专利名称：发光二极管单元的驱动回路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光单元的驱动回路，特别是涉及一种发光二极管单 元的驱动回if各。
背景技术：
由于发光二极管(light-emitting diode, LED)与一般的光源(例如灯 泡或灯管)比较之下，其具有寿命长、耗电量少、体积小等优点，且由于发 光二极管的技术也越来越成熟，目前在指示灯、背光模组甚至照明设备上， 皆逐渐出现了发光二极管的应用。
一般发光二极管所使用的电源架构为了要兼顾驱动特性需求以及符合 电气安全规范，其电路架构区分为前级的交流/直流转换回路和后级的发光 二极管驱动回路。请参阅图1，以一发光二极管背光模组l为例，其包括一 具隔离功能的交流/直流转换器11、多个直流/直流转换器12a - 12n以及多 个组发光二^l管单元13a - 13n。其中，各直流/直流转换器12a - 12n分别 与相对应的发光二极管单元13a - 13n电性连接。
交流/直流转换器11是将交流电源(市电)10转换成一直流电源输出， 再由各直流/直流转换器12a-12n依据直流电源分别将其转换成驱动信号 以驱动相对应的发光二极管单元13a - 13n。
承上所述，因为发出不同颜色光线的发光二极管所需要的驱动信号大 小不同，所以不同的发光二极管单元需要^f吏用不同的直流/直流转换器来驱 动，故其成本较高且线路复杂度也会提高。另外，由于使用交流/直流转换 器以及直流/直流转换器两级式的电路架构，所以电能转换效率也将会因为 每一级的损耗而降低。
因此，如何提供一种发光二极管单元的驱动回路，使其能够同时驱动 多组的发光二极管单元，并能使电能转换效率提高，实属当前重要课题之
有鉴于上述现有的驱动回路存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品 设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以 研究创新，以期创设一种新型结构的发光二极管单元的驱动回路，能够改 进一般现有的驱动回路，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并 经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的驱动回路存在的缺陷，而提供一 种新型结构的发光二极管单元的驱动回路，所要解决的技术问题是使其能 够同时驱动多组的发光二极管单元且能提高电能转换效率，从而更加适于 实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据
本发明提出的一种发光二极管单元的驱动回路，包括 一隔离型电源转换 单元，接收一交流电源并具有多个输出端，其中各输出端输出一驱动信号； 以及多个发光二极管单元，分别与各输出端电性连接，并依据该驱动信号 而动作。于此，所谓的动作是指发光二极管单元发光或停止发光的动作。 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 前述的驱动回路，其中所述的隔离型电源转换单元包括 一隔离型变压器，具有一次侧及二次侧，其中所述输出端设置于该二 次侧，而该二次侧具有多个绕组，各绕组分别对应各输出端；以及
一整流器，与该隔离型变压器的该一次侧电性连接，并依据该交流电 源输出 一功率信号至该隔离型变压器。
前述的驱动回路，其中所述的整流器为一半桥式整流器或一全桥式整 流器。
前述的驱动回路，其中所述的功率信号为 一直流电源信号。 前述的驱动回路，其中各发光二极管单元包括至少 一发光二极管。 前述的驱动回路，其中所述的发光二极管单元包括一红色发光二极管
单元、 一绿色发光二极管单元、 一蓝色发光二极管单元或一白色发光二极
管单元。
前述的驱动回路，其中所述的发光二极管单元为一光棒型式的发光二 极管单元。
前述的驱动回路，其更包括
一能量调节单元，具有多个开关元件，各开关元件与各发光二极管单 元电性连接；
一控制单元，分别与该能量调节单元及该隔离型电源转换单元电性连 接，该控制单元产生至少一能量调节信号至该能量调节单元；以及
一回授控制单元，分别与该能量调节单元及该控制单元电性连接，并 依据该能量调节信号产生一回授信号，以将其输出至该控制单元。
前述的驱动回路，其中所述的控制单元包括
一混光控制器，与该能量调节单元电性连接，并产生该能量调节信号 至该能量调节单元；
一开关元件，与该隔离型电源转换单元电性连接；以及
一脉宽调变信号产生器，产生至少一脉宽调变信号以控制该开关元件。 前述的驱动回路，其中各发光二极管单元的发光起始时间和/或发光结 束时间相异。
前述的驱动回路，其更包括一功率因数修正单元，其与隔离型电源转 换单元电性连接，并依据一交流电讯而输出一功率信号至该隔离型电源转 换单元。
借由上述技术方案，本发明发光二极管单元的驱动回路至少具有下列
优点本发明的发光二极管单元的驱动回路，其利用具有多个输出端的隔 离型电源转换单元来驱动发光二极管单元。以此单级式的架构将能够降低 功率消耗以提升驱动回路的工作效率，并进而可减少热量的产生。
综上所述，本发明新颖的发光二极管单元的驱动回路，能够同时驱动 多组的发光二极管单元且能提高电能转换效率。本发明具有上述诸多优点 及实用价值，其不论在结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有显著的 进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的驱动回路具有增进的功效， 从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实 用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的 技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和 其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附 图，详细说明如下。
图1为现有的一种发光二极管背光模组的一系统方块图。 图2为本发明较佳实施例的一种发光二极管单元的驱动回路的一架构 方块图。
图3为本发明较佳实施例的一种发光二极管单元的驱动回路的另一架 构方块图。
图4为本发明较佳实施例的一种发光二极管单元的驱动回路的一电路 示意图。
图5为本发明较佳实施例的一种发光二极管单元的驱动回路，其中控 制发光二极管单元的能量示意图。 '
图6为本发明另一较佳实施例的一种发光二极管单元的驱动回路的一 架构方块图。
1:背光模组 10、 20:交流电源
11:交流/直流转换器 12a-12n:直流/直流转换器
13a-13n、 22广22"发光二极管单元2:发光二极管单元的驱动回路
21:隔离型电源转换单元
212:整流器
24:控制单元
242:脉宽调变信号产生器
25:回授控制单元
211:隔离型变压器 23:能量调节单元
241、 Q-QN:开关元件
243:混光控制器
26:功率因数修正单元
O,-(k输出端
具体实施例方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功 效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的发光二极管单元的驱 动回路其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图2，本发明较佳实施例的发光二极管单元的驱动回路2包括一 隔离型电源转换单元21及多个发光二极管单元22, - 22N。
隔离型电源转换单元21具有多个输出端O,-On，且所述输出端0!-0n 分别电性连接相对应的发光二极管单元22,- 22N。且隔离型电源转换单元 21接收一交流电源20,并由各输出端Or ON输出一驱动信号以驱动发光二 极管单元22-22w发光。于本实施例中，隔离型电源转换单元21的架构可 为返驰式(Flyback)、顺向式(Forward)、半桥式(Half Bridge)、全桥式(Full Bridge)或推挽式(Push-Pul 1)等可应用于交流/直流转换器的任何架构。另 外，所述发光二极管单元22,- 22N可为红色、绿色、蓝色或白色的发光二极 管单元22, - 22N，且各发光二极管单元22, - 22w可具有至少一发光二极管。 而当发光二极管单元具有多个发光二极管时，其可为光棒(light bar)型式 的发光二极管单元。
请再参阅图3，隔离型电源转换单元21包括一隔离型变压器211以及 一整流器212。整流器212可为半桥式整流器或全桥式整流器，其依据交流 电源(市电)20而输出一功率信号(直流电源)至隔离型变压器211。隔离型 变压器211具有一次侧(primary side)及二次侧(secondary side)，且于 二次侧具有多个绕组(coi 1),而所述绕组分别对应各输出端0, - 0N。
于本实施例中，由于不同颜色的发光二极管单元所需要的驱动信号大 小不尽相同，因此所述绕组可具有不同的匝数，以将功率信号转换成所需 要的驱动信号来驱动发光二极管单元22, - 22w发光。
请再参阅图4,本实施例的驱动回路2更包括一能量调节单元23、 一 控制单元24以及一回授控制单元25。其中，能量调节单元23具有多个开 关元件- QN，各开关元件Qi - QN是分别和
22N电性连接，藉由开关元件Q！ _ QN的导通(turn on)与关闭(turn off)并搭 配驱动信号来控制各发光二极管单元22, - 22w的发光亮度。
控制单元24是分别与能量调节单元23以及隔离型电源转换单元21电 性连接，且该控制单元24包括一开关元件241、 一脉宽调变信号产生器242 以及一混光控制器243。开关元件241是分别与脉宽调变信号产生器242以 及隔离型变压器211的一次侧电性连接。
脉宽调变信号产生器242是产生一脉宽调变信号以控制开关元件241, 藉此调整隔离型变压器211 二次侧所输出的驱动信号的总能量。混光控制 器243是依时序而产生至少一能量调节信号至能量调节单元23的各开关元 件Q-QN。其中能量调节信号可为一脉宽调变(pulse width modulation, PWM) 信号，而藉由控制脉宽调变信号的责任周期，即可控制发光二极管单元22, -22N的发光亮度。
回授控制单元25是分别与能量调节单元23以及控制单元24电性连接， 并依据能量调节信号而产生一回授信号，并将其输出至控制单元24。控制 单元24则可依据回授信号来控制脉宽调变信号的责任周期或振幅来调整驱 动信号的总能量。然而，由于回授控制的方法有许多种，例如最大电流回 授控制、平均电流回授控制等，其皆有不同的设计方式，于此仅为举例而 非用以限制回授控制的状态。
需注意，在本实施例中，在隔离型变压器211的二次侧与发光二极管 单元22,-22w之间，亦可存在例如滤波电路或防逆流保护电路等电路(图中 未示)，其视需求而可自由的设计于驱动回路之中。
另外，请参阅图5，在本实施例中，当发光二极管单元分别为红色、绿 色及蓝色发光二极管单元，为达到混光的效果，混光控制器243会控制开 关元件Q:-QN的导通时间以控制各颜色的发光时间。在某些应用中，各发光 二极管单元22i-22w的发光起始时间可相同，然而，如此一来将有可能造成 涟波(ripple)电流过大。因此，混光控制器243可以设计为以中心点同步 的方式来控制开关元件Qi-Q"意即红色、绿色及蓝色发光二极管单元的发 光起始时间相异，且发光结束时间也相异。如图5所示，例如tl-t6是红 色发光二极管单元的发光时间，t2 - t5是绿色发光二极管单元的发光时间， 而t3-t4是蓝色发光二极管单元的发光时间。如此，控制红色、绿色及蓝 色发光二极管单元的开关单元在不同时间切入，即可降低涟波电流。
再如图6所示，除上述架构之外，另一种驱动回路2，可包括一功率因 数》务正(power factor correction, PFC)单元26，其电性连接于交流电源 20与隔离型电源转换单元21之间，以修正驱动回路2，中的功率因数，使 其具有较佳的功率因数。
综上所述，因依据本发明的发光二极管单元的驱动回路，其利用具有
多个输出端的隔离型电源转换单元来驱动发光二极管单元。以此单级式的 架构将能够降低功率消耗以提升驱动回路的工作效率，并进而可减少热量 的产生。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式 上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发 明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利 用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但 凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例 所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围 内。
权利要求
1、一种发光二极管单元的驱动回路，其特征在于包括一隔离型电源转换单元，接收一交流电源并具有多个输出端，其中各输出端输出一驱动信号；以及多个发光二极管单元，分别与各输出端电性连接，并依据该驱动信号而动作。
2、 根据权利要求1所述的驱动回路，其特征在于其中所述的隔离型电 源转换单元包括一隔离型变压器，具有一次侧及二次侧，其中所述输出端设置于该二 次侧，而该二次侧具有多个绕组，各绕组分别对应各输出端；以及一整流器，与该隔离型变压器的该一次侧电性连接，并依据该交流电 源输出一功率信号至该隔离型变压器。.
3、 根据权利要求2所述的驱动回路，其特征在于其中所述的整流器为一半桥式整流器或一全桥式整流器。
4、 根据权利要求2所述的驱动回路，其特征在于其中所述的功率信号为一直流电源信号。
5、 根据权利要求1所述的驱动回路，其特征在于其中各发光二极管单 元包括至少 一发光二极管。
6、 根据权利要求1所述的驱动回路，其特征在于其中所述的发光二极 管单元包括一红色发光二极管单元、 一绿色发光二极管单元、 一蓝色发光 二极管单元或一白色发光二极管单元。
7、 根据权利要求1所述的驱动回路，其特征在于其中所述的发光二极 管单元为一光棒型式的发光二极管单元。
8、 根据权利要求1所述的驱动回路，其特征在于其更包括 一能量调节单元，具有多个开关元件，各开关元件与各发光二极管单元电性连4妻；一控制单元，分別与该能量调节单元及该隔离型电源转换单元电性连 接，该控制单元产生至少一能量调节信号至该能量调节单元；以及一回授控制单元，分别与该能量调节单元及该控制单元电性连接，并 依据该能量调节信号产生一回授信号，以将其输出至该控制单元。
9、 根据权利要求8所述的驱动回路，其特征在于其中所述的控制单元 包括一混光控制器，与该能量调节单元电性连接，并产生该能量调节信号 至该能量调节单元；一开关元件，与该隔离型电源转换单元电性连接；以及一脉宽调变信号产生器，产生至少一脉宽调变信号以控制该开关元件。
10、 根据权利要求1所述的驱动回路，其特征在于其中各发光二极管单元的发光起始时间和/或发光结束时间相异。
11、 根据权利要求1所述的驱动回路，其特征在于其更包括一功率因 数修正单元，其与隔离型电源转换单元电性连接，并依据一交流电讯而输 出 一功率信号至该隔离型电源转换单元。
全文摘要
一种发光二极管单元的驱动回路，包括一隔离型电源转换单元以及多个发光二极管单元。隔离型电源转换单元具有多个输出端，且接收一交流电源，并由各输出端输出一驱动信号。发光二极管单元分别与各输出端电性连接，并依据驱动信号而动作。本发明能够同时驱动多组的发光二极管单元且能提高电能转换效率。
文档编号H05B37/02GK101360374SQ200710138028
公开日2009年2月4日 申请日期2007年8月2日 优先权日2007年8月2日
发明者林崇智 申请人:宇威光电股份有限公司