專利名稱：發(fā)光二極管驅(qū)動器的離線控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管(light emission diode; LED)驅(qū) 動器，特別是指一種用以控制發(fā)光二極管的最大電壓與最大電流之離 線控制電路。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管驅(qū)動器的特性是可以用來控制發(fā)光二極管的亮度，也 可以用來控制流經(jīng)發(fā)光二極管的電流。較大的電流會增加發(fā)光二極管 的明亮的強度，但也會因而減低發(fā)光二極管的壽命。圖l繪示了一種 傳統(tǒng)的發(fā)光二極管驅(qū)動器之離線電路，藉由調(diào)整發(fā)光二極管驅(qū)動器的 輸出電壓V。，提供經(jīng)由電阻器79到發(fā)光二極管71 75的電流I咖，此
電流LxD以下列公式表示
■ Vo-Vf71_., - Vf75
其中VF7rVF75分別表示發(fā)光二極管71~75的順向電壓。
如圖1中所示的發(fā)光二極管之缺點在于電流I，會產(chǎn)生變化。由
于電流Ld隨著Vp7rVp75的順向電壓的改變而改變，而生產(chǎn)與操作溫度
的差異與變化量會導(dǎo)致VnrVp75的順向電壓無法保持固定，因此，發(fā)
光二極管71 75、 81 85的最大電壓和最大電流可能會過載，因而減 損了發(fā)光二極管7廣75、 81 85的壽命。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種可控制發(fā)光二極管的最 大電壓與最大電流，從而延長發(fā)光二極管的使用壽命的發(fā)光二極管驅(qū) 動器的離線控制電路。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的發(fā)光二極管驅(qū)動器的離線控制電 路，用以控制復(fù)數(shù)發(fā)光二極管，包含有 一切換電路，透過一變壓器 而產(chǎn)生復(fù)數(shù)發(fā)光二極管電流以提供給該些發(fā)光二極管； 一分壓器，耦 合至該些發(fā)光二極管，并感測跨于該些發(fā)光二極管之電壓以產(chǎn)生一電 壓回饋訊號； 一電壓回饋電路，耦合至該分壓器，并感測該電壓回饋 訊號以產(chǎn)生一電壓回路訊號； 一電流回饋電路，耦合至該些發(fā)光二極 管，并感測該些發(fā)光二極管電流，于感測該些發(fā)光二極管之最大電流
4時產(chǎn)生一電流回路訊號；以及一緩沖電路，耦合至該電壓回饋電路與 該電流回饋電路，根據(jù)該電壓回路訊號與該電流回路訊號而產(chǎn)生一回 饋訊號；其中，該回饋訊號系耦合至該切換電路，以控制該些發(fā)光二 極管之最大電壓與該些發(fā)光二極管之最大電流。
上述電壓回饋電路具有一參考電壓，該參考電壓與該電壓回饋訊 號進(jìn)行比較后，以產(chǎn)生該電壓回路訊號。
上述電流回饋電路系根據(jù)該些發(fā)光二極管之復(fù)數(shù)電流回饋訊號 而產(chǎn)生該電流回路訊號。
上述電流回饋電路具有一臨界電流，該臨界電流與該些電流回饋 訊號進(jìn)行比較后，以產(chǎn)生該電流回路訊號。
上述電流回饋電路包含復(fù)數(shù)運算放大器，接收該些電流回饋訊 號以產(chǎn)生該電流回路訊號；以及一第二電容器，由該些運算放大器之 復(fù)數(shù)輸出端耦合至一接地端以進(jìn)行頻率補償；其中，該些運算放大器 系為一互導(dǎo)運算放大器并相互并聯(lián)。
上述電壓回饋電路系接收一控制訊號以控制該些發(fā)光二極管之 發(fā)光強度。
根據(jù)上述控制訊號而產(chǎn)生一控制電流，該控制電流系耦合至該分 壓器以控制跨于該些發(fā)光二極管之該電壓。 上述分壓器包含至少二電阻器。
上述電壓回饋電路包含 一第一運算放大器，接收該電壓回饋訊 號以產(chǎn)生該電壓回路訊號；以及一第一電容器，由該第一運算放大器 之I輸出端耦合至一接地端以進(jìn)行頻率補償；其中，該第一運算放大 器系為一互導(dǎo)運算放大器。
上述緩沖電路包含并聯(lián)的二緩沖放大器，用以分別接收該電壓回 路訊號與該電流回路訊號以產(chǎn)生該回饋訊號。
上述回饋訊號系透過一光耦合器耦合至該切換電路。
采用上述方案后，本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動器的離線控制電路， 切換電路會透過變壓器而產(chǎn)生復(fù)數(shù)發(fā)光二極管電流，以控制復(fù)數(shù)并聯(lián) 連接的串聯(lián)發(fā)光二極管之強度。電壓回饋電路會根據(jù)跨于發(fā)光二極管 之電壓來產(chǎn)生電壓回路訊號。而電流回饋電路會耦合到發(fā)光二極管以 感測發(fā)光二極管電流，并根據(jù)發(fā)光二極管之最大電流產(chǎn)生電流回路訊 號。至于緩沖電路會根據(jù)電壓回路訊號與電流回路訊號而產(chǎn)生回饋訊 號，此回饋訊號會透過光耦合器耦合至切換電路，以控制發(fā)光二極管 的最大電壓與最大電流，從而延長發(fā)光二極管的使用壽命。


圖1為一種傳統(tǒng)的離線發(fā)光二極管驅(qū)動器的電路圖。圖2為本發(fā)明發(fā)光二極管驅(qū)動器的離線控制電路的電路圖。
圖3為圖2中切換控制器的電路圖。
圖4為圖2中回饋電路的電路圖。
圖5為圖2中互導(dǎo)運算放大器的電路圖。
圖6為根據(jù)圖2中互導(dǎo)緩沖放大器的電路圖。
具體實施例方式
圖2是顯示本發(fā)明發(fā)光二極管驅(qū)動器的離線控制電路較佳實施 例的示意圖。如圖2所示，本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動器的離線控制電 路包含有切換電路50、分壓器60與回饋電路100。發(fā)光二極管71 75 與電阻器79串聯(lián)連接，發(fā)光二極管81 85與電阻器89串聯(lián)連接后再 與發(fā)光二極管7廣75、電阻器79的串聯(lián)支路進(jìn)行并聯(lián)連接。
切換電路50包含有切換控制器51與功率晶體管20，切換電路 50連接于變壓器的初級線圈的一端，切換電路50透過變壓器10在 變壓器10的次級線圈產(chǎn)生發(fā)光二極管電流。
整流器40與電容器45耦合至變壓器10的次級線圈，并依據(jù)變 壓器10的切換而產(chǎn)生輸出電壓V。。
輸出電壓V。提供給發(fā)光二極管71 75與81 85，流經(jīng)電阻器79、 89的復(fù)數(shù)發(fā)光二極管電流會產(chǎn)生復(fù)數(shù)電流回饋訊號Si SN。另外， 分壓器60具有至少二電阻器61與62,并偵測輸出電壓V。以產(chǎn)生電 壓回饋訊號Sv。電流回饋訊號Si Sw和電壓回饋訊號Sv分別輸送至 回饋電路100的輸入端，由回饋電路100偵測電流回饋訊號Si SN 和電壓回饋訊號Sv，用以產(chǎn)生回饋訊號S。并調(diào)整發(fā)光二極管之電流。 控制訊號Sc^也耦合至回饋電路100以控制發(fā)光二極管7廣75與81 85 的發(fā)光強度。
電阻器30則連接至功率晶體管20并耦合至變壓器10，電阻器 30感測變壓器10的切換電流，用以產(chǎn)生切換電流訊號Vc。
切換控制器51的電壓回饋端與回饋電路100的訊號回饋端之間 連接有光耦合器35，切換控制器51的回饋電壓VFB是透過光耦合器 35藉由回饋電路100的回饋訊號S。所產(chǎn)生，切換控制器51會依照回 饋電壓VpB與切換電流訊號Ve產(chǎn)生切換訊號V ,切換控制器51的切 換訊號V，透過功率晶體管20對變壓器10進(jìn)行切換動作。
如圖3所示，切換控制器51包含有一振蕩器(OSC) 511、 一反 相器(inverter) 512、 一觸發(fā)器(flip-flop) 513、 一與門(AND gate) 514、 一比較器519、 一提升電阻器(pull high resistor) 515、 一 電平移動晶體管(level-shift transistor) 516與二電阻器517、 518。振蕩器(0SC) 511的輸出端連接于反相器512的輸入端，反相
6器512的輸出端連接至觸發(fā)器513的控制輸入端(D端)，振蕩器(0SC) 511產(chǎn)生脈沖訊號PLS透過反相器512而耦合至觸發(fā)器513，以觸發(fā) 觸發(fā)器513，使觸發(fā)器513能夠運作。觸發(fā)器513之輸出端Q與反相 器512之輸出端連接至與門514的輸入端，以啟用切換訊號VpwM，使 切換訊號VpwM能夠運作?；仞侂妷篤pB傳送到電平移動晶體管516。提 升電阻器515連接至電平移動晶體管516提供偏壓。電阻器517與 518形成一分壓器并連接到電平移動晶體管516，用以產(chǎn)生衰減訊號， 此衰減訊號傳送到比較器519之一個輸入端，比較器519之另一個輸 入端負(fù)責(zé)接收切換電流訊號Ve,且比較器519會比較衰減訊號與切換 電流訊號V"并產(chǎn)生復(fù)位訊號RST，以透過觸發(fā)器513停用切換訊號 V ,使切換訊號VpwM無法運作。
如圖4所示，回饋電路100包括電壓回饋電路101、電流回饋電 路102和緩沖電路103。
電壓回饋電路101包含有一運算放大器110、 一電流源130與一 第一電容器91。運算放大器110具有一參考電壓V^，可與電壓回饋 訊號Sv相比較而產(chǎn)生電壓回路訊號C。wv。第一電容器91是從運算放大 器110的輸出端被耦合至接地端，以進(jìn)行頻率補償。運算放大器IIO 為——禾中互導(dǎo)運算放大器 (trans—conductance operational amplifier)。
電流回饋電路102具有復(fù)數(shù)運算放大器120 129、電流源140與 一第二電容器92。運算放大器120 129之正輸入端具有一臨界電流 VT1，運算放大器120 129之負(fù)輸入端分別感測電流回饋訊號SrSN， 并根據(jù)發(fā)光二極管的最大電流產(chǎn)生電流回路訊號C。MI。第二電容器92 是從運算放大器120 129之輸出端耦合至接地端，以進(jìn)行頻率補償。 運算放大器120 129為一種互導(dǎo)運算放大器并相互并聯(lián)。
緩沖電路103包含有二緩沖放大器150、 160與一電流源180。 緩沖放大器150與緩沖放大器160并聯(lián)連接，并根據(jù)電壓回路訊號 C。Mv與電流回路訊號Gm產(chǎn)生回饋訊號S。。而回饋訊號S。透過光耦合器 35耦合至切換電路50，以控制發(fā)光二極管的最大電壓與最大電流。
電流源135乃透過開關(guān)137耦合至分壓器60，并接收電壓回饋 訊號Sv。而控制訊號Scw控制開關(guān)137，因此，控制電流是根據(jù)控制 訊號SewT所產(chǎn)生，且控制電流的電流是由電流源135所決定的，其耦 合至分壓器60以控制跨于發(fā)光二極管的電壓。
、, R61 + R62、,
Vo =-x Vri
R62 ----------------------------------------
-(1)
、, R61 + R62 ,、 , , R61 x R62 、
V。 =-x (VRI - 1135 x-)
R62 R61 + R62---------------------------- ②
其中，Rw與R62分別為電阻器61與62之電阻值；及
1135為電流源135之電流。 圖5繪示了本發(fā)明中互導(dǎo)運算放大器110、 120 129的范例電路 圖。此電路包含復(fù)數(shù)晶體管211、 212、 220、 225、 230、 235、 240與 一電流源210。晶體管211具有耦合至晶體管212與電流源210之柵 極、耦合至電流源210之漏極、以及耦合至電壓源Vd。與晶體管212 之源極。晶體管212具有耦合至晶體管211之柵極、耦合至晶體管 220與230之漏極、以及耦合至電壓源VDD與晶體管211之源極。晶體 管220具有耦合至運算放大器的反相輸入端(inverting input terminal)之柵極、耦合至晶體管225與235之漏極、以及耦合至晶 體管212之源極。晶體管230具有耦合至運算放大器的非反相輸入端 (non-inverting input terminal)之柵極、耦合至晶體管235與 240之漏極、以及耦合至晶體管212之源極。晶體管225具有耦合至 晶體管235與220之柵極、耦合至晶體管220之漏極、以及耦合至接 地端之源極。晶體管235具有耦合至晶體管225與220之柵極、耦合 至晶體管240之漏極、以及耦合至接地端之源極。晶體管240具有耦 合至晶體管230與235之柵極、耦合至放大器之通用端COM之漏極、 以及耦合至接地端之源極。
圖6繪示了本發(fā)明互導(dǎo)緩沖放大器150與160的另一范例電路 圖。此電路包含有復(fù)數(shù)晶體管251、 252、 253、 260、 265、 270、 275、 280、 290、 一電流源250與串聯(lián)連接的一電容器281與一電阻器283。 晶體管251具有耦合至晶體管252、 253與電流源250之柵極、耦合 至電流源250之漏極、以及耦合至電壓源V。d與晶體管252、 253、 290 之源極。晶體管252具有耦合至晶體管251之柵極、耦合至晶體管 260與270之漏極、以及耦合至電壓源V。。與晶體管251、 253與290 之源極。晶體管253具有耦合至晶體管251之柵極、耦合至電阻器 283與晶體管280、 290之漏極、以及耦合至電壓源V。。與晶體管251、 252、 290之源極。晶體管260具有耦合至放大器的非反相輸入端之 柵極、耦合至晶體管265與275之漏極、以及耦合至晶體管252、 270 之源極。晶體管270具有耦合至放大器的反相輸入端之柵極、耦合至 晶體管275、 280與電容器281之漏極、以及耦合至晶體管252之源 極。晶體管265具有耦合至晶體管275與260之柵極、耦合至晶體管 260之漏極、以及耦合至接地端之源極。晶體管275具有耦合至晶體 管265與260之柵極、耦合至晶體管280與電容器281之漏極、以及 耦合至接地端之源極。晶體管280具有耦合至晶體管270、 275與電 容器281之柵極、耦合至晶體管253、 290與電阻器283之漏極、以 及耦合至接地端之源極。晶體管290具有耦合至晶體管280、 253與電阻器283之柵極、耦合至電壓源V。D與晶體管251、 252、 253之源極、以及接收回饋訊號S。之漏極。
雖然本發(fā)明以前述之較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許之更動與潤飾，因此本發(fā)明之保護范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、發(fā)光二極管驅(qū)動器的離線控制電路，用以控制復(fù)數(shù)發(fā)光二極管，其特征在于包含有一切換電路，透過一變壓器而產(chǎn)生復(fù)數(shù)發(fā)光二極管電流以提供給該些發(fā)光二極管；一分壓器，耦合至該些發(fā)光二極管，并感測跨于該些發(fā)光二極管之電壓以產(chǎn)生一電壓回饋訊號；一電壓回饋電路，耦合至該分壓器，并感測該電壓回饋訊號以產(chǎn)生一電壓回路訊號；一電流回饋電路，耦合至該些發(fā)光二極管，并感測該些發(fā)光二極管電流，于感測該些發(fā)光二極管之最大電流時產(chǎn)生一電流回路訊號；以及一緩沖電路，耦合至該電壓回饋電路與該電流回饋電路，根據(jù)該電壓回路訊號與該電流回路訊號而產(chǎn)生一回饋訊號；其中，該回饋訊號系耦合至該切換電路，以控制該些發(fā)光二極管之最大電壓與該些發(fā)光二極管之最大電流。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管驅(qū)動器的離線控制電路， 其特征在于其中該電壓回饋電路具有一參考電壓，該參考電壓與該 電壓回饋訊號進(jìn)行比較后，以產(chǎn)生該電壓回路訊號。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管驅(qū)動器的離線控制電路， 其特征在于其中該電流回饋電路系根據(jù)該些發(fā)光二極管之復(fù)數(shù)電流 回饋訊號而產(chǎn)生該電流回路訊號。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管驅(qū)動器的離線控制電路， 其特征在于其中該電流回饋電路具有一臨界電流，該臨界電流與該 些電流回饋訊號進(jìn)行比較后，以產(chǎn)生該電流回路訊號。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管驅(qū)動器的離線控制電路， 其特征在于其中該電流回饋電路包含復(fù)數(shù)運算放大器，接收該些電流回饋訊號以產(chǎn)生該電流回路訊 號；以及一第二電容器，由該些運算放大器之復(fù)數(shù)輸出端耦合至一接地端 以進(jìn)行頻率補償；其中，該些運算放大器系為一互導(dǎo)運算放大器并相互并聯(lián)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管驅(qū)動器的離線控制電路， 其特征在于其中該電壓回饋電路系接收一控制訊號以控制該些發(fā)光 二極管之發(fā)光強度。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管驅(qū)動器的離線控制電路， 其特征在于其中系根據(jù)該控制訊號而產(chǎn)生一控制電流，該控制電流系耦合至該分壓器以控制跨于該些發(fā)光二極管之該電壓。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管驅(qū)動器的離線控制電路，其特征在于其中該分壓器包含至少二電阻器。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管驅(qū)動器的離線控制電路， 其特征在于其中該電壓回饋電路包含一第一運算放大器，接收該電壓回饋訊號以產(chǎn)生該電壓回路訊 號；以及一第一電容器，由該第一運算放大器之I輸出端耦合至一接地端 以進(jìn)行頻率補償；其中，該第一運算放大器系為一互導(dǎo)運算放大器。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管驅(qū)動器的離線控制電路， 其特征在于其中該緩沖電路包含并聯(lián)的二緩沖放大器，用以分別接 收該電壓回路訊號與該電流回路訊號以產(chǎn)生該回饋訊號。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管驅(qū)動器的離線控制電路， 其特征在于其中該回饋訊號系透過一光耦合器耦合至該切換電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)光二極管驅(qū)動器的離線控制電路，包括切換電路、分壓器、電壓回饋電路，電流回饋電路和緩沖電路，藉由切換電路透過變壓器而產(chǎn)生復(fù)數(shù)發(fā)光二極管電流，利用電壓回饋電路根據(jù)跨于發(fā)光二極管之電壓來產(chǎn)生電壓回路訊號，電流回饋電路感測復(fù)數(shù)發(fā)光二極管電流并根據(jù)發(fā)光二極管之最大電流來產(chǎn)生電流回路訊號，緩沖電路根據(jù)電壓回路訊號與電流回路訊號而產(chǎn)生回饋訊號，且回饋訊號透過光耦合器耦合至切換電路，藉以控制發(fā)光二極管的最大電壓與最大電流，從而延長發(fā)光二極管的使用壽命。
文檔編號H05B37/02GK101521967SQ20081008119
公開日2009年9月2日 申請日期2008年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月3日
發(fā)明者楊大勇 申請人:崇貿(mào)科技股份有限公司