專利名稱：用于發光設備的驅動電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于發光設備的驅動電路，它對于便攜式電子端子中的發光二極管特別有用。
為了使LED能夠工作并發射期望亮度的光，要求每種裝置上施加3.8伏+/-0.2伏的電壓。便攜式端子的主電源通常是具有3.6伏額定一電壓的可再充電電池。盡管對于特殊類型的裝置和電池這些電壓…不同，但總體上講電池供電電壓需要提高以便正確運行LED。
盡管最近幾年制造商們對減小便攜式端子的尺寸和成本做了相當大的努力，但是減小成本和尺寸的壓力仍然存在。在便攜式端子中附加特征與其關聯元件的加入也促使許多元件從現有電路中移位。
根據本發明，提供了一種用于驅動發光設備的電路，包括到升壓器的交流輸入，來自升壓器的輸出維持一個電荷儲存器，所述電荷儲存器同所述發光設備并聯。
圖4是適于同具有不同工作特征的發光設備一起使用的驅動電路的電路圖。
發明詳述根據本發明的驅動電路的基本元件在
圖1的方框圖中說明。在升壓器14的端子2提供校準的DC電壓，可以是正弦曲線的交流輸入信號施加到端子1。來自14的提高的電壓輸出使得在15處的電荷儲存器可以保持，而電荷儲存器的電壓電平在端子3被監控。發光設備16同電荷儲存器15并聯并由其供電。
參考圖2，具體示出了適用于移動電話的LED驅動電路。到升壓器14的交流輸入施加到端子1。要點亮發光設備LED1和LED2時，可以很方便地將一個方波時鐘信號用作施加到端子1的輸入。例如，當在端子接收到呼叫或當鍵區按鍵被用戶按下時，會發生這樣的情況。通常從便攜式通信終端中的處理器很容易獲得合適的時鐘信號。
一個2.8伏的校準電源施加到端子2。這個電源很容易獲得，因為它通常在電話中用于提供基帶數字處理電路。端子1的時鐘輸入連接到晶體管TR1的基極和晶體管TR2的基極。TR1是NPN型晶體管，而TR2是PNP型晶體管，它們一起構成通稱為推挽式的電路裝置。
當輸入時鐘低時，晶體管TR1不導通，而晶體管TR2導通，將電容器C1的一端(下極板C1/2)接地。然后電容器C1通過二極管D1充電且上極板C1/1達到2.6伏。當輸入時鐘電壓升高時，晶體管TR1導通，而晶體管TR2斷開。電容器C1的下極板C1/2通過晶體管TR1拉升到2.2伏，且由于電容器C1充電，該電容器上極板C1/1的電壓達到4.6伏。當C1/1在4.6伏時，電荷從電容器C1通過二極管D2傳輸到輸出電容器C2。輸出電容器C2同發光二極管LED1和LED2并聯并向其提供電流。
電荷儲存器中的電荷量隨交流輸入的頻率而變化。因此，時鐘輸入頻率的變化將影響傳輸到電容器C2的電荷量。頻率的下降和電容器C2相應充電速率的下降將減小C2上的電壓。LED1和LED2上的低電壓將使它們吸收較少的電流并建立一種平衡，使得由LED吸收的電流等同于電容器C2的充電速率。通過這種方式，LED的亮度將會改變。
盡管在該電路中示出了兩個LED，但是附加的LED可以同LED1和LED2并聯，并聯的總數受電荷儲存器15的容量限制。電阻R1對于電路的工作不是必須的，包含它是為了平滑開關波形的邊緣并降低噪聲。端子1的規則時鐘輸入可以由其它輸入來代替，如脈寬調制(PWM)交流信號。減小PWM波形占空比將減小輸出電壓，而LED的亮度也將降低。
LED上電壓電平的控制可以通過監控圖2中端子3的電壓來實現。除其它功能外，控制電壓電平還對由于老化和公差變化造成的改變進行補償。一種調節LED上電壓的裝置在圖3中說明。該電壓電平控制裝置包括連接到模數轉換器(ADC)的分壓器，ADC輸出同一個定值的比較，當ADC輸出同定值不同時調節交流輸入頻率。
端子3上的電壓施加到分壓器R4/R5，而來自分壓器的輸出饋送到提供與LED上的電壓對應的數字輸出的模數轉換器4。然后該數字輸出在比較器5中同一個設置為產生要求電壓的單值進行比較。數字輸出同定值的不同產生比較器5的輸出。
比較器5的輸出在6產生對升壓器電路交流輸入頻率(或PWM的占空比)的調節。交流輸入頻率的改變將端子3的電壓及來自監控器的對應數字輸出以設定值帶入寄存器。此外，該設定值可以自動地或根據用戶輸入而選自一系列與不同亮度要求對應的值。因此，照度級可以設置為響應周圍的光線級，根據日歷和時刻來變化，或根據用戶的喜好來設置。
一種已知的降低同PWM波形固定占空比關聯的噪聲電平的技術可以實現。當將噪聲分散在很寬的光譜范圍上時，PWM中的偽隨機變化提供了足夠的電荷保持在電荷儲存器中。電磁發射也可以通過這種裝置來降低。直到功率的下降使電話停止工作前，LED的亮度不受電池功率降低的影響。
如圖2所示連接在電路中的LED通常應當匹配，從而使它們具有基本上相同的工作特征，尤其是相同的正向電壓。參考圖4，示出了適于同具有不同工作特征的發光設備一起使用的驅動電路。升壓器14象上面關于圖2描述的那樣工作。圖4的電荷儲存器15示為包括兩個元件，電容器C2通過二極管D2充電，而電容器C3通過二極管D3充電。通常電荷儲存器可以包括多個元件。
第一發光設備LED1連接在C2兩端，而第二發光設備LED3連接在C3兩端。C2和C3兩端的電壓都將隨其電容量而變化，因此每個LED的正向電壓特征可以通過選擇相應的電容器來提供。可以有一個以上LED同C2或C3并聯。
權利要求
1.一種用于驅動發光設備的電路，包括到升壓器的交流輸入，該升壓器的輸出保持電荷儲存器中的電荷，所述電荷儲存器同所述發光設備并聯。
2.權利要求1中所述的用于驅動發光設備的電路，其中電荷儲存器包括多個不同容量的元件，每個所述元件都與一個或多個發光設備并聯。
3.權利要求1或2中所述的用于驅動發光設備的電路，其中電荷儲存器中的電荷量隨交流輸入的頻率而變化。
4.權利要求1至3任一項中所述的用于驅動發光設備的電路，其中升壓器是推挽式電路。
5.權利要求1、3或4中所述的用于驅動發光設備的電路，其中電荷儲存器是通過二極管充電的電容器。
6.權利要求2、3或4中所述的用于驅動發光設備的電路，其中電荷儲存器的元件并聯且包括通過二極管充電的電容器。
7.前面任何一項權利要求中所述的用于驅動發光設備的電路，其中交流輸入是方波時鐘電壓。
8.權利要求1至6任一項中所述的用于驅動發光設備的電路，其中交流輸入是脈寬調制波形。
9.前面任何一項權利要求中的用于驅動發光設備的電路，其中發光設備是LED。
10.前面任何一項權利要求中所述的用于驅動發光設備的電路，具有一個包括連接到ADC的分壓器的電壓電平控制裝置，ADC輸出同定值的比較，當ADC輸出與定值不同時調節交流輸入的頻率。
11.用于權利要求8中所述的的用于驅動發光設備的電路的電壓電平控制，其中設定值選自一系列值。
12.一種用于驅動發光設備的電路，基本上如上文中聯系圖1-4描述的或在圖1-4中說明的一樣。
全文摘要
使LED能夠在便攜式通信終端的相對低電壓電源下工作。推挽式升壓器保持電荷儲存器上的電荷，LED同電荷儲存器并聯并從其吸收電流。電荷儲存器可以是多個有不同電容量的電容器，以便向每個LED提供不同的工作電壓。交流信號輸入，如方波時鐘序列，驅動推挽式升壓器。電荷儲存器中的電荷量隨交流信號輸入的頻率而變化。
文檔編號H05B33/08GK1413070SQ0214579
公開日2003年4月23日 申請日期2002年10月16日 優先權日2001年10月17日
發明者J·A·哈利 申請人:松下電器產業株式會社