Led驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供LED驅(qū)動(dòng)電路，其能夠在不點(diǎn)亮LED的待機(jī)時(shí)供給微型計(jì)算機(jī)用的電源。LED驅(qū)動(dòng)電路具有：恒流控制信號(hào)輸出電路(電流檢測(cè)電阻Rs)，其輸出與流過(guò)電抗器(L)的電抗器電流對(duì)應(yīng)的恒流控制信號(hào)；恒壓控制信號(hào)輸出電路(CV)，其輸出與輸出電壓(Vout)對(duì)應(yīng)的恒壓控制信號(hào)；以及控制電路(Ta)，其在未被輸入待機(jī)信號(hào)的通常動(dòng)作時(shí)，通過(guò)恒流控制信號(hào)對(duì)LED電流進(jìn)行恒流控制，在被輸入了待機(jī)信號(hào)的待機(jī)動(dòng)作時(shí)，通過(guò)恒壓控制信號(hào)恒壓控制成比LED陣列(LD)的點(diǎn)亮電壓低的輸出電壓(Vout)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】LED驅(qū)動(dòng)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使用常通型的開(kāi)關(guān)元件以恒流點(diǎn)亮LED的LED驅(qū)動(dòng)電路。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，提出了如下技術(shù):將半導(dǎo)體基板中使用了 GaAs (砷化鎵),GaN(氮化鎵)、SiC(碳化硅)等的低損耗的寬禁帶半導(dǎo)體元件用作開(kāi)關(guān)電源電路的開(kāi)關(guān)元件(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。通過(guò)使用寬禁帶半導(dǎo)體元件作為開(kāi)關(guān)元件，能夠在不降低電源效率的情況下提高工作頻率，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的小型化，能夠構(gòu)成將開(kāi)關(guān)元件和電感器封入到了同一封裝的超小型的非絕緣斬波模塊電源。
[0003]【專(zhuān)利文獻(xiàn)I】日本特開(kāi)2011-199024號(hào)
[0004]但是，在吊燈等照明設(shè)備中，使用了微型計(jì)算機(jī)以用于調(diào)光和調(diào)色這些動(dòng)作，因此除了用作LED驅(qū)動(dòng)電路的超小型的非絕緣斬波模塊電源以外，還需要微型計(jì)算機(jī)用的專(zhuān)用電源(5V10mA左右)。特別是，超過(guò)25W的照明設(shè)備在需要應(yīng)對(duì)高次諧波，且還使用功率因數(shù)改善電路的情況下，由功率因數(shù)改善電路、LED驅(qū)動(dòng)電路、微型計(jì)算機(jī)用的專(zhuān)用電源和3個(gè)變換器構(gòu)成，成為復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)，從而引起成本上升。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于鑒于上述問(wèn)題，解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，提供一種能夠在不點(diǎn)亮LED的待機(jī)時(shí)供給微型計(jì)算機(jī)用的電源的LED驅(qū)動(dòng)電路。
[0006]本發(fā)明的LED驅(qū)動(dòng)電路，其通過(guò)直流輸出以恒流點(diǎn)亮LED，其中，該直流輸出是利用電抗器的充放電而生成的，該電抗器的充放電是基于常通型的開(kāi)關(guān)元件的接通斷開(kāi)動(dòng)作而執(zhí)行的，所述LED驅(qū)動(dòng)電路的特征在于，具有:恒流控制信號(hào)輸出電路，其輸出與流過(guò)所述電抗器的電抗器電流對(duì)應(yīng)的恒流控制信號(hào)；恒壓控制信號(hào)輸出電路，其輸出與輸出電壓對(duì)應(yīng)的恒壓控制信號(hào)；以及控制電路，在其在未被輸入待機(jī)信號(hào)的通常動(dòng)作時(shí)，該控制電路通過(guò)所述恒流控制信號(hào)對(duì)流過(guò)所述LED的LED電流進(jìn)行恒流控制，在被輸入了待機(jī)信號(hào)的待機(jī)動(dòng)作時(shí)，該控制電路通過(guò)所述恒壓控制信號(hào)恒壓控制成比所述LED的點(diǎn)亮電壓低的輸出電壓。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，能夠在不點(diǎn)亮LED的待機(jī)時(shí)供給微型計(jì)算機(jī)用的電源。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是示出本發(fā)明的LED驅(qū)動(dòng)電路的第I實(shí)施方式結(jié)構(gòu)的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0009]圖2是示出圖1所示的恒壓控制信號(hào)輸出電路CV的結(jié)構(gòu)例的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0010]圖3是用于說(shuō)明本發(fā)明的LED驅(qū)動(dòng)電路的第I實(shí)施方式動(dòng)作的波形圖。
[0011]圖4是示出本發(fā)明的LED驅(qū)動(dòng)電路的第2實(shí)施方式結(jié)構(gòu)的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖5是示出本發(fā)明的LED驅(qū)動(dòng)電路的第3實(shí)施方式結(jié)構(gòu)的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0013]標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0014]1a:LED驅(qū)動(dòng)電路(第I實(shí)施方式)；10b:LED驅(qū)動(dòng)電路(第2實(shí)施方式)；10c:LED驅(qū)動(dòng)電路(第3實(shí)施方式)；BF:緩沖電路；C1:旁路電容器；C2:輸出電容器；C3、C4:稱(chēng)合電容器；CComp、C5:電容器；MCU:微型計(jì)算機(jī)；CV:恒壓控制信號(hào)輸出電路；D1:再生二極管;D2、D3、D4:二極管；L:電抗器；LD:LED陣列；0ΤΑ:跨導(dǎo)放大器；0SC:三角波振蕩器；Q1:開(kāi)關(guān)元件(第I開(kāi)關(guān)元件)；Q2:開(kāi)關(guān)元件(第2開(kāi)關(guān)元件)；Q3:雙極晶體管；Q4:開(kāi)關(guān)元件；R1、R2、R3、R1、Rll、R12:電阻；Reg:恒壓調(diào)節(jié)器電路；Rs:電流檢測(cè)電阻；Ta:控制電路(第I實(shí)施方式);Tb:控制電路(第2、第3實(shí)施方式);Ton:比較器；Vref 1:基準(zhǔn)電壓；ZD1、ZD2:齊納二極管。

【具體實(shí)施方式】
[0015]接著，參照附圖具體地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，在各圖中，對(duì)相同結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)并省略部分說(shuō)明。
[0016](第I實(shí)施方式)
[0017]參照?qǐng)D1，第I實(shí)施方式的LED驅(qū)動(dòng)電路1a是使用了常通型的寬禁帶半導(dǎo)體元件的自激式降壓斬波電路。LED驅(qū)動(dòng)電路1a具有整流電路DB、作為常通型的寬禁帶半導(dǎo)體元件的開(kāi)關(guān)元件Ql、Q2、對(duì)開(kāi)關(guān)元件Q2進(jìn)行恒流控制的控制電路Ta、旁路電容器Cl、電抗器L、繞組AW、再生二極管D1、輸出電容器C2、齊納二極管ZDl、電阻Rl、R2、R3、二極管D2、電流檢測(cè)電阻Rs、電容器Ccomp、恒壓控制信號(hào)輸出電路CV和恒壓調(diào)節(jié)器電路Reg。并且，LED驅(qū)動(dòng)電路1a以恒流驅(qū)動(dòng)作為負(fù)載電路的LED陣列LD，并且向進(jìn)行調(diào)光控制和調(diào)色控制的微型計(jì)算機(jī)MCU供電。以下，為了區(qū)分開(kāi)關(guān)元件Ql和開(kāi)關(guān)元件Q2，將開(kāi)關(guān)元件Ql稱(chēng)作第I開(kāi)關(guān)元件Ql、開(kāi)關(guān)元件Q2稱(chēng)作第2開(kāi)關(guān)元件Q2。
[0018]在LED驅(qū)動(dòng)電路1a的輸入端子V+、和輸入端子VO上分別連接有由二極管橋式構(gòu)成的整流電路DB的整流輸出正極端子、接地的整流輸出負(fù)極端子。在整流電路DB的交流輸入端子ACinl、ACin2上連接有商用交流電源ACl，來(lái)自商用交流電源ACl的AC輸入電壓經(jīng)過(guò)全波整流后從整流電路DB輸出。
[0019]在輸入端子V+、即整流電路DB的整流輸出正極端子與輸入端子VO、即整流電路DB的整流輸出負(fù)極端子之間，并聯(lián)連接有如下的串聯(lián)電路和旁路電容器Cl，該串聯(lián)電路由第I開(kāi)關(guān)兀件Q1、第2開(kāi)關(guān)兀件Q2、電抗器L、輸出電容器C2、電流檢測(cè)電阻Rs構(gòu)成。在輸入端子V+上連接有第I開(kāi)關(guān)元件Ql的漏極端子，在第I開(kāi)關(guān)元件Ql的源極端子上連接有第2開(kāi)關(guān)元件Q2的漏極端子，并且在第2開(kāi)關(guān)元件Q2的源極端子上連接有電抗器L的一個(gè)端子。在電抗器L的另一個(gè)端子上連接有輸出電容器C2的正電極,輸出電容器C2的負(fù)電極與電流檢測(cè)電阻Rs的一個(gè)端子連接。
[0020]輸出電容器C2的兩端為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)電路1a的輸出，輸出電容器C2的正電極為輸出端子Vout+,輸出電容器C2的負(fù)電極為輸出端子Vout —。在該輸出端子Vout+、Vout
■以陽(yáng)極處于輸出端子Vout+側(cè)的方式連接有作為負(fù)載的LED陣列LD。此外，在輸出端子Vout+與輸入端子VO之間，連接有恒壓控制信號(hào)輸出電路CV，并且經(jīng)由恒壓調(diào)節(jié)器電路Reg連接有微型計(jì)算機(jī)MCU。另外，恒壓調(diào)節(jié)器電路Reg是將輸出端子Vout+的電壓轉(zhuǎn)換為微型計(jì)算機(jī)MCU的工作電壓并供給到微型計(jì)算機(jī)MCU的電路。
[0021]在第2開(kāi)關(guān)元件Q2的源極端子與電抗器L的一個(gè)端子的連接點(diǎn)、和輸入端子VO之間，連接有再生二極管Dl。在第2開(kāi)關(guān)元件Q2的源極端子與電抗器L的一個(gè)端子的連接點(diǎn)上連接有再生二極管Dl的陰極，在輸入端子VO上連接有再生二極管Dl的陽(yáng)極。由此，在第I開(kāi)關(guān)元件Ql和第2開(kāi)關(guān)元件Q2兩方接通時(shí)，向電抗器L和LED陣列LD施加電壓，從而在電抗器L中蓄積電力。并且，在第I開(kāi)關(guān)元件Ql和第2開(kāi)關(guān)元件Q2中的即使任意一方斷開(kāi)時(shí)，成為電抗器L與輸出電容器C2并聯(lián)連接的狀態(tài),將電抗器L所蓄積的電力供給到LED陣列LD。
[0022]高側(cè)的第I開(kāi)關(guān)元件Ql使用在與電抗器L磁耦合的繞組AW中感應(yīng)出的負(fù)電壓進(jìn)行斷開(kāi)控制。與電抗器L磁耦合的繞組AW的一端與電抗器L和第2開(kāi)關(guān)元件Q2的源極端子的連接點(diǎn)連接，另一端經(jīng)由耦合電容器C3與第I開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極端子連接。由此，當(dāng)電抗器L的電壓極性反轉(zhuǎn)時(shí)，在繞組AW中感應(yīng)出使得第I開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極端子變?yōu)樨?fù)電位的電壓，從而將第I開(kāi)關(guān)元件Ql維持到斷開(kāi)狀態(tài)。此外，在第I開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極端子與輸入端子VO之間連接有二極管D2。在第I開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極端子上連接有二極管D2的陰極，在輸入端子VO上連接有二極管D2的陽(yáng)極。由此，通過(guò)二極管D2的正向電壓VF對(duì)第I開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極端子進(jìn)行電壓鉗位。
[0023]在低側(cè)的第2開(kāi)關(guān)元件Q2的柵極端子與源極端子之間，并聯(lián)連接有齊納二極管ZDl和電阻Rl。齊納二極管ZDl的陽(yáng)極與第2開(kāi)關(guān)元件Q2的柵極端子連接，陰極與第2開(kāi)關(guān)元件Q2的源極端子連接。
[0024]控制電路Ta是用于對(duì)第2開(kāi)關(guān)元件Q2進(jìn)行恒流控制的IC電路，具有跨導(dǎo)放大器(電壓-電流轉(zhuǎn)換放大器)0ΤΑ、緩沖器BF、基準(zhǔn)電壓Vref 1、雙極晶體管Q3、二極管D3、公共端子COM、電流反饋端子Isense、外部相位補(bǔ)償端子C0MP、驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端子OUT、起動(dòng)電流輸入端子ST和待機(jī)端子Stby。
[0025]控制電路Ta的公共端子COM與接地的輸入端子VO連接，電流反饋端子Isense與輸出端子Vout -、即LED陣列LD和電流檢測(cè)電阻Rs的連接點(diǎn)連接，外部相位補(bǔ)償端子COMP經(jīng)由電容器Ccomp與接地端子連接，驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端子OUT經(jīng)由電阻R2與低側(cè)的第2開(kāi)關(guān)元件Q2的柵極端子連接，起動(dòng)電流輸入端子ST經(jīng)由電阻R3與輸入端子V+連接。
[0026]在控制電路Ta中，電流反饋端子Isense與跨導(dǎo)放大器OTA的第I反轉(zhuǎn)輸入端子連接，待機(jī)端子Stby與跨導(dǎo)放大器OTA的第2反轉(zhuǎn)輸入端子連接，跨導(dǎo)放大器OTA的非反轉(zhuǎn)輸入端子與基準(zhǔn)電壓Vrefl的正極端子連接，基準(zhǔn)電壓Vrefl的負(fù)極端子與公共端子COM連接。此外，跨導(dǎo)放大器OTA的輸出端子與外部相位補(bǔ)償端子COMP連接。跨導(dǎo)放大器OTA將分別輸入到第I反轉(zhuǎn)輸入端子和第2反轉(zhuǎn)輸入端子的電壓中的較高一方的電壓、與輸入到非反轉(zhuǎn)輸入端子的基準(zhǔn)電壓Vrefl的差電壓轉(zhuǎn)換為電流并輸出。因此，將作為流過(guò)電抗器L的電抗器電流而被檢測(cè)的檢測(cè)電阻Rs的兩端間電壓(第I反轉(zhuǎn)輸入端子的電壓)、和輸入到待機(jī)端子Stby的電壓(第2反轉(zhuǎn)輸入端子的電壓)中的較高一方的電壓與基準(zhǔn)電壓Vrefl進(jìn)行比較，將其差電壓轉(zhuǎn)換為電流并從跨導(dǎo)放大器OTA輸出。
[0027]并且，跨導(dǎo)放大器OTA的輸出端子經(jīng)由緩沖器BF與雙極晶體管Q3的基極連接，雙極晶體管Q3的集電極經(jīng)由二極管D3與驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端子OUT連接，雙極晶體管Q3的發(fā)射極與公共端子COM連接。另外，二極管D3的陰極與雙極晶體管Q3的集電極連接，陽(yáng)極與驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端子OUT連接。
[0028]由此，在作為流過(guò)電抗器L的電抗器電流而被檢測(cè)的檢測(cè)電阻Rs的兩端間電壓(第I反轉(zhuǎn)輸入端子的電壓)比輸入到待機(jī)端子Stby的電壓(第2反轉(zhuǎn)輸入端子的電壓)高的情況下，雙極晶體管Q3的集電極電流成為與外部相位補(bǔ)償端子COMP連接的電容器Ccomp的充電量、即電抗器電流的平均值對(duì)應(yīng)的值。因此，在作為常通型的寬禁帶半導(dǎo)體元件的開(kāi)關(guān)元件Q1、Q2均為接通狀態(tài)的情況下，通過(guò)與第2開(kāi)關(guān)元件Q2的柵極端子和源極端子之間連接的電阻Rl的電壓降，確定作為第2開(kāi)關(guān)元件Q2的柵極/源極間電壓的Vgs，因此能夠?qū)gs控制成與外部相位補(bǔ)償端子COMP連接的電容器Ccomp的充電量對(duì)應(yīng)的負(fù)電位。通過(guò)將這樣控制的Vgs設(shè)定到使寬禁帶半導(dǎo)體元件作為恒流元件進(jìn)行動(dòng)作的范圍內(nèi)，第2開(kāi)關(guān)元件Q2作為與電抗器電流的平均值對(duì)應(yīng)的恒流值的恒流元件發(fā)揮作用。
[0029]參照?qǐng)D2，恒壓控制信號(hào)輸出電路CV在輸出端子Vout+與輸入端子VO (接地端子)之間串聯(lián)連接有電阻RlO、電阻R11、電阻R12，電阻RlO與電阻Rll的連接點(diǎn)A和控制電路Ta的待機(jī)端子Stby連接。此外，與電阻R12并聯(lián)地具有開(kāi)關(guān)元件Q4，其通過(guò)來(lái)自外部的待機(jī)信號(hào)進(jìn)行接通斷開(kāi)。
[0030]接著，參照?qǐng)D3詳細(xì)說(shuō)明第I實(shí)施方式的LED驅(qū)動(dòng)電路1a的動(dòng)作。以下，如括號(hào)內(nèi)所示，將恒壓控制信號(hào)輸出電路CV中的各電阻R1、R11、R12的電阻值設(shè)定為了 239r:Ir:5r，并且將在通常輸出時(shí)(NOM)從輸出端子Vout+輸出的電壓Vout設(shè)為大致60V，設(shè)為基準(zhǔn)電壓Vrefl = 0.3V。
[0031]在接通直流電源時(shí)，開(kāi)關(guān)元件Ql、Q2接通，因此電抗器電流流出并線性增加。由此，在電抗器L中蓄積電力，并且對(duì)與外部相位補(bǔ)償端子COMP連接的電容器Ccomp進(jìn)行充電。在未被輸入待機(jī)信號(hào)的通常輸出時(shí)(NOM)，開(kāi)關(guān)元件Q4為接通狀態(tài)，當(dāng)設(shè)為輸出電壓Vout = 60V時(shí)，對(duì)應(yīng)于從恒壓控制信號(hào)輸出電路CV輸入到控制電路Ta的待機(jī)端子Stby的電壓，輸入低于基準(zhǔn)電壓Vrefl = 0.3V的0.25V。由此，將作為流過(guò)電抗器L的電抗器電流而被檢測(cè)的檢測(cè)電阻Rs的兩端間電壓(第I反轉(zhuǎn)輸入端子的電壓)與基準(zhǔn)電壓Vrefl =0.3V進(jìn)行比較，將其差電壓轉(zhuǎn)換為電流并從跨導(dǎo)放大器OTA輸出，雙極晶體管Q3的集電極電流成為與外部相位補(bǔ)償端子COMP連接的電容器Ccomp的充電量、即電抗器電流的平均值對(duì)應(yīng)的值。并且，即使要增加的電抗器電流達(dá)到了與外部相位補(bǔ)償端子COMP連接的電容器Ccomp的充電量、即電抗器電流的平均值對(duì)應(yīng)的第2開(kāi)關(guān)元件Q2的恒流值時(shí)，由于電抗器電流要進(jìn)一步增加，因此開(kāi)關(guān)元件Ql的漏極端子、即開(kāi)關(guān)元件Ql的源極端子的電壓急劇上升。由此，開(kāi)關(guān)元件Ql的Vgs成為低于閾值Vth (負(fù)電壓)的負(fù)電位，開(kāi)關(guān)元件Ql斷開(kāi)。
[0032]當(dāng)開(kāi)關(guān)元件Ql斷開(kāi)時(shí)，電抗器L的電壓極性反轉(zhuǎn)，在繞組AW中感應(yīng)出使得第I開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極端子變?yōu)樨?fù)電位的電壓，從而將第I開(kāi)關(guān)元件Ql維持到斷開(kāi)狀態(tài)，成為電抗器L所蓄積的電力被放出的再生期間。并且，在再生期間中通過(guò)放出電力而沒(méi)有電抗器電流流過(guò)電抗器L時(shí)，在開(kāi)關(guān)元件Ql的柵極端子中未感應(yīng)出成為負(fù)電位的電壓，再次接通開(kāi)關(guān)元件Ql、Q2,之后反復(fù)與上述動(dòng)作相同的動(dòng)作,從而如圖3所示,成為以例如10mA對(duì)LED電流進(jìn)行恒流控制的恒流控制期間。
[0033]在被輸入待機(jī)信號(hào)的待機(jī)時(shí)(Stby)，開(kāi)關(guān)元件Q4變?yōu)閿嚅_(kāi)狀態(tài)。該情況下，輸出電壓Vout = 12.25V，且從恒壓控制信號(hào)輸出電路CV輸入到控制電路Ta的待機(jī)端子Stby的電壓成為基準(zhǔn)電壓Vrefl = 0.3V。輸出電壓Vout = 12.25V與LED陣列LD的點(diǎn)亮開(kāi)始電壓相比是足夠低的值，基于輸入到待機(jī)端子Stby的電壓(第2反轉(zhuǎn)輸入端子的電壓)，如圖3所示，成為以12.25V對(duì)輸出電壓進(jìn)行恒壓控制的恒壓控制期間。此外，將輸出電壓Vout = 12.25V設(shè)定為比微型計(jì)算機(jī)MCU的工作電壓高的電壓，通過(guò)恒壓調(diào)節(jié)器電路Reg轉(zhuǎn)換為工作電壓并供給到微型計(jì)算機(jī)MCU。
[0034]此外，恒壓控制信號(hào)輸出電路CV作為二次側(cè)過(guò)電壓保護(hù)電路發(fā)揮作用。即，當(dāng)變?yōu)檩敵鲭妷篤out = 72V時(shí)，從恒壓控制信號(hào)輸出電路CV輸入到控制電路Ta的待機(jī)端子Stby的電壓上升至與基準(zhǔn)電壓Vrefl =0.3V—致的電壓。由此,能夠防止輸出電壓Vout上升到72V以上。
[0035]如以上所說(shuō)明那樣，根據(jù)第I實(shí)施方式，具有:恒流控制信號(hào)輸出電路(電流檢測(cè)電阻Rs),其輸出與流過(guò)電抗器L的電抗器電流對(duì)應(yīng)的恒流控制信號(hào)；恒壓控制信號(hào)輸出電路CV，其輸出與輸出電壓Vout對(duì)應(yīng)的恒壓控制信號(hào)；以及控制電路Ta，其在未被輸入待機(jī)信號(hào)的通常動(dòng)作時(shí)(NOM)，通過(guò)恒流控制信號(hào)對(duì)LED電流進(jìn)行恒流控制，在被輸入了待機(jī)信號(hào)的待機(jī)動(dòng)作時(shí)(Stby)，通過(guò)恒壓控制信號(hào)恒壓控制成比LED陣列LD的點(diǎn)亮電壓低的輸出電壓Vout。
[0036]利用該結(jié)構(gòu)，能夠在不點(diǎn)亮LED陣列LD的待機(jī)時(shí)通過(guò)恒壓控制供給微型計(jì)算機(jī)用的電源，因此起到如下效果:不需要設(shè)置微型計(jì)算機(jī)用的專(zhuān)用電源，能夠簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)成本降低。此外，在吊燈等中使用了多個(gè)模塊電源的情況下，還能夠通過(guò)待機(jī)動(dòng)作時(shí)(Stby)的輸出電壓Vout使多個(gè)模塊電源并列進(jìn)行冗余運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0037]并且，根據(jù)第I實(shí)施方式，控制電路Ta構(gòu)成為具有利用恒流控制信號(hào)(電流檢測(cè)電阻Rs的兩端間電壓:第I反轉(zhuǎn)輸入端子的電壓)與基準(zhǔn)電壓Vrefl之間的差電壓對(duì)電抗器電流的平均值進(jìn)行檢測(cè)的平均值檢測(cè)電路(跨導(dǎo)放大器0TA、和與跨導(dǎo)放大器OTA的輸出端子連接的電容器Ccomp)，并根據(jù)由平均值檢測(cè)電路檢測(cè)到的電抗器電流的平均值對(duì)LED電流進(jìn)行恒流控制。
[0038]利用該結(jié)構(gòu)，在通常動(dòng)作時(shí)(NOM)，使用寬禁帶半導(dǎo)體作為開(kāi)關(guān)元件并進(jìn)行了高頻化的降壓斬波電路中，能夠等效地進(jìn)行LED電流的平均值控制，即使存在輸入電壓變動(dòng)也能夠維持恒流特性，因此能夠提供對(duì)應(yīng)全球輸入的超小型LED驅(qū)動(dòng)裝置。
[0039]并且，根據(jù)第I實(shí)施方式，恒壓控制信號(hào)輸出電路CV構(gòu)成為在被輸入了待機(jī)信號(hào)的待機(jī)動(dòng)作時(shí)(Stby)，以進(jìn)行了恒壓控制的比LED陣列LD的點(diǎn)亮電壓低的輸出電壓，輸出與平均值檢測(cè)電路的基準(zhǔn)電壓Vrefl —致的恒壓控制信號(hào)，控制電路Ta通過(guò)平均值檢測(cè)電路以恒壓控制信號(hào)與基準(zhǔn)電壓一致的方式對(duì)輸出電壓Vout進(jìn)行恒壓控制。
[0040]利用該結(jié)構(gòu)，能夠在不設(shè)置復(fù)雜的切換電路的情況下，以比LED陣列LD的點(diǎn)亮電壓低的輸出電壓進(jìn)行恒壓控制。
[0041]并且，根據(jù)第I實(shí)施方式，恒壓控制信號(hào)輸出電路CV構(gòu)成為在輸出電壓Vout達(dá)到預(yù)先設(shè)定的過(guò)電壓時(shí)，輸出與平均值檢測(cè)電路的基準(zhǔn)電壓Vrefl —致的電壓作為恒壓控制信號(hào)，控制電路Ta通過(guò)平均值檢測(cè)電路以恒壓控制信號(hào)與基準(zhǔn)電壓Vrefl —致的方式對(duì)輸出電壓Vout進(jìn)行恒壓控制。
[0042]利用該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒑銐嚎刂菩盘?hào)輸出電路CV用作二次側(cè)過(guò)電壓保護(hù)電路。
[0043](第2實(shí)施方式)
[0044]參照?qǐng)D4，第2實(shí)施方式的LED驅(qū)動(dòng)電路1b是使用了常通型的寬禁帶半導(dǎo)體元件的他激式降壓斬波電路。在第I實(shí)施方式的LED驅(qū)動(dòng)電路10中，將低側(cè)的第2開(kāi)關(guān)元件Q2用作恒流元件，而在第2實(shí)施方式的LED驅(qū)動(dòng)電路1b中，通過(guò)控制電路Tb對(duì)低側(cè)的第2開(kāi)關(guān)元件Q2進(jìn)行接通斷開(kāi)控制。
[0045]在低側(cè)的第2開(kāi)關(guān)元件Q2的柵極端子與源極端子之間，連接有齊納二極管ZD2。齊納二極管ZD2的陽(yáng)極與第2開(kāi)關(guān)元件Q2的柵極端子連接，陰極與第2開(kāi)關(guān)元件Q2的源極端子連接。此外，在第2開(kāi)關(guān)元件Q2的柵極端子與輸入端子VO之間，連接有足夠高電阻的電阻R2。齊納二極管ZD2和電阻R2在控制電路Tb進(jìn)行動(dòng)作之前的期間內(nèi)，作為根據(jù)第2開(kāi)關(guān)元件Q2的源極端子的電位，使第2開(kāi)關(guān)元件Q2進(jìn)行斷開(kāi)動(dòng)作的自偏壓電路發(fā)揮作用。SP，串聯(lián)連接的第I開(kāi)關(guān)元件Ql和第2開(kāi)關(guān)元件Q2是具有在Vgs = OV時(shí)接通、Vgs =負(fù)電位時(shí)斷開(kāi)這一特性的常通型，因此在到電源接通時(shí)等控制電路Tb進(jìn)行動(dòng)作之前的期間內(nèi)，第I開(kāi)關(guān)元件Ql和第2開(kāi)關(guān)元件Q2的柵極電壓成為與源極電位相同的電位時(shí)，成為接通狀態(tài)，流過(guò)大電流。因此，將高電阻的電阻R2連接到柵極端子與輸入端子VO (接地端子)之間，使得第2開(kāi)關(guān)元件Q2的柵極電壓通過(guò)負(fù)電壓被充分自偏壓至連接在柵極端子和源極端子之間的齊納二極管ZD2的齊納電壓Vz為止，從而第2開(kāi)關(guān)元件Q2被斷開(kāi)。由此，即使控制電路Tb不進(jìn)行動(dòng)作，也能夠在電源接通時(shí)使第2開(kāi)關(guān)元件Q2進(jìn)行斷開(kāi)動(dòng)作，因此在控制電路Tb進(jìn)行動(dòng)作之前，可將第2開(kāi)關(guān)元件Q2穩(wěn)定地作為常斷型的半導(dǎo)體元件進(jìn)行處理。
[0046]控制電路Tb是用于對(duì)第2開(kāi)關(guān)元件Q2進(jìn)行接通斷開(kāi)控制的IC電路，具有跨導(dǎo)放大器(電壓-電流轉(zhuǎn)換放大器)0ΤΑ、基準(zhǔn)電壓Vrefl、三角波振蕩器0SC、比較器Ton、緩沖器BF、公共端子COM、電流反饋端子Isense、外部相位補(bǔ)償端子C0MP、驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端子OUT、起動(dòng)電流輸入端子ST、控制部電源端子Vcc和待機(jī)端子Stby。
[0047]在第2實(shí)施方式的LED驅(qū)動(dòng)電路1b中，電流檢測(cè)電阻Rs與第2開(kāi)關(guān)元件Q2的源極端子和電抗器L的連接點(diǎn)之間連接，控制電路Tb的公共端子COM與電流檢測(cè)電阻Rs和電抗器L的連接點(diǎn)連接，電流反饋端子Isense與第2開(kāi)關(guān)元件Q2的源極端子和電流檢測(cè)電阻Rs的連接點(diǎn)連接。并且，外部相位補(bǔ)償端子COMP經(jīng)由電容器Ccomp與電流檢測(cè)電阻Rs和電抗器L的連接點(diǎn)連接，驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端子OUT經(jīng)由耦合電容器C4與低側(cè)的第2開(kāi)關(guān)元件Q2的柵極端子連接，起動(dòng)電流輸入端子ST經(jīng)由電阻R3與輸入端子V+連接。
[0048]在控制電路Tb中，電流反饋端子I sense與跨導(dǎo)放大器OTA的第I反轉(zhuǎn)輸入端子連接，待機(jī)端子Stby與跨導(dǎo)放大器OTA的第2反轉(zhuǎn)輸入端子連接，跨導(dǎo)放大器OTA的非反轉(zhuǎn)輸入端子與基準(zhǔn)電壓Vrefl的正極端子連接，基準(zhǔn)電壓Vrefl的負(fù)極端子與公共端子COM連接。此外，跨導(dǎo)放大器OTA的輸出端子與外部相位補(bǔ)償端子COMP連接?？鐚?dǎo)放大器OTA將分別輸入到第I反轉(zhuǎn)輸入端子和第2反轉(zhuǎn)輸入端子的電壓中的較高一方的電壓、與輸入到非反轉(zhuǎn)輸入端子的基準(zhǔn)電壓Vrefl之間的差電壓轉(zhuǎn)換為電流并輸出。因此，將作為流過(guò)電抗器L的電抗器電流而被檢測(cè)的檢測(cè)電阻Rs的兩端間電壓(第I反轉(zhuǎn)輸入端子的電壓)、和輸入到待機(jī)端子Stby的電壓(第2反轉(zhuǎn)輸入端子的電壓)中的較高一方的電壓與基準(zhǔn)電壓Vrefl進(jìn)行比較，將其差電壓轉(zhuǎn)換為電流并從跨導(dǎo)放大器OTA輸出。
[0049]此外，跨導(dǎo)放大器OTA的輸出端子與比較器Ton的非反轉(zhuǎn)輸入端子連接，比較器Ton的反轉(zhuǎn)輸入端子與三角波振蕩器OSC的輸出端子連接。并且，比較器Ton的輸出端子經(jīng)由緩沖器BF與驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端子OUT連接。另外，三角波振蕩器OSC成為從LED陣列LD的陽(yáng)極側(cè)經(jīng)由逆流防止用的二極管D5被輸入臨界動(dòng)作信號(hào)的結(jié)構(gòu)，在再生期間中電抗器電流L變?yōu)榱?O后，三角波上升。
[0050]由此，在作為流過(guò)電抗器L的電抗器電流而被檢測(cè)的檢測(cè)電阻Rs的兩端間電壓(第I反轉(zhuǎn)輸入端子的電壓)比輸入到待機(jī)端子Stby的電壓(第2反轉(zhuǎn)輸入端子的電壓)高的情況下，當(dāng)從三角波振蕩器OSC輸出的三角波超過(guò)與外部相位補(bǔ)償端子COMP連接的電容器Ccomp的充電量、即電抗器電流的平均值對(duì)應(yīng)的電壓時(shí)，比較器Ton的輸出反轉(zhuǎn)為低電平。由此，來(lái)自緩沖電路BF的輸出成為方形波，在通過(guò)耦合電容器C4對(duì)來(lái)自緩沖電路BF的輸出進(jìn)行電容器耦合時(shí)，將其轉(zhuǎn)換為對(duì)原波形的面積進(jìn)行上下分割后的正電壓和負(fù)電壓。因此，在關(guān)斷時(shí)向第2開(kāi)關(guān)元件Q2的柵極端子施加急劇的負(fù)電壓，因此能夠使第2開(kāi)關(guān)元件Q2迅速斷開(kāi)，并將其維持到斷開(kāi)狀態(tài)。即，耦合電容器C4作為脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路發(fā)揮作用，其將從緩沖電路BF輸出的脈沖信號(hào)從公共電位轉(zhuǎn)換為負(fù)的波形，并將轉(zhuǎn)換后的脈沖信號(hào)輸出到第2開(kāi)關(guān)元件Q2的柵極端子。另外，正電壓超過(guò)第2開(kāi)關(guān)元件Q2的柵極耐壓，但通過(guò)齊納二極管ZD2的正向電壓VF進(jìn)行電壓鉗位，因此能夠在不導(dǎo)致第2開(kāi)關(guān)元件Q2的損壞的情況下使第2開(kāi)關(guān)元件Q2接通。
[0051]另外，在LED驅(qū)動(dòng)電路1b中，第I開(kāi)關(guān)元件Ql和第2開(kāi)關(guān)元件Q2進(jìn)行了共源共柵連接，因此通過(guò)將第I開(kāi)關(guān)元件Ql設(shè)為高耐壓元件、第2開(kāi)關(guān)元件Q2設(shè)為低耐壓元件，通過(guò)第2開(kāi)關(guān)元件Q2的接通斷開(kāi)控制而利用第I開(kāi)關(guān)元件Ql具有耐壓。因此，在動(dòng)作上，還能夠?qū)⒌贗開(kāi)關(guān)元件Ql置換為低耐壓的SiMOSFET等。
[0052]此外，在控制部電源端子Vcc與公共端子COM之間，連接有電容器C5，并且在輸出端子Vout+與控制電路Tb的控制部電源端子Vcc之間連接有二極管D2。二極管D2的陽(yáng)極與輸出端子Vout+連接，陰極與控制部電源端子Vcc連接。利用該結(jié)構(gòu)，在控制電路Tb的起動(dòng)后，從作為負(fù)載電路的LED陣列LD利用自舉結(jié)構(gòu)向電容器C5供給電力，電容器C5向控制電路Tb供給工作電力。
[0053]并且，恒壓控制信號(hào)輸出電路CV與控制電路Tb的控制部電源端子Vcc和公共端子COM之間連接，輸出電壓Vout的檢測(cè)通過(guò)自舉電路進(jìn)行。由此，能夠在高側(cè)配置恒壓控制信號(hào)輸出電路CV來(lái)進(jìn)行恒壓控制，不需要高壓的電平移位等。
[0054]如以上所說(shuō)明那樣，根據(jù)第2實(shí)施方式，構(gòu)成為具有從LED陣列LD的陽(yáng)極側(cè)利用自舉結(jié)構(gòu)供給控制電路Tb的電源的電力供給電路(二極管D4)，恒壓控制信號(hào)輸出電路CV輸出與控制電路Tb的電源電壓對(duì)應(yīng)的恒壓控制信號(hào)。
[0055]利用該結(jié)構(gòu)，能夠在高側(cè)配置恒壓控制信號(hào)輸出電路CV來(lái)進(jìn)行恒壓控制，不需要高壓的電平移位等。
[0056](第3實(shí)施方式)
[0057]參照?qǐng)D5，第3實(shí)施方式的LED驅(qū)動(dòng)電路1c從第2實(shí)施方式的LED驅(qū)動(dòng)電路1b中去除了高側(cè)的第I開(kāi)關(guān)元件Q1、繞組AW和電容器C3，由控制電路Tb僅對(duì)第2開(kāi)關(guān)元件Q2進(jìn)行接通斷開(kāi)控制，由此生成了直流輸出。這樣，通過(guò)他激式來(lái)控制第2開(kāi)關(guān)元件Q2，不需要使其它開(kāi)關(guān)元件和恒流電路與第2開(kāi)關(guān)元件Q2串聯(lián)連接，因此能夠簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)。
[0058]另外，本發(fā)明不限定于上述各實(shí)施方式，可知在本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)，能夠?qū)Ω鲗?shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)變更。另外，上述結(jié)構(gòu)部件的數(shù)量、位置、形狀等不限定于上述實(shí)施方式，可以成為適合實(shí)施本發(fā)明的數(shù)量、位置、形狀等。另外，在各圖中，對(duì)相同結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)。
【權(quán)利要求】
1.一種LED驅(qū)動(dòng)電路，其通過(guò)直流輸出以恒流點(diǎn)亮LED，其中，該直流輸出是利用電抗器的充放電而生成的，該電抗器的充放電是基于常通型的開(kāi)關(guān)元件的接通斷開(kāi)動(dòng)作而執(zhí)行的，所述LED驅(qū)動(dòng)電路的特征在于，具有: 恒流控制信號(hào)輸出電路，其輸出與流過(guò)所述電抗器的電抗器電流對(duì)應(yīng)的恒流控制信號(hào); 恒壓控制信號(hào)輸出電路，其輸出與輸出電壓對(duì)應(yīng)的恒壓控制信號(hào)；以及控制電路，在未被輸入待機(jī)信號(hào)的通常動(dòng)作時(shí)，該控制電路通過(guò)所述恒流控制信號(hào)對(duì)流過(guò)所述LED的LED電流進(jìn)行恒流控制，在被輸入了待機(jī)信號(hào)的待機(jī)動(dòng)作時(shí)，該控制電路通過(guò)所述恒壓控制信號(hào)恒壓控制成比所述LED的點(diǎn)亮電壓低的輸出電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述控制電路具有平均值檢測(cè)電路，該平均值檢測(cè)電路通過(guò)所述恒流控制信號(hào)與基準(zhǔn)電壓之間的差電壓對(duì)所述電抗器電流的平均值進(jìn)行檢測(cè)，所述控制電路根據(jù)由所述平均值檢測(cè)電路檢測(cè)到的所述電抗器電流的平均值對(duì)所述LED電流進(jìn)行恒流控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述恒壓控制信號(hào)輸出電路 在被輸入了所述待機(jī)信號(hào)的待機(jī)動(dòng)作時(shí)，以進(jìn)行了恒壓控制的比所述LED的點(diǎn)亮電壓低的輸出電壓，輸出與所述平均值檢測(cè)電路的所述基準(zhǔn)電壓一致的所述恒壓控制信號(hào)，所述控制電路通過(guò)所述平均值檢測(cè)電路以使所述恒壓控制信號(hào)與所述基準(zhǔn)電壓一致的方式對(duì)輸出電壓進(jìn)行恒壓控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 在輸出電壓達(dá)到預(yù)先設(shè)定的過(guò)電壓時(shí)，所述恒壓控制信號(hào)輸出電路輸出與所述平均值檢測(cè)電路的所述基準(zhǔn)電壓一致的電壓，作為所述恒壓控制信號(hào)， 所述控制電路通過(guò)所述平均值檢測(cè)電路以使所述恒壓控制信號(hào)與所述基準(zhǔn)電壓一致的方式對(duì)輸出電壓進(jìn)行恒壓控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中的任意一項(xiàng)所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述LED驅(qū)動(dòng)電路具有電力供給電路，該電力供給電路從所述LED的陽(yáng)極側(cè)利用自舉結(jié)構(gòu)供給所述控制電路的電源， 恒壓控制信號(hào)輸出電路輸出與所述控制電路的電源電壓對(duì)應(yīng)的所述恒壓控制信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK104427721SQ201410411953
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】巖渕昭夫, 田坂泰, 吉永充達(dá), 町田修, 吉江徹, 江原俊浩, 木村研吾 申請(qǐng)人:三墾電氣株式會(huì)社