專利名稱：Led驅(qū)動裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED驅(qū)動裝置及方法，具體地說，是一種改善功率效 率并減少功率消耗的LED驅(qū)動裝置及方法。
背景技術(shù)：
近來，在各種應(yīng)用中經(jīng)常使用發(fā)光二極管(Light Emitting Diode; LED) 作為光源，由于LED的亮度與通過所述LED的電流成正比，因此LED驅(qū) 動裝置必需控制通過LED的電流的大小，然而高功率消耗及溫度問題影響 LED的壽命、效能及應(yīng)用。圖1為已知的LED驅(qū)動裝置10示意圖，其包 括電壓源Vboost連接LED光源12， LED光源12包括多個串聯(lián)的LED, 晶體管Tll連接在LED光源12及電阻Rrefl之間，用以控制通過LED光 源12的電流II，電流II通過電阻Rrefl產(chǎn)生電壓Vsenl，藉由檢測電壓 Vsenl可以得知電流Il的大小。由圖1可知，晶體管Til及電阻Rrefl都 會消耗功率，因而使LED驅(qū)動裝置10的效能下降，為了降低因電阻Rrefl 而造成的功率消耗，電阻Rrefl的阻值必需很小，然而，以現(xiàn)有的技術(shù)來 說，要精確的控制小電阻的阻值是相當困難的。
圖2為另一已知的LED驅(qū)動裝置20示意圖，其中LED光源22連接 在電壓Vboost及電流感測電路24之間，所述LED光源22包括多個串聯(lián) 的LED,電流感測電路24根據(jù)通過LED光源22的電流12產(chǎn)生一與電流 12具有比例關(guān)系的電流I3，電流I3通過電阻Rref2產(chǎn)生電壓Vsen2， LED 驅(qū)動裝置20藉由所述電壓Vsen2調(diào)節(jié)電壓Vboost。在LED驅(qū)動裝置20 中，利用電流感測電路24提供較小的電流I3給電阻Rref2，因此能降低電 阻Rref2所消耗的功率，提高LED驅(qū)動裝置20的效能。
圖3為又一已知的LED驅(qū)動裝置30示意圖，其包括調(diào)節(jié)器32提供固定的電壓Vs給紅色LED光源34、綠色LED光源36及藍色LED光源38， 電阻Rl連接在紅色LED光源34及電流源CSl之間，電阻R2連接在綠 色LED光源及電流源CS2之間，電阻R3連接在藍光LED光源及電流源 CS3之間，電流源CS1、 CS2及CS3分別用來控制通過紅色LED光源34、 綠色LED光源36及藍色LED光源38的電流，而電阻Rl、 R2及R3則是 用來分擔電流源CS1、 CS2及CS3的功率消耗以減少散熱問題(thermal 1SSUe)。 LED驅(qū)動裝置30的優(yōu)點在于能非常精準的控制通過紅色LED光 源34、綠色LED光源36及藍色LED光源38的電流，然而LED光源34、 36及38以及電阻R1、 R2及R3所造成的功率消耗卻增加。
圖4為圖3中LED驅(qū)動裝置30的測試數(shù)據(jù)，其中字段R表示電阻 Rl、 R2及R3的阻值，字段Vr表示電阻Rl、 R2及R3上的跨壓，字段 Vcs表示電流源CSl、 CS2及CS3的跨壓，字段Vf表示LED光源34、 36 及38的跨壓，字段lled表示通過LED光源34、 36及38的電流。參照圖 3及圖4，以紅色LED光源34為例，調(diào)節(jié)器32所提供的電壓Vs為5V， 而紅色LED光源34的跨壓為2.1V，又電流源CS1提供18mA的電流，因 此阻值為50奧姆的電阻R1的跨壓為0.9V，而電流源CS1的跨壓為2V， 由此可知，紅色LED光源34的功率效率只有42。/。。由圖4的表格可知， 另二個LED光源36及38的功率效率也分別只有84%及64%。
因此已知的LED驅(qū)動裝置存在著上述種種不便和問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提出一種能提供適當電壓給LED的LED驅(qū)動裝 置及方法。
本發(fā)明的另一目的，在于提出一種改善功率效率的LED驅(qū)動裝置及方法。
本發(fā)明的又一目的，在于提出一種減少功率消耗以改善散熱問題的LED 驅(qū)動裝置及方法。
本發(fā)明的再一 目的，在于提出一種能非常精確控制LED上電流的LED 驅(qū)動裝置及方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
一種LED驅(qū)動裝置，用以驅(qū)動LED光源，包括一調(diào)節(jié)器， 一電流源
和一控制電路，其中，
所述調(diào)節(jié)器，提供一輸出電壓給所述LED光源； 所述電流源，控制通過所述LED光源的電流；
所述控制電路，檢測所述電流源的跨壓，產(chǎn)生一控制信號至所述調(diào)節(jié) 器以調(diào)節(jié)所述輸出電壓。
本發(fā)明的LED驅(qū)動裝置還可以采用以下的技術(shù)措施來進一步實現(xiàn)。 前述的LED驅(qū)動裝置，其中在所述LED光源與所述電流源的串聯(lián)路 徑上不包含電阻。
一種LED驅(qū)動裝置，用以驅(qū)動多組LED光源，包括一調(diào)節(jié)器，多個
電流源和一控制電路，其中，
所述調(diào)節(jié)器，提供一輸出電壓給所述多組LED光源； 所述多個電流源，每一所述電流源控制通過所述多組LED光源其中一
組的電流；
所述控制電路，檢測所述多個電流源的跨壓，產(chǎn)生一控制信號至所述 調(diào)節(jié)器以調(diào)節(jié)所述輸出電壓。
本發(fā)明的LED驅(qū)動裝置還可以采用以下的技術(shù)措施來進一步實現(xiàn)。
前述的LED驅(qū)動裝置，其中所述控制電路根據(jù)所述多個電流源的跨壓 中的最小值決定所述控制信號。
前述的LED驅(qū)動裝置，其中所述控制電路包括
一最小電壓檢測器，檢測所述多個電流源的跨壓，并輸出所述多個電 流源的跨壓中的最小值；
一差動放大器，比較所述最小電壓檢測器的輸出及一參考電壓產(chǎn)生所 述控制信號。
前述的LED驅(qū)動裝置，其中在每一所述電流源與LED光源的串聯(lián)路 徑上不包含電阻。
一種LED驅(qū)動裝置，用以驅(qū)動多組LED光源，包括一調(diào)節(jié)器，多個 電流源和一控制電路，其中，
7所述調(diào)節(jié)器，提供多個輸出電壓，每一所述輸出電壓供應(yīng)給其中一組 LED光源；
所述多個電流源，每一所述電流源控制其中一組LED光源上的電流；
所述控制電路，檢測所述多個電流源的跨壓，產(chǎn)生控制信號至所述調(diào)
節(jié)器以調(diào)節(jié)所述多個輸出電壓；
其中，每一個電流源的跨壓用以調(diào)節(jié)供應(yīng)給所述電流源所連接的LED 光源的輸出電壓。
前述的LED驅(qū)動裝置，其中在每一所述電流源與LED光源的串聯(lián)路 徑上不包含電阻。
一種LED驅(qū)動方法，其特征在于包括下列步驟-第一步驟提供一輸出電壓給LED光源；
第二步驟利用一電流源控制通過所述LED光源的電流；
第三歩驟檢測所述電流源的跨壓，產(chǎn)生一控制信號用以調(diào)節(jié)所述輸
出電壓。
本發(fā)明的LED驅(qū)動方法還可以采用以下的技術(shù)措施來進一步實現(xiàn)。 前述的LED驅(qū)動方法，其中在所述LED光源與所述電流源的串聯(lián)路 徑上不包含電阻。
一種LED驅(qū)動方法，其特征在于包括下列步驟
第一步驟提供一輸出電壓給多組LED光源；
第二步驟利用多個電流源分別控制所述多組LED光源上的電流； 第三步驟檢測所述多個電流源的跨壓，產(chǎn)生一控制信號至所述調(diào)節(jié) 器以調(diào)節(jié)所述輸出電壓。
前述的LED驅(qū)動方法，其中所述檢測所述多個電流源的跨壓，產(chǎn)生一
控制信號的步驟包括根據(jù)所述多個電流源的跨壓中的最小值決定所述控
制信號。
前述的LED驅(qū)動方法，其中所述檢測所述多個電流源的跨壓產(chǎn)生一控
制信號的步驟包括
第一步驟從所述多個電流源的跨壓中選取一最小值； 第二步驟比較所述最小值及一參考電壓產(chǎn)生所述控制信號。前述的LED驅(qū)動方法，其中在每一所述電流源與LED光源的串聯(lián)路 徑上不包含電阻。
一種LED驅(qū)動方法，其特征在于包括下列步驟
第一步驟提供多個輸出電壓分別供應(yīng)給多組LED光源； 第二步驟利用多個電流源分別控制所述多組LED光源上的電流； 第三步驟檢測所述多個電流源的跨壓，產(chǎn)生控制信號至所述調(diào)節(jié)器 以調(diào)節(jié)所述多個輸出電壓，其中每一個電流源的跨壓用以調(diào)節(jié)供應(yīng)給所述
電流源所連接的LED光源的輸出電壓。
前述的LED驅(qū)動方法，其中在每一所述電流源與LED光源的串聯(lián)路 徑上不包含電阻。
采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的LED驅(qū)動裝置及方法具有以下優(yōu)點
1. 改善功率效率。
2. 大大地減少功率消耗。
3. 減少總輸入功率的需求。
4. 改善散熱問題。
5. 降低調(diào)節(jié)器功率容量。


圖1為已知的LED驅(qū)動裝置示意圖； 圖2為另一已知的LED驅(qū)動裝置示意圖； 圖3為又一已知的LED驅(qū)動裝置示意圖； 圖4為圖3中LED驅(qū)動裝置的測試數(shù)據(jù)； 圖5為本發(fā)明的第一實施例示意圖6為本發(fā)明的第二實施例示意圖7為圖6中控制電路的實施例示意圖8為本發(fā)明的第三實施例示意圖9為圖8中LED驅(qū)動裝置的測試數(shù)據(jù)。
具體實施例方式
9以下結(jié)合實施例及其附圖對本發(fā)明作更進一步說明。
現(xiàn)請參閱圖5，圖5為本發(fā)明的第一實施例示意圖。如圖所示，所述 調(diào)節(jié)器42提供輸出電壓Vout給LED光源46，電流源CS1控制LED光源 46上的電流II，電流源CS1能精確的控制電流II的大小，控制電路44 檢測電流源CS1上的跨壓Vsenl以產(chǎn)生控制信號Sc，調(diào)節(jié)器42根據(jù)控制 信號Sc調(diào)節(jié)輸出電壓Vout，進而讓電流源CSl上的跨壓Vsenl維持在較 低的準位。其中，調(diào)節(jié)器42可以是降壓式切換式轉(zhuǎn)換器、升壓式切換式 轉(zhuǎn)換器或升降壓式切換式轉(zhuǎn)換器。在LED驅(qū)動裝置40中，電流源CSl的 跨壓Vsenl控制在可以讓電流源CSl工作的最小電壓，例如0.2V，控制 電路44則根據(jù)所檢測到的電壓Vsenl控制調(diào)節(jié)器42調(diào)節(jié)輸出電壓Vout， 以使輸出電壓Vout維持在適當?shù)臏饰唬?，當LED光源46需要3.2V 的電壓時，輸出電壓Vout將被控制在3.4V，因此功率效率約為94%,由 于在電流源及LED光源的串聯(lián)路徑上沒有電阻，故電壓幾乎都供應(yīng)給LED 光源46，因此功率消耗可以大大地減少，散熱問題也因而獲得改善，另一 方面，由于功率消耗降低，因此總輸入功率的需求也減少，故調(diào)節(jié)器42 的功率容量(power capacity)也可以降低。
圖6為本發(fā)明的第二實施例示意圖，在所述LED驅(qū)動裝置50中，調(diào) 節(jié)器52提供一輸出電壓Vout給紅色LED光源56、綠色LED光源58及 藍色LED光源60，電流源CS1、 CS2及CS3分別控制LED光源56、 58 及60上的電流I1、 12及B，電流源CS1、 CS2及CS3可以精確的控制電 流II 、 12及13的大小，控制電路54檢測電流源CSl 、 CS2及CS3上的跨 壓Vsenl、 Vsen2及Vsen3產(chǎn)生控制信號Sc，調(diào)節(jié)器54根據(jù)控制信號Sc 調(diào)節(jié)輸出電壓Vout，進而使電流源CS1、 CS2及CS3的跨壓維持在較低的 準位。其中，調(diào)節(jié)器52可以是降壓式切換式轉(zhuǎn)換器、升壓式切換式轉(zhuǎn)換 器或升降壓式切換式轉(zhuǎn)換器。圖7為圖6中控制電路54的實施例示意圖， 其包括一最小電壓檢測器62檢測電壓Vsenl、 Vsen2及Vsen3中最小的電 壓，并據(jù)以產(chǎn)生信號Vsen，差動放大器64比較信號Vsen及參考電壓Vref 產(chǎn)生控制信號Sc。在所述LED驅(qū)動裝置50中，電流源CS1、 CS2及CS3 的跨壓Vsenl 、 Vsen2及Vsen3控制在可以讓電流源CS1 、 CS2及CS3工作的最小電壓，控制電路54則根據(jù)所檢測到的最小電壓控制調(diào)節(jié)器52調(diào) 節(jié)輸出電壓Vout，以使輸出電壓Vout維持在適當?shù)臏饰?，進而改善功率 效率，由于在電流源及LED光源的串聯(lián)路徑上沒有電阻，故電壓幾乎都供 應(yīng)給LED光源56、 58及60，因此功率消耗可以大大地減少，散熱問題也 因而獲得改善，另一方面，由于功率消耗降低，因此總輸入功率的需求也 減少，故調(diào)節(jié)器52的功率容量也可以降低。
圖8為本發(fā)明的第三實施例示意圖，在所述LED驅(qū)動裝置70中，調(diào) 節(jié)器72提供輸出電壓Voutl 、 Vout2及Vout3分別給紅色LED光源76、綠 色LED光源78及藍色LED光源80，電流源CS1控制LED光源76上的 電流II ，電流源CS2控制LED光源78上的電流12，電流源CS3控制LED 光源80上的電流I3，電流源CS1、 CS2及CS3可以精確的控制電流I1、 12及13的大小，控制電路74檢測電流源CS1 、CS2及CS3上的跨壓Vsenl 、 Vsen2及Vsen3以產(chǎn)生控制信號Sc，調(diào)節(jié)器72根據(jù)控制信號Sc調(diào)節(jié)輸出 電壓Voutl、Vout2及Vout3，進而使電流源CS1、CS2及CS3的跨壓Vsenl、 Vsen2及Vsen3維持在可以讓電流源CS1、 CS2及CS3工作的最小電壓， 其中輸出電壓Voutl系根據(jù)電壓Vsenl來調(diào)節(jié)，輸出電壓Vout2系根據(jù)電 壓Vsen2來調(diào)節(jié)，輸出電壓Vout3系根據(jù)電壓Vsen3來調(diào)節(jié)。其中，調(diào)節(jié) 器72可以是降壓式切換式轉(zhuǎn)換器、升壓式切換式轉(zhuǎn)換器或升降壓式切換 式轉(zhuǎn)換器。
圖9為圖8中LED驅(qū)動裝置70的測試數(shù)據(jù)，其中字段Vs表示調(diào)節(jié) 器72所提供的輸出電壓Voutl、 Vout2及Vout3，字段Vcs表示電流源CS1、 CS2及CS3的跨壓，字段Vf表示LED光源76、 78及80的跨壓，字段lled 表示通過LED光源34、 36及38的電流I1、 12及13。請參照圖8及圖9， 其中紅色LED光源76的跨壓為2.1V，電流源CS1的跨壓為0.2V，因此 輸出電壓Voutl為2.3V，故紅色LED光源76的功率效率約為91.3%。綠 色LED光源78的跨壓為4.2V，電流源CS2的跨壓為0.2V，因此輸出電 壓Vout2為4.4V，故綠色LED光源78的功率效率約為95.5%。藍色LED 光源80跨壓為3.2V，電流源CS3的跨壓為0.2V，因此輸出電壓Vout3為 3.4V，故藍色LED光源80的功率效率約為94。/。。比較圖4及圖9，很明
11顯的，LED驅(qū)動裝置70在功率效率上有很大的提升，而且由于在電流源 及LED光源的串聯(lián)路徑上沒有電阻，故電壓幾乎都供應(yīng)給LED光源76、 78及80，因此功率消耗可以大大地減少，散熱問題也因而獲得改善，另 一方面，由于功率消耗降低，因此總輸入功率的需求也減少，故調(diào)節(jié)器72 的功率容量也可以降低。
以上實施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種 變換或變化。因此，所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本發(fā)明的范疇，應(yīng)由 各權(quán)利要求限定。
組件符號說明
10 LED驅(qū)動裝置
12 LED光源
20 LED驅(qū)動裝置
22 LED光源
24 電流感測電路
30 LED驅(qū)動電路
32 調(diào)節(jié)器
34 LED光源
36 LED光源
38 LED光源
40 LED驅(qū)動裝置
42 調(diào)節(jié)器
44 控制電路
46 LED光源
50 LED驅(qū)動裝置
52 調(diào)節(jié)器
54 控制電路
56 LED光源58 LED光源
60 LED光源
62 最小電壓檢測器
64 差動放大器
70 LED驅(qū)動裝置
72 調(diào)節(jié)器
74 控制電路
76 LED光源
78 LED光源
80 LED光源。
1權(quán)利要求
1.一種LED驅(qū)動裝置，用以驅(qū)動LED光源，包括一調(diào)節(jié)器，一電流源和一控制電路，其特征在于所述調(diào)節(jié)器，提供一輸出電壓給所述LED光源；所述電流源，控制通過所述LED光源的電流；所述控制電路，檢測所述電流源的跨壓，產(chǎn)生一控制信號至所述調(diào)節(jié)器以調(diào)節(jié)所述輸出電壓。
2. 如權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動裝置，其特征在于，在所述LED光 源與所述電流源的串聯(lián)路徑上不包含電阻。
3. —種LED驅(qū)動裝置，用以驅(qū)動多組LED光源，包括一調(diào)節(jié)器，多 個電流源和一控制電路，其特征在于所述調(diào)節(jié)器，提供一輸出電壓給所述多組LED光源； 所述多個電流源，每一所述電流源控制通過所述多組LED光源其中一 組的電流；所述控制電路，檢測所述多個電流源的跨壓，產(chǎn)生一控制信號至所述 調(diào)節(jié)器以調(diào)節(jié)所述輸出電壓。
4. 如權(quán)利要求3所述的LED驅(qū)動裝置，其特征在于，所述控制電路 根據(jù)所述多個電流源的跨壓中的最小值決定所述控制信號。
5. 如權(quán)利要求3所述的LED驅(qū)動裝置，其特征在于，所述控制電路包括一最小電壓檢測器，檢測所述多個電流源的跨壓，并輸出所述多個電 流源的跨壓中的最小值；一差動放大器，比較所述最小電壓檢測器的輸出及一參考電壓產(chǎn)生所 述控制信號。
6. 如權(quán)利要求3所述的LED驅(qū)動裝置，其特征在于，在每一所述電 流源與LED光源的串聯(lián)路徑上不包含電阻。
7. —種LED驅(qū)動裝置，用以驅(qū)動多組LED光源，包括一調(diào)節(jié)器，多個電流源和一控制電路，其特征在于，所述調(diào)節(jié)器，提供多個輸出電壓，每一所述輸出電壓供應(yīng)給其中一組 LED光源；所述多個電流源，每一所述電流源控制其中一組LED光源上的電流； 所述控制電路，檢測所述多個電流源的跨壓，產(chǎn)生控制信號至所述調(diào)節(jié)器以調(diào)節(jié)所述多個輸出電壓；其中，每一個電流源的跨壓用以調(diào)節(jié)供應(yīng)給所述電流源所連接的LED光源的輸出電壓。
8. 如權(quán)利要求7所述的LED驅(qū)動裝置，其特征在于，在每一所述電 流源與LED光源的串聯(lián)路徑上不包含電阻。
9. 一種LED驅(qū)動方法，其特征在于包括下列步驟 第一歩驟提供一輸出電壓給LED光源；第二步驟利用一電流源控制通過所述LED光源的電流； 第三步驟檢測所述電流源的跨壓，產(chǎn)生一控制信號用以調(diào)節(jié)所述輸出電 壓。
10. 如權(quán)利要求9所述的LED驅(qū)動方法，其特征在于，在所述LED 光源與所述電流源的串聯(lián)路徑上不包含電阻。
11. 一種LED驅(qū)動方法，其特征在于包括下列歩驟 第一步驟提供一輸出電壓給多組LED光源；第二步驟利用多個電流源分別控制所述多組LED光源上的電流； 第三步驟檢測所述多個電流源的跨壓，產(chǎn)生一控制信號至所述調(diào)節(jié)器以調(diào)節(jié)所述輸出電壓。
12. 如權(quán)利要求11所述的LED驅(qū)動方法，其特征在于，所述檢測所述多個電流源的跨壓，產(chǎn)生一控制信號的步驟包括根據(jù)所述多個電流源的 跨壓中的最小值決定所述控制信號。
13. 如權(quán)利要求11所述的LED驅(qū)動方法，其特征在于，所述檢測所 述多個電流源的跨壓產(chǎn)生一控制信號的步驟包括第一步驟從所述多個電流源的跨壓中選取一最小值； 第二步驟比較所述最小值及一參考電壓產(chǎn)生所述控制信號。
14. 如權(quán)利要求11所述的LED驅(qū)動方法，其特征在于，在每一所述 電流源與LED光源的串聯(lián)路徑上不包含電阻。
15. —種LED驅(qū)動方法，其特征在于包括下列步驟第一步驟提供多個輸出電壓分別供應(yīng)給多組LED光源； 第二步驟利用多個電流源分別控制所述多組LED光源上的電流； 第三步驟檢測所述多個電流源的跨壓，產(chǎn)生控制信號至所述調(diào)節(jié)器 以調(diào)節(jié)所述多個輸出電壓，其中每一個電流源的跨壓用以調(diào)節(jié)供應(yīng)給所述電流源所連接的LED光源的輸出電壓。
16. 如權(quán)利要求15所述的LED驅(qū)動方法，其特征在于在每一所述電 流源與LED光源的串聯(lián)路徑上不包含電阻。
全文摘要
一種LED驅(qū)動裝置，用以驅(qū)動LED光源，包括一調(diào)節(jié)器，一電流源和一控制電路，所述調(diào)節(jié)器，提供一輸出電壓給所述LED光源；所述電流源，控制通過所述LED光源的電流；所述控制電路，檢測所述電流源的跨壓，產(chǎn)生一控制信號至所述調(diào)節(jié)器以調(diào)節(jié)所述輸出電壓。本發(fā)明的LED驅(qū)動裝置及方法具有大大地減少功率消耗和減少總輸入功率需求的優(yōu)點。
文檔編號H05B37/00GK101646281SQ200810146200
公開日2010年2月10日 申請日期2008年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月8日
發(fā)明者劉國基 申請人:立锜科技股份有限公司