[发明专利]光源的驱动电路与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种驱动电路与方法，特别是涉及一种使发光二极管的工作温度维持固定的驱动电路与方法。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种半导体组件，其主要是由III-V族元素化合物半导体材料所构成。这种半导体材料具有将电能转换为光的特性。详细地说，对这种半导体材料施加电流时，半导体材料内部的电子会与空穴结合，并且将过剩的能量以光的形式释出，而实现发光的效果。

由于发光二极管的发光现象不属于热发光或放电发光，而是属于冷性发光，所以发光二极管装置的寿命可长达十万小时以上，且无须暖灯时间(Idling Time)。此外，发光二极管装置具有反应速度快(约为10^-9秒)、体积小、用电省、污染低(不含水银)、高可靠度、适合量产等优点，因此其应用的领域十分广泛。虽然发光二极管应用的领域非常广泛，然而其发热问题一直是影响操作效能的主要问题之一。

为了解决发光二极管的散热问题，各家厂商无不发展各样的技术。图1示出了一种现有的具有散热结构的发光二极管模块示意图。请参照图1，发光二极管模块100采用了一种机械散热的技术。在发光二极管模块100内，包括了多个发光二极管102，彼此相邻排列。另外，在每个发光二极管102之间，则配置有金属片104，用来作为散热的机构。

虽然图1的结构能够在发光二极管模块100运作时，将所产生的热能散除。但是，受限于材料的热导效果，因此散热的速度有限，而无法适用于运作高速的系统。另外，现有的架构也会增加硬件的成本和系统体积。

发明内容

因此，本发明提供一种光源的驱动电路，可以利用控制发光二极管为顺偏工作或是逆偏工作，使之发光二极管的工作温度维持稳定。

本发明还提供一种光源的驱动方法，当发光二极管在工作时，能够有效地进行散热。

本发明所提供的光源的驱动电路，适用于包括多个发光二极管的光源，而本发明的驱动电路则包括一第一脉宽调制单元和一电源转换单元。其中，第一脉宽调制单元产生一第一脉宽调制讯号，使得电源转换单元依据第一脉宽调制讯号的工作周期，而产生一驱动电压讯号来控制光源为顺向偏压操作或逆向偏压操作，以稳定光源在操作时的温度。

从另一观点来看，本发明提供一种光源的驱动方法，是于驱动具有多个发光二极管的光源。本发明的驱动方法包括在一第一时间区间内使发光二极管为顺向偏压操作，致使光源为正常运作。另外，在一第二时间区间内使发光二极管为逆向偏压操作，致使光源进行散热。

此外，本发明还包括产生一脉宽调制讯号，并且在第一时间区间内，使脉宽调制讯号的工作周期大于50％，以产生在第一电平的一驱动电压讯号来驱动光源。另外，本发明也可以在第二时间区间内，使脉宽调制讯号的工作周期小于50％，以产生在第二电平的驱动电压讯号使光源进行散热，其中第二电平小于第一电平。

此外，本发明亦提供一种发光二极管驱动电路，包括一电源转换单元以及一控制单元。其中，电源转换单元耦接一输入电压，根据一控制讯号将输入电压转换成一输出电压以驱动一发光二极管模块发光。以及控制单元产生控制讯号，使发光二极管模块交替于顺向偏压操作或逆向偏压操作。

由于发光二极管在顺向偏压下工作时，可以正常地被驱动，而在逆向偏压下工作时，可以进行散热。因此，本发明不需要额外的硬件机构，就可以有效地对发光二极管进行散热。

为使本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并结合附图详细说明如下。

附图说明

图1示出了一种现有具有散热结构的发光二极管模块示意图；

图2示出了发光二极管在顺偏时载流子运动的示意图；

图3示出了发光二极管在逆偏时载流子运动的示意图；

图4A示出了依照本发明第一较佳实施例的一种光源的驱动电路的方块图；

图4B和图4C示出了依照本发明较佳实施例的电源转换单元402的内部电路方块图；

图5示出了依照本发明较佳实施例的电源转换单元的电路图；

图6示出了图5的电源转换单元产生驱动电压讯号所需的脉宽调制讯号的时序图；

图7示出了一种脉宽调制讯号与驱动电压讯号的时序图；

图8示出了依照本发明第二较佳实施例的一种光源的驱动电路的方块图；

图9A和图9B示出了驱动电压讯号Vd的波形图；以及

图10示出了依照本发明第三较佳实施例的一种光源的驱动电路的方块图。

附图符号说明

100：发光二极管模块