發(fā)光二極管的驅(qū)動系統(tǒng)及控制模塊的制作方法
【專利摘要】一種發(fā)光二極管的驅(qū)動系統(tǒng)包含一個升壓電路及一個控制模塊。該升壓電路根據(jù)一個控制信號選擇性將一個直流的電源電壓轉(zhuǎn)換成一個大于該電源電壓且直流的輸出電壓，并提供一個輸出電流以驅(qū)動一個發(fā)光二極管發(fā)光。該控制模塊根據(jù)一個相關(guān)于該電源電壓的輸入電壓，產(chǎn)生該脈寬調(diào)變的控制信號。該控制信號的占空比隨著該輸入電壓的變大而單調(diào)改變。當(dāng)該電源電壓越小時，該控制信號的占空比越小，使該升壓電路所提供的該輸出電壓及該輸出電流越小，進(jìn)而使提供該電源電壓的電池的使用時間能夠延長。
【專利說明】
發(fā)光二極管的驅(qū)動系統(tǒng)及控制模塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種驅(qū)動系統(tǒng)及控制模塊，特別是涉及一種發(fā)光二極管的驅(qū)動系統(tǒng)及 控制模塊。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往應(yīng)用在發(fā)光二極管（LED)手電筒的驅(qū)動系統(tǒng)往往僅通過一直流電壓轉(zhuǎn)換電 路，將電池的直流電壓轉(zhuǎn)換為一電壓值較高的輸出電壓，并提供一輸出電流以驅(qū)動手電筒 的發(fā)光二極管發(fā)光。然而，該以往的驅(qū)動系統(tǒng)都采用恒定的輸出電流的設(shè)計(jì)，當(dāng)該手電筒的 使用時間增加時，該電池的內(nèi)阻也逐漸增加，導(dǎo)致該電池的直流電壓及該輸出電壓都漸漸 下降，但卻仍然提供恒定的輸出電流，而使得該電池的能量消耗更快，因此，如何延長手電 筒的電池的使用時間就成為一個重要的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種電池使用時間較長的發(fā)光二極管的驅(qū)動系統(tǒng)及控制 豐旲塊。
[0004] 本發(fā)明的發(fā)光二極管的驅(qū)動系統(tǒng)適用于驅(qū)動一發(fā)光二極管發(fā)光，并包含一升壓電 路及一控制模塊。
[0005] 該升壓電路接收一直流的電源電壓，及一控制信號，并根據(jù)該控制信號選擇性將 該電源電壓轉(zhuǎn)換成一直流的輸出電壓，且提供一輸出電流以驅(qū)動該發(fā)光二極管發(fā)光，該輸 出電壓大于該電源電壓。
[0006] 該控制模塊接收一相關(guān)于該電源電壓的第一輸入電壓，并根據(jù)該第一輸入電壓， 產(chǎn)生該脈寬調(diào)變的控制信號，且該控制信號的占空比隨著該第一輸入電壓的變大而單調(diào)改 變。當(dāng)該電源電壓越小時，該控制信號的占空比越小，使該升壓電路所提供的該輸出電流越 小。
[0007] 較佳的是：該升壓電路包括一第一二極管、一電感、及一晶體管。該第一二極管包 含一陽極端及一電連接該發(fā)光二極管，且輸出該輸出電壓并提供該輸出電流的陰極端。該 電感具有一接收該電源電壓的第一端，及一電連接到該第一二極管的陽極端的第二端。該 晶體管電連接于該第一二極管的陽極端及一接地點(diǎn)間，并接收來自該控制模塊的控制信 號，且受該控制信號控制于導(dǎo)通與不導(dǎo)通間切換。該發(fā)光二極管的驅(qū)動系統(tǒng)還包含一開關(guān)， 該開關(guān)電連接于該升壓電路的第一二極管的陰極端及該發(fā)光二極管間，且接收一開關(guān)信 號，及來自該升壓電路的該輸出電流，并受該開關(guān)信號控制于導(dǎo)通與不導(dǎo)通間切換，該開關(guān) 于導(dǎo)通時，使該接收到的輸出電流傳送至該發(fā)光二極管，以驅(qū)動該發(fā)光二極管發(fā)光。該控制 模塊還接收一選擇信號，并根據(jù)該選擇信號，產(chǎn)生該開關(guān)信號。
[0008] 更佳的是：本發(fā)明的發(fā)光二極管的驅(qū)動系統(tǒng)的該控制模塊包括一第一參考電路、 一第二參考電路、一振蕩電路、及一脈寬調(diào)變電路。該第一參考電路產(chǎn)生一第一參考電壓。 該第二參考電路接收該第一輸入電壓及該第一參考電壓，并據(jù)以產(chǎn)生一第二參考電壓，當(dāng) 該第一輸入電壓小于一最小預(yù)定值時，該第二參考電壓等于該最小預(yù)定值，當(dāng)該第一輸入 電壓大于一最大預(yù)定值時，該第二參考電壓等于該最大預(yù)定值。該振蕩電路產(chǎn)生一具有固 定頻率且呈三角波的振蕩信號。該脈寬調(diào)變電路接收該第二參考電壓及該振蕩信號，并據(jù) 以產(chǎn)生該脈寬調(diào)變的控制信號，且該振蕩信號決定該控制信號的頻率，該第二參考電壓及 該振蕩信號決定該控制信號的占空比。該最小預(yù)定值是0. 2伏特，該最大預(yù)定值是1伏特， 該第一輸入電壓及該控制信號的占空比具有下列的關(guān)系，
[0009]
，當(dāng) 1>V1>0. 2，
[0010] D = 0.8，iVl>l，
[0011] D = 0· 05,當(dāng) V1〈0. 2，
[0012] D為該控制信號的占空比，VI為該第一輸入電壓的大小。
[0013] 而本發(fā)明發(fā)光二極管的控制模塊適用于控制一升壓電路選擇性將一電源電壓升 壓轉(zhuǎn)換成一輸出電壓，以提供一輸出電流驅(qū)動一發(fā)光二極管發(fā)光，并包含一第一參考電路、 一第二參考電路、一振蕩電路、及一脈寬調(diào)變電路。
[0014] 該第一參考電路產(chǎn)生一第一參考電壓。該第二參考電路接收一相關(guān)于該電源電壓 的第一輸入電壓及該第一參考電壓，并據(jù)以產(chǎn)生一第二參考電壓。當(dāng)該第一輸入電壓小于 一最小預(yù)定值時，該第二參考電壓等于該最小預(yù)定值，當(dāng)該第一輸入電壓大于一最大預(yù)定 值時，該第二參考電壓等于該最大預(yù)定值。該振蕩電路產(chǎn)生一具有固定頻率且呈三角波的 振蕩信號。
[0015] 該脈寬調(diào)變電路接收該第二參考電壓及該振蕩信號，并據(jù)以產(chǎn)生一脈寬調(diào)變的控 制信號來控制該升壓電路，且該振蕩信號決定該控制信號的頻率，該第二參考電壓及該振 蕩信號決定該控制信號的占空比。且該控制信號的占空比隨著該第一輸入電壓的變大而單 調(diào)改變，當(dāng)該電源電壓越小時，該控制信號的占空比越小，使該升壓電路所提供的該輸出電 流越小。
[0016] 較佳的是：該最小預(yù)定值是0. 2伏特，該最大預(yù)定值是1伏特，該第一輸入電壓及 該控制信號的占空比具有下列的關(guān)系，
[0017]
，當(dāng) DVD0.2，
[0018] D = 0.8，iVl>l，
[0019] D = 0· 05,當(dāng) V1〈0. 2，
[0020] D為該控制信號的占空比，VI為該第一輸入電壓的大小。
[0021] 本發(fā)明的有益效果是利用控制模塊根據(jù)相關(guān)于該電源電壓的該輸入電壓，產(chǎn)生該 脈寬調(diào)變的控制信號，進(jìn)而控制該升壓電路在該電源電壓越低時，提供較小的輸出電流，以 使提供該電源電壓的電池的使用時間能夠延長。
【附圖說明】
[0022] 本發(fā)明的其他的特征及功效，將于參照圖式的實(shí)施方式中清楚地呈現(xiàn)，其中：
[0023] 圖1是一電路圖，說明本發(fā)明發(fā)光二極管的驅(qū)動系統(tǒng)的一實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 參閱圖1，本發(fā)明發(fā)光二極管的驅(qū)動系統(tǒng)的實(shí)施例適用于驅(qū)動一發(fā)光二極管D1發(fā) 光，并包含一升壓電路1、一開關(guān)SW1、及一控制模塊2。該發(fā)光二極管D1具有一陽極端及一 陰極端。
[0025] 該升壓電路1接收一直流的電源電壓及一控制信號，并根據(jù)該控制信號選擇性將 該電源電壓轉(zhuǎn)換成一直流的輸出電壓，且提供一輸出電流以驅(qū)動該發(fā)光二極管D1發(fā)光，其 中，該輸出電壓大于該電源電壓。在本實(shí)施例中，該電源電壓由兩個串聯(lián)的三號電池提供， 且其大小為3伏特，為求方便起見，圖1中僅以一個電池符號VCC表示。而在其他實(shí)施例中， 該電源電壓也可以由一個或多個電池提供。
[0026] 該升壓電路1包括一第一二極管D2、一電感L1、及一晶體管Ml。該第一二極管D2 包含一陽極端，及一輸出該輸出電壓并提供該輸出電流的陰極端。該電感L1具有一接收該 電源電壓的第一端，及一電連接到該第一二極管D2的陽極端的第二端。該晶體管Ml電連 接于該第一二極管D2的陽極端及一接地點(diǎn)間，并接收該控制信號，且受該控制信號控制于 導(dǎo)通與不導(dǎo)通間切換。當(dāng)該晶體管Ml導(dǎo)通時，該電源電壓不被轉(zhuǎn)換成該輸出電壓，而當(dāng)該 晶體管Ml不導(dǎo)通時，該電源電壓被轉(zhuǎn)換成該輸出電壓。此外，在本實(shí)施例中，該晶體管Ml 是一 N型晶體管。在其他實(shí)施例中，該晶體管Ml也可以是其他種類的晶體管。
[0027] 該開關(guān)SW1電連接于該升壓電路1的第一二極管D2的陰極端及該發(fā)光二極管D1 的陽極端間，且接收來自該升壓電路1的該輸出電壓及該輸出電流，及一開關(guān)信號，并受該 開關(guān)信號控制于導(dǎo)通與不導(dǎo)通間切換。該開關(guān)SW1于導(dǎo)通時，使該接收到的輸出電壓及該 輸出電流傳送至該發(fā)光二極管D1，以驅(qū)動該發(fā)光二極管D1發(fā)光。在本實(shí)施例中，該開關(guān)SW1 是一 P型晶體管，在其他實(shí)施例中，該開關(guān)SW1也可以是其他種類的晶體管。
[0028] 該控制模塊2包括一第一參考電路21、一第二參考電路22、一振蕩電路23、一脈寬 調(diào)變電路24、及一數(shù)位邏輯電路25,并接收一相關(guān)于該電源電壓的第一輸入電壓VI，且根 據(jù)該第一輸入電壓VI，產(chǎn)生該脈寬調(diào)變的控制信號。該控制信號的占空比隨著該第一輸入 電壓VI的變大而單調(diào)改變，當(dāng)該電源電壓越小時，該控制信號的占空比越小，使該升壓電 路1所提供的該輸出電流越小。
[0029] 該數(shù)位邏輯電路25接收一來自外部的選擇信號及一時鐘信號。該數(shù)位邏輯電路 25基于該時鐘信號來運(yùn)作，并根據(jù)該選擇信號，產(chǎn)生該開關(guān)信號、及一待命信號。當(dāng)該選擇 信號指示該控制模塊2運(yùn)作時，該待命信號為邏輯0,當(dāng)該選擇信號指示該控制模塊2不運(yùn) 作時，該待命信號為邏輯1。當(dāng)該選擇信號指示該控制模塊2運(yùn)作且該發(fā)光二極管D1以一 預(yù)定頻率閃爍時，該開關(guān)信號能以該預(yù)定頻率控制該開關(guān)SW1于導(dǎo)通及不導(dǎo)通間切換，以 達(dá)成閃爍的效果。
[0030] 該第一參考電路21產(chǎn)生該第一參考電壓V2。該振蕩電路23產(chǎn)生一具有固定頻率 且呈三角波的振蕩信號及該時鐘信號。
[0031] 該第二參考電路22接收該第一輸入電壓VI及該第一參考電壓V2,并據(jù)以產(chǎn)生一 第二參考電壓V3。當(dāng)該第一輸入電壓VI小于一最小預(yù)定值時，該第二參考電壓V3等于該 最小預(yù)定值，當(dāng)該第一輸入電壓VI大于一最大預(yù)定值時，該第二參考電壓V3等于該最大預(yù) 定值。在本實(shí)施例中，該驅(qū)動系統(tǒng)還包含一電阻值為l〇〇k歐姆的第一電阻R1及一電阻值 為22k歐姆的第二電阻R2,該第一電阻R1具有一接收該電源電壓的第一端及一輸出該第一 輸入電壓VI的第二端，該第二電阻R2具有一電連接該第一電阻R1的第二端的第一端及一 接收該待命信號的第二端。當(dāng)該待命信號的電壓為零，即邏輯〇時，該第一輸入電壓VI的 大小為該電源電壓的分壓，也就是正比于該電源電壓。在其他實(shí)施例中，該第一電阻R1及 第二電阻R2的電阻值可能會因?yàn)樵撾姵?VCC的內(nèi)阻不同，例如不同種類的電池 VCC或不同 數(shù)量的電池 VCC，及因?yàn)樵撾姵?VCC與該控制模塊2間的導(dǎo)線電阻的大小，而選用不同的電 阻值。
[0032] 該脈寬調(diào)變電路24接收該第二參考電壓V3及該振蕩信號，并據(jù)以產(chǎn)生該脈寬調(diào) 變的控制信號。該脈寬調(diào)變電路24將該第二參考電壓V3及該振蕩信號作比較，當(dāng)該振蕩 信號大于該第二參考電壓V3時，產(chǎn)生該控制信號為邏輯0,當(dāng)該振蕩信號小于該第二參考 電壓V3時，產(chǎn)生該控制信號為邏輯1。
[0033] 在本實(shí)施例中，該最小預(yù)定值是0. 2伏特，該最大預(yù)定值是1伏特，該控制信號的 占空比D隨著該第一輸入電壓VI的變大而單調(diào)改變，且在本實(shí)施例中具有下列的關(guān)系：
[0034]
U>Vl>〇. 2，
[0035] D = 0.8，iVl>l，
[0036] D = 0· 05,當(dāng) V1〈0. 2，
[0037] 隨著使用時間的增加，該電池 VCC的內(nèi)阻也逐漸增加，使得該電池 VCC的電源電壓 及該第一輸入電壓VI都漸漸下降，此時，該第二參考電壓V3也會隨著該第一輸入電壓VI 漸漸下降，進(jìn)而使得該控制信號的占空比漸漸變小，導(dǎo)致該升壓電路1所產(chǎn)生的該輸出電 壓及所提供的該輸出電流漸漸變小，而能延長該電池 VCC的使用時間。
[0038] 特別值得一提的是：在本實(shí)施例中，該驅(qū)動系統(tǒng)包含該開關(guān)SW1，在其他實(shí)施例 中，該驅(qū)動系統(tǒng)也可以不包含該開關(guān)SW1，而該升壓電路1的第一二極管D2的陰極端直接電 連接該發(fā)光二極管D1的陽極端。
[0039] 綜上所述，通過該控制模塊2根據(jù)相關(guān)于該電源電壓的第一輸入電壓VI，產(chǎn)生該 脈寬調(diào)變的控制信號，進(jìn)而控制該升壓電路在該電源電壓越低時，提供較小的輸出電流，以 使提供該電源電壓的電池 VCC的使用時間能夠延長，故確實(shí)能達(dá)成本發(fā)明的目的。
[0040] 以上所述者，僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即凡 依本發(fā)明權(quán)利要求書及說明書內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種發(fā)光二極管的驅(qū)動系統(tǒng)，適用于驅(qū)動一個發(fā)光二極管發(fā)光，其特征在于：并包 含： 一個升壓電路，接收一個直流的電源電壓，及一個控制信號，并根據(jù)該控制信號選擇 性將該電源電壓轉(zhuǎn)換成一個直流的輸出電壓，且提供一個輸出電流W驅(qū)動該發(fā)光二極管發(fā) 光，該輸出電壓大于該電源電壓；及 一個控制模塊，接收一個相關(guān)于該電源電壓的第一輸入電壓，并根據(jù)該第一輸入電壓， 產(chǎn)生該脈寬調(diào)變的控制信號，且該控制信號的占空比隨著該第一輸入電壓的變大而單調(diào)改 變，當(dāng)該電源電壓越小時，該控制信號的占空比越小，使該升壓電路所提供的該輸出電流越 小。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于：該升壓電路包括： 一個第一二極管，包含一個陽極端及一個電連接該發(fā)光二極管，且輸出該輸出電壓并 提供該輸出電流的陰極端； 一個電感，具有一個接收該電源電壓的第一端，及一個電連接到該第一二極管的陽極 端的第二端；及 一個晶體管，電連接于該第一二極管的陽極端及一個接地點(diǎn)間，并接收來自該控制模 塊的控制信號，且受該控制信號控制于導(dǎo)通與不導(dǎo)通間切換。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于：還包含一個開關(guān)，該開 關(guān)電連接于該升壓電路的第一二極管的陰極端及該發(fā)光二極管間，且接收一個開關(guān)信號， 及來自該升壓電路的該輸出電流，并受該開關(guān)信號控制于導(dǎo)通與不導(dǎo)通間切換，該開關(guān)于 導(dǎo)通時，使該接收到的輸出電流傳送至該發(fā)光二極管，W驅(qū)動該發(fā)光二極管發(fā)光。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于：該控制模塊還接收一 個選擇信號，并根據(jù)該選擇信號，產(chǎn)生該開關(guān)信號。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于：該控制模塊包括： 一個第一參考電路，產(chǎn)生一個第一參考電壓； 一個第二參考電路，接收該第一輸入電壓及該第一參考電壓，并據(jù)W產(chǎn)生一個第二參 考電壓，當(dāng)該第一輸入電壓小于一個最小預(yù)定值時，該第二參考電壓等于該最小預(yù)定值，當(dāng) 該第一輸入電壓大于一個最大預(yù)定值時，該第二參考電壓等于該最大預(yù)定值； 一個振蕩電路，產(chǎn)生一個具有固定頻率且呈=角波的振蕩信號；及 一個脈寬調(diào)變電路，接收該第二參考電壓及該振蕩信號，并據(jù)W產(chǎn)生該脈寬調(diào)變的控 制信號，且該振蕩信號決定該控制信號的頻率，該第二參考電壓及該振蕩信號決定該控制 信號的占空比。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于：該最小預(yù)定值是0. 2 伏特，該最大預(yù)定值是1伏特，該第一輸入電壓及該控制信號的占空比具有下列的關(guān)系，當(dāng) 1〉V1〉0. 2， D = 0. 8,當(dāng) Vl〉l， D = 0. 05,當(dāng) VK0. 2， D為該控制信號的占空比，Vl為該第一輸入電壓的大小。7. -種發(fā)光二極管的控制模塊，適用于控制一個升壓電路選擇性將一個電源電壓升 壓轉(zhuǎn)換成一個輸出電壓，W提供一個輸出電流驅(qū)動一個發(fā)光二極管發(fā)光，其特征在于：并包 含： 一個第一參考電路，產(chǎn)生一個第一參考電壓； 一個第二參考電路，接收一個相關(guān)于該電源電壓的第一輸入電壓及該第一參考電壓， 并據(jù)W產(chǎn)生一個第二參考電壓，當(dāng)該第一輸入電壓小于一個最小預(yù)定值時，該第二參考電 壓等于該最小預(yù)定值，當(dāng)該第一輸入電壓大于一個最大預(yù)定值時，該第二參考電壓等于該 最大預(yù)定值； 一個振蕩電路，產(chǎn)生一個具有固定頻率且呈=角波的振蕩信號；及 一個脈寬調(diào)變電路，接收該第二參考電壓及該振蕩信號，并據(jù)W產(chǎn)生一個脈寬調(diào)變的 控制信號來控制該升壓電路，且該振蕩信號決定該控制信號的頻率，該第二參考電壓及該 振蕩信號決定該控制信號的占空比， 該控制信號的占空比隨著該第一輸入電壓的變大而單調(diào)改變，當(dāng)該電源電壓越小時， 該控制信號的占空比越小，使該升壓電路所提供的該輸出電流越小。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管的控制模塊，其特征在于：該最小預(yù)定值是0. 2 伏特，該景大預(yù)吿估是1化據(jù)，該第一輸入電壓及該控制信號的占空比具有下列的關(guān)系，當(dāng) 1〉V1〉0. 2， D = 0. 8,當(dāng) Vl〉l， D = 0. 05,當(dāng) VK0. 2， D為該控制信號的占空比，Vl為該第一輸入電壓的大小。
【文檔編號】H05B37/02GK105992428SQ201510054515
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月3日
【發(fā)明人】蕭文欽
【申請人】蕭文欽