專利名稱：恒定功率led驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電路驅(qū)動裝置，特別是涉及一種恒定功率LED驅(qū)動器。
背景技術(shù)：
LED廣泛應(yīng)用于各種顯示及照明領(lǐng)域。對LED的驅(qū)動目前有恒定電流和恒定電壓兩種驅(qū)動方式。在現(xiàn)實生活和電子工業(yè)中，電源常以電壓源的形式而不是電流源的形式出現(xiàn)，因此，LED的恒流驅(qū)動需要在電壓源和LED之間插入電壓到電流轉(zhuǎn)化的驅(qū)動電路，如圖1所示。恒流驅(qū)動電路用LED的電流作反饋信號，用負反饋環(huán)路實現(xiàn)LED的恒流驅(qū)動。LED的恒定電壓驅(qū)動方式，由于LED所需的電壓與電壓源提供的電壓常常不同，因此，電壓源和LED之間需要直流到直流變換電路，將電源電壓變到驅(qū)動LED所需的電壓值，如圖2所示。LED的恒定電壓驅(qū)動方式，電路結(jié)構(gòu)簡單，但LED的亮度隨環(huán)境溫度、LED的離散性及電壓的波動而發(fā)生較大變化。LED的恒流驅(qū)動是一種理想的驅(qū)動方式，目前應(yīng)用的很多，但其主要是靠負反饋環(huán)路實現(xiàn)LED的恒流驅(qū)動，電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜且生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種LED驅(qū)動電路。該電路向LED提供恒定功率，而LED上的電壓、電流大小則由LED的電特性確定。其工作原理如圖3所示。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的恒定功率LED驅(qū)動器，包含電感和控制電路，其特征在于，所述控制電路包括具有微小漂移的比較器，其正向輸入端通過電感的一端與電源連接，負向輸入端與電感的另一端和開關(guān)連接形成控制電路輸出端，具有微小漂移的比較器輸出端直接和通過延遲電路Ton與S觸發(fā)器輸入端S和R連接；開關(guān)，其有一接地端，另兩端分別與RS觸發(fā)器的Q端和具有微小漂移的比較器負向輸入端與電感連接端相連，所述開關(guān)在RS觸發(fā)器的控制下按一定的時間頻率閉合/斷開；RS觸發(fā)器，其輸出端Q與開關(guān)連接。
按照本發(fā)明提供的驅(qū)動電路，所述控制電路的開關(guān)是晶體管，其具有基極、集電極和發(fā)射極，其基極與RS觸發(fā)器的輸出端Q相連接，其集電極與具有微小漂移的比較器負向輸入端與電感連接端相連，其發(fā)射極接地。
按照本發(fā)明提供的驅(qū)動電路，所述控制電路的開關(guān)也可以是MOS管，其具有柵極、漏極和源極，其柵極與RS觸發(fā)器的輸出端Q相連接，其漏極與具有微小漂移的比較器負向輸入端與電感連接端相連，其源極接地。
以上所述電路提供的功率可通過改變電源電壓、電感的感抗和延遲電路延遲時間來確定。
本發(fā)明所提供的驅(qū)動電路，其僅有三個引線腳，較LED恒流驅(qū)動的引線腳少，而LED恒流驅(qū)動主要是靠負反饋環(huán)路實現(xiàn)LED的恒流驅(qū)動，電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，生產(chǎn)成本也較高，相比之下本發(fā)明的電路簡單，生產(chǎn)成本要低的多。


圖1是LED的恒流驅(qū)動工作原理示意圖。
圖2是LED的恒壓驅(qū)動工作原理示意圖。
圖3是本發(fā)明的恒定功率驅(qū)動工作原理示意圖。
圖4是本發(fā)明的電路原理示意圖。
圖5是本發(fā)明實施例1電路原理示意圖。
圖6是本發(fā)明實施例2電路原理示意圖。
圖7是Ton延時電路的輸入輸出時序。
圖8是電感L上的電流iL(t)的波型。
具體實施例方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳述本發(fā)明主要貢獻在于能提供恒定功率且電路很簡單易于實現(xiàn)。首先說明其工作原理圖4中，具有微小直流漂移Vos的比較器用來檢測開關(guān)關(guān)斷期間的電感電流何時達到零。當(dāng)電感L的電流等于零時，LX點的電壓將等于VDD，由于有直流漂移Vos，比較器的輸出為高電平，RS觸發(fā)器觸發(fā)，將開關(guān)打開，電源VIN對電感L充電；同時LX的電位下降，比較器輸出高電平，比較器輸出端的高電平通過延遲電路延遲Ton的時間讓RS觸發(fā)器復(fù)位，關(guān)斷開關(guān)從而重復(fù)上述充電放電的過程。上述充電放電的過程中，Ton延時電路的輸入輸出時序圖如圖7所示，延時電路Ton對輸入脈沖的上升沿延遲Ton的時間，而下降沿的延遲較短。本發(fā)明中RS觸發(fā)器的功能如表一。
表一

電路具體工作方式可通過導(dǎo)通和關(guān)斷兩個狀態(tài)來描述。
1.電路加電后，電感L的初始電流為零，LX點的電壓為零，比較器的輸出為高電平，其輸出的高電平直接加在RS觸發(fā)器的S端，RS觸發(fā)器觸發(fā)，將開關(guān)打開，開關(guān)被接通；開關(guān)導(dǎo)通，輸入電壓VIN對電感L充電，電感L電流增加。比較器輸出端的高電平通過延遲電路延遲Ton的時間讓RS觸發(fā)器復(fù)位，關(guān)斷開關(guān)轉(zhuǎn)入關(guān)斷狀態(tài)。
2.開關(guān)關(guān)斷，此時電感向LED放電，LX端電壓高于VDD端電壓，比較器輸出為低電平，該低電平直接加到觸發(fā)器的S端并通過Ton延遲電路的很小的低電平延遲加到R端，觸發(fā)器的輸出Q保持低電平，開關(guān)保持斷開。隨著放電時間的推移，電感電流逐漸減小，當(dāng)電感電流減小至零時，LX點的電壓等于VDD點的電壓，由于比較器具有微小的直流漂移Vos，比較器輸出高電平，開關(guān)重新導(dǎo)通，重復(fù)上述步驟1過程。
如圖8所示，電感的平均電流或流出電源VIN的平均電流為VIN*Ton/(2L)，或電源的輸出功率為VIN2*Ton/(2L)。假定電感為理想電感、開關(guān)為理想開關(guān)，能量從電源VIN到LED的傳輸將沒有損耗，從而LED消耗的功率亦為VIN2*Ton/(2L)。如果VIN、Ton和L恒定，LED消耗的功率亦恒定。LED消耗的功率可通過改變VIN、Ton和L而改變。
下面，分別對恒定功率LED驅(qū)動器的兩個優(yōu)選實施例給以說明如圖5，實施例1中具有微小直流漂移Vos的比較器的正向輸入端通過電感L的一端與電源VIN的正極連接，負向輸入端與電感L的另一端和MOS開關(guān)管的漏極連接，具有微小漂移的比較器輸出端直接和通過延遲電路分別與RS觸發(fā)器輸入端S和R連接；RS觸發(fā)器輸出端Q與MOS開關(guān)管的柵極連接；MOS開關(guān)管的源極接地；電路的LX端與肖特基二極管D的正極聯(lián)接，肖特基二極管D的負極與并聯(lián)的濾波電容C和LED連接，LED的正極與肖特基二極管D的負極聯(lián)接，另一端接地。其中，二極管D在開關(guān)導(dǎo)通期間為反向偏置，而在開關(guān)關(guān)斷期間為正向偏置從而給電感向LED放電提供通路，電容C的作用是濾波，使LED上能有均勻電流通過。LED消耗的功率可通過改變VIN、R和L而改變。
如圖6，實施例2中具有微小直流漂移Vos的比較器的正向輸入端通過電感L的一端與電源VIN的正極連接，負向輸入端與電感L的另一端和MOS開關(guān)管的漏極連接，具有微小漂移的比較器輸出端直接和通過延遲電路分別與RS觸發(fā)器輸入端S和R連接；RS觸發(fā)器輸出端Q與MOS開關(guān)管的柵極連接；MOS開關(guān)管的源極接地；電路的LX端連接至LED的正極，LED的負極接地。LED消耗的功率可通過改變VIN、R和L而改變，電路向LED提供脈沖電流。
在本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解范圍內(nèi)，本發(fā)明恒定功率LED驅(qū)動器可做諸多變形，其中電路的開關(guān)可用晶體管或MOS管或其它開關(guān)電路代替來實現(xiàn)；延遲電路和RS觸發(fā)器的實現(xiàn)也是本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員很容易做到。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明權(quán)利要求的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種恒定功率LED驅(qū)動器，包含電感和控制電路，其特征在于，所述控制電路包括具有微小漂移的比較器，其正向輸入端通過電感的一端與電源連接，負向輸入端與電感的另一端和開關(guān)連接形成控制電路輸出端，具有微小漂移的比較器輸出端直接和通過延遲電路分別與RS觸發(fā)器輸入端S和R連接；開關(guān)，其有一接地端，另兩端分別與RS觸發(fā)器的Q端和具有微小漂移的比較器負向輸入端與電感連接端相連，所述開關(guān)在RS觸發(fā)器的控制下按一定的時間頻率閉合/斷開；RS觸發(fā)器，其輸出端Q與開關(guān)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒定功率LED驅(qū)動器，其特征在于，所述控制電路的開關(guān)是晶體管，其具有基極、集電極和發(fā)射極，其基極與RS觸發(fā)器的輸出端Q相連接，其集電極與具有微小漂移的比較器負向輸入端與電感連接端相連，其發(fā)射極接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒定功率LED驅(qū)動器，其特征在于，所述控制電路的開關(guān)也可以是MOS管，其具有柵極、漏極和源極，其柵極與RS觸發(fā)器的輸出端Q相連接，其漏極與具有微小漂移的比較器負向輸入端與電感連接端相連，其源極接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的恒定功率LED驅(qū)動器，其特征在于，LED驅(qū)動器提供的功率可通過改變電源電壓、電感的感抗和延遲電路的延遲時間來確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的恒定功率LED驅(qū)動器，其特征在于，還包括肖特基二極管，其正極與具有微小漂移的比較器負向輸入端連接；與LED并聯(lián)的濾波電容，LED的正極與肖特基二極管的負極聯(lián)接，另一端接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的恒定功率LED驅(qū)動器，其特征在于，LED驅(qū)動器提供的功率可通過改變電源電壓、電感的感抗和延遲電路的延遲時間來確定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種恒定功率LED驅(qū)動器，包含電感和控制電路，其特征在于，所述控制電路包括具有微小漂移的比較器，其正向輸入端通過電感的一端與電源連接，負向輸入端與電感的另一端和開關(guān)連接形成控制電路輸出端，具有微小漂移的比較器輸出端直接和通過延遲電路分別與RS觸發(fā)器輸入端S和R連接；開關(guān)，其有一接地端，另兩端分別與RS觸發(fā)器的Q端和具有微小漂移的比較器負向輸入端與電感連接端相連，所述開關(guān)在RS觸發(fā)器的控制下按一定的時間頻率閉合/斷開觸發(fā)器，其輸出端Q與開關(guān)連接。本發(fā)明能提供恒定的功率，電路簡單且生產(chǎn)成本低。
文檔編號H05B33/08GK101018436SQ200710073330
公開日2007年8月15日 申請日期2007年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月12日
發(fā)明者黃朝剛 申請人:深圳市泉芯電子技術(shù)有限公司, 廣東省粵晶高科股份有限公司