一種led驅動迴路及基於其的一種led光源和照明裝置的製作方法

2023-05-20 07:28:51

專利名稱：一種led驅動迴路及基於其的一種led光源和照明裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種LED驅動迴路以及使用該驅動迴路的LED光源和照明裝置。
背景技術：
隨著類白色LED的出現、技術的進步發光效率的提高，使用LED的照明光源比以往 常用的白熱電燈的光源更能提高能源效率，現在為了小型薄體的LED照明裝置進行商品化 做了很多嘗試。但是，LED與以往的以白熱電燈為代表的光源不同，因為是半導體，在抑制 運作中上升的溫度時，通過LED的電流不僅要充足，還要當溫度、電壓變動時要穩定，而且 在額定範圍內要設定好電流值。為了將LED的高效率作為特徵，效率必須要比傳統照明高， 所以在提高LED自身發光效率的同時，需要求電源、驅動迴路等的低損失化。另一方面，由 於LED為半導體所以存在著電氣、光學方面的特性差異，如果僅僅判斷產品的好壞就進行 使用，每個產品會產生輝度和色調的差異。因此現在會嚴密篩選LED光學的特性或者在預組裝後替換入LED後調整輝度和 色調使其偏差不太明顯，但這樣做會導致由於生產低下、產品原價大幅上升，雖然保證了性 能，卻稱為高價品。省略了篩選和調整步驟的低價產品雖然也能見到，但是這些產品的輝度 和色調有很大的偏差、或者存在品質等問題。作為消除以上問題的方法，有考慮過通過使用多個小額輸出的LED來減低其輝度 和色調的偏差，但是要實現既能穩定且極力減低電流值偏差，又能使驅動部在儘可能低的 電壓下動作的驅動方法存在著很大的問題。對比專利文獻1 (特開平11-29804號公報)的驅動迴路能抑制多個LED的驅動電 流的差異，並且在接近常溫(最常使用的溫度)時至少能確保與螢光管光源相同的亮度。但 是在這種方法中，用於驅動的各電晶體的基極 發射極間的電壓和發射極電阻的差異會引 起誤差(這樣的誤差是肯定存在的)，因為使用的各電晶體的基極是相互連接的，所以晶體 管的基極電位由其中的最低電位決定，這個最低電位值為基極 發射極間電位+發射極 電阻X用發射極電流值一算出的值中的最小值，這樣一來，每列LED的驅動電流就不一樣， 輝度也就不一樣，當一個驅動用電晶體發生障礙或一個LED列斷線時，會影響整個LED的驅 動電流值，使整個LED的輝度大幅下降，而且，還很難大幅度的調整照明器具的輝度。
發明內容本實用新型的目的是提供一種可使LED驅動部在低電壓下運作，且不容易受安裝 場所或周圍環境引起的各種影響，驅動電流差異小，即使溫度變化也能穩定運作，即使驅動 用電晶體或LED列的一部分發生斷線等損害，也很少影響其他LED列的動作，能驅動可大幅 調整輝度的多個LED列。為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案為一種LED驅動迴路，其特徵在於所述驅動迴路用於驅動由1個或多個LED串聯而 成的一個或多個LED列，該驅動迴路包括驅動部和控制部。[0009]所述的驅動部為驅動連接在上述列的LED提供電流，所述的控制部具備第1電阻、 第2電阻和溫度補正機能部，溫度補正機能部有電晶體，該電晶體的集電極連接在第1電阻 的一端，發射極連接在第2電阻的一端，電晶體的集電極與基極之間連接了第3電阻，基極 與發射極之間連接了第4電阻，通過調整第1電阻和第2電阻的值來調整流經驅動部的電 流值，通過調整第3電阻和第4電阻的比率來改變溫度補正機能部電晶體的熱結合度，將溫 度依存性設定為期望的特性。一種LED光源和照明裝置，其特徵在於該光源和照明裝置所用的LED具上述中記 載的LED驅動迴路。本實用新型相對於現有技術，其有益效果在於1、本實用新型可以降低LED驅動迴路系引起的輝度差異、顏色差異，而且可以調
整輝度。2、本實用新型能簡單降低過去在多個串聯LED照明裝置在照明時出現的由於LED 驅動電流的差異導致的輝度差異、顏色差異的問題。3、本實用新型即使發生驅動電晶體或LED列的一部分斷線等損傷，其他LED列的 驅動電流值也不會大幅減少，這樣就能大大降低對其他LED列的影響，這也是現有技術中 未曾實現的。

附圖為本實用新型LED驅動迴路的電路示意圖。圖中，1-控制部，2-驅動部，3-溫度補正機能部，Ln-LED列(η 1 η)， Ren—發射極電阻(η :1 η)，Mm—基極電阻(η :1 η)，Τη—電晶體(η :1 η)，Ref 1—發 射極電阻，iTefl-射極跟隨器電晶體，Rsl-電阻，Rs2—電阻，Rcl-電阻，Rc2—電阻， Tc-電晶體，Vs-LED電流值設定用電源，Vsc-控制部射極跟隨器用電源，Vled-LED用 電源。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的最佳實施例作進一步描述。附圖是本實用新型的最佳實施例中LED驅動迴路的示意圖，本LED驅動迴路的機 能分為一個或幾個串聯LED列Ln (η :1 η)(—端連接電源Vied，另一端連接驅動各LED列 Ln的驅動部2、和控制該LED驅動部2以及控制電流值的控制部1。驅動部2由η個電晶體Tn(η :1 η)組成，電晶體的集電極{用於驅動由串聯的 k個(k是1個以上的自然數)、n列(η是1個以上的自然數)組成的kXn個LED}與LED 列Ln(n :1 η)相連，發射極與Ren (η :1 η)相連，基極與Rbn (η :1 η)相連。電阻Ren的值是考慮驅動部各電晶體Tn驅動LED時的電流在電阻兩端產生的電 壓值而設定的，電阻Rbl Rbn的值是考慮到降低電晶體Tn的基極、發射極之間的差異的 影響，還考慮到上述電晶體Tn的故障、電晶體連接的LED列η發生故障的情況後設定的，電 阻值最好較高，這樣的話，即使電晶體Tn發生障礙或與電晶體Tn相連的LED列η發生斷線 等障礙，也可以大幅降低對其他電晶體的影響。電阻Rbl Rbn的另有一端連接射極跟隨器的電晶體Tefl的發射極，該發射極有電阻Refl，是控制部1的輸出。控制部1由射極跟隨器構成，射極跟隨器由Rsl、溫度補正 機能部3、Rs2、發射極有電阻Refl的電晶體Tefl組成，Rs2將電壓Vs分壓為電阻Rsl和溫 度補正機能，Rsl的分壓輸出與電晶體Tefl的基極連接，溫度補正機能部3和電阻Rs2串 聯，一端與Rsl相連，另一端與設定LED電流值用的電源Vs的OV相連。溫度補正機能部3由電晶體Tc、Rcl (連接在該電晶體的基極 發射極間)和 Rc2(連接在集電極 基極間)組成。該電晶體Tc的集電極與Tefl的基極相連，該電晶體 Tc的發射極與電阻Rs2相連，電晶體Tefl的集電極與電源Vsc相連。通過改變電阻Rsl和Rs2的比率、或改變電壓Vs的值、或改變Rsl或Rs2的值，可 以將流經LED驅動部的電晶體Tn的電流值調整到期望值。通過調整Rcl和Rc2的比率、使 溫度補正用的電晶體Tc與某處結合、調節該熱結合的程度，可以將驅動迴路整體的溫度特 性設為正、負或零。這樣，通過將溫度補正機能3內置於控制部1內，可以將流經LED列Ll Ln的電 流的溫度依存性設為正(隨著溫度的上升，流經LED的電流值增加)、零(無論溫度是否上 升，流經LED的電流值不變)、負(隨著溫度上升，流經LED的電流值減少)。本實用新型中，設定流經LED電流值的控制部1隻有一處，由於只用控制部1 一處 來控制驅動部2，所以流經LED的電流值差異小，可以降低流經LED的電流的差異引起的輝 度差和顏色差。另外，根據需要增減驅動部2的數量，可以減少驅動部內的差異，並在使用 相同的控制部1的情況下，增減LED列數或增減串聯的LED數。以上對於用一段構成的射極跟隨器的電晶體Tefl來驅動部電晶體Tl Tn的情 況進行了說明，但是當驅動部電晶體Tl Tn所需電流多，用射極跟隨器一段驅動時會出現 問題的情況下，可以將前期射極跟隨器做成兩段以上的多段連接。Rsl、溫度補正機能部3、Rs2的連接順序也可以是Rsl、Rs2、溫度補正機能部3。在 後者的情況下，射極跟隨器的電晶體Tefl的基極與Rsl、溫度補正機能部3的連接點相連。由於要改變Rsl和Rs2的比率或改變Rsl或Rs2的值，所以可以不用固定電阻而 用可變電阻，進行更細微的調整。
權利要求1.一種LED驅動迴路，其特徵在於所述驅動迴路用於驅動由1個或多個LED串聯而 成的一個或多個LED列，該驅動迴路包括驅動部和控制部。
2.根據權利要求1所述的一種LED驅動迴路，其特徵在於所述的驅動部為驅動連接 在上述列的LED提供電流，所述的控制部具備第1電阻、第2電阻和溫度補正機能部，溫度 補正機能部有電晶體，該電晶體的集電極連接在第1電阻的一端，發射極連接在第2電阻的 一端，電晶體的集電極與基極之間連接了第3電阻，基極與發射極之間連接了第4電阻，通 過調整第1電阻和第2電阻的值來調整流經驅動部的電流值，通過調整第3電阻和第4電 阻的比率來改變溫度補正機能部電晶體的熱結合度，將溫度依存性設定為期望的特性。
3.—種LED光源和照明裝置，其特徵在於該光源和照明裝置所用的LED具備權利要 求1或2中記載的LED驅動迴路。
專利摘要本實用新型提供一種LED驅動迴路及基於其的一種LED光源和照明裝置，該驅動迴路可以在低電壓下動作，並且不易受實裝場所、周圍環境引起的各種幹擾的影響，並聯時的驅動電流也很小，即使溫度變化也可以穩定動作，可以調整輝度。LED用的驅動迴路的特徵包括驅動部(提供電源，用於驅動由1個或多個LED串聯而成的一個或多個LED列Ln)和控制部，控制部包括電阻Rs1、Rs2以及溫度補正機能部。溫度補正機能部有電晶體Tc，電晶體的集電極和基極間連接Rc2，基極和發射極間連接Rc1，通過調整Rc1和Rc2的比率，並使電晶體Tc與某處結合、調整該熱結合的程度，將驅動迴路整體的溫度依存性設定為期望的特性。
文檔編號F21S2/00GK201904944SQ20102056634
公開日2011年7月20日 申請日期2010年10月15日 優先權日2010年10月15日
發明者小室熙美, 椋田洋治, 潘奎宇, 陳玲 申請人:陝西光熙創新科技有限公司