[发明专利]发光二极管电流平衡驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管电流平衡驱动电路，尤其是一种利用电流平衡线圈组以达到电流平衡(current balance)的发光二极管电流平衡驱动电路。

背景技术

近年来，随着液晶显示器(LCD)的快速发展，使得液晶显示器已广泛的应用在各领域中。传统的液晶显示器的背光源多是使用冷阴极荧光灯(CCFL)，但面对于全球环保意识的提高，冷阴极荧光灯逐渐地被白色发光二极管(LED)取代。

相对于冷阴极荧光灯，发光二极管除了不含汞而比较环保之外，还具有体积小、寿命长、色彩度高等优点。发光二极管正因为具有这些优势，愈来愈多的厂商开始研制以发光二极管为显示器的背光源。目前在智能型手机等小尺寸的显示器上，因为其背光源相对比较单纯，发光二极管基本上已经取代冷阴极荧光灯。

目前发光二极管广泛应用在照明以及面板背光上，但因发光二极管本身顺向偏压(Vf)值各有一些差异，所以，在多个串联且多组并联发光二极管应用时，将会加大各组之间的驱动电压准位的差异，所以，需设计发光二极管的电流平衡电路。

图1为一典型用于显示器背光源的发光二极管电流平衡驱动电路的示意图。如图1所示，此电流平衡驱动电路具有一电源供应器20与一电流平衡电路。此电流平衡电路为由多个开关元件Q1、多个电阻R1与一控制电路30所构成。电源供应器20依据一反馈信号(图未示)控制驱动各个发光二极管灯串10所需的总电流。电流平衡电路用来平衡流经各个发光二极管灯串10的电流。如图1所示，各个发光二极管灯串10的低压端依序串接一开关元件Q1与一电阻R1。控制电路30侦测各个电阻R1的高压侧的准位，并依据侦测到的信号控制相对应的开关元件Q1的导通状态，以调整流经各个发光二极管灯串10的电流，使流经各个发光二极管灯串10的电流趋于一致。

如上所述的发光二极管电流平衡驱动电路除了需要电源供应器控制整体驱动电流的大小外，还需使用电流平衡电路来平衡流经各个发光二极管灯串的电流。其次，传统的电流平衡装置需要使用多个开关元件与多个电阻方能达到电流平衡的效果，其电路架构较为复杂且成本偏高。此外，传统的电源供应器是利用直流对直流的转换方式提供背光源所需的电力。受限于直流对直流的升压转换的限制，往往无法提供给背光源足够的电压，而导致发光二极管应用于大尺寸的显示器时，会有亮度不足的问题。

因此，如何提供一种低成本又可驱动更多串、并联颗数的发光二极管，增加大尺寸背光源亮度，并且具有均流控制及保护功能齐全的驱动电路，已成为本技术领域努力的目标。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种发光二极管电流平衡驱动电路的架构。此架构简化了传统发光二极管电流平衡驱动电路的设计。此外，在发光二极管发生异常时，例如发光二极管短路，本发明的驱动电路还有助于避免正常的发光二极管元件因过大的电流而遭受毁损。

本发明的一实施例提供一种发光二极管电流平衡驱动电路。此发光二极管电流平衡驱动电路接收一输入电压，以驱动多个发光二极管灯串。此发光二极管电流平衡驱动电路包括一电流平衡线圈组、一开关元件与一控制电路。电流平衡线圈组具有至少一第一线圈与一第二线圈，分别串接一个发光二极管灯串，以平衡流经各个发光二极管灯串的电流。并且，开关元件耦接至电流平衡线圈组，并搭配电流平衡线圈组所具有的漏电感，转换输入电压以驱动发光二极管灯串。控制电路侦测流经发光二极管灯串的电流，以控制开关元件的工作周期。

换句话说，本发明提供一种发光二极管电流平衡驱动电路，该电路具有一电流平衡线圈组，以平衡流经至少二个发光二极管灯串的电流，该电流平衡线圈组的漏电感是作为一转换器的一储能电感，用以转换一输入电压以驱动该些发光二极管灯串。

在本发明的一实施例中，此发光二极管电流平衡驱动电路具有一辅助激磁电感，串接至电流平衡线圈组，以配合低切换频率的转换架构的应用。

在本发明的一实施例中，开关元件、电流平衡线圈组的漏电感与一整流二极管构成一升压转换器(boost converter)。

在本发明的一实施例中，开关元件、电流平衡线圈组的漏电感与一整流二极管构成一降压转换器(buck converter)。

在本发明的一实施例中，开关元件、电流平衡线圈组的漏电感与一整流二极管构成一反激式转换器(flyback converter)。

在本发明的一实施例中，电流平衡线圈组的第一线圈与第二线圈位于电流平衡线圈组的相异侧。