[发明专利]直接驱动LED的电路、装置和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在2012年6月28日提交韩国知识产权局的韩国专利申请序列号10-2012-0070048的权益，其公开内容并入本文以供参考。

技术领域

本发明涉及一种直接驱动LED的电路、装置和方法，特别是涉及一种能够根据线路电压改变PWM载波信号的频率以稳定地保持提供给LED的电流量从而改善线路调整（line regulation）的直接驱动LED的电路、装置和方法。

背景技术

由于发光二极管（LED）具有诸如结构紧凑、低功耗、发射（发光）驱动快和发射寿命长的优点后，传统的照明光源已经逐渐地被这种发光二极管取代。

一般而言，LED驱动电路用转换器将交流（AC）输入转换为直流（DC）信号，该转换器包括变压器和平流电容器，以驱动发光二极管。这里，尽管变压器具有将初级侧与次级侧电分离的优点，但是变压器也具有诸如体积大和成本高的缺点。

平流电容器一般使用大容量的电解质电容器。然而，由于电解质电容器具有体积大、成本高和与LED相比寿命短的缺点，导致了整个系统的寿命的降低。

为了解决这个问题，代替使用包括变压器和平流电容器的转换器的LED驱动装置，已经提出了一种使用恒电流源的LED驱动装置。

然而，在传统的包括恒电流源的LED驱动装置中，当通过AC直接驱动方法驱动LED时，输出电流会根据线路电压的增加而变化，这降低线路调整性能。

[相关的现有技术文献]

[专利文献]

（专利文献1）韩国专利登记号10-0942234（2010年2月12日公开）

（专利文献2）美国专利申请特开公开号US20100308738（2010年12月9日公开）

（专利文献3）美国专利申请特开公开号US20100308731（2010年12月9日公开）

发明内容

为了克服上述的技术问题而发明了本发明，因此，本发明旨在提供一种能够根据线路电压改变PWM载波信号的频率以恒定保持提供给LED的电流量从而改善线路调整的直接驱动LED的电路、装置和方法。

根据本发明实现目标的一个方面，提供了一种发光二极管（LED）直接驱动电路，包括：LED单元，具有彼此串联连接的多个LED组；开关单元，包括分别连接到多个LED组的多个开关，每一个开关被配置为根据闭合操作使串联连接到相应的开关的至少一个LED组发光；以及开关控制单元，被配置为将根据从LED单元的输入电压感应到的线路电压的信号与LED单元的输出电压进行比较以计算比较值，生成具有根据线路电压变化的频率的脉宽调制（PWM）载波信号，并通过将上述的比较值与变频后的PWM载波信号进行比较来输出控制信号，该控制信号用于控制开关单元。

另外，在一个实施例中，开关控制单元可以包括：电压比较单元，被配置为将根据从LED单元的输入电压感应到的线路电压的信号与LED单元的输出电压进行比较以输出比较信号；振荡器单元，被配置为生成和输出具有根据线路电压的频率的PWM载波信号；PWM信号生成单元，被配置为将从电压比较单元输出的比较信号与从振荡器单元输出的PWM载波信号进行比较以生成占空调整后的PWM信号；以及控制信号输出单元，被配置为根据从PWM信号生成单元输出的PWM信号和线路电压输出用于控制开关单元的控制信号。

这里，在一个示例中，电压比较单元可以包括：参考信号提供单元，被配置为根据线路电压生成和提供参考电压信号；平均单元，被配置为接收LED单元的输出电压并平均输出电压的值；以及比较放大单元，被配置为将从平均单元生成的平均输出电压与参考电压信号进行比较以输出比较信号。

这里，在一个示例中，参考信号提供单元可以包括：参考电压生成单元，被配置为根据线路电压生成参考电压信号；模数转换器（ADC），被配置为根据线路电压的电平生成数字信号并将该数字信号提供给控制信号输出单元；以及数模转换器（DAC），被配置为接收从ADC生成的数字信号并根据该数字信号选择从参考电压生成单元生成的模拟参考电压信号以将模拟参考电压信号提供给电压比较单元。

另外，在此，在一个示例中，控制信号输出单元可以包括：缓冲单元，被配置为缓冲从PWM信号生成单元输出的信号；以及多路分配器（demux）单元，被配置为响应于ADC的输出，根据从缓冲单元输出的信号输出控制信号，该控制信号用于驱动开关单元的多个开关中的任何一个。