CN103841719A - 应用于发光二极管的驱动电路 - Google Patents

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Abstract

一种应用于发光二极管的驱动电路，包含有一电源供应单元、一第一发光二极管灯串、一第一压控单元、一第二发光二极管灯串及一第一功率转移单元。该电源供应单元输出一驱动功率驱动该第一发光二极管灯串，该第一压控单元取得该驱动功率而稳定提供电压至该第一发光二极管灯串，该驱动功率于该第一压控单元包含的一功率开关产生一损耗功率。本发明将该第二发光二极管灯串及该第一功率转移单元与该第一压控单元串联，将该损耗功率转而输出而驱动该第二发光二极管灯串，据此，降低该驱动功率的损失，提升发光二极管的发光效率。

Description

应用于发光二极管的驱动电路
技术领域
本发明涉及一种电路，尤其涉及一种发光二极管的驱动电路。
背景技术
现有发光二极管驱动电路的电路架构，典型的做法是采用切换式电源转换器做为架构，如图1所示，其中必须由半导体功率开关以高频切换方式将低频的交流电源信号或直流电源信号，转换成可用于发光二极管的直流驱动信号，为了达成此信号转换所采用的高频切换方式，必须浪费许多的能量在不同的转换器元件，导致功率的损耗，同时由于高频切换导致各种信号的干扰，必须用更多的元件抑制，在讲求节能与小型化的产品上，切换式电源转换器的架构不容易满足发光二极管驱动电路的需求。
再者，一般的电压调整器电路是典型应用于定电流控制的一种电路，广泛应用于各种定电流的需求，但由于此种电压调整器电路应用时，必须与所控制的定电流负载分担足够大的能量，方能取得控制效果，使得电压调整器电路的消耗功率一直是设计功率转换器的困扰，在使用上，于电压调整器电路中，元件的消耗功率愈大，温度也会愈高，若应用于发光二极管驱动电路的电路架构，亦使得对应产品于设计上采用散热的机构也愈大，进而违背产品讲求节能及小型化的诉求，据此而有改善的必要。
发明内容
本发明的主要目的，在于解决现有的发光二极管驱动电路，使用切换式电源转换器做为架构，造成功率损耗过大以及易受干扰的问题；而本发明的另一目的，在于解决现有的发光二极管驱动电路，使用电压调整器电路，具有因元件功率损耗过大使得温度升高，进而使所应用的产品受散热机构限制而不容易小型化的问题。
为达上述目的，本发明提供一种应用于发光二极管的驱动电路，其特征在于包含有一电源供应单元、一第一发光二极管灯串、一第一压控单元、一第二发光二极管灯串以及一第一功率转移单元。该电源供应单元包含一输出一驱动功率的输出端；该第一发光二极管灯串与该输出端连接并受该驱动功率驱动，并包含一与该输出端连接的第一阳极端以及一第一阴极端；该第一压控单元连接于该第一阴极端以取得该驱动功率而稳定提供电压至该第一发光二极管灯串，该第一压控单元包含一功率开关，且该驱动功率于该功率开关产生一损耗功率；该第二发光二极管灯串与该第一压控单元连接；以及该第一功率转移单元连接于该第二发光二极管灯串与该第一压控单元之间。
其中，该第一功率转移单元将产生于该第一压控单元的该功率开关的该损耗功率经由该第一功率转移单元转而输出至该第二发光二极管灯串，以驱动该第二发光二极管灯串。
如此一来，藉由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：
1.本发明利用该第一压控单元的设置，避免现有使用该切换式电源转换器，造成功率损耗过大以及易受干扰的问题。
2.本发明利用该第一功率转移单元及该第二发光二极管灯串与该第一压控单元连接，将该第一压控单元原本于该功率开关所消耗的该损耗功率，转而输出而驱动该第二发光二极管灯串，不仅解决该功率开关因该损耗功率产生温度过高需额外搭配设置一散热机构的问题，而得以使产品小型，更将该损耗功率用于该第二发光二极灯串进行发光，提高该驱动电路的发光效能，进而有效利用能源达到节能。
3.本发明不需使用切换式电源转换器，具有构造简单、成本低、温度低以及稳定性佳的优点。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1，为现有发光二极管驱动电路的电路示意图；
图2，为本发明的电路方框示意图；
图3，为本发明第一实施例的电路示意图；
图4，为本发明第二实施例的电路示意图；
图5，为本发明第三实施例的电路示意图；
图6，为本发明第四实施例的电路示意图；
图7，为本发明第五实施例的电路示意图；
图8，为本发明第六实施例的电路示意图；
图9，为本发明第七实施例的电路示意图；
图10，为本发明第八实施例的电路示意图；
图11，为本发明第九实施例的电路示意图；
图12，为本发明第十实施例的电路示意图；
图13，为本发明第十一实施例的电路示意图；
图14，为本发明第十二实施例的电路示意图。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，现就配合附图说明如下：
请参阅图2所示，为本发明的电路方框示意图，如图所示：本发明提供一种应用于发光二极管的驱动电路，其特征在于包含有一电源供应单元10、一第一发光二极管灯串20、一第一压控单元30、一第二发光二极管灯串40以及一第一功率转移单元50。该电源供应单元10包含一输出一驱动功率的输出端11；该第一发光二极管灯串20与该输出端11连接并受该驱动功率驱动，并包含一与该输出端11连接的第一阳极端21以及一第一阴极端22；该第一压控单元30连接于该第一阴极端22以取得该驱动功率而稳定提供电压至该第一发光二极管灯串20，在此该第一压控单元30包含一控制端32、一反馈端33以及一分别与该控制端32及该反馈端33连接的功率开关31，该驱动功率于该功率开关31产生一损耗功率；该第二发光二极管灯串40与该第一压控单元30连接；而该第一功率转移单元50连接于该第二发光二极管灯串40与该第一压控单元30之间，藉此与该第二发光二极管灯串40形成串联，而与该第二发光二极管灯串40连接于该控制端32与该反馈端33之间。如此，该第一功率转移单元50将产生于该第一压控单元30的该功率开关31的该损耗功率经由该第一功率转移单元50转而输出至该第二发光二极管灯串40，以驱动该第二发光二极管灯串40。
请参阅图3所示，为本发明第一实施例的电路示意图，如图所示：在此实施例中，该第一发光二极管灯串20并接可以滤除电流涟波并获得稳定直流电流的一第一电容器23以及一第一电阻器24，再以该第一阳极端21连接至该电源供应单元10的该输出端11，该电源供应单元10包含一全桥整流器12以及一与该全桥整流器12连接的交流电源13，该第一压控单元30连接该第一发光二极管灯串20的该第一阴极端22，该第二发光二极管灯串40连接于该第一压控单元30，并且包含一第二阳极端41以及一第二阴极端42，在此实施例中，该第二发光二极管灯串40以该第二阳极端41通过一整流二极管45与该第一压控单元30连接，且该第二发光二极管灯串40与一第二电容器43以及一第二电阻器44并联，该第一功率转移单元50则连接于该第二发光二极管灯串40的该第二阴极端42与该第一压控单元30之间，并且具有与该第一压控单元30相同的电路架构。
在此实施例中，该第一压控单元30包含该功率开关31a以及一与该功率开关31a连接的控制电路34，在此该功率开关31a为一N型功率开关，该控制电路34包含一齐纳二极管342、一第三电阻器343、一稳压元件341a、一第四电阻器344以及一第五电阻器345，该齐纳二极管342与该功率开关31a的栅极连接，提供该功率开关31a稳压保护，该第三电阻器343连接于该功率开关31a的栅极与该控制端32之间，该稳压元件341a在此为一NPN晶体管，其与该功率开关31a的栅极连接，该第四电阻器344连接于该NPN晶体管的射极，该第五电阻器345则连接于该NPN晶体管的栅极。当该交流电源13经由该全桥整流器12整流为一直流电压，提供给该第一发光二极管灯串20，使得该第一发光二极管灯串20发光，该第一压控单元30控制电流为定电流，该第一发光二极管灯串20发光稳定于一定的亮度，此时将落于该功率开关31a的该损耗功率转换至该第二发光二极管灯串40以及该第一功率转移单元50上，而驱动该第二发光二极管灯串40。
请参阅图4所示，为本发明第二实施例的电路示意图，在此实施例中，与第一实施例相较之下，其特征在于该稳压元件341b已由该NPN晶体管替换为一三端电压调整器，该三端电压调整器的栅极连接于该第五电阻器345，提供该第五电阻器345一稳定电压。
请参阅图5所示，为本发明第三实施例的电路示意图，在此实施例中，与第一实施例相较之下，其特征在于该稳压元件341c已由NPN晶体管替换为一串接二极管，该串接二极管亦可提供该第五电阻器345一稳定电压。
请参阅图6所示，为本发明第四实施例的电路示意图，在此实施例中，与第一实施例相较之下，其特征在于该稳压元件341d已由NPN晶体管替换为一齐纳二极管，该齐纳二极管亦可提供该第五电阻器345一稳定电压。
请参阅图7所示，为本发明第五实施例的电路示意图，在此实施例中，与第一实施例相较之下，其特征在于该功率开关31b已由该N型功率开关替换成一NPN晶体管。
请参阅图8所示，为本发明第六实施例的电路示意图，在此实施例中，与第五实施例相较之下，其特征在于该第一压控单元30中的该控制电路34，包含一积分电路，于该积分电路该稳压元件341e已由该NPN晶体管替换为一运算放大器，该运算放大器连接该功率开关31b的基极、该齐纳二极管342的阴极以及一第三电容器346，该第三电容器346另一端连接于该运算放大器的反相端以及一与该第五电阻器345连接的第六电阻器347，该第六电阻器347、该齐纳二极管342的阳极进而连接于该反馈端33，该运算放大器的非反相端，分别连接于一连接于一直流电压端的第七电阻器348以及一连接于一接地端的第八电阻器349。
请参阅图9所示，为本发明第七实施例的电路示意图，在此实施例中，与第一实施例相较之下，其特征在于该第一功率转移单元50可直接为一电阻器51，而作为限流电阻使用，而具有异于该第一压控单元30的电路架构。
请参阅图10所示，为本发明第八实施例的电路示意图，在此实施例中，与第一实施例相较之下，其特征在于该功率开关31c已由该N型功率开关31替换为P型功率开关，且该控制电路34的架构依所使用的该功率开关31c特性相对置换，另外，亦可替换为NPN型晶体管、PNP型晶体管。
请参阅图11所示，为本发明第九实施例的电路示意图，在此实施例中，与第一实施例相较之下，其特征在于该驱动电路更包含一第二压控单元60以及一第二功率转移单元70，该第二压控单元60以及该第二功率转移单元70并联于该第一压控单元30以及该第一功率转移单元50，据此，当该损耗功率无法完全由该第一功率转移单元50转而输出至该第二发光二极管灯串40时，该第二功率转移单元70可辅助输出余下未输出至该第二发光二极管灯串40的该损耗功率，尚需说明的是，于此实施例中，还可依据该损耗功率的大小，进而调整并联一第三压控单元以及一第三功率转移单元、一第四压控单元以及一第四功率转移单元，以此类推而不限制。
请参阅图12所示，为本发明第十实施例的电路示意图，在此实施例中，与第一实施例相较之下，其特征在于该电源供应单元10仅为一交流电源13，因此该驱动电路依该交流电源13所输出的一交流电的特性，串接一包含该第一发光二极管灯串20、该第一压控单元30、该第二发光二极管灯串40以及该第一功率转移单元50的相同电路的第一电路80，而形成交流型发光二极管的一驱动电路。
请参阅图13所示，为本发明第十一实施例的电路示意图，在此实施例中，与第一实施例相较之下，其特征在于该电源供应单元10仅为一直流电源14，因此该驱动电路依该直流电源14所输出的一直流电的特性，并接一包含该第一发光二极管灯串20、该第一压控单元30、该第二发光二极管灯串40以及该第一功率转移单元50的相同电路的第二电路90，而形成直流型发光二极管的一驱动电路。
请参阅图14所示，为本发明第十二实施例的电路示意图，在此实施例中，与第一实施例相较之下，其特征在于该驱动电路更包含一第一扩充单元100，该第一扩充单元100包含一与该第二发光二极管灯串40以及该第一功率转移单元50相同的电路架构，于此实施例中，该第一功率转移单元50具有与该第一压控单元30相同的电路架构，而具有相同对应于该第一压控单元30的该控制端32与该反馈端33的一第一控制端52与一第一反馈端53，该第一扩充单元100即连接于该第一功率转移单元50的该第一控制端52与该第一反馈端53之间。如此，于该第一功率转移单元50的一第一功率开关54所产生的一第一功率损耗，将进一步转换至该第一扩充单元100，降低该第一功率开关54发热温度，并驱动该第一扩充单元100中的一发光二极管灯串101发光，藉由该第一扩充单元100的设置，即可达到进一步提升整体的转换效率，尚需说明的是，依据相同的原理，还可将一具有与该第一扩充单元100相同电路架构的第二扩充单元与该第一扩充单元100连接，一具有与该第二扩充单元相同电路架构的第三扩充单元与该第二扩充单元连接，以此类推，以达到较佳的转换效率。
综上所述，本发明至少具有下列优点：
1.本发明利用该第一压控单元的设置，避免现有使用该切换式电源转换器，造成功率损耗过大以及易受干扰的问题。
2.本发明利用该第一功率转移单元及该第二发光二极管灯串与该第一压控单元连接，将该第一压控单元原本于该功率开关所消耗的该损耗功率，转而输出而驱动该第二发光二极管灯串，不仅解决该功率开关因该损耗功率产生温度过高需额外搭设置一散热机构的问题，而得以使产品小型，更将该损耗功率用于该第二发光二极灯串进行发光，提高该驱动电路的发光效能，进而有效利用能源达到节能。
3.本发明不需使用切换式电源转换器，具有构造简单、成本低、温度低以及稳定性佳的优点。
4.本发明更可藉由该第二压控单元以及该第二功率转移单元的设置，依该损耗功率的大小进行调整，以达到较佳的输出转移效果。
5.本发明还可藉由该第一扩充单元的设置，有效利用该功率损耗进行发光，以达到较佳的转换效率。
因此，本发明极具进步性及符合申请发明专利的要件，爰依法提出申请，祈钧局早日赐准专利，实感德便。
当然，本发明还可有其它多种实施例，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 (12)

1.一种应用于发光二极管的驱动电路，其特征在于，包含有：
一电源供应单元，该电源供应单元包含一输出一驱动功率的输出端；
一与该输出端连接并受该驱动功率驱动的一第一发光二极管灯串，该第一发光二极管灯串包含一与该输出端连接的第一阳极端以及一第一阴极端；
一连接于该第一阴极端以取得该驱动功率而稳定一提供至该第一发光二极管灯串的电压的第一压控单元，该第一压控单元包含一功率开关，且该驱动功率于该功率开关产生一损耗功率；
一与该第一压控单元连接的第二发光二极管灯串；以及
一连接于该第二发光二极管灯串与该第一压控单元之间的第一功率转移单元；
其中，该第一功率转移单元将产生于该第一压控单元的该功率开关的该损耗功率经由该第一功率转移单元转而输出至该第二发光二极管灯串，以驱动该第二发光二极管灯串。
2.根据权利要求1所述的应用于发光二极管的驱动电路，其特征在于，该第一压控单元包含一控制端以及一反馈端，该功率开关分别与该控制端及该反馈端连接，该第二发光二极管灯串与该第一功率转移单元形成串联，而连接于该控制端与该反馈端之间。
3.根据权利要求1所述的应用于发光二极管的驱动电路，其特征在于，该第一发光二极管灯串与一第一电容器以及一第一电阻器并联。
4.根据权利要求1所述的应用于发光二极管的驱动电路，其特征在于，该第二发光二极管灯串与一第二电容器以及一第二电阻器并联。
5.根据权利要求1所述的应用于发光二极管的驱动电路，其特征在于，该第一压控单元包含一与该功率开关连接的控制电路，该控制电路包含一与该功率开关连接并对该功率开关提供稳压保护的齐纳二极管。
6.根据权利要求1所述的应用于发光二极管的驱动电路，其特征在于，该第一压控单元包含一与该功率开关连接的控制电路，该控制电路包含一稳压元件。
7.根据权利要求6所述的应用于发光二极管的驱动电路，其特征在于，该稳压元件为选自NPN型晶体管、PNP型晶体管、运算放大器、串接二极管及齐纳二极管所组成的群组。
8.根据权利要求6所述的应用于发光二极管的驱动电路，其特征在于，该第一功率转移单元形成与该第一压控单元相同的一电路架构。
9.根据权利要求8所述的应用于发光二极管的驱动电路，其特征在于，更包含一与该第一功率转移单元连接的第一扩充单元，该第一扩充单元包含一与该第二发光二极管灯串以及该第一功率转移单元相同的电路架构。
10.根据权利要求1所述的应用于发光二极管的驱动电路，其特征在于，该第一功率转移单元包含一电阻器。
11.根据权利要求1所述的应用于发光二极管的驱动电路，其特征在于，该功率开关为选自N型功率开关、P型功率开关、NPN型晶体管及PNP型晶体管所组成的群组。
12.根据权利要求1所述的应用于发光二极管的驱动电路，其特征在于，更包含一第二压控单元以及一第二功率转移单元，该第二压控单元以及该第二功率转移单元并联于该第一压控单元以及该第一功率转移单元。
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