[发明专利]具有大操作电压范围的发光二极管驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管驱动电路，特别是涉及一种具有大操作电压范围的发光二极管驱动电路。

背景技术

近年来，发光二极管(light emitting diode，LED)的应用领域不断地被开发。相较于白炽灯泡，发光二极管具有耗电量低、组件寿命长、体积小、无须暖灯时间和反应速度快等优点，因此容易配合应用需求而制成极小或阵列式的组件，因此已普遍地应用在各式信息、通讯及消费性电子产品的指示灯或显示装置上。除了应用于户外各种显示器及交通号志灯外，发光二极管还广泛地应用于便携式产品上，例如移动电话、笔记型计算机或个人数字助理(personal digital assistant，PDA)的液晶显示屏幕背光源。

请参考图1，图1为一发光二极管的电压-电流特性图。当发光二极管的正向偏压(forward-bias voltage)小于其临界电压(threshold voltage)Vb时，流经发光二极管的电流极小，因此可视为开路；当发光二极管的正向偏压大于其临界电压Vb时，流经发光二极管的电流会随着其正向偏压呈指数型的增加，因此可视为短路。在发光二极管驱动电路中，一般会使用电流源来驱动发光二极管，使得不同的发光二极管能达到一致的发光亮度。

请参考图2，图2为现有技术中一发光二极管驱动电路300的示意图。如图2所示，发光二极管驱动电路300包含一电压源VS和一电流源IS，可用来驱动一发光组件10。电压源VS可提供一驱动电压Vf以开启发光组件10，而电流源IS可稳定流经发光组件10的驱动电流If以维持亮度均匀。在大尺寸的应用中需要使用许多发光二极管来提供足够光源，由于发光二极管为一电流驱动组件，其发光亮度与驱动电流的大小成正比，为了达到高亮度和亮度均匀的要求，发光组件10一般会包含多个串接发光二极管LED₁～LED_n。假设发光二极管LED₁～LED_n的临界电压皆为理想值Vb，则开启发光组件10所需的驱动电压Vf其值需大于n*Vb。串联发光二极管的数量越多，发光组件10所需的正向偏压越高。因此，现有技术的发光二极管驱动电路100仅能在可操作电压范围与发光二极管串联数量之间作一取舍。

请参考图3，图3为现有技术中另一发光二极管驱动电路400的示意图。发光二极管驱动电路400包含一电源供应电路110、一电压检测电路410和一电流调节电路420，可用来驱动一发光组件10。电源供应电路110包含一电压源VS和一桥式整流器(bridge rectifier)20。电压源VS可输出具正负周期的交流电压，而桥式整流器20可转换电压源VS在负周期内的输出电压，因此电源供应电路110可提供一直流电压Vf以驱动发光组件10，其中直流电压Vf的值随着时间而有周期性变化。电流调节电路420包含多组电流源IS₁～IS_n，分别用来控制发光组件10中相对应发光二极管LED₁～LED_n的亮度大小。电压检测电路410可检测驱动电压Vf的值，并依此开启或关闭电流调节电路220的电流源IS₁～IS_n。假设发光二极管LED₁～LED_n的临界电压皆为理想值Vb，当驱动电压Vf等于发光二极管LED₁的临界电压时(Vb)，电压检测电路410会开启电流源IS₁并关闭电流源IS₂～IS_n，此时电流路径从电压源VS依序流经发光二极管LED₁和电流源IS₁；当驱动电压Vf等于发光二极管LED₁和LED₂的加总临界电压时(2Vb)，电压检测电路410会开启电流源IS₂并关闭电流源IS₁和IS₃～IS_n，此时电流路径从电压源VS依序流经发光二极管LED₁、发光二极管LED₂和电流源IS₂；...；依此类推，当驱动电压Vf等于发光二极管LED₁～LED_n的加总临界电压时(nVb)，电压检测电路410会开启电流源IS_n并关闭电流源IS₁～IS_n-1，此时电流路径从电压源VS依序流经发光二极管LED₁～LED_n和电流源IS_n。