[go: up one dir, main page]

TW201618597A - Ｌｅｄ調光驅動方法及其電路 - Google Patents

Ｌｅｄ調光驅動方法及其電路 Download PDF

Info

Publication number
TW201618597A
TW201618597A TW103139529A TW103139529A TW201618597A TW 201618597 A TW201618597 A TW 201618597A TW 103139529 A TW103139529 A TW 103139529A TW 103139529 A TW103139529 A TW 103139529A TW 201618597 A TW201618597 A TW 201618597A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
dimming
current
led
driving
voltage
Prior art date
Application number
TW103139529A
Other languages
English (en)
Inventor
Ke-Horng Chen
Shao-Wei Chiu
Chun-Chieh Kuo
Shih-Ping Tu
Kai-Chang Chuang
Original Assignee
Anwell Semiconductor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anwell Semiconductor Corp filed Critical Anwell Semiconductor Corp
Priority to TW103139529A priority Critical patent/TW201618597A/zh
Publication of TW201618597A publication Critical patent/TW201618597A/zh

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

一種LED調光驅動方法及其電路，係於其調光模組內設置一接收器、一電流源及一控制器，以該接收器接收一調光訊號後，驅動該電流源輸出對應該調光訊號之電流量，接著，該控制器透過一終端電阻轉換成一電壓準位後，依據該電壓準位調節LED之驅動電流大小而實現提升線性調光準確性之效果。

Description

LED調光驅動方法及其電路
本發明係屬於控制照明設備光強度之技術領域，特別是關於一種利用電流訊號控制亮度之LED(Light Emitting Diode，發光二極體)調光驅動方法及其電路，以透過非PWM(Pulse Width Modulation，脈衝寬度調變)訊號控制亮度的方式提升電路效率與調光準確度。
普遍而知的，LED燈具所採用的調光電路多利用控制相位的開關元件，例如SCR(Silicon Controlled Rectifier，矽控整流器)或TRIAC(Tri-Electrode AC Switch，雙向三極閘流體)改變輸入電源的電壓相位，以透過切換相位導通角度的方式改變整體驅動電路所輸出的驅動電壓大小而藉此調整流入LED光源的驅動電流多寡後實現調光效果。然而，此種調光設置雖具有控制簡單與安裝簡便的優點，但其輸入的電源電壓波形易處於失真狀態而造成PF低落及電壓諧波增加等問題。並且，依LED之電流/電壓(I/V)特性曲線可知，LED並非線性元件，亦即，電壓對電流之比值並非成正比，因此，前述調光方法將因驅動電壓與驅動電流之改變量不一致，而使調光效果不精確並造成虛功耗。因此，習知一驅動電路常使LED串接一電晶體及一感測電阻，以利用該感測電阻檢測LED電流後調整脈波寬度調變(Pulse Width Modulation,PWM)訊號之占空比，如此，透過此PWM訊號控制該電晶體之導通或截止即可調整輸出之驅動電壓大小而維持LED電流於一恆定狀態。
然而，上述驅動電路雖適用於80~260V市電而方便使用，但受TRIAC的元件特性影響，當PWM訊號壓頻過低而使流經TRIAC的電 流不足其所需的工作電流時，TRIAC將出現反覆切換工作狀態的現象，造成驅動電流不連續而使LED出現閃爍問題，反之，當PWM訊號壓頻過高時，將因訊號本身的高低電壓準位變化過快而形成雜訊干擾，造成LED工作異常，降低實用性。為解決此問題，習知具一調光器10之PWM驅動電路1可如圖1所示，於一控制電路11旁額外設置一補償電路12，該補償電路12主要係由一參考電壓產生器120、一電壓取樣器121、一比較器122及一控制開關123所構成，該比較器122比較該參考電壓產生器120所產生之一參考電壓與該電壓取樣器121所形成之一取樣電壓後，於該取樣電壓低於參考電壓時輸出一控制電壓予該控制開關123，以使該補償電路12與該控制電路11形成一迴路而透過該控制開關123提供一保持電流予該控制電路11，供可確保該調光器10之工作穩定性而避免LED出現頻閃等問題發生。此種額外添置之該補償電路12雖可確穩定該調光器10的工作品質，但同時，無疑地具有一定的電能損耗而嚴重影響系統整體效率，又，此種利用TRIAC輸出電壓訊號進行調光的方式將因訊號於線路中傳輸出現損耗而影響調光準確性。
深感於此，如何改善LED驅動電路之調光機制與組件架構，以確保整體電路之工作效率、燈具之工作穩定度與調光準確度，即為本發明所亟欲探究之課題。
有鑑於習知技藝之問題，本發明之目的在於提供一種LED調光驅動方法及其電路，係採用電流訊號控制LED電流大小的方式進行調光，故不會有現行電壓訊號於傳輸時產生損耗而影響調光精準度的情況發生。
根據本發明之目的，該LED調光驅動方法利用一LED調光驅動電路內設之一調光模組調整複數個LED組串之發光亮度，且該調光模組利用電流訊號調整該等LED組串之驅動電流大小，以實現提升線性調光準確性之效果，其特徵在於：該調光模組接收一調光訊號後，驅動內部之 一電流源輸出對應該調光訊號之電流量，接著，利用一終端電阻轉換成一電壓準位，以依據該電壓準位調節該等驅動電流而影響該等LED組串發光亮度。
其中，該調光模組利用一電流鏡截取該驅動電流而獲知一亮度值，以比較該電壓準位與該亮度值後，透過該電流鏡調節該等驅動電流大小而實現線性調光效果。並且，該LED調光驅動方法更包含下列步驟：偵測該等LED組串之驅動電流而獲知一最低驅動電壓後，比較並調節該LED調光驅動電路內設之一週期開關之導通週期，以調節該輸出電壓之輸出總量，使確保該輸出電壓總量大於該等LED組串順向偏壓。
另一方面，根據本發明之另一目的，該LED調光驅動電路具有一轉換模組、一能量分配模組及一調光模組，該能量分配模組電性連接該轉換模組與複數個LED組串，該等LED組串電性連接該調光模組，該轉換模組內置有一變壓器，供感應一輸入電壓形成一輸出電壓後透過該能量分配模組輸出予該等LED組串，使各該LED組串上流有一驅動電流，其特徵在於：該調光模組係設有一接收器、一電流源及一控制器，該控制器設有一終端電阻並電性連接該等LED組串及該電流源，且該電流源電性連接該接收器；該接收器接收一調光訊號後，驅動該電流源輸出對應該調光訊號之電流量，以供該控制器利用該終端電阻轉換成一電壓準位而調節該等驅動電流大小。
其中，該控制器主要係由一運算放大器、一電流鏡及該終端電阻所構成，該電流鏡一端耦接該等LED組串而另一端耦接該運算放大器之輸出端與負輸入端，且該運算放大器之正輸入端耦接該終端電阻及該電流源；該電流鏡截取該驅動電流而獲知一亮度值後，該運算放大器比較該電壓準位與該亮度值而利用該電流鏡調節該等驅動電流大小，以實現線性調光效果。
又，該能量分配模組係設有一最低電壓偵測器、一誤差放大器、一比較器及一週期開關，該最低電壓偵測器耦接該等LED組串及該誤差放大器之正輸入端，且該誤差放大器之負輸入端承接一基準值而輸出端 耦接該比較器之負輸入端，該比較器之輸出端耦接該週期開關，又該週期開關兩端分別電性連接該變壓器及該等LED組串；該最低電壓偵測器偵測該等LED組串之驅動電流而獲知一最低驅動電壓，以供該誤差放大器判斷該最低驅動電壓與該基準值而獲取一誤差值，且該比較器利用一三角波比較該誤差值後調節該週期開關之導通週期而調節該輸出電壓之輸出總量，使確保該輸出電壓總量大於該等LED組串順向偏壓。
綜上所述，本發明係非為透過TRIAC控制該輸入電壓相位角大小而調節該輸出電壓之輸出工作週期的方式進行調光，亦即，非利用PWM訊號調節LED光強度而無明顯調光延遲與調光失準等問題發生。
習知技術
1‧‧‧PWM驅動電路
10‧‧‧調光器
11‧‧‧控制電路
12‧‧‧補償電路
120‧‧‧參考電壓產生器
121‧‧‧電壓取樣器
122‧‧‧比較器
123‧‧‧控制開關
本發明
2‧‧‧LED調光驅動電路
20‧‧‧整流模組
21‧‧‧轉換模組
210‧‧‧變壓器
211‧‧‧轉換控制器
2110‧‧‧電流電晶體
2111‧‧‧電流電阻
2112‧‧‧轉換控制晶片
212‧‧‧儲能電容
22‧‧‧能量分配模組
220‧‧‧最低電壓偵測器
221‧‧‧誤差放大器
222‧‧‧比較器
223‧‧‧三角波產生器
224‧‧‧週期開關
23‧‧‧調光模組
230‧‧‧接收器
231‧‧‧電流源
232‧‧‧控制器
2320‧‧‧運算放大器
2321‧‧‧電流鏡
2322‧‧‧終端電阻
2323‧‧‧第一調節器
2324‧‧‧第二調節器
3‧‧‧LED組串
S1~S6‧‧‧流程步驟
第1圖 係為習知PWM驅動電路之電路圖。
第2圖 係為本發明較佳實施例之方塊圖。
第3圖 係為本發明較佳實施例之流程圖。
第4圖 係為本發明較佳實施例之電路圖。
為使 貴審查委員能清楚了解本發明之內容，謹以下列說明搭配圖式，敬請參閱。
請參閱第2~4圖，其係分別為本發明較佳實施例之方塊圖、流程圖及電路圖。如圖所示，該LED調光驅動電路2可供諸如液晶顯示器、電視或LED燈具等設備使用而電性連接複數個LED組串3，且設有一整流模組20、一轉換模組21、一能量分配模組22及一調光模組23，該能量分配模組22電性連接該轉換模組21與該等LED組串3，又該等LED組串3電性連接該調光模組23。該整流模組20為橋式整流電路，耦接一外部電源(圖未示)及該轉換模組21，且該轉換模組21可採用諸如返馳式、順向式、全橋式、半橋式或推挽式等切換式、或LLC串聯諧振式等具有耦 合線圈之電源轉換電路作為主體架構並設置有一變壓器210及一轉換控制器211。
以一次側控制返馳式電源轉換電路架構之該轉換模組21為例，該變壓器210具有一一次側線圈(N1)、二次側線圈(N2)及一輔助線圈(NA)，該轉換控制器211設有一電流電晶體2110、一電流電阻2111及一轉換控制晶片2112，該一次側線圈串接該電流電晶體2110及該電流電阻2111後耦接該轉換控制晶片2112。該能量分配模組22設有一最低電壓偵測器220、一誤差放大器221、一比較器222、一三角波產生器223及一週期開關224，該最低電壓偵測器220耦接該等LED組串3及該誤差放大器221之正輸入端，且該誤差放大器221之負輸入端承接一基準值(Vref)而輸出端耦接該比較器222之負輸入端。該比較器222之正輸入端耦接該三角波產生器223而承接一三角波，其輸出端耦接該週期開關224，且該週期開關224兩端分別電性連接該二次側線圈及該等LED組串3。該調光模組23設有一接收器230、一電流源231及一控制器232，且該控制器232主要可由一運算放大器2320、一電流鏡2321及一終端電阻2322所構成。該電流鏡2321一端透過複數個第一調節器2323耦接該等LED組3而另一端透過一第二調節器2324耦接該運算放大器2320之輸出端與負輸入端，且該運算放大器2320之正輸入端耦接該終端電阻2322及該電流源231，又該電流源231電性連接該接收器230。
如此，該LED調光驅動電路2於步驟S1時，該橋式整流器整流該外部電源之交流電壓形成可變直流之一輸入電壓，且步驟S2：該輸入電壓經一儲能電容212充放電後供該一次側線圈儲能形成一一次側電流，又，透過電磁感應原理，該二次側線圈感應該一次側電流之變動而形成一輸出電壓。順帶一提的是，該轉換控制晶片2112透過該電流電阻2111即時檢測並藉該電流電晶體2110調節該一次側電流之流值大小，以控制該輸出電壓呈現穩定壓值狀態。
接著，步驟S3，該能量分配模組22轉輸出該輸出電壓予該等LED組串3而使各該LED組串3上流有一驅動電流，並且，步驟S4： 該最低電壓偵測器220偵測該等LED組串3之驅動電流而獲知一最低驅動電壓，以供該誤差放大器221判斷該最低驅動電壓與該基準值而獲取一誤差值，且該比較器222利用該三角波比較該誤差值後調節該週期開關224之導通週期而調節該輸出電壓之輸出總量，使確保該輸出電壓總量大於該等LED組串3順向偏壓，同時，穩定該等驅動電流為一恆定值。
同時，步驟S5，該接收器230判斷是否接收一調光訊號？若是，不論該接收器230透過無線或有線的方式接收一調光訊號時，步驟S50：該接收器230驅動該電流源231輸出對應該調光訊號之電流量，以供該控制器232利用該終端電阻2322轉換成一電壓準位，此時，步驟S51：該電流鏡2321利用該第二調節器2324獲取該驅動電流而獲知一亮度值後，進入步驟S6：該運算放大器2320比較該電壓準位與該亮度值而調節該第二調節器2324之作動狀態，進而透過該電流鏡2321調節該等第一調節器2323之導通與截止週期而影響該等驅動電流大小，實現線性調光效果。
以上所述僅為舉例性之較佳實施例，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
2‧‧‧LED調光驅動電路
20‧‧‧整流模組
21‧‧‧轉換模組
210‧‧‧變壓器
22‧‧‧能量分配模組
23‧‧‧調光模組
230‧‧‧接收器
231‧‧‧電流源
232‧‧‧控制器
3‧‧‧LED組串

Claims (6)

  1. 一種LED調光驅動方法，係利用一LED調光驅動電路內設之一調光模組調整複數個LED組串之發光亮度，且該調光模組利用電流訊號調整該等LED組串之驅動電流大小，以實現提升線性調光準確性之效果，其特徵在於：該調光模組接收一調光訊號後，驅動內部之一電流源輸出對應該調光訊號之電流量，接著，利用一終端電阻轉換成一電壓準位，以依據該電壓準位調節該等驅動電流而影響該等LED組串發光亮度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之LED調光驅動方法，其中，該調光模組係利用一電流鏡截取該驅動電流而獲知一亮度值，以比較該電壓準位與該亮度值後，透過該電流鏡調節該等驅動電流大小而實現線性調光效果。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之LED調光驅動方法，更包含下列步驟：偵測該等LED組串之驅動電流而獲知一最低驅動電壓後，比較並調節該LED調光驅動電路內設之一週期開關之導通週期，以調節該輸出電壓之輸出總量，使確保該輸出電壓總量大於該等LED組串順向偏壓。
  4. 一種LED調光驅動電路，係具有一轉換模組、一能量分配模組及一調光模組，該能量分配模組電性連接該轉換模組與複數個LED組串，該等LED組串電性連接該調光模組，該轉換模組內置有一變壓器，供感應一輸入電壓形成一輸出電壓後透過該能量分配模組輸出予該等LED組串，使各該LED組串上流有一驅動電流，其特徵在於：該調光模組係設有一接收器、一電流源及一控制器，該控制器設有一終端電阻並電性連接該等LED組串及該電流源，且該電流源電性連接該接收器；該接收器接收一調光訊號後，驅動該電流源輸出對應該調光訊號之電流量，以供該控制器利用該終端電阻轉換成一電壓準位而調節該等驅動電流大小。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之LED調光驅動電路，其中該控制器主要係由一運算放大器、一電流鏡及該終端電阻所構成，該電流鏡一端耦接該等LED組串而另一端耦接該運算放大器之輸出端與負輸入端，且該運算放大器之正輸入端耦接該終端電阻及該電流源；該電流鏡截取該驅動電流而獲知一亮度值後，該運算放大器比較該電壓準位與該亮度值而利用該電流鏡調節該等驅動電流大小，以實現線性調光效果。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之LED調光驅動電路，其中該能量分配模組係設有一最低電壓偵測器、一誤差放大器、一比較器及一週期開關，該最低電壓偵測器耦接該等LED組串及該誤差放大器之正輸入端，且該誤差放大器之負輸入端承接一基準值而輸出端耦接該比較器之負輸入端，該比較器之輸出端耦接該週期開關，又該週期開關兩端分別電性連接該變壓器及該等LED組串；該最低電壓偵測器偵測該等LED組串之驅動電流而獲知一最低驅動電壓，以供該誤差放大器判斷該最低驅動電壓與該基準值而獲取一誤差值，且該比較器利用一三角波比較該誤差值後調節該週期開關之導通週期而調節該輸出電壓之輸出總量，使確保該輸出電壓總量大於該等LED組串順向偏壓。
TW103139529A 2014-11-14 2014-11-14 Ｌｅｄ調光驅動方法及其電路 TW201618597A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW103139529A TW201618597A (zh) 2014-11-14 2014-11-14 Ｌｅｄ調光驅動方法及其電路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW103139529A TW201618597A (zh) 2014-11-14 2014-11-14 Ｌｅｄ調光驅動方法及其電路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201618597A true TW201618597A (zh) 2016-05-16

Family

ID=56509133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103139529A TW201618597A (zh) 2014-11-14 2014-11-14 Ｌｅｄ調光驅動方法及其電路

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TW201618597A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI631875B (zh) * 2016-09-20 2018-08-01 日商松下知識產權經營股份有限公司 調光裝置之保護電路及調光裝置
TWI728610B (zh) * 2019-12-20 2021-05-21 友達光電股份有限公司 顯示裝置以及發光單元的控制方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI631875B (zh) * 2016-09-20 2018-08-01 日商松下知識產權經營股份有限公司 調光裝置之保護電路及調光裝置
US10708989B2 (en) 2016-09-20 2020-07-07 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Protection circuit for dimmer, and dimmer
TWI728610B (zh) * 2019-12-20 2021-05-21 友達光電股份有限公司 顯示裝置以及發光單元的控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI405502B (zh) 發光二極體的調光電路及其隔離型電壓產生器與調光方法
US9357602B1 (en) LED dimming and driving method and circuit using the same
CN104125680B (zh) 变动电源调光控制电路
CN203675387U (zh) 一种利用可控制电流源提供triac保持电流的led驱动电路
CN106132003B (zh) 双通道led驱动器及其控制方法
TWI466594B (zh) 發光二極體電路及方法
US20110115391A1 (en) Led lamp and led lamp module
CN205847120U (zh) 二次侧降压定流的返驰式电源转换器
TWI414206B (zh) 交流式發光二極體之光源調整電路
US20110163684A1 (en) Driving circuit of light emitting diode and lighting apparatus using the same
TW201408124A (zh) 高效率ｌｅｄ驅動晶片及其驅動電路
US9066395B2 (en) Power supply device and control circuit thereof
CN105530725B (zh) 基于scc自动反馈控制的多路led驱动电路
CN101998728B (zh) 发光二极管的调光电路及其隔离型电压产生器与调光方法
CN104602387B (zh) 假负载电路
TW201618597A (zh) Ｌｅｄ調光驅動方法及其電路
CN108156691B (zh) 非点光源的无频闪调光电路
Wang et al. Design and implementation of a single-stage high-efficacy LED driver with dynamic voltage regulation
CN102045911B (zh) 交流式发光二极管的光源调整电路
KR20140070126A (ko) 조명 구동 장치 및 조명 구동 방법
US11895749B2 (en) Light emitting diode (LED) drive method and circuit, and LED lighting device
US9967929B1 (en) High performance linear LED driving circuit
CN210129987U (zh) 一种稳压led驱动电路
KR102135688B1 (ko) 발광 다이오드 조명 장치
JP6457038B1 (ja) 低フリッカ発光ダイオード照明装置