專利名稱：發(fā)光二極管串的驅(qū)動(dòng)電路和用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管串的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及發(fā)光二極管(LED)的驅(qū)動(dòng)，更具體地說，本發(fā)明涉及高壓LED 的驅(qū)動(dòng)。
背景技術(shù)：
LED由于具有高發(fā)光亮度、長(zhǎng)使用壽命等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于照明場(chǎng)合。在電視機(jī) 和大面板照明中，通常需要用到幾百個(gè)LED。在保持低成本的同時(shí)，如何高效地驅(qū)動(dòng)這么多 LED成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的熱點(diǎn)。隨著燈散射技術(shù)的提高，如今全部LED均可以被放置在面板邊緣，來達(dá)到良好的 背光照明。目前，在電視機(jī)照明場(chǎng)合，一般采用多串LED并聯(lián)連接的方式來提供照明，如將 4串或6串LED并聯(lián)。通常驅(qū)動(dòng)一個(gè)LED串所需電壓比較高，如幾百伏電壓。例如，當(dāng)一個(gè) LED串上有150個(gè)LED時(shí)，所需的驅(qū)動(dòng)電壓為525V。圖1為提供如前所述高壓用以驅(qū)動(dòng)LED串的現(xiàn)有技術(shù)。電路前級(jí)采用一個(gè)隔離直 流_直流(DC-DC)變換器10。隔離DC-DC變換器10的輸入信號(hào)Vbus通常為一經(jīng)過整流的 交流線電壓信號(hào)或者功率因數(shù)校正(PFC)電路的輸出信號(hào)。DC-DC變換器10提供一低壓 Vcc用以給后級(jí)控制電路供電。同時(shí)，隔離DC-DC變換器10提供一相對(duì)高壓信號(hào)Vsl，該信 號(hào)Vsl作為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)器組的輸入信號(hào)。在圖1中，各個(gè)LED驅(qū)動(dòng)器，即模塊1、模塊2、……、 模塊n，均采用典型升壓(Boost)變換器。即各boost變換器均包括開關(guān)S1、二極管D1、電 感L1、輸入電容Cil和輸出電容C。lt) 一金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)Sdi與LED串串 聯(lián)耦接，用以提供快速脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)光。一電阻Rsl與該MOSFET Sdi串聯(lián)耦接，用以在 MOSFET Sdi導(dǎo)通時(shí)，采樣流過LED串的電流。然而，該現(xiàn)有技術(shù)存在一些缺點(diǎn)。boost變換器接收高壓，使得開關(guān)S1和二極管D1 的耐壓需要高于LED串的驅(qū)動(dòng)電壓(如幾百伏)。例如，當(dāng)LED串串聯(lián)150個(gè)LED時(shí)，開關(guān) S1和二極管D1的耐壓至少為600V。另外，高壓二極管D1存在嚴(yán)重的反向恢復(fù)問題，這降低 了系統(tǒng)的效率。在該現(xiàn)有技術(shù)中，開關(guān)頻率不能被設(shè)置為高頻，從而不能減小無源器件(如 電感L1、輸入電容Cil、輸出電容CJ的尺寸。如圖1所示，輸入信號(hào)Vbus經(jīng)由兩級(jí)(隔離 DC-DC變換器10和boost變換器)后被轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)ED串的驅(qū)動(dòng)電壓，從而降低了系統(tǒng)效率。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)或者多個(gè)問題，本發(fā)明的目的是提出一種用于驅(qū)動(dòng)LED的 高壓驅(qū)動(dòng)電路。提出了一種用于發(fā)光二極管串的驅(qū)動(dòng)電路，包括第一直流_直流變換器，用以接 收輸入信號(hào)，根據(jù)所述輸入信號(hào)提供至少第一轉(zhuǎn)換信號(hào)和第二轉(zhuǎn)換信號(hào)；第二直流-直流 變換器，接收所述第一轉(zhuǎn)換信號(hào)，并根據(jù)所述第一轉(zhuǎn)換信號(hào)提供調(diào)節(jié)信號(hào)；其中通過所述第 二轉(zhuǎn)換信號(hào)和所述調(diào)節(jié)信號(hào)來驅(qū)動(dòng)所述發(fā)光二極管串。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第一直流_直流變換器為隔離直流_直流變換器。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第二直流_直流變換器為升壓變換器或壓降變換器或 升_降壓變換器。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第二直流-直流變換器包括功率開關(guān)和二極管，所述 功率開關(guān)和二極管的耐壓能力小于第二轉(zhuǎn)換信號(hào)與調(diào)節(jié)信號(hào)的電壓和。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第二直流-直流變換器包括調(diào)光開關(guān)，與所述發(fā)光二 極管串串聯(lián)耦接；電流采樣電阻器，與所述調(diào)光開關(guān)串聯(lián)耦接。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述輸入信號(hào)為經(jīng)過整流的交流信號(hào)或功率因數(shù)校正電路 的輸出信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述調(diào)節(jié)信號(hào)被反饋至第一直流-直流變換器，所述第一 直流_直流變換器調(diào)節(jié)所述第二轉(zhuǎn)換信號(hào)，以最小化所述調(diào)節(jié)信號(hào)。在本發(fā)明的另一方面，提出了一種用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管串的系統(tǒng)，包括第一直 流-直流變換器，根據(jù)至少一個(gè)輸入信號(hào)提供至少第一轉(zhuǎn)換信號(hào)和第二轉(zhuǎn)換信號(hào)；多個(gè)第 二直流_直流變換器，每個(gè)第二直流_直流變換器根據(jù)所述第一轉(zhuǎn)換信號(hào)各自提供一調(diào)節(jié) 信號(hào)；多個(gè)發(fā)光二極管串，每個(gè)發(fā)光二極管串耦接至所述第一直流-直流變換器，以接收所 述第二轉(zhuǎn)換信號(hào)；并耦接至相應(yīng)第二直流-直流變換器，用以接收所述調(diào)節(jié)信號(hào)；其中，通 過所述第二轉(zhuǎn)換信號(hào)和所述調(diào)節(jié)信號(hào)的組合來驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)發(fā)光二極管串。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第一直流_直流變換器為隔離直流_直流變換器。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第二直流-直流變換器為升壓變換器、壓降變換器、 升_降壓變換器或者三者的任意組合。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第二直流-直流變換器包括功率開關(guān)和二極管，所述 功率開關(guān)和二極管的耐壓能力小于第二轉(zhuǎn)換信號(hào)與調(diào)節(jié)信號(hào)的電壓和。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括調(diào)光開關(guān)電路，所述調(diào)光開關(guān)電路包 括N個(gè)開關(guān)，其中每個(gè)開關(guān)與一個(gè)發(fā)光二極管串串聯(lián)耦接；電流采樣電阻電路，所述電流采 樣電阻電路包括N個(gè)電阻器，其中每個(gè)電阻器與一個(gè)調(diào)光開關(guān)串聯(lián)耦接。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述輸入信號(hào)為經(jīng)過整流的交流信號(hào)或功率因數(shù)校正電路 的輸出信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括最小值檢測(cè)器，用以反饋所述調(diào)節(jié)信號(hào) 的最小值至所述第一直流_直流變換器。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第一直流_直流變換器根據(jù)所述調(diào)節(jié)信號(hào)的最小值調(diào) 節(jié)第二轉(zhuǎn)換信號(hào)。利用上述方案，大大提高了 LED驅(qū)動(dòng)效率。另外，無源元件的尺寸可以大大減小。


圖1示出現(xiàn)有技術(shù)高壓LED驅(qū)動(dòng)電路。圖2a示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的高壓LED驅(qū)動(dòng)電路100。圖2b示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的高壓LED驅(qū)動(dòng)電路200。圖3示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的高壓LED驅(qū)動(dòng)電路300。圖4示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的高壓LED驅(qū)動(dòng)電路400。圖5示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的高壓LED驅(qū)動(dòng)電路500。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的高壓LED驅(qū)動(dòng)電路600。圖7示出根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的高壓LED驅(qū)動(dòng)電路700。圖8示出根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的高壓LED驅(qū)動(dòng)電路800。圖9示出根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的高壓LED驅(qū)動(dòng)電路900。圖10示出根據(jù)本發(fā)明第十實(shí)施例的高壓LED驅(qū)動(dòng)電路1000。圖11示出根據(jù)本發(fā)明第i^一實(shí)施例的高壓LED驅(qū)動(dòng)電路1100。圖12示出根據(jù)本發(fā)明第十二實(shí)施例的高壓LED驅(qū)動(dòng)電路1200。
具體實(shí)施例方式參看圖2a，為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的高壓LED驅(qū)動(dòng)電路100，其為本發(fā)明的第 一實(shí)施例。如圖2a所示，電路100包括隔離DC-DC變換器101，即第一直流-直流變換器， 用以接收輸入信號(hào)VBUS。輸入信號(hào)Vbus通常為經(jīng)過整流的交流線電壓或PFC電路的輸出信 號(hào)。在本實(shí)施例中，隔離DC-DC變換器101輸出3個(gè)電壓級(jí)別第一電壓級(jí)別V_L1、第二電 壓級(jí)別V_L2和第三電壓級(jí)別V_L3。其中第一電壓級(jí)別V_L1、第二電壓級(jí)別V_L2和第三電 壓級(jí)別V_L3的電壓值可以為正、負(fù)或者零值。其中信號(hào)Vin = V_L2-V_L3為隔離DC-DC變 換器101輸出的第一轉(zhuǎn)換信號(hào)，該信號(hào)Vin同時(shí)也是電路100所有后級(jí)非隔離DC-DC變換器 102! 102n(即第二直流-直流變換器)的輸入信號(hào)，其中η表示非隔離DC-DC變換器的 個(gè)數(shù)，即LED串的數(shù)量。信號(hào)Vin的電壓值可以為正或者負(fù)。每個(gè)非隔離DC-DC變換器102x 調(diào)節(jié)并輸出相應(yīng)的輸出直流電壓-V。x(調(diào)節(jié)信號(hào)或調(diào)壓信號(hào))，其中χ為1 η之間的自然 數(shù)。相對(duì)于第二電壓級(jí)別V_L2，-V0X為負(fù)值。在本實(shí)施例中，第1串LED串String #1的驅(qū) 動(dòng)信號(hào)為(VC+VJ，第χ串LED串String #x的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為(Vc+V。x)，其中Vc = V_L1_V_L2， 為隔離DC-DC變換器101輸出的第二轉(zhuǎn)換信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，Vc為驅(qū)動(dòng)電壓的主 要部分，它可大于，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于V。x。圖2b示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的高壓LED驅(qū)動(dòng)電路200，其為本發(fā)明的第二 實(shí)施例。電路200與圖2a所示電路100相同的部分采用相似的附圖標(biāo)記，與電路100不同 的是，相對(duì)于電路100，電路200的各LED串String #x反相耦接。即圖2a所示電路100中， LED串String #x的LED陽極耦接至電壓軌，即第一電壓級(jí)別V_L1，其陰極耦接至相應(yīng)非隔 離DC-DC變換器102x的參考地；而圖2b所示電路200中，LED串String #x的LED陰極耦 接至電壓軌，其陽極耦接至相應(yīng)非隔離DC-DC變換器202x的參考地。對(duì)于以上兩種耦接方 式，各個(gè)LED串String #x均由信號(hào)Vc和信號(hào)V。x—起驅(qū)動(dòng)。其中信號(hào)Vc為第一直流-直 流變換器輸出的第一轉(zhuǎn)換信號(hào)；信號(hào)V。x由相應(yīng)的非隔離DC-DC變換器202x (第二直流-直 流變換器)調(diào)節(jié)。各非隔離DC-DC變換器202x可以為升壓、降壓、升-降壓變換器或者三 者的任意組合，如 buck、boost、buck-boost、cuk、 sepic、zeta 等等。圖3示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的高壓LED驅(qū)動(dòng)電路300，其為本發(fā)明的第三 實(shí)施例。電路300中，非隔離DC-DC變換器302x采用buck變換器，例如非隔離DC-DC變換 器302i是由功率開關(guān)Sp電感Li、輸出電容Ctjl、二極管D1如圖所示耦接而組成的典型buck 電路。其中輸出電容Ctjl兩端電壓為非隔離DC-DC變換器302i輸出的調(diào)節(jié)信號(hào)Vtjl的電壓。 電路300與電路100和電路200的相同部分采用相似的附圖標(biāo)記，為敘述簡(jiǎn)明，這里不再詳 述各個(gè)部件的具體連接方式。
電容Cil為非隔離DC-DC變換器302i的輸入電容，用以對(duì)非隔離DC-DC變換器 的輸入電壓Vin進(jìn)行濾波；MOSFET Sm為調(diào)光開關(guān)，與LED串串聯(lián)耦接，用以對(duì)相應(yīng)LED串 String #1進(jìn)行調(diào)光；電阻Rsi為電流采樣電阻，與調(diào)光開關(guān)Sdi串聯(lián)耦接，用以采樣流過相 應(yīng)LED串的電流；控制電路，用以根據(jù)電流采樣電阻Rsi反映的LED串的電流，提供功率驅(qū)動(dòng) 信號(hào)Dki至功率開關(guān)S1,提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)Dimi至調(diào)光開關(guān)Sdi ；控制電路的Vss端耦接至非隔離 變換器302i的參考地。在此實(shí)施例中，施加于功率開關(guān)S1上的電壓為非隔離DC-DC變換器 302i的輸入信號(hào)Vin的電壓值，即第一直流-直流變換器輸出的第一轉(zhuǎn)換信號(hào)的電壓值。其 中 V_L1 = VC+Vin, V_L2 = Vin, V_L3 = 0。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，非隔離DC-DC變換器包括功率開關(guān)和二極管，功率開 關(guān)和二極管的耐壓能力小于第二轉(zhuǎn)換信號(hào)與調(diào)節(jié)信號(hào)的電壓和。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，調(diào)光開關(guān)Sdi SDn構(gòu)成了調(diào)光開關(guān)電路，每個(gè)調(diào)光開關(guān) 與一個(gè)相應(yīng)的LED串串聯(lián)連接。電阻RSl RSn構(gòu)成了電流采樣電路，每個(gè)電阻與一個(gè)調(diào) 光開關(guān)串聯(lián)連接。當(dāng)功率開關(guān)S1被導(dǎo)通時(shí)，非隔離DC-DC變換器302i的輸入信號(hào)經(jīng)由輸出電容Q、 電感L1、功率開關(guān)S1后被轉(zhuǎn)化為非隔離DC-DC變換器302的輸出信號(hào)V。1;即調(diào)節(jié)信號(hào)；當(dāng)功 率開關(guān)S1被斷開時(shí)，輸出電容Q、電感L1和二極管D1形成電流回路。因此，非隔離DC-DC 變換器302i輸出的調(diào)節(jié)信號(hào)的大小Vtjl由功率開關(guān)S1的占空比決定。當(dāng)調(diào)光開關(guān)Sdi被導(dǎo) 通時(shí)，流經(jīng)采樣電阻Rsi的電流即為流經(jīng)LED串String #1的電流。因此，流經(jīng)LED串的電 流可通過控制流經(jīng)采樣電阻Rsi的電流得到控制，而LED串的調(diào)光可通過控制調(diào)光開關(guān)Sdi 的占空比實(shí)現(xiàn)。上面針對(duì)LED串String #1的描述同樣適用于其他的LED串String #2 η。圖4示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的高壓LED驅(qū)動(dòng)電路400，其為本發(fā)明的第四實(shí) 施例。電路400中，非隔離DC-DC變換器402!￡采用升壓(boost)變換器，例如非隔離DC-DC 變換器402i是由功率開關(guān)S1、電感L1、輸出電容Ctjl、二極管D1如圖所示耦接而組成的典型 boost電路。其中輸出電容Ctjl兩端信號(hào)為非隔離DC-DC變換器4021輸出的調(diào)節(jié)信號(hào)V。lt) 電路400與電路300相同部分采用相似的附圖標(biāo)記，為敘述簡(jiǎn)明，這里不再詳述各個(gè)部件間 的連接關(guān)系。在本實(shí)施例中，施加于功率開關(guān)S1上的電壓為非隔離DC-DC變換器402i輸出 的調(diào)節(jié)信號(hào)Vtjl的電壓值，其中V_L1 = VC, V_L2 = 0，V_L3 = Vin。與圖3所示電路300相 仿，非隔離DC-DC變換器402i的輸出電壓由功率開關(guān)S1的占空比決定，流經(jīng)LED串的電流 通過控制流經(jīng)采樣電阻Rsi的電流得到控制，而LED串的調(diào)光可通過控制調(diào)光開關(guān)Sdi的占 空比實(shí)現(xiàn)。同樣，上面針對(duì)LED串String #1的描述同樣適用于其他的LED串String #2 η。圖5示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的高壓LED驅(qū)動(dòng)電路500，其為本發(fā)明的第五實(shí) 施例。電路500的結(jié)構(gòu)與圖2a所示電路100相似，非隔離DC-DC變換器502x采用升-降壓 (buck-boost)變換器。在此實(shí)施例中，以非隔離DC-DC變換器502i為例，施加于功率開關(guān)S1 上的電壓為ViJVtjl ；其中Vin為非隔離DC-DC變換器502i的輸入信號(hào)，即第一轉(zhuǎn)換信號(hào)，V0l 為非隔離DC-DC變換器502x輸出的調(diào)節(jié)信號(hào)Vtjl，其中V_L1 = Vc, V_L2 = 0，V_L3 = Vin.圖6示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的高壓LED驅(qū)動(dòng)電路600，其為本發(fā)明的第六實(shí) 施例。電路600的結(jié)構(gòu)與圖2b所示電路200相似，非隔離DC-DC變換器602x采用buck變換器。在本實(shí)施例中，施加于功率開關(guān)S1上的電壓為為非隔離DC-DC變換器輸入信 號(hào)Vin的電壓值，即第一轉(zhuǎn)換信號(hào)的電壓值。其中V_L1 = Vc, V_L2 = 0，V_L3 = Vin。上面 針對(duì)LED串String #1的描述同樣適用于其他的LED串String #2 η。圖7示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的高壓LED驅(qū)動(dòng)電路700，其為本發(fā)明的第七實(shí) 施例。電路700的結(jié)構(gòu)與圖2b所示電路200相似，非隔離DC-DC變換器702x采用boost變 換器。在本實(shí)施例中，以非隔離DC-DC變換器702i為例，施加于功率開關(guān)S1上的電壓為非 隔離DC-DC變換器702!的輸出信號(hào)V01的電壓值，其中V_L1 = Vc, V_L2 = 0，V_L3 = Vin0圖8示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的高壓LED驅(qū)動(dòng)電路800，其為本發(fā)明的第八實(shí) 施例。電路800的結(jié)構(gòu)與圖2b所示電路200相似，非隔離DC-DC變換器802x采用buck-boost 變換器。在本實(shí)施例中，以非隔離DC-DC變換器802i為例，施加于功率開關(guān)S1上的電壓為 vin+v0l ；其中Vin為非隔離DC-DC變換器802i的輸入信號(hào)，Vtjl為非隔離DC-DC變換器Si^1輸 出的調(diào)節(jié)信號(hào)V01，其中V—L1 = VC,V_L2 = 0，V_L3 = Vin0上面針對(duì)LED串String #1的描 述同樣適用于其他的LED串String #2 η。前述各高壓驅(qū)動(dòng)電路保持現(xiàn)有技術(shù)高壓驅(qū)動(dòng)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，相比于現(xiàn)有技術(shù)，其還 具有以下一個(gè)或多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，LED串的驅(qū)動(dòng)電壓為Vc+V。x。其中\(zhòng)為主要部 分，即Vc的電壓值遠(yuǎn)大于V。x的電壓值。因此，大部分功率轉(zhuǎn)換只需從輸入信號(hào)Vbus經(jīng)過一級(jí) 轉(zhuǎn)換，即只要經(jīng)過隔離DC-DC變換器101 901即可完成。此外，隔離DC-DC變換器101 901通常被設(shè)計(jì)為采用軟開關(guān)技術(shù)，因此，大大提高了 LED驅(qū)動(dòng)效率。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，由于LED的驅(qū)動(dòng)電壓為Ve+V。x，非隔離DC-DC變 換器102x 902x只需調(diào)節(jié)其相應(yīng)的輸出信號(hào)V。x，即只有LED驅(qū)動(dòng)電壓的一小部分需要從 輸入信號(hào)Vbus后經(jīng)由兩級(jí)電路(第一直流-直流變換器和第二直流-直流變換器)的調(diào)節(jié)。 因此，相應(yīng)無源元件的尺寸可以大大減小。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，施加于非隔離DC-DC變換器102x 902x功率開 關(guān)S1上的電壓大大減小。因此，功率開關(guān)可被集成，相應(yīng)二極管的反向恢復(fù)問題得到解決， 從而顯著提高效率。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，非隔離DC-DC變換器102x 902x可運(yùn)行于更高 的開關(guān)頻率，從而進(jìn)一步減小無源元件的尺寸。進(jìn)一步的，對(duì)圖2a所示電路100和圖2b所示電路200做一定調(diào)整，可得到如圖9 所示的高壓LED驅(qū)動(dòng)電路900，其為本發(fā)明的第九實(shí)施例。在圖2a所示電路100和圖2b所 示電路200中，LED串的驅(qū)動(dòng)電壓為Ve+V。x，并且Ve與V。x無關(guān)。而在圖9所示電路900中， 后級(jí)非隔離變換電路902x輸出信號(hào)V。x的最小值Vtoxmin通過最小值檢測(cè)器903反饋至前級(jí) 隔離變換電路901中。相應(yīng)的，前級(jí)隔離變換電路901調(diào)節(jié)其輸出電壓V。，從而保持V。x& 最小值Vtoxmin為一特定值(如系統(tǒng)設(shè)定值)。當(dāng)所有LED串均被關(guān)閉，前級(jí)隔離變換電路 901將根據(jù)自身的參考值調(diào)節(jié)其輸出信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的這種電路結(jié)構(gòu)具有如下所 述的更多優(yōu)點(diǎn)最小化非隔離DC-DC變換器轉(zhuǎn)換的功率，從而充分利用V。來驅(qū)動(dòng)LED串；非 隔離DC-DC變換器只需調(diào)節(jié)不同LED串間的不匹配驅(qū)動(dòng)電壓，從而進(jìn)一步降低施加于功率 開關(guān)的電壓，并進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換效率。進(jìn)一步地，前述高壓驅(qū)動(dòng)電路100 900的輸入信號(hào)并不限制于一個(gè)輸入信號(hào)Vbus，其也可以有2個(gè)以上的輸入信號(hào)，如圖10所示高壓驅(qū)動(dòng)電路1000，其為基于圖2a所 示電路100基礎(chǔ)上的本發(fā)明的第十實(shí)施例。如圖10所示，電路1000具有兩個(gè)輸入信號(hào)，第 一輸入信號(hào)Vbusi和第二輸入信號(hào)VBUS2。其中第一輸入信號(hào)Vbusi用于提供至第一前級(jí)隔離 DC-DC變換器IOOl1，第二輸入信號(hào)Vbus2用于提供至第二前級(jí)隔離DC-DC變換器10012。第 一前級(jí)隔離DC-DC變換器10011的輸出信號(hào)為Vc，用以部分驅(qū)動(dòng)LED串String #1 LED 串Stringita ；第二前級(jí)隔離DC-DC變換器IOOl2的輸出信號(hào)為Vin，用以提供至后級(jí)非隔離 DC-DC變換器1002x。電路1000與電路100相同部分采用相似的附圖標(biāo)記，為敘述簡(jiǎn)明，這 里不再詳述其他各個(gè)部件間的連接關(guān)系。進(jìn)一步地，若系統(tǒng)沒有隔離要求，V。可以直接是輸入信號(hào)Vbus，如圖11所示高壓驅(qū) 動(dòng)電路1100，其為基于圖2a電路100基礎(chǔ)上的本發(fā)明的第十一實(shí)施例。此實(shí)施例中，輸入 信號(hào)Vbus—方面作為Vc，用以部分驅(qū)動(dòng)LED串String #1 LED串String #n ；另一方面，輸 入信號(hào)Vbus經(jīng)過前級(jí)隔離DC-DC變換器1101后，被轉(zhuǎn)換為后級(jí)非隔離DC-DC變換器1102x 的輸入信號(hào)Vin。電路1100與電路100相同部分采用相似的附圖標(biāo)記，為敘述簡(jiǎn)明，這里不 再詳述其他各個(gè)部件間的連接關(guān)系。當(dāng)然，若系統(tǒng)沒有隔離要求，輸入信號(hào)Vbus可以直接被提供至后級(jí)非隔離DC-DC變 換器，作為其輸入信號(hào)Vin，如圖12所示高壓驅(qū)動(dòng)電路1200，其為基于圖2a電路100基礎(chǔ)上 的本發(fā)明的第十二實(shí)施例。此實(shí)施例中，輸入信號(hào)Vbus —方面作為后級(jí)非隔離DC-DC變換 器1202x的輸入信號(hào)；另一方面，輸入信號(hào)Vbus經(jīng)過前級(jí)隔離DC-DC變換器1201后，被轉(zhuǎn)換 為信號(hào)Vc，用以部分驅(qū)動(dòng)LED串String#l LED串String #n。電路1200與電路100相 同部分采用相似的附圖標(biāo)記，為敘述簡(jiǎn)明，這里不再詳述其他各個(gè)部件間的連接關(guān)系。前述第一直流-直流變換器均為隔離DC-DC變換器，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn) 識(shí)到，若系統(tǒng)沒有隔離要求，第一直流_直流變換器也可為非隔離的DC-DC變換器。為敘述 簡(jiǎn)明，這里不再詳述當(dāng)?shù)谝恢绷鱛直流變換器為非隔離DC-DC變換器情況下的電路工作。更進(jìn)一步地，上述圖9 圖12所示電路900 電路1200為基于圖2a所示電路 100做的改進(jìn)，其也可以基于圖2b所示電路200做同樣改進(jìn)，為敘述簡(jiǎn)明，這里不再詳述。需要聲明的是，上述發(fā)明內(nèi)容及具體實(shí)施方式
意在證明本發(fā)明所提供技術(shù)方案的 實(shí)際應(yīng)用，不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的精神和原理 內(nèi)，當(dāng)可作各種修改、等同替換、或改進(jìn)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以所附權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
用于發(fā)光二極管串的驅(qū)動(dòng)電路，包括第一直流 直流變換器，用以接收輸入信號(hào)，根據(jù)所述輸入信號(hào)提供至少第一轉(zhuǎn)換信號(hào)和第二轉(zhuǎn)換信號(hào)；第二直流 直流變換器，接收所述第一轉(zhuǎn)換信號(hào)，并根據(jù)所述第一轉(zhuǎn)換信號(hào)提供調(diào)節(jié)信號(hào)；其中通過所述第二轉(zhuǎn)換信號(hào)和所述調(diào)節(jié)信號(hào)來驅(qū)動(dòng)所述發(fā)光二極管串。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其中所述第一直流_直流變換器為隔離直流_直流 變換器。
3.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其中所述第二直流-直流變換器為升壓變換器或壓 降變換器或升_降壓變換器。
4.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其中所述第二直流-直流變換器包括功率開關(guān)和二 極管，所述功率開關(guān)和二極管的耐壓能力小于第二轉(zhuǎn)換信號(hào)與調(diào)節(jié)信號(hào)的電壓和。
5.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其中所述第二直流-直流變換器包括調(diào)光開關(guān)，與所述發(fā)光二極管串串聯(lián)耦接；電流采樣電阻器，與所述調(diào)光開關(guān)串聯(lián)耦接。
6.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其中所述輸入信號(hào)為經(jīng)過整流的交流信號(hào)或功率因 數(shù)校正電路的輸出信號(hào)。
7.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其中所述調(diào)節(jié)信號(hào)被反饋至第一直流_直流變換器， 所述第一直流_直流變換器調(diào)節(jié)所述第二轉(zhuǎn)換信號(hào)，以最小化所述調(diào)節(jié)信號(hào)。
8.用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管串的系統(tǒng)，包括第一直流_直流變換器，根據(jù)至少一個(gè)輸入信號(hào)提供至少第一轉(zhuǎn)換信號(hào)和第二轉(zhuǎn)換信號(hào)；多個(gè)第二直流_直流變換器，每個(gè)第二直流_直流變換器根據(jù)所述第一轉(zhuǎn)換信號(hào)各自 提供一調(diào)節(jié)信號(hào)；多個(gè)發(fā)光二極管串，每個(gè)發(fā)光二極管串耦接至所述第一直流-直流變換器，以接收所 述第二轉(zhuǎn)換信號(hào)；并耦接至相應(yīng)第二直流-直流變換器，用以接收所述調(diào)節(jié)信號(hào)；其中通過所述第二轉(zhuǎn)換信號(hào)和所述調(diào)節(jié)信號(hào)的組合來驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)發(fā)光二極管串。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述第一直流-直流變換器為隔離直流_直流變換ο
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述第二直流-直流變換器為升壓變換器、壓降變 換器、升_降壓變換器或者三者的任意組合。
11.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述第二直流-直流變換器包括功率開關(guān)和二極 管，所述功率開關(guān)和二極管的耐壓能力小于第二轉(zhuǎn)換信號(hào)與調(diào)節(jié)信號(hào)的電壓和。
12.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括調(diào)光開關(guān)電路，所述調(diào)光開關(guān)電路包括N個(gè)開關(guān)，其中每個(gè)開關(guān)與一個(gè)發(fā)光二極管串 串聯(lián)耦接；電流采樣電阻電路，所述電流采樣電阻電路包括N個(gè)電阻器，其中每個(gè)電阻器與一個(gè) 調(diào)光開關(guān)串聯(lián)耦接。
13.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述輸入信號(hào)為經(jīng)過整流的交流信號(hào)或功率因數(shù) 校正電路的輸出信號(hào)。
14.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括最小值檢測(cè)器，用以反饋所述調(diào)節(jié)信號(hào)的最 小值至所述第一直流_直流變換器。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述第一直流-直流變換器根據(jù)所述調(diào)節(jié)信號(hào)的最小值調(diào)節(jié)第二轉(zhuǎn)換信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種發(fā)光二極管串的驅(qū)動(dòng)電路和用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管串的系統(tǒng)。該驅(qū)動(dòng)電路和系統(tǒng)包括第一直流-直流變換器和第二直流-直流變換器。其中第一直流-直流變換器接收輸入信號(hào)，根據(jù)輸入信號(hào)提供第一轉(zhuǎn)換信號(hào)和第二轉(zhuǎn)換信號(hào)；第二直流-直流變換器根據(jù)第一轉(zhuǎn)換信號(hào)提供調(diào)節(jié)信號(hào)；其中所述第二轉(zhuǎn)換信號(hào)和所述調(diào)節(jié)信號(hào)用以驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管串。本發(fā)明的方案提高了LED驅(qū)動(dòng)效率。
文檔編號(hào)H05B37/02GK101932171SQ20101020862
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月19日
發(fā)明者姚凱衛(wèi) 申請(qǐng)人:成都芯源系統(tǒng)有限公司