发光二极管驱动电路及其功因矫正电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发光二极管驱动电路及其功因矫正电路，特别是一种功率因数与输入交流信号峰值大小无关的功因矫正电路及应用该电路的可调的发光二极管驱动电路。
【背景技术】
[0002]适用于交流电驱动的发光二极管驱动电路被广泛用于照明的领域。然而现有交流电驱动的发光二极管驱动电路通常系另外以三极交流开关(TR1-electrode ACswitch, TRIAC)来实现调光的功能。或内建交流直流转换器(AC-DC converter)后以脉冲宽度调变的方式来实现调光。又或者以限流电阻的方式来实现调光。
[0003]若以三极交流开关来调光，则由于三极交流开关本身的导通特性，易发生明显的闪烁。若以脉冲宽度调变的方式来调光，由于需要内建交流直流转换器，会有额外的功耗。若以限流电阻的方式来实现调光，则在某些状况下限流电阻会消耗大部分的能量，其发光效率低下。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种发光二极管驱动电路及其功因矫正电路，直接以交流电源的输出电压转换为脉冲宽度调变器的参考信号，通过调整输出电压与参考信号之间的比例关系，实现调光的功能。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供了一种发光二极管驱动电路，具有发光二极管回路、功因矫正电路、脉冲宽度调变器与压控电流源。发光二极管回路具有第一端与第二端，发光二极管回路的第一端电性连接于电源。功因矫正电路电性连接于电源，依据电源的输出电压与增益控制信号，产生参考信号。脉冲宽度调变器电性连接功因矫正电路，依据回授信号、时脉信号与参考信号，产生脉冲宽度调变信号。压控电流源电性连接发光二极管回路与脉冲宽度调变器，依据脉冲宽度调变信号选择性地对发光二极管回路提供驱动电流，并依据驱动电流产生回授信号。
[0006]为了实现更好地实现上述目的，本发明还提供了一种功因矫正电路，具有:峰值检测器、除法电路与乘法电路。峰值检测器电性连接于电源，用以产生关于电源的输出电压的峰值信号。除法电路电性连接电源与峰值检测器，依据电源的输出电压与峰值信号，产生关于输出电压的单位信号。乘法电路电性连接除法电路，依据单位信号与增益控制信号，产生参考信号。
[0007]本发明的技术效果在于:
[0008]本发明的发光二极管驱动电路，直接以增益控制信号来以输入电压产生对应的参考信号，以此参考信号来进行脉冲宽度调变，以实现调光的功能。
[0009]以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【附图说明】
[0010]图1为本发明一实施例的发光二极管驱动电路不意图。
[0011]其中，附图标记
[0012]100发光二极管驱动电路
[0013]110发光二极管回路
[0014]120功因矫正电路
[0015]121峰值检测器
[0016]123除法电路
[0017]125乘法电路
[0018]130脉冲宽度调变器
[0019]131比较器
[0020]133触发器
[0021]140压控电流源
[0022]141电压电流转换电路
[0023]200全桥整流器
[0024]AC交流电源
[0025]BI缓冲器
[0026]Cl电容
[0027]CLK时脉信号
[0028]Dl单向元件
[0029]Gain增益控制信号
[0030]ID驱动电流
[0031]LI电感
[0032]LEDl?LED3发光二极管
[0033]Ql晶体管开关
[0034]RST重置信号
[0035]Vout输出电压
[0036]Vp峰值信号
[0037]Vref参考信号
[0038]VPffM脉冲宽度调变信号
[0039]Vf回授信号
[0040]Vu单位信号
【具体实施方式】
[0041]下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述:
[0042]请参照图1，其为本发明一实施例的发光二极管驱动电路示意图。如图1所示，本实施例的发光二极管驱动电路100具有发光二极管回路110、功因矫正电路(Power FactorCorrect1n Circuit, PFC) 120、脉冲宽度调变器(pulse-width modulator, PffM) 130 与压控电流源140。并且此发光二极管驱动电路100可通过全桥整流器200电性连接至一个交流电源AC。以下将全桥整流器200连同交流电源AC称为电源，所述输出电压即为全桥整流器200对发光二极管驱动电路100提供的电压。
[0043]发光二极管回路110具有第一端与第二端，发光二极管回路110的第一端电性连接于电源。于一实施例中，如图1所示，发光二极管回路110具有单向元件D1、发光二极管串列(由发光二极管LEDl至LED3组成)与电感LI。单向元件Dl的负端电性连接电源，单向元件Dl的正端电性连接压控电流源140。发光二极管串列的正端(发光二极管LEDl的正端)电性连接单向元件Dl的负端。电感LI的第一端电性连接单向元件Dl的正端，电感LI的第二端电性连接发光二极管串列的负端(发光二极管LED3的负端)。于另一实施例中，电感LI也可以是电性连接于发光二极管串列的正端(发光二极管LEDl的正端)与单向元件Dl的负端之间。于一实施例中，发光二极管回路110还包含一电容(未绘示)，并联于发光二极管串列。于本实施例中的单向元件Dl例如为二极管(d1de)或是连接成二极管形式的场效晶体管(d1de-connected M0SFET)或其等效元件。
[0044]功因矫正电路120电性连接于电源，依据电源的输出电压Vout与增益控制信号Gain，产生参考信号Vref。于一实施例中，功因矫正电路120具有峰值检测器121、除法电路123与乘法电路125。峰值检测器121电性连接电源，用以产生关于输出电压Vout的峰值信号Vp。由于输出电压经过全桥整流器200整流，因此其电压值均为正。举例来说，输出电压Vout可约略视为Vp* I sincot I。除法电路123电性连接电源与峰值检测器121，依据输出电压Vout与峰值信号Vp，产生关于输出电压Vout的单位信号Vu。具体而言，除法电路123将输出电压Vout除以峰值信号Vp，因此以前述例子来说，单位信号Vu即为I sin ω 11。乘法电路125电性连接除法电路123，依据单位信号Vu与增益控制信号Gain，产生参考信号Vref。具体来说，乘法电路125将单位信号Vu与增益控制信号Gain相乘，从而得到参考信号Vref，因此参考信号Vref可以写作Gain* | sin ω 11。
[0045]实际的使用环境中，交流电源AC所输出的电能其电压、电流往往会偏离额定值。举例来说，以台湾的市电为例，额定电压为I1伏特(方均根植)，也就是其峰值应当在155伏特。然而根据经验，其电压方均根值实际上往往从95伏特到120伏特都可能，对应的峰值其漂移范围为134伏特到169伏特。一般电路中的功因矫正信号(参考信号)直接将交流电源AC经由全桥整流器200送出的输出电压Vout以分压或固定倍率的方式来产生参考信号。因此其参考信号直接正相关于输出电压Vout。即