专利名称：发光二极管的恒流驱动器的制作方法
技术领域：
本实用新型为一种驱动器，特别是一种对多路并联LED负载提供恒电流源驱动发光的电子驱动器。
背景技术：
发光二极管(Light Emitting Diode, LED)具有使用寿命长、低耗能等特性,其已然成为今日的许多消费电子产品或灯具提供光源的主流。要使LED发光，必须通过驱动器产生顺向电流通过该元件，一般来说，LED是成串为一模组作为驱动器的负载，实际的应用时，该驱动器通常还要推动多路并联的负载(LED模组)，因此，在设计驱动电路时必须考虑到让每一负载端的LED产生一致的发光亮度，而这个任务可借由恒电压源或恒电流源来达成。 一般提供恒电压源的驱动电路是成本最低的解决方案，它是在LED负载的前端串联一颗限流电阻，再于电路的两端加上恒电压源。然而这种方法有其缺点，限流电阻会限制通过的电流，而负载端的LED非线性V-I曲线也让这种方法的稳流能力非常差；除此之外，只要外加电压或LED的顺向电压有任何变动，通过LED的电流都会改变。假设当额定顺向电压为3. 6 V时，会有20 mA电流通过LED，若温度或工艺改变让此电压变为3 V (仍在正常的3 V至4 V容忍范围内)，则顺向电流就会下降至14 mA ;换言之，顺向电压只要改变11%，顺向电流就会出现30%的大幅度变动，而这种电流的极端改变直接影响LED发光亮度，其程度是许多应用设备所无法接受的。至于传统的恒电流源驱动器，其电路结构设计复杂，组成的元件繁多，要使每一个驱动器所表现相同的工作特性就必须严格筛选这些电子元件的品质，不仅驱动器的良率难以提升，且制造成本高，又不利于体积的缩减，而仍具有许多改善的空间；另外，特别是在驱动多路并联的LED负载时，若因故移除或断开其中任一并联的负载，则该驱动器所供应的电流将直接分配在其他剩余的负载上，恐将导致过流而直接冲击到LED使用的寿命。
实用新型内容为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种发光二极管的恒流驱动器，包括—连接于一交流电源并输出直流电源的整流电路；一连接于该整流电路的直流电源并以脉冲宽度调制的方式切换该直流电源的开关电路，其具有一用以连接负载的输出端及一回授控制端 '及一连接于该开关电路的输出端与该开关电路的回授控制端之间并依该输出端的输出电流大小以控制开关电路的工作周期使输出电流被控制恒定的回授电路。作为优选技术方案，该开关电路包含一受PWM控制器的控制而改变其开关频率及工作周期的电子开关、一高频变压器及一 PWM控制器，该高频变压器的一次侧连接于该整流电路的直流电源输出端，而该电子开关的开关端则串接于该高频变压器的一次侧与接地之间，该电子开关的控制端则连接于该PWM控制器。[0011]作为优选技术方案，该电子开关为一金属氧化物半导体场效电晶体、双极性接面电晶体或隔离闸极双极性电晶体。作为优选技术方案，所述回授电路包含一转换电阻、一比较器及一光耦合器，其中该开关电路与负载所形成的回路中串接该转换电阻，该转换电阻的两端分别连接至比较器的输入端，比较器的输出端连接于光I禹合器的输入端，而光I禹合器的输出端连接至开关电路的回授控制端，以输出回授信号予开关电路，当转换电阻上的电压发生异常时，比较器即控制光耦合器进行启闭动作。作为优选技术方案，该比较器由运算放大器所组成。作为优选技术方案，当该开关电路的输出端并联多路负载，每一路负载均串接有一转换电阻，且每一转换电阻的阻值皆相等，当有任一路的负载被移除或断开时，则其它路
负载连接的转换电阻上的电压大于预设值(即发生异常)，比较器即控制光耦合器进行启闭动作，随即改变回授信号调整PWM控制器的工作周期，以改变电子开关的导通时间，进而调整输出电流，使每一路负载皆为恒流供应。本实用新型的发光二极管的恒流驱动器，是利用简单的电子电路设计，完成多路并联负载的恒电流源驱动，其不仅稳定性高，制造成本低廉，更利于小型化的应用；更重要的是，纵使移除或断开多路并联中任一路的LED负载时，线路通过回授信号的比较及侦测，主动对其他负载进行恒流控制，使不会产生过流而影响LED的使用寿命。
图I是本实用新型的电路方块图。图2是本实用新型的详细电路图。主要元件符号说明I…整流电路；2…开关电路；21···开关电路的输出端；22…开关电路的回授控制端；3…回授电路；4…负载；Ql…电子开关；Ul...PWM 控制器；TRl…高频变压器；LI, L2…· LX…扼流圈；RTl, RT2... RTX…转换电阻；U2…比较器；PCl…光稱合器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。[0033]首请参阅图1，其为本实用新型的电路方块图。本实用新型的发光二极管(LED)的恒流驱动器用以驱动发光二极管使其稳定发光，其包括一整流电路I、一开关电路2及一回授电路3，该整流电路I连接于一交流电源，并输出直流电源；该开关电路2连接于该整流电路I所输出的直流电源，并以脉冲宽度调制(PWM)的方式切换该直流电源，其具有一输出端21及一回授控制端22，该输出端21用以连接一 LED负载4 ;该回授电路3连接于该开关电路2的输出端21与该开关电路2的回授控制端22之间，依该输出端21的输出电流大小以控制开关电路2的工作周期，使输出电流可被控制恒定。请同时参阅图2，其为本实用新型的详细电路图。本实用新型的驱动器将交流电源转换为直流电源以驱动发光二极管发光，并设有回授电路以控制输出电流为恒定，其中整流电路I主要为一桥式整流电路，图中所示的整流电路I乃由桥式整流子BD1、电容CXl,Cl及电阻Rl等元件所组成，当然亦可为其他形态的整流器。整流电路I将交流电源转换直流电源，其所输出的直流电源输送至开关电路2，该开关电路2为一高频切换式直流对直流电源电路(DC-to-DC Converter)，主要由一高频变压器TR1、一电子开关Ql及一 PWM (脉冲宽度调制)控制器Ul所组成，该高频变压器TRl的一次侧连接于整流电路I的直流电源输出端，而电子开关Ql的开关端则串接于高频变压器TRl的一次侧与接地的间，其间或可再串接一电阻R2，电子开关Ql的控制端则连接于PWM控制器Ul，使电子开关Ql可受PWM控制器的控制而改变其开关频率及工作周期(dutycycle)。电子开关Ql可为金属氧化物半导体场效电晶体(MOSFET)、双极性接面电晶体(BJT)或隔离闸极双极性电晶体(IGBT)等，但亦不以此为限。PWM控制器Ul的回授控制端22可接受回授信号输入，以改变电子开关Ql的工作周期。开关电路2的输出端21所输出的直流电源连接至负载4，且并联至回授电路3，该负载4为LED模组，且可为一路或多路并联，图中所示者乃为多路并联的型态。较佳地，可于每一路负载4与开关电路2的输出端21的间串接一扼流圈LI，L2……..LX，以使驱动电流更为稳定。在开关电路2与每一路负载4所形成的回路中分别串接一转换电阻RT1，
RT2......... RTX，该转换电阻的阻值皆相等，该转换电阻RT1，RT2……..RTX的两端分别连
接至一由运算放大器所组成的比较器U2的输入端，由于该转换电阻RT1，RT2……..RTX与负载为串联设置，其可将所流经的电流转换为电压信号，而流经转换电阻RT1，RT2……..RTX即等于流经负载4的输出电流，故比较器U2可取得负载电流的大小而加以比较，该比较器U2的输出端连接一光稱合器PCl的输入端(即发光二极管侧)，而光稱合器PCl的输出端即连接至PWM控制器Ul的回授控制端22，以输出回授信号予PWM控制器Ul。由于每一路的转换电阻RT1，RT2……..RTX阻值皆相等，假设有任一路的LED负载因故被移除或断开时，则其它路负载连接的转换电阻RT1，RT2……..RTX上的电压大于预设值(即发生异常)，比较器U2即控制光耦合器PCl进行启闭动作，随即改变回授信号调整PWM控制器Ul的工作周期，以改变电子开关Ql的导通时间，进而调整输出电流，达到每路负载皆为恒流供应的目的；且该被断开的负载回路电流为零，与其串接的转换电阻上的电压必为零电压，对于比较器U2的正常工作不会产生干扰或不良影响。以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要 求书为准。
权利要求1.一种发光二极管的恒流驱动器，其特征在于，包括 一连接于一交流电源并输出直流电源的整流电路； 一连接于该整流电路的直流电源并以脉冲宽度调制的方式切换该直流电源的开关电路，其具有一用以连接负载的输出端及一回授控制端；及 一连接于该开关电路的输出端与该开关电路的回授控制端之间并依该输出端的输出电流大小以控制开关电路的工作周期使输出电流被控制恒定的回授电路。
2.如权利要求I所述的发光二极管的恒流驱动器，其特征在于，该开关电路包含一受PWM控制器的控制而改变其开关频率及工作周期的电子开关、一高频变压器及一 PWM控制器，该高频变压器的一次侧连接于该整流电路的直流电源输出端，而该电子开关的开关端则串接于该高频变压器的一次侧与接地之间，该电子开关的控制端则连接于该PWM控制器。
3.如权利要求2所述的发光二极管的恒流驱动器，其特征在于，该电子开关为一金属氧化物半导体场效电晶体、双极性接面电晶体或隔离闸极双极性电晶体。
4.如权利要求I或2所述的发光二极管的恒流驱动器，其特征在于，所述回授电路包含一转换电阻、一比较器及一光耦合器，其中该开关电路与负载所形成的回路中串接该转换电阻，该转换电阻的两端分别连接至比较器的输入端，比较器的输出端连接于光耦合器的输入端，而光耦合器的输出端连接至开关电路的回授控制端。
5.如权利要求4所述的发光二极管的恒流驱动器，其特征在于，该比较器由运算放大器所组成。
6.如权利要求4所述的发光二极管的恒流驱动器，其特征在于，该开关电路的输出端并联多路负载，每一路负载均串接有一阻值相等的转换电阻。
专利摘要本实用新型有关一种发光二极管的恒流驱动器，包括一整流电路、一开关电路及一回授电路，该整流电路连接于一交流电源，并输出直流电源，该开关电路连接于该整流电路的直流电源，并以脉冲宽度调制(PWM)的方式切换该直流电源，并具有一输出端以连接负载，该回授电路，连接于开关电路的输出端与该开关电路之间，依该输出端的输出电流大小以控制开关电路的工作周期，使输出至负载的电流可被控制恒定。
文档编号H05B37/02GK202679727SQ20122027188
公开日2013年1月16日 申请日期2012年6月11日 优先权日2012年6月11日
发明者庄胜荣, 陈文夏, 石德启, 张明君 申请人:联宝电子股份有限公司, 东莞联宝光电科技有限公司