CN101956963A - 发光二极管照明装置及其电流控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明发光二极管照明装置及其电流控制方法，发光二极管照明装置由电力传输线构成一驱动模组与至少一发光二极管灯体的电性连接；其驱动模组透过变频方式用以输出电压值30v以上，频率为72Hz以上的高频交流电源；各发光二极管灯体具有至少一发光二极管元件以及一整流模组，透过整流模组将来自于驱动模组的高频交流电源调变成直流电源供驱动发光二极管元件；俾可有效改善光源闪烁现象，以及省去于各发光二极管灯体内部建构滤波元件，只要使用简单的电路即得以可靠的驱动发光二极管元件，藉以达到快速开发产品及节省成本的目的。

Description

发光二极管照明装置及其电流控制方法

技术领域

本发明有关一种发光二极管照明装置，以及与其相关的电流控制方法。

背景技术

按，由于发光二极管(LED)是属于固态操作模式，不同于传统日光灯管或白炽灯泡不会因气体或真空管损坏，加上具有较好的抗震动、摆动、磨损的性质，因此可以有效地增加寿命；在发光二极管产品价值大幅提升下，高亮度发光二极管的领域不断被开发，就照明光源市场而言，在手电筒、探照灯、露营灯、闪光灯、医疗仪器照明灯，甚至于户外照明等应用上，高亮度发光二极管正迅速侵蚀传统日光灯管或白炽灯泡市场。

甚至于，坊间即出现有模组化的发光二极管元件，方便业者将数量不等的发光二极管元件装配排列呈灯条状、数组状或圆盘状的发光二极管灯体，供做为相关产品的照明光源。再者，既有习知用以驱动发光二极管照明装置的控制电路架构多采用直流驱动，或是采用交流经整流滤波元件转换成直流电源驱动。惟，前者做法一般为将交流转换成直流电路较为复杂，而后者转换出来的是高电压，不但具有危险性，且做为滤波用的电容有使用寿命的问题。

尤其，坊间所见的习用发光二极管照明装置多将驱动电路建构在发光二极管灯体的内部，加上交流电经整流后若不用电容加以滤波时，会因为Vf的关系而造成电流的不连续进而产生光源闪烁的现象，因此多会在发光二极管灯体的内部建构有做为滤波用的电容，如此将使整体发光二极管灯体的电路架构更趋复杂，进而影响产品的开发速度，以及经常因为电容折损，而导致整体发光二极管灯体无法正常运作。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的即在提供一种可有效改善发光源闪烁现象，以及省去于各发光二极管灯体内部建构滤波元件的发光二极管照明装置，以及与其相关的电流控制方法。

为达上述目的，本发明包括有一驱动模组、至少一发光二极管灯体，以及至少一电力传输线；其中，电力传输线用以构成驱动模组与发光二极管灯体的电性连接；其驱动模组透过变频方式用以输出电压值30v以上，频率为72Hz以上的高频交流电源；各发光二极管灯体具有至少一发光二极管元件以及一整流模组，透过整流模组将来自于驱动模组的高频交流电源调变成直流电源供驱动发光二极管元件运作。

据以，不但可以利用增加频率的方式有效改善光源闪烁现象，以及省去于各发光二极管灯体内部建构滤波元件；尤其，只要使用简单的电路即得以可靠的驱动发光二极管元件，藉以达到快速开发产品及节省成本的目的。

附图说明

图1为本发明第一实施例的发光二极管照明装置基本组成架构方块示意图；

图2为本发明中驱动模组的基本组成架构方块示意图；

图3为本发明中驱动模组与的发光二极管灯体的间的电力传输示意图；

图4为本发明第二实施例的发光二极管照明装置基本组成架构方块示意图；

图5为本发明第三实施例的发光二极管照明装置基本组成架构方块示意图；

图6为本发明中发光二极管元件与驱动模组间所传输的电波形图。

【图号说明】

10驱动模组            11控制电路

12变流器              13平波电路

14逆变器              20发光二极管灯体

21发光二极管元件      22整流模组

23变压模组         30电力传输线

具体实施方式

本发明旨在提供一种可有效改善发光源闪烁现象，以及省去于各发光二极管灯体内部建构滤波元件的发光二极管照明装置，以及与其相关的电流控制方法。如图1所示，本发明的发光二极管照明装置，包括有：一驱动模组10、至少一发光二极管灯体20，以及至少一电力传输线30；其中：

该驱动模组10用以输出电压值30v以上，频率为72Hz以上的高频交流电源；于实施时，该驱动模组10内部整合有一控制电路11、一变流器12、一平波电路13以及一逆变器14，配合参照图2及图3所示，进入该驱动模组10的市电交流电源(110V/60Hz)，经该变流器12转换为直流电，再由该平波电路13将直流电做平衡，最再由该逆变器14将直流电逆变为频率可调的高频交流电(35V/75Hz)。

各该发光二极管灯体20具有至少一发光二极管元件21以及一整流模组22，透过该整流模组22将来自于该驱动模组10的高频交流电源调变成直流电源供驱动该至少一发光二极管元件21运作；于实施时，各该发光二极管灯体20可如图4所示进一步整合有一变压模组23用以对来自于该驱动模组10的高频交流电源进行升压或降压的动作以符合该至少一发光二极管元件21运作的需求。

至于，该电力传输线30用以构成该驱动模组20与该至少一发光二极管灯体20的电性连接，使该驱动模组20得以透过电力传输线30提供相对设于远程的至少一发光二极管灯体20运作所需的电源，并且可以如图5所示，由一组驱动模组20同时对复数个发光二极管灯体20供应运作所需的电源。

具体而言，本发明的发光二极管照明装置的电流控制方法包括有下列步骤：

a.利用变频方式将市电交流电源(图6所示110/60Hz的交流电源)先变流转换为直流电，再将其转换成电压值30V以上，频率为72Hz以上频率可调的高频交流电源(如图所示35V/75Hz)；

b.由整流模组将该电压值30V以上，频率72Hz以上频率可调的高频交流电源转换成直流电源(如图所示电压介于20V～50V之间，频率75Hz的直流电源)供驱动发光二极管元件运作。

本发明主要利用高频交流电作为发光二极管灯体与驱动模组之间的电力传输，以供长距离驱动高功率发光二极管元件，故不致于有传统低电压高电流的方式而导致在电力传输线产生大幅压降的电力耗损。而利用高频率驱动的光源也可使视觉闪烁降至最低，同时可以选用不同型态的变压器(如压电材料制作的变压器)以减少体积并提升效率。

而表1是以100W/20米距离为例，于不同的传输电压下，比较其电线损耗状况。

表1

由表1可知，该发光二极管灯体与驱动模组间以电力传输线构成长距离传输时，传输电压越高损耗功率越小，且以传输电压30V以上(亦即实施例4～12)中，该损耗功率小于5W是可以被接受的，而传输电压于30V以下(亦即实施例1～3)，该损耗功率太大，以致于当其传输至高功率发光二极管元件时，可能会因为损耗过大而无法驱动，故本发明中藉由传输电压值30V以上，可在电力传输线传输时大为降低电力的耗损，以确保高功率发光二极管元件的运作。

再者，可以省去于各发光二极管灯体内部建构滤波元件，使各发光二极管灯体内部没有主动元件或电容等寿命相对较低的元件，大幅提高发光二极管灯体的可靠度；尤其，只要使用简单的电路即得以可靠的驱动发光二极管元件，进而达到快速开发产品及节省成本的目的。

Claims (6)

1.一种发光二极管照明装置，其特征在于，包括有：

一驱动模组，用以输出电压值30v以上，频率为72Hz以上的高频交流电源；

至少一发光二极管灯体，具有至少一发光二极管元件以及一整流模组，由该整流模组将来自于该驱动模组的高频交流电源调变成直流电源供驱动该至少一发光二极管元件运作；

至少一电力传输线用以构成该驱动模组与该至少一发光二极管灯体的电性连接。

2.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该驱动模组内部整合有一控制电路、一变流器、一平波电路以及一逆变器。

3.如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该发光二极管灯体整合有一变压模组用以对来自于该驱动模组的高频交流电源进行升压或降压的动作。

4.一种发光二极管照明装置的电流控制方法，其特征在于，包括下列步骤：

a.将交流电源转换成电压值30v以上，频率为72Hz以上频率可调的高频交流电源；

b.将该高频交流电源转换成直流电源供驱动发光二极管元件运作。

5.如权利要求4所述发光二极管照明装置的电流控制方法，其特征在于，该直流电源的电压介于20V～50V之间。

6.如权利要求4所述发光二极管照明装置的电流控制方法，其特征在于，该步骤a中先将交流电源先变流转换为直流电源，再利用变频方式将其转换成电压值30V以上，频率为72Hz以上频率可调的高频交流电源。

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