專(zhuān)利名稱(chēng)：具有連接到高電勢(shì)的降壓晶體管的電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光裝置的電路裝置，該發(fā)光裝置具有開(kāi)關(guān) 元件，該開(kāi)關(guān)元件的參考電極可連接到直流電壓源的正極，而該開(kāi)關(guān)元件 的工作電極可連接到發(fā)光裝置的第一接觸端，并且該開(kāi)關(guān)元件具有控制電 極。此外，電路裝置具有接觸裝置，發(fā)光裝置的第二接觸端可借助該接觸 裝置連接到直流電壓源的負(fù)極。
背景技術(shù)：
為了 LCD監(jiān)視器的背光照明，使用了所謂背光單元(BLU )。該背光單 元通常借助LED來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了驅(qū)動(dòng)LED BLU，通常使用所謂的降壓電路 (Buck-Schaltung)。該電路用作降壓調(diào)節(jié)器，其中高供給電壓被減小到 用于LED BLU的驅(qū)動(dòng)電壓的較低水平用于限流。
為了將降壓電路使用在LEDBLU中，在電流測(cè)量時(shí)有利的是，開(kāi)關(guān)晶 體管連接到高電勢(shì)(即在正電勢(shì)上)，并且電流測(cè)量可以在負(fù)電勢(shì)上進(jìn)4亍。 由此，出現(xiàn)如下問(wèn)題開(kāi)關(guān)晶體管必須以高于供給電壓的電壓驅(qū)動(dòng)。為了 驅(qū)動(dòng)連接到高電勢(shì)的晶體管，對(duì)于電網(wǎng)電壓應(yīng)用，在市場(chǎng)上有完整的IC 解決方案。典型的高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器(High-Side-Treiber )適于600V的供給 電壓。然而，對(duì)于12至100V的供給電壓，較少能使用這種驅(qū)動(dòng)器。因此， 對(duì)于這樣的電壓范圍需要特殊制造的驅(qū)動(dòng)器。但這會(huì)是比較貴的。

發(fā)明內(nèi)容
由此，本發(fā)明的任務(wù)在于找到一種成本低廉的解決方案，用于借助 具有連接到高電勢(shì)的開(kāi)關(guān)元件的降壓電路驅(qū)動(dòng)發(fā)光裝置。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過(guò)一種用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光裝置的電路裝置來(lái)解決， 其中該發(fā)光裝置具有開(kāi)關(guān)元件和接觸裝置，該開(kāi)關(guān)元件的參考電極可連接 到直流電壓源的正極，而該開(kāi)關(guān)元件的工作電極可連接到發(fā)光裝置的第 一接觸端；并且該開(kāi)關(guān)元件具有控制電極。發(fā)光裝置的第二接觸端借
助所述接觸裝置可連接到直流電壓源的負(fù)極，其中第一晶體管(Ql) 用其參考電極連接到直流電壓源的正極，用其工作電極連接到開(kāi)關(guān)元 件的控制電極，以及用其控制電極通過(guò)電容器(C3)連接到可外部驅(qū) 動(dòng)的信號(hào)接觸端；并且第二晶體管(Q2)用其參考電極連接到接觸裝 置，用其工作電極連接到開(kāi)關(guān)元件的控制電極，以及用其控制電極連 接到可外部驅(qū)動(dòng)的信號(hào)接觸端。
借助根據(jù)本發(fā)明的電路裝置可以避免昂貴的、作為特殊元件制造的、 用于低電壓范圍的高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器。除了連接到高電勢(shì)的開(kāi)關(guān)元件之外，僅 需兩個(gè)成本低廉的標(biāo)準(zhǔn)晶體管。
優(yōu)選地，開(kāi)關(guān)元件由增強(qiáng)型的p溝道功率MOS-FET晶體管構(gòu)成。由 此，當(dāng)該晶體管被無(wú)意地接通時(shí)，由電路裝置驅(qū)動(dòng)的發(fā)光裝置基本上被斷 開(kāi)。
電路裝置的第一和第二晶體管可以由場(chǎng)效應(yīng)晶體管構(gòu)成。尤其是，MOS -FET適于驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)元件。替換地，這兩個(gè)晶體管也可以是雙極性晶體管。 尤其有利的是，第一晶體管是P叩雙極性晶體管而第二晶體管是npn雙極 性晶體管。
優(yōu)選地，在第二晶體管的輸出電極與開(kāi)關(guān)元件的控制電極之間連接有 第一 RC環(huán)節(jié)，而在第二晶體管的參考電極與接觸裝置之間連接有第二 RC 環(huán)節(jié)。借助這些RC環(huán)節(jié)可以調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)ilJL。
在接觸裝置與發(fā)光裝置的第二接觸端之間此外還可以連接有一個(gè)或 者多個(gè)分路電阻。由此，可以測(cè)量輸出電流。為了實(shí)現(xiàn)所希望的電阻值， 可以使用具有合適損耗功率的電阻的相應(yīng)的電阻電路。


現(xiàn)在參照附圖更為詳細(xì)闡述本發(fā)明，該附圖示出了根據(jù)本發(fā)明的用于 LED BLU的電路裝置的電路圖。
具體實(shí)施例方式
以下更為詳細(xì)描述的實(shí)施例示出了本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施形式。 圖中所示出的電#未示出的直流電壓源供電，該直流電壓源為端子
Kl和K2輸送直流電壓UDC。該直流電壓在此小于IOOV。在端子Kl和K2 之間通常連接有電容器Cl，該電容器通常有助于使直流電壓UDC平滑。 端子K2表示地電勢(shì)。
P型功率M0S晶體管Tl連接到直流電壓源的正極，即連接到端子Kl 上。由此，產(chǎn)生連接到高電勢(shì)的降壓晶體管(oben liegender Buck-Transistor )。降壓晶體管Tl的輸出電極通過(guò)電感線(xiàn)圏Ll連接到端 子K3。端子K2通過(guò)分流電阻R30、 R31和R32與端子K4相連，這些分流 電阻彼此并聯(lián)。在端子K3與K4之間夾有LED陣列，在此通過(guò)六個(gè)發(fā)光二 極管D5至D10的串聯(lián)電路簡(jiǎn)化地表示。此外，在端子K3與K4之間有電 容器C5，用于平滑發(fā)光二極管的供給電壓。自振蕩二極管D3用其負(fù)極連 接到降壓晶體管T1的輸出電極上，而用其正極連接到端子K2。降壓晶體 管Tl和自振蕩二極管D3和Ll實(shí)現(xiàn)了降壓調(diào)節(jié)器功能 (Tief stellerfunktion)。
降壓晶體管Tl的控制電極被兩個(gè)雙極性晶體管Ql和Q2驅(qū)動(dòng)，這些 雙極性晶體管可以替換地實(shí)施為MOS - FET晶體管。晶體管Ql實(shí)現(xiàn)為pnp 晶體管而晶體管Q2實(shí)現(xiàn)為npn晶體管。晶體管Ql的發(fā)射極或者參考電極 與端子Kl相連，而晶體管Ql的發(fā)射極或者輸出電極與降壓晶體管Tl的 控制電擬目連。在晶體管Tl的源極與柵極之間有齊納二極管Dl用于保護(hù) 晶體管Ql。在晶體管Ql的基敗(即控制電極)與集電極之間連接有二極 管D2與電阻R4的并聯(lián)電路。
通過(guò)電阻R2和電容器C6的并聯(lián)電路將晶體管Q2的集電極(即輸出 電極)連接到降壓晶體管Tl的控制電極。通過(guò)電阻Rl與電容器C4的另 一并聯(lián)電路將晶體管Q2的發(fā)射極(即參考電極)與端子K2相連。晶體管 Q2的基fe(即控制電極)通過(guò)電阻R3連接到信號(hào)端子K5。同樣，晶體管 Ql的^l通過(guò)電容器C3連接到端子K5。開(kāi)關(guān)信號(hào)可饋送到端子K5中， 以便以合適方式驅(qū)動(dòng)降壓晶體管Tl。用于此的柵極信號(hào)例如由矩形脈沖 的序列構(gòu)成。
其它端子K6和K7與降壓晶體管T1的輸出電極或者地連接。由此， 例如可以實(shí)現(xiàn)確定的分接。
連接到高電勢(shì)的降壓晶體管Tl是增強(qiáng)型的p溝道晶體管。該晶體管 由此被正常地關(guān)斷。當(dāng)晶體管Q2通過(guò)R3驅(qū)動(dòng)時(shí)，降壓晶體管Tl的柵極 相對(duì)于其源極(參考電極)變?yōu)樨?fù)并且降壓晶體管Tl接通。隨著降壓晶 體管Tl上的柵極信號(hào)降低，晶體管Q1短時(shí)地借助電容器C3驅(qū)動(dòng)。該晶 體管導(dǎo)通并且又關(guān)斷降壓晶體管Tl。
借助分流電阻R30、 R31和R32測(cè)量輸出電流。原則上，當(dāng)電阻值和 損耗功率具有合適的大小時(shí)，對(duì)此一個(gè)電阻就足夠了。然而，通常由于成 本原因需要通過(guò)多個(gè)電阻實(shí)現(xiàn)特定的電阻值。
由此，根據(jù)本發(fā)明可能的是通過(guò)具有p型功率MOS晶體管Tl的兩個(gè) 成本低廉的標(biāo)準(zhǔn)晶體管Ql、 Q2來(lái)驅(qū)動(dòng)LED BLU。對(duì)于高達(dá)60V的電壓范 圍，在市場(chǎng)上有足夠有利的p溝道功率MOS - FET可儉使用。
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光裝置的電路裝置，具有-開(kāi)關(guān)元件(T1)，其參考電極能連接到直流電壓源的正極(K1)，而其工作電極能連接到發(fā)光裝置(D5至D10)的第一接觸端(K3)，并且該開(kāi)關(guān)元件具有控制電極；以及-接觸裝置，發(fā)光裝置(D5至D10)的第二接觸端(K4)能連接到直流電壓源的負(fù)極(K2)，其特征在于，-第一晶體管(Q1)用其參考電極連接到直流電壓源的正極(K1)，用其工作電極連接到開(kāi)關(guān)元件(T1)的控制電極，以及用其控制電極通過(guò)電容器(C3)連接到可外部驅(qū)動(dòng)的信號(hào)接觸端(K5)，以及-第二晶體管(Q2)用其參考電極連接到接觸裝置，用其工作電極連接到開(kāi)關(guān)元件(T1)的控制電極，以及用其控制電極連接到可外部驅(qū)動(dòng)的信號(hào)接觸端(K5)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電路裝置，其中開(kāi)關(guān)元件(T1)由增強(qiáng)型 的P溝道功率MOS — FET晶體管構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的電路裝置，其中第一和第二晶體管 (Ql, Q2)分別是場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的電路裝置，其中第一晶體管(Ql) 是pnp雙極性晶體管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或者4所述的電路裝置，其中第二晶體管(Q2 ) 是npn雙極性晶體管。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電路裝置，其中在第二晶體管 (Q2 )的輸出電極與開(kāi)關(guān)元件(Tl)的控制電極之間連接有第一 RC環(huán)節(jié)，而在第二晶體管(Q2 )的參考電極與接觸裝置之間連接有第二 RC環(huán)節(jié)(Rl， C4 )'
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電路裝置，其中在接觸裝置與 發(fā)光裝置的第二接觸端U4)之間連接有一個(gè)或者多個(gè)分路電阻(R30, R31， R32)。
全文摘要
本發(fā)明要提供一種用于LED背光照明(BLU)的成本低廉的驅(qū)動(dòng)電路。對(duì)此，設(shè)計(jì)了一種具有連接到高電勢(shì)的晶體管(T1)的降壓電路。降壓晶體管(1)通過(guò)兩個(gè)另外的晶體管(Q1，Q2)驅(qū)動(dòng)。第一晶體管(Q1)用其參考電極連接到直流電壓源的正極，用其工作電極連接到降壓晶體管(T1)的控制電極，以及用其控制電極通過(guò)電容器(C3)連接到可外部驅(qū)動(dòng)的信號(hào)接觸端。第二晶體管(Q2)用其參考電極連接到地，用其工作電極連接到降壓晶體管(T1)的控制電極，以及用其控制電極連接到可外部驅(qū)動(dòng)的信號(hào)接觸端(K5)。用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管(D5至D10)的降壓晶體管(T1)可以通過(guò)在端子(K5)上的相應(yīng)柵極信號(hào)來(lái)接通。有利的是，用于在100V以下的工作電壓的成本低廉的標(biāo)準(zhǔn)晶體管(Q1，Q2)能夠用于開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器。
文檔編號(hào)H03K17/0412GK101351963SQ200680049655
公開(kāi)日2009年1月21日 申請(qǐng)日期2006年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者安德烈亞斯·胡貝爾, 彼得·尼德邁爾 申請(qǐng)人:奧斯蘭姆有限公司