用于发光二极管的驱动器.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102202446 A (43)申请公布日 2011.09.28 CN 102202446 A *CN102202446A* (21)申请号 201110047154.2 (22)申请日 2011.02.24 10-2010-0025229 2010.03.22 KR H05B 37/02(2006.01) (71)申请人 三星电机株式会社 地址 韩国京畿道水原市 (72)发明人 金孝溁 吴成勋 刘斗镐 (74)专利代理机构 中原信达知识产权代理有限 责任公司 11219 代理人 刘光明 穆德骏 (54) 发明名称 用于发光二极管的驱动器 (57) 摘要 一种用于发光。

2、二极管的驱动器， 其能够通过 对来自多个 LED 阵列的、 由 LED 之间的电压差异 造成的过剩电压进行分割， 并将分割后的电压提 供给多个开关器件， 来减少在开关器件中的热量 生成。所述 LED 驱动器包括 ： 电源部件， 其向多个 LED 阵列提供预置驱动电压 ； 以及多个驱动部件， 其对流向所述多个 LED 阵列的驱动电压分别进行 开关。 所述多个驱动部件中的各个包括多个开关， 所述多个开关中的各个接收在将所述驱动电压施 加到所述多个 LED 阵列之后剩余的分割后的过剩 电压。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利。

3、要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 CN 102202452 A1/1 页 2 1. 一种用于发光二极管 (LED) 的驱动器， 所述驱动器包括 ： 电源部件， 其向多个 LED 阵列提供预置驱动电压 ； 以及 多个驱动部件， 其对流向所述多个 LED 阵列的驱动电压分别进行开关 ； 其中所述多个驱动部件中的各个包括多个开关， 所述多个开关中的各个接收在将所述 驱动电压施加到所述多个 LED 阵列之后剩余的分割后的过剩电压。 2. 如权利要求 1 所述的驱动器， 其中所述多个驱动部件中的各个包括 ： 开关部分， 其至少包括在所述 LED 阵列和地之间串联连接的第一开关和第二开关 ； 。

4、检测电阻器， 其在所述开关部分和所述地之间连接并且检测电压 ； 比较器， 其将预置基准电压与通过所述检测电阻器检测到的电压进行比较并发送开关 信号 ； 以及 包括第一传递电阻器和第二传递电阻器的传递电阻器组， 其根据预置电阻比值， 分别 将来自所述比较器的开关信号传递到所述开关部分的第一开关和第二开关。 3. 如权利要求 2 所述的驱动器， 其中所述第一开关被配置为第一 NPN 晶体管， 包括 ： 连 接到所述 LED 阵列的集电极 ； 连接到所述第一传递电阻器并接收所述开关信号的基极 ； 以 及连接到所述第二开关的发射极 ； 以及 所述第二开关被配置为第二NPN晶体管， 包括 ： 连接到所述。

5、第一NPN晶体管的发射极的 集电极 ； 连接到所述第二传递电阻器并接收所述开关信号的基极 ； 以及连接到所述地的发 射极。 4. 如权利要求 3 所述的驱动器， 其中上拉电阻器连接在所述第一 NPN 晶体管的所述集 电极和所述基极之间， 并且根据预置电阻值将来自所述 LED 阵列的过剩电压发送到所述基 极。 5. 如权利要求 2 所述的驱动器， 其中所述开关部分包括在所述 LED 阵列和所述地之间 连接的多个 NPN 晶体管， 其中所述传递电阻器组包括分别对应于所述多个 NPN 晶体管的多个传递电阻器， 并且 将来自所述比较器的开关信号发送给所述多个 NPN 晶体管的相应基极。 6. 如权利要。

6、求 5 所述的驱动器， 其中所述驱动部件进一步包括多个上拉电阻器， 所述 多个上拉电阻器被分别连接到除了放置在所述地附近的单个 NPN 晶体管以外的所述多个 NPN 晶体管的基极和集电极。 权 利 要 求 书 CN 102202446 A CN 102202452 A1/4 页 3 用于发光二极管的驱动器 0001 对相关申请的交叉引用 0002 本申请要求 2010 年 3 月 22 日在韩国知识产权局提出的第 10-2010-25229 号韩国 专利申请的优先权， 以引用的方式将该专利申请的公开并入本文。 技术领域 0003 本发明涉及用于发光二极管 (LED) 的驱动器， 具体涉及这样一。

7、种用于 LED 的驱动 器， 其能够通过对来自多个LED阵列的因LED之间的电压差异造成的过剩电压进行分割， 并 将分割后的电压提供给多个开关器件， 来减少在开关器件中产生的热量。 背景技术 0004 随着信息时代的到来， 为了实现信息的快速和有效传递， 对于能够以诸如图像、 图 形和字符的各种形式显示信息的高性能显示器的需要正在快速增长。作为响应， 显示器工 业增长迅速。 0005 具体而言， 相比阴极射线管， 液晶显示器 (LCD) 由于它们功耗较低、 厚度较薄和重 量较轻， 因此近年来作为下一代高科技显示器件已取得显著进展。 当前， 这类液晶显示器广 泛用于电子表、 电子计算器、 计算机。

8、、 电视机等。 0006 液晶显示器件包括 ： 显示图像的液晶面板以及向液晶面板提供光的背光单元。 0007 液晶面板包括薄膜晶体管衬底和彩色滤光片衬底， 其中薄膜晶体管衬底包括栅极 线、 数据线、 薄膜晶体管、 像素电极等， 而彩色滤光片衬底包括共用电极等。 液晶面板在接收 像素电压时， 通过以控制从背光单元提供的光的透射率的方式来驱动液晶， 从而显示图像。 0008 背光单元使用荧光灯、 发光二极管 (LED) 等。最近， 由于 LED 的低功耗和高颜色再 现性， LED 已作为背光单元广泛使用。 0009 将多个 LED 阵列作为背光单元的光源使用， 各个 LED 阵列具有串联连接的多个。

9、 LED。此处， 对于不同的 LED 来说操作电压可能变化。 0010 在单个 LED 中， 电压中的这种变化可能很小。但是， 多个 LED 阵列， 且其中的各个 阵列具有串联连接的多个 LED， 可能在其中的 LED 阵列之间经历显著的变化。 0011 当多个 LED 阵列并联连接时， 根据这些 LED 阵列中的最高驱动电压， 提供驱动电 源。 在该实例中， 甚至将相同电平的驱动电源提供给具有相对较低驱动电压的LED阵列。 结 果是， 将由电压变化造成的过剩电压施加到驱动 LED 阵列的开关器件， 从而造成与开关器 件的热产生相关联的缺陷。 0012 为了克服以上缺陷， 可以使用散热器 (h。

10、eat sink)， 然而， 这可能造成诸如高制造 成本的其他限制。 发明内容 0013 本发明的一方面提供了一种用于发光二极管的驱动器， 所述驱动器能够通过对来 自多个LED阵列的、 因LED之间的电压差异造成的过剩电压进行分割， 并将分割后的电压提 说 明 书 CN 102202446 A CN 102202452 A2/4 页 4 供给多个开关器件， 来减少在开关器件中的热产生。 0014 根据本发明的一方面， 提供了一种用于发光二极管 (LED) 的驱动器， 所述驱动器 包括 ： 电源部件， 其向多个 LED 阵列提供预置驱动电压 ； 以及多个驱动部件， 其对流向所述 多个 LED 阵。

11、列的驱动电压分别进行开关。所述多个驱动部件中的各个包括多个开关， 所述 多个开关中的各个开关接收在将所述驱动电压施加到所述多个 LED 阵列之后剩余的分割 后的过剩电压。 0015 所述多个驱动部件中的各个驱动部件可以包括 ： 开关部分， 其至少包括在所述 LED 阵列和地之间串联连接的第一和第二开关 ； 检测电阻器， 其在所述开关部分和所述地 之间连接并且检测电压 ； 比较器， 其将预置基准电压与所述检测电阻器检测到的电压进行 比较并发送开关信号 ； 以及包括第一传递电阻器和第二传递电阻器的传递电阻器组， 其根 据预置电阻比值， 分别将来自所述比较器的开关信号传递到所述开关部分的第一和第二开。

12、 关。 0016 可以将所述第一开关配置为第一 NPN 晶体管， 包括 ： 连接到所述 LED 阵列的集电 极 ； 连接到所述第一传递电阻器并接收所述开关信号的基极 ； 以及连接到所述第二开关的 发射极。可以将所述第二开关配置为第二 NPN 晶体管， 包括 ： 连接到所述第一 NPN 晶体管的 发射极的集电极 ； 连接到所述第二传递电阻器并接收所述开关信号的基极 ； 以及连接到所 述地的发射极。 0017 上拉电阻器可以被连接在所述第一 NPN 晶体管的所述集电极和所述基极之间， 并 且可以根据预置电阻值将来自所述 LED 阵列的过剩电压发送到所述基极。 0018 所述开关部分可以包括在所述 。

13、LED 阵列和所述地之间连接的多个 NPN 晶体管。所 述传递电阻器组可以包括分别对应于所述多个 NPN 晶体管的多个传递电阻器， 并且将来自 所述比较器的开关信号发送给所述多个 NPN 晶体管的相应基极。 0019 所述驱动部件可以进一步包括多个上拉电阻器， 所述多个上拉电阻器分别连接到 除了放置在所述地附近的单个 NPN 晶体管以外的所述多个 NPN 晶体管的基极和集电极。 附图说明 0020 通过结合附图的以下具体描述， 本发明的上述和其它方面、 特征和其他优点将被 更清楚地理解， 其中 ： 0021 图 1 是示出根据本发明示例性实施例的用于 LED 的驱动器的配置的示意图 ； 002。

14、2 图 2 是示出根据本发明示例性实施例的用于 LED 的驱动器的电气特性的图示 ； 0023 图3是示出根据本发明示例性实施例的用于LED的驱动器中采用的驱动部件的配 置的示意图。 具体实施方式 0024 现在将参照附图， 具体描述本发明的示例性实施例。 当然， 本发明可以用很多不同 的形式来实现， 并且不应当被解释为受限于本文阐述的实施例。 确切地说， 提供这些实施例 是使得本公开更加完全和彻底， 并将把本发明的范围完整传达给本领域的技术人员。 0025 图 1 是示出根据本发明的示例性实施例的用于 LED 的驱动器的配置的示意图。 0026 参考图 1， 根据该示例性实施例， 用于 LE。

15、D 的驱动器 100 可以包括电源部件 100 和 说 明 书 CN 102202446 A CN 102202452 A3/4 页 5 多个驱动部件 120。 0027 电源部件110可以将具有预置电压电平的驱动电压提供给多个LED阵列L1和L2。 0028 在各个 LED 阵列 L1 和 L2 中， 多个 LED 可以串联连接， 并且各个可以具有不同的驱 动电压。例如， 一个 LED 可以用 2.7 伏驱动， 而另一 LED 可以用 2.8 伏或 2.6 伏驱动。 0029 考虑到该电压的变化， 电源部件 110 可以参考多个 LED 阵列 L1 和 L2 的驱动电压 的最高电压电平， 提。

16、供驱动电压。 0030 多个驱动部件 120 中的各个均可以包括 ： 开关部分 121、 检测电阻器 Rf、 比较器 U1 和传递电阻器组 R1 和 R2。 0031 开关部分 121 可以至少包括第一开关 Q1 和第二开关 Q2。第一开关 Q1 和第二开 关 Q2 可以在 LED 阵列和地之间串联连接。可以将第一开关 Q1 和第二开关 Q2 分别配置为 第一和第二 NPN 晶体管。 0032 检测电阻器 Rf 可以在开关部分 121 和地之间电连接。因此， 可以将在来自电源部 件 110 的驱动电压施加到 LED 阵列 L1 和 L2 之后剩余的过剩电压分配到开关部分 121 的第 一 NP。

17、N 晶体管 Q1 和第二 NPN 晶体管 Q2。 0033 比较器 U1 将通过检测电阻器 Rf 检测到的电压电平与预置基准电压 Vref 的电压 电平进行比较， 并据此将开关信号传递给第一 NPN 晶体管 Q1 和第二 NPN 晶体管 Q2。 0034 传递电阻器组 R1 和 R2 可以包括第一传递电阻器 R1 和第二传递电阻器 R2。第一 传递电阻器 R1 可以将来自比较器 U1 的开关信号传递给第一 NPN 晶体管 Q1， 而第二传递电 阻器 R2 可以将来自比较器 U1 的开关信号传递给第二 NPN 晶体管 Q2。第一传递电阻器 R1 和第二传递电阻器 R2 可能具有预置电阻比值。 0。

18、035 第一 NPN 晶体管 Q1 可以具有 ： 连接到 LED 阵列 L1 和 L2 的集电极 ； 连接到第一传 递电阻器 R1 并接收开关信号的基极 ； 以及连接到第二 NPN 晶体管 Q2 的集电极的发射极。 第二NPN晶体管Q2可以具有 ： 连接到第一NPN晶体管Q1的发射极的集电极 ； 连接到第二传 递电阻器 R2 并接收开关信号的基极 ； 以及连接到地的发射极。 0036 NPN 晶体管根据施加到其基极的电压进行不同程度的导通。因此， 施加到第一 NPN 晶体管 Q1 和第二 NPN 晶体管 Q2 的过剩电压可能彼此不同。因此， 为了调节分别施加到第 一 NPN 晶体管 Q1 和第。

19、二 NPN 晶体管 Q2 的过剩电压， 第一传递电阻器 R1 和第二传递电阻器 R2 形成预置电阻比值。 0037 电阻比值， 一旦在第一传递电阻器R1和第二传递电阻器R2之间被设置好， 即为固 定且之后难以改变。然而， 驱动电压在 LED 之间可能变化。因此， 不仅第一 LED 阵列 L1 和 第二LED阵列L2， 而且多个LED阵列中的各个可能具有不同的驱动电压。 相应地， 需要均衡 施加到第一 NPN 晶体管 Q1 和第二 NPN 晶体管 Q2 的、 因多个 LED 阵列的不同驱动电压造成 的过剩电压。 0038 由此， 在第一 NPN 晶体管 Q1 的集电极和基极之间可以连接上拉电阻器。

20、 (Rp1)。也 就是说， 上拉电阻器 Rp1 可以通过其电阻值， 降低来自对应 LED 阵列的过剩电压， 并将降低 后的电压施加到第一NPN晶体管Q1的基极。 NPN晶体管导通的程度随着施加到其基极的电 压而变化。就此方面， 通过上拉电阻器 Rp1 施加到基极的电压所分割和提供给第一 NPN 晶 体管 Q1 的过剩电压的电压电平可以根据来自 LED 阵列的过剩电压的电压电平而变化。而 且， 被分割和提供给第二 NPN 晶体管的过剩电压的电压电平可以相应地变化。 说 明 书 CN 102202446 A CN 102202452 A4/4 页 6 0039 也就是说， 根据第一传递电阻器R1和。

21、第二传递电阻器R2之间的电阻比值， 将来自 对应 LED 阵列的过剩电压进行分割并提供给第一 NPN 晶体管 Q1 和第二 NPN 晶体管 Q2。由 于第一传递电阻器 R1 和第二传递电阻器 R2 的电阻比值是固定的， 因此来自 LED 阵列的过 剩电压越高， 施加到第一 NPN 晶体管 Q1 的过剩电压越高。因此， 通过使用上拉电阻器 Rp1， 可以对分配到第一 NPN 晶体管 Q1 和第二 NPN 晶体管 Q2 的、 来自 LED 阵列的过剩电压的电 压电平进行调节， 从而进行均衡。 0040 图 2 是示出根据本发明的示例性实施例的用于 LED 的驱动器的电气特性的图示。 0041 参照。

22、图1和图2可以看出， 过剩电压被施加到第一NPN晶体管Q1、 第二NPN晶体管 Q2 和检测电阻器 Rf。 0042 在图 2 中，A 指示施加到第一 NPN 晶体管 Q1 的集电极的电压，B 指示施加到第 二 NPN 晶体管 Q2 的集电极的电压， 以及 C 指示施加到检测电阻器 Rf 的电压。参照该图 示， 可以看出过剩电压不仅被施加到第一 NPN 晶体管 Q1， 而是被施加到第一 NPN 晶体管 Q1 和第二NPN晶体管Q2两者。 相应地， 在开关时， 可以将过剩电压产生的热量分担到第一NPN 晶体管 Q1 和第二 NPN 晶体管 Q2。 0043 图3是示出根据本发明另一示例性实施例的。

23、用于LED的驱动器中采用的驱动部件 的配置的示意图。 0044 参考图 3， 根据该示例性实施例， 在用于 LED 的驱动器 200 中采用的驱动器可以包 括在 LED 阵列 L1 和地之间串联连接的多个晶体管 Q1 至 Qn。如图 1 所示， LED 阵列 L1 可以 包括多个并联连接的 LED。相应地， 可以提供多个驱动部件 220， 从而分别连接到多个 LED 阵列。 0045 如上所述， 将来自LED阵列L1的过剩电压分配给多个晶体管Q1至Qn， 从而减少了 在晶体管开关期间的热量生成。进一步， 除了最后一个晶体管 Qn 以外， 在各个晶体管的集 电极和基极之间连接了上拉电阻器 (Rp。

24、1 和 Rp2)， 以便过剩电阻能够被更均匀地分割和提 供给晶体管。 0046 如上所述， 根据本发明的示例性实施例， 用于发光二极管的驱动器能够通过对来 自多个LED阵列的、 由LED之间电压差异造成的过剩电压进行分割， 并将分割后的电压提供 给多个开关器件， 来减少在开关器件中的热量生成。 0047 尽管已经结合示例性实施例示出和描述了本发明， 但是对于本领域的技术人员来 说， 显然在不偏离由所附权利要求定义的本发明的精神和范围的前提下， 可以进行修改和 变化。 说 明 书 CN 102202446 A CN 102202452 A1/3 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 102202446 A CN 102202452 A2/3 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 102202446 A CN 102202452 A3/3 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 102202446 A 。