发光二极管驱动装置的制造方法

文档序号:9815220阅读:422来源:国知局
发光二极管驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及发光二极管驱动装置。
【背景技术】
[0002]发光二极管(light emitting d1de,LED)与一般二极管的特性一样,施加正向电压时,施加的电压大小在阈值电压以上时,被开启流通电流具有发光的特性。
[0003]由交流电源的电压(以下,称为‘电源电压’)直接驱动的直接连接形式的发光二极管是连接于全波整流器,此时,一个以上的发光二极管是以串联形式连接或是以串联形式和并联形式的连接结构混合的串并联形式连接。
[0004]这种发光二极管是如上述记载,施加开启电压以上的电压时,发光二极管被开启通过发光二极管流通电流,但施加小于开启电压的电压时,发光二极管被关闭不会流通电流。
[0005]因此,以电源电压的一个周期作为基准时,由于发光二极管的开启区间短,发光二极管的发光量降低,产生总谐波失真(total harmonic distort1n)的现象。
[0006]以串联连接的发光二极管的个数增加时,用于开启发光二极管的电压大小也增力口,发光二极管的开启区间变得更短,由此,发光量降低现象和总谐波失真现象产生得更严重,因此制造成本也增加。
[0007]相反的,以串联连接的发光二极管的个数减小时,用于驱动发光二极管的电压大小减小,但在发光二极管流通的电流过大,产生缩短发光二极管寿命的问题,且根据交流电源的电压变动也会产生电流过大现象的问题。
[0008]因此需要开发不受交流电源电压变动的影响,能增加发光量,减小总谐波失真,防止电流过大,降低制造成本的发光二极管驱动装置。
[0009]图1显示在交流电源AC串联连接整流二极管单元Dr、电流调整电阻Rr以及发光二极管单元De的发光二极管驱动电路,其中所述发光二极管单元含有以串联连接的复数个发光二极管。
[0010]图2显示在图1施加交流电源AC的电压(以下,称为“电源电压”)VAC、交流电源AC的电流IAC以及由整流二极管单元Dr整流的整流电压Vcc和在发光二极管单元De流通的整流电流Icc的波形。
[0011]如图1所示,电源电压VAC通过整流二极管单元Dr被全波整流后,全波整流的整流电压Vcc经过电阻Rr施加到发光二极管单元De。
[0012]整流电压Vcc的大小是串联连接复数个发光二极管的发光二极管单元De的整个正向阈值电压(即,各发光二极管正向阈值电压的和)vthl以下时,如图2所示,在一段时间(tl、t3)发光二极管单元De被关闭,不会向发光二极管单元De流通电流Icc。
[0013]然而,整流电压Vcc比正向阈值电压Vthl大时t2,发光二极管单元De被开启,通过发光二极管单元De开始流通电流Icc,流通电流Icc的大小是相当于将整流电压Vcc和正向阈值电压Vthl的相差除以电阻Rr的值。因此,整流电压Vcc增加时,具有在发光二极管单元De流通的电流会大于最大允许电流的问题。
[0014]发光二极管单元De的开启操作所需的电压大小,S卩,正向阈值电压Vthl的大小是与串联连接的发光二极管的个数成比例增加,因此发光二极管单元De的开启区间变短。
[0015]由此,总谐波失真的大小增加,发光二极管单元De的发光量也降低。
[0016]降低发光二极管单元De的正向阈值电压Vthl或增加电源电压VAC时,在发光二极管单元De可能流过允许电流以上的电流,具有缩短发光二极管单元De的寿命,降低操作可靠性的问题。
[0017]总谐波失真是引起各种电性噪音的原因,是全球性限制对象,而且发光二极管单元De的发光量降低时,按降低的大小需要使用更多的发光二极管,因此具有发光二极管的照明装置的制造成本增加。
[0018]接着,图3显示改善总谐波失真的发光二极管驱动电路。
[0019]参照图3,在电源AC以串联连接有调整电流的电阻R、第I发光二极管单元Da及第2发光二极管单元Db,第I发光二极管单元Da具有以反并联形式连接的两个发光二极管(Dal、Da2),而且,第2发光二极管单元Db也具有以反并联形式连接的两个发光二极管(Dbl、Db2) ο
[0020]在图3显示的发光二极管驱动电路是,为了改善总谐波失真,电容Cl连接在电阻R和第I发光二极管单元Da之间的连接点na与第I发光二极管单元Da和第2发光二极管单元Db之间的连接点nb,且电源电压VAC是无需整流器通过电阻R直接连接在第I及第2发光二极管单元(Da,Db)。
[0021 ] 图4显示在图3的第I及第2发光二极管单元(Da,Db)施加的电源电压VAC和电流IAC,通过电阻R的电压VR,流过第I发光二极管单元Da的电流IDa及流过第2发光二极管单元Db的电流IDb之波形。
[0022]电压VR的大小,比正向阈值电压Vth2小时,在第I发光二极管单元Da上没有流通电流,在整个正向阈值电压Vth2以上时,在电源电压VAC的正⑴半周期期间,在第I发光二极管单元Da的正向发光二极管Da2流过电流IDa2,在电源电压VAC的负(-)半周期期间,在第I发光二极管单元Da的逆向发光二极管Dal流过电流IDal而形成第I发光二极管单元的电流IDa。
[0023]比正向阈值电压Vth2小时,在第2发光二极管单元Db,电源电压VAC以正(+)的方向上升时,通过电容Cl流过充电电流,电源电压VAC以负(-)的方向上升时,也是通过电容Cl流过放电电流。
[0024]在正向阈值电压Vth2以上时,在电源电压VAC的正⑴半周期期间,通过第I发光二极管单元Da的正向发光二极管Da2在第2发光二极管单元Db的正向发光二极管Db2流过电流IDb2,而且在电源电压VAC的负㈠半周期期间,通过第I发光二极管单元Da的逆向发光二极管Dal在第2发光二极管单元Db的逆向发光二极管Dbl流过电流IDbl而形成第2发光二极管单元的电流IDb。
[0025]然而,电源电压VAC在下降时,通过电容Cl没有流过电流时,比正向阈值电压Vth2小时,与第I发光二极管单元Da —样,在第2发光二极管单元Db也不会流过电流。
[0026]电源电压VAC上升时,通过第2发光二极管单元Db在电容Cl产生充放电电流在一定程度上可以改善从电源电压VAC流过的电流IAC的总谐波失真。然而,电容Cl的寿命短,并要承受高电压,因此电容Cl的价格上涨问题和电容Cl的大小很难使产品小型化。
[0027]另外,只有一半的使用发光二极管在第2发光二极管单元Db流过用于减小总谐波失真的电容Cl的充放电电流,所以在第2发光二极管单元Db流过的电流比第I发光二极管单元Da流过的电流增加的多,对第I发光二极管单元Da供应最大电流时,在第2发光二极管单元Db会流过过大电流。由此,具有对发光二极管驱动电路不能提供用于驱动第I及第2发光二极管单元(Da,Db)的充分大小电流的问题。
[0028]而且,电源电压VAC由于电压变动而增加时,具有流过第I及第2发光二极管单元(Da,Db)的电流大小会大于最大允许电流大小的问题,因此考量电源电压VAC的电压变动,流过发光二极管的电流不能达到最大允许电流,具有发光量降低的问题。

【发明内容】

[0029](一)要解决的技术问题
[0030]因此,本发明要完成的技术课题是简化发光二极管驱动装置的结构。
[0031]本发明要完成的另一技术课题是改善功率因数。
[0032]( 二)技术方案
[0033]根据本发明的发光二极管驱动装置,其特征在于,驱动以串联连接,并至少含有一个发光二极管的第I发光二极管单元,和连接于所述第I发光二极管单元,并至少含有一个发光二极管的第2发光二极管单元的发光二极管驱动装置,其包含:连接于所述第I发光二极管单元,整流交流电源的整流单元;连接在所述整流单元和第I发光二极管单元之间,根据流过第I发光二极管单元的电流大小改变操作状态的第I电流检测单元;连接于所述整流单元和第2发光二极管单元之间,根据流过第2发光二极管单元的电流大小改变操作状态的第2电流检测单元;以及连接于所述第I电流检测单元和所述第2电流检测单元之间,对所述第I发光二极管单元和所述第2发光二极管单元提供串联连接通路的逆电流防止单元,其中,所述第I发光二极管单元和所述第2发光二极管单元是根据所述第I及第2电流检测单元的操作状态改变成并联连接状态或串联连接状态。
[0034]所述第I电流检测单元可以包含:在所述整流单元连接一侧端子,在第I发光二极管单元连接另一侧端子的电阻;在所述电阻的一侧端子连接发射极端子,在所述电阻的另一侧端子连接基极端子,并在所述整流单元的另一侧端子连接集电极端子的第I晶体管;以及在所述第I晶体管的集电极端子连接栅极端子,在所述电阻的另一侧端子连接源极端子,并在所述逆电流防止单元的一侧端子连接漏极端子的第2晶体管。
[0035]而且,所述第2电流检测单元可以包含:在所述整流单元连接一侧端子,在所述第2发光二极管单元连接另一侧端子的电阻;在所述整流单元的一侧端子连接集电极端子的第I晶体管;以及在所述第I晶体管的集电极端子连接栅极端子,在所述电阻的另一侧端子连接漏极端子,并在所述逆电流防止单元的另一侧端子连接源极端子的第2晶体管。
[0036]所述发光二极管驱动装置,其特征在于,在所述整流单元和所述第I电流检测单元之间与所述整流单元和所述第2电流检测单元之间中的至少一个还可以包含恒电流单
J Li ο
[0037]所述至少一个恒电流单元位于所述整流单元和所述第I电流检测单元之间时,所述至少一个恒电流单元可以包含:在所述整流单元的一侧端子连接漏极端子的第I晶体管;在所述整流单元的一侧端子连接一侧端子,在第I晶体管的栅极端子连接另一侧端子的第I电阻;所述第I电阻的另一侧端子连接集电极端子,在所述第I晶体管的源极端子连接基极端子的第2晶体管;以及在所述第2晶体管的源极端子连接一侧端子,在所述第2晶体管的发射极端子和所述第I电流检测单元连接另一侧端子的第2电阻。
[0038]所述至少一个恒电流单元位于所述整流单元和所述第2电流检测单元之间时,所述至少一个恒电流单元可以包含:在所述整流单元的另一侧端子连接一侧端子的第2电阻;在所述第2电阻的另一侧端子连接源极端子的第I晶体管;所述整流单元的另一侧端子连接发射极端子,在所述第2电阻的另一侧端子连接基极端子的第2晶体管;以及在所述第2晶体管的集电极端子和所述第I晶体管的栅极端子连接一侧端子,在所述第I晶体管的漏极端子和所述第2电流检测单元之间连接另一侧端子的第I电阻。
[0039](三)有益效果
[0040]根据这种特征,施加交流电源时,检测在发光二极管流过的电流,体现在总正向阈值电
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