專利名稱：發(fā)光二極管驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種發(fā)光二極管驅(qū)動電路，特別是有關(guān)于一種使用雙 載子接面晶體管來線性調(diào)整發(fā)光二極管負載亮度的電路。
背景技術(shù)：
電子學(xué)發(fā)展至今，晶體管的結(jié)構(gòu)、應(yīng)用及特性已經(jīng)十分成熟了。追本 溯源，晶體管可區(qū)分為雙載子接面晶體管及場效晶體管兩大主軸。雙載子 接面晶體管是一種流控元件，具有耐突波及造價低廉等優(yōu)勢。而場效晶體 管則是一種壓控元件，具有良好的開關(guān)特性及體積小等優(yōu)點。
這兩種晶體管，在各自類似卻又存在明顯差異性的領(lǐng)域中各擅勝場。
然而，近年來，由于科技產(chǎn)業(yè)一直走向微型化，連帶使得較不具制程優(yōu)勢 的雙載子接面晶體管也逐漸乏人問津。
發(fā)光二極管照明是目前新興的產(chǎn)業(yè)，然而目前各種發(fā)光二極管的驅(qū)動 電路卻仍因循著以場效晶體管作為驅(qū)動開關(guān)的成規(guī)。究其原因，是因為發(fā) 光二極管被應(yīng)用在背光模塊上的技術(shù)已十分成熟，而場效晶體管又可因其 體積小的優(yōu)勢與背光模塊可完美的結(jié)合在一起，特別是場效晶體管中的薄 膜晶體管，幾乎已使用于各種背光模塊內(nèi)控制發(fā)光二極管陣列。
然而，當(dāng)我們迫切地利用前人所開發(fā)出來的驅(qū)動電路，借鏡背光模塊 中薄膜晶體管驅(qū)動發(fā)光二極管的方式，來驅(qū)動照明用途的發(fā)光二極管時， 其仍有待改進的地方。
以臺灣專利200705351及1232071為例，兩者皆通過回授電路的觀念， 使用脈波寬度調(diào)變(P麗)的手法，來啟閉場效晶體管開關(guān)，進而達到控制發(fā) 光二極管負載的目的。這樣的電路結(jié)構(gòu)已經(jīng)被眾多研發(fā)人員視為理所當(dāng)然 了。但是，脈波狀的驅(qū)動電壓會在發(fā)光二極管上產(chǎn)生脈波狀的照明效果， 易言之，發(fā)光二極管的光源表現(xiàn)方式是一閃一滅的，或是一高亮度與一低 亮度間隔呈現(xiàn)，并根據(jù)兩者出現(xiàn)的時間比調(diào)合成所需的亮度。這種閃爍型 的照明方式會衍生出許多原本已經(jīng)在傳統(tǒng)照明設(shè)備上克服的問題，例如， 閃爍型的光源不利于書報的閱讀，而光源閃爍的頻率更可能與其他具有旋 轉(zhuǎn)機構(gòu)的電器裝置形成共振，而造成視覺殘像，進而使工程人員誤將轉(zhuǎn)動 中的機具視為靜止不動，因而產(chǎn)生工作安全意外。
此外，即使美國專利7321206曾經(jīng)將雙載子接面晶體管放入發(fā)光二極 管驅(qū)動電路之中，但是卻仍然使用場效晶體管來作為發(fā)光二極管負載的啟 閉開關(guān)，并無利用到雙載子接面晶體管的優(yōu)良特性。有鑒于上述現(xiàn)有的發(fā)光二極管的驅(qū)動電路存在的缺陷，本發(fā)明人基于 從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運 用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型的發(fā)光二極管驅(qū)動電3各，能夠 改進一般現(xiàn)有的發(fā)光二極管的驅(qū)動電路，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的 研究、設(shè)計，并經(jīng)過反復(fù)試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設(shè)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)有的發(fā)光二極管的驅(qū)動電路存在的缺 陷，而提供一種新型的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，所要解決的技術(shù)問題是使其 能夠以線性調(diào)整發(fā)光二極管負載亮度，解決現(xiàn)有習(xí)知的場效晶體管開關(guān)造 成發(fā)光二極管光源閃爍的問題，非常適于實用。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)
本發(fā)明提出的一種發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其包括 一雙載子接面晶體管， 以一射極電性連接一直流電源； 一調(diào)變模塊，以一輸出端電性連4妾該雙載 子接面晶體管的一基極； 一發(fā)光二極管負載，提供一回授信號予該調(diào)變模 塊的一輸入端；以及一低通模塊，電性連接于該雙載子接面晶體管的一集 極與該發(fā)光二極管負載之間。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。 前述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其中所述的雙載子接面晶體管被操作于 一線性區(qū)。
前述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其中所述的低通模塊輸出一工作電壓予 該發(fā)光二極管負載。
前述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其中所述的發(fā)光二極管負載包括復(fù)數(shù)個 串接的發(fā)光二極管。
前述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其中所述的發(fā)光二極管負載包括一回授 電阻，且該回授電阻用以提供該回授信號。
前述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其中所述的調(diào)變模塊可為一脈波寬度調(diào) 變模塊。
前述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其中所述的脈波寬度調(diào)變模塊包括一 周期信號產(chǎn)生器，用以提供一周期參考信號； 一比較器，用以根據(jù)該周期 參考信號及該回授信號產(chǎn)生一調(diào)變信號；以及一驅(qū)動模塊，用以根據(jù)該調(diào) 變信號驅(qū)動該雙載子接面晶體管。
前述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其中所述的脈波寬度調(diào)變模塊還包括一 信號放大器，用以放大該回授信號。
前述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其中所述的周期參考信號用以調(diào)節(jié)該發(fā)
4光二極管負載的一亮度。
前述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其中所述的周期信號產(chǎn)生器可為一三角 波產(chǎn)生器。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。本發(fā)明提供了一 種發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其包括一雙載子接面晶體管、 一調(diào)變沖莫塊、 一發(fā) 光二極管負載以及一低通模塊。雙載子接面晶體管以一射極電性連接一直 流電源。調(diào)變模塊以一輸出端電性連接雙載子接面晶體管的一基極。發(fā)光 二極管負載提供一回授信號予調(diào)變模塊的一輸入端。而低通模塊電性連接 于雙載子接面晶體管的一集極與發(fā)光二極管負載之間。本發(fā)明的雙載子接 面晶體管被操作于一線性區(qū)，藉此，調(diào)變模塊可以通過雙載子接面晶體管 來線性地調(diào)整發(fā)光二極管負載的亮度，進而避免發(fā)光二極管負載的光源閃 爍等問題。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明發(fā)光二極管驅(qū)動電路至少具有下列優(yōu)點及
有益效果
(1)在本應(yīng)用領(lǐng)域中，雙載子接面晶體管具有價格低廉及耐脈沖突波 的優(yōu)點，而不像場效晶體管容易被高電壓所擊穿。
(2) 本發(fā)光二極管驅(qū)動電路可提供一線性的工作電壓，進而使發(fā)光二極 管光源穩(wěn)定而不閃爍。
(3) 當(dāng)調(diào)整發(fā)光二極管光源的亮度時，工作電壓的升壓或降壓過程亦十 分線性，進而使光源具有線性的亮度變化。
綜上所述，本發(fā)明具有上述諸多優(yōu)點及實用價值，其不論在裝置結(jié)構(gòu) 或功能上皆有較大改進，在技術(shù)上有顯著的進步，并產(chǎn)生了好用及實用的 效果，且較現(xiàn)有的發(fā)光二極管的驅(qū)動電路具有增進的突出功效，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(shè) 計。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的 技術(shù)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為本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動電路的功能方塊圖。
圖2為本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動電路一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動電路的雙載子接面晶體管的工作波形圖。
圖4為本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動電路一實施例的工作波形圖。
圖5為本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動電路的一實施例的工作波形圖。
5圖6為本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動電路的一實施例的工作波形圖。
圖7為本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動電路一實施例的驅(qū)動模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8為本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動電路一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9為本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動電路一 實施例的發(fā)光二極管負載的結(jié)
構(gòu)示意圖
100:發(fā)光二極管驅(qū)動電路
110:雙載子接面晶體管
120:低通模塊
121:電感
122:電容
123:肖特基二極管
130:發(fā)光二極管負載
131:發(fā)光二極管串列
132:回授電阻
133:控制晶片
134:回授模塊
140:調(diào)變模塊
141:放大器
142:周期信號產(chǎn)生器
143:比較器
144:驅(qū)動模塊
145:馬區(qū)動電it
146:三角波產(chǎn)生器
147:誤差放大器
T1 T4:時脈 T5-T7:時段
具體實施例方式
為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功 效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的發(fā)光二極管驅(qū)動電路 其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。為了方便說明，在 以下的實施例中，相同的元件以相同的編號表示。
請參閱圖l,其為本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動電路的功能方塊圖。圖中， 發(fā)光二極管驅(qū)動電路100包括一雙載子接面晶體管110、 一低通模塊120、 一發(fā)光二極管負載130以及一調(diào)變模塊140。雙載子接面晶體管110以一射 極電性連接一直流電源。調(diào)變模塊140以一輸出端電性連接雙載子接面晶體管的一基極。發(fā)光二極管負載130提供一回授信號予調(diào)變模塊140的一 輸入端。低通模塊120電性連接于雙載子接面晶體管110的一集極與發(fā)光 二極管負載130之間。其中，雙載子接面晶體管110被操作于一線性區(qū)， 致使調(diào)變模塊140可以通過雙載子接面晶體管110來線性地調(diào)整發(fā)光二極 管負載130的亮度，進而避免發(fā)光二極管負載130的光源閃爍等問題。
請參閱圖2，其為本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動電路一實施例的結(jié)構(gòu)示意 圖。圖中，低通模塊120可由一電感121及一電容122所組成的低通濾波 電路來實現(xiàn)。發(fā)光二極管負載130包括一發(fā)光二極管串列131及一回授電 阻132?；厥陔娮?32用以提供一回授信號給調(diào)變模塊140，以即時控制雙 載子接面晶體管110的輸出電流，進而調(diào)整發(fā)光二極管串列131的工作電 壓。調(diào)變模塊14 0較佳可為 一脈波寬度調(diào)變(P麗)模塊，其包括一放大器141 、 一周期信號產(chǎn)生器142、 一比較器143以及一驅(qū)動模塊144。放大器141用 以放大回授信號，周期信號產(chǎn)生器142則用以接收一調(diào)整信號以提供一周 期參考信號。而比較器143接收周期參考信號及回授信號，以輸出一脈波 寬度調(diào)變信號(P麗)給驅(qū)動模塊144，并進而控制雙載子接面晶體管110的 輸出電流。藉此，使用者可以通過調(diào)整信號來控制雙載子接面晶體管110 的輸出電流，進而調(diào)整發(fā)光二極管負載130的工作電壓，而達到控制發(fā)光 二極管負載130的亮度的目的。
接下來，請參考圖3,其為本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動電路的雙載子接面 晶體管的工作波形圖。上述實施例的雙載子接面晶體管110被操作于一線 性區(qū)，因此，驅(qū)動模塊144可根據(jù)脈波寬度調(diào)變信號來提供基極電流IB， 并線性地控制輸出電流，亦即集極電流IC。因此，輸出電流在線性區(qū)內(nèi)呈 現(xiàn)線性地大小變化。請繼續(xù)參考圖4，其為本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動電路一 實施例的工作波形圖。圖中，現(xiàn)有習(xí)知的發(fā)光二極管驅(qū)動電壓，通過開啟 時脈T2與完整時脈Tl的占空比(Duty Cycle)來啟閉發(fā)光二才及管串列，進 而控制發(fā)光二極管負栽的亮度。因此，發(fā)光二極管會呈現(xiàn)快速地一閃一滅 的狀態(tài)，或一高亮度與一低亮度快速切換的照明模式，并以其高低亮度出 現(xiàn)的時間比，來中和出使用者所需的亮度；此種照明模式會產(chǎn)生許多現(xiàn)有 習(xí)知的問題。而本實施例的驅(qū)動電壓，則利用雙載子接面晶體管110的線 性區(qū)，來呈現(xiàn)較平緩的驅(qū)動電壓；而且當(dāng)平緩的驅(qū)動電壓經(jīng)過低通模塊120 后，會被整流成幾近水平的工作電壓。因此，本實施例的發(fā)光二極管負載 130提供一穩(wěn)定而不閃爍的照明模式。
請繼續(xù)參考圖5,其為本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動電路的一實施例的工作 波形圖。當(dāng)現(xiàn)有習(xí)知的驅(qū)動電壓在調(diào)整照明亮度時，調(diào)整開啟時脈與完整 時脈的占空比；以圖5為例，開啟時脈T3-陂調(diào)整成開啟時脈T4，而提供較 高的占空比；因此，現(xiàn)有習(xí)知的發(fā)光二極管負載產(chǎn)生高亮度的時間相對變
7長，而產(chǎn)生低亮度的時間亦相對變短；但是現(xiàn)有習(xí)知的光源閃爍問題卻依 然存在。而本實施例的驅(qū)動電壓，則仍在雙載子接面晶體管110的線性區(qū) 上，作來回的變化。因此，本實施例的驅(qū)動電壓在通過低通模塊120后， 會產(chǎn)生平緩上升的工作電壓給發(fā)光二極管負載130。接下來，請參考圖6， 其為本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動電路的一實施例的工作波形圖。如圖所示， 使用者在第一時段T5內(nèi)需要低亮度的照明，本實施例便可提供穩(wěn)定且近乎 水平的工作電壓；使用者在第二時段T6內(nèi)調(diào)高照明的亮度，本實施例便可 提供穩(wěn)定且平緩上升的工作電壓；使用者在第三時段T7內(nèi)調(diào)整到了其所需 的照明亮度，本實施例亦在此照明亮度上提供穩(wěn)定且近乎水平的工作電壓。 接下來，請參考圖7，其為本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動電路一實施例的驅(qū) 動模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，繪示本發(fā)明一實施例的驅(qū)動模塊144，但不以 此為限，于本技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，亦可在相同的觀念上，構(gòu)思結(jié) 構(gòu)不同的驅(qū)動模塊144，然亦不脫離本發(fā)明的精神。為了方便解釋，圖中亦 繪示本發(fā)明一實施例的低通模塊120。由于雙載子接面晶體管110是流控元 件，因此，脈波寬度調(diào)變信號P畫必須利用感應(yīng)的方式或通過電流鏡，來 控制驅(qū)動電流145。此外，由于基極電流IB的數(shù)量級遠小于脈波寬度調(diào)變 信號P麗，因此，適當(dāng)?shù)姆糯箅娐肥乾F(xiàn)有習(xí)知此技藝者所悉知的，在此不予 贅述，僅提供如圖7的驅(qū)動模塊144所繪示的電流放大電路以供參考。值 得一提的是，為了消除頻率響應(yīng)在驅(qū)動電流上所造成的微量高頻逆向電流， 低通模塊120更可包括一肖特基二極管(schottky diode) 123以濾除逆向電 -、六
接下來，請參考圖8，其為本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動電路一實施例的結(jié) 構(gòu)示意圖。圖中，周期信號產(chǎn)生器142較佳可為一三角波產(chǎn)生器146,以提 供一方波形式的脈波寬度調(diào)變信號(PWM)，而放大器141亦可由一誤差放大 器147來實現(xiàn)的，進而直接在誤差放大器147的鄰近區(qū)域上加入電阻，以 控制放大倍率；此技藝亦為現(xiàn)有習(xí)知本領(lǐng)域者所悉知，在此不予贅述。值 得一提的是，雖然本實施例以脈波寬度調(diào)變模塊來實現(xiàn)調(diào)變模塊140，但是 并不以此為限；本實施例的精神在于利用雙載子接面晶體管120來提供一 線性的驅(qū)動電流，因此，現(xiàn)有習(xí)知此技藝者亦可利用其他寬度調(diào)變模塊， 甚至是脈波頻率調(diào)變模塊(PFM)或其他頻率調(diào)變模塊來實現(xiàn)本發(fā)明的調(diào)變 模塊140。
最后，請參考圖9,其為本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動電路一實施例的發(fā)光 二極管負載的結(jié)構(gòu)示意圖。于本實施例中，發(fā)光二極管負載130并不以發(fā) 光二極管串列131為限，使用者亦可通過一控制晶片133來并聯(lián)耦接多個 發(fā)光二極管，并利用此控制晶片133來依序操作這些發(fā)光二極管的發(fā)光順 序與發(fā)光模式。同理，回授信號的取得亦不以回授電阻132為限，使用者亦可設(shè)計一如圖所示的回授模塊134，來取代回授電阻132以提升回授信號 的精確度。值得一提的是，在較大負載的控制上，本發(fā)明的雙載子接面晶 體管比現(xiàn)有習(xí)知的場效晶體管，更耐高壓突波，且單價亦便宜許多。
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(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利 用上述揭示的技術(shù)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(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)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(shù)方案的范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于其包括一雙載子接面晶體管，以一射極電性連接一直流電源；一調(diào)變模塊，以一輸出端電性連接該雙載子接面晶體管的一基極；一發(fā)光二極管負載，提供一回授信號予該調(diào)變模塊的一輸入端；以及一低通模塊，電性連接于該雙載子接面晶體管的一集極與該發(fā)光二極管負載之間。
2、 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于其中所述的雙載子接面晶體管被操作于一線性區(qū)。
3、 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于其中所述的低通模塊輸出 一工作電壓予該發(fā)光二極管負載。
4、 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于其中所述的發(fā)光二極管負載包括復(fù)數(shù)個串接的發(fā)光二極管。
5、 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于其中所述的發(fā)光二極管負載包括一 回授電阻，且該回授電阻用以提供該回授信號。
6、 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于其中所述的調(diào)變模塊可為 一脈波寬度調(diào)變模塊。
7、 如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于其中所述的脈波寬度調(diào)變模塊包括一周期信號產(chǎn)生器，用以提供一周期參考信號；一比較器，用以根據(jù)該周期參考信號及該回授信號產(chǎn)生一調(diào)變信號；以及一驅(qū)動模塊，用以根據(jù)該調(diào)變信號驅(qū)動該雙載子接面晶體管。
8、 如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于其中所述的脈波寬度調(diào)變模塊還包括一信號放大器，用以放大該回授信號。
9、 如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于其中所述的周期參考信號用以調(diào)節(jié)該發(fā)光二極管負載的一亮度。
10、 如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于其中所述的周期信號產(chǎn)生器可為一三角波產(chǎn)生器。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其包括一雙載子接面晶體管、一調(diào)變模塊、一發(fā)光二極管負載以及一低通模塊。雙載子接面晶體管以一射極電性連接一直流電源；調(diào)變模塊以一輸出端電性連接雙載子接面晶體管的一基極；發(fā)光二極管負載提供一回授信號予調(diào)變模塊的一輸入端；而低通模塊電性連接于雙載子接面晶體管的一集極與發(fā)光二極管負載之間。本發(fā)明的雙載子接面晶體管被操作于一線性區(qū)，藉此，調(diào)變模塊可以通過雙載子接面晶體管來線性地調(diào)整發(fā)光二極管負載的亮度，進而避免發(fā)光二極管負載的光源閃爍等問題。
文檔編號H05B37/02GK101562924SQ200810087579
公開日2009年10月21日 申請日期2008年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者李門鏗 申請人:旭彩光電股份有限公司