专利名称：用于发光二极管的升降压电源转换器的制作方法
技术领域：
本新型涉及一种电源转换器，尤指一种用于发光二极管的升降压电源转换器。
背景技术：
发光二极管(LED)因具有高亮度、高效率等优点，已逐渐取代传统的照明指示器具。而驱动发光二极管需要定电流，因此，通过电流控制的电源转换器成为重要的应用。
目前使用中的电源转换器通常具有复杂的电路，例如U.S.P.NO.6,348,781所述的升降压转换器(buck/boost converter)。图5为该转换器的电路图，基本上是二个彼此串接的(cascaded)升压转换电路与降压转换电路。图中包括电源51，同步开关52、53，电感54、55，二极管56、57，电容58、59。当开关52、53都导通时，电感54可储存能量，当二者都关闭时，电感54可释放能量；电感55则作为低通滤波器(low pass filter)。如该专利所述，此一升降压转换器通常适用于移动电话、selective call two way radios等的电源。类似设计尚包括将二极管56、57改为晶体管开关，与开关52、53形成互补式开关；或者，于开关52、53连接一控制电路。然而，应用于发光二极管则显得相当复杂有鉴于此，本新型人积极研发一具有公知电源转换器的优点，但特别适用于发光二极管的升降压电源转换器简化设计。
新型内容本新型的目的在于提供一种用于LED照明的升降压电源转换器，其具有电路设计简单、输出电流稳定等优点。
为达成上述目的，本新型用于发光二极管的升降压电源转换器包括一电源、一与该电源串联的开关、一与该电源及开关并联的电感、一与该电感串联且与该电源及开关并联的电流侦测器(current sensor)、以及至少一个与该电源及开关并联的发光二极管，且发光二极管与该电感及电流侦测器不是串联就是并联。
本新型的电流侦测器可为光耦合器(photo coupler)、比流器(currenttransformer)、霍尔电流侦测器(Hall sensor)或其它电流侦测组件。
本新型的电源可为直流或交流；而开关可串联于电源的正极侧或负极侧；较佳地，开关为晶体管开关。
本新型的升降压电源转换器尚可包括一与该电感并联的耐逆向高压二极管；例如，萧基(Schottky)二极管或快速回复(fast recovery)二极管；或者，包括一连接于该发光二极管的逆向回路的齐纳二极管(Zener diode)或突波抑制器(transient voltage suppressor)。
由于本新型的电流侦测器设置于回路内，因此无论开关导通或关闭，都可通过侦测电流侦测器两端的电压，得知电感的电流电压。
图1为本新型第一实施例的电路架构；图2为本新型第二实施例的电路架构；图3为本新型第三实施例的电路架构；图4为本新型第四实施例的电路架构；图5为公知升降压电源转换器的电路架构。
符号说明电源11、21、31、41、51 晶体管开关12、22、32、42、52、53电感13、23、33、43、54、55 电流侦测器14、24、34、44、56、57发光二极管组15、25、35、45 二极管16、26、36、46电容58、59具体实施方式
图1为本新型第一实施例的电路架构图；其中电源11可为交流或直流电源，晶体管开关12串联于电源11的负极侧。电感13与电流侦测器14串联，而与电源11及开关12并联。发光二极管组15与二极管16串联，而与电源11及开关12并联。电流侦测器14可视情况使用光耦合器、比流器或霍尔电流侦测器等。
当开关11导通时，电感13可储存能量，电流侦测器14两端的电压可被侦测，并间接得知流经电感13的电压及电流大小；由电源11提供的逆向偏压可使发光二极管组15被点亮；二极管16则选择容许耐逆向高压、可快速回复(fast recovery)的萧基(Schottky)二极管，使开关12导通时，二极管16可以承受来自于电源11的逆向偏压。
当开关11关闭时，电感13可释放能量，提供发光二极管组15顺向偏压，而继续被点亮一段时间。此时，因电流侦测器14设置于回路内，电阻电流侦测器两端的电压可继续被侦测，直至电感电流为零。
图2为本新型第二实施例的电路架构图；与第一实施例不同之处在于发光二极管组25改与电感23串联，而与二极管26并联。当开关22导通时，发光二极管组25系接受顺向偏压被点亮。二极管26为快速回复(fast recovery)二极管。其余组件包括电源21、电感23及电流侦测器24则与第一实施例同。
图3为本新型第三实施例的电路架构图；与第一实施例不同之处在于晶体管开关32串联于电源31的正极侧，使外接控制器(未示于图)较容易驱动开关32。其余组件包括电感33、电流侦测器34及发光二极管组35则与第一图4为本新型第四实施例的电路架构图；与第二实施例不同之处在于晶体管开关42串联于电源41的正极侧。其余组件包括电感43、电流侦测器44及发光二极管组45则与第二实施例同。
本新型的主要特征在于将电流侦测器设置于回路内，也就是与电感串联，而与发光二极管形成回路。因此，无论开关导通或关闭，都可通过侦测电阻两端的电压，得知电感的电压。反之，若将电流侦测器设置于回路外，则仅能侦测到开关导通时电感的电压；当开关关闭时，就无法得知电感的电压。本新型针对此项缺失加以改善及仿真，结果证实可获得更稳定的输出电流。
相较于公知的电源转换器，本新型的电路架构显然简化许多。因为发光二极管LED不需讲究电流极性，也就是，可供应顺向偏压或逆向偏压。因此，有必要将复杂的公知电源转换器加以简化。
权利要求1.一种用于发光二极管的升降压电源转换器，其特征在于，包括一电源；一开关，与该电源串联；一电感，与该电源及开关并联；一电流侦测器，与该电感串联，且与该电源及开关并联；至少一个发光二极管，与该电源及开关并联，且与该电感及电流侦测器不是串联就是并联。
2.如权利要求1所述的升降压电源转换器，其特征在于，该电流感应器为光耦合器。
3.如权利要求1所述的升降压电源转换器，其特征在于，该电流感应器为比流器。
4.如权利要求1所述的升降压电源转换器，其特征在于，该电流感应器为霍尔电流侦测器。
5.如权利要求1所述的升降压电源转换器，其特征在于，该电源为直流或交流。
6.如权利要求1所述的升降压电源转换器，其特征在于，该开关串联于该电源的正极侧。
7.如权利要求1所述的升降压电源转换器，其特征在于，该开关串联于该电源的负极侧。
8.如权利要求1所述的升降压电源转换器，其特征在于，该开关为晶体管开关。
9.如权利要求1所述的升降压电源转换器，其特征在于，还包括一耐逆向高压二极管，与该电感并联。
10.如权利要求6所述的升降压电源转换器，其中该耐逆向高压二极管为萧基二极管或快速回复二极管。
11.如权利要求1所述的升降压电源转换器，其特征在于，还包括一齐纳二极管或突波抑制器，连接于该发光二极管的逆向回路。
专利摘要本实用新型提供一种用于发光二极管的升降压电源转换器，包括一电源、一与电源串联的开关、一与电源及开关并联的电感、一与电感串联且与电源及开关并联的电流侦测器。发光二极管与电源及开关并联，而与电感及电流侦测器不是串联就是并联。本新型的升降压电源转换器具有电路设计简单、输出电流稳定等优点。
文档编号H05B37/00GK2807685SQ200520112600
公开日2006年8月16日 申请日期2005年7月5日 优先权日2005年7月5日
发明者刘兴富 申请人:聚积科技股份有限公司