专利名称：用于发光设备的驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于发光设备的驱动电路，它对于便携式电子端子中的发光二极管特别有用。
为了使LED能够工作并发射期望亮度的光，要求每种装置上施加3.8伏+/-0.2伏的电压。便携式端子的主电源通常是具有3.6伏额定一电压的可再充电电池。尽管对于特殊类型的装置和电池这些电压…不同，但总体上讲电池供电电压需要提高以便正确运行LED。
尽管最近几年制造商们对减小便携式端子的尺寸和成本做了相当大的努力，但是减小成本和尺寸的压力仍然存在。在便携式端子中附加特征与其关联元件的加入也促使许多元件从现有电路中移位。
根据本发明，提供了一种用于驱动发光设备的电路，包括到升压器的交流输入，来自升压器的输出维持一个电荷储存器，所述电荷储存器同所述发光设备并联。
图4是适于同具有不同工作特征的发光设备一起使用的驱动电路的电路图。
发明详述根据本发明的驱动电路的基本元件在
图1的方框图中说明。在升压器14的端子2提供校准的DC电压，可以是正弦曲线的交流输入信号施加到端子1。来自14的提高的电压输出使得在15处的电荷储存器可以保持，而电荷储存器的电压电平在端子3被监控。发光设备16同电荷储存器15并联并由其供电。
参考图2，具体示出了适用于移动电话的LED驱动电路。到升压器14的交流输入施加到端子1。要点亮发光设备LED1和LED2时，可以很方便地将一个方波时钟信号用作施加到端子1的输入。例如，当在端子接收到呼叫或当键区按键被用户按下时，会发生这样的情况。通常从便携式通信终端中的处理器很容易获得合适的时钟信号。
一个2.8伏的校准电源施加到端子2。这个电源很容易获得，因为它通常在电话中用于提供基带数字处理电路。端子1的时钟输入连接到晶体管TR1的基极和晶体管TR2的基极。TR1是NPN型晶体管，而TR2是PNP型晶体管，它们一起构成通称为推挽式的电路装置。
当输入时钟低时，晶体管TR1不导通，而晶体管TR2导通，将电容器C1的一端(下极板C1/2)接地。然后电容器C1通过二极管D1充电且上极板C1/1达到2.6伏。当输入时钟电压升高时，晶体管TR1导通，而晶体管TR2断开。电容器C1的下极板C1/2通过晶体管TR1拉升到2.2伏，且由于电容器C1充电，该电容器上极板C1/1的电压达到4.6伏。当C1/1在4.6伏时，电荷从电容器C1通过二极管D2传输到输出电容器C2。输出电容器C2同发光二极管LED1和LED2并联并向其提供电流。
电荷储存器中的电荷量随交流输入的频率而变化。因此，时钟输入频率的变化将影响传输到电容器C2的电荷量。频率的下降和电容器C2相应充电速率的下降将减小C2上的电压。LED1和LED2上的低电压将使它们吸收较少的电流并建立一种平衡，使得由LED吸收的电流等同于电容器C2的充电速率。通过这种方式，LED的亮度将会改变。
尽管在该电路中示出了两个LED，但是附加的LED可以同LED1和LED2并联，并联的总数受电荷储存器15的容量限制。电阻R1对于电路的工作不是必须的，包含它是为了平滑开关波形的边缘并降低噪声。端子1的规则时钟输入可以由其它输入来代替，如脉宽调制(PWM)交流信号。减小PWM波形占空比将减小输出电压，而LED的亮度也将降低。
LED上电压电平的控制可以通过监控图2中端子3的电压来实现。除其它功能外，控制电压电平还对由于老化和公差变化造成的改变进行补偿。一种调节LED上电压的装置在图3中说明。该电压电平控制装置包括连接到模数转换器(ADC)的分压器，ADC输出同一个定值的比较，当ADC输出同定值不同时调节交流输入频率。
端子3上的电压施加到分压器R4/R5，而来自分压器的输出馈送到提供与LED上的电压对应的数字输出的模数转换器4。然后该数字输出在比较器5中同一个设置为产生要求电压的单值进行比较。数字输出同定值的不同产生比较器5的输出。
比较器5的输出在6产生对升压器电路交流输入频率(或PWM的占空比)的调节。交流输入频率的改变将端子3的电压及来自监控器的对应数字输出以设定值带入寄存器。此外，该设定值可以自动地或根据用户输入而选自一系列与不同亮度要求对应的值。因此，照度级可以设置为响应周围的光线级，根据日历和时刻来变化，或根据用户的喜好来设置。
一种已知的降低同PWM波形固定占空比关联的噪声电平的技术可以实现。当将噪声分散在很宽的光谱范围上时，PWM中的伪随机变化提供了足够的电荷保持在电荷储存器中。电磁发射也可以通过这种装置来降低。直到功率的下降使电话停止工作前，LED的亮度不受电池功率降低的影响。
如图2所示连接在电路中的LED通常应当匹配，从而使它们具有基本上相同的工作特征，尤其是相同的正向电压。参考图4，示出了适于同具有不同工作特征的发光设备一起使用的驱动电路。升压器14象上面关于图2描述的那样工作。图4的电荷储存器15示为包括两个元件，电容器C2通过二极管D2充电，而电容器C3通过二极管D3充电。通常电荷储存器可以包括多个元件。
第一发光设备LED1连接在C2两端，而第二发光设备LED3连接在C3两端。C2和C3两端的电压都将随其电容量而变化，因此每个LED的正向电压特征可以通过选择相应的电容器来提供。可以有一个以上LED同C2或C3并联。
权利要求
1.一种用于驱动发光设备的电路，包括到升压器的交流输入，该升压器的输出保持电荷储存器中的电荷，所述电荷储存器同所述发光设备并联。
2.权利要求1中所述的用于驱动发光设备的电路，其中电荷储存器包括多个不同容量的元件，每个所述元件都与一个或多个发光设备并联。
3.权利要求1或2中所述的用于驱动发光设备的电路，其中电荷储存器中的电荷量随交流输入的频率而变化。
4.权利要求1至3任一项中所述的用于驱动发光设备的电路，其中升压器是推挽式电路。
5.权利要求1、3或4中所述的用于驱动发光设备的电路，其中电荷储存器是通过二极管充电的电容器。
6.权利要求2、3或4中所述的用于驱动发光设备的电路，其中电荷储存器的元件并联且包括通过二极管充电的电容器。
7.前面任何一项权利要求中所述的用于驱动发光设备的电路，其中交流输入是方波时钟电压。
8.权利要求1至6任一项中所述的用于驱动发光设备的电路，其中交流输入是脉宽调制波形。
9.前面任何一项权利要求中的用于驱动发光设备的电路，其中发光设备是LED。
10.前面任何一项权利要求中所述的用于驱动发光设备的电路，具有一个包括连接到ADC的分压器的电压电平控制装置，ADC输出同定值的比较，当ADC输出与定值不同时调节交流输入的频率。
11.用于权利要求8中所述的的用于驱动发光设备的电路的电压电平控制，其中设定值选自一系列值。
12.一种用于驱动发光设备的电路，基本上如上文中联系图1-4描述的或在图1-4中说明的一样。
全文摘要
使LED能够在便携式通信终端的相对低电压电源下工作。推挽式升压器保持电荷储存器上的电荷，LED同电荷储存器并联并从其吸收电流。电荷储存器可以是多个有不同电容量的电容器，以便向每个LED提供不同的工作电压。交流信号输入，如方波时钟序列，驱动推挽式升压器。电荷储存器中的电荷量随交流信号输入的频率而变化。
文档编号H05B33/08GK1413070SQ0214579
公开日2003年4月23日 申请日期2002年10月16日 优先权日2001年10月17日
发明者J·A·哈利 申请人:松下电器产业株式会社