CN101652005A - 发光二极管驱动设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发光二极管驱动设备。所述发光二极管驱动设备包括：开关转换器，其具有电感器和开关装置；多个串行发光二极管行，每个串行发光二极管行具有串联连接的多个发光二极管；多个整流二极管，其分别串联连接到所述多个串行发光二极管行；多个电容器，其分别连接到在所述串行发光二极管行与所述整流二极管之间的节点，用于平滑电压；以及，一个或更多个电流分配线圈，其布置在所述开关转换器与所述多个串行发光二极管行之间，用于使得电流在由第一绕组产生的磁通和由第二绕组产生的磁通互相抵消的方向上流动，由此使得在所述串行发光二极管行中流动的电流彼此相等。

Description

发光二极管驱动设备
技术领域
本发明涉及一种发光二极管驱动设备。
背景技术
近来，在各种工业领域中广泛地使用利用液晶的液晶装置。这样的液晶装置采用下述结构，其中，在液晶板的背面提供背光装置以向液晶板辐射光。过去，冷阴极荧光管(CCFL)被频繁地用作背光装置。但是，近些年来，也使用发光二极管(LED)。在使用发光二极管的情况下，发光二极管串联连接，并且在串联连接的多个发光二极管上施加有利的驱动电压。此外，存在一种技术，用于布置串联连接的多行发光二极管，以使得发光二极管在广大面积上发光。
相关技术的示例包括JP-A-2008-152101。
发明内容
但是，发光二极管的正向偏压(以下称为“电压Vf”)大幅度地改变，使得甚至同一种发光二极管也在电压Vf上具有差别。因此，如果以恒定的受控电压驱动发光二极管，则当电压Vf低时大电流流动，并且当电压Vf高时小电流流动，使得从背光装置获得的光的亮度不会变得恒定。为了不受电压Vf的变化的影响而控制所述亮度，采用了以恒定电流驱动发光二极管的技术。过去，针对一行串联连接的发光二极管使用恒流控制电路。因此，驱动多行发光二极管需要驱动电路，每个驱动电路被形成为恒流控制电路，所述驱动电路的数量等于行的数量。小电路规模的低成本系列调节器型控制电路承受由电源电压与电压Vfs(其是串联连接的多个发光二极管的各个电压Vf的和)之间的差引起的大功率损耗。当使用具有小功率损耗的开关调节器型控制电路时，其具有大的电路规模，因此带来下述问题：安装面积变得更大，并且电路的成本变得更高。
因此，期望以低电路成本提供一种发光二极管驱动设备，其可以使得相等的电流流向在多行发光二极管中的各个发光二极管。
根据本发明的一个实施例的一种发光二极管驱动设备包括：开关转换器，其具有电感器和开关装置；多个串行发光二极管行，每个串行发光二极管行具有串联连接的多个发光二极管；多个整流二极管，其分别串联连接到所述多个串行发光二极管行；多个电容器，其分别连接到在所述串行发光二极管行与所述整流二极管之间的节点，用于平滑电压；以及一个或更多个电流分配线圈，其布置在所述开关转换器与所述多个串行发光二极管行之间，用于使得电流在由第一绕组产生的磁通和由第二绕组产生的磁通互相抵消的方向上流动，由此使得在所述串行发光二极管行中流动的电流彼此相等。
根据本发明的所述实施例的所述发光二极管驱动设备可以具有在所述开关转换器与所述多个串行发光二极管行之间布置的一个或更多个电流分配线圈，所述电流分配线圈用于使得电流在由第一绕组产生的磁通和由第二绕组产生的磁通互相抵消的方向上流动。这使得在所述串行发光二极管行中流动的电流彼此相等。
本发明的所述实施例可以提供一种发光二极管驱动设备，其具有在所述开关转换器与所述多个串行发光二极管行之间布置的一个或更多个电流分配线圈，所述电流分配线圈用于使得电流在由第一绕组产生的磁通和由第二绕组产生的磁通互相抵消的方向上流动，以便使得可以在多行发光二极管中的每行中流动相等的电流。
附图说明
图1是示出根据第一实施例的发光二极管驱动设备的图，所述发光二极管驱动设备驱动第一串行发光二极管行和第二串行发光二极管行；
图2是示出根据第二实施例的发光二极管驱动设备的必要部分的图，所述发光二极管驱动设备驱动第一串行发光二极管行、第二串行发光二极管行以及第三串行发光二极管行；
图3是示出根据第三实施例的发光二极管驱动设备的必要部分的图，所述发光二极管驱动设备驱动第一串行发光二极管行、第二串行发光二极管行以及第三串行发光二极管行；
图4是示出根据第四实施例的发光二极管驱动设备的必要部分的图，所述发光二极管驱动设备驱动第一串行发光二极管行、第二串行发光二极管行、第三串行发光二极管行以及第四串行发光二极管行；
图5是示出根据第五实施例的发光二极管驱动设备的必要部分的图，所述发光二极管驱动设备驱动第一串行发光二极管行、第二串行发光二极管行、第三串行发光二极管行；
图6是示出根据第六实施例的发光二极管驱动设备的图，所述发光二极管驱动设备驱动第一串行发光二极管行、第二串行发光二极管行以及第三串行发光二极管行；以及
图7是示出具有用于脉宽调制(PWM)光控制的开关的发光二极管驱动设备的图。
具体实施方式
根据用于执行本发明的最佳方式的一种发光二极管驱动设备包括开关转换器，所述开关转换器具有电感器和开关装置。所述发光二极管驱动设备具有多个串行发光二极管行，每个串行发光二极管行具有串联连接的多个发光二极管。所述发光二极管驱动设备具有多个整流二极管，所述多个整流二极管分别串联连接到所述多个串行发光二极管行。所述发光二极管驱动设备具有多个电容器，所述多个电容器分别连接到在所述串行发光二极管行与所述整流二极管之间的节点，用于平滑电压。所述发光二极管驱动设备具有在所述开关转换器与所述多个串行发光二极管行之间布置的一个或更多个电流分配线圈。所述电流分配线圈使得电流在由所述电流分配线圈的第一绕组产生的磁通和由所述电流分配线圈的第二绕组产生的磁通互相抵消的方向上流动，由此使得在所述串行发光二极管行中流动的电流彼此相等。下面参考附图说明优选实施例。
图1是示出根据第一实施例的发光二极管驱动设备的图，所述发光二极管驱动设备驱动第一串行发光二极管行和第二串行发光二极管行。参考图1来描述第一实施例。
串行发光二极管行DL1(第一串行发光二极管行)连接到在整流二极管D1(第一整流二极管)的阴极与电容器C1(第一电容器)的正极端子之间的节点。串行发光二极管行DL1具有以下述方式依序串联连接的发光二极管DH11-DH1n：发光二极管DH11的阴极连接到发光二极管DH12的阳极，发光二极管DH12的阴极连接到发光二极管DH13的阳极，等等直到发光二极管DH1n。在所述实施例中，例如，n＝10，并且10个发光二极管串联连接。发光二极管DH1n的阴极连接到电容器C1的负极端子。
串行发光二极管行DL2(第二串行发光二极管行)连接到在整流二极管D2(第二整流二极管)的阴极与电容器C2(第二电容器)的正极端子之间的节点。串行发光二极管行DL2具有以下述方式依序串联连接的发光二极管DH21-DH2n：发光二极管DH21的阴极连接到发光二极管DH22的阳极，发光二极管DH22的阴极连接到发光二极管DH23的阳极，等等直到发光二极管DH2n。在所述实施例中，例如，像在串行发光二极管行DL1中那样，n ＝10并且10个发光二极管串联连接。发光二极管DH2n的阴极连接到电容器C2的负极端子。整流二极管D1的阴极连接到电流分配线圈(平衡线圈)BC的一个绕组，而整流二极管D2的阴极连接到电流分配线圈BC的另一个绕组。
电流分配线圈BC具有第一绕组(在图1中的上绕组)和第二绕组(在图1中的下绕组)。第一绕组和第二绕组被缠绕在同一芯上。第一绕组的匝数被设置为等于第二绕组的匝数。附于第一绕组和第二绕组中的每一个上的标记“●”是指示匝的起点的符号。第一和第二绕组具有大的电感分量，并且两个绕组在抵消内部磁通的方向上被密集地缠绕。如图1中所示，第一绕组的匝的起点连接到第二绕组的匝的终点，其间的节点连接到在电感器L与开关装置Q之间的节点，整流二极管D1连接到第二绕组的匝的起点，而整流二极管D2连接到第一绕组的匝的终点。电感器L和开关装置Q构成升压转换器。表达“两个绕组在抵消内部磁通的方向上被密集地缠绕”不一定表示绕组的缠绕方向受限。所述表达表示以下述方式来使用电流分配线圈：在电流分配线圈的两个绕组中流动的电流在抵消所产生的磁通的方向上流动。
电流分配线圈BC的行为将从升压转换器输出的电流等分为通过整流二极管D1和整流二极管D2的两个分量，所述两个分量分别对电容器C1和电容器C2充电。电容器C1的充电电流是电流ic1，而由电流ic1升压的电容器C1上的电压是电压ΔV11。要从电容器C1向串行发光二极管行DL1提供的电流是电流iled1，电容器C1的电容是电容C1，由电流iled1降低的电容器C1上的电压是电压ΔV12。对于电压ΔV11和电压ΔV12，满足下面的方程1和2。电容器C1用作平滑电容器，以平滑电压。
方程1
Δ V 1 1 = 1 C 1 ∫ ic 1 dt
方程2
Δ V 1 2 = 1 C 1 ∫ i led 1 dt
在稳定状态下，ΔV11和ΔV12彼此相等。
同样，电容器C2的充电电流是电流ic2，并且由电流ic2升压的电容器C2上的电压是电压ΔV21。要从电容器C2向串行发光二极管DL2提供的电流是电流iled2，电容器C2的电容是电容C2，在由电流iled2降低的电容器C2上的电压是电压ΔV22。对于电压ΔV21和电压ΔV22，满足下面的方程3和4。电容器C2用作平滑电容器，以平滑电压。
方程3
Δ V 2 1 = 1 C 2 ∫ ic 2 dt
方程4
Δ V 2 2 = 1 C 2 ∫ i led 2 dt
在稳定状态下，ΔV21和ΔV22彼此相等。
此时，可以通过电流分配线圈BC的行为来相等地和均匀地分配电流ic1和电流ic2，从而使得有可能均匀地设置在串行发光二极管行DL1中流动的电流iled1和在串行发光二极管行DL2中流动的电流iled2。在这种方式中，形成串行发光二极管行DL1的发光二极管DH11-DH1n中的各个电压Vf(其值在发光二极管之间不同)的和用电压Vfs1表示。形成串行发光二极管行DL2的发光二极管DH21-DH2n中的各个电压Vf的和用电压Vfs2表示。即使当电压Vfs1和电压Vfs2彼此不同时，电流分配线圈BC也可以使得电流iled1和电流iled2彼此相等。
也就是说，根据第一实施例的发光二极管驱动设备具有单个电流分配线圈BC，所述电流分配线圈BC的第一和第二绕组有一端连接到开关转换器。在此，第一绕组的一端是匝的起点，第二绕组的一端是匝的终点。也就是说，第一绕组和第二绕组可以由一个改变为另一个，只要两个绕组以下述方式连接：当使得电流从第一绕组的一端流动和使得电流从第二绕组的一端流动时，彼此抵消磁通。表达“另一端”表示与所述一端不同的一侧。表达“一端”和“另一端”的含义在以下描述中相同。
所述发光二极管驱动设备具有串行发光二极管行DL1(第一串行发光二极管行)，其经由整流二极管D1(第一整流二极管)而连接到电流分配线圈BC的第一绕组的另一端。所述发光二极管驱动设备具有串行发光二极管行DL2(第二串行发光二极管行)，其经由整流二极管D2(第二整流二极管)而连接到电流分配线圈BC的第二绕组的另一端。以这种方式使得在两个串行发光二极管行中流动的电流的值彼此相等。对第一实施例的前述说明是在下述假设下给出的：在电容器C1与整流二极管D1之间的节点和在电容器C2与整流二极管D2之间的节点获得正电压。但是，即使所述电路以反极性工作并且所述电路的全部极性(电源电压V的极性、开关转换器的极性、整流二极管的极性、电容器的极性以及串行发光二极管行的极性)都改变，也获得类似的效果。可以对于在要在以下描述的第二到第七实施例中的极性的改变也可以同样如此。
图2是示出根据第二实施例的发光二极管驱动设备的必要部分的图，所述发光二极管驱动设备驱动第一串行发光二极管行、第二串行发光二极管行以及第三串行发光二极管行。参考图2来描述第二实施例。
图2中所示的电流分配线圈BC1(第一电流分配线圈)、电流分配线圈BC2(第二电流分配线圈)和电流分配线圈BC3(第三电流分配线圈)具有与第一实施例中的电流分配线圈BC的结构相同的结构。电流分配线圈BC1-BC3的第二绕组以环形串联连接。表达“以环形串联连接”表示以下的连接。电流分配线圈BC1的第二绕组的匝的终点连接到电流分配线圈BC2的第二绕组的匝的起点。电流分配线圈BC2的第二绕组的匝的终点连接到电流分配线圈BC3的第二绕组的匝的起点。电流分配线圈BC3的第二绕组的匝的终点连接到电流分配线圈BC1的第二绕组的匝的起点。电流分配线圈BC1-BC3的第一绕组在它们的匝起点彼此连接。
彼此连接的电流分配线圈BC1-BC3的第一绕组连接到如图1中所示的电感器L与开关装置Q之间的节点。电流分配线圈BC1的第一绕组的匝的终点连接到整流二极管D1的阳极。电流分配线圈BC2的第一绕组的匝的终点连接到整流二极管D2的阳极，并且电流分配线圈BC3的第一绕组的匝的终点连接到整流二极管D3的阳极。
虽然在图2中未示出，但是整流二极管D1的阴极连接到如图1中所示的在电容器C1的正极端子与串行发光二极管行DL1的阳极之间的节点。电容器C1的负极端子连接到串行发光二极管行DL1的阴极。同样，虽然在图2中未示出，但是整流二极管D2的阴极连接到如图1所示的在电容器C2的正极端子与串行发光二极管行DL2的阳极之间的节点。电容器C2的负极端子连接到串行发光二极管行DL2的阴极。同样，整流二极管D3的阴极连接到如图1中所示的在电容器C3(未示出)的正极端子与串行发光二极管行DL3(未示出)的阳极之间的节点。电容器C3的负极端子连接到串行发光二极管行DL3的阴极。
以这种方式，由升压转换器升压的电压经由电流分配线圈BC1-BC3被提供到整流二极管D1-D3。这可以使得在串行发光二极管行DL1中流动的电流iled1、在串行发光二极管行DL2中流动的电流iled2和在串行发光二极管行DL3中流动的电流iled3彼此相等。也就是说，整个电流可以被分为相等的1/3电流分量。换句话说，电流分配线圈BC1-BC3的行为可以使得相同的电流流向串行发光二极管行DL1-DL3，即使串行发光二极管行DL1的电压Vfs1、串行发光二极管行DL2的电压Vfs2和串行发光二极管行DL3的电压Vfs3彼此不同。
根据第二实施例，电流分配线圈BC1(第一电流分配线圈)的第一绕组的一端、电流分配线圈BC2(第二电流分配线圈)的第一绕组的一端和电流分配线圈BC3(第三电流分配线圈)的第一绕组的一端彼此连接。所述相互连接的节点连接到开关转换器。在此，表达“一端”不表示其被指定为绕组的匝的起点和绕组的匝的终点之一。应当注意，在电流分配线圈BC1到BC3中的同一电流分配线圈的第一绕组和第二绕组的绕组方向是重要的。例如，即使每个电流分配线圈的第一和第二绕组的匝的起点和匝的终点的方向从一个改变到另一个，电流也以抵消在每个电流分配线圈中产生的磁通的方式在第一和第二绕组中流动，由此带来类似的效果。
电流分配线圈BC1的第二绕组、电流分配线圈BC2的第二绕组和电流分配线圈BC3的第二绕组以环形连接。表达“以环形”表示三个电流分配线圈的第二绕组串联连接，以便电流在各个电流分配线圈的各个第二绕组中流动。不言而喻，在进行这样的连接的情况下，所述绕组在极性上以抵消所产生的磁通的方式连接。所述发光二极管驱动设备具有串行发光二极管行DL1(第一串行发光二极管行)，其经由整流二极管D1(第一整流二极管)连接到电流分配线圈BC1的第一绕组的另一端。所述发光二极管驱动设备具有串行发光二极管行DL2(第二串行发光二极管行)，其经由整流二极管D2(第二整流二极管)连接到电流分配线圈BC2的第一绕组的另一端。所述发光二极管驱动设备具有串行发光二极管行DL3(第三串行发光二极管行)，其经由整流二极管D3(第三整流二极管)连接到电流分配线圈BC3的第一绕组的另一端。
图3是示出根据第三实施例的发光二极管驱动设备的必要部分的图，所述发光二极管驱动设备驱动第一串行发光二极管行、第二串行发光二极管行和第三串行发光二极管行。参考图3来描述第三实施例。
在图3中所示的电流分配线圈BC1(第一电流分配线圈)、电流分配线圈BC2(第二电流分配线圈)和电流分配线圈BC3(第三电流分配线圈)具有与第一实施例中的电流分配线圈BC的结构相同的结构。电流分配线圈BC1-BC3的第一绕组在它们的匝的起点彼此连接。电流分配线圈BC1的第一绕组的匝的终点连接到电流分配线圈BC2的第二绕组的匝的终点。电流分配线圈BC2的第一绕组的匝的终点连接到电流分配线圈BC3的第二绕组的匝的终点。电流分配线圈BC3的第一绕组的匝的终点连接到电流分配线圈BC1的第二绕组的匝的终点。彼此连接的电流分配线圈BC1-BC3的第一绕组连接到在如图1中所示的电感器L与开关装置Q之间的节点。
电流分配线圈BC1的第二绕组的匝的起点连接到整流二极管D1的阳极。电流分配线圈BC2的第二绕组的匝的起点连接到整流二极管D2的阳极。电流分配线圈BC3的匝的起点连接到整流二极管D3的阳极。
虽然在图3中未示出，但是整流二极管D1的阴极连接到如图1中所示的在电容器C1的正极端子与串行发光二极管行DL1的阳极之间的节点。电容器C1的负极端子连接到串行发光二极管行DL1的阴极。同样，虽然在图3中未示出，但是整流二极管D2的阴极连接到如图1中所示的在电容器C2的正极端子与串行发光二极管行DL2的阳极之间的节点。电容器C2的负极端子连接到串行发光二极管行DL2的阴极。同样，整流二极管D3的阴极连接到如图1中所示的在电容器C3(未示出)的正极端子与串行发光二极管行DL3(未示出)的阳极之间的节点。电容器C3的负极端子连接到串行发光二极管行DL3的阴极。
以这种方式，由升压转换器升压的电压经由电流分配线圈BC1-BC3被提供到整流二极管D1-D3。这可以使得在串行发光二极管行DL1中流动的电流iled1、在串行发光二极管行DL2中流动的电流iled2和在串行发光二极管行DL3中流动的电流iled3彼此相等，即，等于整个电流的1/3。换句话说，电流分配线圈BC1-BC3的行为可以使得相同的电流流向串行发光二极管行DL1-DL3，即使串行发光二极管行DL1的电压Vfs1、串行发光二极管行DL2的电压Vfs2、串行发光二极管行DL3的电压Vfs3彼此不同。
根据第三实施例，电流分配线圈BC1(第一电流分配线圈)的第一绕组的一端、电流分配线圈BC2(第二电流分配线圈)的第一绕组的一端和电流分配线圈BC3(第三电流分配线圈)的第一绕组的一端彼此连接。所述相互连接的节点连接到开关转换器。而且，电流分配线圈BC1的第一绕组的另一端连接到电流分配线圈BC2的第二绕组的一端。而且，电流分配线圈BC2的第一绕组的另一端连接到电流分配线圈BC3的第二绕组的一端。电流分配线圈BC3的第一绕组的另一端连接到电流分配线圈BC1的第二绕组的一端。这种连接使得在电流分配线圈BC1中产生的磁通彼此抵消，从而使在第一绕组中流动的电流等于在第二绕组中流动的电流。另外，所述连接使得在电流分配线圈BC2中产生的磁通彼此抵消，从而使在第一绕组中流动的电流等于在第二绕组中流动的电流。而且，所述连接使得在电流分配线圈BC3中产生的磁通彼此抵消，从而使在第一绕组中流动的电流等于在第二绕组中流动的电流。
所述发光二极管驱动设备具有串行发光二极管行DL1(第一串行发光二极管行)，串行发光二极管行DL1经由整流二极管D1(第一整流二极管)而连接到电流分配线圈BC1的第二绕组的另一端。所述发光二极管驱动设备具有串行发光二极管行DL2(第二串行发光二极管行)，串行发光二极管行DL2经由整流二极管D2(第二整流二极管)而连接到电流分配线圈BC2的第二绕组的另一端。所述发光二极管驱动设备具有串行发光二极管行DL3(第三串行发光二极管行)，串行发光二极管行DL3经由整流二极管D3(第三整流二极管)而连接到电流分配线圈BC3的第二绕组的另一端。
图4是示出根据第四实施例的发光二极管驱动设备的必要部分的图，所述发光二极管驱动设备驱动第一串行发光二极管行、第二串行发光二极管行、第三串行发光二极管行和第四串行发光二极管行。参考图4来描述第四实施例。
在图4中所示的电流分配线圈BC1(第一电流分配线圈)、电流分配线圈BC2(第二电流分配线圈)和电流分配线圈BC3(第三电流分配线圈)具有与第一实施例中的电流分配线圈BC的结构相同的结构。电流分配线圈BC1-BC3中每个电流分配线圈的第二绕组的匝的终点连接到该电流分配线圈的第一绕组的匝的起点。电流分配线圈BC1的第二绕组的匝的起点连接到在电流分配线圈BC2的第二绕组的匝的终点与其第一绕组的匝的起点之间的节点。电流分配线圈BC1的第一绕组的匝的终点连接到在电流分配线圈BC3的第二绕组的匝的终点与其第一绕组的匝的起点之间的节点。整流二极管D1的阳极连接到电流分配线圈BC2的第二绕组的匝的起点，并且整流二极管D2的阳极连接到电流分配线圈BC2的第一绕组的匝的终点。整流二极管D3的阳极连接到电流分配线圈BC3的第二绕组的匝的起点，并且整流二极管D4的阳极连接到电流分配线圈BC3的第一绕组的匝的终点。在电流分配线圈BC1的第一与第二绕组之间的节点连接到如图1中所示的在电感器L与开关装置Q之间的节点。
虽然在图4中未示出，但是整流二极管D1的阴极连接到如图1中所示的在电容器C1的正极端子与串行发光二极管行DL1的阳极之间的节点。电容器C1的负极端子连接到串行发光二极管行DL1的阴极。同样，虽然在图4中未示出，但是整流二极管D2的阴极连接到如图1中所示的在电容器C2的正极端子与串行发光二极管行DL2的阳极之间的节点。电容器C2的负极端子连接到串行发光二极管行DL2的阴极。同样，整流二极管D3的阴极连接到在电容器C3(未示出)的正极端子与串行发光二极管行DL3(未示出)的阳极之间的节点。电容器C3的负极端子连接到串行发光二极管行DL3的阴极。而且，整流二极管D4(未示出)的阴极连接到在电容器C4(未示出)的正极端子与未示出的串行发光二极管行DL4(第四串行发光二极管行)的阳极之间的节点。电容器C4的负极端子连接到串行发光二极管行DL4的阴极。
以这种方式，由升压转换器升压的电压经由电流分配线圈BC1-BC3被提供到整流二极管D1-D3。这可以使在串行发光二极管行DL1中流动的电流iled1、在串行发光二极管行DL2中流动的电流iled2、在串行发光二极管行DL3中流动的电流iled3和在串行发光二极管行DL4中流动的电流iled4彼此相等，即，等于整个电流的1/4。换句话说，电流分配线圈BC1-BC3的行为可以使得相同的电流流向串行发光二极管行DL1-DL4，即使串行发光二极管行DL1的电压Vfs1、串行发光二极管行DL2的电压Vfs2、串行发光二极管行DL3的电压Vfs3和串行发光二极管行DL4的电压Vfs4彼此不同。
换句话说，根据第四实施例，电流分配线圈BC1(第一电流分配线圈)的第一绕组的一端及其第二绕组的一端连接到开关转换器。而且，电流分配线圈BC2(第二电流分配线圈)的第一绕组的一端及其第二绕组的一端连接到电流分配线圈BC1的第二绕组的另一端。而且，电流分配线圈BC3(第三电流分配线圈)的第一绕组的一端及其第二绕组的一端连接到电流分配线圈BC1的第一绕组的另一端。也就是说，所述发光二极管驱动设备具有三个以上述方式连接的电流分配线圈。这种连接使得在电流分配线圈BC1中产生的磁通彼此抵消，从而使在第一绕组中流动的电流等于在第二绕组中流动的电流。另外，所述连接使得在电流分配线圈BC2中产生的磁通彼此抵消，从而使在第一绕组中流动的电流等于在第二绕组中流动的电流。而且，所述连接使得在电流分配线圈BC3中产生的磁通彼此抵消，从而使在第一绕组中流动的电流等于在第二绕组中流动的电流。
所述发光二极管驱动设备具有串行发光二极管行DL1(第一串行发光二极管行)，其经由整流二极管D1(第一整流二极管)而连接到电流分配线圈BC2的第二绕组的另一端。所述发光二极管驱动设备具有串行发光二极管行DL2(第二串行发光二极管行)，其经由整流二极管D2(第二整流二极管)而连接到电流分配线圈BC2的第一绕组的另一端。所述发光二极管驱动设备具有串行发光二极管行DL3(第三串行发光二极管行)，其经由整流二极管D3(第三整流二极管)而连接到电流分配线圈BC3的第二绕组的另一端。所述发光二极管驱动设备具有串行发光二极管行DL4(第四串行发光二极管行)，其经由整流二极管D4(第四整流二极管)而连接到电流分配线圈BC3的第一绕组的另一端。
图5是示出根据第五实施例的发光二极管驱动设备的必要部分的图，所述发光二极管驱动设备驱动第一串行发光二极管行、第二串行发光二极管行、第三串行发光二极管行。参考图5来描述第五实施例。
如图5中所示，电流分配线圈BC4(第四电流分配线圈)的第二绕组的匝的终点及其第一绕组的匝的起点彼此连接。电流分配线圈BC4的第二绕组的匝的起点连接到在电流分配线圈BC2的第二绕组的匝的终点与其第一绕组的匝的起点之间的节点，整流二极管D2的阳极连接到电流分配线圈BC2(第二电流分配线圈)的第一绕组的匝的终点，整流二极管D1的阳极连接到电流分配线圈BC2的第二绕组的匝的起点，并且整流二极管D3的阳极连接到电流分配线圈BC4的第一绕组的匝的终点。电流分配线圈BC2具有与在第一实施例中的电流分配线圈BC的结构相同的结构。电流分配线圈BC4的第一绕组N1的匝数被设置为匝数N1，并且其第二绕组N2的匝数被设置为匝数N2。在此，N1∶N2＝2∶1。
因为电流分配线圈BC4的匝数N1与其匝数N2的比率被设置为上述比率，电流分配线圈BC4用于以下述方式来调整电流：(在具有匝数N1的第一绕组N1中流动的电流)∶(在具有匝数N2的第二绕组N2中流动的电流)＝1∶2。因为电流分配线圈BC2的第一绕组的匝数等于其第二绕组的匝数，因此在电流分配线圈BC2的第一绕组中流动的电流变得等于在其第二绕组中流动的电流。因此，在电流分配线圈BC4的第一绕组N1中流动的电流、在电流分配线圈BC2的第一绕组中流动的电流和在电流分配线圈BC2的第二绕组中流动的电流变得彼此相等。
虽然在图5中未示出，但是整流二极管D1的阴极连接到如图1中所示的在电容器C1的正极端子与串行发光二极管行DL1的阳极之间的节点。电容器C1的负极端子连接到串行发光二极管行DL1的阴极。同样，虽然在图5中未示出，整流二极管D2的阴极连接到如图1中所示的在电容器C2的正极端子与串行发光二极管行DL2的阳极之间的节点。电容器C2的负极端子连接到串行发光二极管行DL2的阴极。同样，整流二极管D3的阴极连接到在电容器C3的正极端子与串行发光二极管行DL3的阳极之间的节点。电容器C3的负极端子连接到串行发光二极管行DL3的阴极。而且，在电流分配线圈BC4的第二绕组的匝的终点与其第一绕组的匝的起点之间的节点连接到在如图1中所示的电感器L与开关装置Q之间的节点。
以这种方式，由升压转换器升压的电压经由电流分配线圈BC2和BC4被提供到整流二极管D1-D3。这可以使得在串行发光二极管行DL1中流动的电流iled1、在串行发光二极管行DL2中流动的电流iled2和在串行发光二极管行DL3中流动的电流iled3彼此相等，即，等于整个电流的1/3。也就是说，电流分配线圈BC2和BC4的行为可以使得相同的电流流向串行发光二极管行DL1-DL3，即使串行发光二极管行DL1的电压Vfs1、串行发光二极管行DL2的电压Vfs2和串行发光二极管行DL3的电压Vfs3彼此不同。
所述发光二极管驱动设备以下述方式具有两个电流分配线圈：电流分配线圈BC4(第四电流分配线圈)的第一绕组的一端和第二绕组的一端连接到开关转换器，所述电流分配线圈BC4以第一绕组的匝数为第二绕组的匝数的二倍的方式形成；并且，电流分配线圈BC2(第二电流分配线圈)的第一绕组的一端和第二绕组的一端连接到电流分配线圈BC4的第二绕组的另一端。所述发光二极管驱动设备具有串行发光二极管行DL1(第一串行发光二极管行)，其经由整流二极管D1(第一整流二极管)而连接到电流分配线圈BC2的第二绕组的另一端。所述发光二极管驱动设备具有串行发光二极管行DL2(第二串行发光二极管行)，其经由整流二极管D2(第二整流二极管)而连接到电流分配线圈BC2的第一绕组的另一端。所述发光二极管驱动设备具有串行发光二极管行DL3(第三串行发光二极管行)，其经由整流二极管D3(第三整流二极管)而连接到电流分配线圈BC4的第一绕组的另一端。
图6是示出根据第六实施例的发光二极管驱动设备的必要部分的图，所述发光二极管驱动设备驱动第一串行发光二极管行、第二串行发光二极管行和第三串行发光二极管行。图6中所示的电路具有在负电源(negativepower source)侧提供的电流分配电路，并且具有在正极侧无分配的电源。通过在负极侧提供的分配电路来执行向第一到第三串行发光二极管行的电流分配。参考图6来描述第六实施例。
如图6中所示，电流分配线圈BC1-BC3具有与根据第一实施例的电流分配线圈BC的结构相同的结构。电流分配线圈BC1-BC3的连接模式类似于第三实施例的连接模式。但是，因为电流分配线圈BC1-BC3被设置在负电压电源侧，因此电流分配线圈BC1的第二绕组的匝的起点连接到整流二极管D1的阴极，电流分配线圈BC2的第二绕组的匝的起点连接到整流二极管D2的阴极，并且电流分配线圈BC3的第二绕组的匝的起点连接到整流二极管D3的阴极。同时，电流分配线圈BC1-BC3的第一绕组的匝的起点一起连接到绕组N4的一端。绕组N5、绕组N3和绕组N4被缠绕在同一芯上，并且从绕组N3和绕组N4获得从绕组N5提供的AC功率。
整流二极管D5的阳极连接到绕组N3的一端，并且整流二极管D5的阴极与电容器C5的正极端子连接，电容器C5的负极端子连接到绕组N3的另一端。然后，在电容器C5上产生DC电压。电容器C5的正极端子连接到第一到第三串行发光二极管行的阳极侧。第一串行发光二极管行的阴极侧连接到整流二极管D1的阳极，第二串行发光二极管行的阴极侧连接到整流二极管D2的阳极，并且第三串行发光二极管行的阴极侧连接到整流二极管D3的阳极。电容器C1连接在绕组N4的另一端与整流二极管D1的阳极之间，电容器C2连接在绕组N4的另一端与整流二极管D2的阳极之间，并且电容器C3连接在绕组N4的另一端与整流二极管D3的阳极之间。
电流分配线圈BC1-BC3的行为像第三实施例的那些一样，使得相等的电流流向整流二极管D1-D3。这可以使得流向第一到第三串行发光二极管行的电流的量彼此相等。
也就是说，第六实施例使用与第三实施例类似的电流分配线圈BC1-BC3的连接模式。但是，第六实施例不同于第三实施例之处在于整流二极管D1-D3的极性和电容器C1-C3的极性相反。串行发光二极管行DL1(第一串行发光二极管行)的阳极、串行发光二极管行DL2(第二串行发光二极管行)的阳极以及串行发光二极管行DL3(第三串行发光二极管行)的阳极彼此连接，并且所述阳极的连接的节点与电压源连接，所述电压源产生电压，所述电压的极性与在整流二极管D1-D3中每个整流二极管与电容器C1-C3中相应的电容器之间的节点的电压的极性相反。通过用整流二极管D5和电容器C5整流和平滑来自N3的功率来获得所述电压源。
图7是示出根据第七实施例的具有用于脉宽调制(PWM)光控制的开关的发光二极管驱动设备的图。图7中所示的电路具有用于PWM光控制的开关SW1和与开关SW1同步地操作的开关SW2。也就是说，当PWM光控制开关SW1处于导通(ON)状态时，开关SW2处于导通(ON)状态，而当PWM光控制开关SW1处于断开(OFF)状态时，开关SW2处于断开(OFF)状态。这样的控制可以使得当PWM光控制开关SW1的导通(ON)状态更长时(当在ON状态的占空比更大时)，在第一到第三串行发光二极管行中流动的电流的量更大。另外，当PWM光控制开关SW1处于断开(OFF)状态时，开关SW2被设置为处于断开(OFF)状态，以切断电流流向电容器C1-C3所沿着的路径。
为了保证这样的操作，如图7中所示，开关SW1连接在绕组N3和电容器C5之间的节点与地(GND)之间，并且开关SW2连接在绕组N4与电容器C1、C2和C3的连接的节点(也是地)之间。
以下述方式来控制开关SW1的导通(ON)的占空比：保证在第一到第三串行发光二极管行中的每个串行发光二极管行中流动的电流的电平的调整，同时使得流向第一到第三串行发光二极管行中的每个串行发光二极管行的电流彼此相等。在PWM控制开关SW1处于断开(OFF)状态的情况下，电流分配电路在每个发光二极管不发光的OFF时间与绕组N4断开，以防止电容器C1-C4的不必要的充电，并因此实现稳定的电流分配。
也就是说，所述第七实施例除了第六实施例的配置之外，还具有开关SW1和开关SW2。开关SW1(第一开关)被配置用以控制用于从正电压源向串行发光二极管行DL1(第一串行发光二极管行)、串行发光二极管行DL2(第二串行发光二极管行)和串行发光二极管行DL3(第三串行发光二极管行)提供功率的占空比。开关SW2(第二开关)操作用以与开关SW1同步地同时变为导通。然后，开关SW2被布置在开关转换器与电流分配线圈BC1(第一电流分配线圈)的第一绕组的一端、电流分配线圈BC2(第二电流分配线圈)的第一绕组的一端和电流分配线圈BC3(第三电流分配线圈)的第一绕组的一端以及地之间。
按照根据所述实施例的所述发光二极管驱动设备，一个驱动电路可以驱动多个发光二极管，因此使得有可能减少部件的成本、空间和数量。即使发光二极管的正向偏压(电压Vf)改变，也不必执行选择电压为Vf的发光二极管的工作，这有助于实现发光二极管的稳定的电流分配和成本减少。
本申请包含与于2008年8月13日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2008-208697中公开的主题相关的主题，该日本专利申请的整个内容通过引用被并入在此。
本领域中的技术人员应当明白，可以根据设计要求和其他因素来进行各种修改、组合、子组合和改变，只要这些修改、组合、子组合和改变在所附的权利要求或者其等同含义的范围内。

Claims (8)

1.一种发光二极管驱动设备，包括：
开关转换器，其具有电感器和开关装置；
多个串行发光二极管行，每个串行发光二极管行具有串联连接的多个发光二极管；
多个整流二极管，其分别串联连接到所述多个串行发光二极管行；
多个电容器，其分别连接到在所述串行发光二极管行与所述整流二极管之间的节点，用于平滑电压；以及
一个或更多个电流分配线圈，其布置在所述开关转换器与所述多个串行发光二极管行之间，用于使得电流在由第一绕组产生的磁通和由第二绕组产生的磁通互相抵消的方向上流动，由此使得在所述串行发光二极管行中流动的电流彼此相等。
2.根据权利要求1的发光二极管驱动设备，包括：
单个电流分配线圈，其第一绕组和第二绕组的一端连接到所述开关转换器；
第一串行发光二极管行，其经由第一整流二极管而连接到所述电流分配线圈的第一绕组的另一端；以及
第二串行发光二极管行，其经由第二整流二极管而连接到所述电流分配线圈的第二绕组的另一端。
3.根据权利要求1的发光二极管驱动设备，包括：
三个电流分配线圈，其中，第一电流分配线圈的第一绕组的一端、第二电流分配线圈的第一绕组的一端以及第三电流分配线圈的第一绕组的一端连接到所述开关转换器，第一电流分配线圈的第二绕组、第二电流分配线圈的第二绕组以及第三电流分配线圈的第二绕组以环形连接在一起；
第一串行发光二极管行，其经由第一整流二极管而连接到所述第一电流分配线圈的第一绕组的另一端；
第二串行发光二极管行，其经由第二整流二极管而连接到所述第二电流分配线圈的第一绕组的另一端；以及
第三串行发光二极管行，其经由第三整流二极管而连接到所述第三电流分配线圈的第一绕组的另一端。
4.根据权利要求1的发光二极管驱动设备，包括：
三个电流分配线圈，其中，第一电流分配线圈的第一绕组的一端、第二电流分配线圈的第一绕组的一端以及第三电流分配线圈的第一绕组的一端连接到所述开关转换器，第一电流分配线圈的第一绕组的另一端连接到第二电流分配线圈的第二绕组的一端，第二电流分配线圈的第一绕组的另一端连接到第三电流分配线圈的第二绕组的一端，并且第三电流分配线圈的第一绕组的另一端连接到所述第一电流分配线圈的第二绕组的一端；
第一串行发光二极管行，其经由第一整流二极管而连接到所述第一电流分配线圈的第二绕组的另一端；
第二串行发光二极管行，其经由第二整流二极管而连接到所述第二电流分配线圈的第二绕组的另一端；以及
第三串行发光二极管行，其经由第三整流二极管而连接到所述第三电流分配线圈的第二绕组的另一端。
5.根据权利要求1的发光二极管驱动设备，包括：
三个电流分配线圈，其中，第一电流分配线圈的第一绕组的一端及其第二绕组的一端连接到所述开关转换器，第二电流分配线圈的第一绕组的一端及其第二绕组的一端连接到第一电流分配线圈的第二绕组的另一端，并且第三电流分配线圈的第一绕组的一端及其第二绕组的一端连接到所述第一电流分配线圈的第一绕组的另一端；
第一串行发光二极管行，其经由第一整流二极管而连接到所述第二电流分配线圈的第二绕组的另一端；
第二串行发光二极管行，其经由第二整流二极管而连接到所述第二电流分配线圈的第一绕组的另一端；
第三串行发光二极管行，其经由第三整流二极管而连接到所述第三电流分配线圈的第二绕组的另一端；以及
第四串行发光二极管行，其经由第四整流二极管而连接到所述第三电流分配线圈的第一绕组的另一端。
6.根据权利要求1的发光二极管驱动设备，包括：
两个电流分配线圈，其中，第四电流分配线圈的第一绕组的一端和第二绕组的一端连接到所述开关转换器，其中以所述第一绕组的匝数为所述第二绕组的匝数的两倍的方式来形成所述第四电流分配线圈，并且第二电流分配线圈的第一绕组的一端及其第二绕组的一端连接到所述第四电流分配线圈的第二绕组的另一端；
第一串行发光二极管行，其经由第一整流二极管而连接到所述第二电流分配线圈的第二绕组的另一端；
第二串行发光二极管行，其经由第二整流二极管而连接到所述第二电流分配线圈的第一绕组的另一端；以及
第三串行发光二极管行，其经由第三整流二极管而连接到所述第四电流分配线圈的第一绕组的另一端。
7.根据权利要求4的发光二极管驱动设备，其中，所述第一串行发光二极管行的未连接到所述第一整流二极管的那一侧、所述第二串行发光二极管行的未连接到所述第二整流二极管的那一侧以及所述第三串行发光二极管行的未连接到所述第三整流二极管的那一侧彼此连接，并且
所述第一串行发光二极管行、所述第二串行发光二极管行以及所述第三串行发光二极管行连接在一起的节点与电压源连接，所述电压源产生电压，所述电压的极性与在所述第一整流二极管与所述第一串行发光二极管行之间的节点上的电压、在所述第二整流二极管与所述第二串行发光二极管行之间的节点上的电压以及在所述第三整流二极管与所述第三串行发光二极管行之间的节点上的电压的极性不同。
8.根据权利要求7的发光二极管驱动设备，还包括：
第一开关，其控制用于从所述电压源向所述第一串行发光二极管行、所述第二串行发光二极管行以及所述第三串行发光二极管行提供功率的占空比；以及
第二开关，其在导通时的占空比被控制为与所述第一开关同步，所述第二开关被设置在所述开关转换器与所述第一电流分配线圈的第一绕组的所述一端、所述第二电流分配线圈的第一绕组的所述一端以及所述第三电流分配线圈的第一绕组的所述一端之间。
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