专利名称：发光二极管驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将驱动功率提供给LED (发光二极管)的LED驱动器。
背景技术：
包括多个LED串的LED光源设备快速普及，更广泛地用于IXD (液晶显示器)面板的照明设备和背光组件中。通常，具有高亮度的LED可以用于各种应用设备，包括监视器、电视(下文中统称为“监视器”)和LCD的背光组件。在大型监视器中应用的LED通常实现为串联的一个或更多个串。为了将背光组件安装到LCD监视器，采用两种基本技术之一。第一种技术是使用包括白色LED的一个或更多个串，其中，白色LED通常包括具有荧光材料的蓝色LED。荧光材料吸收LED生成的蓝光以发射白光。第二种技术是使包括彩色LED的一个或更多个单独串相邻布置，由此，组合的色彩变得看起来是白色。然而，由于包括LED串的LED元件之间的特性(例如正向电压降)偏差，所以甚至包括相同类型LED的LED串展现出相互不同的电特征(例如电压降)。为此，为使相同电流流过每一个LED串，需要添加与每一个LED串串联连接的用于补偿不同电压降的恒定电流控制块，使用用于补偿LED串的不同电压降的损耗性有源元件来施加恒定电流控制块。然而，损耗性有源元件的缺点在于作为明显的热源，损耗性有源元件增加了整个 LED驱动器的热辐射成本，并且归因于减少的功率传输效率而需要大容量的电源设备。
发明内容
技术问题公开本发明以提供一种能够限制热量损失并且能够控制单独LED串的LED驱动器。此外，公开本发明以提供一种能够限制功率浪费的LED驱动器。此外，公开本发明以提供一种能够通过简单结构来在LED串之间提供电流平衡的LED驱动器。问题的解决方案在本发明一个总体方面中，一种LED驱动器包括至少两个LED串；整流器，对提供给LED串的交流(AC)电压进行整流；至少两个平衡电容器，位于每一个LED串的电流路径处，用于执行LED串的电流平衡；至少两个路径控制元件，用于控制每一个LED串的电流路径；以及控制器，控制路径控制元件。在本发明另一总体方面中，LED驱动器包括变压器单元，其通过输入端口来接收 AC电压；至少一个或更多个第一 LED串，其从所述变压器单元的输出端口接收第一方向电流；至少一个或更多个第二 LED串，其从所述变压器单元的输出端口接收第二方向电流；至少一个或更多个第一平衡电容器，其布置在所述变压器单元的输出端口与所述第一 LED串之间；至少一个或更多个第二平衡电容器，其布置在所述变压器单元的输出端口与所述第二 LED串之间；至少一个或更多个第一整流二极管，用于形成单一方向电流路径，以用于所述第二 LED串和所述第一平衡电容器的整流；至少一个或更多个第二整流二极管，用于形成单一方向电流路径，以用于所述第一 LED串和所述第二平衡电容器的整流；第一路径控制元件，用于控制每一个第一 LED串的电流路径；以及第二路径控制元件，用于控制每一个第二 LED串的电流路径。在本发明又一总体方面中，一种LED驱动器包括变压器单元，其通过输入端口来接收AC电压；至少一个或更多个第一 LED串，其从所述变压器单元的输出端口接收第一方向电流；至少一个或更多个第二 LED串，其从所述变压器单元的输出端口接收第二方向电流；至少一个或更多个第一平衡电容器，其布置在所述变压器单元的输出端口与所述第二 LED串之间；至少一个或更多个第二平衡电容器，其布置在所述变压器单元的输出端口与所述第一 LED串之间；至少一个或更多个第一整流二极管，用于形成单一方向电流路径，以用于所述第一 LED串和所述第一平衡电容器的整流；至少一个或更多个第二整流二极管， 用于形成单一方向电流路径，以用于所述第二 LED串和所述第二平衡电容器的整流；第一路径控制元件，用于控制每一个第一 LED串的电流路径；以及第二路径控制元件，用于控制每一个第二 LED串的电流路径。本发明的有利效果如此配置的根据本发明的LED驱动器具有的优点在于其可以限制热量损失，并且单独地控制LED串。另一优点在于，该LED驱动器可以限制驱动功率损失。又一优点在于，该LED驱动器可以减少制造成本。再一优点在于该LED驱动器可以通过简单结构而在 LED串之间提供电流平衡。
图1是示出使用线性驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的配置的电路图。图2是示出使用开关方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的配置的电路图。图3是示出根据本发明示例性实施例的LED驱动器的构思的框图。图4是示出根据本发明示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图5是示出根据本发明另一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图6是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图7是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图8是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图9是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图10是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图11是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图12是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图13是示出根据本发明另一示例性实施例的LED驱动器的构思的框图。图14是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图15是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图16是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图17是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图18是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图19是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图20是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图21是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图22是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图23是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图M是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图25是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图沈是示出根据本发明又一示例性实施例的LED驱动器的构思的框图。图27是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图观是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图四是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图30是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。
具体实施例方式图1是示出使用线性驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的配置的电路图。参照图1，每一个LED串从公共电源11接收驱动功率，并且每一个LED串形成的电流路径通过包括双极型晶体管13和运算(OP)放大器12的固定电流源19而被连接。所示电路中的固定电流源19将相同电流提供给每一个LED串，使得即使在各LED串中存在一些特性偏差，也可以等同地保持每一个LED串的亮度。根据如此描述的方法的LED驱动器可以具有这样的优点能够进行精确的电流控制，以容易地实现附加功能比如变暗，但缺点在于具有相互不同正向电压降值的LED串任意地被强迫为使得相同大小的电流流动，由此生成由电流路径上的电阻元件16产生的热
量损耗。图2是示出使用开关方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的配置的电路图。所示LED驱动器中的每一个LED串M被布置有DC-DC开关转换器21。如图2所示，已经检测到每一个LED串的输出电流的开关控制IC(集成电路)31对每一个DC-DC开关转换器21的开关晶体管32进行“时分”控制，以调整每一个相关LED串M中流动的平均电流。根据图2的LED驱动器的优点在于可以限制由电阻元件产生的热量损耗，但缺点在于精确电流控制处理是复杂的，从而增加了制造成本，并且在实现附加功能方面存在困难。第一示例性实施例图3是示出根据本发明示例性实施例的LED驱动器的构思的框图。根据图3的LED驱动器可以包括至少两个LED串103 ；整流器107，其对AC电压进行整流，并且将整流后的AC电压提供给LED串；以及至少两个电流平衡电容器105，布置在每一个LED串的电流路径上，用于执行LED串的电流平衡。在电源侧处的LED驱动器可以还包括DC-DC转换器101，其连同DC电压电源11 一起将DC电压转换为AC电压；以及变压器单元102，其将转换后的AC电压发送到整流器107。图4是示出根据本发明示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图4的DC-AC转换器110可以在功能上是图3的DC-AC转换器11的对等部分，图 4的第一 /第二整流二极管170、180和第一 /第二副整流二极管210、220 (或第一 /第二 LED串130、140)可以在功能上是图3的整流器107的对等部分。图4的第一 /第二平衡电容器150、160可以在功能上是图3的电流平衡电容器105的对等部分，而图4的第一 /第二 LED串130、140可以是图3的LED串103的对等部分。图4中的LED驱动器可以包括DC_AC转换器110，作为向LED驱动器施加AC电压的AC电源；变压器单元120，通过输入端口接收DC-AC转换器110的AC电压；至少一个或更多个第一 LED串130，从变压器单元120的输出端口接收第一方向A电流；至少一个或更多个第二 LED串140，从变压器单元120的输出端口接收第二方向B电流；至少一个或更多个第一平衡电容器150，布置在变压器120的输出端口与第一 LED串130之间；至少一个或更多个第二平衡电容器160，布置在变压器120的输出端口与第二 LED串140之间；至少一个或更多个第一整流二极管170，用于通过第一平衡电容器150将电流经由第二 LED串140 发送到变压器120 ；以及至少一个或更多个第二整流二极管180，用于通过第二平衡电容器 160经由第一 LED串130将电流发送到变压器120。第一 LED串130被布置为使得允许电流从第一平衡电容器150到第一 LED串130 流动，第二 LED串140被布置为使得允许电流从第二平衡电容器160到第二 LED串140流动。结果，归因于由第一 /第二 LED串130、140基本上具有二极管特性的事实而导致的第一 /第二 LED串130、140的反向电流限制功能，第一 /第二整流二极管170、180和第一 / 第二 LED串130、140可以形成整流电路。然而，为了布置第一 /第二纹波消除电容器250 J60，或防止LED受瞬时流动高电压反向电流损坏，可以在第一 LED串130与第一平衡电容器150之间布置在与第一 LED串 130的方向相同的方向上连接的至少一个或更多个副整流二极管210，并且可以在第二平衡电容器160与第二 LED串140之间布置在与第二 LED串140的方向相同的方向上连接的至少一个或更多个第二副整流二极管220。此外，为了保护第一 /第二 LED串130、140，可以附加地布置连接在第一副整流二极管210与第一 LED串130之间的至少一个或更多个第一电阻器230、以及连接在第二副整流二极管220与第二 LED串140之间的至少一个或更多个第二电阻器M0。此外，为了对经由变压器120和第一 /第二平衡电容器150、160而引入的电流中的纹波分量进行旁路，可以布置与第一 LED串130并联连接的至少一个或更多个第一纹波消除电容器250和与第二 LED串140并联连接的至少一个或更多个第二纹波消除电容器 260。如图4所示，第一整流二极管210的阴极连接到第一平衡电容器150，第二整流二极管220的负极连接到第二平衡电容器160，而第一 /第二整流二极管210、220的正极公共连接。第一 /第二 LED串130、140中的负极侧的一端公共连接，在第一/第二 LED串130、 140的正极侧的公共节点处的电流流动到第一 /第二整流二极管170、180的正极侧处的公共节点。可以在第一 /第二 LED串130、140的负极侧的公共节点C与第一 /第二整流二极管170、180的正极侧的公共节点D之间布置测量电阻器190。虽然测量电阻器190无法在LED驱动器中驱动LED，但电阻器用于容易地检测LED 驱动器中的全部电流。也就是说，可以从测量电阻器190上施加的电压来对测量电阻器190 中流动的电流进行测量。这是因为，安装测量电压的元件加重成本和尺寸，但安装测量电流的元件不加重成本和尺寸。DC-AC转换器110可以通过使用四个开关晶体管改变施加到变压器120的输入侧处的线圈的DC电流的方向来将DC电压转换为AC电压。虽然图4中未示出，但LED驱动器可以包括控制器，其生成控制DC-AC转换器110 的四个开关晶体管的控制信号C1、C2。控制器可以使用控制信号C1、C2，以通过接收测量电阻器190中流动的电流来进行恒定电流流动的反馈控制。所示LED驱动器可以还包括第一偏移施加器观0，其将偏移电压提供给C节点；以及第二偏移施加器270，其将偏移电压提供给D节点。现在，将描述所示LED驱动器的操作。AC模式(即正弦波)电流在变压器的输出端子侧处的线圈中流动，其中，AC电流
经由第一 /第二平衡电容器而施加到第一 /第二 LED串。在A方向上的电流根据正弦波的正方向模式而在变压器的输出端子侧中流动的情况下，A方向电流经过第一 LED串130和施加有正向偏置的第一副整流二极管210，电流无法穿过第二 LED串140和被施加了反向偏置的第二副整流二极管220。已经过第一 LED串130的电流在C节点处汇聚，从而经由测量电阻器190而流出。 然而，由于流出第一 LED串130和第一副整流二极管210的电流导致的电压降，在第一整流二极管170处的电流路径受反向偏置阻塞，但由于在变压器的输出端子侧的线圈处的使得电流在A方向上流动的电动势产生的正向偏置，在第二整流二极管180处的电流路径得以打开。结果，引入到D节点的电流经过第二平衡电容器160，以流通到变压器120。结果，在电流在A方向上流动的部分中驱动第一 LED串130，而不驱动第二 LED串 140。在类似的处理中，在电流在B方向上流动的部分中驱动第二 LED串140，而不驱动第一 LED 串 130。也就是说，第一整流二极管170和第一副整流二极管210或第一 LED串130形成半波整流电路。此外，第二整流二极管180和第一副整流二极管220或第一 LED串140形成半波整流电路。虽然这两种情况都形成半波整流电路，但在A方向电流部分中驱动第一 LED整流二极管170，而在B方向电流部分中驱动第二 LED整流二极管180，使得不生成由传统半波整流电路所经历的功率损失。在所示LED驱动器中，在由于每一个第一 LED串的特性偏差而导致存在正向电压降的偏差的情况下，每一个第一平衡电容器150仅根据A方向电流部分中的偏差而被累积有相互不同的电荷。在每一个第一平衡电容器150中累积的不同数量的电荷在B方向电流部分中消除。最终，即使在每一个第一 LED串130中存在正向电压降的偏差，在所示LED驱动器的第一 LED串130中也不生成电流偏差或由其导致的亮度偏差。通过同样的理论，即使在每一个第二 LED串140中存在正向电压降的偏差，在第二 LED串140中也不生成电流偏差或由其导致的亮度偏差。现在，关于A方向电流路径和B方向电流路径，除了第一电阻器230和第二电阻器 240之外，在这两个电流路径上不存在电阻元件。因此，应理解，所示LED驱动器可以极大地限制由电阻元件产生的热量损失。图5至图7示出根据另一本发明示例性实施例的比图4的配置更简单的配置中的 LED驱动器。图5示出驱动路径上没有电阻的LED驱动器，图6示出驱动路径上仅具有第一电阻器230和第二电阻器MO的LED驱动器，图7示出仅安装有用于容易地检测LED驱动器的全部电流的测量电阻器190的LED驱动器。可以从图4容易地得出图5至图7中的每一个配置和操作，从而取消任何重复解释。图8是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图8中的LED驱动器可以包括DC_AC转换器310，作为将AC电压施加到LED驱动器的AC电源；变压器单元320，通过输入端口从DC-AC转换器310接收AC电压；至少一个或更多个第一 LED串330，从变压器单元320的输出端口接收第一方向A电流；至少一个或更多个第二 LED串340，从变压器单元320的输出端口接收第二方向B电流；至少一个或更多个第一平衡电容器350，将变压器单元320的输出端口与第一 LED串330进行耦合；至少一个或更多个第二平衡电容器360，将变压器单元320的输出端口与第二 LED串340进行耦合；至少一个或更多个第一整流二极管370，用于将从变压器单元320提供的电流经由第一平衡电容器350发送到第二 LED串340 ；以及至少一个或更多个第二整流二极管380，用于将从变压器单元320提供的电流经由第二平衡电容器360发送到第一 LED串330。现在，第一 LED串330被布置为允许电流从第一 LED串330流动到第一平衡电容器350，第二 LED串340被布置为允许电流从第二 LED串340流动到第二平衡电容器360。此外，为了防止LED受瞬时高电压反向电流损坏，可以布置在第一平衡电容器350 与第一 LED串330之间在与第一 LED串330的方向相同的方向上连接的至少一个或更多个第一副整流二极管410，并且可以布置在第二平衡电容器360与第二 LED串340之间在与第二 LED串340的方向相同的方向上连接的至少一个或更多个第二整流二极管420。此外，为了保护第一 /第二 LED串330、340，可以附加地布置在第一副整流二极管410与第一 LED串430之间连接的至少一个或更多个第一电阻器430、以及在第二副整流二极管420与第二 LED串340之间连接的至少一个或更多个第二电阻器440。 此外，可以布置与第一 LED串330并联连接的至少一个或更多个第一纹波消除电容器450、以及与第二 LED串340并联连接的至少一个或更多个第二纹波消除电容器460。此外，可以在第一 /第二 LED串330、340的正极侧的公共节点C与第一 /第二整流二极管370、380的负极侧的公共节点D之间布置测量电阻器390。虽然图8中未示出，但 LED驱动器可以包括控制器，其生成用于控制四个开关晶体管的控制信号C1、C2。控制器可以使用控制信号Cl、C2，以通过接收测量电阻器390中流动的电流来进行恒定电流流动的反馈控制。可以从图4的解释而容易地推导所示LED驱动器的操作和原理的描述，从而省略任何重复描述。图9示出根据本发明又一示例性实施例的比图8的配置更简单的配置中的LED驱动器。图9示出驱动路径上没有电阻的LED驱动器，图10示出驱动路径上仅具有第一电阻器430和第二电阻器440的LED驱动器，图11示出仅安装有用于容易地检测LED驱动器的全部电流的测量电阻器390的LED驱动器。可以从图4和图5容易地推导图9至图11 所示的每一个LED驱动器的每一个配置和操作，从而取消任何重复解释。图12是示出根据本发明又一示例性实施例的没有地线的LED驱动器的电路图。 艮口，图12是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图12的DC-AC转换器110可以在功能上是图3的DC-AC转换器11的对等部分， 图10的第一 /第二整流二极管172、182和第一 /第二副整流二极管212、222 (或第一 /第二 LED串132、142)可以在功能上是图3的整流器107的对等部分。图12的第一 /第二平衡电容器152、162可以在功能上是图3的电流平衡电容器105的对等部分，而图10的第一 /第二 LED串132、142可以是图3的LED串103的对等部分。图12的双极型晶体管512服务于使得图3的路径控制元件108运作。图12的LED驱动器可以包括DC_AC转换器110，作为将AC电压施加到LED驱动器的AC电源；变压器单元120，通过输入端口从DC-AC转换器310接收AC电压；至少一个或更多个第一 LED串142，从变压器单元120的输出端口接收第一方向A电流；至少一个或更多个第二 LED串132，从变压器单元120的输出端口接收第二方向B电流；至少一个或更多个第一平衡电容器152，布置在变压器单元120的输出端口与第二 LED串132之间；至少一个或更多个第二平衡电容器162，布置在变压器单元120的输出端口与第一 LED串142 之间；至少一个或更多个第一整流二极管172，用于形成经由第一平衡电容器152到达第一 LED串142的整流单向电流路径；以及至少一个或更多个第二整流二极管182，用于形成经由第二平衡电容器162到达第二 LED串132的整流单向电流路径。因为由第一 /第二 LED串132、142基本具有二极管特性的事实而导致的、第一/第二 LED串132、142的反向方向电流限制功能，第一 /第二整流二极管172、182和第一 /第二 LED串132、142可以形成整流电路。然而，为了布置第一 /第二纹波消除电容器252J62，或为了防止LED受瞬时流动高电压反向电流损坏，可以在第二双极型晶体管522与第一 LED串142之间布置在与第一 LED串142的方向相同的方向上连接的至少一个或更多个副整流二极管222，并且可以在第一双极型晶体管512与第二 LED串132之间布置在与第二 LED串132的方向相同的方向上连接的至少一个或更多个第二副整流二极管212。此外，为了限制经由变压器120和第一 /第二平衡电容器152、162而引入的电流中的纹波分量，可以布置与第一 LED串142并联连接的至少一个或更多个第一纹波消除电容器262和与第二 LED串132并联连接的至少一个或更多个第二纹波消除电容器252。此夕卜，可以在变压器单元120的输出端口或第一平衡电容器的公共节点处布置电流测量设备。电流测量设备可以是电流测量变压器。(第二示例性实施例)图13是示出根据本发明另一示例性实施例的LED驱动器的构思的框图。根据图13的LED驱动器可以包括至少两个LED串103 ；整流器107，其对交变电流(AC)电压进行整流，以提供给LED串；至少两个平衡电容器105，位于每一个LED串的电流路径上，用于执行LED串的电流平衡；路径控制元件108，用于单独地控制每一个LED串的电流供应；以及控制器104，其控制路径控制元件108。LED驱动器可以在电源侧处还包括DC-AC转换器101，其连同DC电源11 一起将DC电压转换为AC电压；以及变压器单元 102，其将转换出的AC电压发送到整流器107。图14是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图14的DC-AC转换器110可以在功能上是图3的DC-AC转换器11的对等部分， 图14的第一 /第二整流二极管1170、1180和第一 /第二副整流二极管1210、1220 (或第一 /第二 LED串1130、1140)可以在功能上是图3的整流器107的对等部分。图14的第一 / 第二平衡电容器1150、1160可以在功能上是图3的电流平衡电容器105的对等部分，而图 14的第一 /第二 LED串1130、1140可以是图3的LED串103的对等部分。图14的双极型晶体管1510服务于使得图3的路径控制元件108运作。
图14中的LED驱动器可以包括DC-AC转换器110，作为AC电源，将AC电压施加到LED驱动器；变压器单元120，通过输入端口从DC-AC转换器110接收AC电压；至少一个或更多个第一 LED串1130，从变压器单元120的输出端口接收第一方向A电流；至少一个或更多个第二 LED串1140，从变压器单元120的输出端口接收第二方向B电流；至少一个或更多个第一平衡电容器1150，布置在变压器单元120的输出端口与第一 LED串1130之间；至少一个或更多个第二平衡电容器1160，布置在变压器单元120的输出端口与第二 LED 串1140之间；至少一个或更多个第一整流二极管1170，用于经由第二 LED串1140将电流经由第一平衡电容器1150发送到变压器单元120 ；以及至少一个或更多个第二整流二极管 1180，用于经由第一 LED串1130将电流经由第二平衡电容器1160发送到变压器单元120 ； 至少两个第一双极型晶体管1510，其调整每一个第一 LED串1130的电流路径；以及至少两个第二双极型晶体管1520，其调整每一个第二 LED串1140的电流路径。现在，第一 LED串1130被布置为允许电流从第一平衡电容器1150流动到第一 LED串1130，第二 LED串1140被布置为允许电流从第二平衡电容器1160流动到第二 LED 串1140。结果，因为由第一 /第二 LED串1130、1140基本具有二极管的特性的事实而导致的第一 /第二 LED串1130、1140的反向电流限制功能，第一 /第二整流二极管1170、1180 和第一 /第二 LED串1130、1140可以形成整流电路。然而，为了布置第一 /第二纹波消除电容器1250、1沈0，或为了防止LED受瞬时高电压反向电流损坏，可以布置在第一平衡电容器1150与第一 LED串1130之间、在与第一 LED串1130的方向相同的方向上连接的至少一个或更多个第一副整流二极管1210，并且可以布置在第二平衡电容器1160与第二 LED串1140之间、在与第二 LED串1140的方向相同的方向上连接的至少一个或更多个第二整流二极管1220。此外，为了对经由变压器单元120和第一 /第二平衡电容器1150、1160引入的电流中的纹波分量进行旁路，可以布置与第一 LED串1130并联连接的至少一个或更多个第一纹波消除电容器1250和与第二 LED串1140并联连接的至少一个或更多个第二纹波消除电容器U60。如所示那样，第一整流二极管1210的正极连接到第一平衡二极管1150，第二整流二极管1220的正极连接到第二平衡二极管1160。第一整流二极管1210的负极连接到第一双极型晶体管1510的集电极端，第二整流二极管1220的负极连接到第二双极型晶体管1510、1520的集电极端。第一 /第二双极型晶体管1510、1520的射级公共连接。在第一 /第二双极型晶体管1510、1520的射级侧处的公共节点C处收集的电流流动到在第一 /第二整流二极管1170、1180的正极侧处的公共节点D。第一双极型晶体管 1510连接为允许在形成相同电流路径的第一 LED串1130的正向方向上布置集电极-射级，第二双极型晶体管1520连接为允许在形成相同电流路径的第二 LED串1140的正向方向上布置集电极-射级。第一 /第二双极型晶体管1510、1520的射级的公共连接节点C可以接地。此外，虽然图中未示出，但LED驱动器可以包括控制器，其单独地调整第一 /第二双极型晶体管1510、1520的每一个基极端电流。控制器可以将0N/0FF(开/关)电流施加到每一个基极端，从而第一 /第二双极型晶体管1510、1520中的每一个都可以工作为开关。或者，控制器可以将具有线性值的电流施加到每一个基极端，从而第一 /第二双极型晶体管1510、1520中的每一个都可以线性地调整电流路径的宽度。此外，可以在第一 /第二双极型晶体管1510、1520的射级的公共连接节点C与第一 /第二整流二极管1170、1180的正极侧的公共连接节点D之间布置测量电阻器(未示出)。虽然测量电阻器无法执行驱动LED驱动器中的LED的功能，但可以用于容易地检测 LED驱动器的全部电流。也就是说，可以根据施加在测量电阻器190上的电压来对测量电阻器190中流动的电流进行计算。这是因为，安装计算电流的元件可以加重成本和尺寸，但安装测量电压的元件可以不加重成本和尺寸。DC-AC转换器110可以通过使用四个开关晶体管来改变施加到变压器单元120的输入侧处的线圈的DC电流的方向来将DC电压转换为AC电压。同时，控制第一 /第二双极型晶体管1510、1520的控制器可以将控制信号Cl、C2 施加到四个开关晶体管，控制DC-AC转换器110的四个开关晶体管。控制器可以使用控制信号Cl、C2，以通过接收测量电阻器中流动的电流来进行恒定电流流动的反馈控制。所示 LED驱动器可以还包括第一偏移施加器，其将偏移电压提供给C节点；以及第二偏移施加器，其将偏移电压提供给D节点。现在，将描述所示LED驱动器的操作。AC模式(例如正弦波)电流在变压器单元的输出端子侧处的线圈中流动，AC电流
穿过第一 /第二平衡电容器而得以施加到第一 /第二 LED串。在A方向电流根据正弦波中的正方向模式而在变压器的输出端子侧中流动的情况下，虽然A方向电流穿过第一 LED串1130和施加有正向偏置的第一副整流二极管1210， 但电流无法穿过第二 LED串1140和其中施加反向偏置的第二副整流二极管1220。已经穿过第一 LED串1130的电流在C节点处汇聚，从而经由测量电阻器1190流出。然而，由于流过第一 LED串1130和第一副整流二极管1210的电流导致的电压降，在第一整流二极管1170处的电流路径受反向偏置阻塞，但由于在变压器单元的输出端子侧的线圈处的电动势产生的正向偏置，在第二整流二极管1180处的电流路径得以开通，使得电流在A方向上流动。结果，引入到D节点的电流穿过第二平衡电容器1160，以流通到变压器单元120。结果，在电流在A方向上流动的部分中驱动第一 LED串1130，而不驱动第二 LED串 1140。在类似处理中，在电流在B方向上流动的部分中驱动第二 LED串1140，而不驱动第一 LED 串 1130。也就是说，第一整流二极管1170和第一副整流二极管1210或第一 LED串1130形成一种半波整流电路。此外，第二整流二极管1180和第一副整流二极管1220或第一 LED串 1140形成一种半波整流电路。虽然这两种情况都形成半波整流电路，但在电流在A方向上流的部分中驱动第一 LED串1130，而在电流在B方向上流的部分中驱动第二 LED串1180， 从而不生成传统半波整流电路所经历的功率损失。在所示LED驱动器中，在由于每一个第一 LED串的特性偏差而在正向方向电压降存在偏差的情况下，每一个第一平衡电容器1150仅被累积有因电流在A方向上流动的部分的偏差导致的相互不同的电荷。在电流在B方向上流动的部分中消除每一个第一平衡电容器1150中累积的不同数量的电荷。结果，即使在每一个第一 LED串1130中存在正向电压降的偏差，在所示LED驱动器的第一 LED串1130中也不生成电流偏差(或由此导致的亮度偏差)。通过同样的理论，即使在每一个第二 LED串1140中存在正向电压降的偏差，在第二 LED串1140中也不生成电流偏差(或由此导致的亮度偏差)。现在，关于A方向电流路径和B方向电流路径，在两个电流路径上不存在电阻元件。因此，应理解，所示LED驱动器可以极大地限制由电阻元件产生的热量损失。同时，在第一双极型晶体管1510或第二双极型晶体管1520处的基极电流的适当调整可以单独地调整第一 LED串1130或第二 LED串1140的亮度。例如，使第一 /第二双极型晶体管1510、1520导通和关断的电流可以施加到基极，以通过PWM(脉宽调制方法)来单独地调整亮度。图15的LED驱动器可以还包括第一稳定电阻器1530，连接在第一 LED串1130与第一纹波消除电容器1250之间的连接节点与第一副整流二极管1210之间；以及第二稳定电阻器1540，连接在第二 LED串1140与第二纹波消除电容器1260之间的连接节点与第二副整流二极管1220之间，其配置与图4中的LED驱动器的配置不同。通过使用射级端接地的第一双极型晶体管1510和第二双极型晶体管1520进行开关可以减少接地特性，其中，第一 /第二稳定电阻器1530、1540可以防止接地特性恶化。除了第一 /第二稳定电阻器之外，图15中的其它构成元件与图4的构成元件相同，从而省略重复解释。图16的LED驱动器施加有替换图14的第一双极型晶体管1510的第一 MOS (金属氧化物半导体)晶体管1511以及替换图14的第二双极型晶体管1520的第二 MOS晶体管 1521。图16的LED驱动器还被布置有图14中未示出的测量电阻器1190。MOS晶体管与双极型晶体管的不同在于M0S晶体管不能线性地控制电流路径，但能够进行通/断控制。MOS晶体管与双极型晶体管的不同还在于M0S晶体管受控于电压， 而不是电流。然而，通/断操作对于均作为一种开关的两种晶体管是相同的，从而将不再对其重复描述。除了第一 /第二 MOS晶体管1511、1521和测量电阻器1190之外的图16的其余构成元件与图14的其余构成元件相同，从而将不给出重复解释。图17是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图17中的LED驱动器可以包括DC-AC转换器110，作为将AC电压施加到LED驱动器的AC电源；变压器单元120，通过输入端口从DC-AC转换器110接收AC电压；至少一个或更多个第一 LED串1330，从变压器单元120的输出端口接收第一方向B电流；至少一个或更多个第二 LED串1340，从变压器单元120的输出端口接收第二方向A电流；至少一个或更多个第一平衡电容器1350，将变压器单元120的输出端口与第一 LED串1330耦合； 至少一个或更多个第二平衡电容器1360，将变压器单元120的输出端口与第二 LED串1340 耦合；至少一个或更多个第一整流二极管1370，用于将从变压器单元120提供的电流经由第一平衡电容器1350发送到第二 LED串1340 ；至少一个或更多个第二整流二极管1380，用于将从变压器单元120提供的电流经由第二平衡电容器1360发送到第一 LED串1330 ；至少两个第一双极型晶体管1610，其调整每一个第一 LED串1130的电流路径；以及至少两个第二双极型晶体管1620，其调整每一个第二 LED串1140的电流路径。现在，第一 LED串1330被布置为允许电流从第一 LED串1330流动到第一平衡电容器1350，第二 LED串1340被布置为允许电流从第二 LED串1340流动到第二平衡电容器 1360。此外，为了防止LED受瞬时反向高电压电流损坏，可以布置在第一平衡电容器 1350与第一 LED串1330之间的在与第一 LED串1330的方向相同的方向上连接的至少一个或更多个第一副整流二极管1410，并且可以布置在第二平衡电容器1360与第二 LED串 1340之间的在与第二 LED串1340的方向相同的方向上连接的至少一个或更多个第二整流二极管1420。此外，可以布置与第一 LED串1330并联连接的至少一个或更多个第一纹波消除电容器1450，以及与第二 LED串1340并联连接的至少一个或更多个第二纹波消除电容器 1460。如所示那样，第一整流二极管1410的负极连接到第一平衡电容器1350，第二整流二极管1420的负极连接到第二平衡电容器1360。第一 LED串1330的正极连接到第一双极型晶体管1610的射级端，第二 LED串1340 的正极连接到第二双极型晶体管1620的射级端。第一 /第二双极型晶体管1610、1620的集电极公共连接。在第一 /第二双极型晶体管1610、1620的集电极侧处的公共节点C处收集的电流流动到在第一 /第二整流二极管1370、1380的阴极侧处的公共节点D。第一双极型晶体管 1610连接为允许在形成相同电流路径的第一 LED串1330的正向方向上布置集电极-射级，第二双极型晶体管1620连接为允许在形成相同电流路径的第二 LED串1340的正向方向上布置集电极-射级。第一 /第二双极型晶体管1610、1620的集电极的公共连接节点C 可以接地。此外，虽然图中未示出，但LED驱动器可以包括控制器，其单独地调整第一 /第二双极型晶体管1610、1620的每一个基极端电流。控制器可以将通/断电流施加到每一个基极端，从而第一 /第二双极型晶体管1610、1620中的每一个个可以作为开关工作。或者，控制器可以将具有线性值的电流施加到每一个基极端，从而第一 /第二双极型晶体管1610、 1620中的每一个都可以线性地调整电流路径的宽度。此外，可以在第一 /第二双极型晶体管1610、1620的集电极的公共连接节点C与第一 /第二整流二极管1370、1380的负极侧的公共连接节点D之间布置测量电阻器(未示出)。DC-AC转换器110可以通过使用四个开关晶体管来改变施加到变压器单元120的输入侧处的线圈的DC电流的方向，来将DC电压转换为AC电压。同时，控制第一 /第二双极型晶体管1610、1620的控制器可以将控制信号Cl、C2 施加到四个开关晶体管，控制DC-AC转换器110的四个开关晶体管。控制器可以使用控制信号Cl、C2，以通过接收测量电阻器中流动的电流来进行恒定电流流动的反馈控制。从图 14可以容易地推导所示LED驱动器的操作和原理的解释，从而将不提供重复解释。图18的LED驱动器可以还包括第一稳定电阻器1630，连接在第一 LED串1330与第一纹波消除电容器1450之间的连接节点与第一副整流二极管1410之间；以及第二稳定电阻器1640，连接在第二 LED串1340与第二纹波消除电容器1460之间的连接节点与第二副整流二极管1420之间，其配置与图7中的LED驱动器的配置不同。除了第一 /第二稳定电阻器1630、1640之外的图18的其余构成元件与图17的其余构成元件相同，从而将不给
出多余解释。图19的LED驱动器采用第一 MOS晶体管1611以及第二 MOS晶体管1621，第一 MOS 晶体管1611代替图17的第一双极型晶体管1610，第二 MOS晶体管1621代替第二双极型晶体管1620。此外，使用图17中未示出的测量电阻器1190。MOS晶体管与双极型晶体管的不同在于M0S晶体管不能线性地控制电流路径，但能够进行开/关控制。MOS晶体管与双极型晶体管不同还在于M0S晶体管受控于电压，而不是电流。然而，开/关操作对于每种都作为一种开关的两种晶体管是相同的，从而将不再对其多余描述。除了第一 /第二 MOS晶体管1611、1621和测量电阻器1190之外的图19的其余构成元件与图17的其余构成元件相同，从而将不提供重复解释。图20是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图20的DC-AC转换器110可以在功能上是图13的DC-AC转换器11的对等部分， 图20的第一 /第二整流二极管1172、1182和第一 /第二副整流二极管1212、1222或第一 /第二 LED串1132、1142可以在功能上是图13的整流器107的对等部分。图20的第一 / 第二平衡电容器1152、1162可以在功能上是图13的电流平衡电容器105的对等部分，而图 20的第一 /第二 LED串1132、1142可以是图13的LED串103的对等部分。图20的双极型晶体管1512服务于使得图13的路径控制元件108运作。图20中的LED驱动器可以包括DC_AC转换器110，作为将AC电压施加到LED驱动器的AC电源；变压器单元120，通过输入端口从DC-AC转换器110接收AC电压；至少一个或更多个第一 LED串1142，从变压器单元120的输出端口接收第一方向A电流；至少一个或更多个第二 LED串1132，从变压器单元120的输出端口接收第二方向B电流；至少一个或更多个第一平衡电容器1152，布置在变压器单元120的输出端口与第二 LED串1132之间；至少一个或更多个第二平衡电容器1162，布置在变压器单元120的输出端口与第一 LED串1142 之间；至少一个或更多个第一整流二极管1172，用于形成经由第一平衡电容器1152到达第一 LED串1142的单一方向整流电路路径；以及至少一个或更多个第二整流二极管1182，用于形成经由第二平衡电容器1162到达第二 LED串1132的单一方向整流电路路径；至少两个第一双极型晶体管1512，其调整每一个第一 LED串1142的电流路径；以及至少两个第二双极型晶体管1522，其调整每一个第二 LED串1132的电流路径，第一旁路二极管1532，其当第一双极型晶体管1512受阻塞时形成旁路路径；以及第二旁路二极管1542，其当第二双极型晶体管1522受阻塞时形成旁路路径。因为由第一 /第二 LED串1132、1142基本地具有作为二极管的特性的事实而导致的第一 /第二 LED串1132、1142的固有反向电流限制功能，第一 /第二整流二极管1172、 1182和第一 /第二 LED串1132、1142可以形成整流电路。然而，为了布置第一 /第二纹波消除电容器1252、1沈2，或为了防止LED受瞬时高电压反向电流损坏，可以布置在第二双极型晶体管1522与第一 LED串1142之间的在与第一LED串1142的方向相同的方向上连接的至少一个或更多个第一副整流二极管1222，以及可以布置在第一双极型晶体管1512与第二 LED串1132之间的在与第二 LED串1132的方向相同的方向上连接的至少一个或更多个第二整流二极管1212。
此外，为了对经由变压器单元120和第一 /第二平衡电容器1152、1162而引入的电流中的纹波分量进行限制，可以布置与第一 LED串1142并联连接的至少一个或更多个第一纹波消除电容器1262和与第二 LED串1132并联连接的至少一个或更多个第二纹波消除电容器1邪2。此外，可以在变压器单元120的输出端口或第一平衡电容器的公共节点处布置电流测量设备。电流测量设备可以是电流测量变压器。DC-AC转换器110可以通过使用四个开关晶体管来改变施加到变压器单元120的输入侧处的线圈的DC电流的方向来将DC电压转换为AC电压。每一个第一双极型晶体管1512和每一个第二双极型晶体管1522的射级端和集电极端通过第一旁路二极管1532和第二旁路二极管1542而连接。每一个双极型晶体管和旁路二极管对运作为对于单一方向的开关。这是归因于这样的事实仅在A方向部分上的特定LED上的单独控制可以防止B方向部分受影响。此外，虽然图中未示出，但LED驱动器可以包括控制器，其单独地调整第一 /第二双极型晶体管1512、1522的每一个基极端子电流。控制器可以将开/关电流施加到每一个基极端，从而第一 /第二双极型晶体管1512、1522中的每一个都可以作为开关工作。或者，控制器可以将具有线性值的电流施加到每一个基极端，从而第一 /第二双极型晶体管 1512,1522中的每一个可以线性地调整电流路径的宽度。控制器可以将控制信号Cl、C2施加到四个开关晶体管，控制DC-AC转换器110的四个开关晶体管。控制器可以使用控制信号Cl、C2，以通过接收测量电阻器中流动的电流来进行恒定电流流动的反馈控制。现在，将详细描述所示LED驱动器的操作。AC模式(例如正弦波)电流在变压器单元的输出端子侧处的线圈中流动，AC电流穿过第一 /第二平衡电容器1542、1162而得以施加到第一 /第二 LED串1132、1142。在A方向电流根据正弦波中的正方向模式而在变压器的输出端子侧中流动的情况下，虽然A方向电流穿过第一 LED串1142和施加有正向偏置的第一副整流二极管1222， 但电流无法穿过第二 LED串1132和其中施加反向偏置的第二副整流二极管1212。用于第一 LED串1142的电流穿过第一平衡电容器1152、第一整流二极管1172以及第一双极型晶体管1512，以流动到C节点，由此，A方向电流通过电流路径而流通。结果，在电流在A方向上流动的部分中驱动第一 LED串1142，而不驱动第二 LED串 1132。在类似的处理中，在电流在B方向上流动的部分中驱动第二 LED串1132，而不驱动第一 LED 串 1142。也就是说，第一整流二极管1172和第一副整流二极管1222或第一 LED串1142形成一种半波整流电路。此外，第二整流二极管1182和第二副整流二极管1212或第二 LED 串1132形成一种半波整流电路。虽然这两种情况形成半波整流电路，但在电流在A方向上流动的部分中驱动第一 LED串1142，而在电流在B方向上流动的部分中驱动第二 LED串 1132，从而不生成由传统半波整流电路所经历的功率损耗。在所示LED驱动器中，在归因于每一个第一 LED串1142的特性偏差而存在正向方向电压降的偏差的情况下，每一个第一 /第二平衡电容器1152、1162仅被累积有因电流在 A方向上流动的部分的偏差而相互不同的电荷。每一个第一 /第二平衡电容器1152、1162中累积的不同数量的电荷在其之间抵消，或在电流在B方向上流动的部分中被消除。毕竟， 即使在每一个第一 LED串1142中存在正向电压降的偏差，在所示LED驱动器的第一 LED串 1142中也不生成电流偏差或由此导致的亮度偏差。通过同样的理论，即使在每一个第二 LED串1132中存在正向电压降的偏差，在第二 LED串1132中也不生成电流偏差或由此导致的亮度偏差。现在，关于A方向电流路径和B方向电流路径，在两个电流路径上不存在电阻元件。因此，应理解，所示LED驱动器可以极大地限制电阻元件产生的热量损耗。同时，在第一双极型晶体管1512或第二双极型晶体管1522处的基极电流的适当调整可以单独地调整第一 LED串1142或第二 LED串1132的亮度。例如，使第一 /第二双极型晶体管1512、1522导通和关断的电流可以施加到基极，以通过PWM(脉宽调制)方法来单独地调整亮度。图21的LED驱动器可以还包括第一稳定电阻器1562，连接在第一 LED串1142、 第一纹波消除电容器1262以及第一副整流二极管1222的连接节点之间；以及第二稳定电阻器1552，连接在第二LED串1132、第二纹波消除电容器1252以及第二副整流二极管1212 的连接节点之间，其配置与图20中的LED驱动器的配置不同。通过使用射级端接地的第一双极型晶体管1512和第二双极型晶体管1522进行开关可以减少接地特性，其中，第一 /第二稳定电阻器1562、1552可以防止接地特性恶化。除了第一 /第二稳定电阻器1562、1552之外，图21中的其它构成元件与图20的构成元件相同，从而省略重复解释。图22的LED驱动器采用第一 MOS晶体管1513和第二 MOS晶体管1523，第一 MOS 晶体管1513代替图20的第一双极型晶体管1512，以及第二 MOS晶体管1523代替图20的第二双极型晶体管1522。以衬底二极管形成传统MOS晶体管开关，从而移除图20的第一旁路二极管1532和第二旁路二极管1542。然而，在使用其它类型的晶体管(比如FET场效应晶体管)而非MOS晶体管来实现LED驱动器的情况下，可以采用第一旁路二极管1532和第二旁路二极管1542。MOS晶体管与双极型晶体管的不同在于M0S晶体管不能线性地控制电流路径，但能够进行开/关控制。MOS晶体管与双极型晶体管不同还在于M0S晶体管受控于电压，而不是电流。然而，开/关操作对于每种均作为一种开关的两种晶体管是相同的，从而将不再对其多余描述。除了第一 /第二 MOS晶体管1513、1523之外的图22的其余构成元件与图 20的其余构成元件相同，从而将不提供出多余解释。图23是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图23中的LED驱动器可以包括DC_AC转换器110，作为将AC电压施加到LED驱动器的AC电源；变压器单元120，通过输入端口从DC-AC转换器110接收AC电压；至少一个或更多个第一 LED串1332，从变压器单元120的输出端口接收第一方向A电流；至少一个或更多个第二 LED串1342，从变压器单元120的输出端口接收第二方向B电流；至少一个或更多个第一平衡电容器1352，布置在变压器单元120的输出端口与第一 LED串1332之间；至少一个或更多个第二平衡电容器1362，布置在变压器单元120的输出端口与第二 LED串1342 之间；至少一个或更多个第一整流二极管1382，用于形成经由第一平衡电容器1352到达第一 LED串1332的单一方向整流电路路径；以及至少一个或更多个第二整流二极管1372，用于形成经由第二平衡电容器1362到达第二 LED串1342的单一方向整流电路路径；至少两个第一双极型晶体管1612，其调整每一个第一 LED串1332的电流路径；以及至少两个第二双极型晶体管1622，其调整每一个第二 LED串1342的电流路径，第一旁路二极管1632，其当第一双极型晶体管1612受阻塞时形成旁路路径；以及第二旁路二极管1642，其当第二双极型晶体管1622受阻塞时形成旁路路径。因为由第一 /第二 LED串1332、1342基本地具有作为二极管的特性的事实而导致的第一 /第二 LED串1332、1342的固有反向方向电流限制功能，第一 /第二整流二极管 1372、1382和第一 /第二 LED串1332、1342可以形成整流电路。然而，为了布置第一 /第二纹波消除电容器1452、1462或为了防止LED受瞬时高电压反向电流损坏，可以布置在第一双极型晶体管1612与第一 LED串1332之间的在与第一LED串1332的方向相同的方向上连接的至少一个或更多个第一副整流二极管1412，以及可以布置在第二双极型晶体管1622与第二 LED串1342之间的在与第二 LED串1342的方向相同的方向上连接的至少一个或更多个第二整流二极管1422。为了对经由变压器单元120和第一 /第二平衡电容器1352、1362而引入的电流中的纹波分量进行限制，可以布置与第一 LED串1332并联的至少一个或更多个第一纹波消除电容器1452和与第二 LED串1342并联的至少一个或更多个第二纹波消除电容器1462。此外，可以在变压器单元120的输出端口处布置电流测量设备。电流测量设备可以是电流测量变压器。DC-AC转换器110可以通过使用四个开关晶体管来改变施加到变压器单元120的输入侧处的线圈的DC电流的方向来将DC电压转换为AC电压。每一个第一双极型晶体管1612和每一个第二双极型晶体管1622的射级端和集电极端通过第一旁路二极管1632和第二旁路二极管1642而连接。每一个双极型晶体管和旁路二极管对作为对于单一方向的开关工作。这是归因于这样的事实仅在A方向部分上的特定LED上的单独控制可以防止B方向部分受影响。此外，虽然图中未示出，但LED驱动器可以包括控制器，其单独地调整第一 /第二双极型晶体管1612、1622的每一个基极端电流。控制器可以将开/关电流施加到每一个基极端，从而第一 /第二双极型晶体管1612、1622中的每一个个可以作为开关工作。或者，控制器可以将具有线性值的电流施加到每一个基极端，从而第一 /第二双极型晶体管1612、 1622中的每一个可以线性地调整电流路径的宽度。控制器可以将控制信号Cl、C2施加到四个开关晶体管，控制DC-AC转换器110的四个开关晶体管。控制器可以使用控制信号Cl、C2，以通过接收测量电阻器中流动的电流来进行恒定电流的反馈控制。可以从图20的解释而容易地推导所示LED驱动器的操作和原理的描述，从而将省略任何多余描述。图M的LED驱动器可以还包括第一稳定电阻器1652，连接在第一 LED串1332、 第一纹波消除电容器1452以及第一副整流二极管1412的连接节点之间；以及第二稳定电阻器1662，连接在第二LED串1342、第二纹波消除电容器1462以及第二副整流二极管1422 的连接节点之间，其配置与图23中的LED驱动器的配置不同。
通过使用射级端接地的第一双极型晶体管1612和第二双极型晶体管1622进行开关可以减少接地特性，其中，第一 /第二稳定电阻器1652、1662可以防止接地特性恶化。除了第一 /第二稳定电阻器1652、1662之外，图M中的其它构成元件与图23的构成元件相同，从而省略重复解释。图25的LED驱动器采用第一 MOS晶体管1613和第二 MOS晶体管1623，第一 MOS 晶体管1613代替图23的第一双极型晶体管1612，以及第二 MOS晶体管1623代替图23的第二双极型晶体管1623。除了第一 /第二 MOS晶体管1613、1623的方向之外，图25中的其它构成元件与图22的构成元件相同，从而省略重复解释。第三示例性实施例图沈是示出根据本发明又一示例性实施例的LED驱动器的构思的框图。所示LED驱动器可以包括第一 LED串103'；第二 LED串104'；第一整流器 107'，其对第一方向AC电压电流进行整流，并且将整流的电流提供给第一 LED串103'； 第二整流器108 ‘，其对第二方向AC电压电流进行整流，并且将整流的电流提供给第二 LED 串104'；以及平衡单元105'，位于第一 /第二 LED串103' ,104'之间，用于第一 /第二 LED串103' ,104'的电流平衡；并且所示LED驱动器可以在电源侧还包括DC_AC转换器 101'，用于连同DC电源11' 一起将DC电压转换为AC电压；以及变压器单元102'，用于将转换后的AC电压发送到LED串103'。所示LED驱动器响应于AC电流方向而交替地驱动第一 LED串103'和第二 LED串 104'，并且由第一 LED串103'与第二 LED串104'之间布置的平衡单元105‘引入到每一个LED串的电流可以被均勻地调整。平衡单元105 ‘具有电容器特性，用于廉价高效的电流平衡。图27是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。图27的DC-AC转换器110提供图16的DC-AC转换器11'的功能，第一整流二极管2170和副整流二极管2210或第一 LED串2130提供图沈的第一整流器107'的功能，图 27的第二整流二极管2180、第二副整流二极管2220或第二串2140提供图沈的第二整流器108'的功能。第一 /第二平衡电容器2150、2160执行图沈的平衡单元105'的角色。图27的LED驱动器可以包括DC_AC转换器110，作为AC电源，将AC电压施加到 LED驱动器；变压器单元120，通过输入端口从DC-AC转换器110接收AC电压；至少一个或更多个第一 LED串2130，从变压器单元120的输出端口接收第一方向A电流；至少一个或更多个第二 LED串2140，从变压器单元120的输出端口接收第二方向B电流；至少一个或更多个第一平衡电容器2150，在一些端处连接到公共节点C，用于形成到达每一个LED串的电流路径；至少一个或更多个第二平衡电容器2160，在一些端处连接到公共节点C，用于形成到达每一个第二 LED串的电流路径；至少一个或更多个第一整流二极管2170，用于形成经由第一平衡电容器2150到达第二 LED串2140的单一方向整流电路路径；以及至少一个或更多个第二整流二极管2180，用于形成经由第二平衡电容器2160到达第一 LED串2130 的单一方向整流电路路径。现在，第一 LED串2130被布置为允许电流从第一 LED串2130流动到第一平衡电容器2140，第二 LED串2140被布置为允许电流从第二 LED串2140流动到第二平衡电容
因为由第一 /第二 LED串2130、2140基本地具有作为二极管的特性的事实而导致的第一 /第二 LED串2130、2140的固有反向方向电流限制功能，第一 /第二整流二极管 2130,2140和第一 /第二 LED串2130、2140可以形成整流电路。然而，为了布置第一 /第二纹波消除电容器2250、2沈0，或为了防止LED受瞬时反向高电压电流损坏，可以布置在第一平衡电容器2150与第一 LED串2130之间的在与第一 LED串2130的方向相同的方向上连接的至少一个或更多个第一副整流二极管2210，以及可以布置在第二平衡电容器2160与第二 LED串2140之间的在与第二 LED串2140的方向相同的方向上连接的至少一个或更多个第二副整流二极管2220。此外，为了保护第一 /第二 LED串2130、2140，可以附加地布置在第一副整流二极管2210与第一 LED串2130之间连接的至少一个或更多个第一电阻器2230，以及在第二副整流二极管2220与第二 LED串2140之间连接的至少一个或更多个第二电阻器2240。为了对经由变压器单元120和第一 /第二平衡电容器2150、2160而引入的电流中的纹波分量进行旁路，可以布置与第一 LED串2130并联的至少一个或更多个第一纹波消除电容器2250和与第二 LED串2140并联的至少一个或更多个第二纹波消除电容器2260。此外，可以在变压器单元的输出端口处布置电流测量设备。电流测量设备可以是电流测量变压器。DC-AC转换器110可以通过使用四个开关晶体管来改变施加到变压器单元120的输入侧处的线圈的DC电流的方向来将DC电压转换为AC电压。虽然图中未示出，但LED驱动器可以包括控制器，其生成用于控制DC-AC转换器 110的四个开关晶体管的控制信号Cl、C2。控制器可以通过接收由电流测量设备测量的电流来使用控制信号Cl、C2，以执行反馈控制，从而电流恒定地流动。现在，将详细描述所示LED驱动器的操作。AC模式(例如正弦波)电流在变压器单元的输出端子侧处的线圈中流动，AC电流施加到第一 /第二 LED串2130,2140ο在A方向电流根据正弦波中的正方向模式而在变压器的输出端子侧中流动的情况下，虽然A方向电流穿过第一 LED串2130和施加有正向偏置的第一副整流二极管2210， 但电流无法穿过第二 LED串2140和其中施加反向偏置的第二副整流二极管2220。已经穿过第一 LED串2130和第一副整流二极管2210的电流经由第一平衡电容器 2150在C节点汇集。在C节点处汇集的电流穿过第二平衡电容器2160和施加正向偏置的第二二极管2180，并且反馈回到变压器单元110。结果，在电流在A方向上流动的部分中驱动第一 LED串2130，而不驱动第二 LED串 2140。在类似处理中，在电流在B方向上流动的部分中驱动第二 LED串2140，而不驱动第一 LED 串 2130。也就是说，第一整流二极管2170和第一副整流二极管2210或第一 LED串2130形成一种半波整流电路。此外，第二整流二极管2180和第二副整流二极管2220或第二 LED 串2140形成一种半波整流电路。虽然这两种情况形成半波整流电路，但在电流在A方向上流的部分中驱动第一 LED串2130，而在电流在B方向上流的部分中驱动第二 LED串2140， 从而不生成传统半波整流电路所经历的功率损失。
在所示LED驱动器中，在归因于每一个第一 LED串2130的特性偏差而存在正向方向电压降的偏差的情况下，每一个第一 /第二平衡电容器2150、2160仅被累积有因电流在 A方向上流动的部分的偏差而相互不同的电荷。每一个第一 /第二平衡电容器2150、2160 中累积的不同数量的电荷在其之间抵消，或在电流在B方向上流动的部分中被移除。毕竟， 即使在每一个第一 LED串2130中存在正向电压降的偏差，在所示LED驱动器的第一 LED串 1230中也不生成电流偏差(或由此导致的亮度偏差)。通过同样的理论，即使在每一个第二 LED串2140中存在正向电压降的偏差，在第二 LED串2140中也不生成电流偏差(或由此导致的亮度偏差)现在，关于A方向电流路径和B方向电流路径，除了第一电阻器2230和第二电阻器2240之外，在这两个电流路径上不存在电阻元件。因此，应理解，所示LED驱动器可以极大地限制由电阻元件产生的热量损失。图观是示出根据本发明又一示例性实施例的具有比图27更简单的结构的LED驱动器的电路图，其中，在驱动路径上不存在电阻。从图27可以容易地推导所示LED驱动器的操作和原理的解释，从而将不提供重复解释。图四是示出根据本发明又一示例性实施例的使用划分AC驱动方法对LED串的驱动功率进行平滑的LED驱动器的电路图。根据图四的LED驱动器可以包括DC-AC转换器110，作为AC电源，将AC电压施加到LED驱动器；变压器单元120，通过输入端口从DC-AC转换器110接收AC电压；至少一个或更多个第一 LED串2330，从变压器单元120的输出端口接收第一方向A电流；至少一个或更多个第二 LED串2340，从变压器单元120的输出端口接收第二方向B电流；至少一个或更多个第一平衡电容器2350，在一些端处连接到公共节点C，用于形成到达每一个LED 串的电流路径；至少一个或更多个第二平衡电容器2360，在一些端处连接到公共节点C，用于形成到达每一个第二 LED串的电流路径；至少一个或更多个第一整流二极管2370，用于形成经由第一平衡电容器2350到达第二 LED串2340的单一方向整流电路路径；以及至少一个或更多个第二整流二极管2380，用于形成经由第二平衡电容器2360到达第一 LED串 2330的单一方向整流电路路径。此时，第一 LED串2330被布置为允许电流从第一 LED串2330流动到第一平衡电容器2350，第二 LED串2340被布置为允许电流流动到第二 LED串2340到达第二平衡电容器2360。因为由第一 /第二 LED串2330、2340基本地具有作为二极管的特性的事实而导致的第一 /第二 LED串2330、2340的固有反向电流限制功能，第一 /第二整流二极管2270、 2380和第一 /第二 LED串2330、2340可以形成整流电路。然而，为了布置第一 /第二纹波消除电容器对50、2460，或为了防止LED受瞬时反向高电压电流损坏，可以布置在第一平衡电容器2350与第一 LED串2330之间的在与第一 LED串2330的方向相同的方向上连接的至少一个或更多个第一副整流二极管M10，并且可以布置在第二平衡电容器2360与第二 LED串2340之间的在与第二 LED串2340的方向相同的方向上连接的至少一个或更多个第二副整流二极管对20。此外，为了保护第一 /第二 LED串2330、2340，可以附加地布置在第一副整流二极管MlO与第一 LED串2330之间连接的至少一个或更多个第一电阻器2430，以及在第二副整流二极管M20与第二 LED串2340之间连接的至少一个或更多个第二电阻器M40。为了对经由变压器单元120而引入的电流中的纹波分量进行旁路，可以布置与第一 LED串2330并联的至少一个或更多个第一纹波消除电容器M50和与第二 LED串2340 并联的至少一个或更多个第二纹波消除电容器M60。此外，可以在变压器单元120的输出端口或第一平衡电容器2350的公共节点C处布置电流测量设备。电流测量设备可以是电流测量变压器。同时，虽然图中未示出，但LED驱动器可以包括控制器，其生成用于控制DC-AC转换器110的四个开关晶体管的控制信号C1、C2。控制器可以通过接收由电流测量设备测量的电流来使用控制信号C1、C2，以执行反馈控制，从而电流恒定地流动。从图4可以容易地推导所示LED驱动器的操作和原理的解释，从而将不提供重复解释。图30是示出具有比图四更简单的配置并且在驱动路径上没有电阻的LED驱动器的电路图。从图5可以容易地推导所示LED驱动器的操作和原理的解释，从而将不提供重复解释。虽然已经参照本发明的示例实施例特别地示出并且描述了本发明，但总体发明构思不限于上述实施例。本领域技术人员应理解，在不脱离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节的各种改变和变化。例如，虽然本发明已经举例具有每个都具有三个LED串的第一 /第二 LED串的LED 驱动器，但本发明可以通过具有两个或多于四个的串的LED驱动器而容易地应用，这也属于本发明的范围。工业实用性如此配置的根据本发明的LED驱动器可以应用于工业，由于其可以限制热量损失，并且单独地控制LED串。另一优点在于，所述LED驱动器可以限制驱动功率损失。又一优点在于，所述LED驱动器可以减少制造成本。再一优点在于所述LED驱动器可以通过简单结构而在LED串之间提供电流平衡。
权利要求
1.一种发光二极管驱动器，包括至少两个发光二极管串；整流器，其对提供给所述发光二极管串的交流电压进行整流；以及至少两个平衡电容器，位于每一个发光二极管串的电流路径处，用于执行所述发光二极管串的电流平衡。
2.如权利要求1所述的发光二极管驱动器，还包括至少两个路径控制元件，用于控制每一个发光二极管串的所述电流路径；以及控制器，其控制所述路径控制元件。
3.如权利要求2所述的发光二极管驱动器，其中，所述路径控制元件是阻塞所述发光二极管串的电流路径的开关元件。
4.如权利要求1所述的发光二极管驱动器，其中，所述至少两个或更多发光二极管串包括第一发光二极管串和第二发光二极管串，所述整流器包括第一整流器，其对交流电压的第一方向电流进行整流，并且将所述电流提供给所述第一发光二极管串；以及第二整流器，其对交流电压的第二方向电流进行整流，并且将所述电流提供给所述第二发光二极管串，以及，所述电流平衡电容器插入在所述第一发光二极管串与所述第二发光二极管串之间，以用于所述第一发光二极管串和第二发光二极管串的电流平衡。
5.如权利要求1所述的发光二极管驱动器，包括直流-交流转换器，用于将直流电压转换为交流电压，以及变压器单元，用于将所转换出的交流电压发送到所述整流器。
6.一种发光二极管驱动器，包括变压器单元，其通过输入端口来接收交流电压；至少一个或更多个第一发光二极管串，其从所述变压器单元的输出端口接收第一方向电流；至少一个或更多个第二发光二极管串，其从所述变压器单元的输出端口接收第二方向电流；至少一个或更多个第一平衡电容器，其布置在所述变压器单元的输出端口与所述第一发光二极管串之间；至少一个或更多个第二平衡电容器，其布置在所述变压器单元的输出端口与所述第二发光二极管串之间；至少一个或更多个第一整流二极管，用于形成单一方向电流路径，以用于所述第二发光二极管串和所述第一平衡电容器的整流；至少一个或更多个第二整流二极管，用于形成单一方向电流路径，以用于所述第一发光二极管串和所述第二平衡电容器的整流；第一路径控制元件，用于控制每一个第一发光二极管串的电流路径；以及第二路径控制元件，用于控制每一个第二发光二极管串的电流路径。
7.如权利要求6所述的发光二极管驱动器，还包括至少一个或更多个第一副整流二极管，在所述第一平衡电容器与所述第一发光二极管串之间在与所述第一发光二极管串的方向相同的方向上连接，以及至少一个或更多个第二副整流二极管，在所述第二平衡电容器与所述第二发光二极管串之间在与所述第二发光二极管串的方向相同的方向上连接。
8.如权利要求7所述的发光二极管驱动器，包括至少一个或更多个第一电阻器，在所述第一副整流二极管与所述第一发光二极管串之间连接，以及至少一个或更多个第二电阻器，在所述第二副整流二极管与所述第二发光二极管串之间连接。
9.如权利要求6所述的发光二极管驱动器，包括与所述第一发光二极管串并联连接的至少一个或更多个第一纹波消除电容器，以及与所述第二发光二极管串并联连接的至少一个或更多个第二纹波消除电容器。
10.如权利要求6所述的发光二极管驱动器，其特征在于，所述第一发光二极管串被布置为允许所述电流在从所述第一平衡电容器到所述第一发光二极管串的方向上流动，所述第二发光二极管串被布置为允许所述电流在从所述第二平衡电容器到所述第二发光二极管串的方向上流动，所述第一整流二极管的负极连接到每一个第一平衡电容器而正极公共连接，所述第二整流二极管的负极连接到每一个第二平衡电容器而正极公共连接到所述第一整流二极管。
11.如权利要求6所述的发光二极管驱动器，其特征在于，所述第一发光二极管串被布置为允许所述电流在从所述第一发光二极管串到所述第一平衡电容器的方向上流动，所述第二发光二极管串被布置为允许所述电流在从所述第二发光二极管串到所述第二平衡电容器的方向上流动，所述第一整流二极管的正极连接到每一个第一平衡电容器而负极公共连接，所述第二整流二极管的正极连接到每一个第二平衡电容器而负极公共连接到所述第一整流二极管。
12.如权利要求6所述的发光二极管驱动器，包括直流-交流转换器，其将外部提供的直流电压转换为交流电压；测量电阻器，连接在所述第一发光二极管串与所述第二整流二极管之间；以及控制器，其响应于在所述测量电阻器中流动的电流来控制所述直流-交流转换器的操作。
13.如权利要求6所述的发光二极管驱动器，包括第一路径控制元件，其控制每一个第一发光二极管串的电流路径；以及第二路径控制元件，其控制每一个第二发光二极管串的电流路径。
14.如权利要求13所述的发光二极管驱动器，包括所述路径控制元件是响应于控制信号来阻塞相关发光二极管串的电流路径的开关元件。
15.如权利要求14所述的发光二极管驱动器，其特征在于，所述开关元件是金属氧化物半导体晶体管或双极型晶体管。
16.如权利要求13所述的发光二极管驱动器，其特征在于，所述路径控制元件是响应于施加到基极端的控制信号来对相关发光二极管串的所述电流路径的宽度进行调整的晶体管。
17.如权利要求13所述的发光二极管驱动器，其特征在于，所述第一路径控制元件在端部公共连接，以及公共连接的节点接地。
18.一种发光二极管驱动器，包括变压器单元，其通过输入端口来接收交流电压；至少一个或更多个第一发光二极管串，其从所述变压器单元的输出端口接收第一方向电流；至少一个或更多个第二发光二极管串，其从所述变压器单元的输出端口接收第二方向电流；至少一个或更多个第一平衡电容器，在端部公共连接，并且形成到每一个第一发光二极管串的电流路径；至少一个或更多个第二平衡电容器，在端部公共连接到所述第一平衡电容器的公共节点，并且形成到每一个第二发光二极管串的电流路径；至少一个或更多个第一整流二极管，用于形成经由所述第一平衡电容器到所述第二串的单一方向电流路径；以及至少一个或更多个第二整流二极管，用于形成经由所述第二平衡电容器到所述第一串的单一方向电流路径。
19.如权利要求18所述的发光二极管驱动器，还包括至少一个或更多个第一副整流二极管，在所述第一平衡电容器与所述第一发光二极管串之间在与所述第一发光二极管串的方向相同的方向上连接；以及至少一个或更多个第二副整流二极管，在所述第二平衡电容器与所述第二发光二极管串之间在与所述第二发光二极管串的方向相同的方向上连接。
20.如权利要求19所述的发光二极管驱动器，还包括至少一个或更多个第一电阻器， 在所述第一副整流二极管与所述第一发光二极管串之间连接，以及至少一个或更多个第二电阻器，在所述第二副整流二极管与所述第二发光二极管串之间连接。
21.如权利要求18所述的发光二极管驱动器，还包括与所述第一发光二极管串并联连接的至少一个或更多个第一纹波消除电容器，以及与所述第二发光二极管串并联连接的至少一个或更多个第二纹波消除电容器
22.如权利要求18所述的发光二极管驱动器，其特征在于，所述第一发光二极管串被布置为允许所述电流在从所述第一平衡电容器到所述第一发光二极管串的方向上流动， 所述第二发光二极管串被布置为允许所述电流在从所述第二平衡电容器到所述第二发光二极管串的方向上流动。
23.如权利要求18所述的发光二极管驱动器，其特征在于，所述第一发光二极管串被布置为允许所述电流在从所述第一发光二极管串到所述第一平衡电容器的方向上流动， 所述第二发光二极管串被布置为允许所述电流在从所述第二发光二极管串到所述第二平衡电容器的方向上流动。
24.如权利要求18所述的发光二极管驱动器，包括直流-交流转换器，其将外部提供的直流电压转换为交流电压。
25.如权利要求M所述的发光二极管驱动器，包括在所述变压器单元的所述输出端口或所述第一平衡电容器的公共节点处的电流测量设备。
26.如权利要求25所述的发光二极管驱动器，包括响应于由所述电流测量设备测量的电流来控制所述直流-交流转换器的操作的控制器。
全文摘要
一种发光二极管驱动器，包括至少两个发光二极管串；整流器，对提供给发光二极管串的交流电压进行整流；至少两个平衡电容器，位于每一个发光二极管串的电流路径处，用于执行发光二极管串的电流平衡；至少两个路径控制元件，用于控制每一个发光二极管串的电流路径；以及控制器，控制路径控制元件。
文档编号G09G3/32GK102461343SQ201080029370
公开日2012年5月16日 申请日期2010年5月29日 优先权日2009年5月29日
发明者李贤官, 许东荣, 赵信, 金兑勇, 金成恩 申请人:Lg伊诺特有限公司