CN103987147A - 定功率的发光二极管照明装置及定功率输出的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定功率的发光二极管照明装置及定功率输出的控制方法，该定功率的发光二极管照明装置包含一发光二极管芯片、一驱动单元、一电压侦测单元与一反馈控制单元。其中，该驱动单元接收一电源的电能并输出一工作电压与一工作电流予该发光二极管芯片；该电压侦测单元用以侦测该工作电压的电压值；该反馈控制单元默认有至少三个参考电压值，相邻两参考电压值之间形成一电压区段，该反馈控制单元依据所测得的该工作电压的电压值及该工作电压的电压值所属的电压区段的斜率参数，输出一电流控制信号至该驱动单元以控制该工作电流的电流值，使供输至该发光二极管芯片的功率维持于一预设功率的范围内。

Description

定功率的发光二极管照明装置及定功率输出的控制方法

技术领域

本发明是与发光二极管驱动有关，更详而言之是指一种定功率的发光二极管照明装置及定功率输出的控制方法。

背景技术

发光二极管的照明装置包含有一发光二极管芯片以及一驱动单元提供该发光二极管芯片所需的电能。目前市面上的发光二极管芯片规格琳琅满目，对于具有相同功率的发光二极管芯片而言，其工作电压与工作电流的组合种类繁多，以28W的发光二极管芯片为例，其工作电压与工作电流的组合即有80V/350mA、56V/500mA、40V/700mA等组合，因此，为了驱动如此多种规格组合的发光二极管芯片，目前的方式是针对每一种发光二极管芯片开发一种发光二极管芯片驱动单元。然，对于发光二极管的照明装置制造商而言，每一种功率的发光二极管芯片都需制造数种驱动单元，不但增加驱动单元库存的压力，而且无法以量制价，导致制造成本居高不下。若能开发适用于不同工作电压与工作电流组合的驱动单元，当可降低发光二极管芯片的驱动单元库存的压力，并且有效降低制造成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种定功率的发光二极管照明装置及定功率输出的控制方法，可适用于同一功率但不同工作电压与工作电流组合的发光二极管芯片，并控制供输至发光二极管芯片的功率维持于一预设功率的范围。

缘以达成上述目的，本发明所提供的定功率的发光二极管照明装置，系电性连接一电源，包含有一发光二极管芯片、一驱动单元、一电压侦测单元与一反馈控制单元。其中，该驱动单元电性连接该电源与该发光二极管芯片，用以接收该电源的电能并输出一工作电压与一工作电流予该发光二极管芯片；该电压侦测单元电性连接该驱动单元，用以侦测该工作电压的电压值；该反馈控制单元电性连接该电压侦测单元及该驱动单元，该反馈控制单元默认有至少三个参考电压值，相邻两参考电压值之间形成一电压区段，各该电压区段对应有一斜率参数，该反馈控制单元依据该电压侦测单元所测得的工作电压的电压值及该工作电压的电压值所属的电压区段的斜率参数，输出一电流控制信号至该驱动单元以控制输出予该发光二极管芯片的工作电流的电流值，其中，该工作电流的电流值与该工作电压的电压值的乘积介于一预设功率的范围内。

本发明更提供一种定功率输出的控制方法，用以维持供输至一发光二极管芯片的功率于一默认功率的范围内，该方法是预设有至少三个参考电压值，相邻两参考电压值之间形成一电压区段，各该电压区段对应有一斜率参数，该方法包含有下列步骤：

侦测供输至该发光二极管芯片的一工作电压的电压值；

选择该工作电压的电压值所属的电压区段的斜率参数；以及

依据所选择的斜率参数与该工作电压的电压值输出一相对应的工作电流至该发光二极管芯片，其中，该工作电流的电流值与该工作电压的电压值的乘积是介于该预设功率的范围内。

藉此，透过该定功率的发光二极管照明装置及控制发光二极管定功率的方法，可适用于具有相同功率但不同工作电压及工作电流的发光二极管芯片，并维持供输至发光二极管芯片的功率于默认功率的范围内。有效改善已知的发光二极管的照明装置只能适用单一工作电压及工作电流的发光二极管芯片的不便。

附图说明

图1为本发明较佳实施例定功率的发光二极管照明装置方块图；

图2为本发明较佳实施例的工作电压与工作电流关系曲线图；以及

图3为本发明定功率输出的控制方法流程图。

【符号说明】

10电源

20发光二极管芯片

30驱动单元

40定功率调整模块

42电压侦测单元

44电流侦测单元

46反馈控制单元

462比较器

464信号产生器

V1、V2、V3、V4参考电压值

Vmax上限电压值

Imax上限电流值

S电压区段

C曲线

具体实施方式

为能更清楚地说明本发明，兹举下列实施例并配合图示详细说明如后。图1所示者为本发明一较佳实施例的定功率的发光二极管照明装置，系电性连接一电源10，包含有一发光二极管芯片20、一驱动单元30与一定功率调整模块40。其中：

该驱动单元30是电性连接该电源10与该发光二极管芯片20，用以接收该电源10的电能并输出一工作电压与一工作电流予该发光二极管芯片20；该驱动单元30是可受控制地改变该工作电压的电压值与该工作电流的电流值。在实务上，该驱动单元30可为采用PWM、半桥式、Buck、Boost等型式的电路为基础进行设计。

该定功率调整模块40包括有一电压侦测单元42、一电流侦测单元44与一反馈控制单元46。其中：

该电压侦测单元42电性连接该驱动单元30，用以侦测该驱动单元30供输予该发光二极管芯片20的工作电压的电压值。该电流侦测单元44电性连接该驱动单元30，用以侦测该驱动单元30供输予该发光二极管芯片20的工作电流的电流值。

该反馈控制单元46包含有相电性连接的一比较器462与一信号产生器464，该比较器462电性连接该电压侦测单元42，该信号产生器464电性连接该驱动单元30。请配合图2所示，在本实施例中，该比较器462预设有四个不同的参考电压值V1、V2、V3、V4，各该参考电压值皆对应有一工作电流的电流值。在相邻两参考电压值之间形成一电压区段S，而该三个电压区段S所连接形成的三条直线是接近理想的工作电压-工作电流的关系曲线C，前述的理想的工作电压-工作电流的乘积即为一预设功率。兹定义该参考电压值V1(参考电压值中的最大者)即为一上限电压值Vmax；而该参考电压值V4(参考电压值中的最小者)所对应的工作电流的电流值为一上限电流值Imax。各该电压区段S的直线具有一斜率，这些电压区段S的斜率的绝对值是依这些参考电压值V1、V2、V3、V4由大到小的顺序依序减小，亦即参考电压值V1-参考电压值V2的电压区段S的斜率的绝对值为最大，而参考电压值V3-参考电压值V4的电压区段S的斜率的绝对值为最小。各该斜率则对应有一斜率参数，这些斜率参数是预设于该比较器462中；而该比较器462是可对应各该斜率参数输出一相对应的斜率信号。

该信号产生器464用以接收该斜率信号，并将该斜率信号与该工作电压的电压值经运算后输出一电流控制信号至该驱动单元30，该驱动单元30接收该电流控制信号后，依据该电流控制信号相应地改变输出予该发光二极管芯片20的工作电流的电流值。

此外，该比较器462更可输出一电压限制信号及一电流限制信号至该信号产生器464，该信号产生器464接收该电流限制信号后则控制该驱动单元30以限制该工作电压的电压值或该工作电流的电流值，避免输出的工作电压或工作电流异常，而造成发光二极管芯片20损坏。

藉此，前述定功率的发光二极管照明装置即可进行本发明定功率输出的控制方法，该方法包含有图3所示的下列步骤：

A.连接具有相同于该默认功率的发光二极管芯片20至该驱动单元30。

B.透过该电压侦测单元42侦测该工作电压的电压值，以及透过该电流侦测单元44侦测该工作电流的电流值。

C.该比较器462判断该工作电压的电压值是否高于该上限电压值Vmax：

若是，则代表该工作电压异常，此时该比较器462发送该电压限制信号至该信号产生器464，该信号产生器464收到该电压限制信号后输出一最高电压控制信号至该驱动单元30以限制输出至该发光二极管芯片20的工作电压的电压值等于该参考电压值V1，并回到步骤B。

若否，则进行步骤D。

D.该比较器462判断该工作电流的电流值是否高于该上限电流值Imax：

若是，则代表工作电流异常，此时该比较器462发送该电流限制信号至该信号产生器464，该信号产生器464收到该电流限制信号后输出一最高电流控制信号至该驱动单元30以限制输出至该发光二极管芯片20的工作电流的电压流等于该上限电流值Imax，并回到步骤B。

若否，则进行步骤E。

E.该比较器462依据该电压侦测单元42所测得的工作电压的电压值判断该工作电压的电压值所属的电压区段S，并取得对应该工作电压的电压值所属的电压区段S的斜率参数，据以输出相对应的斜率信号。该信号产生器464依据该工作电压的电压值以及所接收的该斜率信号，输出相应的该电流控制信号至该驱动单元30，使该驱动单元30输出至该发光二极管芯片20的工作电流的电流值与该工作电压的电压值的乘积介于该预设功率的范围内。亦即，利用该工作电压的电压值及所属电压区段S的直线的斜率运算得到该预设功率所需的工作电流的电流值。较佳地，该预设功率的范围为该预设功率的90％至110％(即该预设功率±10％之间)，举例而言，该预设功率为28W，则该工作电流的电流值与该工作电压的电压值的乘积为介于25.2W至30.8W之间。

F、重复步骤B至步骤E，即可持续维持供输至该发光二极管芯片20的功率于该预设功率的范围。

在上述中，是利用多个电压区段S与工作电流的关系构成接近理想的工作电压-工作电流曲线C，即使更换不同工作电压的发光二极管芯片20，该定功率的发光二极管照明装置即可相应地改变供输至发光二极管芯片20的工作电流，使供输至发光二极管芯片20的功率维持在预设功率的范围内。而当默认的电压区段S越多，所输出的该预设功率的范围则越接近理想值。

透过本发明定功率的发光二极管照明装置及控制发光二极管定功率的方法，可适用于具有相同功率但不同工作电压及工作电流的发光二极管芯片，不限于单一工作电压及工作电流的发光二极管芯片。有效改善已知的发光二极管的照明装置只能适用单一工作电压及工作电流的发光二极管芯片的不便。以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非本发明的所有可实施态样。举凡应用本发明说明书及权利要求范围所为的等效结构及方法的变化，理应包含在本发明的专利范围内。

Claims (11)

1.一种定功率输出的控制方法，用以维持供输至一发光二极管芯片的功率于一默认功率的范围内，该方法是预设有至少三个参考电压值，相邻两参考电压值之间形成一电压区段，各该电压区段对应有一斜率参数，该方法包含有下列步骤：

侦测供输至该发光二极管芯片的一工作电压的电压值；

选择该工作电压的电压值所属的电压区段的斜率参数；以及

依据所选择的斜率参数与该工作电压的电压值输出一相对应的工作电流至该发光二极管芯片，其中，该工作电流的电流值与该工作电压的电压值的乘积是介于该预设功率的范围内。

2.根据权利要求1所述的定功率输出的控制方法，其中判断该工作电压的电压值高于一上限电压值时，限制输出至该发光二极管芯片的工作电压的电压值等于这些参考电压值中的最大者。

3.根据权利要求1或2所述的定功率输出的控制方法，包含有侦测供输至该发光二极管芯片的工作电流的电流值，当该工作电流的电流值高于一上限电流值时，限制输出至该发光二极管芯片的工作电流的电流值等于该上限电流值。

4.根据权利要求1所述的定功率输出的控制方法，其中该预设功率的范围为该预设功率的90％至110％之间。

5.根据权利要求1所述的定功率输出的控制方法，其中这些电压区段的斜率的绝对值是依这些参考电压值由大到小的顺序依序减小。

6.一种定功率的发光二极管照明装置，系电性连接一电源，包含有：

一发光二极管芯片；

一驱动单元，电性连接该电源与该发光二极管芯片，用以接收该电源的电能并输出一工作电压与一工作电流予该发光二极管芯片；

一电压侦测单元，电性连接该驱动单元，用以侦测该工作电压的电压值；以及

一反馈控制单元，电性连接该侦测单元及该驱动单元，该反馈控制单元默认有至少三个参考电压值，相邻两参考电压值之间形成一电压区段，各该电压区段对应有一斜率参数，该反馈控制单元依据该电压侦测单元所测得的工作电压的电压值及该工作电压的电压值所属的电压区段的斜率参数，输出一电流控制信号至该驱动单元以控制输出予该发光二极管芯片的工作电流的电流值，其中，该工作电流的电流值与该工作电压的电压值的乘积介于一预设功率的范围内。

7.根据权利要求6所述的定功率的发光二极管照明装置，其中当该反馈控制单元判断该工作电压的电压值高于一上限电压值时，该反馈控制单元输出一电压控制信号至该驱动单元以控制该输出至该发光二极管芯片的工作电压的电压值等于这些参考电压值中的最大者。

8.根据权利要求7所述的定功率的发光二极管照明装置，包含有一电流侦测单元，电性连接该驱动单元与该反馈控制单元，用以侦测该工作电流的电流值；当该反馈控制单元判断该工作电流的电流值高于一上限电流值时，该反馈控制单元输出一最高电流控制信号至该驱动单元以控制输出至该发光二极管芯片的工作电流的电流值等于该上限电流值。

9.根据权利要求6所述的定功率的发光二极管照明装置，其中该反馈控制单元包含有相电性连接的一比较器与一信号产生器，该比较器电性连接该电压侦测单元，该信号产生器电性连接该驱动单元，该比较器默认有这些参考电压值及这些斜率参数，该比较器判断该工作电压的电压值所属的电压区段，并输出对应该工作电压的电压值所属的电压区段的斜率参数的一斜率信号，该信号产生器接收该斜率信号后，依据该斜率信号与该工作电压的电压值输出该电流控制信号。

10.根据权利要求6所述的定功率的发光二极管照明装置，其中该默认功率的范围为该预设功率的90％至110％之间。

11.根据权利要求6所述的定功率的发光二极管照明装置，其中这些电压区段的斜率的绝对值是依这些参考电压值由大到小的顺序依序减小。