CN101553064A - 发光二极管的驱动电路 - Google Patents

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陈元杰
孙实钧
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Abstract

本发明公开了一种发光二极管的驱动电路，主要包括有一交流电源、一电感、一整流器及至少一发光二极管，其中交流电源用以产生一交流电压并在电感上形成负载，藉由在电感上形成负载电压，将可以达到对交流电源进行降压的目的，整流器用以对经过降压的交流电压进行整流，以产生一直流电压，并可以经过降压的直流电压驱动发光二极管，此外藉由适当电感值的电感的选择，将可以对发光二极管提供适当的驱动电压，同时亦可避免在降压的过程中消耗过多的能量。

Description

发光二极管的驱动电路
技术领域
本发明涉及一种发光二极管的驱动电路，其主要在驱动电路内设置有一电感，藉此将可以对交流电源进行降压。
背景技术
发光二极管(LED；Light-Emitting Diode)由于具备有寿命长、体积小、耗电量少、反应速度快、无辐射及单色性发光的特性及优点，因此被广泛应用于指示灯、广告广告牌、交通号志灯、汽车车灯、显示器面板、通讯器具、消费电子等各项产品中。其中，可产生白色光源的发光组件更可用以取代传统的白炽灯，并成为新一代的照明光源，因而更备受世人的期待。
发光二极管本身是一种对电压非常敏感的组件，当过高的电压输入发光二极管后，将会在发光二极管上形成过大的电流，并可能会导致发光二极管的毁损。为此，在使用发光二极管时，往往需要依据发光二极管的种类及串联的数量，来调整供电电压的大小，并提供适当的驱动电压给发光二极管。
一般而言，供电电压的电压值往往会大于发光二极管实际需要的驱动电压值，因此在使用时便需要进一步对供电电压进行降压的步骤。例如可将发光二极管与一适当大小的电阻进行串联，则供电电压将会在电阻上形成负载，藉此将可以对供电电压进行降压，并对发光二极提供给适当的驱动电压。
藉由电阻的设置虽然可有效的降低供电电压的大小，然而电阻是一种消耗电能的组件，换言之，电阻虽然可以造成压降，但同时亦造成了能量的损耗，而有违透过使用发光二极管进行节能的目的。
当然亦可以利用变压器对供电电压进行变压，藉此以产生一适当大小的驱动电压。变压器相较于电阻来说可以在不消耗过多能量的前提下完成降压的动作，然而变压器本身的构造较为复杂且体积庞大，因此并不适用于小体积的发光装置上。此外变压器的制作成本较高，亦不利降低产品的制作成本。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种发光二极管的驱动电路，主要在交流电源及发光二极管之间设置有一电感，藉此将可以在不消耗过多能量的情况下，对交流电源所产生的交流电压进行降压。
本发明的次要目的，在于提供一种发光二极管的驱动电路，主要将整流器与交流电源进行连接，藉此将可以整流器对交流电源所产生的交流电压进行整流，以产生一直流电压。
本发明的又一目的，在于提供一种发光二极管的驱动电路，主要在交流电源及发光二极管之间设置有一电感及一整流器，藉此将可以对交流电源进行整流及降压，而达到对发光二极管提供适当驱动电压的目的。
本发明的又一目的，在于提供一种发光二极管的驱动电路，仅需要透过电感及整流器的使用便可以进行整流及降压的步骤，不仅有利于缩小驱动电路的体积，同时亦可有效降低制作成本。
本发明的又一目的，在于提供一种发光二极管的驱动电路，其中电感及整流器的使用寿命长，可避免在发光二极管损坏的前便发生驱动电路损毁的情形，并有利与整体使用寿命的提升。
本发明的又一目的，在于提供一种发光二极管的驱动电路，其中电感不仅可用以进行降压的步骤，同时亦可稳定驱动电压，并可提高发光二极管的发光品质。
为达成上述目的，本发明提供一种发光二极管的驱动电路，包括有：一交流电源，用以产生一交流电压；一电感，连接交流电源，交流电压会在电感上形成一负载，并以电感对交流电压进行降压；一整流器，连接电感，并用以对经过降压的交流电压进行整流，而产生一直流电压；及至少一发光二极管，连接整流器，并以直流电压驱动发光二极管。
本发明尚提供一种发光二极管的驱动电路，包括有：一交流电源，用以产生一交流电压；一整流器，连接交流电源，并用以对交流电源所产生的交流电压进行整流，而产生一直流电压；一电感，连接整流器，直流电压会在电感上形成一负载，并以电感对直流电压进行降压；及至少一发光二极管，连接电感及整流器，并以经过降压的直流电压驱动发光二极管。
附图说明
图1为本发明发光二极管的驱动电路一实施例的方块示意图；
图2为本发明发光二极管的驱动电路一实施例的电路图；
图3为本发明发光二极管的驱动电路又一实施例的电路图；
图4为本发明发光二极管的驱动电路又一实施例的方块示意图；
图5为本发明发光二极管的驱动电路又一实施例的电路图；
图6为本发明发光二极管的驱动电路又一实施例的电路图；
图7A与7B为交流电压及整流器整流后所产生的直流电压一实施例的波形图。其中，附图标记为：
10  驱动电路          11  交流电源
13  电感              15  整流器
17  发光二极管        19  电容
20  驱动电路
具体实施方式
请参阅图1及图2，分别为本发明发光二极管的驱动电路一实施例的方块示意图及电路图。如图所示，驱动电路10包括有一交流电源11、一电感13、一整流器15及至少一发光二极管(LED)17，藉由电感13及整流器15的设置将可以对发光二极管17提供适当的驱动电压V，并达到驱动发光二极管17的目的。
交流电源11为发光二极管17的供电电源，并用以产生一交流电压Vs，在一般而言交流电源11所产生的交流电压Vs对发光二极管17来说并不是一个适当的驱动电源，因此需要对交流电源11所产生的交流电压Vs进行整流的动作。在本发明中主要是将整流器15与交流电源11进行连接，并以整流器15对交流电源11所产生的交流电压Vs进行整流，以产生一直流电压VD，并可以该直流电压VD驱动发光二极管17。例如，整流器15可以是一桥式整流器，并包括有多个二极管，如图2所示。
交流电源11与整流器15之间可增设有一电感13，交流电压Vs所形成的交流电流Is在通过电感13后将会在电感13上形成负载，藉此将可以对交流电源11所产生的交流电压Vs进行降压。例如交流电压Vs在电感13上形成有一负载电压VL，藉由负载电压VL的形成将可以对交流电压Vs进行降压的动作，并对经过降压的交流电压Vs进行整流，藉此在发光二极管17上形成一适当大小的驱动电压V。
一般来说，电感13与电感13上所形成的负载电压VL之间的关系如下：
VL＝L(di/dt)
由上式可知电感13上的负载电压VL的大小正比于电感13的电感值L。换言之，在应用时可以透过电感13的电感值L的选择，来改变电感13上所形成的负载电压VL。对本发明来说，可以由交流电源11所产生的交流电压Vs及发光二极管17所需要的驱动电压V来选择适当电感值L的电感13，并在电感13上形成适当大小的负载电压VL，藉此将可以提供适当大小的驱动电压V给发光二极管17。
将电感13应用在发光二极管17的驱动电路10时，除了可以选择适当的电感值L的电感13对交流电压Vs进行降压之外，亦可以减少在降压过程当中电感13对交流电源11所产生的电能所造成过多的损耗。
交流电源11所产生的交流电压Vs会在电感13上形成交流电流Is，交流电流Is在通过电感13时，电感13会阻碍交流电流Is的变化，例如当交流电流Is增加时电感13会阻碍交流电流Is的增加，而当交流电流Is减小时电感13则会阻碍交流电流Is的减小。因此以电感13上所形成的负载电压VL对交流电压Vs进行压降时将不会对能量造成过多的损失。相较之下电阻是以消耗能量的方式进行降压的动作，因此在使用的过程当中会造成额外的能量损失。
电感13在阻碍交流电流Is变化的过程当中并不会对能量造成损耗，而是在交流电流Is增加的同时以磁场的方式暂时将电能进行储存，在交流电流Is减小时电感13上的磁场的能量会被进一步释放出来。因此电感13对驱动电路10而言，更具有稳定驱动电压V的作用，并有利于稳定发光二极管17所产生光源的亮度。此外，在实际应用时交流电源11亦可为一PFC电源(Power FactorCorrection)，并有利于提高电源的功率校正因子。
在本发明另一实施例中，驱动电路10内亦增设有一电容19，并将电容19与交流电源11并联，藉此交流电源11所产生的交流电压Vs将会对电容19进行充放电，换言之电容19将可以进行电能的储存，而有利于稳定交流电源11所产生的交流电压Vs，如图3所示。
请参阅图4及图5，分别为本发明发光二极管的驱动电路又一实施例的方块示意图及电路图。如图所示，本发明实施例所述的驱动电路10同样包括有一交流电源11、一整流器15、一电感13及至少一发光二极管(LED)17，相较于上述实施例来说，主要是将整流器15及电感13的连接次序进行交换。
在本发明实施例中主要将交流电源11与整流器15进行连接，并在发光二极管17与整流器15之间增设有一电感13。整流器15可用以将交流电源11所产生的交流电压Vs进行整流，并产生一直流电压VD，而后再以电感13上所形成的负载电压VL对整流后的直流电压VD进行降压，藉此将可以经过降压的直流电压驱动发光二极管17，并对发光二极管17提供适当的驱动电压V。其中整流器15可为一桥式整流器，而驱动电路10同样可选择包括有一电容19，并将电容19并联交流电源11，以提高交流电源11的稳定性，如图6所示。
在本发明一实施例中交流电源11所产生的交流电压Vs可为弦波，整流器15用以对交流电压Vs进行整流，并产生直流电压VD，(如图7A、7B所示)。经过整流器15整流后所产生的直流电压VD同样会是一个随着时间变化的电压，并会在电感13上形成一随时间变化的电流，藉此在电感13上形成负载电压VL以达到降压的目的。
在本发明实施例中同样可以藉由适当电感值L的电感13的选择，对经过整流器15整流后所产生的直流电压VD进行降压，并提供适当的驱动电压V给发光二极管17。此外，将电感13应用在发光二极管17的驱动电路10，除了可以达到降压的目的，同时亦可以减少在降压的过程当中所造成的能量损耗。
交流电源11所产生的交流电压Vs在经过整流器15后将会形成直流电压VD，直流电压VD会在电感13上形成直流电流ID，直流电流ID在通过电感13时，电感13会阻碍直流电流ID的变化。相较之下电阻是以消耗能量的方式进行降压的动作，因此在使用的过程当中会造成额外的能量损失。
电感13在阻碍直流电流ID变化的过程当中并不会对能量造成损耗，而是在直流电流ID增加的同时以磁场的方式暂时将电能进行储存，在直流电流ID减小时电感13上的磁场的能量会被进一步释放出来。此外，因此电感13对发光二极管17而言，更具有稳定驱动电压V的作用，并有利于稳定发光二极管17所产生的光源的亮度。
综合以上实施例所述的内容，本发明主要是利用发光二极管的组件特性，设计出一种相符合的驱动电路，其主要是用以最简单的组件组合便可达到对交流电源进行整流及降压的步骤，不仅具有缩小驱动电路的体积及降低制作成本的优点，同时对驱动发光二极管而言亦具有足够的效果。
虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种发光二极管的驱动电路，其特征在于，包括有：
一交流电源，用以产生一交流电压；
一电感，连接该交流电源，该交流电压会在该电感上形成一负载，并以该电感对该交流电压进行降压；
一整流器，连接该电感，并用以对经过降压的交流电压进行整流，而产生一直流电压；及
至少一发光二极管，连接该整流器，并以该直流电压驱动该发光二极管。
2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，该整流器为一桥式整流器。
3.如权利要求1所述的驱动电路，包括有一电容，且该电容与该交流电源并联。
4.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，该电感上具有一负载电压。
5.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，该交流电源为一PFC电源。
6.一种发光二极管的驱动电路，其特征在于，包括有：
一交流电源，用以产生一交流电压；
一整流器，连接该交流电源，并用以对该交流电源所产生的交流电压进行整流，而产生一直流电压；
一电感，连接该整流器，该直流电压会在该电感上形成一负载，并以该电感对该直流电压进行降压；及
至少一发光二极管，连接该电感及该整流器，并以经过降压的直流电压驱动该发光二极管。
7.如权利要求6所述的驱动电路，其特征在于，该整流器为一桥式整流器。
8.如权利要求6所述的驱动电路，包括有一电容，且该电容与该交流电源并联。
9.如权利要求6所述的驱动电路，其特征在于，该电感上具有一负载电压。
10.如权利要求6所述的驱动电路，其特征在于，该交流电源为一PFC电源。
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