TWI475542B - 驅動電路 - Google Patents

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TWI475542B
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Description

驅動電路
本發明係關於一種驅動電路；具體而言，本發明係關於一種能夠降低成本並改善發光效率之發光二極體驅動電路。
為了提升照明驅動電路的電源轉換效率，習知發光二極體驅動電路係使用隔離交換式電源轉換器改善電源轉換效率。舉例而言，如圖1所示，整流器2將交流電源轉換為全波整流電壓並傳送電壓至變壓器3。需說明的是，主動開關SW1及儲存電容C1耦接於整流器2之輸出端，且變壓器3之另一端係連接於二極體5及輸出電容C2。
此外，控制器4用以控制主動開關SW1之驅動狀態並透過回饋模組6連接輸出電容C2。在實際情況中，回饋模組6連接於輸出電壓Vout ，能夠擷取輸出電壓Vout 之回授訊號(電壓、電流或duty)。值得注意的是，控制器4根據輸出電壓Vout 之回授訊號及參考電壓Vref 之差值以控制主動開關5W1的控制訊號之脈波寬度，進而控制輸出電壓Vout 及電流維持於定值。換言之，圖1所示之驅動電路係使用控制器4保持輸出電壓之穩定性，而非使用電阻式穩壓元件，故能夠有效提升電源轉換效率。
然而，此驅動電路包含儲存電容C1及輸出電容C2等高頻電子元件。換句話說，當交流電源輸入至儲存電容C1以及輸出電容C2會產生虛功(visual work)，使得驅動電路無法達到 高功率因子(high power factor)的功效。如圖1所示，研發人員嘗試使用功率因數調整模組7改善低功因現象，導致本驅動電路尺寸過大，且造成額外的材料成本，難以應用於小尺寸的照明產品。
此外，另一種習知發光二極體驅動電路係使用電源轉換器(ADC,AC/DC convertor)產生輸入電壓，且輸入電壓驅動發光二極體發光。在實際情況中，發光二極體驅動電路包含電流源模組，其中電流源模組控制電路電流，使得流經發光二極體的電流振幅保持固定，進而使發光二極體保有穩定的亮度。
具體而論，此發光二極體驅動電路更包含數個開關及相對應之數個比較器，其中該等開關分別連接於相對應之該等比較器及該等發光二極體。此外，每個比較器具有定電壓，並藉由定電壓與輸入電壓的關係以決定是否輸出導通控制訊號至相對應之開關。在實際應用中，習知發光二極體驅動電路係透過該等開關之導通狀況以控制該等發光二極體之驅動發光結果。換言之，若有愈多開關導通，則會有愈多發光二極體發光。然而，在此電路中，由於每個開關具有對應之比較器，故電路需要數個比較器，不但形成複雜的驅動電路，並提高生產成本。
綜合上述諸多因素，如何設計能提升操作效率並降低成本之發光二極體驅動電路，係為現今一大課題。
有鑑於上述先前技術的問題，本發明提出一種具高功因，低諧波(harmonic distortion)失真，高發光效率，並能簡化結構的驅動電路。
於一方面，本發明提供一種變化開關架構之驅動電路，以降低成本。
於另一方面，本發明提供一種使用電壓產生模組之驅動電路，以提高功因。
於另一方面，本發明提供一種控制電流驅動路徑之驅動電路，以減少發光單元的電流峰值，進而延長發光單元使用壽命。
於另一方面，本發明提供一種連接散熱模組之驅動電路，能提供散熱功能並避免操作電壓過大於各發光單元之跨壓，防止電路過熱。
本發明之一方面在於提供一種驅動電路，包含複數個發光單元、複數個開關以及電壓產生模組。該等發光單元相互串接，且以頻率變化之輸入電壓驅動該等發光單元。此外，每一個開關具有預設電壓及導通電壓且包含發光端、控制端及設定端，該等發光端耦接於該等發光單元，且每一個開關之設定端相互耦接。
需說明的是，電壓產生模組耦接於該等開關之該等控制端並包含複數個控制單元，其中各控制單元分別耦接於相鄰之該等控制端之間。當輸入電壓驅動該等發光單元、該等開關及該等控制單元時，電壓產生模組提供複數個控制電壓至該等開關，且各開關根據控制電壓與導通電壓之差值與該預設電壓之關係導通或關閉。在實際情況中，該等發光單元係根據輸入電壓及該等開關之驅動狀況而發光。
相較於先前技術，根據本發明之驅動電路係使用電壓產生模組調整電壓並提供控制電壓至該等開關，進而控制該等 開關導通或關閉。在實際情況中，驅動電路使用電壓產生模組控制操作偏壓以決定該等發光單元之驅動狀況。此外，無論該等發光單元的驅動數量多寡，驅動電路無須同時驅動全部開關導通，即可驅動該等發光單元發光。在一實施例中，該等發光單元使用的電壓與輸入電壓同為全波整流後電壓，故僅有少量輸入電壓造成功率損耗，以達到提高功因及降低諧波失真之功效。此外，本發明之驅動電路僅使用數個開關及電壓產生模組50A以控制該等發光單元，不但有效提高該等發光單元之發光效率，更能減少成本。進一步而論，本發明之驅動電路係藉由分段式驅動控制模式以使發光單元於交流電流週期中分段驅動，進而有效使用該等發光單元以達到高發光效率。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
根據本發明之一具體實施例為一種驅動電路。於此實施例中，驅動電路可以是發光二極體驅動電路。具體而言，驅動電路係改變發光二極體及其他元件之耦接關係，進而簡化電路結構。
請參照圖2，圖2係繪示本發明之驅動電路1之實施例示意圖。如圖2所示，驅動電路1包含複數個發光單元10A/10B/10C、複數個開關210A/210B/220、電流設定模組30、整流電源模組40、電壓產生模組50，其中該等開關包含操作開關210A/210B及終端開關220。其中，該等發光單 元10A~10C耦接於整流電源模組40與電流設定模組30之間；該等操作開關210A/210B及終端開關220耦接於該等發光單元10A~10C及電壓產生模組50之間；且該等操作開關210A/210B及終端開關220耦接於電流設定模組30。
在實際應用中，整流電源模組40連接該等發光單元10A~10C並提供輸入電壓。在實際情況中，整流電源模組40具有交流電源及整流裝置，其中整流裝置轉換交流電源之電壓為直流電壓。舉例而言，整流電源模組40可以是半波整流電源裝置或全波整流電源裝置，其中全波整流電源裝置包含橋式全波整流電源裝置、中心抽頭式整流電源裝置、真空管式整流電源裝置或三相整流電源裝置，但不以此為限。在此實施例中，整流電源模組40轉換交流電壓為整流的輸入電壓，且輸入電壓係為全波整流後電壓。
在此實施例中，該等發光單元10A~10C相互串接，且整流電源模組40以頻率變化之輸入電壓驅動該等發光單元10A~10C。值得注意的是，在其他實施例中，驅動電路1能依照實際需求配置該等發光單元之數量，並不以此例為限。此外，本發明之發光單元可以是發光二極體、雷射發光體、螢光裝置或上述發光體之任意組合。在此實施例中，發光單元係為發光二極體，其中發光二極體之顏色包含白色、紅色、綠色及/或藍色。
需說明的是，當以頻率變化之輸入電壓驅動該等發光單元10A~10C時，由於輸入電壓係為全波整流後電壓，使得跨接於該等發光單元之電壓為全波整流後電壓。此外，頻率可以是60Hz、120Hz、50Hz或100Hz，並無特定之限制。在此實施例中，頻率係為120Hz。
值得注意的是，每一個開關具有預設電壓及導通電壓且包含發光端201A/201B/201C、設定端202A/202B/202C及控制端203A/203B/203C。此外，該等發光端201A/201B/201C耦接於該等發光單元10A~10C，且每一個開關之設定端202A/202B/202C相互耦接。舉例而言，操作開關210A之發光端201A耦接於該等發光單元10A/10B之串接點100A；而操作開關210B之發光端201B耦接於該等發光單元10B/10C之串接點100B。此外，終端開關220之發光端201C耦接於該等發光單元10A~10C之終端100C，且終端開關220之控制電壓不小於各操作開關210A/210B之控制電壓。
在實際情況中，開關可以是電晶體或其他電極開關元件。在此實施例中，開關係為電晶體，其中發光端係為源極端；設定端係為汲極端；控制端係為閘極端，但不以此例為限。需說明的是，各開關之預設電壓係為源極電壓，且導通電壓係為臨界導通電壓(threshold voltage)。
如圖2所示，電壓產生模組50耦接於該等開關210A/210B/220之該等控制端203A/203B/203C。當整流電源模組40提供輸入電壓以驅動該等發光單元10A~10C、該等開關210A/210B/220及電壓產生模組50時，電壓產生模組50提供複數個控制電壓至該等開關210A/210B/220，且各開關根據控制電壓與導通電壓之差值與該預設電壓之關係導通或關閉。在此實施例中，當控制電壓大於預設電壓，且控制電壓與導通電壓之差值不小於預設電壓時，則對應之開關導通。
接下來，本發明藉由圖3之實施例進一步說明驅動電路之詳細運作方式。
請參照圖3，圖3係為本發明之驅動電路1A之實施例示意圖。如圖3所示，驅動電路1A之電壓產生模組50A包含調節開關500、複數個控制單元510/520、電流源530及控制調節單元540，其中調節開關500耦接於控制調節單元540之輸出端、控制單元510及控制端203A之間；各控制單元510/520分別耦接於相鄰之該等控制端之間；電流源530耦接於該等控制單元並用以提供電壓；控制調節單元540耦接於調節開關500。
舉例而言，控制單元510耦接於控制端203A與控制端203B之間，且控制單元520耦接於控制端203B與控制端203C之間。需說明的是，控制單元510/520可以是電阻、二極體、電晶體或其他電子元件，且調節開關500可以是電晶體或其他開關元件，其中電晶體包含雙極性電晶體(BJT)及金氧半場效電晶體(MOSFET)。此外，控制單元之元件選定可依照產品規格或實際需求而定，並無特定之限制。在此實施例中，控制單元係為電阻，調節開關係為電晶體，但不以此為限。
在實際情況中，當整流電源模組40輸入電壓驅動該等發光單元10A~10C、該等開關210A/210B/220及該等控制單元510/520時，電壓產生模組50A調整調節開關500之電壓並提供該等控制電壓至該等開關，且各開關根據控制電壓與導通電壓之差值與該預設電壓之關係導通或關閉。
此外，電流設定模組30係耦接於該等開關之該等設定端與電壓產生模組50A之控制調節單元540。如圖3所示，控制調節單元540具有正輸入端541及負輸入端542，其中負輸入端542連接電流設定模組30。
在實際應用中，電壓產生模組50A之控制調節單元540係提供參考電壓(VREF)並提供操作偏壓至電流設定模組30，電流設定模組30(一般為電阻)決定各發光單元10A~10C的峰值電流，且電壓產生模組50A控制操作電壓以決定各發光單元10A~10C之發光電壓及該等開關之該等控制電壓。此外電壓產生模組50A可控制操作電壓為方波電壓、全波整流後電壓或具有箝位上限的電壓，但不以此為限。
在此實施例中，電壓產生模組50A係控制操作電壓為方波電壓，進而決定各發光單元10A~10C之發光電壓為方波電壓。具體而論，電壓產生模組50A係與電流設定模組30形成負回授控制電路以控制流經該等發光單元10A~10C之電流。換言之，電流設定模組30係用以控制流經發光單元之電流能夠穩定，進而維持該等發光單元之亮度。
如圖3所示，控制調節單元540之正輸入端541接收參考電壓VREF，且控制調節單元540依照參考電壓VREF控制操作偏壓，使得操作偏壓不大於參考電壓VREF。進一步而論，驅動電路1A係使用控制調節單元540之虛短路特性以使操作偏壓固定於參考電壓VREF以形成方波電壓。請參照圖4，圖4係為輸入電壓之電流曲線、發光單元電流曲線與電流設定模組之電壓曲線之對照示意圖。
如圖4所示，輸入電壓曲線111具有全波整流後電壓之波形；電流設定模組之電壓曲線333具有方波電壓之波形，且操作偏壓之峰值不大於參考電壓VREF。此外，發光單元10A電流曲線111A、發光單元10B電流曲線111B、發光單元10C電流曲線111C與電流設定模組之電壓曲線333同樣具有方波電壓之波形。需說明的是，電流設定模組30更具 有操作電阻(圖未示)；當該等開關於飽和區操作時，則該等發光單元之電流峰值等於操作偏壓與操作電阻之比值，使得驅動電路1A可調整操作電阻以控制流經該等發光單元之電流。
如圖3所示，整流電源模組40產生輸入電壓以驅動該等發光單元10A~10C、該等開關210A/210B/220及該等控制單元510/520，電壓產生模組50A調整調節開關500之電壓並提供複數個控制電壓至該等開關210A/210B/220，且各開關根據控制電壓與導通電壓之差值與預設電壓之關係導通或關閉。在實際情況中，當控制電壓壓大於預設電壓，且控制電壓與導通電壓之差值不小於預設電壓時，則對應之開關導通。
舉例而言，每個發光單元具有10個發光二極體裝置(圖未示)，而驅動每個發光二極體裝置發光的所需電壓為3V，故每個發光單元的所需驅動電壓為30V，但不以此為限。換言之，發光單元10A、發光單元10B及發光單元10C之所需驅動電壓皆為30V。此外，各開關具有汲源電壓(VDS,voltage between drain and source)，其中汲源電壓係為發光端與設定端之間的臨界導通電壓且為1.5V，但不以此為限。
舉例而言，當輸入電壓為32V並大於發光單元10A之所需電壓(30V)及操作開關210A之汲源電壓(1.5V)的和值，且電壓產生模組50A提供控制電壓至該等開關，使得發光單元10A發光及操作開關210A導通。
需說明的是，每一個開關之預設電壓係為3V，且每一個開關之導通電壓為0.7V，但不以此為限。當輸入電壓大 於發光單元10A之所需電壓及操作開關210A之汲源電壓的和值時，驅動電路1A使用電壓產生模組50A調整調節開關500之電壓並產生控制電壓，電壓產生模組50A、操作開關210A及電流設定模組30形成控制迴路，使得發光單元10A發光且操作開關210B及終端開關220處於導通狀態。在此實施例中，控制電壓係為3.7V，且控制電壓(3.7V)與操作開關210A之導通電壓(0.7V)之差值不小於預設電壓(3V)，故操作開關210A處於導通狀態。
如圖3所示，控制單元510耦接於操作開關210A與操作開關210B之間，且控制單元510或控制單元520之跨壓皆為1V，使得操作開關210B之控制端203B所接收之控制電壓為4.7V(可由3.7V+1V計算而得)。控制電壓(4.7V)與導通電壓(0.7V)之差值不小於預設電壓(3V)，故操作開關210B處於導通狀態。此外，終端開關220之控制端203C所接收之控制電壓為5.7V(可由4.7V+1V計算而得)。控制電壓(5.7V)與導通電壓(0.7V)之差值不小於預設電壓(3V)，故終端開關220處於導通狀態。
需說明的是，輸入電壓(32V)流經發光單元10A及操作開關210A後，剩餘電壓係為0.5V(可由32V-30V-1.5V計算而得)而不足驅動發光單元10B發光，故電流不會通過發光單元10B及操作開關210B。同理，電流亦不會通過發光單元10C及終端開關220。
此外，輸入電壓自32V持續上升。舉例而言，當輸入電壓為62V並大於發光單元10A及發光單元10B之所需電壓(60V)，且電壓產生模組50A調整調節開關500之電壓並提供控制電壓制該等開關，使得發光單元10A及發光單元10B 發光及操作開關210B導通，且發光單元10A、發光單元10B及操作開關210B形成控制迴路。進一步而論，當輸入電壓大於發光單元10A及發光單元10B之所需電壓及操作開關210B之汲源電壓的總和值時，驅動電路1A使用電壓產生模組50A產生控制電壓，使得發光單元10A及發光單元10B發光，且操作開關210B及終端開關220處於導通狀態。
值得注意的是，電流係通過發光單元10A、發光單元10B及操作開關210B，且電壓產生模組50A控制操作偏壓固定於參考電壓VREF，使得操作開關210A、操作開關210B及終端開關220所接收之控制電壓分別為2.7V、3.7V及4.7V。需說明的是，由於操作開關210A所接收之控制電壓為2.7V，且控制電壓(2.7V)與導通電壓(0.7V)之差值小於預設電壓(3V)，故操作開關210A處於關閉狀態。在實際情況中，輸入電壓(62V)流經發光單元10A、發光單元10B及操作開關210B後，剩餘電壓係為0.5V(可由62V-60V-1.5V計算而得)而不足驅動發光單元10C發光，故電流不會通過發光單元10C及終端開關220。
此外，輸入電壓自62V持續上升。舉例而言，當輸入電壓為92V並大於發光單元10A、發光單元10B及發光單元10C之所需電壓(90V)，且電壓產生模組50A調整調節開關500之電壓並提供控制電壓制該等開關，使得發光單元10A、發光單元10B及發光單元10C發光及終端開關220導通。進一步而論，當輸入電壓大於發光單元10A、發光單元10B及發光單元10C之所需電壓及終端開關220之汲源電壓的和值時，驅動電路1A使用電壓產生模組50A產生控制電壓，使得發光單元10A、發光單元10B及發光單元10C發 光，且終端開關220處於導通狀態，且發光單元10A、發光單元10B、發光單元10C、終端開關220形成控制迴路。
值得注意的是，電流係通過發光單元10A、發光單元10B、發光單元10C及終端開關220，且電壓產生模組控制操作偏壓固定於參考電壓VREF，使得操作開關210A、操作開關210B及終端開關220所接收之控制電壓分別為1.7V、2.7V及3.7V。需說明的是，由於操作開關210A所接收之控制電壓為1.7V，且控制電壓(1.7V)與導通電壓(0.7V)之差值小於預設電壓(3V)，故操作開關210A處於關閉狀態。此外，操作開關210B所接收之控制電壓為2.7V，且控制電壓(2.7V)與導通電壓(0.7V)之差值小於預設電壓(3V)，故操作開關210B處於關閉狀態。
值得注意的是，當輸入電壓曲線111自波峰開始下降。舉例而言，當輸入電壓為92V並大於發光單元10A、發光單元10B及發光單元10C之所需電壓(90V)，且電壓產生模組50A調整調節開關500之電壓並提供控制電壓制該等開關，使得發光單元10A、發光單元10B及發光單元10C發光及終端開關220導通。進一步而論，當輸入電壓大於發光單元10A、發光單元10B及發光單元10C之所需電壓及終端開關220之汲源電壓的和值時，驅動電路1A使用電壓產生模組50A產生控制電壓，使得發光單元10A、發光單元10B及發光單元10C發光，且終端開關220處於導通狀態，且發光單元10A、發光單元10B、發光單元10C及終端開關220形成控制迴路。
此外，電流係通過發光單元10A、發光單元10B、發光單元10C及終端開關220，且電壓產生模組控制操作偏壓固 定於參考電壓VREF，使得操作開關210A、操作開關210B及終端開關220所接收之控制電壓分別為1.7V、2.7V及3.7V。需說明的是，由於操作開關210A所接收之控制電壓為1.7V，且控制電壓(1.7V)與導通電壓(0.7V)之差值小於預設電壓(3V)，故操作開關210A處於關閉狀態。換言之，操作開關210B所接收之控制電壓為2.7V，且控制電壓(2.7V)與導通電壓(0.7V)之差值小於預設電壓(3V)，故操作開關210B處於關閉狀態。
如圖4所示，輸入電壓自92V持續下降。舉例而言，當輸入電壓為62V並大於發光單元10A及發光單元10B之所需電壓(60V)，且電壓產生模組50A調整調節開關500之電壓並提供控制電壓制該等開關，使得發光單元10A及發光單元10B發光及操作開關210B導通。進一步而論，當輸入電壓大於發光單元10A及發光單元10B之所需電壓及操作開關210B之汲源電壓的和值時，驅動電路1A使用電壓產生模組50A產生控制電壓，使得發光單元10A及發光單元10B發光，且操作開關210B及終端開關220處於導通狀態，且發光單元10A、發光單元10B及操作開關210B形成控制迴路。
值得注意的是，電流係通過發光單元10A、發光單元10B及操作開關210B，且電壓產生模組控制操作偏壓固定於參考電壓VREF，使得操作開關210A、操作開關210B及終端開關220所接收之控制電壓分別為2.7V、3.7V及4.7V。需說明的是，由於操作開關210A所接收之控制電壓為2.7V，且控制電壓(2.7V)與導通電壓(0.7V)之差值小於預設電壓(3V)，故操作開關210A處於關閉狀態。在實際情況中， 輸入電壓(62V)流經發光單元10A、發光單元10B及操作開關210B後，剩餘電壓係為0.5V(可由62V-60V-1.5V計算而得)而不足驅動發光單元10C發光，故電流不會通過發光單元10C及終端開關220。
此外，輸入電壓自62V持續下降。舉例而言，當輸入電壓為32V並大於發光單元10A之所需電壓(30V)及操作開關210A之汲源電壓(1.5V)的和值，且電壓產生模組50A調整調節開關500之電壓並提供控制電壓至該等開關，使得發光單元10A發光及操作開關210A導通。需說明的是，當輸入電壓大於發光單元10A之所需電壓及操作開關210A之汲源電壓的和值時，驅動電路1A使用電壓產生模組50A產生控制電壓，使得發光單元10A發光且操作開關210A、操作開關210B及終端開關220處於導通狀態。在此實施例中，控制電壓係為3.7V，且控制電壓(3.7V)與操作開關210A之導通電壓(0.7V)之差值不小於預設電壓(3V)，故操作開關210A處於導通狀態。
如圖3所示，控制單元510耦接於操作開關210A與操作開關210B之間，且控制單元510或控制單元520之跨壓皆為1V，使得操作開關210B之控制端203B所接收之控制電壓為4.7V。控制電壓(4.7V)與導通電壓(0.7V)之差值不小於預設電壓(3V)，故操作開關210B處於導通狀態。此外，終端開關220之控制端203C所接收之控制電壓為5.7V。控制電壓(5.7V)與導通電壓(0.7V)之差值不小於預設電壓(3V)，故終端開關220處於導通狀態。
需說明的是，輸入電壓(32V)流經發光單元10A及操作開關210A後，剩餘電壓係為0.5V而不足驅動發光單元10B 發光，故電流不會通過發光單元10B及操作開關210B。同理，電流亦不會通過發光單元10C及終端開關220。
換言之，驅動電路1A之操作開關210A、操作開關210B及終端開關220係輪流處於電流導通狀態，而非同時驅動所有開關以控制該等發光單元10A~10C發光。在此實施例中，驅動電路1A只驅動一個開關導通，可使數個發光單元發光，進而在輸入電壓單位周期內增加發光效率。
請參照圖5，圖5係為本發明之驅動電路1B之實施例示意圖。如圖5所示，相對於圖3中之驅動電路1A，驅動電路1B之電壓產生模組50B更包含分壓產生單元550，其中分壓產生單元550耦接於正輸入端541與整流電源模組40之間。在實際情況中，分壓產生單元550自整流電源模組40接收輸入電壓以產生設定電壓至正輸入端，且控制調節單元540依照設定電壓以控制操作偏壓。在此實施例中，分壓產生單元550係使用數個電阻(圖未示)並聯連接於整流電源模組40、控制調節單元50之正輸入端541及零準位以產生分壓。
值得注意的是，分壓產生單元550係依照輸入電壓產生設定電壓，使得設定電壓成為全波整流後電壓並與輸入電壓同樣具有全波整流後電壓之波形。此外，分壓產生單元550傳送設定電壓至控制調節單元540之正輸入端541，且電流設定模組30連接於控制調節單元540之負輸入端542。進一步而論，控制調節單元540係依照設定電壓以控制操作偏壓，使得操作偏壓係成為全波整流後電壓並與輸入電壓同樣具有全波整流後電壓之波形。
請參照圖6，圖6係為輸入電壓曲線、發光單元電流曲線與電流設定模組之電壓曲線之對照示意圖。如圖6所示，電流設定模組之電壓曲線333與輸入電壓曲線111同樣具有全波整流後電壓的波形，而非如圖6中之方波電壓波形。在實際情況中，驅動電路1B係藉由操作偏壓控制該等發光單元10A~10C之電流，以提升發光穩定度。
需說明的是，發光單元10A電流曲線111A、發光單元10B電流曲線111B與發光單元10C電流曲線111C係依照電流設定模組之電壓曲線333驅動。換言之，該等發光單元之電流曲線係與輸入電壓之電流曲線同樣具有全波整流後電壓之波形，故驅動電路1B可以提高功率因數(power factor)。此外，至於電壓產生模組50B以控制電壓控制操作開關210A、操作開關210B及終端開關220之驅動方式與驅動電路1A相同，在此不另行贅述。
請參照圖7，圖7係為本發明之驅動電路之另一實施例示意圖。如圖7所示，相對於圖5之驅動電路1B，驅動電路1C之電壓產生模組50C更包含電流箝位單元560，其中電流箝位單元560連接於分壓產生單元550與控制調節單元540之正輸入端541之間。在實際情況中，電流箝位單元560具有比較器561及箝位開關562，其中比較器561之正輸入端連接於分壓產生單元550，且比較器561之負輸入端具有箝位電壓。此外，比較器561之輸出端連接於箝位開關560，藉以控制比較器561輸出箝位電壓。
需說明的是，電流箝位單元560係藉由箝位電壓控制操作偏壓之上限，避免過高的電流影響驅動電路。請參照圖8，圖8係為輸入電壓之電流曲線、發光單元電流曲線與電流設 定模組之電壓曲線之對照示意圖。如圖8所示，電流設定模組之電壓曲線333之電壓上限係不大於箝位電壓V1，且發光單元10A電流曲線111A、發光單元10B電流曲線111B與發光單元10C電流曲線111C係依照電流設定模組之電壓曲線333驅動，以避免該等發光單元具有過高的電流。換言之，驅動電路1C同時可減少功率耗損及提高功率因數，並能夠增加發光的穩定性。
請參照圖9，圖9係為本發明之驅動電路之另一實施例示意圖。如圖9所示，驅動電路1D進一步包含至少一散熱模組60，連接該等開關之至少其一。在此實施例中，散熱模組60係並聯連接於終端開關，其中輸入電壓形成電流並流經散熱模組60，以使散熱模組60產生功率以避免過高電流通過終端開關220。
具體而論，散熱模組60包含電阻元件(圖未示)及散熱開關(圖未示)，其中散熱開關更連接於電壓產生模組50之控制單元(圖未示)，其耦接方式可以與其他開關相同，但不以此例為限。值得注意的是，電壓產生模組50提供控制電壓至該等操作開關210A/210B、終端開關220及散熱開關，其中散射開關之控制電壓大於終端開關220之控制電壓，使得較多的電流通過散熱模組，且較少的電流通過終端開關220。換言之，散熱模組60可減少終端開關220之電流負荷量，能夠提高終端開關之使用率並達到散熱之功效。此外，散熱模組60可透過調整電阻元件之阻值以使電流幾乎全數通過散熱模組60，使得終端開關220處於關閉狀態，進而減少功率消耗。
相較於先前技術，根據本發明之驅動電路係使用電壓產 生模組調整電壓並提供控制電壓至該等開關，進而控制該等開關導通或關閉。在實際情況中，驅動電路使用電壓產生模組控制操作偏壓以決定該等發光單元之驅動狀況。此外，無論該等發光單元的驅動數量多寡，驅動電路無須同時驅動全部開關導通，即可驅動發光單元發光。在一實施例中，該等發光單元使用的電壓與輸入電壓同為全波整流後電壓，故僅有少量輸入電壓造成功率損耗，以達到提高效率之功效。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
1、1A~1D‧‧‧驅動電路
2‧‧‧整流器
3‧‧‧變壓器
4‧‧‧控制器
5‧‧‧二極體
6‧‧‧回饋模組
7‧‧‧功率因數調整模組
10A~10C‧‧‧發光單元
30‧‧‧電流設定模組
40‧‧‧整流電源模組
50、50A~50C‧‧‧電壓產生模組
60‧‧‧散熱模組
111‧‧‧輸入電壓曲線
111A‧‧‧發光單元10A電流曲線
111B‧‧‧發光單元10B電流曲線
111C‧‧‧發光單元10C電流曲線
201A、201B、201C‧‧‧發光端
202A、202B、202C‧‧‧設定端
203A、203B、203C‧‧‧控制端
333‧‧‧電流設定模組之電壓曲線
100A、100B‧‧‧串接點
100C‧‧‧終端
210A/210B‧‧‧操作開關
220‧‧‧終端開關
500‧‧‧調節開關
510、520‧‧‧控制單元
530‧‧‧電流源
540‧‧‧控制調節單元
541‧‧‧正輸入端
542‧‧‧負輸入端
550‧‧‧分壓產生單元
560‧‧‧電流箝位單元
561‧‧‧比較器
562‧‧‧箝位開關
C1‧‧‧儲存電容
C2‧‧‧輸出電容
Vref 、VREF‧‧‧參考電壓
V1‧‧‧箝位電壓
Vout ‧‧‧輸出電壓
SW1‧‧‧主動開關
圖1係為上述習知發光二極體中輸入電流與發光二極體電流之關係示意圖；圖2係繪示本發明之驅動電路之實施例示意圖；圖3係為本發明之驅動電路之另一實施例示意圖；圖4係為輸入電壓之電流曲線、發光單元電流曲線與電流設定模組之電壓曲線之對照示意圖；圖5係為本發明之驅動電路之另一實施例示意圖；圖6係為輸入電壓之電流曲線、發光單元電流曲線與電流設定模組之電壓曲線之對照示意圖；圖7係為本發明之驅動電路之另一實施例示意圖；圖8係為輸入電壓之電流曲線、發光單元電流曲線與電流設定模組之電壓曲線之對照示意圖；以及圖9係為本發明之驅動電路之另一實施例示意圖。
1‧‧‧驅動電路
10A~10C‧‧‧發光單元
30‧‧‧電流設定模組
40‧‧‧整流電源模組
50‧‧‧電壓產生模組
100A、100B‧‧‧串接點
100C‧‧‧終端
210A、210B‧‧‧操作開關
201A、201B、201C‧‧‧發光端
202A、202B、202C‧‧‧設定端
203A、203B、203C‧‧‧控制端
220‧‧‧終端開關

Claims (10)

  1. 一種驅動電路，包含：複數個發光單元，其中該等發光單元相互串接，且以一頻率變化之一輸入電壓驅動該等發光單元；複數個開關，其中每一個開關具有一預設電壓及一導通電壓且包含一發光端、一控制端及一設定端，該等發光端耦接於該等發光單元，且每一個開關之該設定端相互耦接；以及一電壓產生模組，耦接於該等開關之該等控制端並包含複數個控制單元、一調節開關及一電流源，該等控制單元係串接於該電流源與該調節開關之間，其中各控制單元分別耦接於相鄰之該等控制端之間；當該輸入電壓驅動該等發光單元、該等開關及該等控制單元時，該電壓產生模組提供複數個控制電壓至該等開關，且各開關根據該控制電壓與該導通電壓之差值與該預設電壓之關係導通或關閉；其中，該等開關為N個且該等控制單元為(N-1)個，N為大於2之正整數，該等開關中之一第一開關之控制端係耦接至該調節開關與該等控制單元中之一第一控制單元之間，該等開關中之一第二開關之控制端係耦接至該等控制單元中之該第一控制單元與一第二控制單元之間，該等開關中之一第三開關之控制端係耦接至該電流源與該等控制單元中之該第二控制單元之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之驅動電路，進一步包含：一電流設定模組，耦接於該等開關之該等設定端及該電壓 產生模組之間，其中該電壓產生模組提供一操作偏壓至該電流設定模組，且該電壓產生模組控制該操作偏壓以決定各發光單元之一發光電壓及該等開關之該等控制電壓。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之驅動電路，其中該電壓產生模組包含：一控制調節單元，具有一正輸入端及一負輸入端，其中該負輸入端連接該電流設定模組。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之驅動電路，其中該電壓產生模組進一步包含：一分壓產生單元，耦接於該正輸入端，其中該分壓產生單元接收該輸入電壓以產生一設定電壓至該正輸入端，且該控制調節單元依照該設定電壓以控制該操作偏壓。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之驅動電路，其中該正輸入端接收一參考電壓，且該控制調節單元依照該參考電壓控制該操作偏壓，使得該操作偏壓不大於該參考電壓。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之驅動電路，其中當控制電壓大於預設電壓，且該控制電壓與該導通電壓之差值不小於該預設電壓時，則對應之該開關導通。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之驅動電路，其中該等開關包含：複數個操作開關，其中每一個操作開關之該發光端耦接於該等發光單元之對應串接點；以及一終端開關，其中該終端開關之該發光端耦接於該等發光 單元之終端。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之驅動電路，其中該終端開關之該控制電壓不於各操作開關之該控制電壓。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之驅動電路，進一步包含：一整流電源模組，連接該等發光單元並提供該輸入電壓，其中該輸入電壓係為全波整流後電壓。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之驅動電路，進一步包含：至少一散熱模組，連接該等開關之至少其一，其中該輸入電壓形成電流並流經該至少一散熱模組，以使該至少一散熱模組產生功率。
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