專利名稱：發(fā)光二極管單元的驅(qū)動回路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光單元的驅(qū)動回路，特別是涉及一種發(fā)光二極管單 元的驅(qū)動回if各。
背景技術：
由于發(fā)光二極管(light-emitting diode, LED)與一般的光源(例如燈 泡或燈管)比較之下，其具有壽命長、耗電量少、體積小等優(yōu)點，且由于發(fā) 光二極管的技術也越來越成熟，目前在指示燈、背光模組甚至照明設備上， 皆逐漸出現(xiàn)了發(fā)光二極管的應用。
一般發(fā)光二極管所使用的電源架構為了要兼顧驅(qū)動特性需求以及符合 電氣安全規(guī)范，其電路架構區(qū)分為前級的交流/直流轉(zhuǎn)換回路和后級的發(fā)光 二極管驅(qū)動回路。請參閱圖1，以一發(fā)光二極管背光模組l為例，其包括一 具隔離功能的交流/直流轉(zhuǎn)換器11、多個直流/直流轉(zhuǎn)換器12a - 12n以及多 個組發(fā)光二^l管單元13a - 13n。其中，各直流/直流轉(zhuǎn)換器12a - 12n分別 與相對應的發(fā)光二極管單元13a - 13n電性連接。
交流/直流轉(zhuǎn)換器11是將交流電源(市電)10轉(zhuǎn)換成一直流電源輸出， 再由各直流/直流轉(zhuǎn)換器12a-12n依據(jù)直流電源分別將其轉(zhuǎn)換成驅(qū)動信號 以驅(qū)動相對應的發(fā)光二極管單元13a - 13n。
承上所述，因為發(fā)出不同顏色光線的發(fā)光二極管所需要的驅(qū)動信號大 小不同，所以不同的發(fā)光二極管單元需要^f吏用不同的直流/直流轉(zhuǎn)換器來驅(qū) 動，故其成本較高且線路復雜度也會提高。另外，由于使用交流/直流轉(zhuǎn)換 器以及直流/直流轉(zhuǎn)換器兩級式的電路架構，所以電能轉(zhuǎn)換效率也將會因為 每一級的損耗而降低。
因此，如何提供一種發(fā)光二極管單元的驅(qū)動回路，使其能夠同時驅(qū)動 多組的發(fā)光二極管單元，并能使電能轉(zhuǎn)換效率提高，實屬當前重要課題之
有鑒于上述現(xiàn)有的驅(qū)動回路存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品 設計制造多年豐富的實務經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學理的運用，積極加以 研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設一種新型結構的發(fā)光二極管單元的驅(qū)動回路，能夠改 進一般現(xiàn)有的驅(qū)動回路，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設計，并 經(jīng)過反復試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設出確具實用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的驅(qū)動回路存在的缺陷，而提供一 種新型結構的發(fā)光二極管單元的驅(qū)動回路，所要解決的技術問題是使其能 夠同時驅(qū)動多組的發(fā)光二極管單元且能提高電能轉(zhuǎn)換效率，從而更加適于 實用。
本發(fā)明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現(xiàn)的。依據(jù)
本發(fā)明提出的一種發(fā)光二極管單元的驅(qū)動回路，包括 一隔離型電源轉(zhuǎn)換 單元，接收一交流電源并具有多個輸出端，其中各輸出端輸出一驅(qū)動信號； 以及多個發(fā)光二極管單元，分別與各輸出端電性連接，并依據(jù)該驅(qū)動信號 而動作。于此，所謂的動作是指發(fā)光二極管單元發(fā)光或停止發(fā)光的動作。 本發(fā)明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現(xiàn)。 前述的驅(qū)動回路，其中所述的隔離型電源轉(zhuǎn)換單元包括 一隔離型變壓器，具有一次側(cè)及二次側(cè)，其中所述輸出端設置于該二 次側(cè)，而該二次側(cè)具有多個繞組，各繞組分別對應各輸出端；以及
一整流器，與該隔離型變壓器的該一次側(cè)電性連接，并依據(jù)該交流電 源輸出 一功率信號至該隔離型變壓器。
前述的驅(qū)動回路，其中所述的整流器為一半橋式整流器或一全橋式整 流器。
前述的驅(qū)動回路，其中所述的功率信號為 一直流電源信號。 前述的驅(qū)動回路，其中各發(fā)光二極管單元包括至少 一發(fā)光二極管。 前述的驅(qū)動回路，其中所述的發(fā)光二極管單元包括一紅色發(fā)光二極管
單元、 一綠色發(fā)光二極管單元、 一藍色發(fā)光二極管單元或一白色發(fā)光二極
管單元。
前述的驅(qū)動回路，其中所述的發(fā)光二極管單元為一光棒型式的發(fā)光二 極管單元。
前述的驅(qū)動回路，其更包括
一能量調(diào)節(jié)單元，具有多個開關元件，各開關元件與各發(fā)光二極管單 元電性連接；
一控制單元，分別與該能量調(diào)節(jié)單元及該隔離型電源轉(zhuǎn)換單元電性連 接，該控制單元產(chǎn)生至少一能量調(diào)節(jié)信號至該能量調(diào)節(jié)單元；以及
一回授控制單元，分別與該能量調(diào)節(jié)單元及該控制單元電性連接，并 依據(jù)該能量調(diào)節(jié)信號產(chǎn)生一回授信號，以將其輸出至該控制單元。
前述的驅(qū)動回路，其中所述的控制單元包括
一混光控制器，與該能量調(diào)節(jié)單元電性連接，并產(chǎn)生該能量調(diào)節(jié)信號 至該能量調(diào)節(jié)單元；
一開關元件，與該隔離型電源轉(zhuǎn)換單元電性連接；以及
一脈寬調(diào)變信號產(chǎn)生器，產(chǎn)生至少一脈寬調(diào)變信號以控制該開關元件。 前述的驅(qū)動回路，其中各發(fā)光二極管單元的發(fā)光起始時間和/或發(fā)光結 束時間相異。
前述的驅(qū)動回路，其更包括一功率因數(shù)修正單元，其與隔離型電源轉(zhuǎn) 換單元電性連接，并依據(jù)一交流電訊而輸出一功率信號至該隔離型電源轉(zhuǎn) 換單元。
借由上述技術方案，本發(fā)明發(fā)光二極管單元的驅(qū)動回路至少具有下列
優(yōu)點本發(fā)明的發(fā)光二極管單元的驅(qū)動回路，其利用具有多個輸出端的隔 離型電源轉(zhuǎn)換單元來驅(qū)動發(fā)光二極管單元。以此單級式的架構將能夠降低 功率消耗以提升驅(qū)動回路的工作效率，并進而可減少熱量的產(chǎn)生。
綜上所述，本發(fā)明新穎的發(fā)光二極管單元的驅(qū)動回路，能夠同時驅(qū)動 多組的發(fā)光二極管單元且能提高電能轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明具有上述諸多優(yōu)點 及實用價值，其不論在結構或功能上皆有較大的改進，在技術上有顯著的 進步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，且較現(xiàn)有的驅(qū)動回路具有增進的功效， 從而更加適于實用，并具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進步、實 用的新設計。
上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的 技術手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和 其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附 圖，詳細說明如下。


圖1為現(xiàn)有的一種發(fā)光二極管背光模組的一系統(tǒng)方塊圖。 圖2為本發(fā)明較佳實施例的一種發(fā)光二極管單元的驅(qū)動回路的一架構 方塊圖。
圖3為本發(fā)明較佳實施例的一種發(fā)光二極管單元的驅(qū)動回路的另一架 構方塊圖。
圖4為本發(fā)明較佳實施例的一種發(fā)光二極管單元的驅(qū)動回路的一電路 示意圖。
圖5為本發(fā)明較佳實施例的一種發(fā)光二極管單元的驅(qū)動回路，其中控 制發(fā)光二極管單元的能量示意圖。 '
圖6為本發(fā)明另一較佳實施例的一種發(fā)光二極管單元的驅(qū)動回路的一 架構方塊圖。
1:背光模組 10、 20:交流電源
11:交流/直流轉(zhuǎn)換器 12a-12n:直流/直流轉(zhuǎn)換器
13a-13n、 22廣22"發(fā)光二極管單元2:發(fā)光二極管單元的驅(qū)動回路
21:隔離型電源轉(zhuǎn)換單元
212:整流器
24:控制單元
242:脈寬調(diào)變信號產(chǎn)生器
25:回授控制單元
211:隔離型變壓器 23:能量調(diào)節(jié)單元
241、 Q-QN:開關元件
243:混光控制器
26:功率因數(shù)修正單元
O,-(k輸出端
具體實施例方式
為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功 效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的發(fā)光二極管單元的驅(qū) 動回路其具體實施方式
、結構、特征及其功效，詳細說明如后。
請參閱圖2，本發(fā)明較佳實施例的發(fā)光二極管單元的驅(qū)動回路2包括一 隔離型電源轉(zhuǎn)換單元21及多個發(fā)光二極管單元22, - 22N。
隔離型電源轉(zhuǎn)換單元21具有多個輸出端O,-On，且所述輸出端0!-0n 分別電性連接相對應的發(fā)光二極管單元22,- 22N。且隔離型電源轉(zhuǎn)換單元 21接收一交流電源20,并由各輸出端Or ON輸出一驅(qū)動信號以驅(qū)動發(fā)光二 極管單元22-22w發(fā)光。于本實施例中，隔離型電源轉(zhuǎn)換單元21的架構可 為返馳式(Flyback)、順向式(Forward)、半橋式(Half Bridge)、全橋式(Full Bridge)或推挽式(Push-Pul 1)等可應用于交流/直流轉(zhuǎn)換器的任何架構。另 外，所述發(fā)光二極管單元22,- 22N可為紅色、綠色、藍色或白色的發(fā)光二極 管單元22, - 22N，且各發(fā)光二極管單元22, - 22w可具有至少一發(fā)光二極管。 而當發(fā)光二極管單元具有多個發(fā)光二極管時，其可為光棒(light bar)型式 的發(fā)光二極管單元。
請再參閱圖3，隔離型電源轉(zhuǎn)換單元21包括一隔離型變壓器211以及 一整流器212。整流器212可為半橋式整流器或全橋式整流器，其依據(jù)交流 電源(市電)20而輸出一功率信號(直流電源)至隔離型變壓器211。隔離型 變壓器211具有一次側(cè)(primary side)及二次側(cè)(secondary side)，且于 二次側(cè)具有多個繞組(coi 1),而所述繞組分別對應各輸出端0, - 0N。
于本實施例中，由于不同顏色的發(fā)光二極管單元所需要的驅(qū)動信號大 小不盡相同，因此所述繞組可具有不同的匝數(shù)，以將功率信號轉(zhuǎn)換成所需 要的驅(qū)動信號來驅(qū)動發(fā)光二極管單元22, - 22w發(fā)光。
請再參閱圖4,本實施例的驅(qū)動回路2更包括一能量調(diào)節(jié)單元23、 一 控制單元24以及一回授控制單元25。其中，能量調(diào)節(jié)單元23具有多個開 關元件- QN，各開關元件Qi - QN是分別和
22N電性連接，藉由開關元件Q！ _ QN的導通(turn on)與關閉(turn off)并搭 配驅(qū)動信號來控制各發(fā)光二極管單元22, - 22w的發(fā)光亮度。
控制單元24是分別與能量調(diào)節(jié)單元23以及隔離型電源轉(zhuǎn)換單元21電 性連接，且該控制單元24包括一開關元件241、 一脈寬調(diào)變信號產(chǎn)生器242 以及一混光控制器243。開關元件241是分別與脈寬調(diào)變信號產(chǎn)生器242以 及隔離型變壓器211的一次側(cè)電性連接。
脈寬調(diào)變信號產(chǎn)生器242是產(chǎn)生一脈寬調(diào)變信號以控制開關元件241, 藉此調(diào)整隔離型變壓器211 二次側(cè)所輸出的驅(qū)動信號的總能量?；旃饪刂?器243是依時序而產(chǎn)生至少一能量調(diào)節(jié)信號至能量調(diào)節(jié)單元23的各開關元 件Q-QN。其中能量調(diào)節(jié)信號可為一脈寬調(diào)變(pulse width modulation, PWM) 信號，而藉由控制脈寬調(diào)變信號的責任周期，即可控制發(fā)光二極管單元22, -22N的發(fā)光亮度。
回授控制單元25是分別與能量調(diào)節(jié)單元23以及控制單元24電性連接， 并依據(jù)能量調(diào)節(jié)信號而產(chǎn)生一回授信號，并將其輸出至控制單元24。控制 單元24則可依據(jù)回授信號來控制脈寬調(diào)變信號的責任周期或振幅來調(diào)整驅(qū) 動信號的總能量。然而，由于回授控制的方法有許多種，例如最大電流回 授控制、平均電流回授控制等，其皆有不同的設計方式，于此僅為舉例而 非用以限制回授控制的狀態(tài)。
需注意，在本實施例中，在隔離型變壓器211的二次側(cè)與發(fā)光二極管 單元22,-22w之間，亦可存在例如濾波電路或防逆流保護電路等電路(圖中 未示)，其視需求而可自由的設計于驅(qū)動回路之中。
另外，請參閱圖5，在本實施例中，當發(fā)光二極管單元分別為紅色、綠 色及藍色發(fā)光二極管單元，為達到混光的效果，混光控制器243會控制開 關元件Q:-QN的導通時間以控制各顏色的發(fā)光時間。在某些應用中，各發(fā)光 二極管單元22i-22w的發(fā)光起始時間可相同，然而，如此一來將有可能造成 漣波(ripple)電流過大。因此，混光控制器243可以設計為以中心點同步 的方式來控制開關元件Qi-Q"意即紅色、綠色及藍色發(fā)光二極管單元的發(fā) 光起始時間相異，且發(fā)光結束時間也相異。如圖5所示，例如tl-t6是紅 色發(fā)光二極管單元的發(fā)光時間，t2 - t5是綠色發(fā)光二極管單元的發(fā)光時間， 而t3-t4是藍色發(fā)光二極管單元的發(fā)光時間。如此，控制紅色、綠色及藍 色發(fā)光二極管單元的開關單元在不同時間切入，即可降低漣波電流。
再如圖6所示，除上述架構之外，另一種驅(qū)動回路2，可包括一功率因 數(shù)》務正(power factor correction, PFC)單元26，其電性連接于交流電源 20與隔離型電源轉(zhuǎn)換單元21之間，以修正驅(qū)動回路2，中的功率因數(shù)，使 其具有較佳的功率因數(shù)。
綜上所述，因依據(jù)本發(fā)明的發(fā)光二極管單元的驅(qū)動回路，其利用具有
多個輸出端的隔離型電源轉(zhuǎn)換單元來驅(qū)動發(fā)光二極管單元。以此單級式的 架構將能夠降低功率消耗以提升驅(qū)動回路的工作效率，并進而可減少熱量 的產(chǎn)生。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式 上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā) 明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內(nèi)，當可利 用上述揭示的技術內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但 凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例 所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍 內(nèi)。
權利要求
1、一種發(fā)光二極管單元的驅(qū)動回路，其特征在于包括一隔離型電源轉(zhuǎn)換單元，接收一交流電源并具有多個輸出端，其中各輸出端輸出一驅(qū)動信號；以及多個發(fā)光二極管單元，分別與各輸出端電性連接，并依據(jù)該驅(qū)動信號而動作。
2、 根據(jù)權利要求1所述的驅(qū)動回路，其特征在于其中所述的隔離型電 源轉(zhuǎn)換單元包括一隔離型變壓器，具有一次側(cè)及二次側(cè)，其中所述輸出端設置于該二 次側(cè)，而該二次側(cè)具有多個繞組，各繞組分別對應各輸出端；以及一整流器，與該隔離型變壓器的該一次側(cè)電性連接，并依據(jù)該交流電 源輸出一功率信號至該隔離型變壓器。.
3、 根據(jù)權利要求2所述的驅(qū)動回路，其特征在于其中所述的整流器為一半橋式整流器或一全橋式整流器。
4、 根據(jù)權利要求2所述的驅(qū)動回路，其特征在于其中所述的功率信號為一直流電源信號。
5、 根據(jù)權利要求1所述的驅(qū)動回路，其特征在于其中各發(fā)光二極管單 元包括至少 一發(fā)光二極管。
6、 根據(jù)權利要求1所述的驅(qū)動回路，其特征在于其中所述的發(fā)光二極 管單元包括一紅色發(fā)光二極管單元、 一綠色發(fā)光二極管單元、 一藍色發(fā)光 二極管單元或一白色發(fā)光二極管單元。
7、 根據(jù)權利要求1所述的驅(qū)動回路，其特征在于其中所述的發(fā)光二極 管單元為一光棒型式的發(fā)光二極管單元。
8、 根據(jù)權利要求1所述的驅(qū)動回路，其特征在于其更包括 一能量調(diào)節(jié)單元，具有多個開關元件，各開關元件與各發(fā)光二極管單元電性連4妻；一控制單元，分別與該能量調(diào)節(jié)單元及該隔離型電源轉(zhuǎn)換單元電性連 接，該控制單元產(chǎn)生至少一能量調(diào)節(jié)信號至該能量調(diào)節(jié)單元；以及一回授控制單元，分別與該能量調(diào)節(jié)單元及該控制單元電性連接，并 依據(jù)該能量調(diào)節(jié)信號產(chǎn)生一回授信號，以將其輸出至該控制單元。
9、 根據(jù)權利要求8所述的驅(qū)動回路，其特征在于其中所述的控制單元 包括一混光控制器，與該能量調(diào)節(jié)單元電性連接，并產(chǎn)生該能量調(diào)節(jié)信號 至該能量調(diào)節(jié)單元；一開關元件，與該隔離型電源轉(zhuǎn)換單元電性連接；以及一脈寬調(diào)變信號產(chǎn)生器，產(chǎn)生至少一脈寬調(diào)變信號以控制該開關元件。
10、 根據(jù)權利要求1所述的驅(qū)動回路，其特征在于其中各發(fā)光二極管單元的發(fā)光起始時間和/或發(fā)光結束時間相異。
11、 根據(jù)權利要求1所述的驅(qū)動回路，其特征在于其更包括一功率因 數(shù)修正單元，其與隔離型電源轉(zhuǎn)換單元電性連接，并依據(jù)一交流電訊而輸 出 一功率信號至該隔離型電源轉(zhuǎn)換單元。
全文摘要
一種發(fā)光二極管單元的驅(qū)動回路，包括一隔離型電源轉(zhuǎn)換單元以及多個發(fā)光二極管單元。隔離型電源轉(zhuǎn)換單元具有多個輸出端，且接收一交流電源，并由各輸出端輸出一驅(qū)動信號。發(fā)光二極管單元分別與各輸出端電性連接，并依據(jù)驅(qū)動信號而動作。本發(fā)明能夠同時驅(qū)動多組的發(fā)光二極管單元且能提高電能轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號H05B37/02GK101360374SQ200710138028
公開日2009年2月4日 申請日期2007年8月2日 優(yōu)先權日2007年8月2日
發(fā)明者林崇智 申請人:宇威光電股份有限公司