CN103052198B - 电源处理装置及其放电控制方法 - Google Patents

Abstract

一种电源处理装置包含有一输入端口、一输出端口、一电源转换模块以及一放电模块；该输入端口用以与一电源连接；该输出端口用以与至少一发光二极管连接；该电源转换模块与该输入端口以及该输出端口连接，且具有一等效电容与该发光二极管并联；该电源转换模块用以接收该电源并转换成一预定电压或电流形式的电能，并由该输出端口输出予该发光二极管；该放电模块与该电源转换模块连接，且具有一电阻；当该电源供电予该电源转换模块时，该放电模块控制其电阻与所述效电容间呈断路；当该电源停止供电予该电源转换模块时，该放电模块则控制其电阻与所述效电容并联。

Description

电源处理装置及其放电控制方法

技术领域

本发明是与电源供应有关，更详而言之是指一种可应用于发光二极管的电源处理装置及其放电控制方法。

背景技术

随着光学科技的进步，发光二极管(Light-emitting diode，LED)的工艺与应用日渐成熟，且发光二极管具有体积小、反应快、寿命长、不易衰减、外表坚固、耐震动、可全彩发光(含不可见光)、损失低、热辐射小、量产容易等优点，是以，越来越多灯具的光源改采用发光二极管(Light-emitting diode，LED)来代替传统的灯管或灯泡。

请参阅图1，为常见的发光二极管所使用的电源处理装置70的电路结构图，该电源处理装置70包含有一输入端口71、一输出端口72以及一电源转换模块73，其中，该输入端口71用以与一交流电源110电性连接；该输出端口71用以与一组发光二极管(组)80电性连接；该电源转换模块73与该输入端口71以及该输出端口72电性连接，且具有一等效电容731、一滤波整流器732以及一直流/直流转换器(DC/DC Converter)733，所述效电容731与该输出端口72所连接的发光二极管80并联；该滤波整流器732是设置于该输入端口71与该直流/直流转换器733之间，用以将该电源110的电能转换成相对稳定直流电后输出予该直流/直流转换器733；该直流/直流转换器733用以接收该滤波整流器732输出的直流电，并转换成预定电压或电流形式的电能后输出予所述效电容731，且通过该输出端口72同时输出予所述发光二极管80，藉以点亮该发光二极管80来达到照明的效果。

然而，上述的设计虽可达到照明的目的，请参阅图2，其电路的设计将使得使用者在电源开关SW关闭(OFF)后，该发光二极管80仍会持续接收及消耗所述效电容731中所储存的残余电能，造成该发光二极管80在电源开关SW关闭后，仍会持续发亮一段时间才会逐渐或逐个熄灭，进而导致使用者在使用时会产生有设计不良或是劣质产品的使用观感。是以，综合以上所述可得知，现有电源处理装置70的设计仍未臻完善，且尚有待改进之处。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种电源处理装置及其放电控制方法，可使得使用者关闭电源后，可快速地熄灭所用的发光二极管。

缘以达成上述目的，本发明所提供有一种电源处理装置，用以接收并转换一电源的电能供予至少一发光二极管；该电源处理装置包含有一输入端口、一输出端口、一电源转换模块以及一放电模块，其中，该输入端口用以与该电源电性连接；该输出端口用以与该发光二极管电性连接；该电源转换模块与该输入端口以及该输出端口电性连接，且具有一等效电容与该输出端口所连接的发光二极管并联；该电源转换模块用以接收该电源并转换成一预定电压或电流形式的电能后，再由该输出端口输出予该发光二极管；该放电模块与该电源转换模块电性连接，且具有一电阻；当该电源供电予该电源转换模块时，该放电模块控制其该电阻与该电源转换模块的所述效电容间呈断路；当该电源停止供电予该电源转换模块时，该放电模块则控制其该电阻与该电源转换模块的所述效电容并联，以将所述效电容中所储存的电能通过该电阻快速地释放。

依据上述构思，本发明更提供有一种电源处理装置的放电控制方法，用以控制上述的电源处理装置，并于该电源开始供电予该电源转换模块后执行；该放电控制方法包含有下列步骤：

侦测该电源是否继续供电予该电源转换模块；

若测得该电源继续供电予该电源转换模块，则控制该电阻与所述效电容间呈断路；

若测得该电源停止供电予该电源转换模块，则控制该电阻与所述效电容并联，以将所述效电容中所储存的电能通过该电阻快速地释放。

依据上述构思，本发明更提供有另一种电源处理装置的放电控制方法，用以控制上述的电源处理装置，并于该电源开始供电予该电源转换模块后执行；该放电控制方法包含有下列步骤：

侦测该电源是否继续供电予该电源转换模块；

若测得该电源停止供电予该电源转换模块，则将所述效电容中所储存的电能于2秒钟内由100％释放至50％以下。

由此，通过上述的设计，将使得使用者关闭电源后，通过快速放电而可快速地熄灭所用的发光二极管。

附图说明

为能更清楚地说明本发明，以下列举较佳实施例并配合附图详细说明如后，其中：

图1为现有电源处理装置的电路方块图；

图2为现有电源处理装置于电源关闭时，发光二极管上的电压的波形图；

图3为具有本发明第一实施例电源处理装置的电路方块图；

图4为本发明电源处理装置于电源关闭时，发光二极管上的电压的波形图；

图5为本发明第一实施例电源处理装置的详细电路结构；

图6为具有本发明第二实施例电源处理装置的电路方块图；

图7为本发明第二实施例电源处理装置的详细电路结构；

图8为具有本发明第三实施例电源处理装置的电路方块图；

图9为本发明第三实施例电源处理装置的详细电路结构。

具体实施方式

请参阅图3，本发明第一较佳实施例包含有一电源处理装置10以及多个发光二极管(Light-emitting diode，LED)20，该电源处理装置10用以接收并转换一电源100的电能供予所述发光二极管20，于本实施例中，该电源100为电力公司所供应的交流电源，但不以此为限，亦可依设置需求或设置环境改用发电储能系统(如风力发电、太阳能发电、地热发电等)产生的直流电源或交流电源。该电源处理装置10包含有一输入端口11、一输出端口12、一电源转换模块13以及一放电模块14，其中：

该输入端口11用以与该电源100电性连接。

该输出端口12用以与所述发光二极管20电性连接。

该电源转换模块13与该输入端口11以及该输出端口12电性连接，且具有一等效电容131、一滤波整流器132以及一直流/直流转换器133。其中，所述效电容131与该输出端口11所连接的所述发光二极管20并联。该滤波整流器132设置于该输入端口11与该直流/直流转换器133之间，用以将该电源100的电能转换成相对稳定的直流电后输出予该直流/直流转换器133。该直流/直流转换器133具有一输入端以及一输出端，该直流/直流转换器133通过该输入端接收该滤波整流器132输出的直流电后，由其输出端将转换成预定电压或电流的电能输出予所述效电容131，并通过该输出端口12输出予所述发光二极管20。另外，于本实施例中，该直流/直流转换器133为返驰式(Flyback)电源拓朴结构的转换器，但不以此为限。

该放电模块14包含有一与该直流/直流转换器133的输出端电性连接的侦测控制电路141、一与该侦测控制电路141连接的驱动电路142、一与该驱动电路142连接的切换电路143、一与该切换电路143连接的电阻144、以及一与该驱动电路142电性连接、用以供应该驱动电路142动作所需的电能的电能供应电路145，并配合下述的放电控制方法而使电源关闭后，可快速熄灭所用的所述发光二极管20，该放电控制方法是于该电源100开始供电予该电源转换模块13后执行，包含有下列步骤：

侦测该电源100是否供电予该电源转换模块13；于本实施例中，是利用该侦测控制电路141侦测该直流/直流转换器133输出端侧的电能来判定该电源100是否供电予该电源转换模块13。

当电源开关SW导通而使该侦测控制电路141测得该电源100持续供电予该电源转换模块13时，该侦测控制电路141则产生除能(disable)信号来抵消供予该驱动电路142的电能，此时，该驱动电路142不动作，而使该切换电路143切换该电阻144与所述效电容131断路。而上述的断路设计可使得该电源处理装置10启动后，不会有因该电阻144与所述发光二极管20连接而造成电路过多额外损耗电能的情形发生，进而可达到节能减碳的目的。

当电源开关SW切断而使该侦测控制电路141测得该电源100停止供电予该电源转换模块13时，该侦测控制电路141则不产生除能(disable)信号予该驱动电路142，该驱动电路142接收到该电源供应电路145的电能后，则驱动该切换电路143切换使该电阻144与该电源转换模块13的所述效电容131并联，以将所述效电容131中所储存的电能通过该电阻144于2秒内消耗50％以上所储存的电能，以使所述效电容131中所储存的电能于2秒钟内由100％释放至50％以下(如图4)，而可使与所述效电容131并联的所述发光二极管20于2秒内熄灭；另外，该电能供应电路145供应该驱动电路142动作所需的电能一预定时间后，停止供电予该驱动电路142，以使该电阻144与所述效电容131并联该预定时间后断路，以避免电源开关SW再次导通后，该电阻144仍与所述效电容131连接造成电路过多的额外损耗。

另外，请参阅图5，是以本发明第一较佳实施例的结构为基础结构下，其中一种可行的详细电路结构。当该电源100供电予该电源转换模块13时，图中的电容C1与电容C2属于饱和状态使得晶体管(transistor)BJT工作于导通区，造成金属氧化半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)MOS1的源极S与漏极D不导通，进而使得该电阻144与所述效电容131间呈断路。而当该电源100停止供电予该电源转换模块13时，图中的电容C1开始放电，当电容C1放电至一定电压准位时，造成齐纳二极管(Zener diode)ZD1不动作时，将导致该晶体管BJT工作于截止区，并通过该电容C2放电以供电予该金属氧化半导体场效应晶体管MOS1的栅极G，使该金属氧化半导体场效应晶体管MOS1的源极S与漏极D导通，而使得该电阻144与所述效电容131并联，进而将所述效电容131中所储存的电能通过该电阻144释放，使得所述发光二极管20能快速熄灭，且经过预定时间后，该电容C2储存的电能逐渐耗尽，而使得该金属氧化半导体场效应晶体管MOS1的源极S与漏极D再次不导通，进而使得该电阻144与所述效电容131间重新呈现断路。

请参阅图6，本发明第二较佳实施例所使用的电源处理装置30同样包含有一输入端口31、一输出端口32、一电源转换模块33以及一放电模块34，其中该输入端口31与该输出端口32的连接关系与上述第一实施例相同，于此容不再赘述，该电源转换电路33同样包含有一等效电容331、一滤波整流器332以及一直流/直流转换器333；该放电模块34同样包含有一侦测控制电路341、一驱动电路342、一切换电路343、一电阻344以及一电能供应电路345，而与上述实施例不同之处在于该放电模块34的该侦测控制电路341是电性连接于该电源转换模块33的直流/直流转换器333的输入端，以通过侦测该直流/直流转换器333输入端侧的电能来判定电源100是否供电予该电源转换模块33，并可利用上述的该放电控制方法来达到当电源关闭后，可快速熄灭所用的发光二极管40的目的。

另外，请参阅图7，是以本发明第二较佳实施例的结构为基础结构下，其中一种可行的详细电路结构。当该电源100供电予该电源转换模块33时，图中的电容C3属于饱和状态使得光耦合器(photo coupler)PC1中的发光二极管LED1动作，而使得光耦合器PC1的光敏晶体管(phototransistor)PT1的集极C与射极E导通，造成金属氧化半导体场效应晶体管MOSFET的源极S与漏极D不导通，进而使得该电阻344与所述效电容331间呈断路。另外，当该电源100停止供电予该电源转换模块33时，图中的电容C3开始放电，当电容C3放电至一定电压准位时，造成齐纳二极管ZD2不动作，而使得该光耦合器PC1中发光二极管LED1不点亮，导致该光敏晶体管PT1的集极C与射极E不导通；电容C4放电时，将供电予该金属氧化半导体场效应晶体管MOS2的栅极G造成该金属氧化半导体场效应晶体管MOS2的源极S与漏极D导通，而使得该电阻344与所述效电容331并联，进而将所述效电容331中所储存的电能通过该电阻344释放，使得所述发光二极管40能快速熄灭，且经过该预定时间后，该电容C4储存的电能逐渐耗尽，而使得该金属氧化半导体场效应晶体管MOS2的源极S与漏极D再次不导通，进而使得该电阻344与所述效电容331间重新呈现断路。

请参阅图8，本发明第三较佳实施例所使用的电源处理装置50同样包含有一输入端口51、一输出端口52、一电源转换模块53以及一放电模块54，其中该输入端口51与该输出端口52的连接关系与上述第一实施例相同，于此容不再赘述，且该电源转换电路53同样包含有一等效电容531、一滤波整流器532以及一直流/直流转换器533；而与上述实施例不同之处在于该放电模块除54包含有一侦测控制电路541、一驱动电路542、一切换电路543、一电阻544以及一电能供应电路545外，还包含有一信号处理电路546，该信号处理电路546一端电性连接于该输入端口51与该电源转换模块53的该直流/直流转换器533之间，用以接收该电源100产生的高压并转换降低至一预定电压后，由该信号处理电路546的另一端输出；于本实施例中，是将该信号处理电路546一端电性连接于该输入端口51与该滤波整流器532，但不以此为限，亦可连接于该输入端口51与该直流/直流转换器533之间的其它电路或电线上。而该侦测控制电路541则与该信号处理电路546的该另一端电性连接，用以通过该信号处理电路546来侦测该电源100是否供电予该电源转换模块53，并利用前述的该放电控制方法来达到电源关闭后可快速熄灭所用的发光二极管60的目的。另外，该信号处理电路546的设置目的在于通过将所接收的高压转换成低压的方式来避免该侦测控制电路541被高压击穿而损坏的情形发生，进而达到大幅提升该放电模块54使用寿命的目的。

另外，请参阅图9，是以本发明第三较佳实施例的结构为基础结构下，其中一种可行的详细电路结构，当该电源100供电予该电源转换模块53时，先同时通过该信号处理电路546的二极管D1与二极管D2整流、或是利用二极管D1与二极管D2其中的一者整流后，再通过电阻R1与电阻R2串联分压的方式来达到降压侦测的目的，且图中的电容C5在该电源100供电予该电源转换模块53时属于饱和状态，使得光耦合器PC2中的发光二极管LED2动作，而使得该光耦合器PC2中的光敏晶体管PT2的集极C与射极E导通，造成金属氧化半导体场效应晶体管MOS 3的源极S与漏极D不导通，进而使得该电阻544与所述效电容531间呈断路。而当该电源100停止供电予该电源转换模块53时，图中的电容C5开始放电，当电容C5放电至一定电压准位时，造成齐纳二极管ZD3不动作，而使得该光耦合器PC2中发光二极管LED2不点亮，导致该光敏晶体管PT2的集极C与射极E不导通；电容C6放电时，则供电予该金属氧化半导体场效应晶体管的栅极G，造成该金属氧化半导体场效应晶体管MOS3的源极S与漏极D导通，而使得该电阻544与所述效电容531并联，进而将所述效电容531中所储存的电能通过该电阻544释放，使得所述发光二极管60能快速熄灭，且经过该预定时间后，该电容C6储存的电能逐渐耗尽，而使得该金属氧化半导体场效应晶体管MOS3的源极S与漏极D再次不导通，进而使得该电阻544与所述效电容531间重新呈现断路。

综合以上所述可得知，使用者在关闭电源后，其电源处理装置可快速地熄灭所用的发光二极管，使得使用者在使用发光二极管时，不会有设计不良或是劣质的使用观感产生。

以上所述仅为本发明较佳可行实施例而已，上述的直流/直流转换器可为各种电源拓朴结构(如Forward、Push Pull、Half-Bridge…等隔离型转换器，或是如Buck、Boost、Buck-Boost…等非隔离型转换器)，并不局限为返驰式(Flyback)结构，且使用如Buck、Boost…等非隔离型转换器时，更可将该放电模块电性连接于该直流/直流转换器的输入端与输出端之间，来达到侦测电源是否供电予电源转换模块的目的。另外，本发明所用的滤波整流器中的电路并不局限为图5、图7与图9所示，亦可依需求改为各种变化型式的滤波整流器，如利用简易的电容滤波器加半桥整流器的电路设计来达到滤波整流的效果。再者，与发光二极管并联的等效电容可为各种形式的等效储能电容，并不仅限于电解电容。又，本发明的切换电路亦不仅于使用电子切换开关装置，如金属氧化半导体场效应晶体管(MOSFET)、晶体管(BJT)等，亦可为机械式开关，如继电器(relay)、电磁开关等。再者，凡是应用本发明说明书及申请专利范围所为的等效结构及方法的变化，理应包含在本发明的权利要求范围内。

Claims (18)

1.一种电源处理装置，用以接收并转换一电源的电能供予至少一发光二极管；该电源处理装置包含：

一输入端口，用以与该电源电性连接；

一输出端口，用以与该发光二极管电性连接；

一电源转换模块，与该输入端口以及该输出端口电性连接，且具有一等效电容与该输出端口所连接的发光二极管并联；该电源转换模块用以接收该电源并转换成一预定电压或电流的电能后，由该输出端口输出予该发光二极管；以及

一放电模块，与该电源转换模块电性连接，且具有一电阻；当该电源供电予该电源转换模块时，该放电模块控制其该电阻与该电源转换模块的所述等效电容间呈断路；当该电源停止供电予该电源转换模块时，该放电模块则控制其该电阻与该电源转换模块的所述等效电容并联；

其中，该放电模块还包含有一侦测控制电路以及一切换电路，该侦测控制电路与该电源转换模块电性连接，用以侦测该电源是否供电予该电源转换模块；该切换电路与该电阻连接，用以当该侦测控制电路测得该电源供电予该电源转换模块时，使该电阻与该电源转换模块的所述等效电容间呈现断路，并当该侦测控制电路测得该电源停止供电予该电源转换模块时，切换使该电阻与该电源转换模块的所述等效电容并联；

另外，该放电模块还包含有一驱动电路，设于该侦测控制电路予该切换电路之间，用以当该侦测控制电路测得该电源停止供电予该电源转换模块时，驱动该切换电路动作使该电阻与该电源转换模块的所述等效电容并联；

再者，该放电模块还包含有一电能供应电路，与该驱动电路电性连接，用以当该侦测控制电路测得该电源停止供电予该电源转换模块时，供应该驱动电路动作所需的电能，且该电能供应电路供应该驱动电路动作所需的电能一预定时间后，停止供电予该驱动电路，使该电阻与所述等效电容间 呈断路。

2.如权利要求1所述的电源处理装置，其中，该电源转换模块包含有一直流/直流转换器，具有一输入端以及一输出端，该直流/直流转换器通过该输入端接收该电源的电能后，由其输出端将转换成预定电压或电流的电能输出；另外，该放电模块与该直流/直流转换器的输入端电性连接。

3.如权利要求1所述的电源处理装置，其中，该电源转换模块包含有一直流/直流转换器，具有一输入端以及一输出端，该直流/直流转换器通过该输入端接收该电源的电能后，由其输出端将将该转换成预定电压或电流的电能输出；另外，该放电模块与该直流/直流转换器的输出端电性连接。

4.如权利要求1所述的电源处理装置，其中，该电源转换模块包含有一直流/直流转换器以及一滤波整流器，该直流/直流转换器具有一输入端以及一输出端，通过该输入端接收该电源的电能后，再由该输出端将转换成预定电压或电流的电能输出；该滤波整流器设置于该输入端口与该直流/直流转换器之间，用以将该电源的电能转换成直流电后输出予该直流/直流转换器；另外，该放电模块电性连接于该直流/直流转换器的输入端与输出端之间。

5.如权利要求1所述的电源处理装置，其中，该电源转换模块包含有一直流/直流转换器以及一滤波整流器，该直流/直流转换器用以接收该电源的电能，并转换成预定电压或电流的电能后输出；该滤波整流器设置于该输入端口与该直流/直流转换器之间，用以将该电源的电能转换成直流电后输出予该直流/直流转换器；另外，该放电模块电性连接于该输入端口与该直流/直流转换器之间。

6.如权利要求5所述的电源处理装置，其中，该放电模块还包含有一信号处理电路以及一侦测控制电路，该信号处理电路一端电性连接于该输入端口与该直流/直流转换器之间，用以接收该电源的高压并转换至一预定电压后，由该信号处理电路的另一端输出；该侦测控制电路与该信号处理电路的该另一端电性连接，用以侦测该电源是否供电予该电源转换模块。

7.一种用以控制如权利要求1所述电源处理装置的放电控制方法，是 于该电源开始供电予该电源转换模块后执行下列步骤：

侦测该电源是否继续供电予该电源转换模块；

若测得该电源继续供电予该电源转换模块，则控制该电阻与所述等效电容间呈断路；

若测得该电源停止供电予该电源转换模块，则控制该电阻与所述等效电容并联，以将所述等效电容中所储存的电能通过该电阻快速地释放，且当所述等效电容通过该电阻释放50％以上所储存的电能后，该电阻与所述等效电容断路。

8.如权利要求7所述的电源处理装置的放电控制方法，其中，该电阻与所述等效电容并联一预定时间后断路，且于该预定时间内所述等效电容通过该电阻释放50％以上所储存的电能。

9.如权利要求7所述的电源处理装置的放电控制方法，是通过侦测该输入端口的电能来判定该电源是否供电予该电源转换模块。

10.如权利要求7所述的电源处理装置的放电控制方法，其中，该电源转换模块包含有一直流/直流转换器，该直流/直流转换器具有一输入端以及一输出端，是通过该输入端接收该电源的电能后，再由该输出端将转换成预定电压或电流的电能输出；该放电控制方法是通过侦测该直流/直流转换器输入端的电能来判定该电源是否供电予该电源转换模块。

11.如权利要求7所述的电源处理装置的放电控制方法，其中，该电源转换模块包含有一直流/直流转换器，该直流/直流转换器具有一输入端以及一输出端，是通过该输入端接收该电源的电能后，再由该输出端将转换成预定电压或电流的电能输出；该放电控制方法是通过侦测该直流/直流转换器输出端的电能来判定该电源是否供电予该电源转换模块。

12.如权利要求7所述的电源处理装置的放电控制方法，其中，该电源转换模块包含有一直流/直流转换器，该直流/直流转换器具有一输入端以及一输出端，是通过该输入端接收该电源的电能后，再由该输出端将转换成预定电压或电流的电能输出；该放电控制方法是通过侦测该直流/直流转换器输入端至输出端间的电能来判定该电源是否供电予该电源转换模块。

13.一种用以控制如权利要求1所述电源处理装置的放电控制方法， 是于该电源开始供电予该电源转换模块后执行下列步骤：

侦测该电源是否继续供电予该电源转换模块；

若测得该电源停止供电予该电源转换模块，则通过将该电阻与所述等效电容并联的方式将所述等效电容中所储存的电能于2秒钟内由100％释放至50％以下，且当所述等效电容通过该电阻释放50％以上所储存的电能后，该电阻与所述等效电容断路。

14.如权利要求13所述的电源处理装置的放电控制方法，其中，若测得该电源继续供电予该电源转换模块，则维持或增加所述等效电容中所储存的电能。

15.如权利要求13所述的电源处理装置的放电控制方法，其中，是通过侦测该输入端口的电能来判定该电源是否供电予该电源转换模块。

16.如权利要求13所述的电源处理装置的放电控制方法，其中，该电源转换模块包含有一直流/直流转换器，该直流/直流转换器具有一输入端以及一输出端，是通过该输入端接收该电源的电能后，再由该输出端将转换成预定电压或电流的电能输出；该放电控制方法是通过侦测该直流/直流转换器输入端的电能来判定该电源是否供电予该电源转换模块。

17.如权利要求13所述的电源处理装置的放电控制方法，其中，该电源转换模块包含有一直流/直流转换器，该直流/直流转换器具有一输入端以及一输出端，是通过该输入端接收该电源的电能后，再由该输出端将转换成预定电压或电流的电能输出；该放电控制方法是通过侦测该直流/直流转换器输出端的电能来判定该电源是否供电予该电源转换模块。

18.如权利要求13所述的电源处理装置的放电控制方法，其中，该电源转换模块包含有一直流/直流转换器，该直流/直流转换器具有一输入端以及一输出端，是通过该输入端接收该电源的电能后，再由该输出端将转换成预定电压或电流的电能输出；该放电控制方法是通过侦测该直流/直流转换器输入端至输出端间的电能来判定该电源是否供电予该电源转换模块。