专利名称：发光二极管驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种发光二极管驱动电路，尤指一种可利用开关控制方式控制电容器充放电的发光二极管驱动电路。
背景技术：
发光二极管(Light Emitting Diode)为一种经由半导体材料所制作而成的发光元件，通过发光二极管的材料特性以将电能顺利地转换为光能。由于发光二极管具有体积小、使用寿命长、驱动电压低、反应速度快等等特点，其容易与生活周遭的各类型产品进行结合，而作为照明或显示的用途。 传统简要的发光二极管驱动电路的电路结构示意图是可参阅于图I所示。发光二极管驱动电路100包括一输入电压(VIN) 11及至少一发光二极管13。输入电压11用以提供发光二极管13驱动所需的电源，其可为一脉动的直流电压。配合参阅图2所示，输入电压11的电位值大小会随着时间进行周期性变化。当输入电压11的电位处在高于发光二极管13的顺向偏压(VF)的时间，将可顺利驱动各发光二极管13发光，如S = I。反之，当输入电压11的电位处在低于发光二极管13的顺向偏压(VF)的时间，将无法驱动发光二极管13发光，如S = O。再者，为了有效延长发光二极管13的发光时间，驱动电路100亦可进一步加入一电容器15，以充电储存能量VC。则，如图3所示，输入电压11与储存电能VC所总加的涟波电压(VIN+VC)将可以供电于发光二极管13,以使发光二极管13总是维持在发光状态,如S=I。现有发光二极管驱动电路100加入电容器15之后，虽可使得发光二极管13总是操作在发光状态。然，如此电路设计，输入电压11处在较高电位时(如输入电压11高于发光二极管13的顺向偏压VF)，电容器15仍会继续放电而造成能量无形的浪费。再者，为了一直提供发光二极管13足够的驱动电源，涟波电压(VIN+VC)必须长时间维持在较高电位，因此需要一较大容量的电容器15进行储能。然而，大容量的电容器15一般只能选用电解电容进行。但，电解电容具有容易损坏的缺点，致使发光二极管驱动电路100的使用品质将会连带受到影响。
发明内容
本发明的一目的，在于提供一种发光二极管驱动电路，其利用开关控制方式，以在输入电压较低时才控制电容器放电至发光二极管，如此只需使用一容量较小、成本较低的电容器即可有效增加发光二极管的发光时间，用来降低驱动电路的电路成本。本发明的一目的，在于提供一种发光二极管驱动电路，其可藉由侦测输入电压的方式或侦测发光二极管所流过的负载电流的方式来判断驱动电源是否充足，进而控制开关器的开关动作来决定电容器的充放电程序。为达成上述目的，本发明提供一种发光二极管驱动电路，包括一控制器，连接一输入电压，用以侦测输入电压；一开关器，其输入端及输出端分别连接输入电压，控制端连接控制器；一电容器，其一端连接开关器的输入端，另一端接地；及至少一发光二极管，其正极端连接开关器的输出端及接收输入电压，负极端连接电容器的另一端；其中，当输入电压大于发光二极管的顺向偏压时，控制器控制开关器关闭，当输入电压小于发光二极管的顺向偏压时，控制器控制开关器导通。本发明一实施例中，开关器的输入端及输出端分别通过一第一二极管及一第二二极管连接输入电压。本发明又提供一种发光二极管驱动电路，包括一限流单元，接收一输入电压，用以产生一负载电流；一控制器，连接限流单元，用以侦测负载电流，且设定有一电流额定值；一开关器，其输入端连接输入电压，控制端连接控制器，输出端连接限流单元；一电容器，其一端连接开关器的输入端，另一端接地；及至少一发光二极管，其正极端连接开关器的输出端与限流单元间的连接点，负极端连接电容器的另一端；其中，当负载电流大于电流额定值 时，控制器控制开关器关闭，当负载电流小于电流额定值时，控制器控制开关器导通。本发明一实施例中，限流单元为一限流开关或一电阻器。本发明一实施例中，开关器的输入端及限流单元分别通过一第一二极管及一第二二极管接收输入电压。本发明又提供一种发光二极管驱动电路，包括一控制器，连接一输入电压，用以侦测输入电压；至少一发光二极管，其正极端接收输入电压；一电容器，其一端连接发光二极管的正极端，另一端接地；及一开关器，其输入端连接发光二极管的负极端，控制端连接控制器，输出端连接电容器的另一端；其中，当输入电压大于发光二极管的顺向偏压时，控制器控制开关器关闭，当输入电压小于发光二极管的顺向偏压时，控制器控制开关器导通。本发明一实施例中，发光二极管的负极端通过一第三二极管接地，而电容器的另一端通过一第四二极管接地。本发明又提供一种发光二极管驱动电路，包括至少一发光二极管，其正极端接收一输入电压；一限流单元，设置于发光二极管的负极端与接地之间，限流单元产生一负载电流；一控制器，连接限流单元，用以侦测负载电流，且设定有一电流额定值；一电容器，其一端连接发光二极管的正极端，另一端接地；及一开关器，其输入端连接发光二极管的负极端，控制端连接控制器，输出端连接电容器的另一端；其中，当负载电流大于电流额定值时，控制器控制开关器关闭，当负载电流小于电流额定值时，控制器控制开关器导通。本发明一实施例中，限流单元通过一第三二极管接地，而该电容器的另一端通过一第四二极管接地。
图I :现有发光二极管驱动电路的电路结构示意图。图2 :现有输入电压的波形图及其对应的发光二极管的时态示意图。图3 :现有涟波电压的波形图及其对应的发光二极管的时态示意图。图4 :本发明发光二极管驱动电路一较佳实施例的电路结构示意图。图5 :本发明发光二极管驱动电路又一实施例的电路结构示意图。图6 :本发明发光二极管驱动电路又一实施例的电路结构示意图。
图7 :本发明发光二极管驱动电路又一实施例的电路结构示意图。附图标记说明100发光二极管驱动电路11 输入电压13 发光二极管15电容器200发光二极管驱动电路201 发光二极管驱动电路
202 发光二极管驱动电路203 发光二极管驱动电路21 输入电压221 第一二极管222 第二二极管223 第三二极管224 第四二极管23 控制器24 开关器25 开关器26 限流单元27 发光二极管29 电容器
具体实施例方式请参阅图4，为本发明发光二极管驱动电路一较佳实施例的电路结构示意图。如图所不，本实施例发光二极管驱动电路200包括有一输入电压(VIN) 21、一控制器23、一开关器24、至少一发光二极管27及一电容器29。其中，输入电压21为一脉动的直流电压。控制器23连接输入电压21，其用以侦测输入电压21的电压值。开关器24为一金氧半场效晶体管或一双载子接面晶体管,其输入端(如漏极端或集电极端)及输出端(如源极端或发射极端)连接输入电压21，而控制端(如栅极端或基极端)连接至控制器23。电容器29的一端连接开关器24的输入端，另一端接地。发光二极管27的正极端连接开关器24的输出端以及接收输入电压21，而负极端连接电容器29的另一端。此外，本实施例的开关器24的输入端及输出端亦可分别通过一第一二极管221及一第二二极管222连接输入电压21。当输入电压21的电压值大于发光二极管27的顺向偏压(VF)时，控制器23控制开关器24操作于关闭状态(OFF)。此时,输入电压21驱动发光二极管27发光且同时对于电容器29进行充电。反之，当输入电压21的电压值小于发光二极管27的顺向偏压(VF)时，控制器23控制开关器24操作于导通状态(ON)。则，电容器29的一端将可以通过导通的开关器24电性连接至发光二极管27的正极端，以使电容器29、开关器24与发光二极管27之间形成一电流回路，而令电容器29所储存的能量(Vc)可以放电至发光二极管27，进而驱动发光二极管27发光。由此，本发明驱动电路200利用开关控制方式，当输入电压21较低时才控制电容器29放电至发光二极管27。则，只需使用一容量较小、成本较低的电容器29 (例如固态电容)即可保持发光二极管27的驱动电源(Vin/Vc)长时间高于发光二极管27的顺向偏压(VF)之上。如此据以实施，不仅有效增加发光二极管27的发光时间，且可以降低驱动电路200的电路成本。请参阅图5，为本发明发光二极管驱动电路又一实施例的电路结构示意图。相较于上述图4实施例，本实施例发光二极管驱动电路201尚包括有一限流单元26。该限流单元26为一限流开关或一电阻器，其设置于第二二极管222与开关器24的输出端之间。限流单兀26接收一输入电压21,用以产生一负载电流IL。又，本实施例控制器23设定有一电流额定值ITH，该电流额定值ITH为一可驱动发光二极管27的最低限度电流值。再者，控制器23连接限流单元26用以侦测负载电流IL，并将负载电流IL比较于电流额定值ITH以决定开关器24的导通与否。当负载电流IL大于电流额定值ITH时，其表示目前对应的输入电压21足够于驱动发光二极管27发光，控制器23控制开关器24关闭(OFF)，输入电压21驱动发光二极管27发光，且对于电容器29进行充电。反之，当负载电流IL小于电流额定值ITH时，其表示目前对应的输入电压21不足 够于驱动发光二极管27发光，则控制器23将会控制开关器24导通(ON)，则电容器29的一端将可以通过导通的开关器24电性连接至发光二极管27的正极端，以使电容器29、开关器24与发光二极管27之间形成一电流回路，而令电容器29所储存的能量(Vc)可以放电至发光二极管27，进而驱动发光二极管27发光。由此，本实施例驱动电路201藉由侦测负载电流IL的方式来判断驱动电源(如输入电压21)是否充足，进而控制开关器24的开关动作来决定电容器29的充放电程序。请参阅图6，为本发明发光二极管驱动电路又一实施例的电路结构示意图。如图所不，本实施例发光二极管驱动电路202包括有一输入电压(VIN)21、一控制器23、一开关器25、至少一发光二极管27及一电容器29。其中，控制器23连接输入电压21，其用以侦测输入电压21的电压值。发光二极管27的正极端接收输入电压21。电容器29的一端连接发光二极管27的正极端，另一端接地。开关器25的输入端连接发光二极管27的负极端，控制端连接控制器23，而输出端连接电容器29的另一端。此外，发光二极管27的正极端通过一第一二极管221或并联的一第一二极管221及一第二二极管222接收输入电压21，发光二极管27的负极端通过一第三二极管223接地，而电容器29的另一端通过一第四二极管224接地。当控制器23侦测出输入电压21的电压值大于发光二极管27的顺向偏压(VF)时，将控制开关器25操作于关闭状态(OFF)。此时,输入电压21驱动发光二极管27发光并同时对于电容器29进行充电。反之，当输入电压21的电压值小于发光二极管27的顺向偏压(VF)时，控制器23控制开关器25操作于导通状态(ON)。则，电容器29的另一端将可以通过导通的开关器25电性连接至发光二极管27的负极端，以使电容器29、发光二极管27与开关器25之间形成一电流回路，而令电容器29所储存的能量(Vc)可以放电至发光二极管27，进而驱动发光二极管27发光。 请参阅图7，为本发明发光二极管驱动电路又一实施例的电路结构示意图。相较于上述图6实施例，本实施例的驱动电路203尚包括一限流单元26，该限流单元26为一限流开关或一电阻器。该限流单元26设置在设置于发光二极管27的负极端与接地之间，限流单元26产生一负载电流IL。此外，限流单元26亦可通过第三二极管223接地。又，本实施例控制器23设定有一电流额定值ITH，该电流额定值ITH为一可驱动发光二极管27的最低限度电流值。再者，控制器23连接限流单元26用以侦测负载电流IL，并将负载电流IL比较于电流额定值ITH以决定开关器25的导通与否。
当负载电流IL大于电流额定值ITH时，其表示目前对应的输入电压21足够于驱动发光二极管27发光，控制器23控制开关器25关闭(OFF)，输入电压21驱动发光二极管27发光且对于电容器29进行充电。反之，当负载电流IL小于电流额定值ITH时，其表示目前对应的输入电压21不足以驱动发光二极管27发光，则控制器23将会控制开关器25导通(ON)，则电容器29的另一端将可以通过导通的开关器25电性连接至发光二极管27的负极端，以使电容器29、发光二极管27与开关器25之间形成一电流回路，而令电容器29所储存的能量(Vc)可以放电至发光二极管27，进而驱动发光二极管27发光。在此，藉由侦测输入电压21(如图6所示)或侦测负载电流IL(如图7所示)的方式以判断发光二极管27的驱动电源是否充足，进而控制开关器25的开关动作来决定电容器29的充放电程序。 综合上述，本发明驱动电路200/201/202/203仅在输入电压21处在较低电位时才命令电容器29放电至发光二极管27。则,只需使用一容量较小、成本较低的电容器29，即可保持发光二极管27的驱动电源(Vin/Vc)长时间高于发光二极管27的顺向偏压(VF)之上。由此，不仅有效增加发光二极管27的发光时间，且可以因此降低驱动电路200/201/202/203 的电路成本。以上所述者，仅为本发明的一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种发光二极管驱动电路，包括 一控制器，连接一输入电压，用以侦测输入电压； 一开关器，其输入端及输出端分别连接输入电压，控制端连接控制器； 一电容器，其一端连接开关器的输入端，另一端接地 '及 至少一发光二极管，其正极端连接开关器的输出端及接收输入电压，负极端连接电容器的另一端； 其中，当输入电压大于发光二极管的顺向偏压时，控制器控制开关器关闭，当输入电压小于发光二极管的顺向偏压时，控制器控制开关器导通。
2.如权利要求I所述的发光二极管驱动电路，其中该开关器的输入端及输出端分别通过一第一二极管及一第二二极管连接该输入电压。
3.一种发光二极管驱动电路，包括 一限流单元，接收一输入电压，用以产生一负载电流； 一控制器，连接限流单元，用以侦测负载电流，且设定有一电流额定值； 一开关器，其输入端连接输入电压，控制端连接控制器，输出端连接限流单元； 一电容器，其一端连接开关器的输入端，另一端接地 '及 至少一发光二极管，其正极端连接开关器的输出端与限流单元间的连接点，负极端连接电容器的另一端； 其中，当负载电流大于电流额定值时，控制器控制开关器关闭，当负载电流小于电流额定值时，控制器控制开关器导通。
4.如权利要求3所述的发光二极管驱动电路，其中该限流单元为一限流开关或一电阻器。
5.如权利要求3所述的发光二极管驱动电路，其中该开关器的输入端及该限流单元分别通过一第一二极管及一第二二极管接收该输入电压。
6.一种发光二极管驱动电路，包括 一控制器，连接一输入电压，用以侦测输入电压； 至少一发光二极管，其正极端接收输入电压； 一电容器，其一端连接发光二极管的正极端，另一端接地 '及 一开关器，其输入端连接发光二极管的负极端，控制端连接控制器，输出端连接电容器的另一端； 其中，当输入电压大于发光二极管的顺向偏压时，控制器控制开关器关闭，当输入电压小于发光二极管的顺向偏压时，控制器控制开关器导通。
7.如权利要求6所述的发光二极管驱动电路，其中该发光二极管的负极端通过一第三二极管接地，而该电容器的另一端通过一第四二极管接地。
8.一种发光二极管驱动电路，包括 至少一发光二极管，其正极端接收一输入电压； 一限流单元，设置于发光二极管的负极端与接地之间，限流单元产生一负载电流； 一控制器，连接限流单元，用以侦测负载电流，且设定有一电流额定值； 一电容器，其一端连接发光二极管的正极端，另一端接地 '及 一开关器，其输入端连接发光二极管的负极端，控制端连接控制器，输出端连接电容器的另一端； 其中，当负载电流大于电流额定值时，控制器控制开关器关闭，当负载电流小于电流额定值时，控制器控制开关器导通。
9.如权利要求8所述的发光二极管驱动电路，其中该限流单元为一限流开关或一电阻器。
10.如权利要求8所述的发光二极管驱动电路，其中该限流单元通过一第三二极管接地，而该电容器的另一端通过一第四二极管接地。
全文摘要
本发明提供一种发光二极管驱动电路，包括一控制器、一开关器、一电容器及至少一发光二极管，控制器用以侦测一输入电压，当输入电压大于发光二极管的顺向偏压时，控制器控制开关器关闭，输入电压驱动发光二极管发光及对于电容器充电，当输入电压小于发光二极管的顺向偏压时，控制器控制开关器导通，以使电容器放电驱动发光二极管发光，由此，利用开关控制方式，以在输入电压较低时才令电容器放电至发光二极管，如此只需使用一容量较小、成本较低的电容器即可有效增加发光二极管的发光时间，用来降低驱动电路的电路成本。
文档编号H05B37/02GK102655704SQ20121011507
公开日2012年9月5日 申请日期2012年4月18日 优先权日2012年4月18日
发明者侯福星, 梁伟成 申请人:芯巧科技股份有限公司