[发明专利]发光二极管驱动电路

说明书

技术领域

本发明是有关于一种光源驱动技术，且特别是有关于一种发光二极管(Light-Emitting Diode，简称LED)驱动电路。

背景技术

理想上LED顺向导通额定电压例如为3.3V，但是元件必然存在有误差，例如在5％的误差情况下，实际上LED顺向导通额定电压将会介于3.135V～3.465V。因此，即使是由相同数量、相同类型的LED串联耦接所形成的灯串(light bar)，实际上各个灯串的顺向导通电压(其为所串接的各个LED的顺向导通电压的总和)仍然会彼此不同。如果在各个灯串上施加相同的偏压，各个灯串在导通时将会因为实际的顺向导通电压不同而使流过各个灯串的电流不同，当然各个灯串提供的亮度也就不同。为了解决各个灯串电流不均所造成的亮度不均的问题，电流平衡电路就成了驱动LED灯串相当重要的元件。

图1为一种现有的LED驱动电路的电路图。请参照图1，灯串11～1m中的每个灯串11是由相同数量、相同类型的LED串联耦接所形成，其中m、n均为正整数，i为1～m中任一正整数。在每个灯串1i的第一端上施加相同的直流电压Vbus，这个直流电压Vbus是将5V、12V、24V或400V等常见规格的直流电压Vdc通过直流至直流(DC/DC)转换器降压或升压而来的。在每个灯串1i的第二端外加相应的开关Mi及电阻Rsi再通过LED控制器使灯串11～1m的电流达到平衡，这种在LED控制器外再外加元件的控制方式尤其适用于灯串为高电压、高电流(一般顺向导通电压大于60V、电流大于100mA)的应用场合。

对灯串1i而言，流过灯串1i的电流还会流过开关Mi及电阻Rsi，因此可通过电阻Rsi检测流过灯串1i的电流(其为电压形式)。然后LED控制器从电流检测端ISi接收所检测到的流过灯串11的电流平均值并和预设的电流期望值做比较，再根据比较结果从通道端CHi送出信号控制开关Mi导通或不导通，使流过灯串1i的电流平均值等于电流期望值或在一定误差范围内(一般在5％～8％的误差范围内)而有一定的均流效果。LED控制器还通过电压检测端VDi检测灯串1i第二端上的电压，在检测到灯串1i第二端的电压过高时，表示灯串1i中有发光二极管发生短路，此时从通道端CHi送出信号控制开关Mi不导通以保护电路。

但是，市售专用的LED控制器可支持的灯串数量是固定的，随着灯串11～1m数量的增加，需要采用多个LED控制器并联使用，这些并联使用的LED控制器之间的沟通及控制会使得设计成本上升且会使得电路变得复杂而不容易控制。而且，随着灯串11～1m数量的增加，外加的开关M1～Mm和电阻Rs1～Rsm的数量也会增加，同样会使得设计成本上升且会使得电路更为复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在于提供一种发光二极管(LED)驱动电路，不需要采用专用的LED控制器，且驱动电路架构相当简单，可大幅降低成本。

为了实现上述目的及其它目的，本发明提出一种发光二极管驱动电路，用于驱动多个灯串组成的光源，每个灯串均包括多个串联耦接的发光二极管，每个灯串的第一端均接收灯串电压。发光二极管驱动电路包括多个电流平衡器、短路保护电路、电压补偿电路以及调光电路。每个电流平衡器均包括晶体管及调节器，晶体管的第一端耦接至相应的灯串的第二端，晶体管的第二端通过调节器耦接至接地，在调节器不动作时，晶体管工作在截止区，在调节器动作时，晶体管工作在线性区且调节器用于检测相应的灯串的电流并和电流期望值比较，以便在相应的灯串的电流大于电流期望值时控制晶体管的工作点靠近截止区，在相应的灯串的电流小于电流期望值时控制晶体管的工作点远离截止区。短路保护电路用于在检测到任一灯串的第二端的电压大于过压期望值时输出关闭信号，并在未检测到任一灯串的第二端的电压大于过压期望值时输出开启信号。电压补偿电路用于在检测到任一灯串的第二端的电压小于电压期望值时调高灯串电压，并在未检测到任一灯串的第二端的电压小于电压期望值时不影响灯串电压。调光电路用于在收到关闭信号时，输出控制信号控制所有调节器不动作，并在收到开启信号时，根据脉宽调制形式的调光信号输出控制信号控制所有调节器交替地动作及不动作，以实现光源的脉宽调制调光。

本发明的LED驱动电路在每个灯串的第二端串接电流平衡器以进行自我反馈控制来调整灯串各自流过的电流，且加入电压补偿电路微调灯串电压以便使具有不同顺向导通电压的每个灯串都能被完全点亮，另加入短路保护电路以便在灯串中有发光二极管短路时关闭LED驱动电路，以保护灯串不至于因过电流而烧毁。

本发明的有益效果：