專利名稱：發(fā)光二極管均流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于一種發(fā)光二極管均流裝置，尤指一種以電容性單元達(dá)到發(fā)光二極管均流的發(fā)光二極管均流裝置。
背景技術(shù)：
由于發(fā)光二極管的制程誤差，發(fā)光二極管之間的導(dǎo)通閾電壓會(huì)有差異，尤其當(dāng)多顆發(fā)光二極管串聯(lián)時(shí)，每一串發(fā)光二極管的導(dǎo)通閾電壓的差異量會(huì)隨之?dāng)U大。因此，以同一電壓源同時(shí)驅(qū)動(dòng)多串發(fā)光二極管時(shí)，必須補(bǔ)償發(fā)光二極管串之間的驅(qū)動(dòng)電壓差異，使得發(fā)光二極管串的驅(qū)動(dòng)電流能達(dá)到一致。請(qǐng)參見圖1，為韓國(guó)三星電子所提出均流裝置之電路示意圖。一切換式供電系統(tǒng)(Switching Mode Power Supply)包含兩切換開關(guān)S1、S2、一諧振電容Ca、一變壓器、整流二極管D1-D12、均流電容Cbl、Cb2、Cb3、穩(wěn)壓電容C1-C6，用以將一輸入電流轉(zhuǎn)換成一交流電流并經(jīng)整流二極管D1-D12、穩(wěn)壓電容C1-C6整流穩(wěn)壓后驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管Ldl-Ld6。其中變壓器包含一初級(jí)側(cè)線圈LI以及三個(gè)二次側(cè)線圈L21、L22、L23，而均流電容Cbl、Cb2、Cb3耦接對(duì)應(yīng)的二次側(cè)線圈L21、L22、L23，以平衡每一二次側(cè)線圈所驅(qū)動(dòng)的兩發(fā)光二極管之阻抗之差。電容的阻抗系由操作頻率及電容值來決定。上述均流裝置的均流電容Cbl、Cb2、Cb3的阻抗會(huì)設(shè)計(jì)成遠(yuǎn)大于發(fā)光二極管Ldl-Ld6的阻抗，使發(fā)光二極管Ldl-Ld6的阻抗差異幾乎不影響其電流而達(dá)到均流效果。然而，這樣的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，仍然會(huì)面臨一些問題。第一，發(fā)光二極管Ldl-Ld6的電流無法確實(shí)均流在期望的電流值。均流電容Cbl、Cb2、Cb3的阻抗本身有會(huì)有誤差，而且也會(huì)受操作溫度等的影響，所以實(shí)際上電流仍有誤差。而且實(shí)際操作頻率的不同，也會(huì)影響發(fā)光二極管Ldl-Ld6的電流大小。第二，變壓器的二次側(cè)電流在整流前為一弦波且會(huì)根據(jù)切換開關(guān)S1、S2的周期性切換而有周期性變化。就算經(jīng)過穩(wěn)壓電容C1-C6整流穩(wěn)壓，二次側(cè)線圈L21、L22、L23直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管Ldl_Ld6發(fā)光時(shí)，由于發(fā)光二極管Ldl-Ld6的另一端(接地端)為低阻抗，發(fā)光二極管Ldl-Ld6的驅(qū)動(dòng)電流還是會(huì)產(chǎn)生周期性變化(電流紋波)。第三，發(fā)光二極管Ldl-Lde的調(diào)光可透過關(guān)斷切換開關(guān)S1、S2以停止切換式供電系統(tǒng)進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換來達(dá)成。然而，當(dāng)切換開關(guān)S1、S2被關(guān)斷，發(fā)光二極管Ldl-Ld6仍會(huì)因?yàn)樽儔浩?、均流電容Cbl、Cb2、Cb3以及穩(wěn)壓電容C1-C6所儲(chǔ)存的能量而延后停止發(fā)光之時(shí)點(diǎn)，且這段期間發(fā)光二極管Ldl-Ld6的電流會(huì)隨時(shí)間變小而有色偏之問題。而當(dāng)切換開關(guān)S1、S2恢復(fù)切換時(shí)，因均流電容Cbl、Cb2、Cb3以及穩(wěn)壓電容C1-C6需再度儲(chǔ)能而延后開始發(fā)光之時(shí)點(diǎn)，且這段期間發(fā)光二極管Ldl-Ld6的電流會(huì)隨時(shí)間變大而也會(huì)有色偏之問題。因此，這樣的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)架構(gòu)會(huì)有調(diào)光控制不精確及色偏之問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于先前技術(shù)中的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)架構(gòu)有驅(qū)動(dòng)電流不確定、驅(qū)動(dòng)電流有紋波。本發(fā)明之發(fā)光二極管均流裝置藉由一穩(wěn)流裝置，穩(wěn)定發(fā)光二極管之總電流而達(dá)到穩(wěn)定每一發(fā)光二極管之驅(qū)動(dòng)電流之優(yōu)點(diǎn)。為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供了一種發(fā)光二極管均流裝置，包含一變壓器、兩個(gè)整流儲(chǔ)能電路、至少一電容性單元以及一穩(wěn)流裝置。變壓器具有一初級(jí)側(cè)線圈及一二次側(cè)線圈，其中二次側(cè)線圈之兩端分別耦接一發(fā)光二極管單元，以驅(qū)動(dòng)兩發(fā)光二極管單元發(fā)光。復(fù)數(shù)個(gè)整流儲(chǔ)能電路分別耦接對(duì)應(yīng)之發(fā)光二極管單元，其中每一整流儲(chǔ)能電路包含一整流單元以及一儲(chǔ)能單元，每一整流單元分別耦接對(duì)應(yīng)二次側(cè)線圈之一端，用以整流二次側(cè)線圈所提供之一電力；以及儲(chǔ)能單元耦接整流單元，以儲(chǔ)存經(jīng)整流后之電力。至少一電容性單元，耦接對(duì)應(yīng)二次側(cè)線圈，用以儲(chǔ)存一偏壓。穩(wěn)流裝置具有一共同結(jié)點(diǎn)耦接這些發(fā)光二極管單元，用以穩(wěn)定這些發(fā)光二極管單元之電流總和于一預(yù)定電流值。在另一實(shí)施例，本發(fā)明之穩(wěn)流裝置也可根據(jù)一調(diào)光信號(hào)來控制發(fā)光二極管之電流之導(dǎo)通與關(guān)斷，而避免由初次側(cè)進(jìn)行調(diào)光時(shí)的調(diào)光控制不精確及色偏之問題。在另一實(shí)施例，本發(fā)明之穩(wěn)流裝置也可以檢測(cè)儲(chǔ)能單元的電壓，以判斷電路是否異常并提供保護(hù)。因此，當(dāng)任一發(fā)光二極管有驅(qū)動(dòng)異常時(shí)，可立即進(jìn)行保護(hù)。以上的概述與接下來的詳細(xì)說明皆為示范性質(zhì)，是為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的申請(qǐng)權(quán)利要求。而有關(guān)本發(fā)明的其他目的與優(yōu)點(diǎn)，將在后續(xù)的說明與附圖加以闡述。


圖1為韓國(guó)二星電子所提出均流裝直之電路不意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明之一第一較佳實(shí)施例之發(fā)光二極管均流裝置之電路示意圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明之一第二較佳實(shí)施例之發(fā)光二極管均流裝置之電路示意圖。主要組件符號(hào)說明:先前技術(shù):切換開關(guān)S1、S2諧振電容Ca整流二極管D1-D12均流電容Cbl、Cb2、Cb3穩(wěn)壓電容C1-C6初級(jí)側(cè)線圈LI二次側(cè)線圈 L21、L22、L23發(fā)光二極管Ldl_Ld6本發(fā)明:切換式轉(zhuǎn)換電路100整流單元110a、110b、210a、210b電容性單元120、220a、220b發(fā)光二極管單元130a、130b穩(wěn)流控制器140穩(wěn)流裝置150LLC轉(zhuǎn)換控制器200下降沿觸發(fā)器202
D型鎖存器204及閘206、208計(jì)數(shù)器210或閘212重啟保護(hù)器214計(jì)數(shù)鎖住保護(hù)器216諧振脫離保護(hù)單元220掃頻單元240邏輯控制單元250電流檢測(cè)電路270諧振電路280電壓檢測(cè)裝置305控制電路352過壓比較器354欠壓比較器356或閘360計(jì)時(shí)電路365重啟保護(hù)信號(hào)Ar共同結(jié)點(diǎn)CN儲(chǔ)能單元Col_Co2電容 Cop諧振電容Cr、Ca電流檢測(cè)信號(hào)Cs計(jì)時(shí)電容Ct調(diào)光信號(hào)DM停止導(dǎo)通信號(hào)Fl晶體管M、M3切換開關(guān)Ml、M2電阻Rse、Rs變壓器T諧振電感Lr輸入電源Vin電流檢測(cè)信號(hào)Ise參考電壓信號(hào)Vr電流控制信號(hào)Gl檢測(cè)單元Z1、Z2電阻R1、R2、R3電壓源Vcc保護(hù)信號(hào)Spro
過壓參考電壓Vop欠壓參考電壓Vsh錯(cuò)誤通知信號(hào)ERR時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLK頻率電阻RT諧振脫離判斷準(zhǔn)位Vzvs指示信號(hào)SSFP反指示信號(hào)SSFN鎖住保護(hù)信號(hào)Latch輸出電壓Vol、Vo2反饋信號(hào)FB重啟信號(hào)RE
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參見圖2，為根據(jù)本發(fā)明之一第一較佳實(shí)施例之發(fā)光二極管均流裝置之電路示意圖。發(fā)光二極管均流裝置包含一切換式轉(zhuǎn)換電路100、兩個(gè)整流儲(chǔ)能電路、一電容性單元120以及一穩(wěn)流裝置150，用以驅(qū)動(dòng)兩發(fā)光二極管單元130a、130b發(fā)光。切換式轉(zhuǎn)換電路100包含一變壓器，由一初級(jí)側(cè)線圈接收一輸入電力并轉(zhuǎn)換而提供一交流電力至一二次側(cè)線圈。兩整流儲(chǔ)能電路分別包含一整流單元IlOa和一儲(chǔ)能單元Col,以及一整流單元IlOb和一儲(chǔ)能單元Co2，對(duì)應(yīng)耦接二次側(cè)線圈之兩端以整流二次側(cè)線圈所提供之交流電力并儲(chǔ)存。電容性單元120，以串聯(lián)方式耦接二次側(cè)線圈之其中一端。隨著切換式轉(zhuǎn)換電路100之切換，發(fā)光二極管單元130a、130b的電流的不一致將造成電容性單元120隨之累積電荷直至電容性單元120之一偏壓而使發(fā)光二極管單元130a、130b的電流一致為止。因此，電容性單元120之偏壓將根據(jù)發(fā)光二極管單元130a、130b于相同驅(qū)動(dòng)電流時(shí)的驅(qū)動(dòng)電壓差來決定。穩(wěn)流裝置150具有一共同結(jié)點(diǎn)以耦接發(fā)光二極管單元130a、130b，用以穩(wěn)定發(fā)光二極管單元130a、130b之電流總和于一預(yù)定電流值。電容性單元120可以補(bǔ)償發(fā)光二極管單元130a、130b在相同驅(qū)動(dòng)電流下的驅(qū)動(dòng)電壓差。而且發(fā)光二極管單元130a、130b之電流總和也被穩(wěn)定于預(yù)定電流值。因此，就算變壓器的二次側(cè)電流的周期性變化，本發(fā)明也能確保發(fā)光二極管單元130a、130b之電流穩(wěn)定。尤其，在先前技術(shù)中的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)架構(gòu)在固定驅(qū)動(dòng)功率下，只要發(fā)光二極管單元有任何發(fā)光二極管之毀損造成短路或開路，都會(huì)影響發(fā)光二極管單元的阻抗，使電流由原先之電流值變化至另一電流值，這也會(huì)造成發(fā)光二極管的發(fā)光頻譜變化而造成色偏之問題。而本發(fā)明之穩(wěn)流裝置150在上述情況還是能確保發(fā)光二極管單元130a、130b之電流穩(wěn)定而不變化，因此也沒有上述色偏之問題。本實(shí)施例之穩(wěn)流裝置150包含一晶體管M以及一穩(wěn)流控制器140。晶體管M耦接兩發(fā)光二極管單元130a、130b。一電阻Rse耦接晶體管M以檢測(cè)流經(jīng)晶體管M之一電流，而穩(wěn)流裝置150根據(jù)電阻Rse之檢測(cè)結(jié)果調(diào)整晶體管M之狀態(tài)，使流經(jīng)晶體管M之電流穩(wěn)定于預(yù)定電流值。穩(wěn)流裝置150可以額外接收一調(diào)光信號(hào)DM，以根據(jù)調(diào)光信號(hào)DM控制晶體管M之導(dǎo)通與關(guān)斷。當(dāng)晶體管M于導(dǎo)通時(shí)晶體管M之電流穩(wěn)定于預(yù)定電流值，而當(dāng)晶體管M于關(guān)斷時(shí)晶體管M之電流為零。而且晶體管M關(guān)斷時(shí)，發(fā)光二極管單元130a、130b并無電流環(huán)路，而可立即停止發(fā)光并維持儲(chǔ)能單元Col、Co2、電容性單元120以及變壓器所儲(chǔ)存之能量。而當(dāng)晶體管M再度導(dǎo)通，儲(chǔ)能單元Col、Co2、電容性單元120以及變壓器所儲(chǔ)存之能量幾乎被維持在先前的穩(wěn)定狀態(tài)使發(fā)光二極管單元130a、130b之電流立即穩(wěn)定。因此，本發(fā)明之發(fā)光二極管均流裝置具有調(diào)光控制精確之優(yōu)點(diǎn)，且調(diào)光過程也無色偏之問題。請(qǐng)參見圖3，為根據(jù)本發(fā)明之一第二較佳實(shí)施例之發(fā)光二極管均流裝置之電路示意圖。在本實(shí)施例，切換式轉(zhuǎn)換電路為一 LLC諧振電路。諧振式轉(zhuǎn)換電路包含一 LLC轉(zhuǎn)換控制器200、一電流檢測(cè)電路270以及一諧振電路280。諧振電路280具有一初級(jí)側(cè)及一二次側(cè)，初級(jí)側(cè)包含切換開關(guān)M1、M2、一變壓器T之一初級(jí)側(cè)線圈、一諧振電容Cr及一諧振電感Lr，其二次側(cè)包含變壓器T之一二次側(cè)線圈、整流單元210a、210b、電容性單元220a、220b以及儲(chǔ)能單元Col、Co2，其中整流單元210a、電容性單元220a及儲(chǔ)能單元Col耦接二次側(cè)線圈之一端，而整流單元210b、電容性單元220b及儲(chǔ)能單元Co2稱接二次側(cè)線圈之另一端，用以對(duì)二次側(cè)線圈所輸出之一電力進(jìn)行整流濾波。隨著LLC轉(zhuǎn)換控制器200之切換，發(fā)光二極管單元130a、130b的電流的不一致將造成電容性單元220a、220b隨之累積電荷直至電容性單元220a、220b之一偏壓而使發(fā)光二極管單元130a、130b的電流一致為止。因此，電容性單元220a、220b所儲(chǔ)存的偏壓會(huì)反應(yīng)相同電流下的發(fā)光二極管單元130a、130b的電流的驅(qū)動(dòng)電壓差。諧振電路280之初級(jí)側(cè)耦接一輸入電源Vin，以接收來自輸入電源Vin之一電力并經(jīng)整流濾波后于二次側(cè)之兩端提供輸出電壓Vol、Vo2,以分別驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管單元130a、130b發(fā)光。電流檢測(cè)電路270耦接諧振電路280之初級(jí)側(cè)，以檢測(cè)流經(jīng)諧振電路280之初級(jí)側(cè)之一諧振電流并產(chǎn)生一電流檢測(cè)信號(hào)I Se?！€(wěn)流裝置包含一晶體管M3以及一穩(wěn)流控制器350。晶體管M3之一端作為一共同結(jié)點(diǎn)CN耦接發(fā)光二極管單元130a、130b，另一端耦接一電阻Rs。發(fā)光二極管單元130a、130b之總和電流流經(jīng)電阻Rs以產(chǎn)生一電流檢測(cè)信號(hào)Cs。穩(wěn)流控制器350包含一控制電路352、一或閘360及保護(hù)電路，其中保護(hù)電路包含一過壓比較器354、一欠壓比較器356及一計(jì)時(shí)電路365?？刂齐娐?52根據(jù)電流檢測(cè)信號(hào)Cs及一參考電壓信號(hào)Vr以產(chǎn)生一電流控制信號(hào)Gl，以調(diào)整晶體管M3的導(dǎo)通阻抗，使發(fā)光二極管單元130a、130b之總和電流穩(wěn)定于一預(yù)定電流值。一電壓檢測(cè)裝置305包含兩個(gè)檢測(cè)單元Zl、Z2、一電容Cop以及電阻R1、R2、R3。在本實(shí)施例，檢測(cè)單元Z1、Z2為齊納二極管，負(fù)端分別耦接儲(chǔ)能單元Col、Co2，正端相互耦接。電阻R2之一端耦接一電壓源Vcc，另一端耦接電容Cop之一端，而電容Cop之另一端接地。電阻R3與電容Cop并聯(lián)。電阻Rl之一端耦接檢測(cè)單元Zl、Z2之相互耦接端，另一端耦接電阻R2與電容Cop之連接端，以產(chǎn)生一保護(hù)信號(hào)Spro。過壓比較器354比較保護(hù)信號(hào)Spro及一過壓參考電壓Vop，而欠壓比較器356比較保護(hù)信號(hào)SpiO及一欠壓參考電壓Vsh。當(dāng)發(fā)光二極管單元130a、130b無異常時(shí)，儲(chǔ)能單元Col、Co2之儲(chǔ)能電壓低于檢測(cè)單元Z1、Z2的崩潰電壓。此時(shí)，保護(hù)信號(hào)Spro之一準(zhǔn)位由電阻R2、R3之分壓比所決定，且低于過壓參考電壓Vop但高于欠壓參考電壓Vsh。因此，過壓比較器354及欠壓比較器356均輸出低準(zhǔn)位信號(hào)。當(dāng)發(fā)光二極管單元130a、130b之任一發(fā)生異常(例如:開路)使儲(chǔ)能單元Col、Co2中對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能電壓(即輸出電壓Vol、Vo2)開始上升至高于一預(yù)定過高壓值。此時(shí)，保護(hù)信號(hào)Spix)之準(zhǔn)位高于過壓參考電壓Vop，過壓比較器354產(chǎn)生一高準(zhǔn)位信號(hào)?；蛘?，當(dāng)發(fā)光二極管單兀130a、130b之任一發(fā)生異常(例如:短路)使儲(chǔ)能單元Col、Co2中對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能單元之一儲(chǔ)能電壓開始下降至低于一預(yù)定過低壓值。此時(shí)，保護(hù)信號(hào)Spro之準(zhǔn)位低于欠壓參考電壓Vsh,欠壓比較器354產(chǎn)生一高準(zhǔn)位信號(hào)。計(jì)時(shí)電路365耦接一計(jì)時(shí)電容Ct以根據(jù)計(jì)時(shí)電容Ct之電容值設(shè)定一預(yù)定時(shí)間周期。計(jì)時(shí)電路365于接收到過壓比較器354及欠壓比較器356之任一發(fā)出高準(zhǔn)位信號(hào)時(shí)進(jìn)行計(jì)時(shí)，以避免因調(diào)光信號(hào)DM或其他雜訊造成的誤判。當(dāng)過壓比較器354或欠壓比較器356產(chǎn)生高準(zhǔn)位信號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)于計(jì)時(shí)電路365設(shè)定的一預(yù)定時(shí)間周期時(shí)，計(jì)時(shí)電路365輸出一停止導(dǎo)通信號(hào)Fl。或閘360耦接計(jì)時(shí)電路365并接收調(diào)光信號(hào)DM，根據(jù)調(diào)光信號(hào)DM調(diào)整電流控制信號(hào)G1，以停止或?qū)òl(fā)光二極管電流。當(dāng)計(jì)時(shí)電路365判斷發(fā)光二極管單元130a、130b發(fā)生異常而輸出停止導(dǎo)通信號(hào)Fl時(shí)，則控制電路352將進(jìn)行一保護(hù)程序，例如:暫時(shí)關(guān)斷晶體管M3至異常排除、關(guān)斷晶體管M3直至穩(wěn)流控制器350被重啟等。計(jì)時(shí)電路365也可以對(duì)外輸出一錯(cuò)誤通知信號(hào)ERR，以通知外部電路。LLC轉(zhuǎn)換控制器200根據(jù)代表共同結(jié)點(diǎn)CN的電壓之一反饋信號(hào)FB,產(chǎn)生控制信號(hào)ScU Sc2以控制諧振電路280進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換，使共同結(jié)點(diǎn)CN的電壓穩(wěn)定于一預(yù)定電壓值。一諧振控制器包含一諧振脫離保護(hù)單元220、一掃頻單元240以及一邏輯控制單元250。掃頻單元240產(chǎn)生一時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLK，并根據(jù)一頻率電阻RT決定進(jìn)行一掃頻程序時(shí)時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLK的工作頻率之最大值及最小值。其中，時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLK可以為具有50%或以下固定占空比的時(shí)鐘脈沖信號(hào)，或接收反饋信號(hào)FB來調(diào)整其占空比。掃頻單元240于LLC轉(zhuǎn)換控制器200啟動(dòng)后，執(zhí)行掃頻程序，使時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLK之一操作頻率隨時(shí)間降低。掃頻單元240也接收反饋信號(hào)FB，于掃頻程序之后根據(jù)反饋信號(hào)FB調(diào)整時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLK之操作頻率，以穩(wěn)定共同結(jié)點(diǎn)CN的電壓。諧振脫離保護(hù)單元220根據(jù)時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLK之一相位檢測(cè)電流檢測(cè)信號(hào)Ise，并于電流檢測(cè)信號(hào)Ise之一準(zhǔn)位低于一諧振脫離判斷準(zhǔn)位Vzvs時(shí)，判斷諧振電路280進(jìn)入諧振脫離狀態(tài)(即脫離零電壓切換區(qū)域而進(jìn)入零電流切換區(qū)域)。而且，諧振脫離保護(hù)單元220于諧振電路280進(jìn)入諧振脫離狀態(tài)時(shí)，根據(jù)代表LLC轉(zhuǎn)換控制器200之操作模式之一指示信號(hào)SSFP產(chǎn)生對(duì)應(yīng)(不同)的一保護(hù)信號(hào)。指示信號(hào)SSFP所指示的操作模式包含一啟動(dòng)模式及一正常操作模式。啟動(dòng)模式為諧振控制器剛啟動(dòng)之一預(yù)定時(shí)間,此時(shí)掃頻單元240開始進(jìn)行掃頻程序。啟動(dòng)模式之終點(diǎn)與掃頻程序之終點(diǎn)之時(shí)序不一定相同，需視不同電路設(shè)計(jì)而定，但不會(huì)影響本發(fā)明之LLC轉(zhuǎn)換控制器200的諧振脫離的功能。邏輯控制單元250，根據(jù)時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLK產(chǎn)生控制信號(hào)Scl、Sc2以控制諧振電路280中的切換開關(guān)Ml、M2導(dǎo)通及關(guān)斷，以控制諧振電路280進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換。當(dāng)邏輯控制單元250接收到諧振脫離保護(hù)單元220所產(chǎn)生的保護(hù)信號(hào)時(shí)，系會(huì)對(duì)應(yīng)保護(hù)信號(hào)執(zhí)行一保護(hù)程序，以避免諧振電路280操作于零電流切換區(qū)域。諧振脫離保護(hù)單元220包含一下降沿觸發(fā)器202、一 D型鎖存器204、及閘206和208、一計(jì)數(shù)器210、一或閘212、一重啟保護(hù)器214以及一計(jì)數(shù)鎖住保護(hù)器216。下降沿觸發(fā)器202接收電流檢測(cè)信號(hào)Ise及諧振脫離判斷準(zhǔn)位Vzvs。當(dāng)電流檢測(cè)信號(hào)Ise由高于諧振脫離判斷準(zhǔn)位Vzvs下降至低于諧振脫離判斷準(zhǔn)位Vzvs時(shí)，下降沿觸發(fā)器202產(chǎn)生一高準(zhǔn)位信號(hào)。為避免于切換開關(guān)M1、M2切換時(shí)的雜訊造成誤判，可進(jìn)一步接收控制信號(hào)Scl，并于切換開關(guān)Ml剛關(guān)斷之一定時(shí)間內(nèi)，暫停下降沿觸發(fā)器202。D型鎖存器204的一輸入端D耦接下降沿觸發(fā)器202之一輸出端，一觸發(fā)端CLR接收時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLK。當(dāng)時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLK為一低準(zhǔn)位時(shí)，D型鎖存器204停止檢測(cè)下降沿觸發(fā)器202所輸出之信號(hào)，以避免誤判。當(dāng)時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLK為一高準(zhǔn)位時(shí)，D型鎖存器204檢測(cè)下降沿觸發(fā)器202所輸出之信號(hào)。在實(shí)際電路設(shè)計(jì)上，也可以使用控制信號(hào)Scl、Sc2其中之一來取代時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLK，一般而言，控制信號(hào)Scl、Sc2和時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLK在相位上會(huì)有落差，但不影響判斷諧振脫離。當(dāng)時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLK為高準(zhǔn)位時(shí)，下降沿觸發(fā)器202輸出一高準(zhǔn)位信號(hào)，則D型鎖存器204也于一輸出端Q產(chǎn)生一高準(zhǔn)位信號(hào)。及閘206、208均耦接D型鎖存器204之輸出端Q，并分別接收指示信號(hào)SSFP以及一反指示信號(hào)SSFN，其中指示信號(hào)SSFP與反指示信號(hào)SSFN為彼此反相之信號(hào)。當(dāng)LLC轉(zhuǎn)換控制器200于啟動(dòng)模式時(shí)，指示信號(hào)SSFP為一高準(zhǔn)位，故只要D型鎖存器204也輸出高準(zhǔn)位信號(hào)，及閘206將輸出一高準(zhǔn)位信號(hào)。另外，由于此時(shí)反指示信號(hào)SSFN為一低準(zhǔn)位，及閘208將被屏蔽而不作動(dòng)。計(jì)數(shù)器210接收指示信號(hào)SSFP，于指示信號(hào)SSFP為高準(zhǔn)位時(shí)(即LLC轉(zhuǎn)換控制器200處于啟動(dòng)模式)計(jì)數(shù)及閘206產(chǎn)生高準(zhǔn)位信號(hào)之次數(shù)。由于在啟動(dòng)模式，LLC轉(zhuǎn)換控制器200的操作頻率主要由掃頻單元240控制，無法配合實(shí)際負(fù)載，此時(shí)容易發(fā)生電流檢測(cè)信號(hào)Ise低于諧振脫離判斷準(zhǔn)位Vzvs之情況。為避免上述情況被誤判為真正的諧振脫離，計(jì)數(shù)器210在計(jì)數(shù)達(dá)一預(yù)定次數(shù)時(shí)，才輸出一高準(zhǔn)位信號(hào)。在本實(shí)施例中，計(jì)數(shù)器210也可以替換為計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器。計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器系以一預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)所計(jì)數(shù)是否達(dá)一預(yù)定次數(shù)來為判斷依據(jù)，而有更佳的判斷效果。當(dāng)諧振控制器由啟動(dòng)模式進(jìn)入正常工作模式后，指示信號(hào)SSFP為低準(zhǔn)位以屏蔽及閘206之作動(dòng)。此時(shí)，反指示信號(hào)SSFN為高準(zhǔn)位，故只要D型鎖存器204也輸出高準(zhǔn)位信號(hào)，及閘208將輸出一高準(zhǔn)位信號(hào)。或閘212耦接計(jì)數(shù)器210及及閘208，于接收到計(jì)數(shù)器210及及閘208任一所輸出之高準(zhǔn)位信號(hào)，將輸出高準(zhǔn)位信號(hào)至重啟保護(hù)器214，使重啟保護(hù)器214輸出一重啟保護(hù)信號(hào)Ar。計(jì)數(shù)鎖住保護(hù)器216耦接重啟保護(hù)器214，以計(jì)數(shù)重啟保護(hù)器214產(chǎn)生重啟保護(hù)信號(hào)Ar之次數(shù)，并于重啟保護(hù)信號(hào)Ar之產(chǎn)生次數(shù)達(dá)一預(yù)定次數(shù)值(I或以上)時(shí)產(chǎn)生一鎖住保護(hù)信號(hào)Latch。在本實(shí)施例，計(jì)數(shù)鎖住保護(hù)器216也同時(shí)接收指示信號(hào)SSFP，以便對(duì)應(yīng)LLC轉(zhuǎn)換控制器200處于啟動(dòng)模式或正常工作模式提供不同標(biāo)準(zhǔn)的鎖住保護(hù)判斷。例如:于啟動(dòng)模式時(shí)，不進(jìn)行鎖住保護(hù)(即此時(shí)計(jì)數(shù)鎖住保護(hù)器216在啟動(dòng)模式不會(huì)產(chǎn)生鎖住保護(hù)信號(hào)Latch);或者于啟動(dòng)模式與于正常工作模式時(shí)，以不同的預(yù)定次數(shù)值來決定是否產(chǎn)生鎖住保護(hù)信號(hào)Latch。邏輯控制單元250接收到重啟保護(hù)信號(hào)Ar時(shí)，開始進(jìn)行一重啟程序:先暫停輸出控制信號(hào)Scl、Sc2使諧振電路280所儲(chǔ)存的能量下降后，產(chǎn)生一重啟信號(hào)RE以重新進(jìn)入啟動(dòng)階段。掃頻單元240接收到重啟信號(hào)RE，將重新進(jìn)行掃頻程序，使時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLK的操作頻率再由較高頻率隨時(shí)間往下降。邏輯控制器250接收到鎖住保護(hù)信號(hào)Latch時(shí)，進(jìn)入一鎖死保護(hù)狀態(tài)，以停止輸出控制信號(hào)Scl、Sc2,即停止諧振電路280于初級(jí)側(cè)接收電力，直至由外部重新啟動(dòng)LLC轉(zhuǎn)換控制器200為止。另外，邏輯控制單元250接收穩(wěn)流控制器350所產(chǎn)生之錯(cuò)誤通知信號(hào)ERR時(shí)，停止輸出控制信號(hào)Scl、Sc2,以避免發(fā)光二極管單元130a、130b的異常造成組件毀損或者使用者誤觸的人身安全問題。藉由上述穩(wěn)定共同結(jié)點(diǎn)CN的電壓于預(yù)定電壓值之方式，本實(shí)施例進(jìn)一步地可使晶體管M3造成的功耗穩(wěn)定在較小的功耗值上，且不會(huì)隨著發(fā)光二極管單元130a、130b的驅(qū)動(dòng)電壓變化而改變。也就是說，本發(fā)明之發(fā)光二極管均流裝置可以維持高效率，而不受操作溫度變化、部分二極管短路等造成發(fā)光二極管單元130a、130b的驅(qū)動(dòng)電壓變化之影響。另夕卜，由于晶體管M3是流經(jīng)所有發(fā)光二極管單元130a、130b，故難以由晶體管M3的電流來判斷發(fā)光二極管單元130a、130b之個(gè)別情況，尤其發(fā)光二極管單元的數(shù)量越多時(shí)越困難。而本發(fā)明之電壓檢測(cè)裝置305耦接儲(chǔ)能單元Col、Co2，而僅在發(fā)光二極管單元130a、130b為異常而造成儲(chǔ)能電壓過高或過低時(shí)，保護(hù)信號(hào)Spro之準(zhǔn)位才會(huì)變化，如此即可避免上述判斷困難之問題。相較于三星電子所提出均流裝置，均流電容必須考慮到電容值與操作頻率的搭配，才能得到阻抗補(bǔ)償而達(dá)到均流效果，電容值的選用限制以及操作頻率的準(zhǔn)確性都會(huì)影響均流及穩(wěn)流的效果，而且也會(huì)增加量產(chǎn)的困難。然而利用本發(fā)明的穩(wěn)流裝置，其電容性單元的電容值選用上更有彈性，而且發(fā)光二極管的一端耦接的是共同結(jié)點(diǎn)CN，其等效阻抗很大，可以提供非常好的均流及穩(wěn)流效果。當(dāng)然，本發(fā)明除了上述的LLC諧振電路、半橋式轉(zhuǎn)換電路，也可以應(yīng)用至全橋式轉(zhuǎn)換電路、推挽式轉(zhuǎn)換電路等具有變壓器的轉(zhuǎn)換電路。本發(fā)明之發(fā)光二極管均流裝置利用變壓器的特性，不僅可以提供高變壓比，而且初級(jí)側(cè)的切換開關(guān)的耐壓要求相較于一般的直流轉(zhuǎn)直流升壓轉(zhuǎn)換電路為低，故可以減少熱的產(chǎn)生并且降低切換開關(guān)的耐壓等級(jí)及成本。而且僅需使用單一的穩(wěn)流控制器即可達(dá)到兩串的發(fā)光二極管單元的均流，而且有更小的電流紋波、更精確的調(diào)光控制及無色偏。另外，透過本發(fā)明的電壓檢測(cè)裝置，可于任一發(fā)光二極管單元發(fā)生異常時(shí)，及時(shí)提供電路保護(hù)。如上所述，本發(fā)明完全符合專利三要件:新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性。本發(fā)明在上文中已以較佳實(shí)施例揭露，然熟習(xí)本項(xiàng)技術(shù)者應(yīng)理解的是，該實(shí)施例僅用于描繪本發(fā)明，而不應(yīng)解讀為限制本發(fā)明之范圍。應(yīng)注意的是，舉凡與該實(shí)施例等效之變化與置換，均應(yīng)設(shè)為涵蓋于本發(fā)明之范疇內(nèi)。因此，本發(fā)明之保護(hù)范圍當(dāng)之權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管均流裝置，其特征在于，所述的發(fā)光二極管均流裝置包含: 一變壓器，具有一初級(jí)側(cè)線圈及一二次側(cè)線圈，其中所述的二次側(cè)線圈的兩端分別耦接一發(fā)光二極管單元，以驅(qū)動(dòng)所述的兩發(fā)光二極管單元發(fā)光； 兩個(gè)整流儲(chǔ)能電路，分別耦接對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管單元，其中每一整流儲(chǔ)能電路包含一整流單元以及一儲(chǔ)能單元，每一整流單元分別耦接對(duì)應(yīng)二次側(cè)線圈的一端，用以整流所述的二次側(cè)線圈所提供的一電力；以及所述的儲(chǔ)能單元耦接所述的整流單元，以儲(chǔ)存經(jīng)整流后的所述的電力； 至少一電容性單元，耦接對(duì)應(yīng)二次側(cè)線圈，用以儲(chǔ)存一偏壓；以及 一穩(wěn)流裝置，具有一共同結(jié)點(diǎn)耦接所述的發(fā)光二極管單元，用以穩(wěn)定所述的發(fā)光二極管單元的電流總和于一預(yù)定電流值。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管均流裝置，其特征在于，所述的穩(wěn)流裝置包含一晶體管以及一穩(wěn)流控制器，所述的晶體管耦接所述的發(fā)光二極管單元，所述的穩(wěn)流控制器調(diào)整所述的晶體管的狀態(tài)，使流經(jīng)所述的晶體管的一電流穩(wěn)定于所述的預(yù)定電流值。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管均流裝置，其特征在于，所述的穩(wěn)流控制器接收一調(diào)光信號(hào)，以根據(jù)所述的調(diào)光信號(hào)控制所述的晶體管的導(dǎo)通與關(guān)斷，使所述的晶體管于導(dǎo)通時(shí)所述的晶體管的所述的電流穩(wěn)定于所述的預(yù)定電流值，于關(guān)斷時(shí)所述的晶體管的所述的電流為零。
4.如權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的發(fā)光二極管均流裝置，其特征在于，所述的發(fā)光二極管均流裝置更包含一轉(zhuǎn)換控制器及至少一切換開關(guān)，所述的切換開關(guān)耦接所述的變壓器的所述的初級(jí)側(cè)線圈及一輸入電源，所述的轉(zhuǎn)換控制器根據(jù)所述的共同結(jié)點(diǎn)的一電壓控制所述的至少一切 換開關(guān)的一占空比，使所述的共同結(jié)點(diǎn)的所述的電壓穩(wěn)定于一預(yù)定電壓值。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)光二極管均流裝置，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)換控制器為一LLC轉(zhuǎn)換控制器，其于一啟動(dòng)模式時(shí)執(zhí)行一掃頻程序使一操作頻率隨時(shí)間降低，并于一正常操作模式時(shí)，根據(jù)所述的共同結(jié)點(diǎn)的所述的電壓，調(diào)整所述的操作頻率。
6.如權(quán)利要求2和權(quán)利要3中任一權(quán)利要求所述的發(fā)光二極管均流裝置，其特征在于，所述的穩(wěn)流控制器于任一儲(chǔ)能單元的儲(chǔ)能電壓高于一預(yù)定過高壓值時(shí)，執(zhí)行下列保護(hù)操作的至少其中之一: a.關(guān)斷所述的晶體管；以及 b.對(duì)外輸出一錯(cuò)誤通知信號(hào)，以通知外部電路。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管均流裝置，其特征在于，所述的發(fā)光二極管均流裝置更包含一電壓檢測(cè)裝置，其中所述的電壓檢測(cè)裝置包含復(fù)數(shù)個(gè)檢測(cè)單元，每一所述的檢測(cè)單元的一端耦接對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能單元、另一端相互耦接并耦接所述的穩(wěn)流裝置，并于對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能單元的所述的儲(chǔ)能電壓高于所述的預(yù)定過高壓值時(shí)，通知所述的穩(wěn)流控制器執(zhí)行至少一所述的保護(hù)操作。
8.如權(quán)利要求2和權(quán)利要3中任一權(quán)利要求所述的發(fā)光二極管均流裝置，其特征在于，所述的穩(wěn)流控制器于任一儲(chǔ)能單元的儲(chǔ)能電壓低于一預(yù)定過低壓值時(shí)，執(zhí)行下列保護(hù)操作的至少其中之一: a.關(guān)斷所述的晶體管；以及b.對(duì)外輸出一錯(cuò)誤通知信號(hào)，以通知外部電路。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管均流裝置，其特征在于，所述的發(fā)光二極管均流裝置更包含一電壓檢測(cè)裝置，其中所述的電壓檢測(cè)裝置包含兩個(gè)檢測(cè)單元，每一所述的檢測(cè)單元的一端耦接對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能單元、另一端相互耦接并耦接所述的穩(wěn)流裝置，并于對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能單元的所述的儲(chǔ)能電壓低 于所述的預(yù)定過低壓值時(shí)，通知所述的穩(wěn)流控制器執(zhí)行至少一所述的保護(hù)操作。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種發(fā)光二極管均流裝置，利用電容耦接變壓器二次側(cè)，使耦接變壓器二次側(cè)的發(fā)光二極管單元間的驅(qū)動(dòng)電壓差儲(chǔ)存于電容上，因而使發(fā)光二極管單元的驅(qū)動(dòng)電壓均對(duì)應(yīng)到相同驅(qū)動(dòng)電流。本發(fā)明也利用一穩(wěn)流裝置穩(wěn)定發(fā)光二極管單元之電流總和于一預(yù)定電流值，而進(jìn)一步達(dá)到穩(wěn)流的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H05B37/02GK103108444SQ20121043349
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者余仲哲, 徐獻(xiàn)松, 詹家明, 李立民 申請(qǐng)人:登豐微電子股份有限公司