专利名称：发光二极管驱动控制电路及发光二极管驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种发光二极管驱动控制电路及发光二极管驱动电路，尤指一种可提升转换效率的发光二极管驱动控制电路及发光二极管驱动电路。
背景技术：
近年来，由于发光二极管的使用寿命长、发光效率高、亮度稳定快速等特性，被视为下一个世代发光、照明的主要来源。发光二极管可应用的照明领域相当广，包括室内照明、室外照明、广告招牌...等。随着发光二极管逐一取代现今的照明光源，如何取得稳定光源及颜色的发光二极管并提供适当的保护，使发光二极管能发挥其特性的优点已成为当今重要的课题。请参见图1，为一已知的发光二极管驱动电路的电路示意图。发光二极管驱动电路包含一反馈控制电路100、一转换电路110及一发光二极管模块120。转换电路110耦接一输入电源VIN,以根据一控制信号Scl将输入电源Vin的电力转换(例如升压或降压)， 以输出一输出电压VOUT至发光二极管模块120进而驱动发光二极管模块120发光。在本实施中，转换电路110为一直流转直流升压转换电路，包含一电感LI、一晶体管开关SWl、一整流二极管Kl以及一输出电容Cl。电感LI的一端耦接输入电源VIN并流过一电感电流 IL1，另一端耦接晶体管开关SWl的一端，而晶体管开关SWl的另一端通过一电阻Rl接地。 输出电容Cl的一端通过整流二极管Kl耦接电感LI及晶体管开关SWl的连接点，另一端接地。发光二极管模块120具有多个发光二极管串且这些发光二极管串彼此并联。此外，为了确保发光二极管模块120中的任一发光二极管均流过大致相同的电流，发光二极管驱动电路可增加一电流平衡单元130，具有多个电流平衡端Dl Dn对应耦接发光二极管模块 120中的多个发光二极管串，以平衡多个发光二极管串的电流，使每串发光二极管串的电流稳定于一预定电流值。由于每串发光二极管串流经预定电流值所需的驱动电压的准位必须维持在一最低可操作电压值。为此，发光二极管驱动电路可增加一电压检测电路140，耦接多个电流平衡端Dl Dn，并根据每一发光二极管串流经预定电流值的电流所需的跨压并不相同，造成多个电流平衡端Dl Dn的电压高低不同。为使电流平衡单元130的电流平衡端Dl Dn均可正常操作，即可控制流经的电流为预定电流值，电压检测电路140根据电流平衡端Dl Dn之间最低电位产生一反馈信号Fbl。电流平衡单元130同时接收一调光信号DM，并根据调光信号DM的状态控制发光二极管模块120流经电流与否。在此电路中，调光信号DIM于一第一状态及一第二状态之间切换,于调光信号DIM处于第一状态时, 发光二极管模块120流经预定电流值的电流；于调光信号DIM处于第二状态时，发光二极管模块120停止流经电流。电压检测电路140可包含多个二极管，其负端分别对应耦接至多个电流平衡端Dl Dn，而其正端彼此连接并通过一电阻耦接至一驱动电源VCC。反馈控制电路100包含一反馈单元150及一脉宽控制单元160。反馈单元150包含一放大单元152及一补偿单元154。放大单元152接收反馈信号Fbl及一参考信号Vrl， 以据此产生一输出信号并经补偿单元154进行误差补偿后，成为一脉宽控制信号Veal。脉宽控制单元160包含一脉宽调变单元162及一驱动单元164。其中，脉宽调变单元162接收脉宽控制信号Veal及一三角波信号以据此产生一脉宽调变信号SI。接着，驱动单元164 接收脉宽调变信号SI，以根据调光信号DIM产生一控制信号Scl。反馈控制电路100当调光信号DIM于第一状态时控制转换电路110转换电力，而当调光信号DIM于第二状态时控制转换电路110停止转换电力。然而，电压检测电路140为一离散组件所构成，不仅增加发光二极管驱动电路的电路板的面积及成本，也增加组件焊接的人工成本及电路测试的复杂度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发光二极管驱动控制电路以及发光二极管驱动电路。 本发明将电压检测电路内建于发光二极管驱动控制电路成单一集成电路，借此使发光二极管驱动电路更为简洁，且也降低整体电路的成本。本发明也同时调光精确的优点，利用于调光信号代表关闭状态刚转换到代表开启状态起一段时间，迅速提升转换电路的输出电力， 使得发光二极管模块的电流可快速回升至预定电流值。为达上述本发明的目的，本发明提供了一种发光二极管驱动控制电路，用以控制一转换电路将一电源的电力转换成一输出电压以驱动一发光二极管模块。发光二极管模块具有多个发光二极管串。发光二极管驱动控制电路包含一电压检测电路以及一反馈控制电路。电压检测电路具有多个检测电路，每一检测电路耦接多个发光二极管串中对应的发光二极管串的一端，以判断对应发光二极管串的端电位是否高于或低于一设定值，电压检测电路根据这些判断结果产生一反馈信号。反馈控制电路根据反馈信号控制转换电路以调整输出电压。本发明也提供了一种发光二极管驱动电路，用以驱动一发光二极管模块。发光二极管模块具有多个发光二极管串。发光二极管驱动电路包含一转换电路、一电流平衡单元以及一发光二极管驱动控制电路。转换电路耦接发光二极管模块并接收至少一控制信号， 用以将一输入电压的电力转换成一输出电压以驱动发光二极管模块。电流平衡单兀I禹接多个发光二极管串的一端，使多个发光二极管串的电流彼此平衡。发光二极管驱动控制电路包含多个检测电路，每一检测电路耦接多个发光二极管串中对应的发光二极管串的一端， 以判断对应发光二极管串的端电位是否高于或低于一设定值，发光二极管驱动控制电路根据这些判断结果产生至少一反馈信号，以控制转换电路调整输出电压。以上的概述与接下来的详细说明皆为示范性质，是为了进一步说明本发明的申请专利范围。而有关本发明的其他目的与优点，将在后续的说明与附图加以阐述。
图I为一已知的发光二极管驱动电路的电路示意图；图2为根据图I所示的发光二极管驱动电路于调光过程的信号波形图；图2为根据本发明的一第一较佳实施例的一发光二极管驱动电路的电路不意图；图3为根据图2所示的一调光调节单元的一实施例的电路示意图；图4A为图2所示的电压检测电路的一实施例的电路示意图；图4B为图2所示的检测电路的一实施例的电路示意图5为根据图3所示的发光二极管驱动电路于调光过程的信号波形图；图6为根据本发明的一第二较佳实施例的一发光二极管驱动电路的电路示意7为根据本发明的一第三较佳实施例的一发光二极管驱动电路的电路示意8为根据本发明的一第四较佳实施例的一发光二极管驱动电路的电路示意9为根据本发明的一第五较佳实施例的一脉宽控制单元的电路示意图；图10为根据图9的一三角波信号于调光过程的信号波形图；图11为根据本发明的一第六较佳实施例的一脉宽控制单元的电路示意图。主要组件符号说明现有技术反馈控制电路100转换电路110发光二极管模块120输入电源VIN控制信号Scl输出电压VOUT电感LI晶体管开关SWl整流二极管Kl输出电容Cl电感电流ILl电阻Rl电流平衡单元130电流平衡端Dl Dn电压检测电路140反馈信号Fbl驱动电源VCC脉宽控制单元160放大单元152补偿单元154反馈单元150参考信号Vrl脉宽控制信号Veal脉宽调变单元162驱动单元164脉宽调变信号SI调光信号DM本发明反馈控制电路290、390、490转换电路210、310、410
电压检测电路312
发光二极管模块220、320、420
电流平衡单元230、430
电压检测电路240
逻辑单元242
检测电路244
反馈单元250、350、450
充电单元252
比较器352
放大单元452
放电单元254
信号叠加单兀354
补偿单元454
脉宽控制单元 260、360、460、560、660、760
脉宽调变单元 262、362、462、562、662、762
驱动单元 264、364、464、564、664、764
调光控制单元 266、366、466、566、666、766
调光调节单元 270、370、470、570、670、770
选择单元272、372、472
延迟触发单元772
SR 锁存器 386、486、776
准位调变单元280、380、480
非门282
延迟单元382、482
触发单元384、484
第一 D型锁存器283
第二 D型锁存器284
第三D型锁存器285
或门286
输入电源VIN
控制信号 Sc2、Sc3、Sc4、Sc5、Sc6、Sc7
输出电压VOUT
输出电流IOUT
电感L2、L3
晶体管开关SW2、SW3
整流二极管K2、K3a、K3b
输出电容C2、C3
电感电流IL2、IL
电阻R30094]电流平衡端Dl Dn0095]反馈信号Fb2、Fb3、Fb40096]参考电位信号Vref0097]脉宽控制信号 Vea2、Vea3、Vea4、Vea5、Vea6、Vea70098]补偿电容C0099]准位单元R0100]第一电流源Il0101]第一开关SWOl0102]第二电流源120103]第二开关SW020104]脉宽调变信号S2、S3、S4、S5、S6、S70105]调光信号DIM0106]调光控制信号P2、P3、P4、P5、P6、P70107]第一准位信号 Compl、C0MP3、C0MP50108]第二准位信号 Comp2、C0MP4、C0MP60109]选择信号 Sel2、Sel3、Sel40110]输入端D1、D2、D30111]设定端S0112]重设端 R1、R2、R3、R0113]输出端 Q1、Q2、Q3、Q0114]反相输出端Q1’、Q2’、Q3’0115]时脉控制端CLK1、CLK2、CLK30116]桥式整流器BD0117]交流输入电源VAC0118]变压器T30119]电流反馈信号IFb30120]电压反馈信号VFb30121]电流源Is0122]调光调节信号 Vr3、Vr4、Vr5、Vr6、Vr70123]时脉信号I3U0124]比较器2441、244n0125]异或门24220126]判断结果信号Cpl、Cpn0127]开关M0128]电流源I0129]波形调整器IN0130]分压器DR0131]电压信号 Vfbl、VfbruVfb0132]电流侦测电阻R4
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具体实施例方式请参考图2,为根据本发明的一第一较佳实施例的一发光二极管驱动电路的电路示意图。发光二极管驱动电路包含一发光二极管驱动控制电路200以及一转换电路210。 发光二极管驱动控制电路200包含一电压检测电路240以及一反馈控制电路290，用以控制转换电路210将一电源的电力转换以驱动一发光二极管模块220。发光二极管模块220具有多个发光二极管串且这些发光二极管串彼此并联。转换电路210耦接输入电源VIN，以根据发光二极管驱动控制电路200所产生的一控制信号Sc2将输入电源VIN作一电力转换(例如升压或降压)，并输出一输出电压VOUT 进而驱动发光二极管模块220发光。在本实施中，转换电路210为一直流转直流升压转换电路，包含一电感L2、一晶体管开关SW2、一整流二极管K2以及一输出电容C2。电感L2的一端耦接输入电源VIN并流过一电感电流IL2，另一端耦接晶体管开关SW2的一端，而晶体管开关SW2的另一端接地。输出电容C2的一端通过整流二极管K2耦接电感L2及晶体管开关SW2的连接点，另一端接地。为了确保发光二极管模块220中的任一发光二极管均流过大致相同的稳定电流，发光二极管驱动电路可增加一电流平衡单元230，具有多个电流平衡端 Dl Dn对应耦接发光二极管模块220中的多个发光二极管串，以平衡多个发光二极管串的电流，并使每串发光二极管串的电流稳定于一预定电流值。由于每串发光二极管串流经预定电流值所需的驱动电压并不相同，造成多个电流平衡端Dl Dn的电压高低不同。为使电流平衡单元230的电流平衡端Dl Dn均可正常操作，即可控制流经的电流为预定电流值，电流平衡端Dl Dn的准位必须维持在一最低可操作电压值或以上。为此，本实施例可增加一电压检测电路240，耦接多个电流平衡端Dl Dn，并根据电流平衡端Dl Dn之间的最低电位产生一反馈信号Fb2。电流平衡单元230同时接收一调光信号DM，并根据调光信号DIM的状态控制发光二极管模块220流经电流与否。在此电路中，调光信号DIM于一第一状态及一第二状态之间切换，于调光信号DIM处于第一状态时,发光二极管模块220流经预定电流值的电流；于调光信号DIM处于第二状态时，发光二极管模块220停止流经电流。 电压检测电路240可包含多个检测电路244及一逻辑单元242，其中，检测电路244分别对应耦接至多个电流平衡端Dl Dn，接收代表发光二极管串的端电位的一电压信号Vfbl Vfbn，据此判断对应发光二极管串的端电位是否高于或低于一设定值。逻辑单元242则根据多个检测电路244的输出信号产生反馈信号Fb2至反馈控制电路290，使反馈信号Fb2根据检测电路244的判断结果切换于一第一逻辑准位及一第二逻辑准位。为方便说明，以下第一逻辑准位以高准位称之，第二逻辑准位以低准位称之。反馈控制电路290包含一反馈单元250及一脉宽控制单元260，根据反馈信号Fb2 并产生控制信号Sc2以控制转换电路210将输入电源VIN的电力转换以驱动发光二极管模块220。反馈单元250接收代表发光二极管模块220的状态的反馈信号Fb2以产生一脉宽控制信号Vea2，其中，反馈单元250包含一充电单元252、一放电单元254、一补偿电容C及一调光调节单元270，充电单元252具有一第一电流源11串接于一第一开关SWOl并耦接补偿电容C ;而放电单元254具有一第二电流源12串接于一第二开关SW02。当多个电流平衡端Dl Dn的任一端电压小于参考电位信号Vref时,反馈信号Fb2为低准位,使得第一电流源Il通过第一开关SWOl对补偿电容C进行充电；当多个电流平衡端Dl Dn的所有端电压均高于参考电位信号Vref时，反馈信号Fb2为高准位，使得第二电流源12通过第二开关SW02对补偿电容C进行放电。脉宽控制单元260包含一脉宽调变单元262、一调光控制单元266及一驱动单元 264以根据补偿电容C所产生的脉宽控制信号Vea2调整控制信号Sc2的占空比。脉宽调变单兀262可为一比较器,其非反相输入端接收脉宽控制信号Vea2以及反相输入端接收一斜坡信号，以据此产生一脉宽调变信号S2至驱动单元264。调光控制单元266接收调光信号 DIM,使得调光信号DIM于代表“OFF”的第二状态时，产生具脉冲周期的一调光控制信号P2 ； 调光信号DIM于代表”0N”的第一状态时,产生高准位的一调光控制信号P2。驱动单兀264 同时接收脉宽调变信号S2以及调光控制信号P2。当调光信号DIM为第一状态时，驱动单元 264根据脉宽调变信号S2产生控制信号Sc2,使得发光二极管模块220稳定发光；当调光信号DM为第二状态时，驱动单元264则根据调光控制单元266的调光控制信号P2产生最小占空比的控制信号Sc2,电流平衡单元230亦根据调光信号DM停止发光二极管模块220流经电流，使发光二极管模块220停止发光。如此，反馈控制电路290控制转换电路210以维持转换电路210进行最小的电力转换以补充电路因漏流等问题造成的电力流失，使得转换电路210所产生的输出电压VOUT维持在调光信号DIM为第一状态时的电压值附近。调光调节单元270耦接于第一开关SWOl及补偿电容C之间以根据调光信号DIM 的时序调节脉宽控制信号Vea2的准位。当调光信号DIM于第二状态刚转为第一状态起一时间周期，调光调节单元270使脉宽控制信号Vea2上升一预定电位，使得控制信号Sc2的占空比增加一预定值以迅速提升转换电路的输出电力，使得发光二极管模块220的电流可快速回升至预定电流值，进而改善发光二极管模块220于调光信号DIM为第二状态刚转为第一状态时无法快速回升而造成调光不精确的问题。接着,请参考图3,为图2所示的调光调节单元的一实施例的电路示意图。请同时参考图2，调光调节单元270包含一准位单元R、一选择单元272及一准位调变单元280。其中准位单元R耦接于充电单元252及放电单元254之间，使得准位单元R的下端产生一第一准位信号Compl以及其上端产生一第二准位信号Comp2，且准位单元R的下端耦接补偿电容C。准位调变单元280包含一非门282、一第一 D型锁存器283、一第二 D型锁存器284、 一第三D型锁存器285以及一或门286。准位调变单元280根据调光信号DM产生一选择信号Sel2。其中,选择单兀272接收选择信号Sel2以据此选择输出第一准位信号Compl或第二准位信号Comp2其中之一以作为脉宽控制信号Vea2。而第一 D型锁存器283的一时脉控制端CLKl接收反馈信号Fb2，其一输入端Dl耦接一反向输出端Q1’，反向输出端Q1’耦接第二 D型锁存器284的一时脉控制端CLK2，进而控制第二 D型锁存器284的操作。第二 D型锁存器284的一输入端D2耦接一反向输出端Q2’，其一输出端Q2耦接第三D型锁存器 285的一时脉控制端CLK3。第三D型锁存器285的一输入端D3耦接一高准位信号“ 1 ”。调光信号DM通过非门282分别反相输出调光信号DM至三个D型锁存器283、284及285的一重设端R1、R2及R3以借此于低准位的第二状态时，重置三个D型锁存器的输出信号(即输出信号为低准位)。接着，或门286接收反馈信号Fb2、第三D型锁存器285的输出信号及反向的调光信号DM以据此产生选择信号Sel2，使得脉宽控制信号Vea2如图5所示，当调光信号DM为第二状态时，第一 D型锁存器283、第二 D型锁存器284及第三D型锁存器 285被重置,选择信号Sel2为高准位,此时选择单兀272选择第一准位信号Compl做为脉宽控制信号Vea2 ;而当调光信号DIM于第二状态刚转为第一状态一时间周期,一开始输出电压VOUT因电感电流IL2不足而下降，使得输出电压VOUT小于一正常工作电压，反馈信号 Fb2输出为低准位。此时，第一电流源11对补偿电容C进行充电，第三D型锁存器285的输出信号输出低准位，使得选择信号Sel2输出为低准位，此时选择单元272选择第二准位信号Comp2做为脉宽控制信号Vea2。由于Comp2 = Compl+Il XR，因此，脉宽控制信号Vea2 被叠加了 IlXR的电位，使得控制信号Sc2的占空比立即被增加，电感电流IL2迅速增加， 以提升输出电压VOUT的电位并恢复至正常工作电压。接着，反馈信号Fb2转为高准位触发第三D型锁存器285的输出高准位，使得选择单元272再度选择第一准位信号Compl做为脉宽控制信号Vea2直至下次调光信号DIM由第二状态转为第一状态为止。在本实施例中， 电压检测电路240可能因为杂讯而使反馈信号Fb2于第二状态刚转为第一状态产生一小段高准位，为了避免一小段高准位造成的错误控制，本实施例的准位调变单元280将检测两次反馈信号Fb2的上沿触发后，选择信号Sel2才转为高准位。故，调光调节单元270系根据反馈信号Fb2来决定调高控制信号Sc2的占空比的时间周期。相较于图2，本实施例的电感电流IL可以迅速增大，使得本实施例的输出电压VOUT的下降幅度及时间小于图2的输出电压V0UT，以避免发光二极管模块的调光不精确。请参考图4A，为图2所示的电压检测电路的一实施例的电路示意图。电压检测电路包含多个比较器2441 244n及一异或门2422。比较器2441 244n的反相端分别对应耦接至多个电流平衡端Dl Dn，而其正端彼此连接并接收一参考电位信号Vref，以据此产生判断结果信号Cpl Cpn。当对应的电流平衡端的电位低于参考电位信号Vref时，比较器输出高准位的判断结果信号，当对应的电流平衡端的电位高于参考电位信号Vref时，比较器输出低准位的判断结果信号。异或门2422耦接比较器2441 244n的输出端，根据判断结果信号Cpl Cpn产生反馈信号Fb2。如，当多个电流平衡端Dl Dn中一个或以上的电位低于参考电位信号Vref，异或门2422即输出低准位的反馈信号Fh2。请参考图4B,为图2所示的检测电路的一实施例的电路示意图。检测电路包含一开关M、一电流源I及一波形调整器IN。开关M与电流源I串联且开关M的一控制端耦接对应的电流平衡端。在本实施例，开关M的控制端是通过一分压器DR耦接对应的电流平衡端，分压器DR系用以调整电压信号Vfb的准位，故可依据实际电路设计省略或调整分压值。 当电压信号Vfb的准位低于设定值时，开关M的控制端电位会低于开关M的导通阈电压，此时开关M为关断，使开关M与电流源I的连接点准位维持在较高的准位。当电压信号Vfb 的准位高于设定值时，开关M的控制端电位会高于开关M的导通阈电压，此时开关M导通， 使开关M与电流源I的连接点准位下降。在本实施例，波形调整器IN为一反向器，用以修整开关M与电流源I的连接点准位以产生反馈信号Fb2。电流源I可以为一空乏型金属氧化物半导体场效晶体管，其栅极与源极连接，如此可补偿开关M的导通阈电压的温度系数。接着，请参考图6，为根据本发明的一第二较佳实施例的一发光二极管驱动电路的电路示意图。发光二极管驱动电路包含一反馈控制电路390以及一转换电路310，用以驱动一发光二极管模块320。转换电路310通过一桥式整流器BD耦接一交流输入电源VAC，并根据一控制信号Sc3将交流输入电源VAC做一电力转换,进而驱动发光二极管模块320发光。在本实施中，转换电路310为一正激式转换电路，包含一变压器T3、一晶体管开关SW3、 整流二极管K3a、K3b、一电感L3以及一输出电容C3。变压器T3的初级侧的一端耦接交流输入电源VAC，另一端耦接晶体管开关SW3的一端，而晶体管开关SW3的另一端则通过一电阻R3接地，以产生一电流反馈信号IFb3。输出电容C3通过整流二极管K3a、K3b及电感L3 耦接变压器T3的次级侧。一电压检测电路312耦接输出电容C3以产生代表一输出电压 VOUT大小的一电压反馈信号VFb3。为了确保发光二极管模块320稳定发光，发光二极管模块320耦接一电流源Is，使得一输出电流IOUT稳定于一预定电流值。电流源Is同时接收一调光信号DM，并根据调光信号的状态控制发光二极管模块320流经电流与否。在此发光二极管驱动电路中，调光信号DIM于一第一状态及一第二状态之间切换，于调光信号DIM处于第一状态时，发光二极管模块320流经预定电流值的电流；于调光信号DIM处于第二状态时，发光二极管模块320停止流经电流。反馈控制电路390包含一反馈单元350以及一脉宽控制单元360，以控制转换电路 310将交流输入电源VAC的电力转换以驱动发光二极管模块320。反馈单元350包含一比较器352、一信号叠加单元354及一调光调节单元370，信号叠加单元354接收电流反馈信号IFb3及电压反馈信号VFb3以产生一反馈信号Fb3。调光调节单元370包含一选择单元 372及一准位调变单元380。在本实施例中，准位调变单元380包含一延迟单元382、一触发单元384以及一 SR锁存器386。其中，触发单元384为一具有正沿触发的单击电路(One Shot)，接收调光信号DIM，使得调光信号DIM于第二状态刚转为第一状态时，触发单元384 输出高准位至SR锁存器386的设定端S ;而延迟单元382接收调光信号DM并经一预定延迟时间后输出信号至SR锁存器386的重设端R使SR锁存器386重置。据此SR锁存器386 的输出端Q产生一选择信号Se 13至选择单元372。选择单元372于选择信号Se 13为低准位时，选择单元372选择一第一准位信号C0MP3 ;于选择信号Sel3为高准位时，选择单元372 选择一第二准位信号C0MP4，以据此产生一调光调节信号Vr3，其中第二准位信号C0MP4的准位高于第一准位信号C0MP3的准位。接着，比较器352的反相输入端接收调光调节信号 Vr3,非反相输入端接收反馈信号Fb3，以据此产生一脉宽控制信号Vea3，在此脉宽控制信号Vea3为一脉冲信号。脉宽控制单兀360包含一脉宽调变单兀362以及一驱动单兀364。 其中，脉宽调变单元362可为一 SR锁存器，脉宽调变单元362的一设定端S接收一时脉信号PU，而其一重设端R接收脉宽控制信号Vea3。当SR锁存器386于设定端S接收到时脉信号I3U时，由输出端Q产生一脉宽调变信号S3至驱动电路364。而一调光控制单元366 根据调光信号产生具有脉冲信号的一调光控制信号P3，其电路运作方式与图2所示的调光控制单元266大致相同，在此不予赘述。接着，驱动电路364同时接收脉宽调变信号S3及调光控制信号P3。当调光信号DIM为第一状态，此时，驱动单元364根据脉宽调变信号S3 产生控制信号Sc3 ;当调光信号DIM为第二状态，驱动单元364则根据调光控制信号P3产生控制信号Sc3。值得注意的是，当调光信号由第二状态刚转为第一状态起一预定时间，调光调节单元370由传送第一准位单元C0MP3改为第二准位单元C0MP4以上升一预定电位至比较器352的反向端以调节脉宽控制信号Vea3的电位，使得控制信号Sc3的占空比立即被增加。因此，流经电感L3的电感电流得以迅速增加并减少输出电压VOUT下降的幅度，进而改善发光二极管模块320于调光信号DIM为第二状态刚转为第一状态时所造成的调光不精确。请参见图7，为根据本发明的一第三较佳实施例的一发光二极管驱动电路的电路示意图。发光二极管驱动电路包含一反馈控制电路490以及一转换电路410，用以驱动一发光二极管模块420。反馈控制电路490接收一反馈信号Fb4，以据此进行反馈控制以产生一控制信号Sc4，进而控制转换电路410。转换电路410的输入端耦接一输入电源VIN，输出端耦接发光二极管模块420并输出一输出电压V0UT。发光二极管模块420具有多个发光二极管串且这些发光二极管串彼此并联。此外，为了确保发光二极管模块420中的任一发光二极管均流过大致相同的稳定电流，发光二极管驱动电路可增加一电流平衡单元430， 其具有多个电流平衡端D I Dn对应耦接至发光二极管模块420的多个发光二极管串，以平衡多个发光二极管串的电流，而流经每串发光二极管串的电流同时流经一电流检测电阻 R4并产生反馈信号Fb4。反馈控制电路490包含一反馈单元450以及一脉宽控制单元460。 反馈单元450包含一放大单元452、一补偿单元454及一调光调节单元470。其中，调光调节单元470包含一选择单元472及一准位调变单元480。在本实施例中，准位调变单元480 包含一延迟单元482、一触发单元484以及一 SR锁存器486。其中，触发单元484为一具有正沿触发的单击电路(One Shot)，接收一调光信号DM，使得调光信号DM于第二状态刚转为第一状态时，触发单元484输出高准位至SR锁存器486的设定端S ;而延迟单元482接收调光信号DM并经一预定延迟时间后输出信号至SR锁存器486的重设端R使SR锁存器 486重置。据此SR锁存器486的输出端Q传送一选择信号Sel4至选择单元472。选择单元 472于选择信号Sel4为低准位时，选择一第一准位信号C0MP5 ;于选择信号Sel4为高准位时，选择一第二准位信号C0MP6，以据此输出一调光调节信号Vr4，其中第二准位信号C0MP6 的准位高于第一准位信号C0MP5的准位。相较于图6，放大单元452的非反相输入端接收调光调节信号Vr4，反相输入端接收反馈信号Fb4，以据此产生一误差信号。补偿单元454根据误差信号产生一脉宽控制信号Vea4。补偿单元454 —般包含电容及电阻，并根据实际应用的电路调整补偿单元454的电压增益对频率的变化关系，使反馈控制电路490的反馈控制有较佳的瞬态响应。脉宽控制单元460包含一脉宽调变单元462、一调光控制单元466及一驱动单元 464以根据脉宽控制信号Vea4调整控制信号Sc4的占空比。脉宽调变单元462可为一比较器，其非反相输入端接收脉宽控制信号Vea4以及反相输入端接收一斜坡信号，以据此产生一脉宽调变信号S4至驱动单元464。而调光控制单元466根据调光信号DIM产生具有脉冲信号的一调光控制信号P4，其电路运作方式与图2所示的调光控制单元266大致相同，在此不予赘述。接着，驱动单元464同时接收脉宽调变信号S4及调光控制信号P4。当调光信号 DIM为第一状态，此时，驱动单元464根据脉宽调变信号S4产生控制信号Sc4 ;当调光信号 DIM为第二状态，驱动单元464则根据调光控制信号P4产生控制信号Sc4。值得注意的是， 当调光信号DM由第二状态刚转为第一状态起一预定时间，调光调节单元470由传送第一准位单元C0MP5改为第二准位单元C0MP6以上升一预定电位至比较器452的非反向端以调节脉宽控制信号Vea4的电位，使得控制信号Sc4的占空比快速被增加，使电感电流IL得以迅速增加并减少输出电压VOUT下降的时间及幅度，进而改善发光二极管模块420于调光信号DIM为第二状态刚转为第一状态时所造成的调光不精确。接着，请参考图8，为根据本发明的一第四较佳实施例的一脉宽控制单元的电路示意图。脉宽控制单元560包含一脉宽调变单元562、一驱动单元564及一调光控制单元566。 相较于图2所示的脉宽控制单元260，脉宽控制单元560也可以包含一调光调节单元570以据此调节一控制信号Sc5的占空比。调光调节单元570接收脉宽控制信号Vea5及调光信
13号DM，并根据调光信号DM的时序调整脉宽控制信号Vea5的准位后产生一调光调节信号 Vr5。在此实施例中，调光信号DM于一第一状态及一第二状态之间切换，其中，调光调节信号Vr5于调光信号DIM由第二状态刚转为第一状态起一时间周期被升高一预定电位并传送至脉宽调变单元562，而于其他状态下(如持续第一状态或持续第二状态)调光调节单元 570仅将脉宽控制信号Vea5直接做为调光调节信号Vr5输出而不做任何调节。脉宽调变单元562的反向端接收一斜坡信号且非反向端接收调光调节信号Vr5，以据此产生一脉宽调变信号S5至驱动单元564。而调光控制单元566根据调光信号DIM产生具有脉冲信号的一调光控制信号P5，其电路运作方式与图2所示的调光控制单元266大致相同，在此不予赘述。接着，驱动单元564同时接收脉宽调变信号S5及调光控制信号P5。当调光信号DIM 为第一状态时，驱动单元564根据脉宽调变信号S5产生控制信号Sc5 ;当调光信号DM为第二状态时，驱动单元564则根据调光控制信号P5产生控制信号Sc5。值得注意的是，当调光信号DIM由第二状态刚转为第一状态起一预定时间,脉宽调变信号S5被加长一预定脉宽，使得控制信号Sc5的占空比增加一预定值，以迅速提升转换电路的输出电力，进而改善发光二极管模块于调光信号DIM为第二状态刚转为第一状态时所造成的调光不精确。接着，请参考图9，为根据本发明的一第五较佳实施例的一脉宽控制单元的电路示意图。脉宽控制单兀660包含一脉宽调变单兀662、一驱动单兀664及一调光控制单兀666。 相较于图2所示的脉宽控制单元260，脉宽控制单元660也可以包含一调光调节单元670以据此调节一控制信号Sc6的占空比。调光调节单元670耦接一斜坡信号以根据一调光信号 DIM的时序产生一调光调节信号Vr6，在此实施例中，调光信号DM于一第一状态及一第二状态之间切换。请参考图10，其中，调光调节单元670于调光信号DIM由第二状态刚转为第一状态起一时间周期降低三角波信号的振幅(波峰值)一预定周期次数以产生调光调节信号Vr6并传送至脉宽调变单元662，而于其他状态下(如持续第一状态或持续第二状态)调光调节信号Vr6仅做传递斜坡信号的动作。脉宽调变单元662的反向端接收调光调节信号 Vr6且非反向端接收一脉宽控制信号Vea6，以据此产生一脉宽调变信号S6至驱动单元664。 而调光控制单兀666根据调光信号DIM产生具有脉冲信号的一调光控制信号P6,其电路运作方式与图2所示的调光控制单元266大致相同，在此不予赘述。接着，驱动单元664同时接收脉宽调变信号S6及调光控制信号P6。当调光信号DIM为第一状态时，驱动单元664根据脉宽调变信号S6产生控制信号Sc6 ;当调光信号DM为第二状态时，驱动单元664则根据调光控制信号P6产生控制信号Sc6。值得注意的是，当调光信号DM由第二状态刚转为第一状态起一时间周期，脉宽调变信号S6被加长一预定脉宽，使得控制信号Sc6的占空比增加一预定值，以迅速提升转换电路的输出电力，进而改善发光二极管模块于调光信号DIM 为第二状态刚转为第一状态时所造成的调光不精确。再来，请参考图11，为根据本发明的一第六较佳实施例的一脉宽控制单元的电路示意图。脉宽控制单元760包含一脉宽调变单元762、一驱动单元764及一调光控制单元 766。相较于图2所示的脉宽控制单元260，脉宽控制单元760也可以包含一调光调节单元 770以据此调节一控制信号Sc7的占空比。脉宽调变单元762的反向端接收一斜坡信号且非反向端接收一脉宽控制信号Vea7，以据此产生一脉宽调变信号S7至调光调节单元770。 调光调节单元770包含一延迟触发单元772及一 SR锁存器776。延迟触发单元772耦接脉宽调变单元762于调光信号DIM由第二状态刚转为第一状态起一时间周期,于脉宽调变信号S7的下降沿后一预定时间周期产生一脉冲信号至SR锁存器776的重设端R，使调光调节单元770所产生的一调光调节信号Vr7的脉宽宽度相较于脉宽调变信号S7加长了预定时间周期。调光控制单兀766根据调光信号DIM产生具有脉冲信号的一调光控制信号P7, 其电路运作方式与图2所示的调光控制单元266大致相同，在此不予赘述。接着，驱动单元 764同时接收调光调节信号Vr7及调光控制信号P7。在此实施例中，调光信号DIM于一第一状态及一第二状态之间切换。当调光信号DM为第一状态时，驱动单元764根据调光调节信号Vr7以产生控制信号Sc7 ;而当调光信号DIM为第二状态时，驱动单元764则根据调光控制信号P7产生控制信号Sc7。值得注意的是，当调光信号DIM由第二状态刚转为第一状态起一时间周期，调光调节信号Vr7被加长一预定脉宽，使得控制信号Sc7的占空比增加一预定值，以迅速提升转换电路的输出电力并减少输出电压下降的时间及幅度，进而改善发光二极管模块于调光信号DIM为第二状态刚转为第一状态时所造成的调光不精确。如上所述，本发明完全符合专利三要件新颖性、创造性和产业上的实用性。本发明在上文中2以较佳实施例揭露，然熟悉本项技术者应理解的是，该实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，举凡与该实施例等效的变化与置换， 均应设为涵盖于本发明的范畴内。因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
1.一种发光二极管驱动控制电路，其特征在于，用以控制一转换电路将一电源的电力转换成一输出电压以驱动一发光二极管模块，该发光二极管模块具有多个发光二极管串， 该发光二极管驱动控制电路包含一电压检测电路，具有多个检测电路，每一检测电路耦接该多个发光二极管串中对应的发光二极管串的一端，以判断该对应发光二极管串的该端的电位是否高于或低于一设定值，该电压检测电路根据这些判断结果产生一反馈信号；以及一反馈控制电路，根据该反馈信号控制该转换电路以调整该输出电压。
2.根据权利要求I所述的发光二极管驱动控制电路，其特征在于，该反馈控制电路包含一反馈单元，包含一充电单元、一放电单元及一电容，该充电单元稱接该电容用以对该电容充电及该放电单元耦接该电容用以对该电容放电，当一个或以上的所述发光二极管串的该端电位低于该设定值，该充电单元及该放电单元之一被启动，而当所有发光二极管串的该端电位高于该设定值，该充电单元及该放电单元的另一被启动，该反馈单元基于该电容的电位产生一脉宽控制信号；以及一脉宽控制单元，根据该脉宽控制信号以产生至少一控制信号以控制该转换电路进行电力转换。
3.根据权利要求I或2所述的发光二极管驱动控制电路，其特征在于，该电压检测电路还包含一逻辑单元，所述多个检测电路为比较器，每一比较器接收代表对应的发光二极管串的该端的一电压检测信号以及代表该设定值的一参考电位信号以据此产生一比较结果信号，该逻辑单元根据这些比较结果信号产生该反馈信号于一第一逻辑准位或一第二逻辑准位。
4.根据权利要求I或2所述的发光二极管驱动控制电路，其特征在于，每一该检测电路包含一开关、一电流源及一波形调整器，该开关与该电流源串联且该开关的一控制端耦接对应的发光二极管串的该端，该波形调整器的一输入端耦接该开关与该电流源的一连接点并对应该开关为导通或关断输出该反馈信号于一第一逻辑准位或一第二逻辑准位。
5.根据权利要求4所述的发光二极管驱动控制电路，其特征在于，该波形调整器为一反向器。
6.根据权利要求4所述的发光二极管驱动控制电路，其特征在于，该电流源为一空乏型金属氧化物半导体场效晶体管。
7.一种发光二极管驱动电路，其特征在于，用以驱动一发光二极管模块，该发光二极管模块具有多个发光二极管串，该发光二极管驱动电路包含一转换电路，耦接该发光二极管模块并接收至少一控制信号，用以将一输入电压的电力转换成一输出电压以驱动该发光二极管模块；一电流平衡单元，耦接所述多个发光二极管串的一端，使所述多个发光二极管串的电流彼此平衡；以及一发光二极管驱动控制电路，包含多个检测电路，每一检测电路耦接所述多个发光二极管串中对应的发光二极管串的一端，以判断该对应发光二极管串的该端的电位是否高于或低于一设定值，该发光二极管驱动控制电路根据这些判断结果产生该至少一控制信号， 以控制该转换电路调整该输出电压。
8.根据权利要求7所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该发光二极管驱动控制电路还包含一逻辑单元，所述多个检测电路为比较器，每一比较器接收代表对应的发光二极管串的该端的一电压检测信号以及代表该设定值的一参考电位信号以据此产生一比较结果信号，该逻辑单元根据这些比较结果信号产生一反馈信号于一第一逻辑准位或一第二逻辑准位。
9.根据权利要求7所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，每一该检测电路包含一开关、一电流源及一波形调整器，该开关与该电流源串联且该开关的一控制端耦接对应的发光二极管串的该端，该波形调整器的一输入端耦接该开关与该电流源的一连接点并对应该开关为导通或关断输出一反馈信号于一第一逻辑准位或一第二逻辑准位。
10.根据权利要求9所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该波形调整器为一反向器。
11.根据权利要求8 10中任一权利要求所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该发光二极管驱动控制电路还包含一反馈单元，包含一充电单元、一放电单元及一电容，该充电单元稱接该电容用以对该电容充电及该放电单元耦接该电容用以对该电容放电，当一个或以上的所述发光二极管串的该端电位低于该设定值，该充电单元及该放电单元之一被启动，而当所有发光二极管串的该端电位高于该设定值，该充电单元及该放电单元的另一被启动，该反馈单元基于该电容的电位产生一脉宽控制信号；以及一脉宽控制单元，根据该脉宽控制信号以产生至少一控制信号以控制该转换电路进行电力转换。
全文摘要
本发明提供了一种发光二极管驱动控制电路及发光二极管驱动电路。发光二极管驱动控制电路，用以控制一转换电路将一电源的电力转换成一输出电压以驱动一发光二极管模块。发光二极管模块具有多个发光二极管串。发光二极管驱动控制电路包含一电压检测电路以及一反馈控制电路。电压检测电路具有多个检测电路，每一检测电路耦接多个发光二极管串中对应的发光二极管串的一端，以判断对应发光二极管串的端电位是否高于或低于一设定值，电压检测电路根据这些判断结果产生一反馈信号。反馈控制电路根据反馈信号控制转换电路以调整输出电压。
文档编号H05B37/02GK102595702SQ20121000438
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月4日 优先权日2011年1月12日
发明者徐献松, 李海波, 李立民 申请人:登丰微电子股份有限公司