CN103687173A - 可解闪频的全域式线性led驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可解闪频的全域式线性LED驱动电路，其包含有一由一整流单元、一LED单元及一定电流控制器所构成的电源电路、一具有储能电容的闪频消除电路、至少一具有分压电容的串并式分压器以及一分压控制器；其中该闪频消除电路连接至该LED单元与一接地端之间；且该串并式分压器具有串联模式及并联模式，该串联模式令该分压电容串接于上述电源电路，而该并联模式则令该分压电容并联于该闪频消除电路；又该分压控制器检测该整流单元所输出的脉动直流电源，并依据该电压安规值控制该串并式分压器为串联模式或并联模式。

Description

可解闪频的全域式线性LED驱动电路

技术领域

本发明涉及一种线性LED驱动电路，尤其是涉及一种可解闪频的全域式线性LED驱动电路。

背景技术

交流电为目前市面上最常见的电力输配方式，其原因在于通过交流方式传输电力远比通过直流方式传输电力来得更有效率；然而，目前世界各国的交流电源其电压规格均有差异；一般来说，上述交流电源其电压值通常介于100伏特到240伏特之间。

发光二极管（LED；Light Emitting Diode）为目前市面上常见的照明用具，相较于传统白炽灯泡更具有高发光效率、低耗电以及低污染的特性；然而，由于发光二极管本身仅能单向导通，因此难以使用在目前被广泛使用的交流电；为此，业界便研发出一种线性LED驱动电路；请参照图9所示，现有的线性LED驱动电路包含有：

一整流单元80，连接至一交流电源AC/IN，并将上述交流电源AC/IN转换为一脉动直流电源；

一LED单元81，串接至该整流单元80，并包含有多个LED光源；及

一定电流控制器82，串接至该LED单元81，并构成一电源电路；其中该定电流控制器82令流经该LED单元82的电流固定为一定值。

由上述结构可知，现有的线性LED驱动电路以其整流单元将上述交流电源AC/IN转换为脉动直流电源后，通过该定电流控制器82固定流经该LED单元81的电流，以令该LED单元81稳定发亮。

然而，由于目前世界各国所采用的交流电源AC/IN其电压规格具有高低不同的区别；因此，必须使用不同的变压器，才能将不同交流电源AC/IN的电压值转换并输出为一相同的直流电压，并且使现有的线性LED驱动电路正常使用。

但是，如此一来，现有的线性LED驱动电路制造商就必须准备适用于不同电压的线性LED驱动电路，并利用其所使用变压器进行降压；但是，该变压器的体积基本上就较一般电子元件尺寸为大，因此容易造成制造商的仓储压力；再者，消费者于购买时也必须确认所购买的交流驱动电路符合所在国家的电压规格，当买到低压段的线性LED驱动电路插设至高压段交流电源AC/IN，则会造成毁损。

此外，由于现有的线性LED驱动电路必须令其LED单元81两端上的电压差大于其接面电压值才能使其发光，若该脉动直流电源的瞬间电压小于其接面电压值时则该LED单元81便会熄灭，进而导致该LED单元产生有闪频（Flicker）的现象。

因此，综合以上所述，有必有针对上述情形进一步提出更好的解决方案。

发明内容

有鉴于现有的线性LED驱动电路具有电源适用上以及闪频的问题；故本发明主要目的在于提供一种可解闪频的全域式线性LED驱动电路。

欲达上述目的所使用的主要技术手段为令该可解闪频的全域式线性LED驱动电路，包含有：

一整流单元，连接至一交流电源，并将上述交流电源转换为一脉动直流电源；

一LED单元，串接至该整流单元，并包含有多个LED光源；

一定电流控制器，串接至该LED单元与一接地端之间，并构成一电源电路；其中该定电流控制器令流经该电源电路的电流固定为一定值；

一闪频消除电路，连接至该LED单元与该接地端之间，且包含有一储能电容及一串接该储能电容的控制晶体管；其中该控制晶体管作为开关控制流经该储能电容的电流的有无；

至少一串并式分压器，连接至该整流单元与该LED单元之间，且具有串联模式及并联模式，并包含有一分压电容；其中该串联模式令该分压电容串接于该整流单元与该LED单元之间，而该并联模式则令该分压电容并联于该闪频消除电路；及

一分压控制器，内建有一电压安规值，并连接至该整流单元与该至少一串并式分压器与该控制晶体管；其中该分压控制器检测该整流单元所输出的脉动直流电源的电压值；且当上述脉动直流电源的电压值超过该电压安规值时控制该串并式分压器为串联模式，并且令该控制晶体管截止；反之，则控制该串并式分压器为并联模式，并且令该控制晶体管导通。

又本发明再以另一主要技术手段达成上述目的，即该可解闪频的全域式线性LED驱动电路，包含有：

一整流单元，连接至一交流电源，并将上述交流电源转换为一脉动直流电源；

一LED单元，串接至该整流单元，并包含有多个LED光源；

一定电流控制器，串接至该LED单元与一接地端之间，并构成一电源电路；其中该定电流控制器令流经该电源电路的电流固定为一定值；

一闪频消除电路，连接至该LED单元与该接地端之间，且包含有一储能电容及一串接该储能电容的控制晶体管；其中该控制晶体管作为开关控制流经该储能电容的电流的有无；

至少一串并式分压器，连接至该LED单元与该定电流控制器之间，且具有串联模式及并联模式，并包含有一分压电容；其中该串联模式令该分压电容串接于该LED单元与该定电流控制器之间，而该并联模式则令该分压电容并联于该闪频消除电路；及

一分压控制器，内建有一电压安规值，并连接至该整流单元与该控制晶体管，且连接有一开关及定电流晶体管；又该开关及定电流晶体管其一端连接至该LED单元与该至少一串并式分压器之间的串联节点，而另一端通过一电阻连接至一接地端，且其控制端连接自上述分压控制器；其中该分压控制器检测该整流单元所输出的脉动直流电源的电压值；且当上述脉动直流电源的电压值超过该电压安规值时控制该开关及定电流晶体管截止使该串并式分压器为串联模式，并且令该控制晶体管截止；反之，则控制该开关及定电流晶体管导通使该串并式分压器为并联模式，并且令该控制晶体管导通。

由上述结构可知，本发明通过该串联模式令该分压电容将该脉动直流电源的电压值分压一部分至该分压电容上，借以降低该定电流控制器两端上的电压，进而使本发明能适用于更高的电压；又通过该并联模式令该分压电容对该闪频消除电路其储能电容进行充电；且同时由于该闪频消除电路其储能电容连接至该LED单元与该接地端之间，因此当上述脉动直流电源的瞬间电压小于该LED单元的接面电压值时，该闪频消除电路其储能电容直接对该LED单元进行放电；借以提供稳定的电流给予该LED单元，使得该LED单元不会发生闪频现象。

附图说明

图1为本发明可解闪频的全域式线性LED驱动电路其第一实施例的电路图；

图2为本发明较佳第一实施例的电路图；

图3为本发明另一较佳第一实施例的电路图；

图4为本发明较佳第一实施例的波形图；

图5为本发明另一种第一实施例的电路图；

图6为本发明又一种第一实施例的电路图；

图7为本发明可解闪频的全域式线性LED驱动电路其第二实施例的电路图；

图8为本发明较佳第二实施例的电路图；

图9为现有的线性LED驱动电路的电路图。

附图标记

10：整流单元              11：LED单元

12：定电流控制器          13：压控晶体管

14：电流检测单元          15：稳流控制单元

16：低频滤波器            20：闪频消除电路

21：储能电容              22：控制晶体管

23：反向接面二极管        30：串并式分压器

31：分压电容              32：控制二极管

33：选择开关              34：开关二极管

40：分压控制器            50：闪频消除电路

51：储能电容              52：控制晶体管

60：串并式分压器          61：分压电容

62：控制二极管            63：选择二极管

64：开关二极管            70：分压控制器

71：开关及定电流晶体管    72：电阻

80：整流单元              81：LED单元

82：定电流控制器

具体实施方式

请参照图1所示，为本发明可解闪频的全域式线性LED驱动电路的第一实施例，其包含有一整流单元10、一LED单元11、一定电流控制器12、一闪频消除电路20、至少一串并式分压器30及一分压控制器40，其中：

上述整流单元10连接至一交流电源AC/IN，并将上述交流电源AC/IN转换为一脉动直流电源；于本实施例中，该整流单元10为一全波整流器。

上述LED单元11串接至该整流单元10，并包含有多个LED光源。

上述定电流控制器12串接至该LED单元11与一接地端之间，并构成一电源电路；其中该定电流控制器12令流经该电源电路的电流固定为一定值；于本实施例中，该定电流控制器12包含有一压控晶体管13、一串接该压控晶体管13的电流检测单元14以及一电连接至该压控晶体管13和该电流检测单元14的稳流控制单元15；其中该压控晶体管13与该电流检测单元14串接至该LED单元11；且该电流检测单元14检测流经该电源电路的电流，并通过一低频滤波器16将所检测到的电流信号传送至该稳流控制单元15；又该稳流控制单元15依据上述电流信号通过该压控晶体管13反馈控制流经该电源电路的电流，并维持该电源电路的电流稳定。

上述闪频消除电路20连接至该LED单元11与该接地端之间，且包含有一储能电容21及一串接该储能电容21的控制晶体管22；其中该控制晶体管22作为开关控制流经该储能电容21的电流的有无。

上述至少一串并式分压器30连接至该整流单元10与该LED单元11之间，且具有串联模式及并联模式，并包含有一分压电容31；其中该串联模式令该分压电容31串接于该整流单元10与该LED单元11之间，而该并联模式则令该分压电容31并联于该闪频消除电路；于本实施例中，该分压电容31具有正端以及负端；又该至少一串并式分压器30，进一步包含有：

一控制二极管32，串接至该分压电容31，且包含有一阳极和一阴极；其中该控制二极管32的阳极连接至该分压电容31的负端；

一选择开关33，其一端连接至该分压电容31的正端，而另一端则连接至该LED单元11；及

一开关二极管34，包含有一阳极和一阴极，且其阴极连接至该分压电容31与该控制二极管32之间的串联节点，又其阳极连接至该接地端。

上述分压控制器40内建有一电压安规值V_F，并连接至该整流单元10、该至少一串并式分压器30与该控制晶体管22；其中该分压控制器40检测该整流单元40所输出的脉动直流电源的电压值V_dc；且当上述脉动直流电源的电压值V_dc超过该电压安规值V_F时控制该串并式分压器30为串联模式，并且令该控制晶体管22截止；反之，则控制该串并式分压器30为并联模式，并且令该控制晶体管22导通；于本实施例中，该分压控制器40连接至该至少一串并式分压器30的选择开关33，且当上述脉动直流电源的电压值V_dc大于电压安规值V_F时，控制该选择开关33呈现截止状态；反之则控制该选择开关33呈现导通状态。

请参照图2所示，为本发明较佳的第一实施例，其结构大致与第一实施例相同；只是，其不同处在于本实施例中，进一步包含有多个串并式分压器30。

请合并参照图3及图4所示，为本发明具有两个串并式分压器30的具体实施例；并且由其结构可知，本实施例通过该分压控制器40检测该整流单元10所输出的脉动直流电源的电压值V_dc，进而决定该串并式分压器30为串联模式或并联模式以及该控制晶体管22是否导通；当该串并式分压器30为串联模式且该控制晶体管22截止时，令该分压电容31串接至该LED单元11，使得上述脉动直流电源的电压值V_dc分压一部分至该分压电容31上，以降低该定电流控制器12两端上的电压，且于此同时对该分压电容31进行充电；再者，当该串并式分压器30为并联模式且该控制晶体管22导通时，令该分压电容31并联于该闪频消除电路并且由上述分压电容31对其储能电容21进行充电。

并且由于该闪频消除电路20其储能电容21连接至该LED单元11与该接地端之间，因此当上述脉动直流电源无法供应电流I_dc于该LED单元11时，该闪频消除电路20借由其储能电容21直接对该LED单元11进行放电；借以提供稳定的电流给予该LED单元11，使得该LED单元11不会发生闪频现象；此外，又由于该控制晶体管22其基体具有反向接面二极管，因此当该储能电容21进行放电时，无论该控制晶体管22是否导通，该储能电容21均能经由该反向接面二极管进行放电。

请参照图5所示，为本发明另一较佳的第一实施例，其结构大致与第一实施例相同；只是，其不同处在于本实施例中，该开关二极管34其阳极连接至该储能电容21与该控制晶体管22之间的串联节点，且通过该储能电容21连接至上述接地端。

由于该开关二极管34其阴极连接至该储能电容21与该控制晶体管22之间的串联节点；因此，该分压电容31可直接对该储能电容21进行充电，而不需令其放电电流流经该控制晶体管22，故能减少功率的损耗。

请参照图6所示，为本发明又一较佳的第一实施例，其结构大致与上述另一较佳的第一实施例相同；只是，其不同处在于本实施例中，该控制晶体管22为常态性截止，并且于其基体形成有反向接面二极管23；其中该反向接面二极管23其阴极连接至该储能电容21，而其阳极连接至上述接地端；此外，上述因常态性截止，并且于其基体形成有反向接面二极管23的该控制晶体管22可由一实际的二极管所取代。

由于上述的该开关二极管34其阳极连接至该储能电容21与该控制晶体管22之间的串联节点；因此，该分压电容31可直接对该储能电容21进行充电，而不需令其放电电流流经该反向接面二极管23；并且同时当该储能电容21欲进行放电，由于该储能电容21的放电电流顺向于该反向接面二极管23；因此，此时该反向接面二极管23为导通，因此，借此达到消除闪频的效果。

请参照图7所示，为本发明第二实施例，其包含有一整流单元10、一LED单元11、一定电流控制器12、一闪频消除电路50、至少一串并式分压器60及一分压控制器70，其中：

上述整流单元10连接至一交流电源AC/IN，并将上述交流电源AC/IN转换为一脉动直流电源；于本实施例中，该整流单元10为一全波整流器。

上述LED单元11串接至该整流单元10，并包含有多个LED光源。

上述定电流控制器12串接至该LED单元11与一接地端之间，并构成一电源电路；其中该定电流控制器12令流经该电源电路的电流固定为一定值；于本实施例中，该定电流控制器12包含有一压控晶体管13、一串接该压控晶体管13的电流检测单元14以及一电连接至该压控晶体管13和该电流检测单元14的稳流控制单元15；其中该压控晶体管13与该电流检测单元14串接至该LED单元11；且该电流检测单元14检测流经该电源电路的电流，并通过一低频滤波器16将所检测到的电流信号传送至该稳流控制单元15；又该稳流控制单元15依据上述电流信号通过该压控晶体管13反馈控制流经该电源电路的电流，并维持该电源电路的电流稳定。

上述闪频消除电路50，连接至该LED单元11与该接地端之间，且包含有一储能电容51及一串接该储能电容51的控制晶体管52；其中该控制晶体管52作为开关控制流经该储能电容51的电流的有无。

上述至少一串并式分压器60连接至该LED单元11与该定电流控制器12之间，且具有串联模式及并联模式，并包含有一分压电容61；其中该串联模式令该分压电容61串接于该LED单元11与该定电流控制器12之间，而该并联模式则令该分压电容61并联于该闪频消除电路50；于本实施例中，该分压电容61具有正端以及负端；又该至少一串并式分压器60，进一步包含有：

一控制二极管62，串接至该分压电容61，且包含有一阳极和一阴极；其中该控制二极管的阴极连接至该分压电容的正端；

一选择二极管63，包含有一阳极和一阴极，且其阳极连接至该控制二极管62与该分压电容61之间的串联节点，其阴极则连接该整流单元10与该LED单元11之间的串联节点；及

一开关二极管64包含有一阳极和一阴极，且其阴极连接至该分压电容61的负端，又其阳极连接至该接地端。

上述分压控制器70，内建有一电压安规值V_F，并连接至该整流单元10与该控制晶体管52，且连接有一开关及定电流晶体管71；又该开关及定电流晶体管71其一端连接至该LED单元11与该至少一串并式分压器60之间的串联节点，而另一端通过一电阻72连接至一接地端，且其控制端连接自上述分压控制器70；其中该分压控制器70检测该整流单元10所输出的脉动直流电源的电压值V_dc；且当上述脉动直流电源的电压值V_dc超过该电压安规值V_F时控制该开关及定电流晶体管71截止使该串并式分压器60为串联模式；反之，则控制该开关及定电流晶体管71导通使该串并式分压器60为并联模式；当该开关及定电流晶体管71导通时，其控制电压与该压控晶体管13的控制电压相同；进而使得该LED单元11不论在任何输入电压下，其电流均维持定值。

请参照图8所示，为本发明较佳的第二实施例，其结构大致与第二实施例相同；只是，其不同处在于本实施例中，进一步包含有多个串并式分压器60。

由上述结构可知，当该开关及定电流晶体管71截止时，由于此时该选择二极管63及该开关二极管64均为逆向偏压，因此遂令该分压电容61串联至该LED单元11与该定电流控制器12之间，借以使上述脉动直流电源的电压值V_dc分压一部分至该分压电容61上，以降低该定电流控制器12两端上的电压，且于此同时对该分压电容61进行充电；再者，当该开关及定电流晶体管71导通时，由于此时该选择二极管63及该开关二极管64均为顺向偏压，因此遂令该分压电容61并联于该闪频消除电路50并且由上述分压电容61对其储能电容进行充电。

并且由于该闪频消除电路50其储能电容51连接至该LED单元11与该接地端之间，因此当上述脉动直流电源无法供应电流Idc于该LED单元11时，该闪频消除电路50借由其储能电容51直接对该LED单元11进行放电；借以提供稳定的电流给予该LED单元11，使得该LED单元11不会发生闪频现象。

Claims (9)

1.一种可解闪频的全域式线性LED驱动电路，其特征在于，包含有：

一整流单元，连接至一交流电源，并将所述交流电源转换为一脉动直流电源；

一LED单元，串接至该整流单元，并包含有多个LED光源；

一定电流控制器，串接至该LED单元与一接地端之间，并构成一电源电路；其中该定电流控制器令流经该电源电路的电流固定为一定值；

一闪频消除电路，连接至该LED单元与该接地端之间，且包含有一储能电容及一串接该储能电容的控制晶体管；其中该控制晶体管作为开关控制流经该储能电容的电流的有无；

至少一串并式分压器，连接至该整流单元与该LED单元之间，且具有串联模式及并联模式，并包含有一分压电容；其中该串联模式令该分压电容串接于该整流单元与该LED单元之间，而该并联模式则令该分压电容并联于该闪频消除电路；及

一分压控制器，内建有一电压安规值，并连接至该整流单元与该至少一串并式分压器与该控制晶体管；其中该分压控制器检测该整流单元所输出的脉动直流电源的电压值；且当所述脉动直流电源的电压值超过该电压安规值时控制该串并式分压器为串联模式，并且令该控制晶体管截止；反之，则控制该串并式分压器为并联模式，并且令该控制晶体管导通。

2.根据权利要求1所述的可解闪频的全域式线性LED驱动电路，其特征在于，

该分压电容具有正端以及负端；

所述至少一串并式分压器，进一步包含有：

一控制二极管，串接至该分压电容，且包含有一阳极和一阴极；其中该控制二极管的阳极连接至该分压电容的负端；

一选择开关，其一端连接至该分压电容的正端，而另一端则连接至该LED单元；及

一开关二极管，包含有一阳极和一阴极，且其阴极连接至该分压电容与该控制二极管之间的串联节点，又其阳极连接至该接地端；

所述分压控制器连接至该至少一串并式分压器的选择开关，且当所述脉动直流电源的电压值大于电压安规值时，控制该选择开关呈现截止状态；反之则控制该选择开关呈现导通状态。

3.根据权利要求2所述的可解闪频的全域式线性LED驱动电路，其特征在于，该开关二极管其阳极连接至该储能电容与该控制晶体管之间的串联节点，且通过该储能电容连接至所述接地端。

4.根据权利要求3所述的可解闪频的全域式线性LED驱动电路，其特征在于，该控制晶体管为常态性截止，并且于其基体形成有反向接面二极管；其中该反向接面二极管其阴极连接至该储能电容，而其阳极连接至所述接地端。

5.根据权利要求4所述的可解闪频的全域式线性LED驱动电路，其特征在于，该控制晶体管可由一实际的二极管所取代。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的可解闪频的全域式线性LED驱动电路，其特征在于，该定电流控制器，包含有：

一压控晶体管，串接至该LED单元；

一电流检测单元，串接该LED单元与该压控晶体管，且检测流经该电源电路的电流；及

一稳流控制单元，电连接至该压控晶体管和该电流检测单元，并通过一低频滤波器读取该电流检测单元所检测到的电流信号；且依据所述电流信号通过该压控晶体管反馈控制流经该电源电路的电流，并维持该电源电路的电流稳定。

7.一种可解闪频的全域式线性LED驱动电路，其特征在于，包含有：

一整流单元，连接至一交流电源，并将所述交流电源转换为一脉动直流电源；

一LED单元，串接至该整流单元，并包含有多个LED光源；

一定电流控制器，串接至该LED单元与一接地端之间，并构成一电源电路；其中该定电流控制器令流经该电源电路的电流固定为一定值；

一闪频消除电路，连接至该LED单元与该接地端之间，且包含有一储能电容及一串接该储能电容的控制晶体管；其中该控制晶体管作为开关控制流经该储能电容的电流的有无；

至少一串并式分压器，连接至该LED单元与该定电流控制器之间，且具有串联模式及并联模式，并包含有一分压电容；其中该串联模式令该分压电容串接于该LED单元与该定电流控制器之间，而该并联模式则令该分压电容并联于该闪频消除电路；及

一分压控制器，内建有一电压安规值，并连接至该整流单元与该控制晶体管，且连接有一开关及定电流晶体管；又该开关及定电流晶体管其一端连接至该LED单元与该至少一串并式分压器之间的串联节点，而另一端通过一电阻连接至一接地端，且其控制端连接自所述分压控制器；其中该分压控制器检测该整流单元所输出的脉动直流电源的电压值；且当所述脉动直流电源的电压值超过该电压安规值时控制该开关及定电流晶体管截止使该串并式分压器为串联模式，并且令该控制晶体管截止；反之，则控制该开关及定电流晶体管导通使该串并式分压器为并联模式，并且令该控制晶体管导通。

8.根据权利要求7所述的可解闪频的全域式线性LED驱动电路，其特征在于，

该分压电容具有正端以及负端；

所述至少一串并式分压器，进一步包含有：

一控制二极管，串接至该分压电容，且包含有一阳极和一阴极；其中该控制二极管的阴极连接至该分压电容的正端；

一选择二极管，包含有一阳极和一阴极，且其阳极连接至该控制二极管与该分压电容之间的串联节点，其阴极则连接该整流单元与该LED单元之间的串联节点；及

一开关二极管包含有一阳极和一阴极，且其阴极连接至该分压电容的负端，又其阳极连接至该接地端。

9.根据权利要求7或8所述的可解闪频的全域式线性LED驱动电路，其特征在于，该定电流控制器，包含有：

一压控晶体管，串接至该LED单元；

一电流检测单元，串接该LED单元与该压控晶体管，且检测流经该电源电路的电流；及

一稳流控制单元，电连接至该压控晶体管和该电流检测单元，并通过一低频滤波器读取该电流检测单元所检测到的电流信号；且依据所述电流信号通过该压控晶体管反馈控制流经该电源电路的电流，并维持该电源电路的电流稳定。

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