专利名称：发光组件驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及发光组件驱动电路，特别是涉及使用迟滞控制电路的发光组 件驱动电路。
背景技术：
图1示出了已知技术的降压式结构(buck)的LED驱动电路100,用以 驱动至少一LED 101。如图1所示，LED驱动电路100包含一电源转换电路 103、 一电阻104、 一误差放大器105、 一电阻106、 一电容108、 一加法器 107、 一比较器109、 一振荡器lll、 一触发器113以及一驱动器115。电源 转换电路103用以将一输入电压Vin转换成一输出电压V。ut,其可包含切换 组件117、 119、 一输入电容121、 一输出电容123以及一电感125。根据相 关文献可得知，输出电压V滅与输入电压Vm的比例关系为切换组件117的
工作周期(DutyCycle),也就是，="，D表示切换组件117的工作周期。 且切换组件117、 119的栅信号为互补关系(也就是一为开则另一为关)。
误差放大器105用以接收一反馈电压VFB,并将其与一参考电压Vw比
较后产生一错误检测电压Ve。而后比较器109、触发器113以及驱动器115 等根据错误检测电压Ve调整切换组件117的工作周期D而输出适当的输出
电压V。ut,使得流经LED 101的电流I。ut为i,其中RLED为电阻104的值。
而输出电容123用以降低输出电压V。w的波动(ripple)现象，其值约在 10uF-100uF之间。其它LED驱动电路100的详细操作可由相关文献轻易得 知，故在此不再赘述。
然而，上述的LED驱动电路100有着相当多的缺点。举例来说，LED
驱动电路100的组件数量多，运作复杂。而且，LED驱动电路IOO需要输出
电容123,其通常为大电容值的高压组件，因此面积较大且成本较高。且因
为输出电容123的存在，LED驱动电路IOO无法快速启动，否则会造成相当
大的突入电流(inrush current)。此外，若瞬间将多量的LED 101换成较少数
量的LED,因为输出电容123其上有残存电压存在，会使流经LED的电流
瞬间变大，而使LED烧毁。而且，这样的电路需要电阻106以及电容108
作为回路补偿之用，以保持系统稳定，不仅使设计上缺乏弹性，且使电路面
积增力口。
发明内容
因此，本发明提出一种发光组件驱动电路，其具有较简易的电路结构以 及操作方法，可降低成本以及设计上的负担。
本发明的实施例披露了 一种发光组件驱动电路，用以驱动至少一发光组
件，包含 一电源转换电路，包含至少一切换组件，用以将一输入电压转换 成一输出电流，该输出电流用来驱动该至少一发光组件； 一斜波信号产生电 路，用以产生一第一斜波信号；以及一迟滞式控制电路，其输入端耦接至该 斜波信号产生电路，该迟滞式控制电路根据该第一斜波信号以及一与该输出 电流有关的第二斜波信号来控制该电源转换电路的切换组件。
根据上述的电路结构，不仅具有较简易的电路结构以及操作方法，且因 为不需要输出电容，可降低面积及成本，并可快速启动电路而不会产生大突 入电流，而且不会因为输出电容上的残存电压造成LED上的瞬间大电流， 这样的电路结构也具有较快速的瞬时变化。更好的是，不须额外的电容及电 阻作为反馈补偿机制，可降低设计上的困难度。
图1示出了已知技术的降压式结构(buck)的LED驱动电路。 图2示出了根据本发明的一实施例的发光组件驱动电路。
附图符号说明
100 LED驱动电^各
105 误差放大器
107 加法器
109 比较器
111 振荡器
113 触发器
115 驱动器
121 123
200
201
103,203 204
104, 106,205、 221 207 209
117， 119,215、 217 108,223、 225 125,219 213 22具体实施例方式
在说明书及权利要求中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域技术 人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明 书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能 上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求中所提及的"包含"为 一开放式的用语，故应解释成"包含但不限定于，，。以外，"耦接，，一词在此包 含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一 第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其它装 置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。
图2示出了根据本发明的第一实施例的发光组件驱动电路200。在此实 施例中，发光组件驱动电路200作为一 LED驱动电路使用，用以驱动至少 一 LED 201。如图2所示，发光组件驱动电路200包含一电源转换电路203 以及一迟滞式(hysteretic)控制电路204。电源转换电路203用以将一输入 电压Vin转换成一输出电流I。ut，输出电流I。ut用来驱动LED 201;输出电流 1。ut也流经电阻205,产生一反馈电压Vra。迟滞式控制电路204根据反馈电 压VFB控制电源转换电路203产生一所需输出电流给LED 201 。
6
输入电容 输出电容
发光组件驱动电路
LED
电源转换电^各 迟滞式控制电路 、227 电阻
迟滞比较器 驱动电路 切换组件 电容 电感
输入电容
斜波信号产生电路
在此实施例中，电源转换电路203包含切换组件215、 217，输入电容
213以及电感219。迟滞式控制电路204根据反馈电压Vfb控制切換組件215
以及切换组件217的导通时间以产生所需的输出电流。而在本实施例中，迟
滞式控制电路204包含一迟滞比较器207以及一驱动电路209。迟滞比较器
207根据反馈电压Vra以及一参考电压vref产生一控制信号CS。驱动电路
209根据控制信号CS控制切换组件215和切换组件217的导通时间，换言
之，控制信号CS控制切换组件215和切换组件217的切换频率。
图3示出了图2所示的发光组件驱动电路中的迟滞式控制电路204的操 作模式。如图3所示，当Vfb小于Vto(由参考电压V,产生)时，切换组件 215导通而切换组件217关闭，因此输入电压Vin会对电感219储能而使得
反馈电压vfb线性上升，其斜率为""—""、其中L为电感209的电感值。
须注意的是，在此实施例中由于反馈电压Vfb等于I她乘上电阻205的值且 电阻205的值为固定值，因此1。ut的上升或下降跟反^t电压Vfb的上升或下 降呈对应关系。当Vfb大于Vm(由参考电压V虹f产生)时，切换组件215关 闭而切换组件217导通，因此储存在电感219的能量会释放而使得反馈电压
Vfb下降，其斜率为，。通过这样的机制，电流I。ut可被限制在迟滞区间内
(即V^和VHI)，通过选择适当的Vlo和Vhi,可达到定电流的作用。因为 LED的亮度正比于LED的电流I。up因此通过这样的方式即可达到控制LED 的亮度。
须注意的是，发光组件驱动电路200虽以LED作为说明，但其也可用 以驱动其它发光组件。
除了上述的电路结构以及操作之外，发光组件驱动电路200可还包含 电阻221、电容223、电容225以及电阻227。这样的结构适用于电感219 的值很小的情况，因为若以图3操作在电感219的值较小的情况下，则会有 电流波动过大的缺点。以图3操作在电感219的值很小的情况下，切换频率 会变高，而反馈电压Vra在上升或下降时原本便有延迟时间(比较器及电路操 作延迟时间)的存在，如图3所示的Tdl以及Td2。因此在高切换频率的情 况下，延迟时间Tdl以及Td2所占周期的比例会变大，因此LED201会形 成4交大的电流波动(Current ripple),影响电流精准度。
电阻221、电容223以及电容225可视为一斜波信号产生电路226。而 在点A的方波S,经过斜波信号产生电路226的作用之后，会形成和方波Si 同步的斜波信号(ramp signal) RS!。而在点B处，会有由电流I。ut和电阻205
形成的斜波信号RS2。经由重叠原理(superposition),可得知斜波信号RS3 (即Vfb)由斜波信号RS2和斜波信号RS,加总形成。因此，若能使斜波信号 RS,远大于斜波信号RS2，则斜波信号RS3会相当接近斜波信号RSp故迟滞 式控制电路204较不易受到斜波信号RS2影响而使晶体管215和217操作在 较低的切换频率。另外电阻227目的是隔离斜波信号RS,以及斜波信号RS2, 避免两者互相干扰取到错误的斜波信号。电容225在此实施例中作为一交流 耦合电容(AC coupling capacitor),用以过滤斜波信号RS,的直流成分，使得 斜波信号RS,与斜波信号RS2能正确迭合。
与已知的电路比较起来，根据本发明的发光组件驱动电路具有较简易的 电路结构以及操作方法，且因为不需要输出电容，可降低面积及成本，并可 快速启动电路而不会产生大突入电流，而且不会因为输出电容上的残存电压 造成LED上的瞬间大电流，这样的电路结构也具有较快速瞬时电流变化。 更好的是，不须额外的电容及电阻作为补偿机制，可降低设计上的困难度。 而且，通过选择适当的迟滞范围，便可轻易得到定电流的作用。另根据图2 的结构，电感219可使用较小的值，而LED仍有较小的电流波动。除此之 外，通过此控制机制，使用较小的电感，可进一步降低成本。
图2所述的电路结构除了可用以驱动LED外，也可用以驱动其它发光 组件。理所当然的，图2所述的电路结构及若使用在发光组件之外的其它组 件，也应在本发明的范围之内。此外，图2所示的电源转换电路203的电路 结构为 一 同步整流型降压式(buck)电源转换电路，但并非表示用以限定本发 明，本发明所提的电路结构也可使用在异步整流型的降压式电源转换电路或 是顺向式(forward)电源转换电路。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变 化与修饰，都应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种发光组件驱动电路，用以驱动至少一发光组件，包含一电源转换电路，包含至少一切换组件，用以将一输入电压转换成一输出电流，该输出电流用来驱动该至少一发光组件；一斜波信号产生电路，用以产生一第一斜波信号；以及一迟滞式控制电路，其输入端耦接至该斜波信号产生电路，该迟滞式控制电路根据该第一斜波信号以及一与该输出电流有关的第二斜波信号来控制该电源转换电路的切换组件。
2. 如权利要求1所述的发光组件驱动电路，其中该至少一发光组件的每 一个都为一LED。
3. 如权利要求1所述的发光组件驱动电路，其中该电源转换电路为一同 步整流型降压式电源转换电路。
4. 如权利要求3所述的发光组件驱动电路，其中该电源转换电路包含 一第一切换组件；一第二切换组件，耦接至该第一切换组件； 以及一电感，耦接至该第一切换组件，该第二切换组件以及该至少一发光组件；其中该迟滞式控制电路根据该第 一斜波信号以及该第二斜波信号控制 该第 一 切换组件以及该第二切换组件的切换频率以产生该所需输出电流。
5. 如权利要求4所述的发光组件驱动电路，还包含一输入电容，耦接至 该第一切换组件、该第二切换组件以及该输入电压。
6. 如权利要求1所述的发光组件驱动电路，其中该电源转换电路为一异 步整流型降压式电源转换电路。
7. 如权利要求1所述的发光组件驱动电路，其中该电源转换电路为一顺 向式电源转换电路。
8. 如权利要求1所述的发光组件驱动电路，还包含 一第一电阻，其一 端耦接于该迟滞式控制电路以及该发光组件，另一端耦接于一预定电压电 平，且该第二斜波信号由该输出电流 与该第 一电阻作用所产生。
9. 如权利要求8所述的发光组件驱动电路，还包含一第二电阻，耦接至该迟滞式控制电路，该发光组件之间以及该斜波信 号产生电路。
10. 如权利要求1所述的发光组件驱动电路，其中该斜波信号产生电路 包含一电阻，其中一端耦接于该切换组件；以及一第一电容，耦接至该电阻的另一端以及一特定电压电平。
11. 如权利要求IO所述的发光组件驱动电路，其中该斜波信号产生电路 还包含一第二电容，耦接至该迟滞式控制电路、该电阻以及该第一电容。
12. 如权利要求1所述的发光组件驱动电路，其中该迟滞式控制电路包含一迟滞比较器，耦接至该发光组件，并根据该第一斜波信号以及该第二 斜波信号的加总信号，做比较而产生一控制信号；以及一驱动电路，根据该控制信号控制该第一切换组件和该第二切换组件的 切换频率。
全文摘要
一种发光组件驱动电路，用以驱动至少一发光组件，包含一电源转换电路，具有至少一切换组件，用以将一输入电压转换成一输出电流，输出电流用来驱动至少一发光组件；一斜波信号产生电路，用以产生一第一斜波信号；以及一迟滞(hysteretic)式控制电路，其输入端耦接至斜波信号产生电路，迟滞式控制电路根据该第一斜波信号以及一与该输出电流有关的第二斜波信号来控制该电源转换电路的切换组件。
文档编号H05B37/02GK101355840SQ200710138610
公开日2009年1月28日 申请日期2007年7月24日 优先权日2007年7月24日
发明者朱益杉 申请人:通嘉科技股份有限公司