发光二极管驱动装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种发光二极管驱动装置，电连接于电压源及发光二极管串行，发光二极管驱动装置包含定电压输出模块、整流单元及定电流控制单元。定电压输出模块电连接于电压源，定电压输出模块包含切换单元、谐振单元、转换单元及电力平衡单元；谐振单元电连接于切换单元，转换单元包含初级绕组、第一次级绕组及第二次级绕组，初级绕组电连接于谐振单元；电力平衡单元包含平衡变压器，平衡变压器包含平衡线圈，平衡线圈电连接于第一次级绕组。整流单元电连接于电力平衡单元及发光二极管串行，定电流控制单元电连接于第二次级绕组及发光二极管串行。
【专利说明】发光二极管驱动装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种驱动装置，尤其是涉及一种发光二极管的驱动装置。
[0002]【背景技术】
[0003]平面型显示装置，例如为液晶显示装置，因具有高画质、体积小、重量轻等优点，已成为显示装置的主流。为更进一步地达到低消耗功率的特点，目前已多使用耗电量小的发光二极管(Light Emitting Diode, LED)取代传统的白炽灯管或荧光灯管作为平面型显示装置显示时所需的光源提供。
[0004]发光二极管为一种电流驱动的低电压单向导电元件，加上发光二极管本身的光通量随着流过该发光二极管的电流而有所改变，因此为使得平面型显示装置能够均匀亮度的发光，必须提供一稳定电流源供给由发光二极管所组成的串行或阵列，使其亮度达到一致性。现有用以提供发光二极管串行稳定电流源的发光二极管驱动电路主要是在每个发光二极管串行上串联一定电流元件，例如为电流镜，然而此电路架构势必因发光二极管串行的数量增加而变得庞大，因此，如何有效地稳定导通至发光二极管串行的电流并使通过所有发光二极管串行的电流达到一致，同时达到缩减发光二极管驱动装置的电路架构(或体积)，成为本领域技术人亟待解决的问题。
[0005]实用新型内容
[0006]鉴于现有技术所述，本实用新型的一技术方式，在于提供一种发光二极管驱动装置，所述发光二极管驱动装置用以提供稳定电流及电流予发光二极管串行，使发光二极管串行的売度一致。
[0007]本技术方式的一实施方式提供一种发光二极管驱动装置，所述发光二极管装置电连接于一电压源及多个发光二极管串行，发光二极管驱动装置包含一定电压输出模块、一整流单元及一定电流控制单元。定电压输出模块电连接于电压源，所述定电压输出模块包含一切换单元、一谐振单元、一转换单元及一电力平衡单元；谐振单元电连接于切换单元，转换单元包含一初级绕组、两个第一次级绕组及一第二次级绕组，初级绕组电连接于谐振单元。电力平衡单元包含一平衡变压器，所述平衡变压器包含两个平衡线圈，平衡线圈电连接于第一次级绕组。整流单元电连接于电力平衡单元及发光二极管串行。定电流控制单元电连接于该第二次级绕组及发光二极管串行。
[0008]在本实用新型其它实施方式中，定电流控制单元包含一驱动元件及一电力转换电路，驱动元件电连接于发光二极管串行，电力转换电路电连接于驱动元件及第二次级绕组。
[0009]在本实用新型其它实施方式中，电力平衡单元还包含两个平衡电容器，平衡电容器电连接于第一次级绕组及整流单元，平衡电容器、第一次级绕组及平衡线圈呈串联连接。
[0010]在本实用新型其它实施方式中，发光二极管驱动装置还包含一控制器，电连接于第二次级绕组及切换单元，控制器控制切换单元的切换频率。
[0011]在本实用新型其它实施方式中，发光二极管驱动装置还包含多个保护电容器，保护电容器并联于发光二极管串行。
[0012]在本实用新型其它实施方式中，整流单元包含两个第一整流器及一第二整流器，第一整流器分别电连接于第一次级绕组及发光二极管串行，第二整流器电连接于第二次级绕组。
[0013]在本实用新型其它实施方式中，发光二极管驱动装置还包含一准位检测电容器，电连接于第二整流器。
[0014]在本实用新型其它实施方式中，平衡线圈具有相同匝数。
[0015]在本实用新型其它实施方式中，谐振单元包含一谐振电容器、一谐振电感器及一励磁电感器，谐振电容器、谐振电感器及励磁电感器呈串联电连接，励磁电感器并联电连接于初级绕组，励磁电感器电连接于谐振电感器。
[0016]在本实用新型其它实施方式中，切换单元包含两个切换元件，电连接于控制器，控制器调变切换元件的切换频率。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型第一实施方式的发光二极管驱动装置的电路方块图；
[0018]图2为本实用新型第一实施方式的发光二极管驱动装置的电路图。
[0019]附图标记
[0020]1:发光二极管驱动装置10:切换单元
[0021]100:切换元件11:控制器
[0022]12:谐振单元120:谐振电容器
[0023]122:谐振电感器124:励磁电感器
[0024]14:转换单元140:初级绕组
[0025]142:第一次级绕组144:第二次级绕组
[0026]15:准位检测电容器16:整流单元
[0027]160:第一整流器161、163:二极管
[0028]162:第二整流器18:电力平衡单元
[0029]180:平衡变压器182:平衡电容器
[0030]184:平衡线圈20:定电流控制单元
[0031]200:驱动元件202:电力转换电路
[0032]22:保护电容器3:发光二极管串行
[0033]30:发光二极管4:定电压输出模块
[0034]VIN:电压源
【具体实施方式】
[0035]请参考附图，本实用新型的以上及额外目的、特征及优点将通过本实用新型的较佳实施方式的以下阐释性及非限制性详细描叙予以更好地理解。
[0036]配合参阅图1，为本实用新型的发光二极管驱动装置的电路方块图。发光二极管驱动装置I电连接于多个发光二极管串行3，用以驱动发光二极管串行3发出光线。发光二极管驱动装置I包含一定电压输出模块4、一整流单元16及一定电流控制单元20，定电压输出模块4用以提供恒定电压输出，以稳定导通至发光二极管串行3的电压，定电流控制单元20用以提供恒定电流输出，使发光二极管串行3得以均匀亮度的发光。[0037]配合参阅图2，为本实用新型第一实施方式的发光二极管驱动装置的电路图。发光二极管驱动装置I电连接于一电压源VIN及发光二极管串行3，所述电压源VIN为直流电压源。发光二极管串行3包含多个发光二极管30，所述发光二极管30呈串联连接。在本实施方式中，发光二极管串行3的数量以三组作为说明为例。发光二极管30可例如为发光二极管晶粒或发光二极管封装，发光二极管晶粒是由多个半导体层所组成，而发光二极管封装于前述发光二极管晶粒上包覆透光树脂材料或荧光层。发光二极管驱动装置I用以驱动发光二极管串行3，使发光二极管30均匀亮度地发光。
[0038]定电压输出模块4包含一切换单元10、一谐振单元12、一转换单元14及一电力平衡单元18。切换单元10电连接于电压源VIN，谐振单元12电连接于切换单元10，转换单元14电连接于谐振单元12，电力平衡单元18电连接于转换单元14。整流单元16电连接于电力平衡单元18、定电流控制单元20及发光二极管串行3。
[0039]切换单元10用以将电压源VIN切换成为脉动直流信号。在本实施方式中，切换单元10为包含两个切换元件100的半桥切换电路，且切换元件100可例如(但不限定)为金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSEFT)0在实际实施时，切换单元10也可以为全桥切换电路，并搭配使用其它具有切换功能的功率开关，例如绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)。切换单兀10电连接于一控制器11，控制器11用以控制切换兀件100的切换频率。
[0040]谐振单元12电连接于切换元件100之间，以在切换元件100交替导通和截止的时接收脉动直流信号，并依据切换单元100输出的脉动直流信号的频率进行电压调变，以输出稳定电压。谐振单元12包含一谐振电容器120、谐振电感器122及一励磁电感器124，谐振电容器120串联电连接于谐振电感器122，励磁电感器124并联于转换单元14的一初级绕组140，励磁电感器124同时电连接于谐振电感器122。谐振电容器120用以阻隔直流脉动信号的直流成份，并与谐振电感器122形成一谐振电路。在本实施方式中，励磁电感器124是实施成如图2所示的外在电感器，实际实施时，励磁电感器124也可以为转换单元14的磁化电感。
[0041]转换单元14包含初级绕组140、两个第一次级绕组142及一第二次级绕组144。初级绕组140电连接于谐振单元12，用以将电能转换为磁能，并将磁能传递至第一次级绕组142及第二次级绕组144。第一次级绕组142及第二次级绕组144将磁能转换为电能，以达成升压或降压的功能。第一次级绕组142具有相同匝数，第二次级绕组144的匝数可以相同于第一次级绕组142的匝数，或者第二次级绕组144的匝数可以不相同于第一次级绕组142的匝数。在本实施方式中，第二次级绕组144为中心抽头型绕组。
[0042]第二次级绕组144电连接于一准位检测电容器15。所述准位检测电容器15用以检测第二次级绕组144输出的电压。借由调整第二次级绕组144及第一次级绕组142的匝数比，就可以经由检测准位检测电容器15的电压而得知第一次级绕组142输出的电压。此夕卜，控制器11也电连接于第二次级绕组144，控制器11借由检测第二次级绕组144输出的电压以控制切换元件100切换的频率，借以调变第一次级绕组142及第二次级绕组144输出的电压。
[0043]整流单元16包含两个第一整流器160及一个第二整流器162，第一整流器160电连接于第一次级绕组142及发光二极管串行3，用以将第一次级绕组142输出的呈交流电形式的电能转换为具高频脉动成分的直流电。第二整流器162电连接于第二次级绕组144及定电流控制单元20。在本实施方式中，第一整流器160是由四个二极管161所构成的桥式整流器，第二整流器162是由二个二极管163所构成的全波整流器。
[0044]电力平衡单元18包含一平衡变压器180及两个平衡电容器182，平衡变压器180包含两个平衡线圈184，所述平衡线圈184具有相同匝数。平衡线圈184分别电连接于第一次级绕组142及第一整流器160，用以平衡流经平衡线圈184的电流，使传递至整流单元16的电流一致。平衡电容器182电连接于第一次级绕组142及第一整流器160，所述平衡电容器182具有稳定电压的功能。各该平衡电容器182、各该第一次级绕组142及各该平衡线圈184呈串联连接。
[0045]定电流控制单元20包含一驱动元件200及一电力转换电路202，驱动元件200用以检测导通于发光二极管串行3的电流，并将所述电流反馈至电力转换电路202。当导通于发光二极管串行3的电流过大或过小时，电力转换电路202对应减少或提高由定电压输出模块4输出的电压，使导通于发光二极管串行3的电流维持在一定值。在本实施方式中，电力转换电路202以升压电路作为说明范例，实际实施时，电力转换电路202也可以为降压电路。
[0046]此外，发光二极管驱动装置I还包含多个保护电容器22，每一个保护电容器22并联连接于一个发光二极管串行3。每个发光二极管串行3具有特定的工作电压，所述工作电压等于每个发光二极管串行3的发光二极管30的顺向导通电压的总和。由于每个发光二极管串行3的工作电压不尽相同，因此为有效地驱动所有发光二极管串行3，则转换单元14的第一次级绕组142输出的电压必须相同于这些发光二极管串行3中具有最大工作电压的发光二极管串行3的工作电压。而其中工作电压小于前述最大工作电压的发光二极管串行3就必须利用保护电容器22储存由第一次级绕组142输出但高于工作电压的差值电压，借以避免发光二极管30承受过大电压而损坏。
[0047]此外，要说明的是，当发光二极管串行3的数量增加时，则必须增加第一二次侧绕组142、平衡线圈184及第一整流器160的数量，并且每增加一个第一二次侧绕组142，就可以增加两个呈并联连接的发光二极管串行3 ;当然，增加一二次侧绕组142也可以只增加一个发光二极管串行3。并且，每增加一个第一二次侧绕组142，就必须对应增加一个平衡线圈184及一个第一整流器160。
[0048]在实际操作时，发光二极管驱动装置I接收电压源VIN提供的直流信号后，切换单元10将直流电力切换为脉动直流信号，谐振单元12依据脉动直流信号的切换频率以调变输出的电压，并将所述电压传递至转换单元14。转换单元14用以提供电源转换功能，使转换单元14的第一次级绕组142输出可供点亮发光二极管串行3的电压，同时转换单元14的第二次级绕组144输出作为校准需求的电压。
[0049]电力平衡单元18的平衡线圈182用以使传递至转换单元16的第一整流器160的电流一致，平衡电容器182用以稳定电压，如此一来，就可以让传递至发光二极管串行3的电流为一定值，借以使发光二极管串行3达到一致的亮度。定电流控制单元20的驱动元件200检测导通于发光二极管串行3的电流是否达到一预定值，例如导通于每一个发光二极管串行3为200微安培，则为使得本实施方式的三个发光二极管串行3的发光亮度一致，则定电压输出模块4必须提供600微安培的电流。当定电流控制单元20检测定电压输出模块4输出的电压可以使导通至发光二极管串行3的电流达到前述预定值，则使定电压输出模块4输出的电压值维持在定值。假若定电流控制单元20检测定电压输出模块4输出的电流未达到前述预定值，则驱动元件200送出一信号给电力转换电路202，并使得控制器11调变切换元件100的切换频率，借以提高导通于发光二极管串行3的电压。
[0050]综合以上所述，本实用新型的发光二极管装置I利用定电压输出模块4及定电流控制单元20使导通于发光二极管串行3的电压及电流维持在定值，如此一来，就可以让发光二极管串行3达到一致亮度的发光。其次，本实用新型的发光二极管装置4的定电压输出模块4及电流控制单元20同时可连接于多个发光二极管串行3，如此一来，可以有效地缩减发光二极管驱动装置I的电路架构，进而缩小发光二极管驱动装置I的体积。
[0051]然而以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，应当不能限定本实用新型实施的范围，即凡依本实用新型权利要求书所作的均等变化与修饰等，皆应仍属本实用新型的专利涵盖范围意图保护的范畴。
【权利要求】
1.一种发光二极管驱动装置，其特征在于，电连接于一电压源及多个发光二极管串行，该发光二极管驱动装置包含: 一定电压输出模块，电连接于该电压源，该定电压输出模块包含: 一切换单元； 一谐振单元，电连接于该切换单元； 一转换单元，包含一初级绕组、两个第一次级绕组及一第二次级绕组，该初级绕组电连接于该谐振单元； 一电力平衡单元，包含一平衡变压器，该平衡变压器包含两个平衡线圈，该些平衡线圈电连接于该些第一次级绕组； 一整流单元，电连接于该电力平衡单元及该些发光二极管串行；以及 一定电流控制单元，电连接于该第二次级绕组及该些发光二极管串行。
2.根据权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，该定电流控制单元包含一驱动元件及一电力转换电路，该驱动元件电连接于该些发光二极管串行，该电力转换电路电连接于该驱动元件及该第二次级绕组。
3.根据权利要求2所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，该电力平衡单元还包含两个平衡电容器，该些平衡电容器电连接于该些第一次级绕组及该整流单元，各该平衡电容器、各该第一次级绕组及各该平衡线圈呈串联连接。
4.根据权利要求3所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，还包含一控制器，电连接于该第二次级绕组及该切换单元，该控制器控制该切换单元的切换频率。
5.根据权利要求4所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，还包含多个保护电容器，各该保护电容器并联于各该发光二极管串行。
6.根据权利要求5所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，该整流单元包含两个第一整流器及一第二整流器，该些第一整流器分别电连接于该些第一次级绕组及该些发光二极管串行，该第二整流器电连接于该第二次级绕组。
7.根据权利要求6所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，还包含一准位检测电容器，电连接于该第二整流器。
8.根据权利要求7所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，该些平衡线圈具有相同匝数。
9.根据权利要求8所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，该谐振单元包含一谐振电容器、一谐振电感器及一励磁电感器，该谐振电容器、该谐振电感器及该励磁电感器呈串联电连接，该励磁电感器并联电连接于该初级绕组，该励磁电感器电连接于该谐振电感器。
10.根据权利要求9所述的发光二极管驱动装置，其特征在于，该切换单元包含两个切换元件，电连接于该控制器，该控制器调变该些切换元件的切换频率。
【文档编号】H05B37/02GK203492228SQ201320563168
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年9月11日 优先权日:2013年9月11日
【发明者】陈建宏, 林哲宇, 徐玮志, 李忠树 申请人:群光电能科技股份有限公司