CN101466179A - 可降低发光二极管操作温度的驱动电路与方法 - Google Patents

可降低发光二极管操作温度的驱动电路与方法 Download PDF

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郑清奇
李柏毅
颜上进
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Abstract

本发明涉及一种降低发光二极管操作温度的驱动电路及方法，上述驱动电路至少包含：电源转换电路，连接于一组或多组发光二极管，用以接收且转换电源以供发光二极管使用；一个或多个开关元件，每一个开关元件与该一组或多组发光二极管其中之一组以及电源转换电路串联，用以使得对应连接的该组发光二极管发光或停止发光；以及控制器，连接于该一个或多个开关元件，用以控制该一个或多个开关元件单独地或交错轮替地或部分时间重叠地导通与截止，以使得该一组或多组发光二极管单独地或交错轮替地或部分时间重叠地发光或停止发光，以降低发光二极管的操作温度。本发明能够解决发光二极管的散热问题，增加发光效率并减少散热处理的成本。

Description

可降低发光二极管操作温度的驱动电路与方法
技术领域
本发明涉及一种驱动电路与方法，尤指一种可降低发光二极管操作温度的驱动电路与方法。
背景技术
近年来由于发光二极管(Light Emitting Diode，LED)制造技术的突破，使得发光二极管的发光亮度及发光效率大幅提升，因而发光二极管逐渐取代传统的灯管而成为新的照明元件，广泛地应用于例如汽车照明装置、手持照明装置、液晶面板背光源、交通号志指示灯、指示看板等照明应用。
然而，这类高亮度的发光二极管会产生相对较高的温度以及热能，因此必须有效处理发光二极管散热的问题，才能提升发光效率并节省散热处理的成本。传统解决发光二极管散热问题的方法可粗略地区分为两种，其中一种为发光二极管内部的散热机制，另外一种则为发光二极管外部环境的辅助散热机制。
请参阅图1，其为传统具有内部散热机制以及外部辅助散热机制的发光二极管的结构示意图。如图1所示，发光二极管10包含发光二极管芯片101、第一基板102、导热体103、胶体105、基板连接导体106以及绝缘层107，其中第一基板102上具有第一导接部102a及第二导接部102b，且分别与发光二极管芯片101的阳极及阴极(未图示)电连接。导热体103邻近设置于第一基板102，用以将发光二极管芯片101以及第一基板102所产生的热能传导至发光二极管10外部。基板连接导体106连接于第一基板102的第一导接部102a及第二导接部102b，且胶体105可将发光二极管芯片101、第一基板102以及导热体103封装在一起。
发光二极管10还包括第二基板104，该第二基板104上具有阳极导接部104a及阴极导接部104b，通过发光二极管10的基板连接导体106可使第一基板102的第一导接部102a及第二导接部102b分别电连接于第二基板104的阳极导接部104a及阴极导接部104b。
请再参阅图1，发光二极管10在应用时通常会装配于电路板11上，电路板11上的导电层111与发光二极管10的第二基板104的阳极导接部104a及阴极导接部104b电连接，进而由电路板11的导电层111将电能传送至发光二极管芯片101使得发光二极管10可以进行发光。发光二极管10在运行时所产生的热能则通过发光二极管10的导热体103传递至发光二极管10的外部，因此，在发光二极管10的外部可以分别设置第一散热器12以及第二散热器13以辅助发光二极管10散热，其中第一散热器12以及第二散热器13可直接或间接地与发光二极管10的导热体103接触或连接，借此便可利用第一散热器12以及第二散热器13，以被动散热方式来辅助发光二极管10散热。当然，除了使用被动散热方式来辅助发光二极管10散热外，也可利用气流产生装置，例如风扇，以主动散热方式来辅助发光二极管10散热，以提升散热效率。
虽然传统的发光二极管10可利用内部的散热机制，例如导热体103，和/或外部的辅助散热机制，例如第一散热器12以及第二散热器13，来对发光二极管10进行散热，但这些散热机制所能处理的热能有限，且无法有效地降低发光二极管的操作温度，因而影响发光二极管的发光效率，且增加散热处理的成本。此外，传统发光二极管的散热处理机制是在发光二极管芯片持续运行时将热能散去，而不是直接使发光二极管芯片的操作温度降低，因此若采取主动散热机制方式来辅助发光二极管散热，且发生气流产生装置无法运行的情况时，发光二极管的操作温度便可能会持续增加。因此，如何发展一种可改善上述现有技术缺陷且可以降低发光二极管操作温度的机制，实为相关技术领域目前所迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种可以降低发光二极管操作温度的驱动电路与方法，用不同于传统发光二极管主动或被动的散热机制，且可在不降低整体的发光亮度前提下，有效缩短发光二极管的操作时间，以使得发光二极管的操作温度不会持续提升至高温，借以解决发光二极管散热问题，增加发光效率并减少散热处理的成本。
为达上述目的，本发明的一优选实施方案为提供一种降低发光二极管操作温度的驱动电路，用以驱动一组或多组发光二极管，该降低发光二极管操作温度的驱动电路至少包含：电源转换电路，连接于该一组或多组发光二极管，用以接收电源且转换该电源以供该一组或多组发光二极管使用；一个或多个开关元件，每一个开关元件与该一组或多组发光二极管其中之一组以及该电源转换电路串联，以使得对应连接的该组发光二极管进行发光或停止发光；以及控制器，连接于该一个或多个开关元件，用以控制该一个或多个开关元件单独地或交替轮流地或部分时间重叠地导通与截止，以使得该一组或多组发光二极管单独地或交替轮流地或部分时间重叠地进行发光或停止发光，以降低该一组或多组发光二极管的操作温度。
上述降低发光二极管操作温度的驱动电路中，该一组或多组发光二极管可共同地封装成单一个发光二极管单元或分别地封装，且其中每一组发光二极管包括至少一个发光二极管。
上述降低发光二极管操作温度的驱动电路中，该驱动电路可驱动多组发光二极管，该多组发光二极管可至少包括第一组发光二极管以及第二组发光二极管，且该驱动电路可包括多个开关元件，该多个开关元件至少包括第一开关元件以及第二开关元件，其中该第一开关元件连接于该第一组发光二极管以及该电源转换电路，该第二开关元件连接于该第二组发光二极管以及该电源转换电路。
上述降低发光二极管操作温度的驱动电路中，该控制器可控制该第一开关元件与该第二开关元件的工作周期相同或不同。
上述降低发光二极管操作温度的驱动电路还可包含第一阻抗元件及第二阻抗元件，该第一阻抗元件与该第一组发光二极管串联，该第二阻抗元件与该第二组发光二极管串联。
上述降低发光二极管操作温度的驱动电路中，该电源转换电路可包含：滤波单元，连接于该电源转换电路的输入端，用以将输入电源进行滤波；功率因数校正单元，连接于该滤波单元，用以校正该电源转换电路的功率因数，以及转换该输入电源；直流-直流变流单元，连接于该功率因数校正单元与该电源转换电路的输出端，用以将该功率因数校正单元处理后的输入电源转换为该第一组与该第二组发光二极管使用的电压或电流；以及PWM控制器，连接于该功率因数校正单元与该直流-直流变流单元之间，用以控制该功率因数校正单元运行。
上述降低发光二极管操作温度的驱动电路中，该电源转换电路可包括直流-直流变流单元，用以直接接收输入电源，并将该输入电源转换为该第一组发光二极管与该第二组发光二极管使用的电压或电流。
为达上述目的，本发明的另一优选实施方案为提供一种降低发光二极管操作温度的驱动电路，用以驱动一组或多组发光二极管，该降低发光二极管操作温度的驱动电路至少包含：电源转换电路，具有输入端，用以接收输入电源且转换该输入电源以供该一组或多组发光二极管使用；以及波形产生电路，连接于该电源转换电路以及该一组或多组发光二极管，用以产生具有正负电压的控制波，以单独地或交错轮替地驱动该一组或多组发光二极管发光或停止发光，以降低该一组或多组发光二极管的操作温度。
上述降低发光二极管操作温度的驱动电路中，该驱动电路可驱动多组发光二极管，该多组发光二极管至少包括第一组发光二极管与第二组发光二极管，该第一组发光二极管与该第二组发光二极管反向连接于该驱动电路。
上述降低发光二极管操作温度的驱动电路中，该波形产生电路可持续产生具有正负电压的矩形波，以通过正负电压分别驱动该第一组发光二极管及该第二组发光二极管交替轮流地发光。
上述降低发光二极管操作温度的驱动电路还可包含第一阻抗元件及第二阻抗元件，该第一阻抗元件与该第一组发光二极管串联，该第二阻抗元件与该第二组发光二极管串联。
上述降低发光二极管操作温度的驱动电路中，该电源转换电路可包含整流电路以及输入电容，该整流电路用以接收该输入电源并将该输入电源整流，该输入电容用以滤波且产生该波形产生电路使用的电压或电流。
上述降低发光二极管操作温度的驱动电路中，该波形产生电路可包含一个或多个开关元件，该一个或多个开关元件交错轮替地导通以使得该波形产生电路产生具有正负电压的该控制波，以交错轮替地驱动该第一组发光二极管以及该第二组发光二极管发光。
为达上述目的，本发明的又一优选实施方案为提供一种降低发光二极管操作温度的驱动方法，至少包含以下步骤：提供驱动电路，使得该驱动电路与该一组或多组发光二极管连接；以及以该驱动电路驱动与控制该一组或多组发光二极管单独地或交错轮替地或部分时间重叠地进行发光或停止发光，以降低该一组或多组发光二极管的操作温度。
上述降低发光二极管操作温度的驱动方法中，该驱动电路可至少包含：电源转换电路，连接于该一组或多组发光二极管，用以接收电源且转换该电源以供该一组或多组发光二极管使用；一个或多个开关元件，每一个开关元件与该一组或多组发光二极管的其中一组以及该电源转换电路串联，以使得对应连接的该组发光二极管进行发光或停止发光；以及控制器，连接于该一个或多个开关元件，用以控制该一个或多个开关元件单独地或交错轮替地或部分时间重叠地导通与截止，以使得该一组或多组发光二极管单独地或交错轮替地或部分时间重叠地进行发光或停止发光，以降低该一组或多组发光二极管的操作温度。
上述降低发光二极管操作温度的驱动方法中，该驱动电路可至少包含：电源转换电路，具有输入端，用以接收输入电源且转换该输入电源以供该一组或多组发光二极管使用；以及波形产生电路，连接于该电源转换电路以及该一组或多组发光二极管，用以产生具有正负电压的控制波，以单独地或交错轮替地驱动该一组或多组发光二极管发光或停止发光，以降低该一组或多组发光二极管的操作温度。
本发明能够利用不同于传统发光二极管主动或被动式的散热机制，且可在不降低发光亮度的前提下，解决发光二极管的散热问题，增加发光效率并减少散热处理的成本。
附图说明
图1为传统具有内部散热机制以及外部辅助散热机制的发光二极管结构示意图。
图2为本发明优选实施例的可降低发光二极管操作温度的驱动电路示意图。
图3为本发明另一优选实施例的降低发光二极管操作温度的驱动电路示意图。
图4示出单一发光二极管的发光亮度以及操作温度随操作时间变化的特性曲线关系图。
图5为图2与图3中第一、二组发光二极管的温度及亮度相对于时间的示意图。
图6示出第一开关元件与第二开关元件导通或截止相对于时间的关系图。
图7为本发明另一优选实施例的降低发光二极管操作温度的驱动电路示意图。
其中，附图标记说明如下：
10：发光二极管                101：发光二极管芯片
102：第一基板                 102a：第一导接部
102b：第二导接部              103：导热体
104：第二基板                 104a：阳极导接部
104b：阴极导接部              105：胶体
106：基板连接导体             107：绝缘层
11：电路板                    111：导电层
12：第一散热器                13：第二散热器
21：电源转换电路              21a：电源转换电路的输出端
21b：电源转换电路的输入端     211：滤波单元
212：功率因数校正单元         213：直流-直流变流单元
214：PWM控制器                215：整流电路
22：控制器                    23：第一开关元件
24：第二开关元件              25：第一组发光二极管
26：第二组发光二极管          27：第一阻抗元件
28：第二阻抗元件              71：波形产生电路
2、3、7：降低发光二极管操作温度的驱动电路
Cin：输入电容                 Co：输出电容
Cb：第二电容                  Q3～Q4：第三～第四开关元件
S1：第一绕组                  S2：第二绕组
S3：第三绕组                  T：周期
R3～R4：第三～第四电阻        Ta：变压器
具体实施方式
体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的方案中具有各种的变化，而均不脱离本发明的范围，且本说明书及附图在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。
请参阅图2，其为本发明优选实施例的可降低发光二极管操作温度的驱动电路示意图。如图2所示，本发明降低发光二极管操作温度的驱动电路2用以驱动一组或多组发光二极管，例如两组发光二极管25、26，且该驱动电路2包含电源转换电路21、控制器22以及一个或多个开关元件，例如第一开关元件23以及第二开关元件24。其中，电源转换电路21的输出端21a连接于一组或多组发光二极管，例如第一组发光二极管25与第二组发光二极管26，用以接收输入电源Vin且转换该输入电源Vin以提供电量给该一组或多组发光二极管25、26使用。在本实施例中，输入电源Vin可为交流电，而电源转换电路21可为交流-直流转换器，以用于将输入电源Vin的交流电转换为一组或多组发光二极管25、26所需规格的直流电。控制器22连接于电源转换电路21、一个或多个开关元件23、24，以控制该一个或多个开关元件23、24的导通与否，在一些实施例中，控制器22还可以控制电源转换电路21的输出电压或电流值，以调整该一组或多组发光二极管25、26的发光亮度。在此实施例中，第一开关元件23与第一组发光二极管25及电源转换电路21的输出端21a串联，第二开关元件24与第二组发光二极管26及电源转换电路21的输出端21a串联。
在一些实施例中，本发明降低发光二极管操作温度的驱动电路2还可包含第一阻抗元件27及第二阻抗元件28，例如第一电阻器以及第二电阻器，其中，第一阻抗元件27与第一组发光二极管25串联，而第二阻抗元件28与第二组发光二极管26串联，用以减低第一组发光二极管25与第二组发光二极管26因为本身温度变化所造成的发光强度不稳定的问题。
在一些实施例中，电源转换电路21可包含但不限于例如滤波单元211、功率因数校正单元212、直流-直流变流单元213(DC-DC converter)以及PWM控制器214。其中，滤波单元211连接于电源转换电路21的输入端21b与功率因数校正单元212之间，用以将输入电源Vin的交流电压进行滤波。功率因数校正单元212连接于滤波单元211以及直流-直流变流单元213之间，用以校正电源转换电路21的功率因数，并将输入电源Vin的交流电压转换为直流电压提供给直流-直流变流单元213。直流-直流变流单元213连接于功率因数校正单元212与电源转换电路21的输出端21a，用以将直流电压转换为第一组与第二组发光二极管25、26所需规格的电压或电流，以使得第一组发光二极管25与第二组发光二极管26进行发光。PWM控制器214连接于功率因数校正单元212与直流-直流变流单元213，用以控制功率因数校正单元212运行。
请参阅图3，其为本发明另一优选实施例的降低发光二极管操作温度的驱动电路示意图。在此实施例中，输入电源Vin为直流电压，因此，电源转换电路21可包括直流-直流变流单元213，以直接接收输入电源Vin的直流电压，并将此直流电压转换为第一组发光二极管25与第二组发光二极管26所需规格的电压或电流，以使得第一组发光二极管25与第二组发光二极管组26进行发光。
在一些实施例中，本发明降低发光二极管操作温度的驱动电路2、3使用至少两组发光二极管25、26，该两组发光二极管25、26可依据传统工艺直接封装成单个的发光二极管单元或者个别封装成发光二极管单元，其中每一组发光二极管25、26可包括至少一个发光二极管芯片。为便于说明，以下将以使用两组发光二极管25、26且每一组发光二极管25、26使用一个发光二极管作为范例，来说明本发明降低发光二极管操作温度的驱动电路的机制与原理。
图4示出单一发光二极管的发光亮度以及操作温度随操作时间变化的特性曲线关系图。如图4所示，通常单一发光二极管在操作时的操作温度与操作时间大体上成正比，若经由外部的散热机制处理，则在一段特定的操作时间后，发光二极管可维持在特定高温，其特性曲线如虚线线段所示。另外，单一发光二极管的操作亮度会在相对较短的操作时间即达到饱和亮度，且在持续操作后，发光二极管的发光亮度会在略为降低后维持在特定的亮度，其特性曲线如实线线段所示。本发明降低发光二极管操作温度的驱动方式主要利用发光二极管的特性，利用一组或多组发光二极管，采用例如单独地或交替轮流地或部分时间重叠地使一组或多组发光二极管导通发光或停止发光的方式，有效缩短个别发光二极管的操作时间，降低个别发光二极管操作时的接面温度，使其不会升温至该特定高温，并可维持整体的发光亮度。举例而言，第一组发光二极管可在进行发光一段特定时间X后，例如10ms后，即关闭而改由另一组发光二极管导通发光，借此交替轮流导通发光的方式，可减少个别发光二极管的操作时间，降低个别发光二极管操作时的接面温度，并可维持整体的发光亮度。
请参阅图5，其为图2与图3中第一、二组发光二极管的温度及亮度相对于时间的示意图。如图2、图3以及图5所示，本发明降低发光二极管操作温度的驱动电路开始进行运行时，例如在时刻t0时，控制器22会传送使能(enable)信号，例如高电位信号，至第一开关元件23，使得第一开关元件23导通，进而使得电源转换电路21可以输出电量到第一组发光二极管25，此时第一组发光二极管25会进行发光，且随着时间增加其发光的亮度也会增加，直到发光亮度增加到饱和亮度值左右。由于发光二极管的温升与时间成正比，因此在时刻t0与时刻t1之间，第一组发光二极管25的温度会随着时间增加。
接着，在时刻t1与时刻t2之间时，控制器22会传送使能信号至第二开关元件24，使得第二开关元件24导通，进而使得电源转换电路21可以输出电量到第二组发光二极管26，使得第二组发光二极管26进行发光，控制器22同时会传送失能(disenable)信号，例如低电位信号，至第一开关元件23，以截止第一开关元件23并停止第一组发光二极管25发光。此时第一组发光二极管25的发光亮度会随着时间减少，而第二组发光二极管26的发光亮度会随着时间增加到饱和亮度值左右，所以整体的发光亮度可以维持在饱和亮度值左右。此时，由于第二组发光二极管26的操作温度会随着时间增加而增加，而第一组发光二极管25的操作温度会随着时间增加而降低，因此整体的操作温度不会持续增加。
依据相似的驱动方式与原理，在时刻t2与时刻t3之间，控制器22会控制第一组发光二极管25进行发光，第二组发光二极管26停止发光；在时刻t3与时刻t4之间，控制器22会控制第一组发光二极管25停止发光，第二组发光二极管26进行发光；而在时刻t4与时刻t5之间，控制器22会控制第一组发光二极管25进行发光，第二组发光二极管26停止发光，因此，通过第一组发光二极管25及第二组发光二极管26交错轮替的驱动发光，可使整体发光亮度维持在相当于一组发光二极管的发光亮度，但是整体发光二极管25、26的操作温度可以降低为单组发光二极管的例如1/2的操作温度。在一些实施例中，可将至少两组发光二极管25、26的发光二极管芯片封装在同一个发光二极管单元中，且封装后的尺寸大小相当于传统单一发光二极管的尺寸，并配合本发明降低发光二极管操作温度的驱动电路2、3进行驱动，则整体发光二极管的操作温度便可比传统单一发光二极管的操作温度降低，如此便可降低散热处理成本。
在一些实施例中，控制器22控制第一开关元件23与第二开关元件24的导通与截止的时间除了可交错轮替之外，也可控制使的第一开关元件23与第二开关元件24的导通与截止时间部分重叠，如此也可达到相同的目的。请参阅图6，其示出第一开关元件与第二开关元件导通或截止相对于时间的关系图。如图6所示，在周期T内，第一开关元件23的导通时间为时间t61，第二开关元件24的导通时间为时间t62，其中，第一开关元件23与第二开关元件24会有部分时间同时导通或截止，而其他时间第一开关元件23与第二开关元件24则是交错轮替地导通与截止，使得第一组发光二极管25及第二组发光二极管26交错轮替地发光。此外，第一组发光二极管25的工作周期为t61/T，第二组发光二极管26的工作周期为t62/T，控制器22可以采用相同的工作周期，或是依据每一组发光二极管的特性分别选用不同的工作周期，并不以此为限。另外，一个或多组发光二极管也可为三组发光二极管，同样地可采用轮流交替发光或部分时间重叠发光驱动方式达到相同目的。
本发明降低发光二极管操作温度的驱动电路除了利用例如上述数字式的电路来达成外，也可以利用模拟式的电路来达成本发明降低发光二极管操作温度的驱动电路。请参阅图7，其为本发明另一优选实施例的降低发光二极管操作温度的驱动电路示意图。如图7所示，该降低发光二极管操作温度的驱动电路7包含但不限于电源转换电路21以及波形产生电路71，其中，电源转换电路21连接于波形产生电路71与输入端之间，用以接收输入电源Vin且转换该输入电源Vin以提供电量给波形产生电路71，而波形产生电路71的输出端分别与第一组发光二极管25及第二组发光二极管26连接，用以产生具有正负电压的控制波，例如矩形波、方波，以正负电压分别驱动第一组发光二极管25及第二组发光二极管26。
由于第一组发光二极管25与第二组发光二极管26的连接方向相反，所以在同一时间内第一组发光二极管25与第二组发光二极管26只有其中一组会导通发光，在本实施例中，当波形产生电路71输出波形为正电压时，第一组发光二极管25导通发光，当波形产生电路71输出波形为负电压时，第二组发光二极管26导通发光。因此只要波形产生电路71持续输出具有正负电压的矩形波，就可以使得第一组发光二极管25及第二组发光二极管26交替轮流地发光，此正负电压的矩形波之间可以有短暂的零电压，使得第一组发光二极管25及第二组发光二极管26短暂地同时停止发光。此外，该矩形波的正电压时间及负电压时间可以相同，也可以依据每一组发光二极管的特性各别选用不同的时间。
本发明的降低发光二极管操作温度的驱动电路7还可包含第一阻抗元件27及第二阻抗元件28，其中，第一阻抗元件27与第一组发光二极管25串联，而第二阻抗元件28与第二组发光二极管26串联，用以减低第一组发光二极管25与第二组发光二极管26因为本身温度变化造成的发光强度不稳定问题。
在本实施例中，电源转换电路21包含但不限于整流电路215及输入电容Cin，其中整流电路215与输入电容Cin用以接收输入电源Vin并将输入电源Vin整流为直流电，再通过输入电容Cin滤除不必要的噪声，以产生波形产生电路71所需要的电压或电流。
此外，在本实施例中，波形产生电路71包含但不限于第三开关元件Q3、第四开关元件Q4、变压器Ta、第三电阻R3、第四电阻R4、输出电感Lo、输出电容Co以及第二电容Cb。其中，第三开关元件Q3的射极(Emitter)与第四电阻R4、变压器Ta的第一绕组S1及第三绕组S3连接，第三开关元件Q3的基极(base)与第三电阻R3以及变压器Ta的第一绕组S1连接，第三开关元件Q3的集电极(collector)连接于电源转换电路21的正输出端。第四开关元件Q4的射极与电源转换电路21的负输出端连接，第四开关元件Q4的基极与变压器Ta的第二绕组S2连接，第四开关元件Q4的集电极与第四电阻R4连接。输出电容Co连接于波形产生电路71的输出端，且与输出电感Lo、第二电容Cb以及变压器Ta的第三绕组S3串联。
在此实施例中，当第三开关元件Q3导通，第四开关元件Q4截止时，第三开关元件Q3、变压器Ta的第三绕组S3、输出电感Lo、输出电容Co以及第二电容Cb会构成导通回路，使得波形产生电路71输出正电压，以提供电量给第一组发光二极管25。当第三开关元件Q3截止，第四开关元件Q4导通时，第四开关元件Q4、第四电阻R4、变压器Ta的第三绕组S3、输出电感Lo、输出电容Co以及第二电容Cb会构成导通回路，使得波形产生电路71输出负电压，以提供电量给第二组发光二极管26。借此操作方式便可使得第一组发光二极管25以及第二组发光二极管26交错轮替地导通发光，以达到降低发光二极管操作温度的目的。在其他实施例中，依据相似的驱动方式，也可使得一组发光二极管单独地或交错地导通发光或停止发光，以达到降低发光二极管操作温度的目的。
综上所述，本发明降低发光二极管操作温度的驱动电路通过单独地或交错轮流地或部分操作时间重叠地驱动方式使一组或多组发光二极管进行发光与停止发光，来有效缩短个别发光二极管实际导通的时间，以降低个别发光二极管操作时的接面温度，使得整体发光二极管的温度可以降低。本发明降低发光二极管操作温度的驱动电路可利用不同于传统发光二极管主动或被动式的散热机制，且可在不降低发光亮度的前提下，解决发光二极管的散热问题，增加发光效率以及减少散热处理的成本。
本发明可本领域技术人员进行各种修改，然而均不脱离所附权利要求的保护范围。

Claims (16)

1.一种降低发光二极管操作温度的驱动电路，用以驱动一组或多组发光二极管，该降低发光二极管操作温度的驱动电路至少包含：
电源转换电路，连接于该一组或多组发光二极管，用以接收电源且转换该电源以供该一组或多组发光二极管使用；
一个或多个开关元件，每一个该开关元件与该一组或多组发光二极管的其中一组以及该电源转换电路串联，以使得对应连接的该组发光二极管进行发光或停止发光；以及
控制器，连接于该一个或多个开关元件，用以控制该一个或多个开关元件单独地或交错轮替地或部分时间重叠地导通与截止，以使得该一组或多组发光二极管单独地或交错轮替地或部分时间重叠地进行发光或停止发光，以降低该一组或多组发光二极管的操作温度。
2.如权利要求1所述的降低发光二极管操作温度的驱动电路，其中该一组或多组发光二极管共同地封装成单一个发光二极管单元或分别地封装，且其中每一组发光二极管包括至少一个发光二极管。
3.如权利要求1所述的降低发光二极管操作温度的驱动电路，其中该驱动电路驱动多组发光二极管，该多组发光二极管至少包括第一组发光二极管以及第二组发光二极管，且该驱动电路包括多个开关元件，该多个开关元件至少包括第一开关元件以及第二开关元件，其中该第一开关元件连接于该第一组发光二极管以及该电源转换电路，该第二开关元件连接于该第二组发光二极管以及该电源转换电路。
4.如权利要求3所述的降低发光二极管操作温度的驱动电路，其中该控制器控制该第一开关元件与该第二开关元件的工作周期相同或不同。
5.如权利要求3所述的降低发光二极管操作温度的驱动电路，还包含第一阻抗元件及第二阻抗元件，该第一阻抗元件与该第一组发光二极管串联，该第二阻抗元件与该第二组发光二极管串联。
6.如权利要求3所述的降低发光二极管操作温度的驱动电路，其中该电源转换电路包含：
滤波单元，连接于该电源转换电路的输入端，用以将输入电源进行滤波；
功率因数校正单元，连接于该滤波单元，用以校正该电源转换电路的功率因数，以及转换该输入电源；
直流-直流变流单元，连接于该功率因数校正单元与该电源转换电路的输出端，用以将该功率因数校正单元处理后的输入电源转换为该第一组与该第二组发光二极管使用的电压或电流；以及
PWM控制器，连接于该功率因数校正单元与该直流-直流变流单元之间，用以控制该功率因数校正单元运行。
7.如权利要求3所述的降低发光二极管操作温度的驱动电路，其中该电源转换电路包括直流-直流变流单元，用以直接接收输入电源，并将该输入电源转换为该第一组发光二极管与该第二组发光二极管使用的电压或电流。
8.一种降低发光二极管操作温度的驱动电路，用以驱动一组或多组发光二极管，该降低发光二极管操作温度的驱动电路至少包含：
电源转换电路，具有输入端，用以接收输入电源且转换该输入电源以供该一组或多组发光二极管使用；以及
波形产生电路，连接于该电源转换电路以及该一组或多组发光二极管，用以产生具有正负电压的控制波，以单独地或交错轮替地驱动该一组或多组发光二极管发光或停止发光，以降低该一组或多组发光二极管的操作温度。
9.如权利要求8所述的降低发光二极管操作温度的驱动电路，其中该驱动电路驱动多组发光二极管，该多组发光二极管至少包括第一组发光二极管与第二组发光二极管，该第一组发光二极管与该第二组发光二极管反向连接于该驱动电路。
10.如权利要求9所述的降低发光二极管操作温度的驱动电路，其中该波形产生电路持续产生具有正负电压的矩形波，以通过正负电压分别驱动该第一组发光二极管及该第二组发光二极管交替轮流地发光。
11.如权利要求9所述的降低发光二极管操作温度的驱动电路，还包含第一阻抗元件及第二阻抗元件，该第一阻抗元件与该第一组发光二极管串联，该第二阻抗元件与该第二组发光二极管串联。
12.如权利要求9所述的降低发光二极管操作温度的驱动电路，其中该电源转换电路包含整流电路以及输入电容，该整流电路用以接收该输入电源并将该输入电源整流，该输入电容用以滤波且产生该波形产生电路使用的电压或电流。
13.如权利要求9所述的降低发光二极管操作温度的驱动电路，其中该波形产生电路包含一个或多个开关元件，该一个或多个开关元件交错轮替地导通以使得该波形产生电路产生具有正负电压的该控制波，以交错轮替地驱动该第一组发光二极管以及该第二组发光二极管发光。
14.一种降低发光二极管操作温度的驱动方法，至少包含以下步骤：
提供驱动电路，使得该驱动电路与一组或多组发光二极管连接；以及
以该驱动电路驱动与控制该一组或多组发光二极管单独地或交错轮替地或部分时间重叠地进行发光或停止发光，以降低该一组或多组发光二极管的操作温度。
15.如权利要求14所述的降低发光二极管操作温度的驱动方法，其中该驱动电路至少包含：
电源转换电路，连接于该一组或多组发光二极管，用以接收电源且转换该电源以供该一组或多组发光二极管使用；
一个或多个开关元件，每一个开关元件与该一组或多组发光二极管的其中一组以及该电源转换电路串联，以使得对应连接的该组发光二极管进行发光或停止发光；以及
控制器，连接于该一个或多个开关元件，用以控制该一个或多个开关元件单独地或交错轮替地或部分时间重叠地导通与截止，以使得该一组或多组发光二极管单独地或交错轮替地或部分时间重叠地进行发光或停止发光，以降低该一组或多组发光二极管的操作温度。
16.如权利要求14所述的降低发光二极管操作温度的驱动方法，其中驱动电路至少包含：
电源转换电路，具有输入端，用以接收输入电源且转换该输入电源以供该一组或多组发光二极管使用；以及
波形产生电路，连接于该电源转换电路以及该一组或多组发光二极管，用以产生具有正负电压的控制波，以单独地或交错轮替地驱动该一组或多组发光二极管发光或停止发光，以降低该一组或多组发光二极管的操作温度。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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