Led驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【專利摘要】提供一種在對(duì)LED列施加全波整流波形使其發(fā)光之時(shí)，通過追加簡單的電路使得在全波整流波形的低電壓相位的發(fā)光亮度變大的LED驅(qū)動(dòng)電路。LED驅(qū)動(dòng)電路的特征在于，具有：整流電路，所述整流電路輸出全波整流波形電壓；主發(fā)光LED列，所述主發(fā)光LED列包含有串聯(lián)連接了多個(gè)LED的第1部分LED列以及串聯(lián)連接了多個(gè)LED的第2部分LED列；串聯(lián)連接了多個(gè)LED的輔助發(fā)光LED列；旁路電路，所述旁路電路連接于第1部分LED列和第2LED列的連接部分，用于使來自第1部分LED的電流返回至整流電路；以及電流限制電路，所述電流限制電路對(duì)流過輔助發(fā)光LED列的電流進(jìn)行限制，主發(fā)光LED列和所述輔助發(fā)光LED列相對(duì)于整流電路被并聯(lián)連接，旁路電路根據(jù)流過主發(fā)光LED列的電流，將通過旁路電路的電流斷開，且將流過輔助發(fā)光LED列的電流斷開。
【專利說明】LED驅(qū)動(dòng)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種LED驅(qū)動(dòng)電路，尤其涉及具有串聯(lián)連接多個(gè)LED (發(fā)光二極管)的LED列作為光源的驅(qū)動(dòng)電路。

【背景技術(shù)】
[0002]已知有將從商用交流電源得到的全波整流波形直接施加到LED列，并使LED點(diǎn)亮的LED驅(qū)動(dòng)電路。LED列是多個(gè)LED列串聯(lián)連接的，并被構(gòu)成為可以耐高電壓。與從商用交流電源產(chǎn)生一定電壓、使LED點(diǎn)亮的其他方式的LED驅(qū)動(dòng)電路相比，所述LED驅(qū)動(dòng)電路具有電路結(jié)構(gòu)簡單且小型化的特征。
[0003]然而，僅對(duì)LED列施加全波整流波形的話，則產(chǎn)生僅在全波整流波形超過LED列所具有的閾值的期間LED點(diǎn)亮的情況。例如，在LED的正向電壓Vf為3V，且使用40個(gè)LED串聯(lián)連接的LED列的情況下，LED列的閾值為120V。商用交流電源的有效值為100V時(shí)，采用所述LED驅(qū)動(dòng)電路的話，僅在全波整流波形超過120V的較短期間內(nèi)LED點(diǎn)亮。因此，采用所述LED驅(qū)動(dòng)電路的話，不僅變暗或明顯閃動(dòng)，而且功率因數(shù)、失真系數(shù)也變差。
[0004]對(duì)此，作為延長點(diǎn)亮期間的手法，已知有如下方法:將LED列分割為多個(gè)部分LED列，在全波整流波形的電壓值低的相位下，僅點(diǎn)亮一部分的部分LED列，隨著電壓值變高，增加點(diǎn)亮的部分LED列的數(shù)量(參照專利文獻(xiàn)I)。
[0005]圖4是示出LED驅(qū)動(dòng)電路的一例的電路圖，是不脫離專利文獻(xiàn)I的圖26的宗旨地重新畫的圖。此時(shí)，將電流限制電阻置換為電流限制電路。因此，請(qǐng)注意以下這一點(diǎn):圖4所示的LED驅(qū)動(dòng)電路是為了例示而利用的LED驅(qū)動(dòng)電路，不是照原樣示出公知的LED驅(qū)動(dòng)電路。
[0006]在圖4的實(shí)例中，在各部分LED列的連接點(diǎn)連接了旁路電路，該旁路電路在全波整流波形的低電壓相位下接通(導(dǎo)通)、在高電壓相位下斷開(非導(dǎo)通)。旁路電路根據(jù)全波整流波形的電壓值又或流過LED列的電流值進(jìn)行接通-斷開控制。
[0007]圖4所示的LED驅(qū)動(dòng)電路400包括:二極管電橋電路405、部分LED列410和430、旁路電路420、以及電流限制電阻433。商用電源406與二極管電橋電路405的輸入端子連接。
[0008]二極管電橋電路405由4個(gè)二極管401、402、403、以及404構(gòu)成，端子A是全波整流波形的輸出端子，端子B是賦予基準(zhǔn)電壓的端子。在部分LED列410內(nèi)，含有LED411、412的多個(gè)LED串聯(lián)連接。同樣地，在部分LED列430內(nèi)，包括LED431、432的多個(gè)LED串聯(lián)連接。旁路電路420具有:上拉電阻421、電流檢測電阻424、場效應(yīng)晶體管422 (以下稱為FET)、雙極晶體管423 (以下稱為晶體管)、第I電流輸入端子427、第2電流輸入端子428、以及電流輸出端子429。電流限制電路440也與旁路電路420同樣地具有上拉電阻441、電流檢測電阻444、FET442、晶體管443、電流輸入端子447、以及電流輸出端子449。另外，F(xiàn)ET422、442是增強(qiáng)型的η型MOS-FET。
[0009]圖5的(a)是示出全波整流波形的波形圖，圖5的(b)是示出LED驅(qū)動(dòng)電路400的電路電流I的波形圖。另外，圖5的(a)以及圖5的(b)中的時(shí)間軸一致。
[0010]在圖5中，在期間tl中，由于全波整流波形的電壓值未達(dá)到部分LED列410的閾值，所以電路電流I不流動(dòng)。
[0011]在期間t2中，全波整流波形的電壓值超過了部分LED列410的閾值，但還沒有達(dá)到部分LED列410的閾值與部分LED列430的閾值的和。此時(shí)，電路電流I通過旁路電路420而返回橋式整流電路405。另外，在期間t2中，進(jìn)行反饋以使得晶體管423的基極-射極間電壓維持0.6V，旁路電路420進(jìn)行恒流動(dòng)作。另外，嚴(yán)格來說，在期間t2的最后的較短期間，全波整流的電壓值變得比部分LED列410的閾值與部分LED列430的閾值的和稍大，電流通過部分LED列430從電流輸入端子428輸入。
[0012]在期間t3中，全波整流波形的電壓值變得比部分LED列410的閾值與部分LED列430的閾值的和大，電流通過部分LED列430輸入到電流輸入端子428。此時(shí)，晶體管423飽和，F(xiàn)ET422的柵極電壓變?yōu)榛鶞?zhǔn)電壓(端子B的電壓)，F(xiàn)ET422截止。其結(jié)果，從旁路電路420的電流輸入端子427輸入的電流劇減。又，在電流限制電路440中，進(jìn)行反饋以使得晶體管443的基極-射極間電壓維持0.6V，從而進(jìn)行恒流動(dòng)作。另外，在全波整流波形的電壓值下降的期間中，是沿著全波整流波形的電壓值上升的期間的逆過程。
[0013]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0014]專利文獻(xiàn)
[0015]專利文獻(xiàn)1W02011/020007號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]但是，在圖4所示的LED驅(qū)動(dòng)電路400中，與全波整流波形處于高電壓相位的期間t3 (參照?qǐng)D5)相比，位于低電壓相位的期間t2 (參照?qǐng)D5)中的電流小，點(diǎn)亮的LED (LED111、112等)的數(shù)量少，因此明顯變暗。進(jìn)一步地，由于LED沒有點(diǎn)亮的期間tl(參照?qǐng)D5)以及低電壓相位的期間t2的比例較大，移動(dòng)間歇現(xiàn)象(?一； 3)(零星看到高速移動(dòng)的物體的現(xiàn)象)明顯。
[0017]本發(fā)明的目的在于提供一種通過追加簡單的電路使得在全波整流波形的低電壓相位的發(fā)光亮度變大的LED驅(qū)動(dòng)電路。
[0018]LED驅(qū)動(dòng)電路的特征在于，具有:整流電路，所述整流電路輸出全波整流波形電壓；主發(fā)光LED列，所述主發(fā)光LED列包含有串聯(lián)連接了多個(gè)LED的第I部分LED列以及串聯(lián)連接了多個(gè)LED的第2部分LED列；串聯(lián)連接了多個(gè)LED的輔助發(fā)光LED列；旁路電路，所述旁路電路連接于第I部分LED列和第2LED列的連接部分，用于使來自第I部分LED的電流返回至整流電路；以及電流限制電路，所述電流限制電路對(duì)流過輔助發(fā)光LED列的電流進(jìn)行限制，主發(fā)光LED列和輔助發(fā)光LED列相對(duì)于整流電路被并聯(lián)連接，旁路電路根據(jù)流過主發(fā)光LED列的電流，將通過旁路電路的電流斷開，且將流過輔助發(fā)光LED列的電流斷開。
[0019]在LED驅(qū)動(dòng)電路中，旁路電路優(yōu)選進(jìn)行控制，以使得輔助發(fā)光LED列在全波整流波形電壓的低電壓相位導(dǎo)通，在全波整流波形電壓的高電壓相位斷開。
[0020]LED驅(qū)動(dòng)電路由全波整流波形電壓驅(qū)動(dòng)，其具有:主發(fā)光LED列，所述主發(fā)光LED列包含有串聯(lián)連接了多個(gè)LED的第I部分LED列以及串聯(lián)連接了多個(gè)LED的第2部分LED列；串聯(lián)連接了多個(gè)LED的輔助發(fā)光LED列；旁路電路，所述旁路電路包含第I電流輸入端子、第2電流輸入端子和第I場效應(yīng)型晶體管，第I電流輸入端子連接于第I部分LED列和第2部分LED列的連接部，第I場效應(yīng)型晶體管利用從第2電流輸入端子流入的電流對(duì)從第I電流輸入端子流入的電流進(jìn)行限制；以及輔助發(fā)光電路，所述輔助發(fā)光電路包含第2場效應(yīng)型晶體管，用于使輔助發(fā)光LED列發(fā)光，第I場效應(yīng)型晶體管的柵極電壓與第2場效應(yīng)型晶體管的柵極電壓被設(shè)定為相同電位。
[0021]旁路電路所包含的第I場效應(yīng)型晶體管根據(jù)從旁路電路的第2電流輸入端子流入的電流進(jìn)行從第I電流輸入端子流入的電流的導(dǎo)通-斷開控制。由于在全波整流波形的低電壓相位，沒有從第2電流輸入端子流入的電流或者只有一點(diǎn)點(diǎn)，所以第I場效應(yīng)型晶體管導(dǎo)通，電流從第I電流輸入端子輸入。另一方面，由于在全波整流波形的高電壓相位，從第2電流輸入端子流入的電流增加，所以第I場效應(yīng)型晶體管截止，從第I電流輸入端子流入的電流就沒有了。由于輔助發(fā)光電路所包含的第2場效應(yīng)型晶體管的柵極電壓與第I電場效應(yīng)晶體管的柵極電壓相等，所以在全波整流波形的低電壓相位導(dǎo)通，在高電壓相位斷開。其結(jié)果，輔助發(fā)光電路所包含的輔助發(fā)光LED列在全波整流波形的低電壓相位發(fā)光。
[0022]在LED驅(qū)動(dòng)電路中，優(yōu)選為輔助發(fā)光LED列的陽極與第I部分LED列的陽極連接，輔助發(fā)光LED列的陰極與第2場效應(yīng)型晶體管的漏極連接。
[0023]在LED驅(qū)動(dòng)電路中，優(yōu)選為第I場效應(yīng)型晶體管以及第2場效應(yīng)型晶體管為增強(qiáng)型。
[0024]在LED驅(qū)動(dòng)電路中，優(yōu)選為，旁路電路還包含電流輸出端子、雙極晶體管、上拉電阻、以及電流檢測電阻，上拉電阻的一端和第I場效應(yīng)型晶體管的漏極連接于第I電流輸入端子，第I場效應(yīng)型晶體管的柵極和雙極晶體管的集電極連接于上拉電阻的另一端，第I場效應(yīng)型晶體管的源極、雙極晶體管的基極和電流檢測電阻的一端連接于第2電流輸入端子，所述雙極晶體管的發(fā)射極和電流檢測電阻的另一端連接于電流輸出端子。
[0025]在LED驅(qū)動(dòng)電路中，優(yōu)選為第I以及第2場效應(yīng)型晶體管為耗盡型。
[0026]在LED驅(qū)動(dòng)電路中，優(yōu)選為，旁路電路還包括電流輸出端子以及電流檢測電阻，第I場效應(yīng)型晶體管的漏極連接于第I電流輸入端子，第I場效應(yīng)型晶體管的源極和電流檢測電阻的一端連接于第2電流輸入端子，第I場效應(yīng)型晶體管的柵極和電流檢測電阻的另一端連接于電流輸出端子。
[0027]在LED驅(qū)動(dòng)電路中，由于輔助發(fā)光電路所包含的第2場效應(yīng)型晶體管的柵極電壓與旁路電路所包含的第I場效應(yīng)型晶體管的柵極電壓相等，所以不需要特別地準(zhǔn)備第2場效應(yīng)型晶體管的柵極電壓，可以使應(yīng)追加的電路簡單化。進(jìn)一步地，在LED驅(qū)動(dòng)電路中，利用輔助發(fā)光電路的發(fā)光來增強(qiáng)全波整流波形的低電壓相位的發(fā)光。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是LED驅(qū)動(dòng)電路100的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖2的(a)是示出全波整流波形的波形圖，(b)是示出LED驅(qū)動(dòng)電路100的電路電流I的波形圖。
[0030]圖3是其他的LED驅(qū)動(dòng)電路300的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0031]圖4是示出LED驅(qū)動(dòng)電路的一例的電路圖，是不脫離專利文獻(xiàn)I的圖26的宗旨地重新畫的圖
[0032]圖5的(a)示出全波整流波形的波形圖，(b)是示出LED驅(qū)動(dòng)電路400的電路電流I的波形圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033]以下，參照附圖對(duì)LED驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行說明。只是需要注意的是:本發(fā)明的技術(shù)范圍并不被限定于這些實(shí)施方式，涉及到權(quán)利要求記載的發(fā)明及其等同發(fā)明。另外，在對(duì)附圖的說明中，對(duì)同一或相當(dāng)?shù)囊囟假x予同一符號(hào)，省略重復(fù)的說明。
[0034]圖1是LED驅(qū)動(dòng)電路100的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0035]LED驅(qū)動(dòng)電路100具有橋式整流電路105、部分LED列110以及130、旁路電路120、電流限制電路140、以及輔助發(fā)光電路160。商用交流電源106與橋式整流電路105的輸入端子連接。
[0036]橋式整流電路105由4個(gè)二極管101、102、103、以及104構(gòu)成，端子A是全波整流波形的輸出端子，端子B是賦予基準(zhǔn)電壓的端子。包含于LED驅(qū)動(dòng)電路100的LED列具有主發(fā)光LED列以及輔助發(fā)光LED列這兩個(gè)LED列。主發(fā)光LED列由部分LED列110 (第I部分LED列)和部分LED列130 (第2部分LED列)構(gòu)成。輔助發(fā)光LED列表示后述的輔助發(fā)光電路160所包含的輔助發(fā)光LED列150。在主發(fā)光LED列中，部分LED列110和部分LED列130串聯(lián)連接。在部分LED列110內(nèi)，含有LED111、112的多個(gè)LED串聯(lián)連接。同樣地，在部分LED列130內(nèi)，含有LED131U32的多個(gè)LED串聯(lián)連接。部分LED列110的陽極與橋式整流電路105的A端子連接。部分LED列110、130的連接部與旁路電路120的電流輸入端子127(第I電流輸入端子)連接。部分LED列130的陰極與電流限制電路140的電流輸入端子147連接。
[0037]旁路電路120包括:電流輸入端子127(第I電流輸入端子)、電流輸入端子128(第2電流輸入端子)、和電流輸出端子129。電流輸入端子128與電流限制電路140的電流輸出端子149連接。電流輸出端子129與橋式整流電路105的B端子連接。旁路電路120構(gòu)成為通過從電流輸入端子128流入的電流來限制從電流輸入端子127流入的電流。
[0038]旁路電路120由上拉電阻121、電流檢測電阻124、場效應(yīng)型晶體管122(第I場效應(yīng)型晶體管)、以及雙極晶體管123 (以下稱為晶體管)構(gòu)成。上拉電阻121的一端和FET122的漏極連接于電流輸入端子127。FET122的柵極和晶體管123的集電極連接于上拉電阻121的另一端。FET122的源極、晶體管123的基極、以及電流檢測電阻124的一端連接于電流輸入端子128。晶體管123的發(fā)射極和電流檢測電阻124的另一端連接于電流輸出端子129。
[0039]電流限制電路140與旁路電路120相比較，不同點(diǎn)僅在于沒有第2電流輸入端子(相當(dāng)于旁路電路120的電流輸入端子128)。在電流限制電路14中，上拉電阻141、電流檢測電阻144、FET142、以及晶體管143的連接也與旁路電路120等同。另外，電流檢測電阻144將電阻值設(shè)定得比電流檢測電阻124的電阻值小。
[0040]輔助發(fā)光電路160由輔助發(fā)光LED列150、FET162、以及電阻164構(gòu)成。輔助發(fā)光LED150列是包含LED151、15 2的多個(gè)LED串聯(lián)連接而成，陽極與部分LED列110的陽極連接，陰極與FET162的漏極連接。另外，為了使閾值一致，設(shè)定為輔助發(fā)光LED列150的串聯(lián)段數(shù)和部分LED列110的串聯(lián)段數(shù)相等。FET162的柵極與旁路電路120所包含的FET122的柵極連接，F(xiàn)ET162的源極與電阻164的一端連接。電阻164的另一端與橋式整流電路105的B端子連接。
[0041]另外，F(xiàn)ET122、142、以及162是增強(qiáng)型的η型M0S-FET。
[0042]圖2的(a)是示出全波整流波形的波形圖，圖2的(b)是示出LED驅(qū)動(dòng)電路100的電路電流J的波形圖。電路電流J是指從橋式整流電路105的A端子向部分LED列110側(cè)流出的電流。另外，圖2的(a)和圖2的(b)的時(shí)間軸一致。
[0043]在圖2中，在期間tl，全波整流波形的電壓值沒有達(dá)到部分LED列110以及輔助發(fā)光LED列150的閾值，所以電路電流J不流動(dòng)。
[0044]在期間t2中，全波整流波形的電壓值超過了部分LED列110以及輔助發(fā)光LED列150的閾值，但沒有達(dá)到部分LED列110的閾值和部分LED列130的閾值的和。此時(shí)，電路電流J的一部通過旁路電路120返回至橋式整流電路105。在期間t2中，進(jìn)行反饋以使得晶體管123的基極-發(fā)射極間電壓維持0.6V，旁路電路120進(jìn)行恒流動(dòng)作。同時(shí)，電路電流J的剩余部分經(jīng)過輔助發(fā)光LED列150、FET162而返回至橋式整流電路105。由于FET122進(jìn)行恒流動(dòng)作，所以FET162也進(jìn)行恒流動(dòng)作。在輔助發(fā)光LED列150中流動(dòng)的電流通過調(diào)整FET162的晶粒尺寸和電阻164來決定。
[0045]這樣，期間t2中的電路電流J是流經(jīng)部分LED列110的電流和流經(jīng)輔助發(fā)光LED列150的電流的合計(jì)，如圖2的(b)所示那樣變?yōu)榇蟮闹?。例如，設(shè)部分LED列110以及輔助發(fā)光LED列150中的LED的段數(shù)相同，F(xiàn)ET122以及FET162的晶粒尺寸以及電阻124以及電阻164的值相同的話，則大致相同的電流流經(jīng)部分LED列110和輔助發(fā)光LED列150。即，在期間t2中，在部分LED列110中流動(dòng)的電流的大致2倍的電流流過。
[0046]在期間t3中，全波整流波形的電壓值大于部分LED列110的閾值和部分LED列130的閾值的和，電流通過部分LED列130而輸入至電流輸入端子128。此時(shí)，晶體管123飽和，F(xiàn)ET122的柵極電壓成為基準(zhǔn)電壓(端子B的電壓)，F(xiàn)ET122截止。同時(shí)，F(xiàn)ET162也截止。其結(jié)果，電路電流J變?yōu)閮H是流經(jīng)部分LED列110以及部分LED列130的電流。另夕卜，電路電流J被電流限制電路140恒流化。
[0047]在全波整流波形的電壓值下降期間，沿著全波整流波形的電壓值上升的期間的逆過程。又，在LED驅(qū)動(dòng)電路100中，在全波整流波形的低電壓相位(期間t2)流動(dòng)的電路電流J被設(shè)定為大于在全波整流波形的高電壓相位(期間t3)流動(dòng)的電路電流J。
[0048]在LED驅(qū)動(dòng)電路100中，如上所述，主發(fā)光LED列和輔助發(fā)光LED列150與整流電路105并聯(lián)連接，在期間t2中，僅僅與整流電路105并聯(lián)連接的部分LED列110和輔助發(fā)光LED列150發(fā)光。在期間t3中，旁路電路120將經(jīng)由旁路電路120返回至整流電路105的電流斷開，且對(duì)輔助發(fā)光電路160進(jìn)行控制以將流經(jīng)輔助發(fā)光LED列150的電流斷開。其結(jié)果，在期間t3，僅僅與整流電路105串聯(lián)連接的部分LED列110以及部分LED列130發(fā)光。這樣，LED驅(qū)動(dòng)電路100在全波整流波形電壓的低電壓相位使與整流電路105并聯(lián)連接的兩個(gè)LED列發(fā)光，在全波整流波形電壓的高電壓相位使與整流電路105串聯(lián)連接的兩個(gè)LED列發(fā)光。另外，上述的結(jié)構(gòu)在后述的LED驅(qū)動(dòng)電路300中也是同樣的。
[0049]圖3是其他的LED驅(qū)動(dòng)電路300的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0050]圖1所示的旁路電路120以及電流限制電路140使用的是增強(qiáng)型的FET122、142，但使用耗盡型的FET的話，能夠?qū)崿F(xiàn)同等的功能且能夠使旁路電路以及電流限制電路簡單化。因此，在圖3中，示出了使用耗盡型的FET的LED驅(qū)動(dòng)電路300。
[0051]LED驅(qū)動(dòng)電路300由橋式整流電路105、部分LED列110以及130、旁路電路320、電流限制電路340、以及輔助發(fā)光電路360構(gòu)成。橋式整流電路105、部分LED列110以及130與圖1所示的LED驅(qū)動(dòng)電路100相同，商用交流電源106與橋式整流電路105的輸入端子連接。
[0052]LED驅(qū)動(dòng)電路300所包含的LED列是主發(fā)光LED列以及輔助發(fā)光LED列這兩個(gè)LED列。主發(fā)光LED列由部分LED列110 (第I部分LED列)和部分LED列130 (第2部分LED列)構(gòu)成。輔助發(fā)光LED列是指后述的輔助發(fā)光電路360所包含的輔助發(fā)光LED列350。部分LED列110的陽極與橋式整流電路105的A端子連接，部分LED列110以及部分LED列130的連接部與旁路電路320的電流輸入端子327(第I電流輸入端子)連接，部分LED列130的陰極與電流限制電路340的電流輸入端子347連接。
[0053]旁路電路320具有電流輸入端子327 (第I電流輸入端子)、電流輸入端子328 (第2電流輸入端子)、和電流輸出端子329。電流輸入端子328與電流限制電路340的電流輸出端子349連接。電流輸出端子329與橋式整流電路105的B端子連接。旁路電路320構(gòu)成為，通過從電流輸入端子328流入的電流來限制從電流輸入端子327流入的電流。
[0054]旁路電路320由場效應(yīng)型晶體管322(第I場效應(yīng)型晶體管)以及電流檢測電阻324構(gòu)成。FET322的漏極與電流輸入端子327連接。FET322的源極和電流檢測電阻324的一端與電流輸入端子328連接。FET322的柵極和電流檢測電阻324的另一端與電流輸出端子329連接。
[0055]電流限制電路340具有與旁路電路320大致相同的電路結(jié)構(gòu)，其不同點(diǎn)僅在于沒有第2電流輸入端子(相當(dāng)于旁路電路320的電流輸入端子328的構(gòu)件)。FET342、電流檢測電阻344的連接也與旁路電路320等同。另外，電流檢測電阻344的電阻值小于電流檢測電阻324的電阻值。
[0056]FET322以及342是耗盡型的η型M0S-FET。耗盡型的FET的漏極電流Id具有負(fù)的閾值，如果不將柵極電壓Vg降低得比源極電壓Vs足夠低，則FET不截止。但是，由于漏極電流Id具有負(fù)的閾值，所以具有從圖1所示的旁路電路120去除了電阻121以及晶體管123的結(jié)構(gòu)的旁路電路320可以進(jìn)行與旁路電路120同樣的恒流動(dòng)作。例如，在旁路電路320中，F(xiàn)ET322的漏極電流Id變大的話，則電阻324的電壓下降變大，其結(jié)果，流經(jīng)FET322的源極-漏極間的電流變少。相反，在旁路電路320中，F(xiàn)ET322的漏極電流Id變少的話，則電阻324的電壓下降變小，其結(jié)果，流經(jīng)FET322的源極-漏極間的電流變多。即，漏極電流Id和流經(jīng)源極-漏極間的電流形成負(fù)反饋回路。相對(duì)于此，采用增強(qiáng)型FET的話，由于漏極電流Id具有正的閾值，所以為了形成上述那樣的負(fù)反饋回路，不得不利用晶體管。
[0057]輔助發(fā)光電路360由輔助發(fā)光LED列350、FET362、PNP型的晶體管363、以及運(yùn)算放大器364構(gòu)成。另外，F(xiàn)ET362是耗盡型的η型MOS-FET。輔助發(fā)光LED列350是含有LED35U352的多個(gè)LED串聯(lián)連接而成的構(gòu)件。輔助發(fā)光LED列350的陽極與部分LED列110的陽極連接，輔助發(fā)光LED列350的陰極與FET362的漏極連接。另外，為了使得閾值一致，設(shè)定為輔助發(fā)光LED列350的LED串聯(lián)段數(shù)和部分LED列110的LED串聯(lián)段數(shù)相等。FET362的柵極與旁路電路320所包含的FET322的柵極連接，F(xiàn)ET362的源極與晶體管363的發(fā)射極以及運(yùn)算放大器364的負(fù)輸入端子連接。運(yùn)算放大器364的輸出端子與晶體管363的基極連接，晶體管363的集電極與橋式整流電路105的B端子連接。
[0058]接下來，采用圖2對(duì)LED驅(qū)動(dòng)電路300的動(dòng)作進(jìn)行說明。另外，LED電路300中的波形圖也與圖2的(a)以及圖2的(b)相同。又，LED驅(qū)動(dòng)電路300中的電路電流J也同樣地是指從橋式整流電路105的A端子流出到部分LED列110側(cè)的電流。
[0059]在期間tl，由于全波整流波形的電壓值沒有達(dá)到部分LED列110以及輔助發(fā)光LED列350的閾值，所以電路電流J不流動(dòng)。
[0060]在期間t2，全波整流波形的電壓值雖然超過了部分LED列110以及輔助發(fā)光LED列350的閾值，但沒有達(dá)到部分LED列110的閾值與部分LED列130的閾值的和。此時(shí)，電路電流J的一部通過旁路電路320返回至橋式整流電路105。在期間t2，從電流檢測電阻324向FET322的源極進(jìn)行反饋，旁路電路320進(jìn)行恒流動(dòng)作。同時(shí)，電路電流J的剩余部分經(jīng)由輔助發(fā)光LED列350、FET362返回至橋式整流電路105。由于FET322進(jìn)行恒流動(dòng)作，所以FET362也進(jìn)行恒流動(dòng)作。
[0061]插入運(yùn)算放大器364和晶體管363，以使得FET322的源極電壓與FET362的源極電壓相等。另外，運(yùn)算放大器364的電流供給能力大的話，可以省略晶體管363。在輔助發(fā)光LED列350中流動(dòng)的電流通過調(diào)整FET362的晶粒尺寸來決定。這樣，在期間t2的電路電流J是流經(jīng)部分LED列110的電流和流經(jīng)輔助發(fā)光LED列350的電流的合計(jì)，如圖所示那樣變?yōu)榇蟮闹怠?br> [0062]在期間t3，全波整流波形的電壓值大于部分LED列110的閾值與部分LED列130的閾值的和，電流通過部分LED列130輸入電流輸入端子328。此時(shí)，F(xiàn)ET322的源極電壓上升，源極-柵極間的電壓擴(kuò)大，所以FET322截止。同時(shí)，F(xiàn)ET362也截止。其結(jié)果，電路電流J僅變?yōu)榱鹘?jīng)部分LED列110以及部分LED列130的電流。另外，電路電流J被電流限制電路340恒流化。
[0063]在全波整流波形的電壓值下降的期間，是沿著全波整流波形的電壓值上升的期間的逆過程。又，在LED驅(qū)動(dòng)電路300中，在全波整流波形的低電壓相位(期間t2)流動(dòng)的電路電流被設(shè)定得比在全波整流波形的高電壓相位(期間t3)流動(dòng)的電路電流大。
[0064]在LED驅(qū)動(dòng)電路100以及LED驅(qū)動(dòng)電路300中，采用了電流限制電路140或者電流限制電路340，但也可以采用電流限制電阻或恒流二極管來替代電流限制電路。另外，與電流限制電阻相比，使用恒流電路的話，具有即使在商用交流電源的振幅不穩(wěn)定的情況下也能夠確保比較穩(wěn)定的動(dòng)作這樣的更進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)。
[0065]在LED驅(qū)動(dòng)電路100以及LED驅(qū)動(dòng)電路300中，包含于主發(fā)光LED列的部分LED列為2個(gè)(部分LED列110、130)，但旁路電路120,320和電流限制電路140,340除了電流輸入端子128、328(第2電流輸入端子)之外是相同的結(jié)構(gòu)。因此，在為LED驅(qū)動(dòng)電路100的情況下，能夠?qū)⒂刹糠諰ED列110和旁路電路120構(gòu)成的單元塊級(jí)聯(lián)狀地連接并使其多級(jí)化。在該情況下，將旁路電路120連接于各部分LED列的連接部，相鄰的旁路電路120彼此連接電流輸入端子128(第2電流輸入端子)和電流輸出端子129。級(jí)聯(lián)連接并多級(jí)化的話，容易達(dá)到亮度的提高和失真率的改善。在該情況下，包含于各個(gè)單元塊的電流限制電阻需要設(shè)為從橋式整流電路105側(cè)漸漸變小的電阻值。另外，在LED驅(qū)動(dòng)電路300中，也能夠同樣地將單元塊多級(jí)化。
[0066]符號(hào)說明
[0067]100,300 LED 驅(qū)動(dòng)電路
[0068]101、102、103、104 二極管
[0069]105橋式整流電路
[0070]106商用交流電源
[0071 ]110部分LED列(第I部分LED列)
[0072]111、112、131、132、151、152、351、352 LED
[0073]120、320 旁路電路
[0074]121、141 上拉電阻
[0075]122FET (增強(qiáng)型第I場效應(yīng)型晶體管)
[0076]123、143晶體管(雙極晶體管)
[0077]124、144、324、344 電流檢測電阻
[0078]127、327電流輸入端子(第I電流輸入端子)
[0079]128、328電流輸入端子(第2電流輸入端子)
[0080]129、329電流輸出端子
[0081 ]130部分LED列(第2部分LED列)
[0082]142 FET (增強(qiáng)型場效應(yīng)型晶體管)
[0083]150,350 輔助發(fā)光 LED 列
[0084]160,360輔助發(fā)光電路
[0085]162 FET (增強(qiáng)型第2場效應(yīng)型晶體管)
[0086]164 電阻
[0087]322 FET (耗盡型第I場效應(yīng)型晶體管)
[0088]342 FET (耗盡型場效應(yīng)型晶體管)
[0089]362 FET (耗盡型第2場效應(yīng)型晶體管)
[0090]363晶體管(PNP型雙極晶體管)
[0091]364運(yùn)算放大器。
【權(quán)利要求】
1.一種LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，具有: 整流電路，所述整流電路輸出全波整流波形電壓； 主發(fā)光LED列，所述主發(fā)光LED列包含有串聯(lián)連接了多個(gè)LED的第I部分LED列以及串聯(lián)連接了多個(gè)LED的第2部分LED列； 串聯(lián)連接了多個(gè)LED的輔助發(fā)光LED列； 旁路電路，所述旁路電路連接于所述第I部分LED列和所述第2LED列的連接部分，用于使來自所述第I部分LED的電流返回至所述整流電路；以及 電流限制電路，所述電流限制電路對(duì)流過所述輔助發(fā)光LED列的電流進(jìn)行限制， 所述主發(fā)光LED列和所述輔助發(fā)光LED列相對(duì)于所述整流電路被并聯(lián)連接， 所述旁路電路根據(jù)流過所述主發(fā)光LED列的電流，將通過所述旁路電路的電流斷開，且將流過所述輔助發(fā)光LED列的電流斷開。
2.如權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述旁路電路進(jìn)行控制，以使得所述輔助發(fā)光LED列在全波整流波形電壓的低電壓相位導(dǎo)通，在全波整流波形電壓的高電壓相位斷開。
3.如權(quán)利要求1或2所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述旁路電路包含第I電流輸入端子、第2電流輸入端子和第I場效應(yīng)型晶體管，所述第I電流輸入端子連接于所述第I部分LED列和所述第2部分LED列的連接部，所述第I場效應(yīng)型晶體管利用從所述第2電流輸入端子流入的電流對(duì)從所述第I電流輸入端子流入的電流進(jìn)行限制， 所述電流限制電路包含第2場效應(yīng)型晶體管， 所述第I場效應(yīng)型晶體管的柵極電壓與所述第2場效應(yīng)型晶體管的柵極電壓被設(shè)定為相同電位。
4.如權(quán)利要求3所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述輔助發(fā)光LED列的陽極與所述第I部分LED列的陽極連接，所述輔助發(fā)光LED列的陰極與所述第2場效應(yīng)型晶體管的漏極連接。
5.如權(quán)利要求3或4所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述第I場效應(yīng)型晶體管以及第2場效應(yīng)型晶體管為增強(qiáng)型。
6.如權(quán)利要求5所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述旁路電路還包含電流輸出端子、雙極晶體管、上拉電阻、以及電流檢測電阻，所述上拉電阻的一端和所述第I場效應(yīng)型晶體管的漏極連接于所述第I電流輸入端子，所述第I場效應(yīng)型晶體管的柵極和所述雙極晶體管的集電極連接于所述上拉電阻的另一端，所述第I場效應(yīng)型晶體管的源極、所述雙極晶體管的基極和所述電流檢測電阻的一端連接于所述第2電流輸入端子，所述雙極晶體管的發(fā)射極和所述電流檢測電阻的另一端連接于所述電流輸出端子。
7.如權(quán)利要求3或4所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述第I場效應(yīng)型晶體管以及第2場效應(yīng)型晶體管為耗盡型。
8.如權(quán)利要求7所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述旁路電路還包括電流輸出端子以及電流檢測電阻，第I場效應(yīng)型晶體管的漏極連接于所述第I電流輸入端子，所述第I場效應(yīng)型晶體管的源極和所述電流檢測電阻的一端連接于所述第2電流輸入端子，第I場效應(yīng)型晶體管的柵極和所述電流檢測電阻的另一端連接于所述電流輸出端子。
【文檔編號(hào)】H01L33/00GK104170099SQ201380014459
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月16日
【發(fā)明者】秋山貴 申請(qǐng)人:西鐵城控股株式會(huì)社, 西鐵城電子株式會(huì)社