CN101527994B - 一种双极性充放电的led驱动电路 - Google Patents

一种双极性充放电的led驱动电路 Download PDF

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Abstract

一种双极性充放电的LED驱动电路，是以二极管与发光二极管呈顺极性串联，再与双极性电容器呈同极性并联构成第一组件，另由二极管与电容器，并与依需要选择性设置发光二极管构成第二组件，第一组件与第二组件呈逆极性串联，供接受交流电或接受周期性交换极性的直流电所驱动。

Description

一种双极性充放电的LED驱动电路
技术领域
本发明是提供一种双极性充放电的LED驱动电路，为揭示一种以交流电或可周期变换极性直流电源驱动的发光二极管驱动电路的创新电路设计，其运作功能为通过电容器作双极性充放电的电源以驱动发光二极管，此种驱动电路具有热损低、较省电及较低成本的优点。
背景技术
传统以交流电源或可周期交换极性直流电源驱动的发光二极管，通常须经桥式整流器及降压限流电阻以构成驱动电路，两者的热损及浪费的电能与成本的增加是其缺陷。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种双极性充放电的LED驱动电路，为具有第一组件与第二组件，两者呈逆极性串联，其中第一组件为由二极管与发光二极管可作发光的导电极性呈顺极性串联，再与双极性电容器并联构成第一组件；第二组件为由二极管及双极性电容器串联构成第二组件，或其中第二组件的二极管可依需要选择顺极性串联设置发光二极管构成另一型态的第二组件；亦即第二组件的构成方式包括：
(1)于选择设有发光二极管时，则由二极管与发光二极管可作发光的导电极性呈顺极性串联，再与双极性电容器并联，构成第一种型态的第二组件；
(2)若选择第二组件不设置发光二极管时，则由二极管与双极性电容器并联构成第二种型态的第二组件。
通过所述第一组件，与所述两种型态的第二组件中至少其中一种呈逆极性串联，构成此项充放电的LED驱动电路U100，充放电的LED驱动电路U100的两端，供：
(1)输入固定或可变电压及固定或可变频率的交流电；或
(2)输入来自直流电源所转换的固定或可变电压及固定或可变交换极性周期的电；或
(3)输入来自交流电经整流器为直流电，再转换的固定或可变电压及固定或可变交换极性周期的电所驱动。
附图说明
图1为本发明的基本电路架构示意图。
图2为图1电路中发光二极管加设齐纳二极管的电路例示意图。
图3为图2电路中发光二极管及所串联限流电阻两端并联可蓄放电装置的电路例示意图。
图4为本发明串联串联式交流电功率调控器的电路例方块示意图。
图5为本发明并联并联式交流电功率调控器的电路例方块示意图。
图6为本发明串联串联式可调控周期交换极性电的功率调控器的电路例方块示意图。
图7为本发明并联并联式可调控周期交换极性的电功率调控器的电路例方块示意图。
图8为本发明串联串联式可调控周期交换极性的电功率调控器再接受直流变交流变流器输出的电所驱动的电路例方块示意图。
图9为本发明并联并联式可调控周期交换极性的电功率调控器再接受直流变交流变流器输出的电所驱动的电路例方块示意图。
图10为本发明接受直流变交流变流器输出的电所驱动的电路例方块示意图。
图11为本发明串接阻抗元件的电路例方块示意图。
图12为本发明串接的阻抗元件通过开关装置作串联、或并联、或串并联的操控电路例方块示意图。
具体实施方式
以下配合附图详细说明本发明的特征及优点：
如附图所示，此项双极性充放电的LED驱动电路，为具有第一组件与第二组件，两者呈逆极性串联，其中第一组件为由二极管与发光二极管供作发光的导电极性呈顺极性串联，再与双极性电容器并联构成第一组件，第二组件为由二极管与依需要选择设置或不设置的发光二极管，及双极性电容器所构成，第二组件的构成方式含(1)于选择设有发光二极管时，则由二极管与发光二极管供作发光的导电极性呈顺极性串联，再与双极性电容器并联，构成第一种型态的第二组件；(2)若选择第二组件不设置发光二极管时，则由二极管与双极性电容器并联构成第二种型态的第二组件。
通过所述第一组件，与所述两种型态的第二组件中至少其中一种呈逆极性串联，构成此项充放电的LED驱动电路U100，供：
(1)输入固定或可变电压及固定或可变频率的交流电；或
(2)输入来自直流电源所转换的固定或可变电压及固定或可变交换极性周期的电；或
(3)输入来自交流电经整流器为直流电，再转换的固定或可变电压及固定或可变交换极性周期的电所驱动。
如图1所示为本发明的基本电路架构示意图。
图1所示中，此项双极性充放电的LED驱动电路，为以双极性电容器C201及C202，构成第一组件U101及第二组件U102，其主要构成含：
双极性电容器：为由各种能作双极性充放电的双极性电容器C201及C202所构成，双极性电容器C201与C202可为同电容量或不同电容量；
第一组件U101：为由具单向导电功能的二极管CR101，与至少一个发光二极管LED101顺极性串联，再与双极性电容器C201单独并联，而构成第一组件U101；
第二组件U102：为由具单向导电功能的二极管CR102，与至少一个发光二极管LED102顺极性串联，再与双极性电容器C202单独并联而构成第二组件U102；
此外若依需要选择不设置发光二极管LED102，则可直接由二极管CR102与双极性电容器C202，呈并联构成第二组件U102；
通过第一组件U101及第二组件U102呈逆极性串联，而构成充放电的LED驱动电路U100，充放电的LED驱动电路U100的两端，供：
(1)输入固定或可变电压及固定或可变频率的交流电；或
(2)输入来自直流电源所转换的固定或可变电压及固定或可变交换极性周期的电；或
(3)输入来自交流电经整流器为直流电，再转换的固定或可变电压及固定或可变交换极性周期的电所驱动。
此项充放电的LED驱动电路U100中，构成第一组件U101中的发光二极管LED101、及构成第二组件U102中的发光二极管LED102的可选择匹配模式举例如下：
(1)发光二极管LED101，可为由一个或一个以上发光二极管所构成；
(2)若第二组件使用发光二极管LED102，则发光二极管LED102，可为由一个或一个以上发光二极管所构成；
(3)发光二极管LED101或发光二极管LED102的构成方式，可为个别由一个发光二极管顺发光电流极性设置所构成；或由两个或两个以上发光二极管顺发光电流极性串联或并联所构成；或为由三个或三个以上发光二极管顺发光电流极性作串联、并联或串并联所构成；
(4)发光二极管LED101与发光二极管LED102的发光二极管，其数量可为相同或不同；
(5)由于电源为交流电源或来自直流电源所转换的具交换极性周期的双向电源，故发光二极管LED101或发光二极管LED102并非以直流电连续通电，因此可依输入的电压波形及导电与断电时间的比例，以及依所选定的工作电流值，而选择每一发光二极管工作电压的峰值，包括选择(1)以低于额定电压为峰值电压(2)以额定电压为峰值电压(3)以高于额定电压作为峰值电压。
本发明的运作原理为通过在不同极性的电来临时，电经第一组件U101的二极管CR101及发光二极管LED101对第二组件U102的双极性电容器C202充电，充电的电能使发光二极管LED101发亮，而在另一极性电来临时，电经第二组件U102的二极管CR102及发光二极管LED102对第一组件U101的双极性电容器C201充电，充电的电能使发光二极管LED102发亮；若第二组件U102不设置发光二极管LED102，则电经第二组件U102的二极管CR102直接对第一组件U101的双极性电容器C201充电。
此项充放电的LED驱动电路U100，在实际应用时，可如图1所示，依需要选择性设置以下辅助性电路元件，包括依需要选择设置或不设置，及选择其设置数量为由一个所构成或为一个以上所构成，若为选用一个以上，则依电路功能需要选定相对极性关系作串联或并联或串并联；其构成组件及选择性辅助性电路元件包括：
放电电阻R101：为选择性设置的元件，供并联于第一组件U101的双极性电容器C201两端，以供作为释放双极性电容器C201的残存电荷；
放电电阻R102：为选择性设置的元件，供并联于第二组件U102的双极性电容器C202两端，以供作为释放双极性电容器C202的残存电荷；
限流电阻R103：为选择性设置的元件，供个别与第一组件U101的二极管CR101及发光二极管LED101呈串联，以限制通过发光二极管LED101的电流；限流电阻R103亦可由电感性阻抗I103取代；
限流电阻R104：为选择性设置的元件，供个别与第二组件U102的二极管CR102及发光二极管LED102呈串联，以限制通过发光二极管LED102的电流；限流电阻R104亦可由电感性阻抗I104取代。
此外，为防止发光二极管在异常电压时损坏或减少使用寿命，此项充放电的LED驱动电路U100，进一步可在发光二极管两端并联齐纳二极管；或由至少一个齐纳二极管与至少一个二极管串联，以共同产生齐纳电压的功能，供并联于发光二极管两端；图2为图1电路中发光二极管加设齐纳二极管的电路例示意图，兹说明如下：
在图2所示电路例中，为保护发光二极管，可进一步在第一组件U101的发光二极管LED101两端，并联齐纳二极管ZD101，其极性关系为以齐纳二极管ZD101的齐纳电压，限制发光二极管LED101两端的工作电压，前述齐纳二极管ZD101，可依需要选择性设置二极管CR201，供与齐纳二极管ZD101串联，其优点为(1)可保护齐纳二极管ZD101防止逆向电流；(2)两者具有温度补偿效果。
于第二组件U102选择使用发光二极管LED102时，可依需要选择性在发光二极管LED102两端并联齐纳二极管ZD102，其极性关系为以齐纳二极管ZD102的齐纳电压，限制发光二极管LED102两端的工作电压，前述齐纳二极管ZD102，可依需要选择性设置二极管CR202，供与齐纳二极管ZD102串联，其优点为(1)可保护齐纳二极管ZD102防止逆向电流；(2)两者具有温度补偿效果。
此项充放电的LED驱动电路U100，进一步可在第一组件U101或第二组件U102，两者至少其中的一加设可蓄放电装置，以稳定发光二极管的发光安定度，减少亮度的脉动；图3所示为图2电路中发光二极管及所串联限流电阻两端并联可蓄放电装置的电路例示意图。
在图3所示电路例中，为提高发光二极管发光安定度，可进一步在第一组件U101的发光二极管LED101与限流电阻R103串联后的两端，或直接在发光二极管LED101的两端，依极性并联可蓄放电装置ESD101，以供随机充电或释放电，以安定发光二极管LED101的发光运作，若第二组件U102选择使用发光二极管LED102时，可依需要在发光二极管LED102与限流电阻R104串联后的两端，或直接在发光二极管LED102的两端，依极性并联可蓄放电装置ESD102，以供随机充电或释放电，以安定发光二极管LED102的发光运作；
所述可蓄放电装置ESD101、ESD102，为由各种常用可充放电的电池、或超电容、或电容器所构成。
此外，此项双极性充放电的LED驱动电路，可在第一组件U101或第二组件U102，两者至少其中的一加设可蓄放电装置ESD101、ESD102，以供随机充电或释放电，以安定发光二极管LED101及LED102发光的运作，而其储存的电能，在电源中断供电时，由可蓄放电装置ESD101或ESD102，至少其中的一释放储存电能，继续供电使发光二极管LED101、或发光二极管LED102至少其中的一继续发光。
图1～图3所示电路例中基于应用需要，其第一组件U101、第二组件U102、发光二极管LED101、LED102，及前述各项选择性辅助性电路元件，可依需要选择设置或不设置，其设置数量含由一个所构成或为由一个以上所构成，若为选用一个以上，则应用时可依电路需要选定相对极性关系，作串联或并联或串并联；其构成组件及选择性辅助性电路元件包括：
(1)第一组件U101可为由一个所构成，或为由一个以上所构成而呈串联或并联或串并联；
(2)第二组件U102可为由一个所构成，或为由一个以上所构成而呈串联或并联或串并联；
(3)发光二极管LED101可为由一个发光二极管顺发光电流极性设置所构成；或由两个或两个以上发光二极管顺发光电流极性串联或并联所构成；或为由三个或三个以上发光二极管顺发光电流极性作串联、并联或串并联所构成；
(4)发光二极管LED102可为由一个发光二极管顺发光电流极性设置所构成；或由两个或两个以上发光二极管顺发光电流极性串联或并联所构成；或为由三个或三个以上发光二极管顺发光电流极性作串联、并联或串并联所构成；
(5)放电电阻R101可为由一个所构成，或为由一个以上所构成而呈串联或并联或串并联；
(6)放电电阻R102可为由一个所构成，或为由一个以上所构成而呈串联或并联或串并联；
(7)限流电阻R103可为由一个所构成，或为由一个以上所构成而呈串联或并联或串并联；
(8)限流电阻R104可为由一个所构成，或为由一个以上所构成而呈串联或并联或串并联；
(9)限流用电感性阻抗I103可为由一个所构成，或为由一个以上所构成而呈串联或并联或串并联；
(10)限流用电感性阻抗I104可为由一个所构成，或为由一个以上所构成而呈串联或并联或串并联；
(11)二极管CR101可为由一个所构成，或为由一个以上所构成而呈顺极性串联或同极性并联或串并联；
(12)二极管CR102可为由一个所构成，或为由一个以上所构成而呈顺极性串联或同极性并联或串并联；
(13)二极管CR201可为由一个所构成，或为由一个以上所构成而呈顺极性串联或同极性并联或串并联；
(14)二极管CR202可为由一个所构成，或为由一个以上所构成而呈顺极性串联或同极性并联或串并联；
(15)齐纳二极管ZD101可为由一个所构成，或为由一个以上所构成而呈顺极性串联或同极性并联或串并联；
(16)齐纳二极管ZD102可为由一个所构成，或为由一个以上所构成而呈顺极性串联或同极性并联或串并联；
(17)可蓄放电装置ESD101可为由一个所构成，或一个以上呈顺极性串联或同极性并联或串并联；
(18)可蓄放电装置ESD102可为由一个所构成，或一个以上呈顺极性串联或同极性并联或串并联。
此项双极性充放电的LED驱动电路在应用时，除可供：
(1)输入固定或可变电压、及固定或可变频率的交流电；或
(2)输入来自直流电源所转换的固定或可变电压、及固定或可变交换极性周期的电；或
(3)输入来自交流电经整流器为直流电，再转换的固定或可变电压、及固定或可变交换极性周期的电所驱动；
此外本发明双极性充放电的LED驱动电路，亦可进一步依需要选择结合以下各种主动调控电路装置，主动调控电路装置含：
串联式交流电功率调控器300：为由常用机电元件或固态功率元件及相关电子电路元件所构成，供串联于充放电的LED驱动电路U100，两者串联后，供输入交流电源的电，而能对来自电源所输入固定或可变电压、及固定或可变频率的交流电，作脉宽调制(Pulse Width Modulation)、导电相角控制、阻抗调控等功率调控功能的电路装置所构成；或
并联式交流电功率调控器310：为由常用机电元件或固态功率元件及相关电子电路元件所构成，其输出端供并联于充放电的LED驱动电路U100，其输入端供输入交流电，而能对来自电源所输入固定或可变电压及固定或可变频率的交流电，作脉宽调制(Pulse Width Modulation)、导电相角控制、阻抗调控等功率调控功能的电路装置所构成；或
串联式可调控周期交换极性电的功率调控器400：为由常用机电元件或固态功率元件及相关电子电路元件所构成，供串联于充放电的LED驱动电路U100，两者串联后，供输入电源的电，而能对来自直流电源所转换的固定或可变电压及固定或可变交换极性周期的电；或来自交流电经整流器为直流电，再转换的固定或可变电压及固定或可变交换极性周期的电，作脉宽调制(PulseWidth Modulation)、导电相角控制、阻抗调控等功率调控功能的电路装置所构成；或
并联式可调控周期交换极性的电功率调控器410：为由常用机电元件或固态功率元件及相关电子电路元件所构成，其输出端供并联于充放电的LED驱动电路U100，其输入端供输入电源的电，而能对来自直流电源所转换的固定或可变电压及固定或可变交换极性周期的电；或来自交流电经整流器为直流电，再转换的固定或可变电压及固定或可变交换极性周期的电，作脉宽调制(Pulse Width Modulation)、导电相角控制、阻抗调控等功率调控功能的电路装置所构成；或
直流变交流变流器4000：为由常用机电式或固态功率元件及相同电子电路元件所构成，其输入端供输入依需要选定固定或可变电压直流电，其输出端为输出依需要选定固定或可变电压及固定或可变交换极性周期的双向正弦波、或双向方波、或双向脉冲波的电；或
阻抗元件500：为由电阻性阻抗元件、或电感性阻抗元件、或电容性阻抗元件，其中至少一个所构成，或至少由两个或至少两种阻抗元件混合作串联、或并联、或串并联所构成，以提供直流性质的阻抗或交流性质的阻抗；或由电容性阻抗元件与电感性阻抗元件相互串联，而可与来自电源的双向电例如交流电的频率、或直流电所转换的固定或可变电压，及固定或可变交换极性周期电的极性交换周期相同，而呈串联谐振(series resonance)的状态，并相对在电容性阻抗元件或电感性阻抗元件两端，呈串联谐振(series resonance)的相对端电压状；或由电容性阻抗与电感性阻抗呈相互并联，而可与来自电源的双向电例如交流电的频率、或直流电所转换的固定或可变电压，及固定或可变交换极性周期电的极性交换周期相同，而呈并联谐振(parallel resonance)的状态及呈现相对的端电压；或
开关装置600：开关装置为由机电式开关装置或固态开关元件所构成，供操控至少两个阻抗元件500作串联、并联、或串并联的切换。
此项双极性充放电的LED驱动电路，借着结合所述主动调控装置，可构成的各种应用电路如下：
(1)本发明可串联交流电功率调控器，为由充放电的LED驱动电路U100，串联常用串联式可调控交流电的功率调控器300，再接受输入固定或可变电压及固定或可变频率的交流电所驱动，以操控充放电的LED驱动电路U100的输入功率，其结合方式为两者呈串联；如图4所示为本发明串联交流电功率调控器的电路例方块示意图；
(2)本发明可并联交流电功率调控器，为由充放电的LED驱动电路U100，并联常用可调控交流电的功率调控器310的输出端，而固定或可变电压及固定或可变频率的交流电，供输入并联式可调控交流电功率调控器310的输入端，再由并联式可调控交流电的功率调控器310的输出端，输往充放电的LED驱动电路U100，以操控充放电的LED驱动电路U100的输入功率；如图5所示为本发明并联交流电功率调控器的电路例方块示意图；
(3)由充放电的LED驱动电路U100，串联于常用串联式可调控周期交换极性的电功率调控器400，再接受输入来自直流电源所转换的固定或可变电压、及固定或可变交换极性周期的电；或来自交流电经整流器为直流电，再转换的固定或可变电压、及固定或可变交换极性周期的电，以操控充放电的LED驱动电路U100的输入功率，其结合方式为两者呈串联；如图6所示为本发明串联可调控周期交换极性电的功率调控器的电路例方块示意图；
(4)由充放电的LED驱动电路U100，并联于常用并联式可调控周期交换极性电的功率调控器410输出端，而由来自直流电源所转换的固定或可变电压、及固定或可变交换极性周期的电；或来自交流电经整流器为直流电，再转换的固定或可变电压、及固定或可变交换极性周期的电，输入可调控周期交换极性电的功率调控器410的输入端，再由可调控周期交换极性电的功率调控器410的输出端，输往充放电的LED驱动电路U100，以操控充放电的LED驱动电路U100的输入功率；如图7所示为本发明并联可调控周期交换极性电的功率调控器的电路例方块示意图；
(5)由充放电的LED驱动电路U100，串联于常用串联式可调控周期交换极性电的功率调控器400，再并联于直流变交流变流器(DC to AC Inverter)4000的输出端，直流变交流变流器(DC to AC Inverter)4000的输入端，为输入依需要选定固定或可变电压的直流电，其输出端，为输出依需要选定固定或可变电压，及固定或可变交换极性周期的双向正弦波、或双向方波、或双向脉动波的电，供输往充放电的LED驱动电路U100，以操控充放电的LED驱动电路U100的输入功率；如图8所示为本发明串联可调控周期交换极性电的功率调控器再接受直流变交流变流器输出的电所驱动的电路例方块示意图；
(6)充放电的LED驱动电路U100，为并联于常用并联式可调控周期交换极性电的功率调控器410的输出端；而直流变交流变流器(DC to AC Inverter)4000的输入端，为供输入依需要选定的固定或可变电压的直流电，直流变交流变流器(DC to AC Inverter)4000的输出端，则为输出依需要选定固定或可变电压，及固定或可变交换极性周期的双向正弦波、或双向方波、或双向脉动波的电，供输往可调控周期交换极性的电功率调控器410的输入端，再由可调控周期交换极性的电功率调控器410的输出端，输往充放电的LED驱动电路U100，以操控充放电的LED驱动电路U100的输入功率；如图9所示为本发明并联可调控周期交换极性的电功率调控器再接受直流变交流变流器输出的电所驱动的电路例方块示意图；
(7)充放电的LED驱动电路U100，为并联于常用直流变交流变流器(DC toAC Inverter)4000的输出端；而直流变交流变流器(DC to AC Inverter)4000的输入端，为供输入依需要选定的固定或可变电压的直流电，直流变交流变流器(DC to AC Inverter)4000的输出端，则为输出依需要选定固定或可变电压，及固定或可变交换极性周期的双向正弦波、或双向方波、或双向脉动波的电，供输往充放电的LED驱动电路U100；如图10所示为本发明接受直流变交流变流器输出的电所驱动的电路例方块示意图；
(8)由充放电的LED驱动电路U100，供串接于至少一个常用阻抗元件500再并联于电源，阻抗元件500包括：
1)阻抗元件500是由具电阻性阻抗特性的元件所构成；或
2)阻抗元件500是由具电感性阻抗特性的元件所构成；或
3)阻抗元件500是由具电容性阻抗特性的元件所构成；或
4)阻抗元件500，是由单一阻抗元件而同时具有电阻性阻抗、或电感性阻抗、或电容性阻抗其中至少两种的合成阻抗特性的元件所构成，以提供直流性质的阻抗或交流性质的阻抗；或
5)阻抗元件500，为由单一阻抗元件而具有电感性阻抗、及电容性阻抗的合成阻抗特性的元件所构成，而其固有谐振频率与来自电源的双向电例如交流电的频率或直流电所转换的固定或可变电压，及固定或可变交换极性周期电的极性交换周期相同，可呈并联谐振(parallel resonance)的状态；或
6)阻抗元件500，为由电容性阻抗元件、或电感性阻抗元件、或电感性阻抗元件所构成，包括由其中一种或一种以上、及一个或一个以上的阻抗元件所构成，或采用两种或两种以上、而各种分别为一个或一个以上的阻抗元件混合，呈串联、或并联、或串并联所构成，以提供直流性质的阻抗或交流性质的阻抗；
或由电容性阻抗元件与电感性阻抗元件相互串联，而可其串联后的固有串联谐振(series resonance)频率，与来自电源的双向电例如交流电的频率、或直流电所转换的周期交换极性直流电源的周期相同，而呈串联谐振(seriesresonance)的阻抗状态，并相对在电容性阻抗元件或电感性阻抗元件两端，呈串联谐振(series resonance)的相对端电压；
或由电容性阻抗与电感性阻抗呈相互并联，而可其并联后的固有并联谐振(parallel resonance)频率，与来自电源的双向电例如交流电的频率、或直流电所转换的周期交换极性直流电源的周期相同，而呈并联谐振(parallelresonance)的阻抗状态及呈现相对的端电压；
如图11所示为本发明串接阻抗元件的电路例方块示意图；
(9)由至少两个第8项所述的阻抗元件500，可借机电元件或固态元件所构成的开关装置600，作串联或并联或串并联的切换，以调控输往充放电的LED驱动电路U100的功率；如图12为本发明串接的阻抗元件通过开关装置作串联、或并联、或串并联的操控电路例方块示意图。
此项双极性充放电的LED驱动电路，其构成第一组件U101及第二组件U102的个别发光二极管LED101及LED102的颜色，可依需要选择为一种或一种以上颜色所构成。
此项双极性充放电的LED驱动电路，其构成第一组件U101及第二组件U102的个别发光二极管LED101及LED102间排列位置关系可呈(1)依顺序线状排列；(2)依顺序面状排列；(3)呈交错线状排列；(4)呈交错面状排列；(5)依特定平面几何位置排列；(6)依特定立体几何位置排列。
此项双极性充放电的LED驱动电路，其各项构成电路元件组成的型态含：(1)由个别电路元件单独构成再互相连结；(2)由至少两个电路元件组成至少两个部份功能的单元，再互相连结；(3)全部呈一体共构的组成型态。
综合所述，此项双极性充放电的LED驱动电路，通过电容双极性充放电以驱动发光二极管，可提供省电、低热损以及低成本的进步性能为特征。

Claims (14)

1.一种双极性充放电的LED驱动电路，其特征在于，所述电路是具有第一组件与第二组件，两者呈逆极性串联，其中第一组件为由二极管与发光二极管供作发光的导电极性呈顺极性串联，再与双极性电容器并联构成第一组件，第二组件为由二极管与依需要选择设置或不设置的发光二极管，及双极性电容器所构成，第二组件的构成方式含(1)于选择设有发光二极管时，则由二极管与发光二极管供作发光的导电极性呈顺极性串联，再与双极性电容器并联，构成第一种型态的第二组件；(2)若选择第二组件不设置发光二极管时，则由二极管与双极性电容器并联构成第二种型态的第二组件；
通过所述第一组件，与所述两种型态的第二组件中至少其中一种呈逆极性串联，构成此项充放电的LED驱动电路(U100)，供：
(1)输入固定或可变电压及固定或可变频率的交流电；或
(2)输入来自直流电源所转换的固定或可变电压及固定或可变交换极性周期的电；或
(3)输入来自交流电经整流器为直流电，再转换的固定或可变电压及固定或可变交换极性周期的电所驱动；
其主要构成含：
双极性电容器：为由各种能作双极性充放电的双极性电容器(C201)及(C202)所构成，双极性电容器(C201)与(C202)可为同电容量或不同电容量；
第一组件(U101)：为由具单向导电功能的二极管(CR101)，与至少一个发光二极管(LED101)顺极性串联，再与双极性电容器(C201)单独并联，而构成第一组件(U101)；
第二组件(U102)：为由具单向导电功能的二极管(CR102)，与至少一个发光二极管(LED102)顺极性串联，再与双极性电容器(C202)单独并联而构成第二组件(U102)；
第一组件(U101)中的发光二极管（LED101）为一个发光二极管所构成，或为由一个以上发光二极管所构成而呈串联或并联或串并联；
第二组件(U102)中的发光二极管（LED102）可为一个发光二极管所构成，或为由一个以上发光二极管所构成而呈串联或并联或串并联；
此外若依需要选择不设置发光二极管(LED102)，则可直接由二极管(CR102)与双极性电容器(C202)，呈并联构成第二组件(U102)；
通过第一组件(U101)及第二组件(U102)呈逆极性串联，而构成充放电的LED驱动电路(U100)，充放电的LED驱动电路(U100)的两端，供：
(1)输入固定或可变电压及固定或可变频率的交流电；或
(2)输入来自直流电源所转换的固定或可变电压及固定或可变交换极性周期的电；或
(3)输入来自交流电经整流器为直流电，再转换的固定或可变电压及固定或可变交换极性周期的电所驱动；
此项充放电的LED驱动电路(U100)中，构成第一组件(U101)中的发光二极管(LED101)、及构成第二组件(U102)中的发光二极管(LED102)的可选择匹配模式含以下一种或一种以上所构成，包括：
(1)发光二极管(LED101)，可为由一个或一个以上发光二极管所构成；
(2)若第二组件使用发光二极管(LED102)，则发光二极管(LED102)，可为由一个或一个以上发光二极管所构成；
(3)发光二极管(LED101)或发光二极管(LED102)的构成方式，可为个别由一个发光二极管顺发光电流极性设置所构成；或由两个或两个以上发光二极管顺发光电流极性串联或并联所构成；或为由三个或三个以上发光二极管顺发光电流极性作串联、并联或串并联所构成；
(4)发光二极管(LED101)与发光二极管(LED102)的发光二极管，其数量可为相同或不同；
(5)由于电源为交流电源或来自直流电源所转换的具交换极性周期的双向电源，故发光二极管(LED101)或发光二极管(LED102)并非以直流电连续通电，因此可依输入的电压波形及导电与断电时间的比例，以及依所选定的工作电流值，而选择每一发光二极管工作电压的峰值，包括选择1)以低于额定电压为峰值电压2)以额定电压为峰值电压3)以高于额定电压作为峰值电压；
在不同极性的电来临时，电经第一组件(U101)的二极管(CR101)及发光二极管(LED101)对第二组件(U102)的双极性电容器(C202)充电，充电的电能使发光二极管(LED101)发亮，而在另一极性电来临时，电经第二组件(U102)的二极管(CR102)及发光二极管(LED102)对第一组件(U101)的双极性电容器(C201)充电，充电的电能使发光二极管(LED102)发亮；若第二组件(U102)不设置发光二极管(LED102)，则电经第二组件(U102)的二极管(CR102)直接对第一组件(U101)的双极性电容器(C201)充电。
2.如权利要求1所述的双极性充放电的LED驱动电路，其特征在于，所述电路是依需要选择性设置以下辅助性电路元件，包括依需要选择设置或不设置，及选择其设置数量为由一个所构成或为一个以上所构成，若为选用一个以上，则依电路功能需要选定相对极性关系作串联或并联或串并联；其构成组件及选择性辅助性电路元件包括：
放电电阻(R101)：为选择性设置的元件，供并联于第一组件(U101)的双极性电容器(C201)两端，以供作为释放双极性电容器(C201)的残存电荷；
放电电阻(R102)：为选择性设置的元件，供并联于第二组件(U102)的双极性电容器(C202)两端，以供作为释放双极性电容器(C202)的残存电荷；
限流电阻(R103)：为选择性设置的元件，供个别与第一组件(U101)的二极管(CR101)及发光二极管(LED101)呈串联，以限制通过发光二极管(LED101)的电流；限流电阻(R103)由电感性阻抗(I103)取代；
限流电阻(R104)：为选择性设置的元件，供个别与第二组件(U102)的二极管(CR102)及发光二极管(LED102)呈串联，以限制通过发光二极管(LED102)的电流；限流电阻(R104)由电感性阻抗(I104)取代。
3.如权利要求1所述的双极性充放电的LED驱动电路，其特征在于，为防止发光二极管在异常电压时损坏或减少使用寿命，所述充放电的LED驱动电路(U100)，进一步可在发光二极管两端并联齐纳二极管；或由至少一个齐纳二极管与至少一个二极管串联，以共同产生齐纳电压的功能，供并联于发光二极管两端；包括：
在第一组件(U101)的发光二极管(LED101)两端，并联齐纳二极管(ZD101)，其极性关系为以齐纳二极管(ZD101)的齐纳电压，限制发光二极管(LED101)两端的工作电压，前述齐纳二极管(ZD101)，可依需要选择性设置二极管(CR201)，供与齐纳二极管(ZD101)串联，其优点为(1)可保护齐纳二极管(ZD101)防止逆向电流；(2)两者具有温度补偿效果；
于第二组件(U102)选择使用发光二极管(LED102)时，可依需要选择性在发光二极管(LED102)两端并联齐纳二极管(ZD102)，其极性关系为以齐纳二极管(ZD102)的齐纳电压，限制发光二极管(LED102)两端的工作电压，前述齐纳二极管(ZD102)，可依需要选择性设置二极管(CR202)，供与齐纳二极管(ZD102)串联，其优点为(1)可保护齐纳二极管(ZD102)防止逆向电流；(2)两者具有温度补偿效果。
4.如权利要求1所述的双极性充放电的LED驱动电路，其特征在于，可在第一组件(U101)或第二组件(U102)，两者至少其中的一加设可蓄放电装置，以稳定发光二极管的发光安定度，减少亮度的脉动；所述电路包括：
在第一组件(U101)的发光二极管(LED101)与限流电阻(R103)串联后的两端，或直接在发光二极管(LED101)的两端，依极性并联可蓄放电装置(ESD101)，以供随机充电或释放电，以安定发光二极管(LED101)的发光运作，若第二组件(U102)选择使用发光二极管(LED102)时，可依需要在发光二极管(LED102)与限流电阻(R104)串联后的两端，或直接在发光二极管(LED102)的两端，依极性并联可蓄放电装置(ESD102)，以供随机充电或释放电，以安定发光二极管(LED102)的发光运作；
所述可蓄放电装置(ESD101)、(ESD102)，是由各种常用可充放电的电池、或超电容、或电容器所构成。
5.如权利要求1所述的双极性充放电的LED驱动电路，其特征在于，所述电路可在第一组件(U101)或第二组件(U102)，两者至少其中的一加设可蓄放电装置(ESD101)、(ESD102)，以供随机充电或释放电，以安定发光二极管(LED101)及(LED102)发光的运作，而其储存的电，在电源中断供电时，由可蓄放电装置(ESD101)或(ESD102)，至少其中的一放出储存电能，继续供电使发光二极管(LED101)、或发光二极管(LED102)至少其中的一继续发光。
6.如权利要求1所述的双极性充放电的LED驱动电路，其特征在于，可进一步依需要选择结合以下各种主动调控电路装置，主动调控电路装置含以下一种或一种以上所构成，所述电路包括：
串联式交流电功率调控器(300)：为由常用机电元件或固态功率元件及相关电子电路元件所构成，供串联于充放电的LED驱动电路(U100)，两者串联后，供输入交流电源的电，而能对来自电源所输入固定或可变电压、及固定或可变频率的交流电，作脉宽调制、导电相角控制、阻抗调控等功率调控功能的电路装置所构成；或
并联式交流电功率调控器(310)：为由常用机电元件或固态功率元件及相关电子电路元件所构成，其输出端供并联于充放电的LED驱动电路(U100)，其输入端供输入交流电，而能对来自电源所输入固定或可变电压及固定或可变频率的交流电，作脉宽调制、导电相角控制、阻抗调控等功率调控功能的电路装置所构成；或
串联式可调控周期交换极性的电功率调控器(400)：为由常用机电元件或固态功率元件及相关电子电路元件所构成，供串联于充放电的LED驱动电路(U100)，两者串联后，供输入电源的电能，而能对来自直流电源所转换的固定或可变电压及固定或可变交换极性周期的电；或来自交流电经整流器为直流电，再转换的固定或可变电压及固定或可变交换极性周期的电，作脉宽调制、导电相角控制、阻抗调控等功率调控功能的电路装置所构成；或
并联式可调控周期交换极性的电功率调控器(410)：为由常用机电元件或固态功率元件及相关电子电路元件所构成，其输出端供并联于充放电的LED驱动电路(U100)，其输入端供输入电源的电，而能对来自直流电源所转换的固定或可变电压及固定或可变交换极性周期的电；或来自交流电经整流器为直流电，再转换的固定或可变电压及固定或可变交换极性周期的电，作脉宽调制、导电相角控制、阻抗调控等功率调控功能的电路装置所构成；或
直流变交流变流器(4000)：为由常用机电式或固态功率元件及相同电子电路元件所构成，其输入端供输入依需要选定固定或可变电压直流电，其输出端为输出依需要选定固定或可变电压及固定或可变交换极性周期的双向正弦波、或双向方波、或双向脉冲波的电；或
阻抗元件(500)：为由电阻性阻抗元件、或电感性阻抗元件、或电容性阻抗元件，其中至少一个所构成，或至少由两个或至少两种阻抗元件混合作串联、或并联、或串并联所构成，以提供直流性质的阻抗或交流性质的阻抗；或由电容性阻抗元件与电感性阻抗元件相互串联，而可与来自电源的双向电-交流电的频率、或直流电所转换的固定或可变电压，及固定或可变交换极性周期电的极性交换周期相同，而呈串联谐振的状态，并相对在电容性阻抗元件或电感性阻抗元件两端，呈串联谐振的相对端电压状态；或由电容性阻抗与电感性阻抗呈相互并联，而可与来自电源的双向电-交流电的频率、或直流电所转换的固定或可变电压，及固定或可变交换极性周期电的极性交换周期相同，而呈并联谐振的状态及呈现相对的端电压；或
开关装置(600)：开关装置为由机电式开关装置或固态开关元件所构成，供操控至少两个阻抗元件(500)作串联、并联、或串并联的切换。
7.如权利要求1所述的双极性充放电的LED驱动电路，其特征在于，所述电路包括：由充放电的LED驱动电路(U100)，串联常用串联式可调控交流电的功率调控器(300)，再接受输入固定或可变电压及固定或可变频率的交流电所驱动，以操控充放电的LED驱动电路(U100)的输入功率，其结合方式为两者呈串联。
8.如权利要求1所述的双极性充放电的LED驱动电路，其特征在于，所述电路包括：由充放电的LED驱动电路(U100)，并联常用可调控交流电的功率调控器(310)的输出端，而固定或可变电压及固定或可变频率的交流电，供输入并联式可调控交流电功率调控器(310)的输入端，再由并联式可调控交流电的功率调控器(310)的输出端，输往充放电的LED驱动电路(U100)，以操控充放电的LED驱动电路(U100)的输入功率。
9.如权利要求1所述的双极性充放电的LED驱动电路，其特征在于，所述电路包括：由充放电的LED驱动电路(U100)，串联于常用串联式可调控周期交换极性的电功率调控器(400)，再接受输入来自直流电源所转换的固定或可变电压、及固定或可变交换极性周期的电；或来自交流电经整流器为直流电，再转换的固定或可变电压、及固定或可变交换极性周期的电，以操控充放电的LED驱动电路(U100)的输入功率，其结合方式为两者呈串联。
10.如权利要求1所述的双极性充放电的LED驱动电路，其特征在于，所述电路包括：由充放电的LED驱动电路(U100)，并联于常用并联式可调控周期交换极性的电功率调控器(410)输出端，而由来自直流电源所转换的固定或可变电压、及固定或可变交换极性周期的电；或来自交流电经整流器为直流电，再转换的固定或可变电压、及固定或可变交换极性周期的电，输入可调控周期交换极性电的功率调控器(410)的输入端，再由可调控周期交换极性电的功率调控器(410)的输出端，输往充放电的LED驱动电路(U100)，以操控充放电的LED驱动电路(U100)的输入功率。
11.如权利要求1所述的双极性充放电的LED驱动电路，其特征在于，所述电路包括：由充放电的LED驱动电路(U100)，串联于常用串联式可调控周期交换极性电的功率调控器(400)，再并联于直流变交流变流器(4000)的输出端，直流变交流变流器(4000)的输入端，为输入依需要选定固定或可变电压的直流电，其输出端，为输出依需要选定固定或可变电压，及固定或可变交换极性周期的双向正弦波、或双向方波、或双向脉动波的电，供输往充放电的LED驱动电路(U100)，以操控充放电的LED驱动电路(U100)的输入功率。
12.如权利要求1所述的双极性充放电的LED驱动电路，其特征在于，所述电路包括：由充放电的LED驱动电路(U100)，并联于常用并联式可调控周期交换极性的电功率调控器(410)的输出端；而直流变交流变流器(4000)的输入端，为供输入依需要选定固定或可变电压的直流电，直流变交流变流器(4000)的输出端，则为输出依需要选定固定或可变电压，及固定或可变交换极性周期的双向正弦波、或双向方波、或双向脉动波的电，供输往可调控周期交换极性的电功率调控器(410)的输入端，再由可调控周期交换极性的电功率调控器(410)的输出端，输往充放电的LED驱动电路(U100)，以操控充放电的LED驱动电路(U100)的输入功率。
13.如权利要求1所述的双极性充放电的LED驱动电路，其特征在于，所述电路包括：由充放电的LED驱动电路(U100)，并联于常用直流变交流变流器(4000)的输出端；而直流变交流变流器(4000)的输入端，为供输入依需要选定的固定或可变电压的直流电，直流变交流变流器(4000)的输出端，则为输出依需要选定固定或可变电压，及固定或可变交换极性周期的双向正弦波、或双向方波、或双向脉动波的电，供输往充放电的LED驱动电路(U100)。
14.如权利要求1所述的双极性充放电的LED驱动电路，其特征在于，所述电路包括：由充放电的LED驱动电路(U100)，供串接于至少一个常用阻抗元件(500)再并联于电源，阻抗元件(500)包括：
1)阻抗元件(500)为由具电阻性阻抗特性的元件所构成；或
2)阻抗元件(500)为由具电感性阻抗特性的元件所构成；或
3)阻抗元件(500)为由具电容性阻抗特性的元件所构成；或
4)阻抗元件(500)，为由单一阻抗元件而同时具有电阻性阻抗、或电感性阻抗、或电容性阻抗其中至少两种的合成阻抗特性的元件所构成，以提供直流性质的阻抗或交流性质的阻抗；或
5)阻抗元件(500)，为由单一阻抗元件而具有电感性阻抗、及电容性阻抗的合成阻抗特性的元件所构成，而其固有谐振频率与来自电源的双向电-交流电的频率或直流电所转换的固定或可变电压，及固定或可变交换极性周期电的极性交换周期相同，可呈并联谐振的状态；或
6)阻抗元件(500)，为由电容性阻抗元件、或电感性阻抗元件、或电感性阻抗元件所构成，包括由其中一种或一种以上、及一个或一个以上的阻抗元件所构成，或采用两种或两种以上、而各种分别为一个或一个以上的阻抗元件混合，呈串联、或并联、或串并联所构成，以提供直流性质的阻抗或交流性质的阻抗；
或由电容性阻抗元件与电感性阻抗元件相互串联，而可其串联后的固有串联谐振频率，与来自电源的双向电-交流电的频率、或直流电所转换的周期交换极性直流电源的周期相同，而呈串联谐振的阻抗状态，并相对在电容性阻抗元件或电感性阻抗元件两端，呈串联谐振的相对端电压；
或由电容性阻抗与电感性阻抗呈相互并联，而可与并联后的固有并联谐振频率，与来自电源的双向电交流电的频率、或直流电所转换的周期交换极性直流电源的周期相同，而呈并联谐振阻抗状态及呈现相对的端电压。
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