專利名稱：發(fā)光元件驅(qū)動系統(tǒng)、驅(qū)動控制電路及驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子電路，尤其是一種發(fā)光元件驅(qū)動系統(tǒng)、驅(qū)動控制電路及驅(qū)動方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的不斷發(fā)展，LED (light-emitting diode，發(fā)光二極管)由于其體積小、 驅(qū)動簡單且節(jié)能環(huán)保，正逐漸取代熒光燈在液晶顯示背光和普通照明中的應(yīng)用。LED需要驅(qū) 動電路來為其提供受控的電流信號。在某些應(yīng)用場合，除了受控的LED電流以外，還需要一 些諸如12V、5V之類的電源電壓，用以為其他電路或芯片供電。圖1 3示出目前IXD電視背光中常用的幾種LED驅(qū)動系統(tǒng)。圖1所示系統(tǒng)包括 PFC (power factor correction，功率因數(shù)校正)電路、兩個隔離式DC/DC變換電路和一個 LED驅(qū)動電路。PFC電路將交流輸入轉(zhuǎn)換為直流電壓(例如400V)，其中一個隔離式DC/DC 變換電路將該直流電壓轉(zhuǎn)換為其他電路或芯片所需的電源電壓(例如12V和5V)，另一個隔 離式DC/DC變換電路將該直流電壓轉(zhuǎn)換為LED驅(qū)動電路所需的直流輸入電壓。LED驅(qū)動電 路將該直流輸入電壓轉(zhuǎn)換為LED所需的電流信號并將其傳送至LED面板。圖2所示系統(tǒng)也包括PFC電路、兩個隔離式DC/DC變換電路和一個LED驅(qū)動電路， 但其中一個隔離式DC/DC變換電路僅輸出5V電源電壓，另一個隔離式DC/DC變換電路為 LED驅(qū)動電路提供直流輸入電壓并同時輸出12V電源電壓。圖3所示系統(tǒng)包括PFC電路、一 個隔離式DC/DC變換電路、一個LED驅(qū)動電路和兩個非隔離式的DC/DC變換電路。該隔離 式DC/DC轉(zhuǎn)換電路為LED驅(qū)動電路提供直流輸入電壓并同時輸出另一直流母線電壓(例如 18V)，兩個非隔離式的DC/DC變換電路將該直流母線電壓分別轉(zhuǎn)換為所需的電源電壓12V 和5V。以上幾種現(xiàn)有的LED驅(qū)動系統(tǒng)均采用電壓變換電路與驅(qū)動電路相分離的多級的 電路架構(gòu)，需要分離的驅(qū)動電路將變換后的電壓進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成驅(qū)動電流以驅(qū)動LED，這種多 級電路架構(gòu)一般需要多個功率電路和控制電路，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且成本高昂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種發(fā)光元件驅(qū)動系統(tǒng)、驅(qū)動控制電路及驅(qū)動方 法，其能夠減少現(xiàn)有技術(shù)發(fā)光元件驅(qū)動系統(tǒng)的電路級數(shù)，以更簡單的結(jié)構(gòu)、更高的效率和更 低的成本來同時提供用于驅(qū)動發(fā)光元件的驅(qū)動電流以及用于其他電路的直流母線電壓。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，一種發(fā)光元件驅(qū)動系統(tǒng)，包括隔離式功率變換電路，接收輸 入信號并對其進(jìn)行變換，以提供用于驅(qū)動發(fā)光元件的電流信號、以及直流母線電壓；以及至 少一個直流電壓變換電路，接收所述直流母線電壓，并將其變換為至少一個電源電壓；其 中，隔離式功率變換電路利用調(diào)光信號，分時地對電流信號和直流母線電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，以分 別得到所需的驅(qū)動電流和母線電壓。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，一種發(fā)光元件驅(qū)動方法，包括通過初級電路將輸入信號轉(zhuǎn)換 為一交流信號，并將該交流信號提供至變壓器的初級繞組；通過電耦接至所述變壓器一個次級繞組的第一整流電路，提供一直流母線電壓；通過電耦接至所述變壓器另一個次級繞 組的第二整流電路，提供電流信號以驅(qū)動發(fā)光元件；以及產(chǎn)生調(diào)光信號，在調(diào)光信號有效時 調(diào)節(jié)電流信號，在調(diào)光信號無效時調(diào)節(jié)直流母線電壓。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，一種發(fā)光元件驅(qū)動控制電路，包括電流調(diào)節(jié)環(huán)路，將代表流 過發(fā)光元件電流的電流反饋信號與電流參考信號比較，并產(chǎn)生電流補(bǔ)償信號；電壓調(diào)節(jié)環(huán) 路，將代表輸出直流母線電壓的電壓反饋信號與電壓參考信號比較，并產(chǎn)生電壓補(bǔ)償信號； 以及開關(guān)控制電路，當(dāng)調(diào)光信號有效時根據(jù)所述電流補(bǔ)償信號產(chǎn)生控制信號，當(dāng)調(diào)光信號 無效時根據(jù)所述電壓補(bǔ)償信號產(chǎn)生控制信號。由于隔離式功率變換電路既直接驅(qū)動發(fā)光元件，又提供直流母線電壓，本發(fā)明僅 需一個隔離式功率變換電路和幾個DC/DC變換電路即可在驅(qū)動發(fā)光元件的同時提供所需 電源電壓，結(jié)構(gòu)簡單且成本低廉。此外，通過利用調(diào)光信號，采用分時策略對發(fā)光元件驅(qū)動 電流和直流母線電壓分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，解決了從單級電路中同時提供電流與電壓時會出現(xiàn)的 不穩(wěn)定和干擾問題，確保能夠得到所需的驅(qū)動電流和直流電壓。


圖1 3為IXD電視背光中三種現(xiàn)有的LED驅(qū)動系統(tǒng)的框圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的LED驅(qū)動系統(tǒng)的框圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的LED驅(qū)動系統(tǒng)的電路圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的LED驅(qū)動系統(tǒng)的電路圖；圖7為圖5所示控制電路的框圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖7所示控制電路的電路圖；圖9為圖8所示控制電路的工作波形；圖10為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的LED驅(qū)動系統(tǒng)的電路圖；圖11為圖10所示控制電路的電路圖；圖12為圖11所示控制電路的工作波形；圖13為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的LED驅(qū)動方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例 說明，并不用于限制本發(fā)明。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可知，本發(fā)明不僅適用于驅(qū)動LED，也可用 于驅(qū)動其它發(fā)光元件，例如CCFL等。圖4為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的LED驅(qū)動系統(tǒng)的框圖，包括隔離式功率變換電路401 和η個DC/DC電壓變換電路402_1 402_n(n彡0)。隔離式功率變換電路401接收輸入 電壓V_in，將其轉(zhuǎn)換為電流信號I_LED以驅(qū)動LED，并同時提供直流母線電壓V_bus。該輸 入電壓V_in可來自于PFC電路，也可來自于其他直流或交流電源。隔離式功率變換電路 401可采用諸如LLC諧振變換器、反激變換器等電流型拓?fù)?。隔離式功率變換電路401可采 用脈沖寬度調(diào)制(PWM，pulse width modulation)、脈沖頻率調(diào)制(PFM，pulse frequency modulation)等控制方法，其具體實(shí)現(xiàn)方式可為峰值電流控制、平均電流控制、滯環(huán)電流控 制等。
DC/DC電壓變換電路402_1 402_n接收直流母線電壓V_bus，并將其分別轉(zhuǎn)換為 電源電壓V_psl V_psn。DC/DC電壓變換電路402_1 402_n可采用任何DC/DC拓?fù)?，?如 BUCK、BOOST、BUCK-BOOST、LDO 等。在根據(jù)本實(shí)施例的LED驅(qū)動系統(tǒng)中，采用例如間歇調(diào)光方式等調(diào)光方式來對LED 進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)。當(dāng)調(diào)光信號DIM有效時，LED被點(diǎn)亮，LED有電流流過，當(dāng)調(diào)光信號DIM無效 時，LED無電流流過。此外，LED驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)一步利用該調(diào)光信號，在調(diào)光信號DIM有效時 調(diào)節(jié)流過LED的電流I_LED，而在在調(diào)光信號DIM無效時調(diào)節(jié)直流母線電壓V_bus。這樣， 實(shí)現(xiàn)了分時地對電流信號和直流母線電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，以分別得到所需的驅(qū)動電流和母線電 壓，并且解決了從單級電路中同時提供電流與電壓時會出現(xiàn)的不穩(wěn)定和干擾問題。。此外，圖4所示的LED驅(qū)動系統(tǒng)調(diào)節(jié)流過LED的電流，并對直流母線電壓V_bus實(shí) 現(xiàn)粗略控制，僅需一個隔離式功率變換電路和幾個DC/DC變換電路即可在驅(qū)動LED的同時 提供所需電源電壓，結(jié)構(gòu)簡單且成本低廉。圖5為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的LED驅(qū)動系統(tǒng)的電路圖，其中隔離式功率變換電路 501包括初級電路503、變壓器Tl、第一整流電路504、第二整流電路505、控制電路506、隔 離電路507、輸入電容C_in、輸出電容C_outl、C_out2,以及開關(guān)S3和S4。變壓器Tl具有 一個初級繞組和兩個次級繞組。初級電路503采用LLC諧振變換拓?fù)?，包括開關(guān)Si、S2和 電容Cl，接收輸入電壓V_in，并通過開關(guān)Sl和S2的導(dǎo)通與關(guān)斷將該輸入電壓轉(zhuǎn)換為一交 流信號提供至變壓器Tl的初級繞組。電容Cl、變壓器Tl初級繞組的勵磁電感以及漏感構(gòu) 成LLC諧振電路。輸入電容(」11電耦接在初級電路503的兩個輸入端之間。在其他實(shí)施 例中，初級電路503可為諸如半橋等直流/交流變換電路。第一整流電路504電耦接至變壓器Tl的一個次級繞組，對該次級繞組兩端的電壓 進(jìn)行整流，以提供直流母線電壓V_bus。第二整流電路505電耦接至變壓器Tl的另一個次 級繞組，對該次級繞組兩端的電壓進(jìn)行整流，以提供電流信號I_LED驅(qū)動LED。第一整流電 路504和第二整流電路505可為半波、全波或全橋整流電路。輸出電容C_outl和C_out2分 別電耦接在第一整流電路504和第二整流電路505的兩個輸出端之間。DC/DC電壓變換電 路502_1 502_n接收直流母線電壓V_bus，并將其分別轉(zhuǎn)換為電源電壓V_psl V_psn。開關(guān)S3電耦接在輸出電容C_out2和第二整流電路505的一個輸出端之間。在調(diào) 光信號DIM無效或裝置發(fā)生故障時，開關(guān)S3被關(guān)斷以使第二整流電路505停止對輸出電容 C_out2供電；正常情況下，調(diào)光信號有效時，開關(guān)S3導(dǎo)通，第二整流電路對輸出電容C_out2 供電。開關(guān)S4和LED串組成的串聯(lián)回路并聯(lián)連接至輸出電容C_out2。當(dāng)調(diào)光信號DIM有 效時，開關(guān)S4導(dǎo)通，LED有電流流過；當(dāng)調(diào)光信號DIM無效時，開關(guān)S4關(guān)斷，LED無電流流 過?？刂齐娐?06電耦接至初級電路503，根據(jù)來自變壓器Tl次級側(cè)的電壓、電流反饋 信號產(chǎn)生控制信號以控制開關(guān)Sl和S2的導(dǎo)通與關(guān)斷，并同時產(chǎn)生調(diào)光信號和故障信號以 控制開關(guān)S3、S4的導(dǎo)通與關(guān)斷。在圖5所示實(shí)施例中，控制電路506位于變壓器Tl的次級 側(cè)，隔離電路507電耦接在控制電路506和初級電路503之間，以實(shí)現(xiàn)兩者之間的電隔離。 隔離電路507可包括光電耦合器或變壓器。圖6為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的LED驅(qū)動系統(tǒng)的電路圖，其基本結(jié)構(gòu)與圖5所示 驅(qū)動系統(tǒng)相似，不同點(diǎn)在于控制電路606位于變壓器Tl的初級側(cè)。隔離電路608和609分
7別電耦接在控制電路606和變壓器Tl的次級側(cè)以及開關(guān)S3、S4的門極之間，以實(shí)現(xiàn)調(diào)光信 號、故障信號以及各反饋信號的電隔離。圖7為圖5所示控制電路506的框圖，其采用脈沖頻率調(diào)制，在調(diào)光信號DIM有效 時調(diào)節(jié)流過LED的電流I_LED，在調(diào)光信號DIM無效時調(diào)節(jié)直流母線電壓V_bus。LED電流控 制環(huán)路710接收代表流過LED電流的電流反饋信號Imi ft，并根據(jù)其產(chǎn)生電流補(bǔ)償信號CMP_ i。母線電壓控制環(huán)路711接收代表母線電壓V_bus的電壓反饋信號Vbus fb，并根據(jù)其產(chǎn)生 電壓補(bǔ)償信號CMP_v。頻率控制電路712在調(diào)光信號DIM有效時接收電流補(bǔ)償信號CMP_i， 在調(diào)光信號DIM無效時接收電壓補(bǔ)償信號CMP_v，并根據(jù)接收到的信號產(chǎn)生控制信號CTRL 以調(diào)節(jié)開關(guān)Sl和S2的開關(guān)頻率。在LED驅(qū)動支路故障情況下，頻率控制電路712接收電 壓補(bǔ)償信號CMP_v，并根據(jù)接收到的信號產(chǎn)生控制信號CTRL。圖8為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖7所示控制電路的電路圖。當(dāng)調(diào)光信號DIM有效 時，開關(guān)S6、S7導(dǎo)通，開關(guān)S5、S8關(guān)斷。電流反饋信號Imi fb被送入放大器AMPl的反相輸 入端，用作與參考值IREF比較，并據(jù)之產(chǎn)生電流補(bǔ)償信號CMP_i。電容C_v兩端的電壓，即 電壓補(bǔ)償信號本維持不變。放大器AMP2的輸出電壓為低電平，基本為0V。此時電 流補(bǔ)償信號CMP_i大于放大器AMP2的輸出電壓，因而被送入頻率控制電路812。當(dāng)調(diào)光信 號DIM無效時，開關(guān)S5、S8導(dǎo)通，開關(guān)S6、S7關(guān)斷。電壓反饋信號Vbus fb被送入放大器AMP2 的反相輸入端，用作與參考值VREF比較，并據(jù)之產(chǎn)生電壓補(bǔ)償信號CMP_v。電容C_i兩端的 電壓，即電流補(bǔ)償信號CMP_i基本維持不變。放大器AMPl的輸出電壓為低電平，基本為0V。 此時電壓補(bǔ)償信號CMP_v大于放大器AMPl的輸出電壓，因而被送入頻率控制電路812。頻 率控制電路812根據(jù)接收到的信號產(chǎn)生控制信號CTRL，以調(diào)節(jié)開關(guān)Sl和S2的開關(guān)頻率。由于開關(guān)S7和S8的作用，電流補(bǔ)償信號CMP_i和電壓補(bǔ)償信號CMP_v分別在調(diào) 光信號DIM無效和有效時基本保持不變，這加快了控制電路的反應(yīng)速度。在一個實(shí)施例中， 參考值VREF被設(shè)置為略小于直流母線電壓V_bus在調(diào)光信號DIM有效時的值。這使得LED 驅(qū)動電壓不會在調(diào)光信號DIM無效時增大，從而避免流過LED的電流I-LED在調(diào)光信號DIM 有效時出現(xiàn)過沖。在另一個實(shí)施例中，參考值VREF被設(shè)置為直流母線電壓V_bus在調(diào)光信號DIM有 效時的自動采樣值，并在調(diào)光信號無效時被保持。這使得直流母線電壓V_bus能自動跟隨 LED驅(qū)動電壓，在調(diào)光信號有效或者無效時都保持同一個值，既避免了流過LED的電流1_ LED在調(diào)光信號DIM有效時出現(xiàn)過沖，又使得直流母線電壓V_bus在調(diào)光過程中無波動。圖9為圖8所示控制電路的工作波形，其中調(diào)光信號DIM為高電平有效。在一個實(shí)施例中，控制電路還包括驅(qū)動信號產(chǎn)生電路，接收控制信號CRTL并據(jù)此 產(chǎn)生驅(qū)動信號來驅(qū)動初級電路中開關(guān)Sl和S2的導(dǎo)通和關(guān)斷。此外，驅(qū)動信號產(chǎn)生電路還 可以接收指示例如第一整流電路504等直流母線電壓產(chǎn)生電路發(fā)生故障的故障信號，并在 故障信號有效時產(chǎn)生驅(qū)動信號來關(guān)斷Sl和S2，停止初級電路工作。圖10為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的LED驅(qū)動系統(tǒng)的電路圖，其基本結(jié)構(gòu)與圖5所示驅(qū) 動系統(tǒng)相似。其中第一整流電路1004為全波整流電路，第二整流電路1005為全橋整流電 路，隔離電路1007為變壓器結(jié)構(gòu)，開關(guān)S3為PM0S，開關(guān)S4為NM0S?？刂齐娐?006接收母 線電壓V_bus、代表第一整流電路1004輸出電流的信號Ibus fb、第二整流電路1005的輸出電 壓V_LED、代表第二整流電路1005輸出電流的信號Issd fb，以及電流反饋信號I· fb，根據(jù)這些信號產(chǎn)生驅(qū)動信號以控制開關(guān)Sl和S2的導(dǎo)通與關(guān)斷，并產(chǎn)生信號P_driVe和D_driVe 以控制開關(guān)S3、S4的導(dǎo)通與關(guān)斷。控制電路1006可集成在一 IC中。圖11為圖10所示控制電路1006的電路圖。母 線電壓V_bus經(jīng)電阻分壓分別得到電壓反饋信號Vbus fb和信號Vbus。vp，電壓V_LED信號經(jīng)電 阻分壓得到信號Vmi ft。信號Ibus 被送入比較器CMPl的反相輸入端，以與閾值信號Vth_ OCP進(jìn)行比較，以對直流母線電壓支路出現(xiàn)短路或過流情況進(jìn)行保護(hù)。信號Vbus。vp被送入 比較器CMP2的同相輸入端，以與閾值信號Vth_0VP進(jìn)行比較，以對直流母線電壓支路出現(xiàn) 過壓情況進(jìn)行保護(hù)?；蜷TORl接收比較器CMPl和CMP2的輸出信號，并產(chǎn)生指示母線電壓 支路是否出現(xiàn)故障(短路、過流或過壓)的故障信號FAULT。電壓反饋信號Vbus fb被送入放大器AMP3的反相輸入端，以與參考值VREF進(jìn)行比 較，并據(jù)之產(chǎn)生電壓補(bǔ)償信號CMP_v。電流反饋信號I· fb被送入放大器AMP4的反相輸入 端，以與參考值IREF進(jìn)行比較，并據(jù)之產(chǎn)生電流補(bǔ)償信號CMP_i。頻率控制電路1112根據(jù) 調(diào)光信號DIM接收電壓補(bǔ)償信號電流補(bǔ)償信號CMP_i，并根據(jù)接收到的信號產(chǎn)生控 制信號CTRL，以調(diào)節(jié)開關(guān)Sl和S2的開關(guān)頻率。驅(qū)動信號產(chǎn)生電路1113接收故障信號FAULT和控制信號CTRL，并根據(jù)該兩個信號 產(chǎn)生驅(qū)動信號以驅(qū)動開關(guān)Sl和S2。當(dāng)故障信號FAULT有效(例如高電平)，指示母線電壓 支路出現(xiàn)故障時，驅(qū)動信號產(chǎn)生電路1113將開關(guān)Sl和S2關(guān)斷。信號I· fb還被送入比較器CMP3的同相輸入端，以與閾值信號Vth_0CPL進(jìn)行比 較，以對流過LED的電流出現(xiàn)過流情況進(jìn)行保護(hù)。信號Issd 被送入比較器CMP4的反相輸 入端，以與閾值信號Vth_SSD進(jìn)行比較，以對LED驅(qū)動支路出現(xiàn)短路或過流情況進(jìn)行保護(hù)。 信號fb被送入比較器CMP5的同相輸入端，以與閾值信號Vth_0VPL進(jìn)行比較，以對LED 驅(qū)動支路出現(xiàn)開路或過壓情況進(jìn)行保護(hù)?；蜷T0R2接收比較器CMP3 5的輸出信號，并產(chǎn) 生指示LED驅(qū)動支路是否出現(xiàn)故障(短路、過流或過壓)的故障信號FAULT_LED。間歇調(diào)光電路1114接收調(diào)光控制信號DBRT和故障信號FAULT_LED，并根據(jù)該兩個 信號產(chǎn)生調(diào)光信號DIM。當(dāng)故障信號FAULT_LED有效(例如高電平)，指示LED驅(qū)動支路出 現(xiàn)故障時，間歇調(diào)光電路1114無效調(diào)光信號DIM。調(diào)光控制信號DBRT可為直流電平信號或 PWM信號。保護(hù)開關(guān)驅(qū)動電路1115和調(diào)光開關(guān)驅(qū)動電路1116接收故障信號FAULT_LED和 調(diào)光信號DIM，并分別根據(jù)該兩個信號產(chǎn)生驅(qū)動信號P_driVe(例如低有效，開通)和D_ drive (例如高有效，開通)以驅(qū)動開關(guān)S3和S4。當(dāng)故障信號FAULT_LED有效或調(diào)光信號 DIM無效時，保護(hù)開關(guān)驅(qū)動電路1115和調(diào)光開關(guān)驅(qū)動電路1116將開關(guān)S3和S4關(guān)斷。圖12為圖11所示控制電路的工作波形。由圖可知，在tl時刻，LED驅(qū)動支路發(fā)生 故障，故障信號FAULT_LED有效，開關(guān)S3和S4被關(guān)斷，LED無電流流過，流過其的電流I_LED 變?yōu)榱?。而此時驅(qū)動初級電路中開關(guān)S1，S2的信號不受影響，初級電路正常工作，母線電壓 V_bus也維持正常輸出。在t2時刻，LED驅(qū)動支路故障消失，故障信號FAULT_LED無效，開 關(guān)S3和S4被導(dǎo)通，LED有電流流過，流過其的電流I_LED恢復(fù)正常值。在t3時刻，母線電 壓支路發(fā)生故障時，故障信號FAULT有效，驅(qū)動信號變?yōu)榈鸵躁P(guān)斷初級電路中的開關(guān)Sl和 S2。由于初級電路被關(guān)斷，停止向變壓器次級側(cè)傳輸功率，母線電壓V_bus變?yōu)榱悖琇ED無 電流流過，流過其的電流I_LED也變?yōu)榱恪?br> 9
圖13為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的LED驅(qū)動方法的流程圖，包括步驟1301 1304。在步驟1301，通過初級電路將輸入信號轉(zhuǎn)換為一交流信號，并將該交流信號提供 至變壓器的初級繞組。在步驟1302，通過電耦接至變壓器一個次級繞組的第一整流電路，提供一直流母 線電壓。在步驟1303，通過電耦接至變壓器另一個次級繞組的第二整流電路，提供電流信 號以驅(qū)動LED。在步驟1304，產(chǎn)生調(diào)光信號，在調(diào)光信號有效時調(diào)節(jié)電流信號，在調(diào)光信號無效時 調(diào)節(jié)直流母線電壓。該LED驅(qū)動方法還可包括通過至少一個直流直流電壓變換電路將直流母線電壓 轉(zhuǎn)換為至少一個電源電壓。在一個實(shí)施例中，通過一調(diào)光信號DIM來調(diào)節(jié)LED的亮度，當(dāng)調(diào)光信號DIM有效 時，LED有電流流過，當(dāng)調(diào)光信號DIM無效時，LED無電流流過。當(dāng)調(diào)光信號DIM有效時，調(diào) 節(jié)流過LED的電流信號至電流參考值，當(dāng)調(diào)光信號DIM無效時，調(diào)節(jié)直流母線電壓至電壓參 考值。該電壓參考值小于直流母線電壓在調(diào)光信號DIM有效時的值。在一個實(shí)施例中，當(dāng)?shù)诙麟娐饭收蠒r，無效調(diào)光信號，而初級電路正常工作； 當(dāng)?shù)谝徽麟娐饭收蠒r，關(guān)斷初級電路。雖然已參照幾個典型實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語是說明和示 例性、而非限制性的術(shù)語。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)?質(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神 和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán) 利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光元件驅(qū)動系統(tǒng)，包括隔離式功率變換電路，接收輸入信號并對其進(jìn)行變換，以提供用于驅(qū)動發(fā)光元件的電 流信號、以及直流母線電壓；以及至少一個直流電壓變換電路，接收所述直流母線電壓，并將其變換為至少一個電源電壓；其中，隔離式功率變換電路利用調(diào)光信號，分時地對電流信號和直流母線電壓進(jìn)行調(diào) 節(jié)，以分別得到所需的驅(qū)動電流和母線電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件驅(qū)動系統(tǒng)，其中，在調(diào)光信號的有效時段對電流信號 進(jìn)行調(diào)節(jié)，而在調(diào)光信號的無效時段對直流母線電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中，在調(diào)光信號的有效時段，受驅(qū)動的發(fā)光元件中有電流流過，而在調(diào)光信號的無效 時段，受驅(qū)動的發(fā)光元件中無電流流過。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件驅(qū)動系統(tǒng)，其中所述隔離式功率變換電路包括 初級電路，包括至少一個開關(guān)，接收所述輸入電壓，并通過該至少一個開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷將該輸入信號轉(zhuǎn)換為交流信號；變壓器，包括初級繞組和兩組次級繞組，該初級繞組電耦接至所述初級電路以接收所 述交流信號，變壓器對所述交流信號進(jìn)行變換，兩組次級繞組分別提供變換后信號，其中每 一組次級繞組包括一個或多個次級繞組；第一整流電路，電耦接至所述變壓器的一組次級繞組，以接收該組次級繞組輸出的變 換后信號并進(jìn)行整流以提供所述直流母線電壓；第二整流電路，電耦接至所述變壓器的另一組次級繞組，以接收該另一組次級繞組輸 出的變換后信號并進(jìn)行整流，以提供用于驅(qū)動發(fā)光元件的所述電流信號；以及控制電路，電耦接至所述初級電路、第一和第二整流電路，接收分別來自第一和第二整 流電路的電壓和電流反饋信號，并據(jù)此產(chǎn)生控制信號，以控制所述至少一個開關(guān)的導(dǎo)通與 關(guān)斷，其中，電流反饋信號代表所述電流信號，電壓反饋信號代表所述直流母線電壓； 其中，所述控制電路還產(chǎn)生所述調(diào)光信號。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件驅(qū)動系統(tǒng)，其中所述隔離式功率變換電路在所述調(diào)光 信號有效時將所述電流信號調(diào)節(jié)至電流參考值，在所述調(diào)光信號無效時將所述直流母線電 壓調(diào)節(jié)至電壓參考值。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)光元件驅(qū)動系統(tǒng)，其中所述電壓參考值小于所述直流母線電 壓在所述調(diào)光信號有效時的值。
6.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光元件驅(qū)動系統(tǒng)，其中所述控制電路包括電流調(diào)節(jié)環(huán)路，將電流反饋信號與電流參考信號比較，并產(chǎn)生電流補(bǔ)償信號； 電壓調(diào)節(jié)環(huán)路，將電壓反饋信號與電壓參考信號比較，并產(chǎn)生電壓補(bǔ)償信號；以及 開關(guān)控制電路，當(dāng)所述調(diào)光信號有效時接收所述電流補(bǔ)償信號，當(dāng)所述調(diào)光信號無效 時接收所述電壓補(bǔ)償信號，并根據(jù)接收到的信號產(chǎn)生控制信號，以控制所述初級電路中至 少一個開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光元件驅(qū)動系統(tǒng)，其中當(dāng)所述調(diào)光信號有效時，所述電壓補(bǔ) 償信號維持不變，當(dāng)所述調(diào)光信號無效時，所述電流補(bǔ)償信號維持不變。
8.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光元件驅(qū)動系統(tǒng)，還包括電耦接在第二整流電路和發(fā)光元件之間的第一開關(guān)，第一開關(guān)受到所述調(diào)光信號的控制，以在調(diào)光信號的有效時段導(dǎo)通，從而 允許從第二整流電路向發(fā)光元件提供所述電流信號，使得發(fā)光元件中有電流流過，而在調(diào) 光信號的無效時段關(guān)斷，從而阻止從第二整流電路向發(fā)光元件提供所述電流信號，使發(fā)光 元件中無電流流過。
9.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光元件驅(qū)動系統(tǒng)，還包括電耦接在第二整流電路和發(fā)光元件 之間的第二開關(guān)，當(dāng)所述第二整流電路發(fā)生故障時，所述控制電路無效所述調(diào)光信號，并將 第二開關(guān)關(guān)斷，以停止第二整流電路向發(fā)光元件提供能量。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光元件驅(qū)動系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述第二整流電路發(fā)生故障時， 所述初級電路保持正常工作，提供所述直流母線電壓。
11.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光元件驅(qū)動系統(tǒng)，其中當(dāng)所述第一整流電路發(fā)生故障時，所 述控制電路關(guān)斷所述至少一個開關(guān)，從而停止所述初級電路工作。
12.一種發(fā)光元件驅(qū)動方法，包括通過初級電路將輸入信號轉(zhuǎn)換為一交流信號，并將該交流信號提供至變壓器的初級繞組；通過電耦接至所述變壓器一個次級繞組的第一整流電路，提供一直流母線電壓； 通過電耦接至所述變壓器另一個次級繞組的第二整流電路，提供電流信號以驅(qū)動發(fā)光 元件；以及產(chǎn)生調(diào)光信號，在調(diào)光信號有效時調(diào)節(jié)電流信號，在調(diào)光信號無效時調(diào)節(jié)直流母線電壓。
13.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光元件驅(qū)動方法，還包括通過至少一個直流電壓變換電路 將所述直流母線電壓轉(zhuǎn)換為至少一個電源電壓。
14.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光元件驅(qū)動方法，其中，調(diào)光信號用于調(diào)節(jié)發(fā)光元件的亮 度，當(dāng)該調(diào)光信號有效時，發(fā)光元件有電流流過，當(dāng)該調(diào)光信號無效時，發(fā)光元件無電流流 過。
15.如權(quán)利要求14所述的發(fā)光元件驅(qū)動方法，其中，當(dāng)所述調(diào)光信號有效時，調(diào)節(jié)所述 電流信號至電流參考值，當(dāng)所述調(diào)光信號無效時，調(diào)節(jié)所述直流母線電壓至電壓參考值。
16.如權(quán)利要求15所述的發(fā)光元件驅(qū)動方法，其中所述電壓參考值小于所述直流母線 電壓在所述調(diào)光信號有效時的值。
17.如權(quán)利要求14所述的發(fā)光元件驅(qū)動方法，還包括將代表所述電流信號的電流反饋信號與電流參考信號比較，并產(chǎn)生電流補(bǔ)償信號； 將代表所述直流母線電壓的電壓反饋信號與電壓參考信號比較，并產(chǎn)生電壓補(bǔ)償信 號；以及當(dāng)所述調(diào)光信號有效時接收所述電流補(bǔ)償信號，當(dāng)所述調(diào)光信號無效時接收所述電壓 補(bǔ)償信號，并根據(jù)接收到的信號產(chǎn)生控制信號以控制所述初級電路中至少一個開關(guān)的導(dǎo)通 與關(guān)斷。
18.如權(quán)利要求17所述的發(fā)光元件驅(qū)動方法，其中，當(dāng)所述調(diào)光信號有效時，維持所述 電壓補(bǔ)償信號不變，當(dāng)所述調(diào)光信號無效時，維持所述電流補(bǔ)償信號不變。
19.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光元件驅(qū)動方法，還包括當(dāng)所述第二整流電路發(fā)生故障 時，無效所述調(diào)光信號，所述初級電路正常工作。
20.如權(quán)利要求19所述的發(fā)光元件驅(qū)動方法，還包括當(dāng)所述第一整流電路發(fā)生故障 時，關(guān)斷所述初級電路。
21.一種發(fā)光元件驅(qū)動控制電路，包括電流調(diào)節(jié)環(huán)路，將代表流過發(fā)光元件電流的電流反饋信號與電流參考信號比較，并產(chǎn) 生電流補(bǔ)償信號；電壓調(diào)節(jié)環(huán)路，將代表輸出直流母線電壓的電壓反饋信號與電壓參考信號比較，并產(chǎn) 生電壓補(bǔ)償信號；以及開關(guān)控制電路，當(dāng)調(diào)光信號有效時根據(jù)所述電流補(bǔ)償信號產(chǎn)生控制信號，當(dāng)調(diào)光信號 無效時根據(jù)所述電壓補(bǔ)償信號產(chǎn)生控制信號。
22.如權(quán)利要求21所述的發(fā)光元件驅(qū)動控制電路，其中當(dāng)所述調(diào)光信號有效時，所述 電壓補(bǔ)償信號維持不變，當(dāng)所述調(diào)光信號無效時，所述電流補(bǔ)償信號維持不變。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)光元件驅(qū)動系統(tǒng)、驅(qū)動控制電路及驅(qū)動方法，該驅(qū)動系統(tǒng)包括隔離式功率變換電路，接收輸入信號并對其進(jìn)行變換，以提供用于驅(qū)動發(fā)光元件的電流信號、以及直流母線電壓；以及至少一個直流電壓變換電路，接收所述直流母線電壓，并將其變換為至少一個電源電壓；其中，隔離式功率變換電路利用調(diào)光信號，分時地對電流信號和直流母線電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，以分別得到所需的驅(qū)動電流和母線電壓。該驅(qū)動系統(tǒng)僅需一個隔離式功率變換電路和幾個DC/DC變換電路即可在驅(qū)動發(fā)光元件的同時提供所需電源電壓，結(jié)構(gòu)簡單且成本低廉。
文檔編號H05B37/02GK102098853SQ201110035189
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月30日
發(fā)明者任遠(yuǎn)程, 劉白仁, 盛立丞, 鄺乃興 申請人:成都芯源系統(tǒng)有限公司