Led驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供LED驅(qū)動(dòng)電路，其是使用了常通型的寬禁帶半導(dǎo)體元件作為開關(guān)元件的他激方式的LED驅(qū)動(dòng)電路。LED驅(qū)動(dòng)電路(10a)通過直流輸出以恒流點(diǎn)亮LED陣列(LD)，所述直流輸出是利用常通型的開關(guān)元件(Q1)的接通斷開動(dòng)作而生成的，LED驅(qū)動(dòng)電路(10a)具有：脈沖產(chǎn)生電路(T2)，其輸出以開關(guān)元件(Q1)的源極端子(輸出端子)的電位作為公共電位的正的脈沖信號(hào)；以及脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路(耦合電容器C3)，其將從脈沖產(chǎn)生電路(T2)輸出的脈沖信號(hào)相對于所述公共電位轉(zhuǎn)換為負(fù)的波形，并將轉(zhuǎn)換后的脈沖信號(hào)輸出到開關(guān)元件(Q1)的柵極端子(控制端子)。
【專利說明】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，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)體元件用作開關(guān)電源電路的開關(guān)元件(例如參照專利文獻(xiàn)I)。通過使用寬禁帶半導(dǎo)體元件作為開關(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。
[0003]寬禁帶半導(dǎo)體元件通常為常通型，具有作為柵極/源極間電壓的Vgs為OV時(shí)接通、Vgs為低于柵極電壓的閾值Vth(負(fù)電壓)的負(fù)電位時(shí)斷開這一特性，在專利文獻(xiàn)I中公開了在電抗器流過的增加電流達(dá)到了預(yù)定值時(shí)斷開開關(guān)元件(寬禁帶半導(dǎo)體元件)的自激式的斬波電路。
[0004]【專利文獻(xiàn)I】日本特開2011-199024號(hào)公報(bào)
[0005]但是，在現(xiàn)有技術(shù)中，以自激方式使開關(guān)元件(寬禁帶半導(dǎo)體元件)接通斷開，因此存在不能進(jìn)行最佳的開關(guān)動(dòng)作的問題。即，認(rèn)為難以強(qiáng)制性加速或?qū)?zhǔn)開啟、關(guān)斷的速度和時(shí)機(jī)，從而開關(guān)損失不會(huì)減少。此外，保護(hù)功能的內(nèi)置較難，處于外裝部件增加的方向。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于鑒于上述問題，解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種使用了常通型的寬禁帶半導(dǎo)體元件作為開關(guān)元件的他激方式的LED驅(qū)動(dòng)電路。
[0007]本發(fā)明的LED驅(qū)動(dòng)電路，其通過直流輸出以恒流點(diǎn)亮LED，其中，該直流輸出是利用常通型的開關(guān)元件的接通斷開動(dòng)作而生成的，所述LED驅(qū)動(dòng)電路的特征在于，具有:脈沖產(chǎn)生電路，其輸出將所述開關(guān)元件的輸出端子的電位作為公共電位的正的脈沖信號(hào)；以及脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，其將從該脈沖產(chǎn)生電路輸出的所述脈沖信號(hào)相對于所述公共電位轉(zhuǎn)換為負(fù)的波形，并將轉(zhuǎn)換后的所述脈沖信號(hào)輸出到所述開關(guān)元件的控制端子。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，能夠使用開關(guān)元件作為常通型的寬禁帶半導(dǎo)體，進(jìn)行他激控制，起到能夠在不使開關(guān)特性惡化的情況下將振蕩頻率高頻化的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]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。
[0010]圖2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。
[0011]圖3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。
[0012]圖4是示出本發(fā)明的LED驅(qū)動(dòng)電路的第4實(shí)施方式結(jié)構(gòu)的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖5是示出本發(fā)明的LED驅(qū)動(dòng)電路的第5實(shí)施方式結(jié)構(gòu)的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖6是示出本發(fā)明的LED驅(qū)動(dòng)電路的第6實(shí)施方式結(jié)構(gòu)的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖7是示出本發(fā)明的LED驅(qū)動(dòng)電路的第7實(shí)施方式結(jié)構(gòu)的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0016]標(biāo)號(hào)說明
[0017]1a:LED驅(qū)動(dòng)電路(第I實(shí)施方式)；1b =LED驅(qū)動(dòng)電路(第2實(shí)施方式)；1c:LED驅(qū)動(dòng)電路(第3實(shí)施方式)；10d:LED驅(qū)動(dòng)電路(第4實(shí)施方式)；10e:LED驅(qū)動(dòng)電路(第5實(shí)施方式);1f =LED驅(qū)動(dòng)電路(第6實(shí)施方式);1g =LED驅(qū)動(dòng)電路(第7實(shí)施方式);BF1、BF3:緩沖電路；BF2:負(fù)緩沖電路；C1:旁路電容器；C2:輸出電容器；C3、C4、C5、C6:耦合電容器；D1:再生二極管；D2:二極管；L:電抗器；LD:LED陣列；Q1:開關(guān)元件(第I開關(guān)元件)；Q2:開關(guān)元件(第2開關(guān)元件)#1、!?2、1?3:電阻；1^:電流檢測電阻汀&:控制電路(第I實(shí)施方式)；Tb:控制電路(第2實(shí)施方式)；Tc:控制電路(第3實(shí)施方式)；Td:控制電路(第4實(shí)施方式)；Te:控制電路(第5實(shí)施方式)；Tg:控制電路(第7實(shí)施方式)；T1:差分電路；T2:脈沖產(chǎn)生電路；Τ3:負(fù)電源電路；Τ4:恒壓電路；ZD1、ZD2:齊納二極管。

【具體實(shí)施方式】
[0018]接著，參照附圖具體地說明本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，在各圖中，對相同結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)并省略部分說明。
[0019](第I實(shí)施方式)
[0020]參照圖1，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)體元件的升降壓斬波電路，具有整流電路DB、作為常通型的寬禁帶半導(dǎo)體元件的開關(guān)元件Q1、對開關(guān)元件Ql進(jìn)行接通斷開控制的控制電路Ta、旁路電容器Cl、電抗器L、再生二極管Dl、輸出電容器C2、齊納二極管ZD1、電阻R1、R2和電流檢測電阻Rs，以恒流對作為負(fù)載電路的LED陣列LD進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0021 ] 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，來自商用交流電源ACl的AC輸入電壓經(jīng)過全波整流后從整流電路DB輸出。
[0022]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，其中，該串聯(lián)電路由第I開關(guān)元件Ql以及電抗器L構(gòu)成。在輸入端子V+上連接有開關(guān)元件Ql的漏極端子，在開關(guān)元件Ql的源極端子上連接有電抗器L的一個(gè)端子，電抗器L的另一個(gè)端子與輸入端子VO連接。由此，在開關(guān)元件Ql接通時(shí)，對電抗器L進(jìn)行充電。
[0023]此外，在開關(guān)元件Ql的柵極端子與源極端子之間，連接有齊納二極管ZD1。齊納二極管ZDl的陽極與開關(guān)元件Ql的柵極端子連接，陰極與開關(guān)元件Ql的源極端子連接。在開關(guān)元件Ql的柵極端子與輸入端子VO之間，連接有足夠高電阻的電阻R1。齊納二極管ZDl和電阻Rl在控制電路Ta進(jìn)行動(dòng)作之前的期間內(nèi)，作為根據(jù)開關(guān)元件Ql的源極端子的電位，使開關(guān)元件Ql進(jìn)行斷開動(dòng)作的自偏壓電路發(fā)揮作用。即，開關(guān)元件Ql是具有在Vgs=OV時(shí)接通、Vgs =負(fù)電位時(shí)斷開這一特性的常通型，因此在到電源接通時(shí)等控制電路Ta進(jìn)行動(dòng)作之前的期間內(nèi)，開關(guān)元件Ql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)，流過大電流。因此，將高電阻的電阻Rl連接到柵極端子與輸入端子VO (接地端子)之間，使得開關(guān)元件Ql的柵極電壓通過負(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ZDl的齊納電壓Vz為止，從而開關(guān)元件Ql被斷開。由此，能夠在電源接通時(shí)使開關(guān)元件Ql進(jìn)行斷開動(dòng)作，因此在控制電路Ta進(jìn)行動(dòng)作之前，可將開關(guān)元件Ql穩(wěn)定地作為常斷型的半導(dǎo)體元件進(jìn)行處理。
[0024]在電抗器L上，并聯(lián)連接有由輸出電容器C2和再生二極管Dl構(gòu)成的串聯(lián)電路。在開關(guān)元件Ql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，再生二極管Dl的陽極與輸出電容器C2的負(fù)電極連接，輸出電容器C2的正電極與電抗器L的另一個(gè)端子連接。輸出電容器C2的兩端為LED驅(qū)動(dòng)電路m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 一上，以陽極處于輸出端子Vout+側(cè)的方式連接有作為負(fù)載的LED陣列LD。由此，在開關(guān)元件Ql斷開時(shí)，將電抗器L所蓄積的電力供給到LED陣列LD和輸出電容器C2，在開關(guān)元件Ql斷開時(shí)，將輸出電容器C2所蓄積的電力供給到LED陣列LD。
[0025]在輸出端子Vout —與輸出電容器C2之間，連接有用于檢測流過LED陣列LD的LED電流的電流檢測電阻Rs，電流檢測電阻Rs的兩端電位被輸入到控制電路Ta。
[0026]控制電路Ta是將開關(guān)元件Ql的源極端子的電位作為公共電位、并以他激方式使開關(guān)元件Ql進(jìn)行接通斷開動(dòng)作的IC電路，具有差分電路Tl、運(yùn)算放大器0P1、基準(zhǔn)電壓Vrefl、脈沖產(chǎn)生器T2、緩沖電路BF1、耦合電容器C3、驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端子0UT1、控制部電源端子Vcc、公共端子COM、起動(dòng)電流輸入端子ST和電流反饋端子FB+、FB 一。
[0027]電流檢測電阻Rs的兩端經(jīng)由電流反饋端子FB+、FB —與差分電路Tl連接，向差分電路Tl輸入電流檢測電阻Rs的兩端電位。差分電路Tl將與電流檢測電阻Rs的兩端電位差對應(yīng)的電壓值作為所檢測的輸出電流值輸出到運(yùn)算放大器OPl的反轉(zhuǎn)輸入端子。在運(yùn)算放大器OPl的非反轉(zhuǎn)輸入端子上連接有作為目標(biāo)電流值的基準(zhǔn)電壓Vrefl。由此，進(jìn)而從運(yùn)算放大器OPl的輸出端子輸出了輸出電流值與目標(biāo)電流值之間的差分信號(hào)。
[0028]脈沖產(chǎn)生器T2輸出脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)的占空比基于從運(yùn)算放大器OPl的輸出端子輸出的差分信號(hào)。此外，脈沖產(chǎn)生器T2輸出的脈沖信號(hào)是將開關(guān)元件Ql的輸出端子的電位作為公共電位、并用于常斷型的開關(guān)元件的接通斷開控制的正的脈沖信號(hào)。脈沖產(chǎn)生器T2為了使得輸出電流值與目標(biāo)電流值一致，在輸出電流值小于目標(biāo)電流值的情況下，輸出提高了占空比的脈沖信號(hào)，在輸出電流值大于目標(biāo)電流值的情況下，輸出降低了占空比的脈沖信號(hào)。
[0029]脈沖產(chǎn)生器T2的輸出端子經(jīng)由緩沖電路BFl和耦合電容器C3與驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端子OUTl連接，驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端子OUTl與開關(guān)元件Ql的柵極端子連接。此外，連接有緩沖器BFl的負(fù)電源的公共端子COM與開關(guān)元件Ql的源極端子連接。
[0030]來自緩沖電路BFl的輸出是方形波，在通過耦合電容器C3對來自緩沖電路BFl的輸出進(jìn)行電容器耦合時(shí)，將其轉(zhuǎn)換為對原始波形的面積進(jìn)行上下分割后的正電壓和負(fù)電壓。因此，在關(guān)斷時(shí)向開關(guān)元件Ql的柵極端子施加急劇的負(fù)電壓，因此能夠使開關(guān)元件Ql迅速斷開，并將其維持到斷開狀態(tài)。即，耦合電容器C3作為脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路發(fā)揮作用，其將從脈沖產(chǎn)生電路T2 (緩沖電路BFl)輸出的脈沖信號(hào)相對于公共電位轉(zhuǎn)換為負(fù)的波形，并將轉(zhuǎn)換后的脈沖信號(hào)輸出到開關(guān)元件Ql的柵極端子。另外，正電壓超過開關(guān)元件Ql的柵極耐壓，但通過齊納二極管ZDl的正向電壓VF進(jìn)行電壓鉗位，因此能夠在不導(dǎo)致開關(guān)元件Ql的損壞的情況下使開關(guān)元件Ql接通。[0031 ] 此外，控制電路Ta的起動(dòng)電流輸入端子ST經(jīng)由電阻R2與輸入端子V+連接，并且在控制部電源端子Vcc與公共端子COM之間連接有電容器C4。電容器C4是向控制電路Ta供給工作電力的控制電路用電容器，在起動(dòng)時(shí)，通過從起動(dòng)電流輸入端子ST輸入的起動(dòng)電流進(jìn)行充電，在控制電路Ta的動(dòng)作后，通過在與電抗器L磁耦合的未圖示的輔助繞組中感應(yīng)出的電流進(jìn)行充電。
[0032]如上所述，根據(jù)第I實(shí)施方式，是一種LED驅(qū)動(dòng)電路10a，其通過直流輸出以恒流點(diǎn)亮LED陣列LD，所述直流輸出是利用常通型的開關(guān)元件Ql的接通斷開動(dòng)作而生成的，所述LED驅(qū)動(dòng)電路1a具有:脈沖產(chǎn)生電路T2，其輸出以開關(guān)元件Ql的源極端子(輸出端子)的電位作為公共電位的正的脈沖信號(hào)；以及脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路(耦合電容器C3)，其將從脈沖產(chǎn)生電路T2輸出的脈沖信號(hào)相對于公共電位轉(zhuǎn)換為負(fù)的波形，并將轉(zhuǎn)換后的脈沖信號(hào)輸出到開關(guān)元件Ql的柵極端子(控制端子)。
[0033]利用該結(jié)構(gòu)，能夠使用開關(guān)元件Ql作為常通型的寬禁帶半導(dǎo)體，進(jìn)行他激控制，能夠在不使開關(guān)特性惡化的情況下將振蕩頻率高頻化。另外，耦合電容器C3可以不內(nèi)置在控制電路Ta中。
[0034]并且，根據(jù)第I實(shí)施方式，具有對應(yīng)于開關(guān)元件Ql的源極端子(輸出端子)的電位，使開關(guān)元件Ql進(jìn)行斷開動(dòng)作的自偏壓電路(齊納二極管ZD1、電阻R1)。利用該結(jié)構(gòu)，能夠通過自偏壓電路防止電源起動(dòng)時(shí)的無控制動(dòng)作，在控制電路Ta進(jìn)行動(dòng)作之前，能夠?qū)㈤_關(guān)元件Ql作為常斷型的半導(dǎo)體元件進(jìn)行處理。
[0035](第2實(shí)施方式)
[0036]參照圖2，第2實(shí)施方式的LED驅(qū)動(dòng)電路1b替代第I實(shí)施方式的具有耦合電容器C3的控制電路Ta，而設(shè)置有控制電路Tb，在控制電路Tb中，緩沖電路BFl的輸出端子經(jīng)由負(fù)電源電路T3與驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端子OUTl連接。負(fù)電源電路T3例如能夠由生成負(fù)電壓的電荷泵電路構(gòu)成。即，負(fù)電源電路T3作為脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路發(fā)揮作用，其將從脈沖產(chǎn)生電路T2 (緩沖電路BFl)輸出的脈沖信號(hào)相對于公共電位轉(zhuǎn)換為負(fù)的波形，并將轉(zhuǎn)換后的脈沖信號(hào)輸出到開關(guān)元件Ql的柵極端子。利用該結(jié)構(gòu)，能夠與第I實(shí)施方式同樣地，使開關(guān)元件Ql進(jìn)行接通斷開動(dòng)作。
[0037]如上所述，根據(jù)第2實(shí)施方式，具有脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路(負(fù)電源電路T3)，其將從脈沖產(chǎn)生電路T2輸出的脈沖信號(hào)相對于所述公共電位轉(zhuǎn)換為負(fù)的波形，并將轉(zhuǎn)換后的脈沖信號(hào)輸出到開關(guān)元件Ql的柵極端子(控制端子)。
[0038](第3實(shí)施方式)
[0039]參照圖3，第3實(shí)施方式的LED驅(qū)動(dòng)電路1c在開關(guān)元件Ql與電抗器L之間，連接有作為常通型的寬禁帶半導(dǎo)體元件的開關(guān)元件Q2，并且設(shè)置有控制電路Tc，控制電路Tc除了第I實(shí)施方式的控制電路Ta的結(jié)構(gòu)以外，還具有輸出開關(guān)元件Q2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端子0UT2。以下，為了區(qū)分開關(guān)元件Ql和開關(guān)元件Q2，將開關(guān)元件Ql稱作第I開關(guān)元件Ql、開關(guān)元件Q2稱作第2開關(guān)元件Q2。
[0040]在輸入端子V+與輸入端子VO之間，并聯(lián)連接有由第I開關(guān)元件Q1、第2開關(guān)元件Q2及電抗器L構(gòu)成的串聯(lián)電路，和旁路電容器Cl。在輸入端子V+上連接有第I開關(guān)元件Ql的漏極端子，在第I開關(guān)元件Ql的源極端子上連接有第2開關(guān)元件Q2的漏極端子，在第2開關(guān)元件Q2的源極端子上連接有電抗器L的一個(gè)端子，電抗器L的另一個(gè)端子與輸入端子VO連接。由此，在第I開關(guān)元件Ql接通、且第2開關(guān)元件Q2接通時(shí)，對電抗器L進(jìn)行充電。
[0041]此外，在第I實(shí)施方式中連接在第I開關(guān)元件Ql的柵極端子和源極端子之間的齊納二極管ZDl在第3實(shí)施方式中，與第I開關(guān)元件Ql的柵極端子和第2開關(guān)元件Q2的源極端子之間連接。利用該結(jié)構(gòu)，在控制電路Tc進(jìn)行動(dòng)作之前的期間內(nèi)，利用與第I實(shí)施方式相同的動(dòng)作，第I開關(guān)元件Ql的柵極電壓通過負(fù)電壓被充分自偏壓至連接在柵極端子和第2開關(guān)元件Q2的源極端子之間的齊納二極管ZDl的齊納電壓Vz為止，從而第I開關(guān)元件Ql被斷開。此外，第2開關(guān)元件Q2也通過齊納二極管ZD2和電阻R4同樣地被斷開。另夕卜，齊納二極管ZDl和齊納二極管ZD2可以通過分別與第I開關(guān)元件Ql和第2開關(guān)元件Q2的柵極端子連接的ESD保護(hù)元件的特性進(jìn)行代用。
[0042]在控制電路Tc中，緩沖電路BFl的輸出與驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端子0UT2直接連接，驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端子0UT2和第2開關(guān)元件Q2的柵極端子經(jīng)由電阻R3被連接。此外，在第2開關(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的陽極與第2開關(guān)元件Q2的柵極端子連接，陰極與第2開關(guān)元件Q2的源極端子連接。在第2開關(guān)元件Q2的柵極端子與輸入端子VO之間，連接有與電阻R3相比足夠高電阻的電阻R4。與電阻R3相比，將電阻R4設(shè)定為了足夠高的電阻，因此在緩沖電路BFl的輸出為低電平的情況下，通過齊納二極管ZD2的正向電壓VF，第2開關(guān)元件Q2的Vgs變?yōu)樨?fù)電位，從而能夠斷開第2開關(guān)元件Q2。即，齊納二極管ZD2和電阻R4作為根據(jù)第2開關(guān)元件Q2的源極端子的電位，使第2開關(guān)元件Q2進(jìn)行斷開動(dòng)作的自偏壓電路發(fā)揮作用。另一方面，在緩沖電路BFl的輸出為高電平的情況下，通過齊納二極管ZDl的正向電位Vf并通過齊納電壓Vz，第2開關(guān)元件Q2的Vgs變?yōu)檎娢唬瑥亩軌蚪油ǖ?開關(guān)元件Q2。即，利用從脈沖產(chǎn)生電路T2 (緩沖電路BFl)輸出的脈沖信號(hào)解除第2開關(guān)元件Q2的基于作為自偏壓電路的齊納二極管ZD2和電阻R4的斷開動(dòng)作，能夠使其進(jìn)行接通動(dòng)作。另外，齊納二極管ZDl和齊納二極管ZD2可以通過分別與第I開關(guān)元件Ql和第2開關(guān)元件Q2的柵極端子連接的ESD保護(hù)元件的特性進(jìn)行代用。
[0043]如上所述，根據(jù)第3實(shí)施方式，構(gòu)成為第I開關(guān)元件Ql與第2開關(guān)元件Q2串聯(lián)連接，高側(cè)的第I開關(guān)元件Ql利用由脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路(耦合電容器C3)轉(zhuǎn)換為負(fù)的波形后的脈沖信號(hào)進(jìn)行接通斷開動(dòng)作，低側(cè)的第2開關(guān)元件Q2利用從脈沖產(chǎn)生電路T2輸出的脈沖信號(hào)解除第2開關(guān)元件Q2的基于自偏壓電路(齊納二極管ZD2、電阻R3)的斷開動(dòng)作，由此進(jìn)行接通斷開動(dòng)作。
[0044]利用該結(jié)構(gòu)，能夠分別使用串聯(lián)連接的第I開關(guān)元件Ql和第2開關(guān)元件Q2作為常通型的寬禁帶半導(dǎo)體，并通過他激控制使第I開關(guān)元件Ql和第2開關(guān)元件Q2分別進(jìn)行接通斷開動(dòng)作。
[0045](第4實(shí)施方式)
[0046]參照圖4，第4實(shí)施方式的LED驅(qū)動(dòng)電路1d與第3實(shí)施方式的LED驅(qū)動(dòng)電路1c同樣地串聯(lián)連接有第I開關(guān)元件Ql和第2開關(guān)元件Q2，利用從具有負(fù)緩沖器BF2的控制電路Td輸出的負(fù)輸出波形對第I開關(guān)元件Ql和第2開關(guān)元件Q2進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)。
[0047]脈沖產(chǎn)生器T2的輸出端子經(jīng)由負(fù)緩沖電路BF2與驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端子0UT3連接。并且，驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端子0UT3經(jīng)由耦合電容器C5與第I開關(guān)元件Ql的柵極端子連接，并且與第2開關(guān)元件Q2的柵極端子直接連接。
[0048]通過使用具有負(fù)緩沖器BF2的控制電路Td，能夠利用負(fù)輸出波形驅(qū)動(dòng)第I開關(guān)元件Ql和第2開關(guān)元件Q2，因此能夠維持開關(guān)元件Ql和第2開關(guān)元件Q2的斷開狀態(tài)。另夕卜，為了使得即使利用負(fù)電壓，控制電路Td內(nèi)部的寄生元件也不進(jìn)行動(dòng)作，控制電路Td優(yōu)選由以電介質(zhì)分離構(gòu)造為代表的SOI (Silicon on Insulator:絕緣體上娃)構(gòu)成。
[0049]如上所述，根據(jù)第4實(shí)施方式，構(gòu)成為第I開關(guān)元件Ql與第2開關(guān)元件Q2串聯(lián)連接，利用由負(fù)緩沖器BF2轉(zhuǎn)換為負(fù)的波形后的所述脈沖信號(hào)使第I開關(guān)元件Ql和第2開關(guān)元件Q2進(jìn)行接通斷開動(dòng)作。
[0050]利用該結(jié)構(gòu)，能夠分別使用串聯(lián)連接的第I開關(guān)元件Ql和第2開關(guān)元件Q2作為常通型的寬禁帶半導(dǎo)體，并通過他激控制使第I開關(guān)元件Ql和第2開關(guān)元件Q2分別進(jìn)行接通斷開動(dòng)作。
[0051](第5實(shí)施方式)
[0052]參照圖5，第5實(shí)施方式的LED驅(qū)動(dòng)電路1e與第3實(shí)施方式的LED驅(qū)動(dòng)電路1c同樣地串聯(lián)連接有第I開關(guān)元件Ql和第2開關(guān)元件Q2，使用在與電抗器L磁耦合的繞組Aff中感應(yīng)出的負(fù)電壓對高側(cè)的第I開關(guān)元件Ql進(jìn)行了斷開控制。
[0053]與電抗器L磁耦合的繞組AW的一端與電抗器L和第2開關(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C6與第I開關(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開關(guān)元件Ql維持到斷開狀態(tài)。
[0054]如上所述，根據(jù)第5實(shí)施方式，構(gòu)成為第I開關(guān)元件Ql、第2開關(guān)元件Q2以及電抗器L串聯(lián)連接，高側(cè)的第I開關(guān)元件Ql使用在與電抗器L磁耦合的繞組AW中感應(yīng)出的電壓進(jìn)行斷開動(dòng)作，低側(cè)的第2開關(guān)元件Q2利用從脈沖產(chǎn)生電路T2輸出的脈沖信號(hào)解除第2開關(guān)元件Q2的基于自偏壓電路(齊納二極管ZD2、電阻R3)的斷開動(dòng)作，由此進(jìn)行接通斷開動(dòng)作。
[0055]利用該結(jié)構(gòu)，能夠分別使用串聯(lián)連接的第I開關(guān)元件Ql和第2開關(guān)元件Q2作為常通型的寬禁帶半導(dǎo)體，并通過自激控制使高側(cè)的第I開關(guān)元件Ql進(jìn)行接通斷開動(dòng)作，通過他激控制使低側(cè)的第2開關(guān)元件Q2進(jìn)行接通斷開動(dòng)作。
[0056](第6實(shí)施方式)
[0057]參照圖6，第6實(shí)施方式的LED驅(qū)動(dòng)電路1f除了第I實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)以外，還在輸出端子Vout+與控制電路Ta的控制部電源端子Vcc之間連接有二極管D2。二極管D2的陽極與輸出端子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Ta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C4供給電力，電容器C4向控制電路Tb供給工作電力。
[0058]如上所述，根據(jù)第6實(shí)施方式，具有電力供給電路(二極管D2)，其從LED陣列LD的陽極側(cè)利用自舉結(jié)構(gòu)供給脈沖產(chǎn)生電路T2和脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路(控制電路Ta)的電源。
[0059]利用該結(jié)構(gòu)，不需要在電抗器L上設(shè)置向控制電路Ta供給電力的輔助繞組，能夠使用雙端子型的預(yù)制部件作為電抗器L，能夠大幅度地減少成本。
[0060](第7實(shí)施方式)
[0061]參照圖7，第7實(shí)施方式的LED驅(qū)動(dòng)電路1g與第3實(shí)施方式的LED驅(qū)動(dòng)電路1c同樣地串聯(lián)連接有第I開關(guān)元件Ql和第2開關(guān)元件Q2，通過設(shè)置于控制電路Tg的恒壓電路T4向高側(cè)的第I開關(guān)元件Ql的柵極端子施加了恒壓(OV)。并且，經(jīng)由緩沖器BF3將來自運(yùn)算放大器OPl的差分信號(hào)施加到低側(cè)的第2開關(guān)元件Q2的柵極端子。緩沖器BF3的負(fù)電源與LED驅(qū)動(dòng)電路1g的接地端子連接，緩沖器BF3將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為可將第2開關(guān)元件Q2控制為恒流元件的范圍內(nèi)的負(fù)電壓。利用該結(jié)構(gòu)，當(dāng)流過電抗器L的電流達(dá)到第2開關(guān)元件Q2的恒流值時(shí)，第2開關(guān)元件Q2的漏極端子、即第I開關(guān)元件Ql的源極端子的電壓急劇上升。由此，第I開關(guān)元件Ql的Vgs變?yōu)樨?fù)電位，第I開關(guān)元件Ql被斷開。然后，流過第2開關(guān)元件Q2的電流變?yōu)楹懔髦狄韵?，因此第I開關(guān)元件Ql再次進(jìn)行接通動(dòng)作，所以在再生二極管Dl導(dǎo)通的再生期間內(nèi)，需要維持第I開關(guān)元件Ql的斷開動(dòng)作。在圖5所示的第5實(shí)施方式中，從與電抗器L磁耦合的繞組AW中得到了第I開關(guān)元件Ql的斷開信號(hào)，但利用在再生二極管Dl的導(dǎo)通期間產(chǎn)生的臨界動(dòng)作信號(hào)也能夠設(shè)為相同的斷開信號(hào)。例如，可通過從輸出電壓Vout+側(cè)連接圖7中未圖示的自舉電路，得到臨界動(dòng)作信號(hào)。通過在產(chǎn)生了該信號(hào)的期間內(nèi)，降低運(yùn)算放大器OPl的基準(zhǔn)電壓Vrefl，可維持第2開關(guān)元件Q2的斷開狀態(tài)，因此還能夠同時(shí)維持第I開關(guān)元件Ql的斷開狀態(tài)。另外，與LED驅(qū)動(dòng)電路1g的接地端子連接的元件和電路需要設(shè)計(jì)成可耐受AC輸入電壓的整流后電壓的140V?400V左右的高耐壓。
[0062]另外，在本實(shí)施方式中，說明了升降壓斬波電路，但本發(fā)明還能夠應(yīng)用于降壓斬波電路。
[0063]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，其通過直流輸出以恒流點(diǎn)亮LED，其中，該直流輸出是利用常通型的開關(guān)元件的接通斷開動(dòng)作而生成的，所述LED驅(qū)動(dòng)電路的特征在于，具有: 脈沖產(chǎn)生電路，其輸出以所述開關(guān)元件的輸出端子的電位作為公共電位的正的脈沖信號(hào)；以及 脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，其將從該脈沖產(chǎn)生電路輸出的所述脈沖信號(hào)相對于所述公共電位轉(zhuǎn)換為負(fù)的波形，并將轉(zhuǎn)換后的所述脈沖信號(hào)輸出到所述開關(guān)元件的控制端子。
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LED驅(qū)動(dòng)電路具有自偏壓電路，該自偏壓電路與所述開關(guān)元件的輸出端子的電位對應(yīng)地使所述開關(guān)元件進(jìn)行斷開動(dòng)作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路是耦合電容器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路是負(fù)電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述開關(guān)元件由串聯(lián)連接的第I開關(guān)元件和第2開關(guān)元件構(gòu)成， 高側(cè)的所述第I開關(guān)元件通過由所述脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為負(fù)的波形后的所述脈沖信號(hào)進(jìn)行接通斷開動(dòng)作， 低側(cè)的所述第2開關(guān)元件利用從所述脈沖產(chǎn)生電路輸出的所述脈沖信號(hào)解除所述第2開關(guān)元件的基于所述自偏壓電路的斷開動(dòng)作，從而進(jìn)行接通斷開動(dòng)作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述開關(guān)元件由串聯(lián)連接的第I開關(guān)元件和第2開關(guān)元件構(gòu)成， 通過由所述脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為負(fù)的波形后的所述脈沖信號(hào)，使所述第I開關(guān)元件和所述第2開關(guān)元件進(jìn)行接通斷開動(dòng)作。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述開關(guān)元件由與電抗器串聯(lián)連接的第I開關(guān)元件和第2開關(guān)元件構(gòu)成， 高側(cè)的所述第I開關(guān)元件使用在與所述電抗器磁耦合的繞組中感應(yīng)出的電壓進(jìn)行斷開動(dòng)作， 低側(cè)的所述第2開關(guān)元件利用從所述脈沖產(chǎn)生電路輸出的所述脈沖信號(hào)解除所述第2開關(guān)元件的基于所述自偏壓電路的斷開動(dòng)作，從而進(jìn)行接通斷開動(dòng)作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?7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的陽極側(cè)利用自舉結(jié)構(gòu)供給所述脈沖產(chǎn)生電路和所述脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的電源。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK104427723SQ201410413459
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】吉永充達(dá), 巖渕昭夫, 田坂泰, 町田修, 吉江徹, 江原俊浩, 木村研吾 申請人:三墾電氣株式會(huì)社