光源驱动电路的制作方法_4

文档序号:8398670阅读:来源:国知局
>[0094]类似地,在T2时刻,第一控制单元35通过侦测到的第一输出电流Il和/或第二输出电流12,并且根据第一输出电流Il和/或第二输出电流12产生反馈信号Fl给第二控制单元302。第二控制单元302依据反馈信号Fl调整第四开关SI和第五开关S2开启时间的长度,确保电力转换单元30b可以提供足够的能量驱动第一发光单元31和第二发光单元32。
[0095]请参照图5a,图5a是依据本发明一实施例绘示的一种光源驱动电路500a的电路图。如图5a所不,光源驱动电路500a包含电力转换单兀50a、第一发光单兀51、第二发光单元52、第一开关单元53、第二开关单元54、第一控制单元55、第一电流取样单元56以及第二电流取样单元57。类似地,电力转换单元50a可以是各种直流/直流变换器的其中的一者,例如驰返型电源转换器、顺向型电源转换器、推挽型电源转换式、LLC谐振转换器、半桥型电源转换器、全桥型电源转换器或半桥串联谐振转换器等。本实施例中,电力转换单元50a可为驰返型电源转换器,但并不以此为限。
[0096]电力转换单元50a包含原边绕组Np、第一副边绕组Nsl、第二副边绕组Ns2、第三开关单元501、第二控制单元502,以及续流单元503。第三开关单元501耦接于原边绕组Np。第一副边绕组Nsl和第二副边绕组Ns2串联连接。另外,原边绕组Np、第一副边绕组Nsl和第二副边绕组Ns2相互电性耦合。具体来说,原边绕组Np、第一副边绕组Nsl和第二副边绕组Ns2可以绕组在同一个变压器的磁芯上,或者不同变压器的磁芯上。在本实施例中,原边绕组Np、第一副边绕组Nsl和第二副边绕组Ns2绕组在同一个变压器的磁芯上,但不以此为限。
[0097]另一方面,续流单元503电性耦接于第一副边绕组Nsl和第二副边绕组Ns2,而第一副边绕组Nsl和第二副边绕组Ns2通过续流单元503耦接于第一发光单元51和第二发光单元52。另外,续流单元503和第一副边绕组Nsl可形成释放回路。所述释放回路用以释放储存在第一副边绕组Nsl的能量。
[0098]具体来说,续流单元503包含第四开关单元5031以及电容Cv。第四开关单元5031的一端耦接于第一副边绕阻Nsl,另一端耦接于电容Cv的一端,而电容Cv的另一端则是耦接于第一副边绕阻Nsl和第二副边绕组Ns2之间。借此,第一副边绕组Nsl可通过第四开关单元5031和电容Cv形成释放回路。
[0099]当第三开关单元501开启时,电力转换单元50a接收输入电压Vin,并在原边绕组Np产生电流。另外,电力转换单元50a将输入电压储存于原边绕组Np上,且在第一副边绕组Nsl和第二副边绕组Ns2上分别储存第一输出电压Vl和第二输出电压V2。由于此时第一开关单元53和第二开关单元54皆未开启,电力转换单元50a未在第一副边绕组Nsl和第二副边绕组Ns2上产生电流。
[0100]当第二控制单元502控制第三开关单元501关闭时,此时,第一开关单元53和第二开关单元54仍未开启,第四开关单元5031被导通,电力转换单元50a通过释放回路释放储存在第一副边绕组Nsl的第一输出电压Vl,并且在续流单元503中的电容Cv上形成电容电压V3。在本实施例中,第四开关单元5031可为二极管,当第三开关单元501关闭时,在第一副边绕组Nsl上的第一输出电压Vl导通二极管,并且经由二极管对电容Cv充电,使得在电容Cv上形成电容电压V3。当第一开关单元53或第二开关单元54开启时,续流单元503和第二副边绕组Ns2共同产生输出电压用以驱动第一发光单兀51和第二发光单兀52。
[0101]另一方面,请参照图5b,图5b是依据本发明另一实施例绘不的一种光源驱动电路500b的电路图。类似地,光源驱动电路500b包含电力转换单元50b、第一发光单元51、第二发光单元52、第一开关单元53、第二开关单元54、第一控制单元55、第一电流取样单元56、以及第二电流取样单元57。类似地,电力转换单元50b包含续流单元503电性耦接于第一副边绕组Nsl。在本实施例中,电力转换单元50b中的第一副边绕组Nsl和第二副边绕组Ns2隔绝,并且由第二副边绕组Ns2直接连接于第一发光单元51和第二发光单元52,由第二副边绕组Ns2产生输出电压。
[0102]换句话说,在本实施例中,光源驱动电路500b主要是提供第二输出电压V2驱动第一发光单元51和第二发光单元52。续流单元503则是并联于第一副边绕组Nsl以形成释放回路。另一方面,原边绕组Np、第一副边绕组Nsl和第二副边绕组Ns2相互电性耦合。另夕卜,原边绕组Np、第一副边绕组Nsl和第二副边绕组Ns2可以绕组在同一个变压器磁芯上,或者在不同变压器的磁芯上,本实施例并不以此为限。关于其它单元的操作及连接类似于上述实施方式的连接和操作,在此并不赘述。
[0103]在一实施例中,续流单元503中的第四开关单元5031可为二极管或金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)等开关元件。在图5a和图5b中的实施例中,第四开关单元5031为二极管,但并不以此为限。请参照图5c。图5c是依据本发明另一实施例绘示的一种续流单元503a的示意图。在本实施例中,续流单元503a中的第四开关单元5031a可为同步整流金属氧化物半导体场效晶体管,借此可减少第四开关单元5031a的导通损耗。另外,当同步整流金属氧化物半导体场效晶体管导通时,在第一副边绕组Nsl上可流过一段反向电流,使得电力转换单元中的第三开关单元(未绘示于图中)两端的电压可谐振到很低的电压,进而降低第三开关单元的导通损耗。
[0104]在上述实施例中,续流单元除了可提供电力转换单元中的副边绕组一个释放回路之外,还可降低耦接于各个发光单元的开关单元所需承受的额定电压,降低设置高额定工作电压开关的成本。为了方便说明,以图3a的光源驱动电路300a和图5a的光源驱动电路500a为例。假设光源驱动电路300a中的原边绕组Np和副边绕组Ns的匝数比为4:1,而光源驱动电路500a中的原边绕组Np和第一副边绕组Nsl、第二副边绕组Ns2的匝数比为12:1:2。另外,第一发光二极管串311和第一发光二极管串511所需的驱动电压皆为40伏特,而续流单元503形成的电容电压V3为18伏特。
[0105]当输入电压Vin为400伏特时,光源驱动电路300a中的第一开关单元33所需承受的逆向偏压为(400/4) *1+40=140伏特,而光源驱动电路500a中的第一开关单元53所需承受的逆向偏压则为(400/12)*2-18+40=88.7伏特。由上述例子可看出,由于续流单元的设置,使得开关单元的额定工作电压大幅地减少。另外,还可通过限制续流单元形成的电容电压来限制光源驱动电路的开路电压,节省掉设置过电压保护电路的成本。
[0106]另外,请参照图5d,图5d是依据本发明另一实施例绘示的一种光源驱动电路500d的示意图。在本实施例中,第一发光单元51中的第一发光二极管串511以及第二发光单元52中的第二发光二极管串521可采用共阴极的方式串接(相较于图5a,发光二极管串511和发光二极管串521是采用共阳极的方式串接)。至于其它单元的连接和操作类似于上述实施方式的连接和操作,在此并不赘述。
[0107]为了方便以及清楚说明,请一并参照图5a和图6a,图6a是依据本发明一实施例绘示的一种控制时序图。在本实施例中是以图5a所示的光源驱动电路500a为例,但并不以此为限。值得一提的是,在本实施例中,续流单元503形成的电容电压V3和各个发光二极管串所需的驱动电压\EDm的关系符合:V3/Nl>('EDm-V3)/N2,其中m=l或2,N1和N2分别为第一副边绕组Nsl和第二副边绕组Ns2的线圈匝数。如图6a所示,在TO时刻,第二控制单元502开启第三开关单元501,电力转换单元50a开始接收输入电压Vin,并在原边绕组Np上产生电流,且在第一副边绕组Nsl和第二副边绕组Ns2上分别储存第一输出电压Vl和第二输出电压V2。此时,第一开关单元53和第二开关单元54皆未开启,因此在第一副边绕组Nsl和第二副边绕组Ns2上并未产生电流。
[0108]接着,在Tl时刻,第二控制单元502控制第三开关单元501关闭,电力转换单元50a转换输出电压足以驱动第一发光单元51和第二发光单元52。此时,第四开关单元5031通过储存在第一副边绕组Nsl上的第一输出电压Vl开启。而第一副边绕组Nsl、第四开关单元5031和电容Cv形成的释放回路开始产生电流,且在电容Cv上形成电容电压V3。此时,第一开关单元53和第二开关单元54仍皆尚未开启,因此在第二副边绕组Ns2上并未产生电流。
[0109]在T2时刻,第一控制单元55开启第一开关单元53,第四开关单元5031关闭。此时储存在第二副边绕组Ns2的第二输出电压V2通过电容Cv,并且和电容电压V3 —起驱动第一发光单兀51,第二副边绕组Ns2上产生输出电流。第一发光单兀51通过驱动发光以及产生第一输出电流II。而第一控制单兀55通过侦测第一输出电流Il并且根据第一输出电流Il的大小调整第一开关单元53开启时间的长度。
[0110]接着,在T3时刻,第一发光单元51获得的能量维持其额定工作时,亦即,第一输出电流Il达到第一额定电流值,其中第一额定电流值为第一发光单元51维持其额定工作所需的平均电流。此时,第一控制单元55关闭第一开关单元53并且开启第二开关单元54,使得第二输出电压V2和电容出电压V3改为驱动第二发光单元52。第二发光单元52通过驱动发光,以及产生第二输出电流12。类似地,第一控制单元55通过侦测第二输出电流12并且根据第二输出电流12的大小调整第二开关单元54开启时间的长度。
[0111]接着,在T4时刻,当第一控制单元55侦测到第二输出电流12为零时,此时,第二副边绕组Ns2上的输出电流为零,第一控制单元55控制第二开关单元54关闭,且第二控制单元502控制第三开关单元501开启,亦即回到TO时刻的操作。借此完成控制光源驱动电路500a的操作。
[0112]除了图6a提供的控制方式之外,上述光源驱动电路亦可采用另一种控制方式。请一并参照图5a和图6b,图6b是依据本发明另一实施例绘不的一种控制时序图。在本实施例中,假设光源驱动电路500a中的第一发光二极管串511所需的驱动电压Vmn大于第二发光二极管串521所需的驱动电压Vmi2。另外电容电压V3和各个发光二极管串所需的驱动电压的关系符合:V3/N1> (VLEDm-V3) /N2,其中m=l或2,NI和N2分别为第一副边绕组Nsl和第二副边绕组Ns2的线圈匝数。如图6b所示,在TO时刻,第二控制单元502开启第三开关单元501,电力转换单元50开始接收输入电压Vin,并在原边绕组Np上产生电流,且分别在第一副边绕组Nsl和第二副边绕组Ns2上储存第一输出电压Vl和第二输出电压V2。此时,第一开关单元53和第二开关单元54皆未开启,因此在第一副边绕组Nsl和第二副边绕组Ns2上并未产生输出电流。
[0113]接着,在Tl时刻,第二控制单元502关闭第三开关单元501,而第一控制单元55则是同时开启第一开关单元53和第二开关单元54。此时,第四开关单元5031并未开启。由于第二发光二极管串521所需的驱动电压Vm2小于第一发光二极管串511所需的驱动电压Vledi,因此第二发光单元52会先通过储存在第二副边绕组Ns2上的第二输出电压V2和电容Cv的电容电压V3共同驱动发光并且产生第二输出电流12。此时,第一控制单兀55通过侦测第二输出电流12并且根据第二输出电流12的大小调整第二开关单元54开启时间的长度,亦即,Tl到T2这段时间,使得电力转换单元50a可提供足够的能量驱动第二发光单元52。
[0114]接着,在T2时刻,第二发光单元52获得足够的能量维持其额定工作时,亦即,第二输出电流12达到第二额定电流值,其中第二额定电流值为第二发光单元52维持其额定工作所需的平均电流。此时,第一控制单元55关闭第二开关单元54,第二输出电压V2和电容Cv的电容电压V3改为共同驱动第一发光单兀51。第一发光单兀51通过驱动发光,以及产生第一输出电流II。类似地,第一控制单兀55通过侦测第一输出电流Il并且根据第一输出电流Il的大小调整第二开关单元54开启时间的长度。
[0115]接着,在T3时刻,当第一控制单元55侦测到第一输出电流Il达到
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