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1、(10)申请公布号 CN 102821509 A(43)申请公布日 2012.12.12CN102821509A*CN102821509A*(21)申请号 201110166852.4(22)申请日 2011.06.15100120049 2011.06.08 TWH05B 37/02(2006.01)(71)申请人聚积科技股份有限公司地址中国台湾新竹市(72)发明人李彦村 刘兴富 张瑞骐 叶柏蘨(74)专利代理机构北京律诚同业知识产权代理有限公司 11006代理人梁挥 张燕华(54) 发明名称交直流两用发光二极管驱动电路(57) 摘要一种交直流两用发光二极管驱动电路，包括输入电源电路、降压升。
2、压转换器与脉冲宽度调变信号控制器。其中，降压升压转换器包括有开关晶体管与反馈电阻，降压升压转换器接收输入电源电路所输出的电流信号，并以驱动信号驱动发光二极管。脉冲宽度调变信号控制器依据驱动信号输出脉冲宽度调变信号，以选择性地启动或关闭开关晶体管。反馈电阻的一端与发光二极管耦接，脉冲宽度调变信号控制器的浮动接地端耦接开关晶体管与反馈电阻的另一端。因此，交直流两用发光二极管驱动电路不需外接光电耦合器即可动态调整脉冲宽度调变信号的导通时间。(30)优先权数据(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书5页 附图5页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 5。
3、 页 附图 5 页1/1页21.一种交直流两用发光二极管驱动电路，适用于驱动一发光二极管，其特征在于，包括：一输入电源电路，用以输出一电流信号；一降压升压转换器，接收该电流信号而输出一驱动信号，该交直流两用发光二极管驱动电路利用该驱动信号驱动该发光二极管，其中，该降压升压转换器包括一开关晶体管与一反馈电阻，该反馈电阻的一端与该发光二极管耦接；以及一脉冲宽度调变信号控制器，依据该驱动信号输出一脉冲宽度调变信号，以选择性地启动或关闭该开关晶体管，其中，该脉冲宽度调变信号控制器的一浮动接地端耦接该开关晶体管与该反馈电阻的另一端。2.根据权利要求1所述的交直流两用发光二极管驱动电路，其特征在于，该输入。
4、电源电路包括：一交流信号源，输出一交流信号；一第一滤波器，滤除该交流信号中的一噪声；以及一桥式整流器，接收流经该第一滤波器的该交流信号而输出该电流信号。3.根据权利要求1所述的交直流两用发光二极管驱动电路，其特征在于，该输入电源电路为一直流信号源。4.根据权利要求1所述的交直流两用发光二极管驱动电路，其特征在于，该脉冲宽度调变信号的频率不为定值。5.根据权利要求1所述的交直流两用发光二极管驱动电路，其特征在于，该脉冲宽度调变信号的频率为定值。6.根据权利要求1所述的交直流两用发光二极管驱动电路，其特征在于，该脉冲宽度调变信号控制器还包括一反馈端与一控制端，该反馈端用以接收该直流信号，该控制端用。
5、以输出该脉冲宽度调变信号。7.根据权利要求1所述的交直流两用发光二极管驱动电路，其特征在于，该脉冲宽度调变信号控制器为一电压模式的控制电路。8.根据权利要求1所述的交直流两用发光二极管驱动电路，其特征在于，该降压升压转换器还包括一第一电感，流经该第一电感的一第一电流为一非连续模式。权 利 要 求 书CN 102821509 A1/5页3交直流两用发光二极管驱动电路技术领域0001 本发明涉及一种发光二极管驱动电路，特别涉及一种交直流两用发光二极管驱动电路。背景技术0002 近年来，随着人类环保意识的抬头，如何节省能源成为重要的议题。于照明装置方面，由于发光二极管与一般发光源相比较，发光二极管具。
6、有寿命长、耗电量低、不易损坏等优点，使得发光二极管成为人类在研究开发与生活应用方面的重要对象。0003 现有发光二极管驱动电路包括变压器、脉宽调变集成电路、定电流电路与反馈电路。变压器包括初级侧(primary side)与次级侧(secondary side)，反馈电路包括感测电阻与光耦合器。脉宽调变集成电路电性耦接于变压器的初级侧，定电流电路电性耦接于变压器的次级侧。反馈电路根据通过感测电阻的电流与光耦合器，将反馈信号耦合至初级侧的脉宽调变集成电路。脉宽调变集成电路利用光耦合器接收次级侧的反馈信号，以调整脉冲宽度调变信号的导通时间。0004 由于上述发光二极管驱动电路需包括光电耦合器，才可。
7、将反馈信号耦合至脉宽调变集成电路，进而调整脉宽调变集成电路所输出脉冲宽度调变信号的导通时间。因此，现有发光二极管驱动电路存在有元件数量较多、需要更大的容置空间与制作成本较高的问题。发明内容0005 本发明的目的在于提出一种交直流两用发光二极管驱动电路，藉以解决现有技术所存在的问题。0006 依据本发明所揭露的交直流两用发光二极管驱动电路的一实施例，交直流两用发光二极管驱动电路包括一输入电源电路、一降压升压转换器与一脉冲宽度调变信号控制器。其中，降压升压转换器包括一开关晶体管与一反馈电阻。降压升压转换器接收输入电源电路所输出的电流信号而输出一驱动信号，交直流两用发光二极管驱动电路利用驱动信号驱动。
8、一发光二极管。脉冲宽度调变信号控制器依据驱动信号输出一脉冲宽度调变信号，以选择性地启动或关闭开关晶体管。0007 其中，反馈电阻的一端与发光二极管耦接，脉冲宽度调变信号控制器的一浮动接地端耦接开关晶体管与反馈电阻的另一端。0008 在一实施例中，输入电源电路包括一交流信号源、一第一滤波器与一桥式整流器。交流信号源输出一交流信号至第一滤波器，第一滤波器滤除交流信号中的一噪声。桥式整流器接收流经第一滤波器的交流信号而输出电流信号。0009 在一实施例中，输入电源电路为一直流信号源。0010 依据本发明所揭露的交直流两用发光二极管驱动电路，适用于驱动发光二极管。可通过降压升压转换器与脉冲宽度调变信号。
9、控制器浮动接地的设计，使得交直流两用发光二极管驱动电路不需外接光电耦合器即可动态调整脉冲宽度调变信号的导通时间。其中，说 明 书CN 102821509 A2/5页4当输入电源电路包括交流信号源时，可提升交直流两用高功因发光二极管驱动电路的功率因子，功率因子是指有效功率与视在功率(apparent power)之间的比值。当输入电源电路为直流信号源时，不管直流信号源的电压大于或小于输出端的电压(第二电容的电压)，驱动发光二极管的电流(驱动信号)为一设定值。0011 以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。附图说明0012 图1为依据本发明所揭露的交直流两用发光二极。
10、管驱动电路的一实施例电路方框示意图；0013 图2为依据图1的第一实施例电路结构示意图；0014 图3为依据图2的误差放大端、补偿端、反馈端与控制端的一实施例电路架构示意图；0015 图4A为依据图2的电路架构的一实施例交流信号的信号波形时序图；0016 图4B为依据图2的电路架构的一实施例电流信号的信号波形时序图；0017 图4C为依据图2的电路架构的一实施例第一电流的信号波形时序图；0018 图4D为依据图2的电路架构的一实施例脉冲宽度调变信号的信号波形时序图；0019 图4E为依据图2的电路架构的一实施例驱动信号的信号波形时序图。0020 图5为依据图1的第二实施例电路结构示意图。002。
11、1 其中，附图标记0022 10 输入电源电路0023 20 误差放大单元0024 22 比较器0025 24 锯齿波产生器0026 26 运算电阻0027 30 开关晶体管0028 32 反馈电阻0029 50 发光二极管0030 70 启动电阻0031 72 第二滤波电容0032 74 补偿器0033 76 第三滤波电容0034 80 滤波电感0035 82 第一滤波电容0036 90 第一电感0037 92 第一电容0038 94 第二电容0039 96 第一二极管0040 98 第二二极管0041 99 感测电阻说 明 书CN 102821509 A3/5页50042 100 交直流两。
12、用发光二极管驱动电路0043 102 交流信号源0044 104 第一滤波器0045 106 桥式整流器0046 108 降压升压转换器0047 110 脉冲宽度调变信号控制器0048 112 控制电源单元具体实施方式0049 下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：0050 请参照图1，为依据本发明所揭露的交直流两用发光二极管驱动电路的一实施例电路方框示意图。交直流两用发光二极管驱动电路100适用于驱动五个发光二极管50。在本实施例中，发光二极管50的数量可为但不限于五个且发光二极管50可利用串联方式相互连接，但本实施例并非用以限定本发明。也就是说，发光二极管50的数量也可为十。
13、个且发光二极管50可利用并联方式相互连接，可依据实际需求进行调整。0051 交直流两用发光二极管驱动电路100包括输入电源电路10、降压升压转换器(Buck-Boost Converter)108与脉冲宽度调变信号控制器110。其中，降压升压转换器108包括开关晶体管30与反馈电阻32，反馈电阻32的一端与五个发光二极管50其中的一耦接，脉冲宽度调变信号控制器110的浮动接地端GNDF耦接开关晶体管30与反馈电阻32的另一端。0052 输入电源电路10用以输出电流信号IC，降压升压转换器108是接收电流信号IC而输出驱动信号IO。交直流两用发光二极管驱动电路100是利用驱动信号IO驱动五个发光。
14、二极管50，脉冲宽度调变信号控制器110是依据驱动信号IO输出脉冲宽度调变(Pulse Width Modulation，PWM)信号VPWM，以选择性地启动或关闭开关晶体管30。其中，脉冲宽度调变信号控制器110可为但不限于电压模式的控制电路。0053 请参照图2，为依据图1的第一实施例电路结构示意图。在本实施例中，输入电源电路10可包括交流信号源102、第一滤波器104与桥式整流器106。其中，第一滤波器104可包括但不限于滤波电感80与第一滤波电容82，滤波电感80可与交流信号源102串联，第一滤波电容82可与交流信号源102并联。开关晶体管30可为但不限于N型通道金氧半场效晶体管(N-。
15、channel Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，NMOSFET)，也就是说，开关晶体管30也可为双极性晶体管(Bipolar Junction Transistor，BJT)或P型通道金氧半场效晶体管(P-channel Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，PMOSFET)。脉冲宽度调变信号控制器110可包括但不限于浮动接地端GNDF、反馈端VFB与控制端VG。反馈电阻32的一端与发光二极管50耦接，浮动接地端GNDF耦接开关晶体管30(即N型通道金氧半场效晶体管。
16、的源极S)与反馈电阻32的另一端。控制端VG耦接N型通道金氧半场效晶体管的栅极G，N型通道金氧半场效晶体管的漏极D耦接桥式整流器106。0054 交流信号源102是输出交流信号IAC至第一滤波器104，第一滤波器104滤除交流信号IAC中的噪声。桥式整流器106是接收流经第一滤波器104的交流信号IAC而输出电流说 明 书CN 102821509 A4/5页6信号IC，降压升压转换器108是接收电流信号IC而输出驱动信号IO，交直流两用发光二极管驱动电路100是利用驱动信号IO驱动五个发光二极管50。脉冲宽度调变信号控制器110是依据驱动信号IO输出脉冲宽度调变信号VPWM，以选择性地启动或关。
17、闭开关晶体管30(即N型通道金氧半场效晶体管)。关于交直流两用发光二极管驱动电路100详细的运作流程容后描述。0055 此外，交直流两用发光二极管驱动电路100还包括控制电源单元112，控制电源单元112用以供电予脉冲宽度调变信号控制器110。其中，控制电源单元112可包括但不限于启动电阻70、第二滤波电容72与第一二极管96。启动电阻70的一端耦接桥式整流器106，启动电阻70另一端耦接电路电压VDD。第二滤波电容72的一端耦接电路电压VDD，第二滤波电容72的另一端耦接浮动接地端GNDF，第一二极管96的输出端耦接电路电压VDD。其中，电路电压VDD是为脉冲宽度调变信号控制器110的工作电。
18、压。0056 当电路电压VDD尚未建立电位时，桥式整流器106所输出电流信号IC可通过启动电阻70对第二滤波电容72进行充电。当第二滤波电容72的电压达到脉冲宽度调变信号控制器110的工作电压(即电路电压VDD)时，脉冲宽度调变信号控制器110可开始输出脉冲宽度调变信号VPWM，以选择性地启动或关闭开关晶体管30(即N型通道金氧半场效晶体管)。当控制电源单元112开始供电于脉冲宽度调变信号控制器110后，控制电源单元112可通过第一二极管96进一步供电于脉冲宽度调变信号控制器110。降压升压转换器108另可包括第一电感90、第二电容94、第二二极管98与感测电阻99。第一电感90的一端接地并耦。
19、接第一二极管96与第二二极管98的输入端，第一电感90的另一端耦接桥式整流器106。第二二极管98的输出端耦接第二电容94的一端，第二电容94的另一端耦接浮动接地端GNDF。感测电阻99的一端耦接浮动接地端GNDF。其中，感测电阻99用以侦测流经第一电感90的第一电流IL1，并限制第一电流IL1的电流值，以保护开关晶体管30与第二二极管98。0057 在本实施例中，降压升压转换器108也可包括第一电容92，第一电容92的一端接地，另一端耦接N型通道金氧半场效晶体管的漏极D。其中，第一电容92可用以滤除电流信号IC中的噪声，但本实施例并非用以限定本发明。0058 脉冲宽度调变信号控制器110另可。
20、包括补偿器74、第三滤波电容76、误差放大端VEAO、补偿端VComp、调光端VDIM与保护端VCS。补偿器74的一端耦接误差放大端VEAO，补偿器74的另一端耦接补偿端VComp。第三滤波电容76的一端耦接调光端VDIM，第三滤波电容76的另一端耦接浮动接地端GNDF。保护端VCS耦接第一电感90与感测电阻99的另一端。0059 此外，请参照图3，为依据图2的误差放大端、补偿端、反馈端与控制端的一实施例电路架构示意图。脉冲宽度调变信号控制器110还可包括误差放大单元20、比较器22、锯齿波产生器24与运算电阻26。其中，误差放大单元20的正输入端耦接参考电压Vref2，误差放大单元20的负输。
21、入端耦接补偿端VComp与运算电阻26的一端，运算电阻26的另一端耦接反馈端VFB，误差放大单元20的输出端耦接比较器22的正输入端，锯齿波产生器24耦接比较器22的负输入端，比较器22的输出端耦接控制端VG。0060 更详细地说，请参照图2、图3、图4A、图4B、图4C、图4D与图4E，图4A至图4E分别为依据图2的电路架构的一实施例交流信号、电流信号、第一电流、脉冲宽度调变信号与驱动信号的信号波形时序图。交流信号源102是输出交流信号IAC至第一滤波器104，第一说 明 书CN 102821509 A5/5页7滤波器104滤除交流信号IAC中的噪声。桥式整流器106是接收流经第一滤波器10。
22、4的交流信号IAC而输出电流信号IC至降压升压转换器108，降压升压转换器108接收电流信号IC后输出驱动信号IO，以驱动五个发光二极管50。脉冲宽度调变信号控制器110通过反馈端VFB接收驱动信号IO后，可与误差放大端VEAO及补偿端VComp所接收的信号通过运算电阻26、误差放大单元20以及补偿器74进行误差放大运算程序而输出误差放大信号Verr，进而通过锯齿波产生器24与比较器22进行比较程序，以输出脉冲宽度调变信号VPWM(VPWM的周期为Ts)。0061 当脉冲宽度调变信号VPWM于高电位(即VPWM于时间ton内)时，由于开关晶体管30被启动，使得流经第一电感90的第一电流IL1与。
23、时间成线性且正比关系。当脉冲宽度调变信号VPWM于低电位且于时间tDSC内时，开关晶体管30被关闭，第二二极管98导通，第一电感90供电予第二电容94与发光二极管50，使得流经第一电感90的第一电流IL1与时间成线性且反比关系。当脉冲宽度调变信号VPWM于低电位且于时间toff内时，开关晶体管30保持关闭状态，且流经第一电感90的第一电流IL1归零，使得第二二极管98被关闭。因此，保护端VCS所接收的信号(即流经第一电感90的第一电流IL1)可为但不限于非连续模式(Discontinuous Current Mode，DCM)。0062 在本实施例中，脉冲宽度调变信号VPWM具有固定周期Ts(。
24、也就是说，脉冲宽度调变信号VPWM具有固定频率)，但本实施例并非用以限定本发明。换句话说，脉冲宽度调变信号VPWM的频率也可为不定值。其中，脉冲宽度调变信号VPWM的频率可与锯齿波产生器24的频率有关。0063 请参照图5，为依据图1的第二实施例电路结构示意图。在本实施例中，输入电源电路10可为直流信号源。降压升压转换器108是接收直流信号源所输出的电流信号IC而输出驱动信号IO，交直流两用发光二极管驱动电路100是利用驱动信号IO驱动五个发光二极管50。脉冲宽度调变信号控制器110是依据驱动信号IO输出脉冲宽度调变信号VPWM，以选择性地启动或关闭开关晶体管30。0064 依据本发明所揭露的。
25、交直流两用发光二极管驱动电路，适用于驱动发光二极管。可通过降压升压转换器与脉冲宽度调变信号控制器浮动接地的设计，使得交直流两用发光二极管驱动电路不需外接光电耦合器即可动态调整脉冲宽度调变信号的导通时间。其中，脉冲宽度调变信号的导通时间与驱动发光二极管的驱动信号大小有关。当输入电源电路包括交流信号源时，可提升交直流两用发光二极管驱动电路的功率因子，其中功率因子是指有效功率与视在功率(apparent power)之间的比值。当输入电源电路为直流信号源时，不管直流信号源的电压大于或小于输出端的电压(第二电容的电压)，驱动发光二极管的电流(驱动信号)为一设定值。0065 当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。说 明 书CN 102821509 A1/5页8图1说 明 书 附 图CN 102821509 A2/5页9图2说 明 书 附 图CN 102821509 A3/5页10图3图4A说 明 书 附 图CN 102821509 A10。