可提高电能转换效率的驱动电路与其驱动方法

xiaoxiao2020-09-10  1

专利名称:可提高电能转换效率的驱动电路与其驱动方法
技术领域
本发明是有关于一种驱动电路,尤指一种通过分段驱动负载以提高电能转换效率的驱动电路。
背景技术
请参照图1A,为现有技术说明一种可用以驱动发光二极管的驱动电路100的示意图。如图IA所示,驱动电路100包括 整流器102与电流供应单元104。整流器102是用以接收交流电压AC,并根据交流电压AC,以产生第一电压VI,其中第一电压Vl是为直流电压,且随着时间而有周期性变化。第一电压Vl是用以驱动一串发光二极管106,且一串发光二极管106包括至少一发光二极管。在图IA中,驱动电路100的输入功率是为一串发光二极管106的消耗功率以及电流供应单元104的消耗功率的和。请参照图1B,图IB是为说明图IA的一串发光二极管106的功率和第一电压Vl的关系的不意图。如图IB所不,一串发光二极管106的串联数目越大(亦即一串发光二极管106的跨压V106越大),则一串发光二极管106的消耗功率P106( —串发光二极管106的驱动电流乘上跨压V106)亦越大,电流供应单元104的消耗功率越小,但一串发光二极管106的开启时间T亦越短,导致一串发光二极管106的亮度不足。请参照图2A和图2B,图2A是为现有技术说明一种可用以分段驱动发光二极管的驱动电路200的示意图,图2B是为说明图2A的发光二极管的消耗功率和第一电压Vl的关系的示意图。如图2A所示,驱动电路200包括整流器102与电流供应单元204。如图2B所不,在第一电压Vl逐渐增加的过程中,一串发光二极管206中的发光二极管2062、2064及2066依序被开启。亦即当第一电压Vl等于电压V2062时,发光二极管2062被开启(发光二极管2064及2066关闭),且驱动发光二极管2062的驱动电流经过节点SI流入电流供应单元204。同理,当第一电压Vl等于电压V2064时,发光二极管2062、2064被开启(发光二极管2066关闭),且驱动发光二极管2062、2064的驱动电流经过节点S2流入电流供应单元204 ;当第一电压Vl等于电压V2066时,发光二极管2062、2064及2066开启,且驱动发光二极管2062、2064及2066的驱动电流经过节点S3流入电流供应单元204。所以如图2B所示,驱动电路200可增加一串发光二极管206的消耗功率,亦即一串发光二极管206的消耗功率等于发光二极管2062的消耗功率P2062、发光二极管2064的消耗功率P2064以及发光二极管2066的消耗功率P2066的总和。但驱动电路200的优点在于可以串接很高发光二极管,提升转换效率,又不会降低亮度,缺点在于发光二极管2066的亮度总是小于发光二极管2062、2064的亮度。

发明内容
本发明的一实施例提供一种可提高电能转换效率的驱动电路。该驱动电路包括开关、侦测单元及电流供应单元。该开关具有第一端,用以耦接于多组发光二极管中的第一组发光二极管的第一端以及接收第一电压,第二端,及第三端,用以耦接于该多组发光二极管中的最后一组发光二极管的第一端;该侦测单元具有输出端,耦接于该开关的第二端,用以输出开关控制信号,其中该开关控制信号是用以控制该开关的开启与关闭;该电流供应单元具有多个电流输入端,及接地端,耦接于地端,其中该多个电流输入端中的每一电流输入端,是用以耦接于该多组发光二极管中的相对应的一组发光二极管的第二端。本发明的还一实施例提供一种可提高电能转换效率的驱动方法。该驱动方法包括根据第一电压,驱动多组发光二极管中的第一 组发光二极管;开关接收该第一电压并产生第二电压;根据该第二电压,驱动该多组发光二极管中的最后一组发光二极管;侦测单元比较侦测端的电压与参考电压的大小以产生侦测结果;根据该侦测结果,该侦测单元控制该开关执行相对应的操作。本发明的还一实施例提供一种可提高电能转换效率的驱动方法。该驱动方法包括根据第一电压,驱动多组发光二极管中的第一组发光二极管;开关接收该第一电压并产生第二电压;根据该第二电压,驱动该多组发光二极管中的最后一组发光二极管;侦测单元比较第一侦测端与第二侦测端之间的电压差与参考电压的大小以产生侦测结果;根据该侦测结果,该侦测单元控制该开关执行相对应的操作。本发明提供一种可提高电能转换效率的驱动电路与其驱动方法。该驱动电路与驱动方法是利用侦测电路与开关,先开启多组串联的发光二极管的第一组发光二极管与最后一组发光二极管,然后关闭该最后一组发光二极管并依序开启该多组串联的发光二极管中的其它组发光二极管。而该多组串联的发光二极管的关闭过程则和该多组串联的发光二极管的开启过程相反。因此,相较于现有技术,本发明可提高电能转换效率,且该多组串联的发光二极管的亮度会较均匀。


图IA是为现有技术说明一种可用以驱动发光二极管的驱动电路的示意图。图IB是为说明图IA的一串发光二极管的消耗功率和第一电压的关系的示意图。图2A是为现有技术说明一种可用以分段驱动发光二极管的驱动电路的示意图。图2B是为说明图2A的发光二极管的消耗功率和第一电压的关系的示意图。图3A和图3B是为本发明的一实施例说明一种可提高电能转换效率的驱动电路的示意图。图4是为说明图3A的发光二极管的消耗功率和第一电压的关系的示意图。图5为是本发明的还一实施例说明一种可提高电能转换效率的驱动方法的流程图。图6为是本发明的还一实施例说明一种可提高电能转换效率的驱动方法的流程图。其中,附图标记说明如下100、200、300驱动电路102、310整流器104、204、306电流供应单元106、206—串发光二极管302开关
304侦测单元2062,2064,2066发光二极管3081第一组发光二极管3082第二组发光二极管308n最后一组发光二极管A、B区块AC交流电压GND地端 P106、P2062、P2064、P2066、P3081、消耗功率P308nSI、S2、Sn、Sn-I节点SC开关控制信号T开启时间Vl第一电压V106跨压V2062、V2064、V2066、V3081、电压V3082、V308n700 至 710、800 至 810步骤
具体实施例方式请参照图3A和图3B,图3A和图3B是为本发明的一实施例说明一种可提高电能转换效率的驱动电路300的示意图。驱动电路300包括开关302、侦测单元304及电流供应单元306。开关302具有第一端,用以耦接于多组发光二极管3081-308n中的第一组发光二极管3081的第一端以及接收整流器310产生的第一电压VI,第二端,及第三端,用以耦接于多组发光二极管3081-308n中的最后一组发光二极管308n的第一端,其中多组发光二极管3081-308n中的每一组发光二极管包括至少一串发光二极管,且每一组发光二极管中的每一串发光二极管的串联数目必须相同,但多组发光二极管3081-308n中的不同组发光二极管的串联数目则不必须相同。另外,n是为正整数,且3。此外,开关302可为P型金属氧化物半导体晶体管、N型金属氧化物半导体晶体管或传输闸。此外,整流器310是用以接收交流电压AC,并根据交流电压AC,以产生第一电压VI,其中第一电压Vl是为直流电压,且随着时间而有周期性变化。侦测单元304具有侦测端,用以耦接于第一组发光二极管3081的一端(如图3A所示,侦测单元304的侦测端是用以耦接于第一组发光二极管3081的第一端,以及如图3B所示,侦测单元304的侦测端是用以耦接于第一组发光二极管3081的第二端),用以侦测第一组发光二极管3081的一端的电压,并根据第一组发光二极管3081的一端的电压,产生开关控制信号SC,输出端,耦接于开关302的第二端,用以输出开关控制信号SC,其中开关控制信号SC是用以控制开关302的开启与关闭。电流供应单元306具有多个电流输入端,及接地端,耦接于地端GND,其中多个电流输入端中的每一电流输入端,是用以耦接于多组发光二极管3081-308n中的相对应的一组发光二极管的第二端。另外,在图3A和图3B的还一实施例中,驱动电路300是包括整流器310。
请参照图4,图4是为说明第3图的发光二极管的消耗功率和第一电压Vl的关系的示意图。如图4所示,在第一电压Vl逐渐增加到大于电压V3081时,多组发光二极管3081-308n中的第一组发光二极管3081与最后一组发光二极管308n (第一组发光二极管3081的跨压等于最后一组发光二极管308n的跨压)先被开启,亦即驱动第一组发光二极管3081的驱动电流经过节点SI流入电流供应单元306,以及驱动最后一组发光二极管308n的驱动电流经过开关302与节点Sn-l、Sn流入电流供应单元306。当第一电压Vl增加到大于电压V3082时,侦测单兀304根据第一组发光二极管3081的一端的电压,产生开关控制信号SC,以关闭开关302。此时,驱动第一组发光二极管3081和第二组发光二极管3082的驱动电流经过节点S2流入电流供应单元306,且最后一组发光二极管308n被关闭。然后,随着第一电压Vl继续地增加,依序开启第三组发光二极管3083、第四组发光二极管3084…,直到最后一组发光二极管308n重新被开启(此时第一电压Vl大于电压V308n)。另外,如图4所示,当第一电压Vl逐渐降低时,发光二极管关闭过程的顺序和上述发光二极管的开启过程的顺序相反。因此,上述发光二极管的开启与关闭的过程将会随着第一电压Vl周而复始地出现。另外,如图4所示,发光二极管的消耗功率是为多个发光二极管的消耗功率P3081-P308n的总合再加上A区块和B区块的发光二极管的消耗功率,其中A区块和B区块的发光二极管的消耗功率是为第一电压Vl介于电压V3081与电压V3082之间时,最后一组发光二极管308n的消耗功率。请参照图5,图5为是本发明的还一实施例说明一种可提高电能转换效率的驱动方法的流程图。图5的方法是利用图3A的驱动电路300说明,详细步骤如下步骤700:开始;步骤702 :根据第一电压Vl,驱动多组发光二极管3081-308n中的第一组发光二极管 3081 ;步骤704 :开关302接收第一电压Vl并产生第二电压V2 ;步骤706 :根据第二电压V2,驱动多组发光二极管3081-308n中的最后一组发光二极管308n ;步骤708 :侦测单元304比较侦测单元304的侦测端的电压与参考电压的大小,以产生侦测结果DR;步骤710 :根据侦测结果DR,侦测单元304控制开关302执行相对应的操作;跳回步骤708。在步骤702中,整流器310根据交流电压AC,产生第一电压Vl。当第一电压Vl逐渐增加到大于电压V3081时,第一组发光二极管3081开启。在步骤704中,开关302接收第一电压Vl并产生第二电压V2,其中开关302 —直维持开启直到第一电压Vl等于电压V3082。因此,在步骤706中,可根据第二电压V2驱动多组发光二极管3081-308n中的最后一组发光二极管308n。在步骤708中,侦测单元304不断地比较侦测单元304的侦测端的电压与参考电压的大小,以产生侦测结果DR,其中侦测单元304的侦测端的电压是为第一组发光二极管3081的第一端或第二端的电压。在步骤710中,当第一组发光二极管3081的第一端的电压(亦即第一电压VI)增加到大于参考电压(此时参考电压是为电压V3082)时,侦测单元304根据开关控制信号SC,关闭开关302。此时,最后一组发光二极管308n被关闭直到第一电压Vl增加到足以驱动所有多组发光二极管3081-308n。同理,当第一组发光二极管3081的第二端的电压(亦即节点SI的电压)增加到大于参考电压(此时参考电压是为第一电压Vl减去第一组发光二极管3081的跨压)时,侦测单元304根据开关控制信号SC,关闭开关302。此时,最后一组发光二极管308n被关闭直到第一电压Vl增加到足以驱动所有多组发光二极管3081-308n。另外,在步骤710中,当第一组发光二极管3081的第一端的电压(第一电压VI)小于参考电压(此时参考电压是为电压V3082)时,侦测单元304根据开关控制信号SC,开启开关302。此时,只有第一组发光二极管3081和最后一组发光二极管308n被开启。但当第一电压Vl小于电压V3081时,所有多组发光二极管3081_308n皆被关闭。同理,当第一组发光二极管3081的第二端的电压小于参考电压(第一电压Vl减去第一组发光二极管3081的跨压)时,侦测单元304根据开关控制信号SC,开启开关302。此时,只有第一组发光二极管3081和最后一组发光二极管308n被开启。请参照图6,图6为是本发明的还一实施例说明一种可提高电能转换效率的驱动方法的流程图。图6的方法是利用图3A的驱动电路300说明,详细步骤如下步骤800:开始;步骤802 :根据第一电压VI,驱动多组发光二极管3081-308n中的第一组发光二极管 3081 ;步骤804 :开关302接收第一电压Vl并产生第二电压V2 ;步骤806 :根据第二电压V2,驱动多组发光二极管3081-308n中的最后一组发光二极管308n ;步骤808 :侦测单元304比较侦测单元304的第一侦测端与第二侦测端之间的电压差与参考电压VREF的大小,以产生侦测结果DR ;步骤810 :根据侦测结果DR,侦测单元304控制开关302执行相对应的操作;跳回步骤808。图6的实施例和图5的实施例之间的差别是在步骤808中,侦测单元304比较侦测单元304的第一侦测端与第二侦测端之间的电压差与参考电压VREF的大小,以产生侦测结果DR,其中侦测单元304的第一侦测端与第二侦测端之间的电压差是为第一组发光二极管3081的第一端或与第二端之间的电压差。在步骤810中,当第一组发光二极管3081的第一端或与第二端之间的电压差大于参考电压VREF (电压V3082减去电压V3081)时,侦测单元304根据开关控制信号SC,关闭开关302。此时,最后一组发光二极管308n被关闭直到第一电压Vl增加到足以驱动所有多组发光二极管3081-308n。另外,在步骤810中,当第一组发光二极管3081的第一端或与第二端之间的电压差小于参考电压VREF时,侦测单元304根据开关控制信号SC,开启开关302。此时,只有第一组发光二极管3081和最后一组发光二极管308n被开启。但当第一电压Vl小于电压V3081时,所有多组发光二极管3081-308n皆被关闭。综上所述,本发明所提供的可提高电能转换效率的驱动电路与其驱动方法,是利用侦测电路与开关,先开启多组串联的发光二极管的第一组发光二极管与最后一组发光二极管,然后关闭最后一组发光二极管并依序开启多组串联的发光二极管中的其它组发光二极管。而多组串联的发光二极管的关闭过程则和多组串联的发光二极管的开启过程相反。因此,相较于现有技术,本发明可提高电能转换效率,且多组串联的发光二极管的亮度会较均匀。
以上所述仅为本发 明的优选实施例,凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种可提闻电能转换效率的驱动电路,包括 电流供应单元,具有多个电流输入端,及接地端,耦接于地端,其中该多个电流输入端中的每一电流输入端,是用以耦接于多组发光二极管中的相对应的一组发光二极管的第二端; 该驱动电路的特征在于还包括 开关,具有第一端,用以耦接于该多组发光二极管中的第一组发光二极管的第一端以及接收第一电压,第二端,及第三端,用以耦接于该多组发光二极管中的最后一组发光二极管的第一端;及 侦测单元,具有输出端,耦接于该开关的第二端,用以输出开关控制信号,其中该开关控制信号是用以控制该开关的开启与关闭。
2.如权利要求I所述的驱动电路,其特征在于,该侦测单元还包括侦测端,用以耦接于该多组发光二极管中的第一组发光二极管的一端,用以侦测该第一组发光二极管的一端的电压,并根据该第一组发光二极管的一端的电压,产生该开关控制信号。
3.如权利要求I所述的驱动电路,其特征在于,该侦测单元还包括第一侦测端,用以耦接于该多组发光二极管中的第一组发光二极管的第一端,第二侦测端,耦接于该第一组发光二极管的第二端,该侦测单元是用以根据该第一侦测端与该第二侦测端之间的电压差,产生该开关控制信号。
4.如权利要求I所述的驱动电路,其特征在于,该开关是为P型金属氧化物半导体晶体管。
5.如权利要求I所述的驱动电路,其特征在于,该开关是为N型金属氧化物半导体晶体管。
6.如权利要求I所述的驱动电路,其特征在于,该开关是为传输闸。
7.如权利要求I所述的驱动电路,其特征在于,该多组发光二极管中的每一组发光二极管包括至少一串发光二极管,且该至少一串发光二极管中的每一串发光二极管包括至少一发光二极管。
8.如权利要求I所述的驱动电路,其特征在于,还包括整流器,用以接收交流电压,并根据该交流电压,以产生该第一电压。
9.一种可提高电能转换效率的驱动方法,包括 根据第一电压,驱动多组发光二极管中的第一组发光二极管; 该驱动方法的特征在于还包括 开关接收该第一电压并产生第二电压; 根据该第二电压,驱动该多组发光二极管中的最后一组发光二极管; 侦测单元比较侦测端的电压与参考电压的大小以产生侦测结果;及 根据该侦测结果,该侦测单元控制该开关执行相对应的操作。
10.如权利要求9所述的驱动方法,其特征在于,当该侦测结果显示该侦测端的电压大于该参考电压时,该侦测单元关闭该开关。
11.如权利要求9所述的驱动方法,其特征在于,当该侦测结果显示该侦测端的电压小于该参考电压时,该侦测单元开启该开关。
12.如权利要求9所述的驱动方法,其特征在于,该侦测端的电压是为该多组发光二极管中的第一组发光二极管的一端的电压。
13.—种可提高电能转换效率的驱动方法,包括 根据第一电压,驱动多组发光二极管中的第一组发光二极管; 该驱动方法的特征在于还包括 开关接收该第一电压并产生第二电压; 根据该第二电压,驱动该多组发光二极管中的最后一组发光二极管; 侦测单元比较第一侦测端与第二侦测端之间的电压差与参考电压的大小以产生侦测结果;及 根据该侦测结果,该侦测单元控制该开关执行相对应的操作。
14.如权利要求13所述的驱动方法,其特征在于,当该侦测结果显示该第一侦测端与该第二侦测端之间的电压差大于该参考电压时,该侦测单元关闭该开关。
15.如权利要求13所述的驱动方法,其特征在于,当该侦测结果显示该第一侦测端与该第二侦测端之间的电压差小于该参考电压时,该侦测单元开启该开关。
16.如权利要求13所述的驱动方法,其特征在于,该第一侦测端与该第二侦测端之间的电压差是为该多组发光二极管中的第一组发光二极管的第一端与第二端之间的电压差。
全文摘要
本发明公开了一种可提高电能转换效率的驱动电路与其驱动方法。该驱动电路包括开关、侦测单元及电流供应单元。该开关的第一端是用以耦接于多组发光二极管中的第一组发光二极管的第一端以及接收第一电压,该开关的第三端是用以耦接于该多组发光二极管中的最后一组发光二极管的第一端;该侦测单元是用以输出开关控制信号至该开关的第二端,以控制该开关的开启与关闭;该电流供应单元,具有多个电流输入端,及接地端,耦接于地端,其中该多个电流输入端中的每一电流输入端,是用以耦接于该多组发光二极管中的相对应的一组发光二极管的第二端。因此,本发明可提高电能转换效率,且该多组串联的发光二极管的亮度会较均匀。
文档编号H05B37/02GK102625519SQ201110052989
公开日2012年8月1日 申请日期2011年3月4日 优先权日2011年1月28日
发明者王俊棋, 陈祈铭 申请人:沛亨半导体股份有限公司

最新回复(0)