发光二极管驱动设备的制造方法
【专利说明】发光二极管驱动设备
[0001]本申请要求于2013年10月31日在韩国知识产权局提交的第10_2013_0131598号韩国专利申请的权益，该申请的公开通过引用包含于此。
技术领域
[0002]本公开涉及一种发光二极管(LED)驱动设备，该LED驱动设备能够减少从向发光二极管供电或者阻止向发光二极管供电的开关产生的热。
【背景技术】
[0003]近来，对发光二极管(LED)的关注度和需求日益增强。
[0004]使用发光二极管的装置可被制造成相对紧凑，从而甚至用在难以安装现有电子产品的地方。此外，在使用发光二极管作为照明设备的情况下，容易实现各种颜色的光并且控制照明的水平，使得发光二极管可用作适于诸如观看电影、阅读、参与会议等情形的系统照明设备。
[0005]另外，发光二极管的功耗量对应于白炽灯的功耗量的大致1/8，具有50，000至100，000小时的寿命，即白炽灯寿命的5倍至10倍，并且是环保的、无汞光源，可允许具有大设计自由度。
[0006]由于这种特性，发光二极管照明项目在诸如美国、日本、澳大利亚等国家以及韩国中已经作为国家项目被推进。
[0007]另外，近来，根据平板显示器技术的发展，平板显示器用于汽车仪表板中以及智能电话、游戏机和数码相机中。今后，将增加这种显示器在与人日常生活相关的装置(诸如超薄电势、透明导航装置等)中的应用。
[0008]在平板显示器中，主要使用薄膜晶体管液晶显示器(TFT-1XD)。
[0009]液晶显示器(IXD)( 一种根据图像信息向以矩阵形式布置的像素独立供应数据信号以控制像素的透光率从而控制所需图像的显示器)本身并不发光，并且被设计成通过在其后表面上安装背光单元来显示图像。
[0010]通常，液晶显示器具有诸如质量轻、相对薄、功耗低等特性，使得其应用领域逐渐增加。根据这个趋势，液晶显示器已经用于办公室自动化装置、音频/视频装置等。
[0011]如上所述，由于液晶显示本身并不发光，因此这些装置需要被称为背光源的单独光源。使用冷阴极荧光灯(CCFL)、外部电极荧光灯(EEFL)等作为这种背光源。
[0012]由于发光二极管(下文中，被称为“LED”)的功耗量低于冷阴极荧光灯并且其体积小于冷阴极荧光灯的体积，因此已越来越多地使用LED作为背光单元。
[0013]使用LED的背光源可被分为直下型LED背光源和边光型LED背光源。这里，直下式LED背光源使用通过将LED芯片模块安装在整个表面上而将光直接导向LCD面板的方案，而边光式LED背光源使用通过只将LED芯片模块安装在LCD面板的一个或多个边缘而向LCD面板的中心发光的方案。
[0014]如上所述,越来越多地被使用的LED需要用于驱动这种LED的驱动设备。
[0015]通常，由于LED的结构，导致用几伏电平的直流(DC)电力驱动LED。因此，为了将LED连接到交流(AC)电源以用AC电力驱动LED，需要单独的装置。
[0016]也就是说，由于LED使用DC电力，因此使用开关模式电源(SMPS)以将商用AC电力转换成DC电力并且转换发光所需的电压的幅度。在使用SMPS的情况下，电效率增加，而电路会变得相对复杂。另外，使用开关模式，以致出现高频噪声，寿命因使用了电容器和电感器而缩短，功率因素减小。
[0017]另外，使用利用开关稳压器的电流控制型LED驱动电路作为另一个方案。使用开关稳压器的此电路具有通过开关型电路和运算放大器调节流入LED的电流的结构，并且被构造成通过反馈施加到感测电阻器的电压来调节流入LED的电流。
[0018]由于这种方案使用开关方案来替代线性方案，因此开关模块中的功耗降低，使得电效率增加。因此，在消耗了相当大量功率的情况下，广泛使用这种方案。
[0019]如上所述，越来越多地被使用的LED需要用于驱动LED的驱动设备。如在下面的现有技术文档中公开的，根据现有技术的LED驱动设备通过对在初级侧被整流的电力进行开关然后将经开关的电力传送到与初级侧绝缘的次级侧来驱动次级侧的LED，以在将AC电力转换成DC电力然后使用DC电力的情况下提供DC电力。然而，在根据现有技术的LED驱动设备中，在控制电路中使用GM放大器来对在初级侧被整流的电力进行开关，在GM放大器的输出端需要具有高电容的单独电容器，使得由于有外部电容器，电路面积和制造成本增加。
[0020][相关技术文献]
[0021](专利文献I)韩国专利特许公开N0.10-2011-0128731
【发明内容】
[0022]本发明的一方面可提供一种发光二极管(LED)驱动设备，所述LED驱动设备通过基于电力转换电路的开关周期和该开关周期中的消磁时间控制电力转换电路的开关，从而不使用单独的外部电容器。
[0023]根据本公开的一方面，一种LED驱动设备可包括:电力转换单兀,对输入的电力进行开关，以向至少一个LED供应驱动电力；驱动控制单元，基于电力转换单元的开关周期和所述开关周期中的消磁时间，控制电力转换单元的电力供应。
[0024]驱动控制单元可包括:运算单元，通过进行开关对输入的电力、电力转换单元的开关周期和漏电压执行运算，以提供参考电压；控制单元，基于指示检测到的驱动电力和来自运算单元的参考电压的反馈信号，控制电力转换单元的开关。
[0025]运算单元可包括:第一计数器，对电力转换单元的开关周期进行计数；第一运算放大器，对信号执行运算，使得第一运算放大器的输出信号符合输入的电力的电压电平；第一数模转换器，根据第一计数器的计数值，对第一运算放大器的输出信号执行数模转换；第二计数器，对电力转换单元的消磁时间进行计数；第二运算放大器，对信号执行运算，使得第二运算放大器的输出信号符合第一数模转换器的输出信号；第二数模转换器，根据第二计数器的计数值，对第二运算放大器的输出信号执行数模转换，并且将所得信号反馈到第二运算放大器。
[0026]控制单元可包括:第一比较器，将电力转换单元的反馈信号与预设的参考信号彼此进行比较；第二比较器，将来自运算单元的参考电压与电力转换单元的开关电流的检测电压彼此进行比较；RS锁存器，具有接收第一比较器的比较结果的置位端和接收第二比较器的比较结果的复位端，并且对输入到所述置位端和所述复位端的信号执行逻辑运算，以控制电力转换单元的开关。
[0027]电力转换单元可包括:开关，对输入的电力进行开关；变压器，具有初级绕组、次级绕组和辅助绕组，检测从初级绕组到次级绕组所感应的电力，并且将检测到的电力反馈到驱动控制单元，其中，初级绕组接收输入的电力，次级绕组与初级绕组具有预设匝数比并且次级绕组接收从初级绕组感应的电力，辅助绕组与初级绕组具有预设匝数比。
[0028]变压器可具有初级侧和次级侧，其中，在初级侧和次级侧，接地的电特性彼此不同，初级绕组和辅助绕组可形成在初级侧，次级绕组可形成在次级侧。
[0029]所述LED驱动设备还可包括整流单元，所述整流单元对交流(AC)电力进行整流，以将输入的电力提供给电力转换单元。
[0030]驱动控制单元可形成在初级侧。
[0031]根据本公开的另一方面，一种LED驱动设备可包括:电力转换单兀,对输入的电力进行开关，以向至少一个LED供应驱动电力；驱动控制单元，通过进行开关，基于输入的电力、电力转换单元的开关周期和漏电压，控制电力转换单元的电力供应。
【附图说明】
[0032]通过下面结合附图进行的详细描述，将更加清楚地理解本公开的以上和其它方面、特征和其它优点，其中:
[0033]图1是示出根据本公开的示例性实施例的发光二极管(LED)驱动设备的示意性构造的电路图；
[0034]图2是示出图1中示出的根据本公开的示例性实施例的LED驱动设备的主要操作波形的曲线图；
[0035]图3是示出图1中示出的根据本公开的示例性实施例的LED驱动设备中使用的运算单元的示意性构造的框图。
【具体实施方式】
[0036]现在，将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。然而，本公开可用许多不同形式来例示并且不应该被理解为限于本文阐述的特定实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完全的，并且将把本公开的范围完全传达给本领域的技术人员。在所有附图中，将始终使用相同的参考标号来指定相同或类似的元件。
[0037]图1是示出根据本公开的示例性实施例的发光二极管(LED)驱动设备的示意性构造的电路图；图2是示出图1中示出的根据本公开的示例性实施例的LED驱动设备的主要操作波形的曲线图。
[0038]参照图1，根据本公开的示例性实施例的LED驱动设备100可包括电力转换单元120和驱动控制单元130，并且还可包括整流单元110，其中，整流单元110对输入的交流(AC)电力进行整流并且将经整流的电力提供到电力转换单元120。
[0039]电力转换单元120可包括开关M和变压器，其中，开关M对经整流的电力进行开关，变压器感应并输出经开关的电力。
[0040]开关M可根据驱动控制单元130的控制对经整流的电力Vsup进行开关。更详细地，开关M可对输入到变压器T的初级绕组P的经整流的电力Vsup进行开关。为此目的，开关M可连接在初级绕组P的一端和地之间，经整流的电力Vsup可输入到初级绕组P的另一端。在开关周期Ts中的接通时间段Tm期间，开关M可被接通。
[0041]变压器T可包括初级绕组P、次级绕组S和辅助绕组Aux。
[0042]变压器T可具有初级侧和次级侧，其中，在初级侧和次级侧，接地的电特性彼此不同，初级绕组P和辅助绕组Aux可形成在初级侧，次级绕组S可形成在次级侧。另外，驱动控制单元130可形成在初级侧。
[0043]初级绕组P、次级绕组S和辅助绕组Aux中的每个可具有预设匝数，初级绕组P和次级绕组S可彼此磁性耦合，以在它们之间形成预设匝数比，通过开关M(Lo)进行开关，可根据匝数比将输入到初级绕组P的经整流的电力Vsup感应到次级绕组S。
[0044]感应到次级绕组S的电力可被输出端的二极管和电容器稳定，然后被供应到至少一个发光二极管LE