CN102052650A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种光源装置，包含：发光单元，第一端耦接于直流电源；储能单元，耦接发光单元的第二端形成节点，于节点产生节点电压；变压器，二次侧的第一端耦接至节点，一次测的第一端耦接至直流电源；开关单元，开关单元的一端耦接至变压器二次侧的第二端；控制单元，产生控制信号，开关单元依据控制信号决定开关单元的开关时间；当开关单元依据控制信号运作于导通状态下，储能单元进行储能；当开关单元依据控制信号运作于关闭状态下，变压器将节点电压由变压器的二次侧耦合至一次侧，产生耦合电流进行能量释放，并将能量释放至直流电源。利用变压器的线圈，以不同的连接方式，使单一控制单元通过变压器同时控制多组发光单元，减少涟波效应产生。

Description

光源装置

技术领域

本发明是关于一种光源装置，通过变压器设计，来增加光源数量，并能降低涟波(ripple)效应。

背景技术

一般的光源装置通常具有单一个控制单元，并在单一个控制单元的情况下，用以控制单一组发光单元，使发光单元产生光源，换言之，此种光源装置只能操作一组发光单元。

故为了使用上的需求，欲同时操作多组发光装置，一般做法是相对应地增加控制单元的数量，让控制单元的数目与发光单元的组数相同，使一个控制单元能对应控制一组发光单元。但如此一来，不仅大幅增加电路面积的使用，在体积增大的情况下，亦造成使用者不便利，同时也会提高生产成本。

此外，如果输入电压与发光单元两端的电压差过大，且开关切换频繁，容易有涟波(Ripple)效应产生，使发光单元易受到干扰。

发明内容

因此，为了解决上述问题，本发明的目的之一，是在提供一种光源装置，可利用单一个控制单元控制多组发光单元。

本发明的目的之一，是在提供一种光源装置，可减少电路面积。

本发明的目的之一，是在提供一种光源装置，可节省生产成本。

本发明的目的之一，是在提供一种光源装置，可使耦接各组发光单元的子线圈的电流成预设比例。

本发明的目的之一，是在提供一种光源装置，可降低涟波电压。

本发明的一实施例提供了一种光源装置，包含一直流电源、一发光单元、一储能单元、一变压器、一开关单元、以及一控制单元。发光单元，具有复数个串联发光二极管，一第一端耦接直流电源；储能单元，耦接发光单元的一第二端形成一节点，接收流过发光单元的电流以进行储能，于节点产生一节点电压，并稳定节点电压；变压器，二次侧的一第一端耦接至节点，一次测的一第一端耦接至直流电源；开关单元，开关单元的一端耦接至变压器二次侧的第二端；控制单元，用以产生一控制信号，开关单元依据控制信号决定开关单元的一开关时间。其中，当开关单元依据控制信号运作于导通(turn-on)状态下，储能单元进行储能；以及当开关单元依据控制信号运作于关闭(turn-off)状态下，变压器将节点电压由变压器的二次侧耦合至一次侧，产生一耦合电流以进行能量释放，并将能量释放至直流电源。

本发明利用变压器的方式，使单一控制单元能同时控制多组发光单元，改善单一控制单元只能控制单一组发光单元的问题，并能使减少涟波效应，增加光源装置的稳定性。

附图说明

图1显示本发明光源装置一实施例的示意图；

图2显示本发明光源装置一实施例的示意图；

图3显示本发明光源装置一实施例的示意图；

图4显示本发明光源装置一实施例的示意图。

附图标号

100、200、300、400光源装置

DC  直流电源

101控制单元

102、302变压器

103发光单元

103a发光二极管

104储能单元

105整流单元

d节点

G低电位

SW开关

N1、N2线圈

N11、N1S、N21、N21S子线圈

具体实施方式

请参阅图1，图1显示本发明光源装置一实施例的示意图，光源装置100具有一直流电源DC、一控制单元101、一变压器102、一发光单元103、一开关单元SW、以及一储能单元104。

其中，变压器102具有线圈N1与线圈N2，线圈N1与设置于变压器102的一次侧，线圈N2与设置于变压器102的二次侧。

线圈N1的第一端耦接直流电源DC，第二端耦接至一低电位G；线圈N2的第一端分别耦接至发光单元103的阴极，第二端耦接至开关单元SW。发光单元103为复数个发光二极管103a串组成，且发光二极管103a是彼此串联而成，发光单元103的第一端耦接直流电源DC，发光单元103的第二端耦接储能单元104。在本发明一实施例中，储能单元104为一电容，一端耦接发光单元103的第二端并行成一节点d，另一端耦接低电位G，于节点d产生一节点电压dV，并稳定该发光单元103第二端的一节点电压dV。

于本实施例中，控制单元101由一集成电路IC(Integrated Circuit，IC)所实现，且开关单元SW由一NMOS晶体管所实现，故本实施例开关单元SW的栅极端耦接控制单元101，漏极端耦接线圈N1的第二端，源极端耦接低电位G。当然，于另一实施例中，开关单元SW亦可由PMOS晶体管所实现。

控制单元101用来产生一控制信号CS，来决定开关单元SW的一导通(trun-on)时间或一关闭(turn-off)时间。当开关单元SW在导通状态时，直流电源DC提供一直流电源至发光单元103，使发光单元103产生光线，且储能单元104接受发光单元103第二端所流过的电流，使发光单元103第二端的节点电压dV稳定，此时变压器102与储能单元104可视为储能状态。

当开关单元SW在由导通状态转换关闭状态时，发光单元103的节点电压dV会产生一涟波效应，通过变压器102的线圈N2，将节点电压dV经磁通效应耦合线圈N1，使线圈N1产生一耦合电流I，此时变压器102可视为能量释放状态，并将能量释放回直流电源DC，光源装置100通过变压器102减少节点电压dV的涟波效应。

换言之，光源装置100的开关单元SW，可接收控制单元101的控制信号CS，控制开关单元SW导通时间与关闭时间，使工作时间能最佳化，以调整变压器102接点的一方波宽度，以降低节点电压dV的涟波效应，并通过磁通效应将节点电压dV耦合线圈N1，由线圈N1产生耦合电流I，使多余能量释放回直流电源DC。

在本实施例中，线圈N1的第一端与直流电源DC间，耦接一整流单元105，整流单元105可将耦合电流I进行整流。

请参阅图2，图2显示本发明光源装置一实施例的示意图，光源装置200与光源装置100的差异在于，线圈N1的第二端与低电位G之间，耦接一整流单元105，整流单元105可将耦合电流I进行整流。

请参阅图3，图3显示本发明光源装置一实施例的示意图，光源装置300与光源装置100的差异在于，变压器302的一次侧线圈N1为S个子线圈N11～N1S所串联而成。相对应地，二次侧线圈N2亦具有复数个子线圈N21～N2S通过发光单元103并联而成，其中S为正整数。故子线圈N11～N1S会产生S个大小相同的电流111～I1S，使每个发光单元103的电流会相同。

在本实施例中，线圈N1的第一端与直流电源DC间，耦接一整流单元105，整流单元105可将耦合电流I进行整流。其余操作原理请参考第一实施例，在此不另重复赘述。

请参阅图4，图4显示本发明光源装置一实施例的示意图，光源装置400与光源装置300的差异在于，线圈N1的第二端与低电位G之间，耦接一整流单元105，整流单元105可将耦合电流I进行整流。

由上述说明可知，本发明利用变压器的方式，使单一控制单元能同时控制多组发光单元，改善单一控制单元只能控制单一组发光单元的问题，并由控制单元调整开关单元的工作时间，使工作时间最佳化以减少涟波效应，并将多余能量释放回直流电源，增加光源装置的稳定性。

Claims (8)

1.一种光源装置，其特征在于，所述装置包含：

一直流电源；

一发光单元，具有复数个串联发光二极管，一第一端耦接所述直流电源；

一储能单元，耦接所述发光单元的一第二端形成一节点，接收流过所述发光单元的电流以进行储能，于所述节点产生一节点电压，并稳定所述节点电压；

一变压器，二次侧的一第一端耦接至所述节点，一次测的一第一端耦接至所述直流电源；

一开关单元，所述开关单元的一端耦接至所述变压器二次侧的第二端；以及

一控制单元，用以产生一控制信号，该开关单元依据该控制信号决定所述开关单元的一开关时间；

其中，当所述开关单元依据所述控制信号运作于导通状态下，所述储能单元进行储能；以及当所述开关单元依据所述控制信号运作于关闭状态下，所述变压器将所述节点电压由所述变压器的二次侧耦合至一次侧，产生一耦合电流以进行能量释放，并将能量释放至所述直流电源。

2.如权利要求1述的光源装置，其特征在于，所述储能单元为一电容。

3.如权利要求2述的光源装置，其特征在于，所述光源装置包含

一整流二极管，耦接至所述变压器一次侧的该第一端与所述直流电源之间。

4.如权利要求2述的光源装置，其特征在于，所述光源装置包含

一整流二极管，耦接至所述变压器一次侧的一第二端与一地电位之间。

5.如权利要求3述的光源装置，其特征在于，所述变压器的一次侧具有复数个串联子线圈，二次侧具有复数个子线圈与一次侧相对应。

6.如权利要求4述的光源装置，其特征在于，所述变压器的一次侧具有复数个串联子线圈，二次侧具有复数个子线圈与一次侧相对应。

7.如权利要求5述的光源装置，其特征在于，所述开关单元为一NMOS晶体管。

8.如权利要求6述的光源装置，其特征在于，所述开关单元为一NMOS晶体管。

Images