本發(fā)明涉及一種依據(jù)電容充放電壓切換開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路，尤其涉及一種在連續(xù)導(dǎo)通模式下，依據(jù)電容充放電壓切換開關(guān)而控制平均電流的依據(jù)電容充放電壓切換開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路。

背景技術(shù)：

請(qǐng)參閱圖1，圖1顯示現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光二極管整合電路的電路示意圖，如圖1所示，現(xiàn)有的發(fā)光二極管整合電路PA1包含一負(fù)載電路PA11以及一驅(qū)動(dòng)電路PA12，負(fù)載電路PA11為發(fā)光二極管電路，并包含一電壓源PA111、一全橋式整流電路PA112、一電阻PA113、一二極管PA114、一電容PA115、至少一發(fā)光二極管PA116、一電感PA117、一第一開關(guān)PA118、一電阻PA119、一電容PA120以及一電容PA121。

全橋式整流電路PA112耦接于電壓源PA111，并耦接于電阻PA113、二極管PA114、電容PA115與發(fā)光二極管PA116，而電感PA117的一端耦接于二極管PA114與第一開關(guān)PA118的漏極，另一端則耦接于電容PA115與發(fā)光二極管PA116。電阻PA119則耦接于第一開關(guān)PA118的源極，并耦接于驅(qū)動(dòng)電路PA12的CS端。電容PA120耦接于電阻PA113，并耦接于驅(qū)動(dòng)電路PA12的VCC端，電容PA121則耦接于驅(qū)動(dòng)電路PA12的COMP端，且第一開關(guān)PA118耦接于驅(qū)動(dòng)電路PA12的OUT端。

其中，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)PA118導(dǎo)通時(shí)，發(fā)光二極管PA116會(huì)產(chǎn)生一平均電流Ia，電感PA117會(huì)產(chǎn)生一電感電流Ib，而一般來說，負(fù)載電路PA11的操作模式由第一開關(guān)PA118導(dǎo)通時(shí)間(控制電感電流Ib的上升與下降，且上升下降的鋒值的平均即指平均電流Ia)所決定，進(jìn)一步來說，上述的操作模式主要有連續(xù)電流導(dǎo)通模式(CCM)。

然而，上述的操作模式各有優(yōu)缺點(diǎn)，其中，以連續(xù)電流導(dǎo)通模式來說，雖然輸入和輸出電流漣波(ripple)相較于不連續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)來得小、總 諧波失真(Total Harmonic Distortion,THD)和電磁干擾(Electro Magnetic Interference,EMI)小、濾波容易的優(yōu)點(diǎn)，但現(xiàn)有的負(fù)載電路PA11受限于電路架構(gòu)的設(shè)計(jì)，無法使平均電流Ia穩(wěn)定地驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管PA116而容易造成發(fā)光二極管PA116所發(fā)出的光不穩(wěn)定的問題。

舉例來說，由于是連續(xù)導(dǎo)通模式，因此電感PA117充電起始電流值都不相同，打開的時(shí)間也不能夠確定，使得電感電流Ib是在導(dǎo)通第一開關(guān)PA118時(shí)才可得知，而因?yàn)橐骄剌敵銎骄娏鱅a，所以第一開關(guān)PA118關(guān)掉的時(shí)間都不相同，為了使實(shí)際輸出的平均電流Ia為初始所設(shè)定的，通?，F(xiàn)有技術(shù)中，電感電流Ib的值上升碰到平均電流Ia的值時(shí)觸發(fā)記錄時(shí)間(此時(shí)不關(guān)閉第一開關(guān)PA118)，而在電感電流Ib的值超過平均電流Ia的值一段時(shí)間(一般為兩倍)后才關(guān)閉第一開關(guān)PA118，但該種方法僅適用于電感PA117處在線性工作，若電感PA117處在非線性工作時(shí)，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)PA118導(dǎo)通時(shí)或關(guān)閉時(shí)，電感電流的充放電由于是非線性的(例如快充快放)，因而會(huì)造成調(diào)整出的平均電流不會(huì)為欲設(shè)定的值(例如原欲設(shè)定的值為1安培，但受限于非線性工作而調(diào)整出的平均電流變?yōu)?.7安培)，因此現(xiàn)有技術(shù)仍具有改善的空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于受限于現(xiàn)有電路設(shè)計(jì)的架構(gòu)，普遍具有在電感為非線性工作時(shí)造成所調(diào)整出的平均電流為非原設(shè)定的值的問題。緣此，本發(fā)明主要目的在于提供一種依據(jù)電容充放電壓切換開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路，主要是在連續(xù)導(dǎo)通模式下，利用變電流與定電流的差值以及二個(gè)電容的電壓大小來控制開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)閉，使得電感電流無論是線性工作或非線性工作，均可以使調(diào)整出的平均電流與原設(shè)定相同，以解決上述的問題。

基于上述目的，本發(fā)明所采用的主要技術(shù)手段是提供一種依據(jù)電容充放電壓切換開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路，用以在一連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)下，控制一平均電流驅(qū)動(dòng)一負(fù)載電路，負(fù)載電路包含一負(fù)載電阻與一第一開關(guān)，負(fù)載電阻一端接地，一端具有一負(fù)載電阻電壓，第一開關(guān)具有一第一開關(guān)連接端以及一第二開關(guān)連接端，依據(jù)電容充放電壓切換開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路包含一第一電流輸出模塊、一第二電流輸出模塊、一第一電容、一第二開關(guān)、一第二電容、一定電壓源模塊以及一處理模塊。第一電流輸出模塊具有一第一電流輸出端，第一電流輸出端電 性連接于第一開關(guān)連接端，第一電流輸出模塊電性連接于負(fù)載電阻，用以依據(jù)負(fù)載電阻電壓輸出一變電流。第二電流輸出模塊具有一第二電流輸出端，第二電流輸出端電性連接于第一開關(guān)連接端與第一電流輸出模塊的第一電流輸出端，第二電流輸出端并用以輸出一定電流。第一電容一端電性連接于第二開關(guān)連接端，另一端接地。第二開關(guān)具有一第三開關(guān)連接端以及一第四開關(guān)連接端，第三開關(guān)連接端電性連接于第一電容與第二開關(guān)連接端。第二電容一端電性連接于第四開關(guān)連接端，另一端接地。定電壓源模塊電性連接于第二電容與第四開關(guān)連接端，用以提供一定電壓，且定電壓用以提供第二電容的電壓。處理模塊電性連接于第一電容、第二電容與第一開關(guān)與第二開關(guān)的柵極，用以控制導(dǎo)通第一開關(guān)與第二開關(guān)中的一者。

其中，在處理模塊控制第一開關(guān)導(dǎo)通并關(guān)閉第二開關(guān)，且變電流大于定電流時(shí)，變電流與定電流的差值產(chǎn)生一充電電流，充電電流對(duì)第一電容充電，藉以使第一電容將充電電流儲(chǔ)存為一蓄電流，且負(fù)載電阻電壓漸漸增加而使變電流漸漸減少；在變電流小于定電流時(shí)，第一電容放電蓄電流而產(chǎn)生一放電電流，放電電流為定電流與變電流的差值，并在第一電容放電至使第一電容的一第一電容電壓與第二電容的一第二電容電壓相等時(shí)，觸發(fā)處理模塊關(guān)閉第一開關(guān)并導(dǎo)通第二開關(guān)，藉以控制平均電流驅(qū)動(dòng)負(fù)載電路。

其中，上述依據(jù)電容充放電壓切換開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路的附屬技術(shù)手段的較佳實(shí)施例中，第一電流輸出模塊包含一第一比較器、一第一晶體管、一第一電阻以及一電流鏡電路，第一比較器具有一第一比較輸入端、一第二比較輸入端以及一第一比較輸出端，第一比較輸入端供接收一第一參考電壓，第一比較輸出端用以依據(jù)第一參考電壓輸出一第一參考電流。第一晶體管的柵極電性連接于第一比較器的第一比較輸出端，第一電阻具有一第一端與一第二端，第一端電性連接于第二比較輸入端與第一晶體管的源極，第二端電性連接于負(fù)載電阻而具有負(fù)載電阻電壓，藉以使第一晶體管與第一電阻接收第一參考電流后，依據(jù)負(fù)載電阻電壓產(chǎn)生變電流。電流鏡電路具有一連接輸出端與第一電流輸出端，連接輸出端電性連接于第一晶體管的漏極，并輸出變電流，用以使第一電流輸出端依據(jù)連接輸出端輸出變電流。

其中，上述依據(jù)電容充放電壓切換開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路的附屬技術(shù)手段的較佳實(shí)施例中，第二電流輸出模塊包含一第二比較器、一第二晶體管以及一第二電 阻，第二比較器具有一第三比較輸入端、一第四比較輸入端以及一第二比較輸出端，第三比較輸入端供接收一第二參考電壓，第二比較輸出端用以依據(jù)第二參考電壓輸出一第二參考電流。第二晶體管的柵極電性連接于第二比較輸出端，第二晶體管的漏極為第二電流輸出端，并電性連接于第一電流輸出端，用以依據(jù)第二參考電流輸出定電流。第二電阻一端電性連接于第四比較輸入端與第二晶體管的源極，另一端接地，第二電阻用以接收定電流。此外，第一參考電壓大于第二參考電壓。

其中，上述依據(jù)電容充放電壓切換開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路的附屬技術(shù)手段的較佳實(shí)施例中，定電壓源模塊包含一定電流源以及一第三晶體管，定電流源電性連接于第二電容與第二開關(guān)的第四開關(guān)連接端，用以提供一穩(wěn)定電流。第三晶體管的源極接地，第三晶體管的柵極與漏極電性連接于定電流源，藉以依據(jù)穩(wěn)定電流產(chǎn)生定電壓。此外，負(fù)載電路為一發(fā)光二極管電路，定電壓與第二電容電壓相等。

藉由本發(fā)明所采用的依據(jù)電容充放電壓切換開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路的主要技術(shù)手段后，由于依據(jù)變電流與定電流的差值以及二電容的電壓大小來判斷是否關(guān)閉負(fù)載電路的開關(guān)，因此可確實(shí)控制電容充放電而穩(wěn)定平均電流，因而不管在電感電流是線性工作或非線性工作的狀態(tài)下，都可使調(diào)整出的平均電流為所欲設(shè)定的值，進(jìn)而有效解決現(xiàn)有技術(shù)的問題。

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

附圖說明

圖1顯示現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光二極管整合電路的電路示意圖；

圖2顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的依據(jù)電容充放電壓切換開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路的電路示意圖；以及

圖3顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的第一開關(guān)切換與電容充放電的波形示意圖。

其中，附圖標(biāo)記

PA1 發(fā)光二極管整合電路

PA11 負(fù)載電路

PA111 電壓源

PA112 全橋式整流電路

PA113 電阻

PA114 二極管

PA115 電容

PA116 發(fā)光二極管

PA117 電感

PA118 第一開關(guān)

PA119 電阻

PA120、PA121 電容

PA12 驅(qū)動(dòng)電路

1 依據(jù)電容充放電壓切換開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路

11 第一電流輸出模塊

111 第一比較器

1111 第一比較輸入端

1112 第二比較輸入端

1113 第一比較輸出端

112 第一晶體管

113 第一電阻

1131 第一端

1132 第二端

114 電流鏡電路

1141 連接輸出端與

1142 第一電流輸出端

12 第二電流輸出模塊

121 第二比較器

1211 第三比較輸入端

1212 第四比較輸入端

1213 第二比較輸出端

122 第二晶體管

1221 第二電流輸出端

123 第二電阻

13 第一電容

14 第二開關(guān)

141 第三開關(guān)連接端

142 第四開關(guān)連接端

15 第二電容

16 定電壓源模塊

161 定電流

162 第三晶體管

17 處理模塊

21 負(fù)載電阻

22 第一開關(guān)

221 第一開關(guān)連接端

222 第二開關(guān)連接端

Ir1 第一參考電流

Ir2 第二參考電流

Ic 變電流

If 定電流

I1 充電電流

I2 放電電流

Ia 平均電流

Ib 電感電流

Ix 穩(wěn)定電流

V1 第一參考電壓

V2 第二參考電壓

Vcs 負(fù)載電阻電壓

Vc1 第一電容電壓

Vc2 第二電容電壓

A、B、C 標(biāo)記點(diǎn)

T1、T2 區(qū)間

具體實(shí)施方式

由于本發(fā)明所提供的依據(jù)電容充放電壓切換開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路中，其組合實(shí)施方式不勝枚舉，故在此不再一一贅述，僅列舉一較佳實(shí)施例加以具體說明。

請(qǐng)一并參閱圖2與圖3，圖2顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的依據(jù)電容充放電壓切換開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路的電路示意圖，圖3顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的第一開關(guān)切換與電容充放電的波形示意圖。

如圖所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例的依據(jù)電容充放電壓切換開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路1用以在一連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)下，控制一平均電流(圖未示，同第一圖的平均電流Ia)驅(qū)動(dòng)一負(fù)載電路(圖未標(biāo)示)，負(fù)載電路為發(fā)光二極管電路，但其他實(shí)施例中不限于此。

負(fù)載電路包含一負(fù)載電阻21與一第一開關(guān)22，負(fù)載電阻21一端接地，一端具有一負(fù)載電阻電壓Vcs，第一開關(guān)22具有一第一開關(guān)連接端221以及一第二開關(guān)連接端222，且第一開關(guān)22即相當(dāng)于圖1的第一開關(guān)PA118，特此敘明。另外，負(fù)載電路還包含有如圖1所示的電壓源、全橋式整流電路、電阻、二極管、電容、發(fā)光二極管、電感等元件，由于此乃現(xiàn)有技術(shù)，因此不再贅述。

依據(jù)電容充放電壓切換開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路1包含一第一電流輸出模塊11、一第二電流輸出模塊12、一第一電容13、一第二開關(guān)14、一第二電容15、一定電壓源模塊16以及一處理模塊17。

第一電流輸出模塊11包含一第一比較器111、一第一晶體管112、一第一電阻113以及一電流鏡電路114，第一比較器111具有一第一比較輸入端1111、一第二比較輸入端1112以及一第一比較輸出端1113，第一比較輸入端1111供接收一第一參考電壓V1。第一晶體管112的柵極電性連接于第一比較器111的第一比較輸出端1113，第一電阻113具有一第一端1131與一第二端1132，第一端1131電性連接于第二比較輸入端1112與第一晶體管112的源極，第二端1132電性連接于負(fù)載電阻21而具有負(fù)載電阻電壓Vcs。電流鏡電路114具有一連接輸出端1141與第一電流輸出端1142，連接輸出端1141電性連接于第一晶體管112的漏極。

第二電流輸出模塊12包含一第二比較器121、一第二晶體管122以及一第二電阻123，第二比較器121具有一第三比較輸入端1211、一第四比較輸入端1212以及一第二比較輸出端1213，第三比較輸入端1211供接收一第二參考電壓V2。第二晶體管122的柵極電性連接于第二比較輸出端1213，第二晶體管122的漏極為第二電流輸出端1221，并電性連接于第一電流輸出端1142與第一開關(guān)連接端221。第二電阻123的一端電性連接于第四比較輸入端1212與第二晶體管122的源極，另一端接地，而第二電阻123的阻值一般可與第一電阻113的阻值相等。此外，第一參考電壓V1大于第二參考電壓V2，一般第一參考電壓V1可為兩倍的第二參考電壓V2，但其他實(shí)施例中不限于此。

第一電容13的一端電性連接于第一開關(guān)22的第二開關(guān)連接端222，另一端接地，并具有一第一電容電壓Vc1。第二開關(guān)14具有一第三開關(guān)連接端141以及一第四開關(guān)連接端142，第三開關(guān)連接端141電性連接于第一電容13與第一開關(guān)22的第二開關(guān)連接端222。

第二電容15的一端電性連接于第四開關(guān)連接端142，另一端接地，并具有一第二電容電壓Vc2。定電壓源模塊16電性連接于第二電容15與第四開關(guān)連接端142，用以提供一定電壓(圖未標(biāo)示)，且定電壓用以提供第二電容15的電壓，具體來說，定電壓源模塊16包含一定電流源161以及一第三晶體管162，定電流源161電性連接于第二電容15與第二開關(guān)14的第四開關(guān)連接端142，用以提供一穩(wěn)定電流Ix。第三晶體管162的源極接地，柵極與漏極電性連接于定電流源161，藉以依據(jù)穩(wěn)定電流Ix而產(chǎn)生穩(wěn)定的定電壓，也就是說，事實(shí)上定電壓大約為0.7V，使得定電壓與第二電容電壓Vc2相等而同樣為0.7V。

處理模塊17電性連接于第一電容13、第二電容15與第一開關(guān)22與第二開關(guān)14的柵極，且處理模塊17可為具有處理能力的電路，且此電路一般可具有比較器，藉以比較第一電容電壓Vc1與第二電容電壓Vc2的值。

第一比較輸出端1113依據(jù)第一參考電壓V1輸出一第一參考電流Ir1，第一電阻113的第二端1132所具有的負(fù)載電阻電壓Vcs使第一晶體管112與第一電阻113接收第一參考電流Ir1后，依據(jù)負(fù)載電阻電壓Vcs產(chǎn)生變電流Ic。電流鏡電路114的連接輸出端1141同樣輸出變電流Ic，使第一電流輸出端1142依據(jù)連接輸出端1141所輸出的變電流Ic而復(fù)制輸出變電流Ic。

第二比較輸出端1213依據(jù)第二參考電壓V2輸出一第二參考電流Ir2，第二晶體管122的漏極依據(jù)第二參考電流Ir2輸出定電流If，且第二電阻123用以接收定電流If，也就是說，經(jīng)由第二電阻123的端電壓可使第二參考電流Ir2轉(zhuǎn)為持續(xù)流經(jīng)有定電流If而不會(huì)改變。處理模塊17用以控制導(dǎo)通第一開關(guān)22與第二開關(guān)14中的一者，藉以穩(wěn)定平均電流而使平均電流穩(wěn)定地輸出至發(fā)光二極管。其中，由于第一參考電壓V1為兩倍的第二參考電壓V2，假若負(fù)載電阻電壓Vcs為零，那么變電流Ic為定電流If的兩倍，亦即2If＝2Ic。

具體來說，如圖3所示，在處理模塊17先控制第一開關(guān)22導(dǎo)通并關(guān)閉第二開關(guān)14(區(qū)間T1，圖3上圖表第一開關(guān)22導(dǎo)通與關(guān)閉的波形)，且變電流Ic大于定電流If時(shí)，變電流Ic與定電流If的差值產(chǎn)生一充電電流I1，充電電流I1對(duì)第一電容13充電，藉以使第一電容13將充電電流I1儲(chǔ)存為一蓄電流(圖未示)，而由于第一開關(guān)22導(dǎo)通下會(huì)使平均電流流經(jīng)負(fù)載電路的負(fù)載電阻21，從而使負(fù)載電阻電壓Vcs漸漸增加(自標(biāo)記點(diǎn)A漸漸增加)，而隨著負(fù)載電阻電壓Vcs的增加，會(huì)使變電流Ic漸漸減少，而當(dāng)負(fù)載電阻電壓Vcs增加至使變電流Ic與定電流If相等時(shí)，即到達(dá)至圖3中標(biāo)記點(diǎn)B。

此時(shí)負(fù)載電阻電壓Vcs會(huì)上升至使變電流Ic小于定電流If，使得第一電容13放電蓄電流而產(chǎn)生一放電電流I2，放電電流I2為定電流If與變電流Ic的差值，并在第一電容13放電至使第一電容13的第一電容電壓Vc1與第二電容15的第二電容電壓Vc2相等時(shí)(自標(biāo)記點(diǎn)B至標(biāo)記點(diǎn)C)，觸發(fā)處理模塊17關(guān)閉第一開關(guān)22并導(dǎo)通第二開關(guān)14，進(jìn)而進(jìn)入?yún)^(qū)間T2而完成整個(gè)第一開關(guān)22的切換導(dǎo)通關(guān)閉的動(dòng)作，因而可穩(wěn)定地控制第一開關(guān)22的導(dǎo)通與關(guān)閉，進(jìn)而控制電感電流的上升與下降(第一開關(guān)22導(dǎo)通會(huì)使圖1所示的電感PA117的電流增加，第一開關(guān)22關(guān)閉則會(huì)使電感PA117的電流降低，而增加最高的鋒值與降低最低的鋒值的平均值為平均電流)，藉以控制平均電流驅(qū)動(dòng)負(fù)載電路。

綜合以上所述，在采用本發(fā)明所提供的依據(jù)電容充放電壓切換開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路后，由于依據(jù)變電流與定電流的差值以及二電容的電壓大小來判斷是否關(guān)閉負(fù)載電路的開關(guān)，因此可確實(shí)控制電容充放電而穩(wěn)定平均電流，因而不管在電感電流是線性工作或非線性工作的狀態(tài)下，都可使調(diào)整出的平均電流為所欲設(shè)定的值，進(jìn)而有效解決現(xiàn)有技術(shù)的問題。

當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。