发光二极管电流控制电路、均流器及驱动装置的制作方法

专利名称：发光二极管电流控制电路、均流器及驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明系关于一发光二极管电流控制电路、均流器及驱动装置，尤指一种可调整 发光二极管之驱动电压以提高效率的发光二极管电流控制电路、均流器及驱动装置。
背景技术：
发光二极管的驱动电源主要分成两种，一种以电流反馈控制方式提供发光二极管 稳定的驱动电流；另一种方式则以电压反馈控制方式提供发光二极管稳定的驱动电压，并 以一电流控制电路，使发光二极管流经稳定的电流。定电流驱动方式的优点为效率高且发 光稳定，但对于驱动多串发光二极管，则需另外增加均流电路，反使效率变差；定电压驱动 方式的优点为电路控制简单，且相当适合驱动多串发光二极管。请参见图1，图1为现有的定电压驱动方式的发光二极管电流驱动装置的电路示 意图。发光二极管电流驱动装置包含一电流控制电路10、一发光二极管模块60以及一电 源供应器70。电源供应器70通过一电压反馈回路产生的一电压反馈信号VFB使输出电压 VOUT稳定。发光二极管模块60包含多个发光二极管串，并联于电源供应器70及电流控制 电路10之间。电流控制电路10包含了一电流设定电阻11、以及由一晶体管12及多个晶体 管20所组成的电流镜。电流设定电阻11 一端耦接一电压VCC，另一端耦接晶体管12使晶 体管12流经一设定电流。晶体管20 —对一方式连接发光二极管模块60中的对应发光二 极管串，并镜射设定电流以流经发光二极管发光。如此，发光二极管模块60中的每一发光 二极管流经大致相同的电流而使发光亮度趋近一致。由于发光二极管间的阈值电压(Threshold Voltage)差异不小，使得相同电流下 所需的驱动电压值并不相同。举例来说，假设流经20mA的电流下，单颗发光二极管所需的 驱动电压大致落在3. 4 3. 8V 一带，而发光二极管模块60中的每一发光二极管串均由20 颗的发光二极管串联而成，所以发光二极管串所需的驱动电压范围为68 76V，各发光二 极管串间的驱动电压差将由对应的晶体管20所承受。另外，晶体管20必须操作在饱和区 才能发挥镜射电流功能。因此，为确保每一发光二极管串均能流经相同的电流，电源供应器 70提供的输出电压VOUT必须高于最高驱动电压一电压，例如80V，使晶体管20可确保操作 在饱和区。然而，实际上发光二极管串所需的驱动电压难以事先一一确认，故发光二极管模 块60中发光二极管串的最高驱动电压不一定就必然高达76V。因此提供80V的过高驱动电 压反而造成发光效率的低落。另外，为了避免发光二极管串中的任一颗发光二极管毁损开 路而造成发光二极管串不发光，有些发光二极管会并联一齐纳二极管(Zener Diode)，使并 联的发光二极管就算毁损开路，也可以通过齐纳二极管导通电流。齐纳二极管的击穿电压 (breakdown voltage)会设定在发光二极管的阈值电压之上，例如2V，以避免齐纳二极管 的误动作。在这种情况下，若发光二极管串中有两个发光二极管毁损，造成发光二极管串的 驱动电压往上提高近4V，就有可能造成发光二极管串之电流大幅下降或甚至无法发光。而 若将电源供应器70提供的输出电压VOUT再往上提高，却又使发光效率更低。

发明内容
鉴于现有技术中的定电压驱动方式的发光二极管电流驱动装置为确保发光二极 管模块能稳定发光，而提供高于所需的驱动电压，然而过高的驱动电压造成发光二极管驱 动装置的效率低落。本发明为了提高发光二极管驱动装置的效率，且能对于驱动电压较高 或部分发光二极管发生毁损的发光二极管串依然能流过预定的电流提供稳定的发光，因此 调整发光二极管装置的电压反馈电路，使电压反馈电路能随发光二极管串的状态调整成最 适当的设定或模式，确保发光二极管串正确提供所需亮度。为达上述目的，本发明提供了一种发光二极管电流控制电路，包含一电流调节单 元、一检测单元以及一电流控制单元。电流调节单元具有一电流控制端耦接一发光二极管 串，用以根据一电流控制信号决定流经发光二极管串的一电流大小。检测单元检测电流控 制端并根据一保护电压值决定是否产生一保护信号。电流控制单元产生电流控制信号以控 制发光二极管串流的电流大小，并根据保护信号决定是否停止电流流经发光二极管串。本发明也提供了 一种发光二极管均流器，用以均流复数个发光二极管串，一电压 源电路提供一输出电压以驱动复数个发光二极管串。发光二极管均流器包含一均流电路、 一检测电路及一调整判断电路。均流电路具有复数个均流端耦接复数个发光二极管串用以 均流复数个发光二极管串的电流。检测电路检测复数个均流端的电压以产生对应的复数个 检测信号。调整判断电路根据复数个检测信号产生至少一调整控制信号。其中，至少一调 整控制信号用以控制一电压反馈电路，以调整电压反馈电路所产生代表输出定电压的准位 一电压反馈信号的准位。本发明另外也提供了一种发光二极管驱动装置，包含一发光二极管模块、一电压 源电路、一电压反馈电路以及一发光二极管均流器。发光二极管模块，具有复数个发光二极 管串，而电压源电路提供一输出电压以驱动发光二极管模块。电压反馈电路根据输出电压 产生一电压反馈信号，使输出电压稳定于一第一电压值。发光二极管均流器具有复数个均 流端用以耦接发光二极管模块，并均流流经每一发光二极管串的电流。其中，发光二极管均 流器检测复数个均流端的电压，并在任一复数个均流端低于一保护电压值，产生至少一调 整控制信号以调整电压反馈信号，使输出电压稳定于一第二电压值，第二电压值高于第一 电压值。以上的概述与接下来的详细说明皆为示范性质，是为了进一步说明本发明的申请 专利范围。而有关本发明的其他目的与优点，将在后续的说明与图示加以阐述。


图1为现有的定电压驱动方式的发光二极管电流驱动装置的电路示意图；图2为本发明发光二极管驱动装置的电路示意图；图3为本发明发光二极管均流器的电路示意图；图4为本发明再一实施例发光二极管均流器的电路示意图；图5为本发明另一实施例发光二极管均流器的电路示意图；图6为本发明发光二极管电流控制电路的电路示意图；图7a为本发明一第一实施例电压反馈电路电路示意图；[ool8] 图7b为本发明一第二实施例电压反馈电路电路示意图；[ool9] 图7C为本发明一第三实施例电压反馈电路的电路示意 图8为图7a及图7b电压反馈电路随设定或模式改变的输出电压波形图。
附图标记说明
电流控制电路一lo；电流设定电阻一11；
晶体管一12；晶体管一20；
发光二极管模块一60；电源供应器一70；
电压反馈信号一VFB、邢；输出电压一VOUT；
电压一VCC；发光二极管均流器一100；
均流电路一120、220、CB；参考电压产生器一12l；
反向器一122；与门一123、223；
复用器一124、224；电流调节单元一125、225；
误差放大器一126；电阻一127；
电压箝制电路一128、VC；检测电路一129；
调整判断电路一130、230；发光二极管模块一160；
电源供应器一170；电压反馈电路一190；
电流设定电路一2lo；误差放大器一211；
电阻一212、Ra、Rb；N型金氧半晶体管一213、216；
P型金氧半晶体管一214、215；电流控制单元一22l；
D触发器一222；比较器一226；
延迟电路一227；锁存器一228；
时间判断电一240；电流源一241；
第一开关一242；第二开关一243；
电容一244；第一比较器一245；
第二比较器一246；单击电路一247；
过温保护电路一250；输出电压一V。；
均流端一DAl、DA2、．．．、DAn；实线一7b；
检测电路一DM；调整判断电路一MD；
检测信号一Fl、F2、…、Fn；锁存保护信号一LATCH；
电压参考信号一VB；调光信号一DIM；
选择端一S；电流控制信号一Vb、VXl；
电流控制端一DA；保护电压值一Vr；
参考电一Vre、V3、V4；电流设定信号一V2；
保护信号一Fl’一Fn’、FAULT；过温保护信号一OTP；
控制信号一Sl、S2；均流检测电路一220；
输出端一QN；模式一model—mode5；
电流控制电路220l一220n；触发信号一u；
重设信号一RE；触发端一CK；
输入端一D；延迟信号一。D；
调整协调信号-RX ；
调整协调输出信号-TX ；第一电阻-Rl;第三电阻-R3;调整电路195;
第二电阻-R2 ； 第四电阻-R4; 调整电Vl Vm;调整电阻-RAl RAm ；虚线-7a；
调整开关-SWl SWm ； 检测单元-2 ；调整控制信号-ADJl ADJm、ADJ0
具体实施例方式请参见图2，图2为本发明发光二极管驱动装置的电路示意图。发光二极管驱动装 置包含一发光二极管均流器100、一发光二极管模块160、一电源供应器170以及一电压反 馈电路190。发光二极管模块160包含复数个发光二极管串，每一发光二极管串的一端耦 接电源供应器170以接收电源供应器170产生的输出电压VO而驱动发光，另一端对应耦接
至发光二极管均流器100的均流端DA1、DA2.....DAn (η为大于0的整数)。发光二极管均
流器100用以均流发光二极管模块160的复数个发光二极管串，使每一发光二极管串流经 大致相同的电流而产生相近的亮度。发光二极管均流器100同时根据复数个均流端DAl、
DA2.....DAn的电压而产生至少一调整控制信号ADJl ADJm(m为大于0的整数)。电压
反馈电路190根据输出电压VO来产生代表输出电压VO准位的一电压反馈信号FB至电源 供应器170，使电源供应器170能输出稳定的输出电压V0。电压反馈电路190也接收调整 控制信号ADJ，以根据调整控制信号ADJ决定是否调整电压反馈电路190的设定或模式，使
复数个均流端DA1、DA2.....DAn中任一个电压低于一保护电压值时，电压反馈电路190会
偏移电压反馈信号FB的准位，使输出电压VO稳定于新的电压值上，使复数个均流端DA1、 DA2、. . .、DAn的电压均高于保护电压值。接着请参见图3，图3为本发明发光二极管均流器的电路示意图。发光二极管均 流器100包含一均流电路CB、一检测电路DM以及一调整判断电路MD。均流电路CB具有复
数个均流端DAI、DA2.....DAn耦接复数个发光二极管串用以均流所述复数个发光二极管
串的电流。检测电路DM检测复数个均流端DAl、DA2.....DAn的电压以产生对应的复数个
检测信号F1、F2.....而。调整判断电路MD根据复数个检测信号F1、F2.....Fn产生至少
一调整控制信号ADJl ADJm。当调整判断电路MD于调整控制信号ADJl ADJm产生后
一预定时间长度后复数个检测信号F1、F2.....Fn之状态并未改变，即发光二极管模块160
的错误状态未能减少或移除，此时调整判断电路MD可产生一锁存保护信号LATCH至均流电 路CB，以停止导通出现发光二极管模块160中异常的发光二极管串或停止发光二极管模块 160中所有的发光二极管串导通电流而不发光。锁存保护信号LATCH将持续产生至发光二 极管均流器被关闭或重新启动为止。另外，本发明发光二极管均流器可以另外包含一电压
箝制电路VC，箝制复数个均流端DAI、DA2.....DAn的电压使复数个均流端DAI、DA2.....
DAn的电压不超过一箝制电压值，其中箝制电压值高于上述的保护电压值。如此，当任何电
路操作(例如调光)或异常造成复数个均流端DAI、DA2.....DAn的电压上升时，也可以
确保电压被箝制在箝制电压值下，避免均流电路CB因耐压不足而烧毁。请参见图4，图4为本发明再一实施例发光二极管均流器的电路示意图。发光二极管均流器包含一均流电路120、一电压箝制电路128、一检测电路129以及一调整判断电路 130。均流电路120包含一参考电压产生器121、电阻Ra、Rb、一反向器122、一与门123、一 复用器(MUX)IM以及复数个发光二极管电流控制电路，其中每个发光二极管电流控制电 路包含一电流调节单元125、一误差放大器1 及一电阻127。参考电压产生器121产生一 电压参考信号VB，通过电阻Ra、Rb分压后输入复用器124的第一输入端。反向器122接收 调整判断电路130所产生的一锁存保护信号LATCH并反向输出。与门123接收反向器122 的输出信号及一调光信号DIM，并输出信号至复用器124的选择端S。复用器124的第二输 入端耦接地，并根据与门123的输出信号选择电阻Ra、Rb的分压信号或零电位作为电流控 制信号Vb。误差放大器1 之非反相输入端接收电流控制信号Vb，反相端耦接至电阻127 一端。电流调节单元125可以是一 N型晶体管开关，漏极作为电流控制端DA用以耦接对应 的发光二极管串，源极耦接电阻127，栅极耦接误差放大器126的输出端。误差放大器1 会使电阻127的跨压等于电流控制信号Vb的准位而控制电流调节单元125流经的电流。当 锁存保护信号LATCH为低准位及调光信号DIM为高准位时，复用器IM选择电阻Ra、Rb的 分压信号为电流控制信号Vb，发光二极管串流经一预定电流值；当锁存保护信号LATCH为 高准位或调光信号DIM为低准位时，复用器IM选择零电位为电流控制信号Vb，发光二极管 串流经的电流为零。电压箝制电路1 包含复数个齐纳二极管，每一齐纳二极管的负端耦接对应的电 流控制端DA，另一端耦接地。当发光二极管串因调光或者其他电路异常造成电流控制端DA 的电压上升，电压箝制电路1 可以确保电流控制端DA的电压被箝制在齐纳二极管的击穿 电压(Breakdown Voltage)附近或以下。如此，除可以保护电流调节单元125不致因高压 烧毁外，也可以降低电流调节单元125中的耐压要求。检测电路1 可以包含复数个二极管，正端分别耦接至电流调节单元125的电流 控制端DA，负端则根据电流控制端DA的电位而产生检测信号Fl 而。调整判断电路130 接收检测信号Fl 而、一保护电压值Vr，以判断是否检测信号Fl 而均在保护电压值Vr 之上。若检测信号Fl 而中有任一低于保护电压值Vr，则调整判断电路130产生至少一 调整控制信号ADJl ADJm来调整电压反馈电路190设定或模式。调整判断电路130在一 预定时间长度后，判断检测信号Fl 1 中低于保护电压值Vr的数量是否有减少。若检测 信号Fl 而中低于保护电压值Vr的数量有减少但不为零，则纪录新的电压反馈电路190 设定或模式，并再度调整的电压反馈电路190设定或模式。若检测信号Fl 1 中低于保 护电压值Vr的数量减少至零，则维持最新的电压反馈电路190设定或模式。然而，若检测 信号Fl 1 中低于保护电压值Vr的数量并未减少(即不变或增加)，则判断电路出现异 常而产生一锁存保护信号LATCH至均流电路120。锁存保护信号LATCH经反向器122反相 为低准位信号，故与门123也输出低准位信号使复用器124选择零电位为电流控制信号Vb， 使发光二极管串停止发光而达到保护电路的功能。接下来请参见图5，图5为本发明另一实施例发光二极管均流器的电路示意图。发 光二极管均流器包含一电流设定电路210、一均流检测电路220、一调整判断电路230、一时 间判断电路MO以及一过温保护电路250。电流设定电路210包含一误差放大器211、一电 阻212、N型金氧半晶体管213、216以及P型金氧半晶体管214、215。电阻212根据流经N 型金氧半晶体管213的电流产生一检测信号至误差放大器211的反向输入端与一参考电压Vre比较，误差放大器211根据比较结果控制流经N型金氧半晶体管213的电流，使电阻212 上的跨压等于参考电压Vre。P型金氧半晶体管214、215组成一电流镜，将流经N型金氧半 晶体管213的电流镜射流经N型金氧半晶体管216并产生一电流设定信号V2。均流检测电路220包含至少一个发光二极管电流控制电路2201 220η，其中η 为大于零的整数。发光二极管电流控制电路2201 220η接收电流设定信号V2，以据此调 整流经均流端DAl DAn的电流，使电流一致而达到均流效果。发光二极管电流控制电路 2201 220η接收一调光信号DIM，以根据调光信号DIM控制导通电流时间与截止电流时间 的比例，在导通电流时复数个发光二极管串的电流流经预定电流值而发光，在截止电流时， 复数个发光二极管串之电流为零而不发光，因此达到调光效果。发光二极管电流控制电路 2201 220η同时判断对应的均流端DAl DAn的电压是否低于一保护电压值，若是则产生 保护信号F1’ 而’。保护电压值的设定为确保每一个发光二极管电流控制电路2201 220η中的晶体管开关均能操作在饱和区。过温保护电路250在发光二极管均流器的操作温度高于一预定过热温度时产生 一过温保护信号OTP，使发光二极管电流控制电路2201 220η暂停导通电流直至温度再度 降至预定过热温度以下。请同时参见图2，调整判断电路230于接收保护信号F1’ 而’之任一时，产生至 少一调整控制信号ADJl ADJm来调整电压反馈电路190设定或模式。而由于电源供应器 170的输出电压VO重新稳定于新的电压值会有时间上的延迟，为避免时间延迟造成不必要 误判，调整判断电路230会输出控制信号Si、S2使时间判断电路240开始计时。请参考图6，图6为本发明发光二极管电流控制电路的电路示意图。每一发光二极 管电流控制电路2201 220η包含了一电流控制单元221、一电流调节单元225以及一检 测单元229。电流控制单元221包含一 D触发器222、一与门223、一复用器(MUX) 224，用以 产生一电流控制信号VXl以控制流经电流调节单元225的电流控制端DA(即前述的均流端 DAl DAn)的电流大小，据此达到控制发光二极管串流的所述电流大小。在本实施例中，电 流调节单元225可以是一 N型晶体管开关，根据电流控制信号VXl调整等效电阻值以决定 流经对应发光二极管串的一电流大小而达到调整电流的功能。与门223同时接收D触发器 222输出端QN的输出信号、过温保护信号OTP及调光信号DIM，并据此控制复用器2M选择 电流设定信号V2或零电位(即接地电位)输出。当复用器2M选择电流设定信号V2作为 电流控制信号VXl输出时，电流调节单元225控制对应的发光二极管串流过稳定电流；当选 择零电位输出时，电流调节单元225控制对应的发光二极管串的电流为零而停止发光。检测单元2 包含一比较器226、一延迟电路227及一锁存器228，用以检测电流 控制端DA，并根据一保护电压值Vr决定是否产生一保护信号FAULT (即前述的保护信号 F1’ 而’)。保护电压值Vr的设定为确保电流调节单元225中的N型晶体管开关能操作 在饱和区，可以是一个固定准位的参考信号或者为根据电流控制信号VXl准位调整的参考 信号。前者固定参考信号准位的优点为电路设计方便；后者的随电流控制信号VXl准位调 整的优点为可以随N型晶体管开关的栅极-源极电压调整，达到更精准的设定。延迟电路 227也可以同时接收调光信号DIM，作为延迟时间的计时信号。接着，请同时参见图5来说明发光二极管均流器的操作。时间判断电路240包含了一电流源Ml、一第一开关M2、一第二开关M3、一电容244、一第一比较器245、一第二比较器246以及一单击电路(One-Shot Circuit) 2470当保 护信号F1’ 而’均为低准位，使调整判断电路230判断不调整电压反馈电路190设定或模 式时，输出控制信号S1、S2以截止第一开关242并导通第二开关M3，使电容244处于放电 状态。保护信号Fl’ 1 ’均为低准位代表均流端DAl DAn的准位均高于保护电压值Vr 的准位。此时，电容M4的跨压小于参考电压V3、V4(其中参考电压V3低于参考电压V4)， 故第一比较器245输出低准位触发信号LA，第二比较器246输出低准位的比较信号而使单 击电路247也输出低准位的重设信号RE。触发信号LA传送至电流控制单元221中的D触 发器222的触发端CK，用以触发D触发器222检测输入端D的保护信号FAULT。此时触发 信号LA为低准位，故D触发器222不进行保护信号FAULT的检测，使得电流控制信号VXl 准位维持不变。由于电流控制端DA高于保护电压值Vr的准位，比较器2 输出低准位信 号，且重设信号RE也为低准位，使延迟电路227及锁存器2 分别输出低准位的延迟信号 OD及保护信号FAULT。因此，当触发信号LA及重设信号RE为低准位时，发光二极管电流控 制电路2201 220η维持先前操作而不变动。当保护信号F1’ 而’中任一个为高准位，即均流端DAl DAn中有准位低于保 护电压值Vr准位的情况发生，因此调整判断电路230判断须调整电压反馈电路190设定或 模式，输出控制信号S1、S2以导通第一开关242并截止第二开关对3，使电容244处于充电 状态。均流端DAl DAn中准位高于保护电压值Vr的对应发光二极管电流控制电路依然 维持先前操作而不变动，但均流端DAl DAn中准位高于保护电压值Vr对应发光二极管电 流控制电路则操作有所改变，说明如下当电流控制端DA准位低于保护电压值Vr时，比较器2 输出高准位信号，并经延 迟电路227经一时间延迟后输出高准位的延迟信号OD至锁存器228。延迟电路227的设 置可以排除一些暂时的电压噪声所造的误判。此时由于重设信号RE还在低准位，故锁存器 228接收到高准位的延迟信号OD后也输出高准位的保护信号FAULT，使调整判断电路230 输出调整控制信号ADJl ADJm，并控制时间判断电路240开始对电容244充电。当电容 244的跨压等于参考电压V3时，第二比较器246输出高准位的输出信号使单击电路247产 生一脉冲信号的重设信号RE使锁存器2 重设而输出低准位的保护信号FAULT。而当电容 244的跨压继续上升而等于参考电压V4时，第一比较器245输出高准位的触发信号LA至D 触发器222，使D触发器222再度检测保护信号FAULT。在保护信号FAULT为高准位到重设信号RE产生的时间间隔内，电流控制端DA的 准位已顺利回到保护电压值Vr之上，且在重设信号RE产生到触发信号LA产生的时间间隔 内，电流控制端DA的准位均维持高于保护电压值Vr，则检测单元2 不再产生高准位之保 护信号。否则，检测单元2 将持续产生高准位的保护信号FAULT。此时，代表对应的发光 二极管串可能有开路或其他电路异常造成电流控制端DA无法回升，而维持高准位的保护 信号FAULT将使电流调节单元225被控制在停止导通电流而避免电路异常下持续操作可能 造成的电路问题。接着说明调整判断电路230的操作。调整判断电路230可以是有限状态机(Finite State Machine)或其他可执行类似功能之电路。调整判断电路230于保护信号F1， 而， 中至少一个为高准位时，会产生调整控制信号ADJl ADJm。并在接收到触发信号LA时， 判断保护信号F1’ 而’中高准位的信号数是否减少，并导通第二开关243及截止第一开关242，使电容244放电以准备下一次操作。当信号数未能减少，代表无法通过调整电压反 馈电路190来解决，故调整判断电路230会将电压反馈电路190设定或模式回复至未调整 前设定或模式。当信号数有所减少时，代表通过调整电压反馈电路190可解决部分均流端 DAl DAn电压过低的问题，此时调整判断电路230记录调整后的电压反馈电路190设定或 模式并保持。当信号数有所减少并且大于0时，调整判断电路230可重复上述动作直至信 号数为零或不再改变为止。另外，若多个发光二极管均流器同时应用于同一发光二极管驱动电路时，调整判 断电路230可以接收一调整协调信号RX及输出一调整协调输出信号TX的方式与同一发光 二极管驱动电路的其他发光二极管均流器配合运作，说明如下。当调整判断电路230检测 到保护信号F1’ 而’中任一个为高准位且未接收到调整协调信号RX时，即产生调整控制 信号ADJl ADJm及调整协调输出信号TX。而当调整判断电路230检测到保护信号F1， Fn'中任一个为高准位并同时接收到调整协调信号RX时，代表其他的发光二极管均流器已 进行改变电压反馈电路190设定或模式，故此光二极管均流器无须同时进行调整，因此调 整判断电路230停止改变电压反馈电路190设定或模式。值得注意的是，图6所示的发光二极管电流控制电路与图4所示的实施例相较，主 要不同之处为图6的发光二极管电流控制电路均具有复用器224及比较器226，因此可以各 自判断电流控制端DA是否低于保护电压值Vr以及各自控制使发光二极管串的电流为零而 停止发光。而图4所示的实施例，则由调整判断电路130统一判断是否有任何电流控制端 DA低于保护电压值Vr，若是且无法排除，则统一停止全部发光二极管串的发光。另外，图6 所示的发光二极管电流控制电路的电流调节单元225中的N型晶体管开关组成一电流镜而 达到均流效果，而图4所示的实施例则由一电流调节单元125、一误差放大器1 及一电阻 127构成的电流源来达到均流效果。再来请参见图7a，图7a为本发明一第一实施例电压反馈电路的电路示意图。在 此实施例中，电压反馈电路包含一第一电阻Rl及一第二电阻R2，其中第二电阻R2为可调 电阻。调整判断电路230通过控制调整控制信号ADJ的准位来调整第二电阻R2的电阻值。 因此，当有任一均流端DAl DAn的电压低于保护电压值Vr时，调整判断电路230调低第 二电阻R2的电阻值，以调低电压反馈电路的分压比值的设定。如此，电源供应器170将调 高输出电压V0，使均流端DAl DAn之电压调高。另外，由于发光二极管的阈值电压具有负 温度系数的特性，即温度变高，阈值电压会变低。故电压反馈电路所产生的电压反馈信号可 以设定为具有正温度系数，例如选用具有负温度系数之第一电组R1，使输出电压VO具有 负温度系数，使温度升高时，输出电压VO会下降来补偿发光二极管阈值电压随温度变低的 变化。请参见图7b，图7b为本发明一第二实施例电压反馈电路的电路示意图。在此实施 例中，电压反馈电路包含一第一电阻R1、一第三电阻R3及复数个与第三电阻并联的调整电 阻RAl RAm。调整电阻RAl RAm并且与调整开关SWl SWm串联，且调整开关SWl SWm 受调整控制信号ADJl ADJm控制。当调整开关SWl SWm均为截止时，电压反馈电路处 于一第一反馈模式，此时电压反馈电路具有一第一分压值R3/ (R1+R3)，此第一分压值对应 到输出电压VO稳定在对应的一第一电压值；当调整开关SWl为导通而调整开关SW2 SWm 为截止时，电压反馈电路处于一第二反馈模式，此时电压反馈电路具有一第二分压值(R3//RA1)/(R1+(R3//RA1))，其中(R3//RA1)表示为电阻R3并联电阻RAl的等效阻值，此第二分 压值对应到输出电压VO稳定于对应的一第二电压值；当调整开关SW2为导通而调整开关 SffUSW3 SWm为截止时，电压反馈电路处于一第三反馈模式，此时电压反馈电路具有一第 三分压值(R3//RA2)/(R1+(R3//RA2))，其中(R3//RA2)表示为电阻R3并联电阻RA2的等效 阻值，此第三分压值对应到输出电压VO稳定于对应的一第三电压值；依此类推。另外，请参见图7c，图7c为本发明一第三实施例电压反馈电路的电路示意图。在 此实施例中，电压反馈电路包含第一电阻R1、第三电阻R3、一第四电阻R4及调整电路四5。 调整电路295接收调整控制信号ADJl ADJm以对应地产生调整电压Vl Vm其中之一。 调整电压Vl Vm中Vl为电压最低，V2次之，依此类推，而Vm最高。调整电压Vl Vm会 通过第四电阻R4及第三电阻R3的分压调整电压反馈信号FB的准位。调整电路295提供 的预设初始电压可以为调整电压Vm，此时输出电压VO稳定的电压值最低。随后，调整电路 295根据调整控制信号ADJl ADJm决定提供不同的调整电压，最终可提供调整电压VI，此 时对应的输出电压VO的电压值最高。请参见图8，图8为图7a、图7b及图7c电压反馈电路随设定或模式改变的输出电 压波形图。虚线7a为图7a所示电压反馈电路的波形图，输出电压VO为线性调整。实线7b 为图7b及图7c所示电压反馈电路的波形图，输出电压VO随模式model mode5不同而以 阶梯式调整。当然，除上述两种例示的调整方式外，其他的调整方式，如曲线等亦可应用至 本发明。因此，本发明发光二极管均流器可通过检测均流端DAl DAn之电压是否低于一 保护电压值来判断电流调节单元225中的晶体管开关是否操作在饱和区。若否，则以线性、 阶梯式方式来调高输出电压V0，使均流端DAl DAn的电压提升以确保晶体管开关可操作 在饱和区。本发明除了可以确保发光二极管串驱动电压不同时晶体管开关依然操作在饱和 区外，当发光二极管串有任何发光二极管毁损而必须通过并联的齐纳二极管导通电流时， 依然可以提供足够的电压使发光二极管串依然稳定发光。另外，本发明对电压反馈电路设 定或模式的调整可限制对应的最小分压值，使对应的输出电压VO有最高上限值，而达到过 压保护的功能。若发光二极管未有并联的齐纳二极管而造成任一发光二极管毁损发光二极 管串即呈开路状态，此时对应的均流端电压会低于保护电压值Vr而停止操作。综上说明，本发明通过调整发光二极管装置的电压反馈电路，使电压反馈电路能 随发光二极管串的状态调整成最适当的设定或模式，确保发光二极管串正确提供所需亮度 且也提高了发光二极管驱动装置的效率。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替 换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精 神和范围。
权利要求
1.一种发光二极管电流控制电路，包含一电流调节单元，具有一电流控制端耦接一发光二极管串，用以根据一电流控制信号 决定流经所述发光二极管串的一电流大小；一检测单元，检测所述电流控制端，并根据一保护电压值决定是否产生一保护信号；以及，一电流控制单元，产生所述电流控制信号以控制所述发光二极管串的所述电流大小， 并根据所述保护信号决定是否停止所述电流流经所述发光二极管串。
2.根据权利要求1所述的发光二极管电流控制电路，其特征在于所述检测单元在所 述电流控制端的电压低于所述保护电压值持续一第一预定时间时，产生所述保护信号。
3.根据权利要求1所述的发光二极管电流控制电路，其特征在于一旦所述电流控制 端的电压低于所述保护电压值持续一第二预定时间时，所述检测单元即产生所述保护信 号。
4.根据权利要求1所述的发光二极管电流控制电路，还包含一电压箝制单元，耦接所 述电流控制端，使所述电流控制端的电压不超过一箝制电压值，其中所述箝制电压值高于 所述保护电压值。
5.一种发光二极管均流器，用以均流复数个发光二极管串，一电压源电路提供一输出 电压以驱动所述复数个发光二极管串，所述发光二极管均流器包含一均流电路，具有复数个均流端耦接所述复数个发光二极管串用以均流所述复数个发 光二极管串的电流；以及，一检测电路，检测所述复数个均流端的电压以产生对应的复数个检测信号；以及一调整判断电路，根据所述复数个检测信号产生至少一调整控制信号；其中，所述至少一调整控制信号用以控制一电压反馈电路，以调整所述电压反馈电路 所产生代表所述输出定电压准位的一电压反馈信号的准位。
6.根据权利要求5所述的发光二极管均流器，其特征在于所述电压反馈电路具有至 少两个反馈模式，并根据所述至少一调整控制信号决定运作于何反馈模式，每一反馈模式 对应一电压值，使所述电压源电路根据所述电压反馈电路的反馈模式调整所述输出定电压 至对应的电压值。
7.根据权利要求6所述的发光二极管均流器，其特征在于所述调整判断电路在接收 另一发光二极管均流器的一调整协调信号时，停止改变所述电压反馈电路的反馈模式。
8.根据权利要求6所述的发光二极管均流器，其特征在于所述调整判断电路包含一 有限状态电路，以根据所述复数个检测信号决定所述电压反馈电路的反馈模式。
9.根据权利要求5所述的发光二极管均流器，其特征在于所述电压反馈信号具有一 正温度系数。
10.根据权利要求5所述的发光二极管均流器，还包含一电压箝制电路，箝制所述复数 个均流端的电压使所述复数个电流控制端的电压不超过一箝制电压值。
11.根据权利要求5所述的发光二极管均流器，其特征在于所述调整判断电路在所述 复数个均流端的任一持续低于一保护电压值一预定保护时间时，控制所述均流电路使所述 复数个发光二极管串中对应的发光二极管串的电流为零或所述复数个发光二极管串的电 流为零。
12.根据权利要求5所述的发光二极管均流器，其特征在于所述均流电路根据一调光 信号使所述复数个发光二极管串的电流在零和一预定电流值之间切换。
13.根据权利要求5所述的发光二极管均流器，还包含一过温保护电路，所述过温保护 电路在所述发光二极管均流器的一温度超过一预定保护温度时，产生一过温保护信号使所 述复数个发光二极管串的电流为零。
14.一种发光二极管驱动装置，包含一发光二极管模块，具有复数个发光二极管串；一电压源电路，用以提供一输出电压以驱动所述发光二极管模块；一电压反馈电路，根据所述输出电压产生一电压反馈信号，使所述输出电压稳定于一 第一电压值；以及一发光二极管均流器，具有复数个均流端用以耦接所述发光二极管模块，并均流流经 每一发光二极管串的电流；其中，所述发光二极管均流器检测所述复数个均流端的电压，并在任一复数个均流端 低于一保护电压值，产生至少一调整控制信号以调整所述电压反馈信号，使所述输出电压 稳定于一第二电压值，所述第二电压值高于所述第一电压值。
15.根据权利要求14所述的发光二极管驱动装置，其特征在于所述发光二极管均流 器包含一电压箝制电路，箝制所述复数个均流端的电压使所述复数个均流端的电压不超过 一箝制电压值。
16.根据权利要求14所述的发光二极管驱动装置，其特征在于所述发光二极管均流 器低于所述保护电压值的均流端数量持续一预定保护时间未减少时，使低于所述保护电压 值的均流端的对应发光二极管模块的电流为零或所述发光二极管模块的电流为零。
17.根据权利要求14所述的发光二极管驱动装置，其特征在于所述输出电压具有一 负温度系数。
全文摘要
本发明提供了一种发光二极管电流控制电路、均流器及驱动装置。所述发光二极管电流控制电路包含一电流调节单元、一检测单元以及一电流控制单元。电流调节单元具有一电流控制端耦接一发光二极管串，用以根据一电流控制信号决定流经发光二极管串的一电流大小。检测单元检测电流控制端并根据一保护电压值决定是否产生一保护信号。电流控制单元产生电流控制信号以控制发光二极管串流的电流大小，并根据保护信号决定是否停止电流流经发光二极管串。
文档编号H05B37/02GK102076135SQ20091022098
公开日2011年5月25日 申请日期2009年11月25日 优先权日2009年11月25日
发明者余仲哲, 徐献松, 李海波, 李立民 申请人:登丰微电子股份有限公司