專利名稱：Led驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對串聯(lián)連接的多個LED進行驅(qū)動的LED驅(qū)動電路，尤其涉及LED調(diào)光的技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前，例如公知有專利文獻1作為使串聯(lián)連接的多個LED(Light Emitting Diode 發(fā)光二極管)點亮的LED驅(qū)動電路。在圖4所示的專利文獻1中，公開了可抑制溫度及電源電壓的變動、元件偏差的影響而輸出固定電平的脈沖電流的LED等發(fā)光元件的驅(qū)動電路。在該驅(qū)動電路中，當MOS晶體管100 (LED調(diào)光用的開關(guān))導通時，從開關(guān)電源600向LED71 7η供電，通過電阻200 檢測LED71 7η的電流。在誤差信號生成部300中生成該檢測信號Sfb與目標信號Sref 間的誤差信號Serr，并在信號保持部400中進行平均化。根據(jù)平均化后的誤差信號krrA來控制對LED71 7η的供電。當MOS晶體管 100從導通變化為截止時，停止對LED71 7η的供電，在信號保持部400中保持誤差信號 krrA。當MOS晶體管100從截止變化為導通時，將所保持的誤差信號krrA的信號電平作為初始電平，開始誤差信號SerrA的平均化。在專利文獻1中，MOS晶體管601的開關(guān)頻率被控制得遠遠高于MOS晶體管100的
開關(guān)頻率。專利文獻1日本特開2004-147435號公報但是，在將上述LED驅(qū)動電路應用于液晶電視的背光源等中的情況下，有時由于噪聲對策等會以較高的頻率(例如幾十kHz)控制MOS晶體管100。在這樣的情況下，需要利用控制MOS晶體管100時的高頻以上的高頻來使MOS晶體管601進行導通/截止動作。因此，由于半導體元件的特性，有時不能使MOS晶體管601 以較高的頻率進行導通/截止動作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題是提供即使在使LED調(diào)光用的開關(guān)以較高的頻率導通截止的情況下也能夠向LED輸出固定電平的脈沖電流的LED驅(qū)動電路。為了解決上述課題，本發(fā)明的LED驅(qū)動電路的特征是在于，該LED驅(qū)動電路具有 電壓變換部，其將輸入電壓變換為其它電壓；將多個LED串聯(lián)連接而成的第ILED組；開關(guān)元件，其根據(jù)LED調(diào)光用信號進行開關(guān)動作，由此使從所述電壓變換部向所述第ILED組施加的所述其它電壓斷續(xù)；PWM調(diào)制部，其利用所述LED調(diào)光用信號對與流過所述第ILED組的LED電流的脈沖波高值對應的基準電壓進行PWM調(diào)制；第1平均化部，其對與所述LED電流對應的電壓進行平均化；第2平均化部，其對由所述PWM調(diào)制部實施PWM調(diào)制后的電壓進行平均化；以及控制部，其根據(jù)所述第1平均化部所平均化的電壓和所述第2平均化部所平均化的電壓，控制施加給所述第ILED組的所述其它電壓。
根據(jù)本發(fā)明，第1平均化部對與LED電流對應的電壓進行平均化，第2平均化部對由PWM調(diào)制部實施PWM調(diào)制后的電壓進行平均化，所以輸入到控制部的電壓不取決于LED 調(diào)光用信號的頻率。因此，即使在頻率高的情況下，也能夠準確地控制施加給LED的電壓。 因此，即使在使LED調(diào)光用的開關(guān)以較高的頻率進行導通/截止的情況下也能夠向LED輸出固定電平的脈沖電流。


圖1是本發(fā)明實施例1的LED驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明實施例2的LED驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明實施例3的LED驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)圖。圖4是示出現(xiàn)有的LED驅(qū)動電路的具體例的圖。標號說明1電壓變換部；2PWM調(diào)制部；3第1平均化部；4第2平均化部；5電壓比較部；6P麗控制部；Vin直流電源;00、01、02、03、01^、0!1開關(guān)元件；D0、D1、D2、DL、DH 二極管；Cri電流諧振電容器;C0、C1、C2、C3、C4電容器;Rl、R2、R3、Rs電阻；T變壓器；Tl平衡用變壓器；Np 1次繞組；Nsl、Ns2 2次繞組；N1、N2繞組；Lp勵磁電感；Lrl漏電感；LEDl LEDn、LEDll LEDln、LED21 LED&1發(fā)光二極管；CMP比較器；ST三角波發(fā)生器；AMP2放大器；Vref基準電源；Vpulse LED調(diào)光用信號。
具體實施例方式以下，參照附圖來詳細說明本發(fā)明實施方式的LED驅(qū)動電路。本發(fā)明的特征在于使用兩個平均化部來控制LED電流的脈沖波高值。實施例1圖1是本發(fā)明實施例1的LED驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)圖。在圖1中，電壓變換部1對輸入電壓進行升壓，將其變換為其它電壓，該電壓變換部由升壓電抗器L0、開關(guān)元件Q0、二極管DO和平滑電容器CO構(gòu)成，該開關(guān)元件QO由MOSFET構(gòu)成。升壓電抗器LO的一端被施加直流電源Vin的電壓，升壓電抗器LO的另一端連接二極管DO的陽極、開關(guān)元件QO的漏極。開關(guān)元件QO的源極接地，柵極與比較器CMP的輸出端子連接。二極管DO的陰極與電容器CO的一端以及LEDl的陽極連接，電容器CO的另一端接地。PWM控制部6使開關(guān)元件QO導通/截止，直流電源Vin的電壓被升壓后施加給串聯(lián)連接的LEDl LEDn。LEDn的陰極經(jīng)由由MOSFET構(gòu)成的開關(guān)元件Ql與電流檢測電阻Rs連接。開關(guān)元件Ql根據(jù)由脈沖信號構(gòu)成的LED調(diào)光用信號Vpulse進行開關(guān)動作，由此使從電壓變換部 1向LEDl LEDn施加的其它電壓斷續(xù)(斷続)?；鶞孰娫碫ref將與流過LEDl LEDn的 LED電流的脈沖波高值對應的基準電壓輸出到PWM調(diào)制部2。PWM調(diào)制部2利用LED調(diào)光用信號Vpulse對來自基準電源Vref的基準電壓進行 PWM調(diào)制。在PWM調(diào)制部2中，放大器AMP2的一個輸入端子與輸出端子連接，另一個輸入端子與基準電源Vref連接。在電源Vcc與“接地”之間連接了電阻R3與開關(guān)元件Q3的串聯(lián)電路，該開關(guān)元件Q3由MOSFET構(gòu)成。開關(guān)元件Q3的柵極被施加LED調(diào)光用信號Vpulse。開關(guān)元件Q2的漏極與放大器AMP2的輸出端子連接，源極接地，柵極與電阻R3的一端及開關(guān)元件Q3的漏極連接。PWM調(diào)制部2以如下方式進行動作。基準電源Vref的電壓經(jīng)由放大器AMP2輸出到開關(guān)元件Q2的漏極。當高電平的LED調(diào)光用信號Vpulse被施加到開關(guān)元件Q3的柵極時，開關(guān)元件Q3導通，所以開關(guān)元件Q2截止。因此，基準電源Vref的電壓被輸出至電阻 R2。另外，當?shù)碗娖矫}沖的LED調(diào)光用信號Vpulse被施加到開關(guān)元件Q3的柵極時， 開關(guān)元件Q3截止，所以開關(guān)元件Q2導通。因此，基準電位(接地電位)被輸出至電阻R2。 即，利用LED調(diào)光用信號Vpulse的脈沖寬度，對基準電源Vref的電壓進行PWM調(diào)制。第1平均化部3由電阻Rl和電容器Cl構(gòu)成，利用電阻Rl和電容器Cl，對在LED 電流所流過的電流檢測電阻Rs中產(chǎn)生的電壓進行平均化。第2平均化部4由電阻R2和電容器C2構(gòu)成，利用電阻R2和電容器C2，對由PWM調(diào)制部2實施PWM調(diào)制后的電壓進行平均化。此外，第1平均化部3的過渡響應特性和第2平均化部4的過渡響應特性具有同一特性。這里，基于電阻Rl和電容器Cl的時間常數(shù)和基于電阻R2和電容器C2的時間常數(shù)是相同值。電壓比較部5由放大器AMPl構(gòu)成，放大器AMPl對第1平均化部3平均化后的電壓與第2平均化部4平均化后的電壓之間的誤差電壓進行放大，將其輸出至PWM控制部6。PWM控制部6由三角波發(fā)生器ST和比較器CMP構(gòu)成。比較器CMP對來自放大器 AMPl的誤差電壓與三角波發(fā)生器ST產(chǎn)生的三角波信號進行比較，生成脈沖信號，施加到開關(guān)元件QO的柵極。另外，比較器CMP根據(jù)來自放大器AMPl的誤差電壓值來控制對開關(guān)元件QO施加的脈沖信號的導通/截止的占空比，由此控制對LEDl LEDn施加的電壓。根據(jù)這樣構(gòu)成的實施例1的LED驅(qū)動電路，PWM調(diào)制部2利用LED調(diào)光用信號 Vpulse對與流過LEDl LEDn的LED電流的脈沖波高值對應的基準電壓進行PWM調(diào)制后， 第1平均化部3對與LED電流對應的電壓進行平均化，將其輸出至電壓比較部5，第2平均化部4對由PWM調(diào)制部2實施PWM調(diào)制后的電壓進行平均化，將其輸出至電壓比較部5。因此，輸入到電壓比較部5中的電壓已被平均化，所以不取決于LED調(diào)光用信號 Vpulse的頻率。因此，即使在頻率高的情況下，也能夠準確地控制施加給LEDl LEDn的電壓。因此，即使在使LED調(diào)光用的開關(guān)元件Ql以較高的頻率導通/截止的情況下也能夠向 LED輸出固定電平的脈沖電流。另外，因為兩個平均化部3、4的過渡響應特性為同一特性，所以即使在LED調(diào)光用信號Vpulse的占空比變化的情況下，也能夠在過渡時使輸入到電壓比較部5的一個平均電壓與另一個平均電壓間的差分電壓成為固定值。因此，電壓變換部1的輸出電壓不會變化， 從而在過渡時能夠?qū)ED電流的波高值保持為固定值。實施例2圖2是本發(fā)明實施例2的LED驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)圖。圖2所示的實施例2的LED驅(qū)動電路的特征在于，在圖1所示的實施例1的LED驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)中還設(shè)置了供電單元10、平衡用變壓器Tl。供電單元10提供正弦波狀的交變電流，所以在直流電源Vin的兩端連接有由 MOSFET構(gòu)成的開關(guān)元件QH與由MOSFET構(gòu)成的開關(guān)元件QL的串聯(lián)電路。在開關(guān)元件QH與開關(guān)元件QL的連接點處連接有變壓器T的1次繞組Np與電流諧振電容器Cri的串聯(lián)諧振電路。變壓器T具有漏電感Lrl、Lr2。Lp是變壓器T的勵磁電感。通過開關(guān)元件QL與開關(guān)元件QH交替地導通/截止，從變壓器T的2次繞組Nsl提供由漏電感Lrl和電流諧振電容器Cri、或者、Lrl、Lp和Cri發(fā)生諧振而得到的正弦波狀的交變電流。變壓器T具有1次繞組Np、第一 2次繞組Nsl和第二 2次繞組Ns2。平衡用變壓器Tl的第ι繞組m的一端與第一 2次繞組Nsi的一端連接，第ι繞組m的另一端經(jīng)由二極管Dl與電容器C3的一端以及串聯(lián)連接的LEDll LEDln (第ILED組)連接。二極管 Dl (第1整流元件)和電容器C3 (第1平滑元件)構(gòu)成第1整流平滑電路。平衡用變壓器Tl的第2繞組N2的一端與第一 2次繞組Nsl的一端連接，第2繞組N2的另一端經(jīng)由二極管D2與電容器C4的一端以及串聯(lián)連接的LED21 LED2n(第2LED 組)連接。二極管D2 (第2整流元件)和電容器C4 (第2平滑元件)構(gòu)成第2整流平滑電路。LED ln、2n的陰極經(jīng)由開關(guān)元件Ql與電流檢測電阻Rs連接。第二 2次繞組Ns2的兩端與由二極管D30和電容器C30構(gòu)成的整流平滑電路連接。二極管D30與電容器C30的連接點處的直流電壓被提供給電壓變換部1的升壓電抗器 LO的一端。二極管DO和電容器CO的連接點與電容器C3的另一端、電容器C4的另一端以及第一 2次繞組Nsl的另一端連接。根據(jù)來自PWM控制部6的導通/截止信號使開關(guān)元件QO導通/截止，由此電壓變換部1使電容器CO的兩端電壓升壓，控制施加給LEDll LEDln、LED21 LED2n的電壓。此外，因為其它結(jié)構(gòu)與實施例1的LED驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)相同，所以對同一部分標注
同一標號。這樣，根據(jù)實施例2的LED驅(qū)動電路，因為具有與實施例1的LED驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，所以可獲得同樣的效果。另外，平衡用變壓器Tl的第1繞組m與第2繞組N2以使流過各自的電流均衡的方式進行了磁耦合，所以對電容器C3和電容器C4充入同一電流。因此，與電容器C3連接的LED 11 LED In和與電容器C4連接的LED 21 LED 2n即使在阻抗不同的情況下也流過均衡化后的電流。即，能夠抑制流過LED 11 LED IruLED 21 LED 2η的電流的偏差。實施例3圖3是本發(fā)明實施例3的LED驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)圖。圖3所示的實施例3的LED驅(qū)動電路相對于圖2所示的實施例2的LED驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)的不同之處在于二極管D1、D2、電容器C3、C4、LED 11 LED In,LED 21 LED 2n的極性相反；以及將電壓變換部1的電容器CO的輸出與LED In、LED 2n的陽極連接，將開關(guān)元件Ql的漏極與電容器C3的另一端、 電容器C4的另一端以及2次繞組Nsl的另一端連接。根據(jù)這樣的實施例3的LED驅(qū)動電路，也能夠獲得與實施例2的LED驅(qū)動電路同樣的動作以及效果。另外，在實施例3的LED驅(qū)動電路中，可利用電壓變換部1生成正的電壓、利用2次繞組Nsl生成負的電壓，所以能夠?qū)ED 11 LED In、LED21 LED 2n施加正負的電壓。工業(yè)上的可利用性本發(fā)明能夠應用于使LED點亮的LED點亮裝置及LED照明。
權(quán)利要求
1.一種LED驅(qū)動電路，其特征在于， 該LED驅(qū)動電路具有電壓變換部，其將輸入電壓變換為其它電壓； 將多個LED串聯(lián)連接而成的第ILED組；開關(guān)元件，其根據(jù)LED調(diào)光用信號進行開關(guān)動作，由此使從所述電壓變換部向所述第 ILED組施加的所述其它電壓斷續(xù)；PWM調(diào)制部，其利用所述LED調(diào)光用信號對與流過所述第ILED組的LED電流的脈沖波高值對應的基準電壓進行PWM調(diào)制；第1平均化部，其對與所述LED電流對應的電壓進行平均化； 第2平均化部，其對由所述PWM調(diào)制部實施PWM調(diào)制后的電壓進行平均化；以及控制部，其根據(jù)所述第1平均化部所平均化的電壓和所述第2平均化部所平均化的電壓，控制施加給所述第ILED組的所述其它電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動電路，其特征在于，該LED驅(qū)動電路具有電壓比較部，該電壓比較部對所述第1平均化部所平均化的電壓與所述第2平均化部所平均化的電壓進行比較， 所述電壓變換部具有電壓變換用開關(guān)元件，所述控制部根據(jù)所述電壓比較部的輸出，控制所述電壓變換用開關(guān)元件的占空比，由此控制所述其它電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述第1平均化部的過渡響應特性和所述第2平均化部的過渡響應特性具有同一特性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的LED驅(qū)動電路，其特征在于， 該LED驅(qū)動電路具有諧振型供電單元，其具有變壓器并輸出交變電流，該變壓器具有1次繞組、第一 2次繞組和第二 2次繞組；平衡用變壓器，其具有第1繞組以及第2繞組，該第1繞組以及該第2繞組各自的一端與所述變壓器的第一 2次繞組的一端連接； 將多個LED串聯(lián)連接而成的第2LED組；第1整流平滑電路，其連接在所述平衡用變壓器的所述第1繞組的另一端與所述第 ILED組之間，具有第1整流元件和第1平滑元件；以及第2整流平滑電路，其連接在所述平衡用變壓器的所述第2繞組的另一端與所述第 2LED組之間，具有第2整流元件和第2平滑元件，所述電壓變換部輸入對所述變壓器的第二 2次繞組中產(chǎn)生的電壓進行整流平滑后的電壓作為所述輸入電壓，將所述其它電壓施加到所述第1平滑元件以及所述第2平滑元件各自的一端。
全文摘要
本發(fā)明提供LED驅(qū)動電路，即使在使LED調(diào)光用開關(guān)以較高的頻率導通/截止的情況下也能夠向LED輸出固定電平的脈沖電流。LED驅(qū)動電路具有將輸入電壓變換為其它電壓的電壓變換部(1)；將多個LED串聯(lián)連接而成的第1LED組(LED1～LEDn)；開關(guān)元件(Q1)，其根據(jù)LED調(diào)光用信號進行開關(guān)動作，由此使從電壓變換部向第1LED組施加的其它電壓斷續(xù)；PWM調(diào)制部(2)，其利用LED調(diào)光用信號對與流過第1LED組的LED電流的脈沖波高值對應的基準電壓進行PWM調(diào)制；第1平均化部(3)，其對與LED電流對應的電壓進行平均化；第2平均化部(4)，其對由PWM調(diào)制部實施PWM調(diào)制后的電壓進行平均化；以及控制部(6)，其根據(jù)第1平均化部所平均化的電壓和第2平均化部所平均化的電壓，控制施加給第1LED組的其它電壓。
文檔編號H05B37/02GK102387636SQ20111025676
公開日2012年3月21日 申請日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者石倉啟太, 麻生真司 申請人:三墾電氣株式會社