专利名称：发光二极管光源的电源驱动电路与光源装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电源驱动电路，尤其涉及一种发光二极管光源的电源驱动电路以及光源装置。
背景技术：
图IA为一种现有的发光二极管的电源驱动电路。请参考图1A，电源驱动电路100可以产生驱动电流Il来驱动发光二极管120发光。现有的电源驱动电路100包括整流电路102、整流滤波电路104以及驱动电路106。整流电路102可以耦接市电AC，并且输出直流电源DC给整流滤波电路104。由此，整流滤波电路104可以将直流电源DC滤波后提供输入电压Vin给驱动电路106。 驱动电路106包括开关112、二极管114和电容C。开关112将二极管114的阳极端耦接至输入电压Vin，而二极管114的阴极端则通过电容C接地并且耦接至发光二极管120的阳极端。另外，发光二极管120与电容C并联。图IB则为另一种现有的发光二极管的电源驱动电路。请参考图1B，电源驱动电路140同样也包括整流电路102，其耦接市电AC并且提供直流电源DC。另外、电源电路140还包括开关112、二极管114和电感L。其中，二极管114的阴极端耦接整流电路102以耦接直流电源DC，而二极管114的阳极端则通过开关112接地。此外，二极管114的阳极端还耦接发光二极管122的阴极端。发光二极管122与发光二极管120串联，其中发光二极管120的阳极端还通过电感L而耦接二极管114的阴极端。当开关112导通时，电感L可以储存驱动电流II。相对地，当开关112断路时，可以输出驱动电流Il而驱动发光二极管120和122发光。在此现有技术中，由于电感L是电流元件，因此容易产生电磁干扰。另外，电感L体积较大并且较重，从而影响整体电源驱动电路140的体积和重量。
发明内容
因此，本发明的目的之一是提供一种发光二极管光源的电源驱动电路，可以不用外接功率校正因子电路，就可以提供稳定的驱动电流来驱动发光二极管光源。另外，本发明的另一目的是提供一种光源装置，可以具有较轻薄的体积。本发明实施例提供的一种发光二极管光源的电源驱动电路，适于从输出端输出驱动电流来驱动发光二极管光源。本实施例所提供的电源驱动电路，包括可调整定电流源、第一电阻、第二电阻、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一电容和第二电容。可调整定电流源产生恒流电流。第一电阻的第一端耦接可调整定电流源，并且其电位为浮动电压，而第一电阻的第二端的电位为开关控制电压。第二电阻的第一端耦接至第一电阻的第二端，第二电阻的第二端的电位为参考电压。第一开关的第一端耦接第二电阻的第二端且其第二端耦接至第一节点，以耦接参考电压。当第一节点的电压小于开关控制电压时，第一开关导通。第二开关的动作与第一开关反相，并且第二开关的第一端耦接至第一节点，其第二端则耦接至输出端。类似地，第三开关与第二开关同步动作，第三开关的第一端耦接第二电阻的第二端，其第二端耦接至第二节点，并且当第二节点的电压小于开关控制电压时，第三开关导通。相对地，第四开关与第一开关同步动作。其中，第四开关的第一端耦接至第二节点，其第二端则耦接输出端。另外，第一电容和第二电容的第一端都耦接浮动电压，而二者的第二端分别耦接至第一节点和第二节点。本发明实施例提供的一种光源装置，包括发光模块，其第一端耦接浮动电压；发光二模块包括至少一发光二极管元件。另外，本发明实施例光源装置还包括可调整定电流源、第一电阻、第二电阻、第一电荷泵电路和第二电荷泵电路。可调整定电流源会产生恒流电流。第一电阻的第一端耦接恒流电流且其电位为浮动电压，第一电阻的第二端的电位为开关控制电压。第二电阻的第一端耦接至第一电阻的第二端，第二电阻的第二端的电位为参考电压。第一电荷泵电路和第二电荷泵电路分别具有耦接发光模块的第二端的输出端，并且具有耦接参考电压的输入端。特别的是，第一电荷泵电路与第二电荷泵电路会依据参考电压而轮流从输出端输出驱动电流给发光模块，以驱动发光二极管元件。在本发明的实施例中，上述第一电荷泵电路例如包括第一开关、第二开关以及第 一电容，第一开关的第一端耦接第一电荷泵电路的输入端，第一开关的第二端耦接至第一节点，其中当第一节点的电压小于开关控制电压时，第一开关导通；第二开关的动作与第一开关反相，且第二开关的第一端耦接至第一节点，而其第二端则耦接至第一电荷泵电路的输出端；第一电容的第一端耦接浮动电压，其第二端则耦接至第一节点。在本发明的实施例中，上述第二电荷泵电路例如包括第三开关、第四开关以及第二电容。第三开关的第一端耦接第二电荷泵电路的输入端，而第三开关的第二端耦接至第二节点，其中当第二节点的电压小于开关控制电压时，第三开关导通；第四开关的动作与第三开关反相，且第四开关的第一端耦接至第二节点，而其第二端则耦接至第二电荷泵电路的输出端；第二电容的第一端耦接浮动电压，而第二端则耦接至第二节点。由于第一开关与第四开关同步，并且第二开关与第三开关同步，而第一开关的动作与第二开关反相，因此第一电容和第二电容会轮流对发光二极管元件放电，可以简单地使用可调整定电流源，当加大定电流源中电流值时，产生较大的电压差(Vref-Vre)，此时可以产生较大的LED驱动电流。如此一来，本发明就不需外接功率因子校正电路，从而可以减轻电路整体的体积和重量。上述说明仅是本发明实施例的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图IA和图IB为现有的发光二极管的电源驱动电路。图2为依照本发明的一个较佳实施例的一种光源装置的电路方块图。图3为依照本发明的一个较佳实施例的一种电源电路的电路图。图4为依照本发明的一个较佳实施例的一种驱动电流产生电路的电路图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明实施例提出的发光二极管光源的电源驱动电路与光源装置其具体实施方式
、方法、步骤、结构、特征及功效，详细说明如后。图2为依照本发明的一个较佳实施例的一种光源装置的电路方块图。请参考图2，本实施例所提供的光源装置200包括电源驱动电路202和发光模块204。其中，发光模块204例如是一发光二极管光源，其具有至少一个(例如一个、或者多个串联或并联)发光二极管元件206。在本实施例中，发光二极管元件206的阳极端耦接至电源驱动电路202。由此，电源驱动电路202就可以输出驱动电流Il来驱动发光模块204中的发光二极管元件
206发光。请继续参考图2，电源驱动电路202至少包括驱动电流产生电路216。驱动电流产生电路216耦接发光模块204，并且耦接参考电压Vref。由此，驱动电流产生电路216可以依据参考电压Vref而输出驱动电流Il驱动发光模块204，以点亮发光二极管元件206。在一些实施例中，电源驱动电路202还包括桥式整流电路212和电源电路214。桥式整流电路212耦接交流电源AC，并且产生输入电压Vin给电源电路214。由此，电源电路214就可以依据输入电压Vin而产生参考电压Vref给驱动电流产生电路216。图3为依照本发明的一个较佳实施例的一种电源电路的电路图。请参考图3，本实施例所提供的电源电路214，包括电阻Rl和R2，以及可调整定电流源302。其中，可调整定电流源302的输入端耦接电阻Rl的第一端，且其输出端耦接接地电位GND并耦接桥式整流电路212，以产生恒流电流Ic。另外，电阻Rl的第一端的电位被定义为浮动电压Vrc，其第二端的电位则是被定义为开关控制电压Vsw并且耦接至电阻R2的第一端。电阻R2的第二端则耦接驱动电流产生电路216，而其电位则是参考电压Vref。从图3中可以获得以下的关系式Vref-Vsw = IcX R2Vsw-Vfg = IcXRl图4为依照本发明的一个较佳实施例的一种驱动电流产生电路的电路图。请参考图4，驱动电流产生电路216包括电荷泵电路402和404，而二者的动作是彼此反相。另外，电荷泵电路402、404的输入端共同耦接电源电路214以耦接参考电压Vref，并且其输出端共同耦接发光模块204以轮流供应驱动电流Il给发光模块204。在本实施例中，电荷泵电路402和404的输出端耦接至发光二极管元件204的阳极端，而发光二极管元件204的阴极端则耦接至浮动电SVF(；。请继续参考图4，电荷泵电路402包括开关412和414以及电容Cl。其中，开关412的第一端耦接至电荷泵电路402的输入端以耦接参考电压Vref，开关412的第二端则耦接第一节点NI。另外，开关414的第一端也耦接节点NI，第二端则耦接电荷泵电路402的输出端。电容Cl的第一端则耦接浮动电压Vrc，第二端耦接节点NI。其中，开关412的动作与开关414的动作反相。类似地，电荷泵电路404包括开关416和418以及电容C2。开关416的第一端和第二端分别耦接至电荷泵电路404的输入端和节点N2。开关418的第一端和第二端则分别耦接至节点N2和电荷泵电路404的输出端。此外，电容C2的第一端耦接浮动电压VFe，其第二端则耦接至节点N2。其中，开关416的动作与开关414同步，而开关418的动作则与开关412问步。请一并继续参考图3和图4，当节点NI的电压V LEDl的电位小于开关控制电压Vsw时，开关412会导通，而开关414则断路。此时，参考电压Vref会对电容Cl进行充电。另一方面，由于开关416和414同步，而开关418和开关412同步，因此开关416则断路,而开关418导通。此时，电容C2会循着开关418的路径放电。因此，电荷泵电路404就会从输出端输出驱动电流Il给发光模块204,以驱动发光二极管兀件206发光。相对地，当节点N2的电压V LED2的电位小于开关控制电压Vsw时，开关416会导通，而开关418会断路。另外，开关412也会与开关418同步断路，而开关414则会与开关416同步导通。此时，电容Cl会循着开关414的路径放电。此时，电荷泵电路402就会从输出端输出驱动电流Il给发光模块204。另一方面，参考电压Vref则会对电容C2充电。由以上可知，电荷泵电路402和404会轮流对发光模块204输出驱动电流II。综上所述，本发明至少有以下优点·I.本发明实施例并未使用电感来当作储能元件，因此不会有电磁干扰的问题。2.由于本发明实施例配置至少两个电荷泵电路，其会在电容所储存的电压低于默认电压值时，轮流供应驱动电流来驱动发光二极管元件，可改变参考电压Vref及浮动电压Vfg的电压差，改变驱动电流，使电流与输入电压成一定比例。因此，本发明不需另外耦接功率校正因子电路。3.由于在电荷泵电路中，电容其中一端所耦接的是浮动电压而非接地电压，并且此浮动电压与参考电压相关联，因此驱动电流也不会受参考电压飘移的影响。4.在此电路中，由于没有产生磁场的大电感，所以不会产生大功率的电磁波。5.在电源电路中所消耗的功率，仅是电流流过电阻Rl和R2所消耗的功率，因此本发明功率损耗非常低。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种发光二极管光源的电源驱动电路，适于从输出端输出驱动电流来驱动所述发光二极管光源，其特征在于，所述电源驱动电路包括 可调整定电流源，产生恒流电流； 第一电阻，其第一端耦接所述可调整定电流源，且所述第一端的电位为浮动电压，所述第一电阻的第二端的电位为开关控制电压； 第二电阻，其第一端耦接至所述第一电阻的第二端，且所述第二电阻的第二端的电位为参考电压； 第一开关，其第一端耦接所述第二电阻的第二端且其第二端耦接至第一节点，以耦接所述参考电压，当所述第一节点的电压小于所述开关控制电压时，所述第一开关导通； 第二开关，其动作与所述第一开关反相，且所述第二开关的第一端耦接至所述第一节点，其第二端则耦接至所述输出端； 第三开关，与所述第二开关同步动作，所述第三开关的第一端耦接所述第二电阻的第二端且其第二端耦接至第二节点，当所述第二节点的电压小于所述开关控制电压时，所述第三开关导通； 第四开关，与所述第一开关同步动作，且所述第四开关的第一端耦接至所述第二节点，其第二端则耦接至所述输出端； 第一电容，其第一端耦接所述浮动电压，其第二端则耦接至所述第一节点；以及 第二电容，其第一端耦接所述浮动电压，而所述第二端则耦接至所述第二节点。
2.一种光源装置，其特征在于包括 可调整定电流源，产生恒流电流； 第一电阻，其第一端耦接所述恒流电流，且所述第一端的电位为浮动电压，所述第一电阻的第二端的电位为开关控制电压； 第二电阻，其第一端耦接至所述第一电阻的第二端，且所述第二电阻的第二端的电位为参考电压； 发光模块，包括至少一发光二极管元件，所述发光模块的第一端耦接所述浮动电压；第一电荷泵电路，具有耦接所述发光模块的第二端的输出端，且具有耦接至所述第二电阻的第二端的输入端以耦接所述参考电压；以及 第二电荷泵电路，具有耦接所述发光模块的第二端的输出端，以及耦接所述第二电阻的第二端的输入端，所述第一电荷泵电路与所述第二电荷泵电路依据所述参考电压而轮流从输出端输出驱动电流给所述发光模块，以驱动所述发光二极管元件。
3.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，所述第一电荷泵电路包括 第一开关，其第一端耦接所述第一电荷泵电路的输入端，其第二端耦接至第一节点，当所述第一节点的电压小于所述开关控制电压时，所述第一开关导通； 第二开关，其动作与所述第一开关反相，且所述第二开关的第一端耦接至所述第一节点，其第二端则耦接至所述第一电荷泵电路的输出端；以及 第一电容，其第一端耦接所述浮动电压，其第二端则耦接至所述第一节点。
4.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，所述第二电荷泵电路包括 第三开关，其第一端耦接所述第二电荷泵电路的输入端，其第二端耦接至第二节点，且当所述第二节点的电压小于所述开关控制电压时，所述第三开关导通；第四开关，其动作与所述第三开关反相，且所述第四开关的第一端耦接至所述第二节点，其第二端则耦接至所述第二电荷泵电路的输出端；以及 第二电容，其第一端耦接所述浮动电压，所述第二端则耦接至所述第二节点。·
全文摘要
本发明涉及一种光源装置，包括发光模块，其第一端耦接浮动电压。另外，本发明光源装置还包括第一电荷泵电路和第二电荷泵电路。第一电荷泵电路和第二电荷泵电路分别具有耦接发光模块的第二端的输出端，并且具有耦接参考电压的输入端，而参考电压与浮动电压相关联。特别的是，第一电荷泵电路与第二电荷泵电路会依据参考电压而轮流从输出端输出驱动电流来驱动发光模块中的发光二极管元件。本发明还提供一种发光二极管光源的电源驱动电路。本发明光源装置具有较轻薄的体积，本发明发光二极管光源的电源驱动电路不用外接功率校正因子回路，就可以提供稳定的驱动电流来驱动发光二极管。
文档编号H05B37/02GK102958233SQ201110251968
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月30日 优先权日2011年8月30日
发明者林惠忠 申请人:凯杰照明股份有限公司