恒定功率led驱动器的制作方法

文档序号:8012317阅读:268来源:国知局
专利名称:恒定功率led驱动器的制作方法
技术领域
本发明涉及一种电路驱动装置,特别是涉及一种恒定功率LED驱动器。
背景技术
LED广泛应用于各种显示及照明领域。对LED的驱动目前有恒定电流和恒定电压两种驱动方式。在现实生活和电子工业中,电源常以电压源的形式而不是电流源的形式出现,因此,LED的恒流驱动需要在电压源和LED之间插入电压到电流转化的驱动电路,如图1所示。恒流驱动电路用LED的电流作反馈信号,用负反馈环路实现LED的恒流驱动。LED的恒定电压驱动方式,由于LED所需的电压与电压源提供的电压常常不同,因此,电压源和LED之间需要直流到直流变换电路,将电源电压变到驱动LED所需的电压值,如图2所示。LED的恒定电压驱动方式,电路结构简单,但LED的亮度随环境温度、LED的离散性及电压的波动而发生较大变化。LED的恒流驱动是一种理想的驱动方式,目前应用的很多,但其主要是靠负反馈环路实现LED的恒流驱动,电路结构较复杂且生产成本高。

发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种LED驱动电路。该电路向LED提供恒定功率,而LED上的电压、电流大小则由LED的电特性确定。其工作原理如图3所示。
为实现上述目的,本发明的恒定功率LED驱动器,包含电感和控制电路,其特征在于,所述控制电路包括具有微小漂移的比较器,其正向输入端通过电感的一端与电源连接,负向输入端与电感的另一端和开关连接形成控制电路输出端,具有微小漂移的比较器输出端直接和通过延迟电路Ton与S触发器输入端S和R连接;开关,其有一接地端,另两端分别与RS触发器的Q端和具有微小漂移的比较器负向输入端与电感连接端相连,所述开关在RS触发器的控制下按一定的时间频率闭合/断开;RS触发器,其输出端Q与开关连接。
按照本发明提供的驱动电路,所述控制电路的开关是晶体管,其具有基极、集电极和发射极,其基极与RS触发器的输出端Q相连接,其集电极与具有微小漂移的比较器负向输入端与电感连接端相连,其发射极接地。
按照本发明提供的驱动电路,所述控制电路的开关也可以是MOS管,其具有栅极、漏极和源极,其栅极与RS触发器的输出端Q相连接,其漏极与具有微小漂移的比较器负向输入端与电感连接端相连,其源极接地。
以上所述电路提供的功率可通过改变电源电压、电感的感抗和延迟电路延迟时间来确定。
本发明所提供的驱动电路,其仅有三个引线脚,较LED恒流驱动的引线脚少,而LED恒流驱动主要是靠负反馈环路实现LED的恒流驱动,电路结构较复杂,生产成本也较高,相比之下本发明的电路简单,生产成本要低的多。


图1是LED的恒流驱动工作原理示意图。
图2是LED的恒压驱动工作原理示意图。
图3是本发明的恒定功率驱动工作原理示意图。
图4是本发明的电路原理示意图。
图5是本发明实施例1电路原理示意图。
图6是本发明实施例2电路原理示意图。
图7是Ton延时电路的输入输出时序。
图8是电感L上的电流iL(t)的波型。
具体实施例方式
下面将结合附图对本发明作进一步详述本发明主要贡献在于能提供恒定功率且电路很简单易于实现。首先说明其工作原理图4中,具有微小直流漂移Vos的比较器用来检测开关关断期间的电感电流何时达到零。当电感L的电流等于零时,LX点的电压将等于VDD,由于有直流漂移Vos,比较器的输出为高电平,RS触发器触发,将开关打开,电源VIN对电感L充电;同时LX的电位下降,比较器输出高电平,比较器输出端的高电平通过延迟电路延迟Ton的时间让RS触发器复位,关断开关从而重复上述充电放电的过程。上述充电放电的过程中,Ton延时电路的输入输出时序图如图7所示,延时电路Ton对输入脉冲的上升沿延迟Ton的时间,而下降沿的延迟较短。本发明中RS触发器的功能如表一。
表一

电路具体工作方式可通过导通和关断两个状态来描述。
1.电路加电后,电感L的初始电流为零,LX点的电压为零,比较器的输出为高电平,其输出的高电平直接加在RS触发器的S端,RS触发器触发,将开关打开,开关被接通;开关导通,输入电压VIN对电感L充电,电感L电流增加。比较器输出端的高电平通过延迟电路延迟Ton的时间让RS触发器复位,关断开关转入关断状态。
2.开关关断,此时电感向LED放电,LX端电压高于VDD端电压,比较器输出为低电平,该低电平直接加到触发器的S端并通过Ton延迟电路的很小的低电平延迟加到R端,触发器的输出Q保持低电平,开关保持断开。随着放电时间的推移,电感电流逐渐减小,当电感电流减小至零时,LX点的电压等于VDD点的电压,由于比较器具有微小的直流漂移Vos,比较器输出高电平,开关重新导通,重复上述步骤1过程。
如图8所示,电感的平均电流或流出电源VIN的平均电流为VIN*Ton/(2L),或电源的输出功率为VIN2*Ton/(2L)。假定电感为理想电感、开关为理想开关,能量从电源VIN到LED的传输将没有损耗,从而LED消耗的功率亦为VIN2*Ton/(2L)。如果VIN、Ton和L恒定,LED消耗的功率亦恒定。LED消耗的功率可通过改变VIN、Ton和L而改变。
下面,分别对恒定功率LED驱动器的两个优选实施例给以说明如图5,实施例1中具有微小直流漂移Vos的比较器的正向输入端通过电感L的一端与电源VIN的正极连接,负向输入端与电感L的另一端和MOS开关管的漏极连接,具有微小漂移的比较器输出端直接和通过延迟电路分别与RS触发器输入端S和R连接;RS触发器输出端Q与MOS开关管的栅极连接;MOS开关管的源极接地;电路的LX端与肖特基二极管D的正极联接,肖特基二极管D的负极与并联的滤波电容C和LED连接,LED的正极与肖特基二极管D的负极联接,另一端接地。其中,二极管D在开关导通期间为反向偏置,而在开关关断期间为正向偏置从而给电感向LED放电提供通路,电容C的作用是滤波,使LED上能有均匀电流通过。LED消耗的功率可通过改变VIN、R和L而改变。
如图6,实施例2中具有微小直流漂移Vos的比较器的正向输入端通过电感L的一端与电源VIN的正极连接,负向输入端与电感L的另一端和MOS开关管的漏极连接,具有微小漂移的比较器输出端直接和通过延迟电路分别与RS触发器输入端S和R连接;RS触发器输出端Q与MOS开关管的栅极连接;MOS开关管的源极接地;电路的LX端连接至LED的正极,LED的负极接地。LED消耗的功率可通过改变VIN、R和L而改变,电路向LED提供脉冲电流。
在本技术领域普通技术人员理解范围内,本发明恒定功率LED驱动器可做诸多变形,其中电路的开关可用晶体管或MOS管或其它开关电路代替来实现;延迟电路和RS触发器的实现也是本技术领域普通技术人员很容易做到。以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明权利要求的涵盖范围。
权利要求
1.一种恒定功率LED驱动器,包含电感和控制电路,其特征在于,所述控制电路包括具有微小漂移的比较器,其正向输入端通过电感的一端与电源连接,负向输入端与电感的另一端和开关连接形成控制电路输出端,具有微小漂移的比较器输出端直接和通过延迟电路分别与RS触发器输入端S和R连接;开关,其有一接地端,另两端分别与RS触发器的Q端和具有微小漂移的比较器负向输入端与电感连接端相连,所述开关在RS触发器的控制下按一定的时间频率闭合/断开;RS触发器,其输出端Q与开关连接。
2.根据权利要求1所述的恒定功率LED驱动器,其特征在于,所述控制电路的开关是晶体管,其具有基极、集电极和发射极,其基极与RS触发器的输出端Q相连接,其集电极与具有微小漂移的比较器负向输入端与电感连接端相连,其发射极接地。
3.根据权利要求1所述的恒定功率LED驱动器,其特征在于,所述控制电路的开关也可以是MOS管,其具有栅极、漏极和源极,其栅极与RS触发器的输出端Q相连接,其漏极与具有微小漂移的比较器负向输入端与电感连接端相连,其源极接地。
4.根据权利要求1或2或3所述的恒定功率LED驱动器,其特征在于,LED驱动器提供的功率可通过改变电源电压、电感的感抗和延迟电路的延迟时间来确定。
5.根据权利要求1或2或3所述的恒定功率LED驱动器,其特征在于,还包括肖特基二极管,其正极与具有微小漂移的比较器负向输入端连接;与LED并联的滤波电容,LED的正极与肖特基二极管的负极联接,另一端接地。
6.根据权利要求5所述的恒定功率LED驱动器,其特征在于,LED驱动器提供的功率可通过改变电源电压、电感的感抗和延迟电路的延迟时间来确定。
全文摘要
本发明涉及一种恒定功率LED驱动器,包含电感和控制电路,其特征在于,所述控制电路包括具有微小漂移的比较器,其正向输入端通过电感的一端与电源连接,负向输入端与电感的另一端和开关连接形成控制电路输出端,具有微小漂移的比较器输出端直接和通过延迟电路分别与RS触发器输入端S和R连接;开关,其有一接地端,另两端分别与RS触发器的Q端和具有微小漂移的比较器负向输入端与电感连接端相连,所述开关在RS触发器的控制下按一定的时间频率闭合/断开触发器,其输出端Q与开关连接。本发明能提供恒定的功率,电路简单且生产成本低。
文档编号H05B33/08GK101018436SQ200710073330
公开日2007年8月15日 申请日期2007年2月12日 优先权日2007年2月12日
发明者黄朝刚 申请人:深圳市泉芯电子技术有限公司, 广东省粤晶高科股份有限公司
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