理晶片，可以從芯源系統 有限公司獲得。該功率管理晶片包括開關管及其控制、 驅動以及保護電路。其中輸出電容器u耦接於功率變 換器的輸出端LED+和LED-之間。開關管s〇ut與輸出電容 器Cout串聯，電耦接於功率變換器的輸出端LED+與輸出 電容器的第一端與之間，輸出電容器的第二端電連接至 輸出端LED-。該功率管理晶片的EN/DIM引腳為調光端子 和使能端子共用的引腳，該引腳連耦接到開關管s out 制端子°這樣’脈衝調光信號直接用於控制開關管s 。 out 上述本創作的說明書和實施方式僅僅以示例性的方式對 本創作進行了說明，並不用於限定本創作的範圍◊對於 第7頁/共12頁 表單編號A0101 M427675 公開的實施例進行變化和修改都是可能的，其他可行的 選擇性實施例和對實施例中元件的等同變化可以被本技 術領域的普通技術人員所瞭解。本創作所公開的實施例 的其他變化和修改並不超出本創作的精神和保護範圍。 【圖式簡單說明】 [0005] 為了更好的理解本創作，將根據以下附圖對本創作進行 詳細描述： 第1圖是現有的具有音頻雜訊消除功能的LED驅動電路的 電路圖； 第2圖是根據本創作一實施例的LED驅動電路的框圖； 第3圖是根據本創作一實施例的LED驅動電路的電路圖； 第4圖是根據本創作另一實施例的LED驅動電路的電路圖 t 第5圖是根據本創作一實施例的第4圖所示bED驅動電路的 應用示意圖。 【主要元件符號說明】 [0006] 201 :功率變換器 ' C + :輸出電容器 out s t:開關管 out 表單编號A0101 第8頁/共12頁

Claims (1)

1. M427.675 :、申請專利範圍： 1 . 一種發光二極體（LED)驅動電路，其特徵在於，包括： 功率變換器，具有接收脈衝調光信號的調光端子，以及輸 出端； 輸出電容器，與至少一個LED並聯，電耦接於所述功率變 換器的輸出端之間；以及 開關管，與所述輸出電容器串聯，並且其控制端子耦接到 所述調光端子。 2 .如申請專利範圍第1項所述的LED驅動電路，其特徵在於 ，所述調光端子與功率變換器的使能端子相同。 3.如申請專利範圍第1項所述的LED驅動電路，其特徵在於 ，·所述開關管連接在所述輸出端和輸出電容器之間。 4 .如申請專利範圍第1項所述的LED驅動電路，其特徵在於 ，所述開關管電連接在所述輸出電容器與地之間。 5 .如申請專利範圍第1項所述的LED驅動電路，其特徵在於 ，還包括：電流檢測電路，其輸入端耦接到所述至少一個 LED，輸出端耦接到功率變換器的一個輸入端。 6 .如申請專利範圍第1項所述的LED驅動電路，其特徵在於 ，還包括：均流電路，耦接到所述至少一個LED，並且所 述均流電路兩端的電壓被耦接到功率變換器的另一輸入端 〇 7.如申請專利範圍第1項所述的LED驅動電路，其特徵在於 ，所述開關管集成在所述功率變換器中。 8 .如申請專利範圍第1項所述的LED驅動電路，其特徵在於 ，所述功率變換器是開關調節器、降壓變換器或者降壓-升壓變換器。 表單編號A0101 100222069 第9頁/共12頁 1003454896-0