CN104918351A - 发光二极管灯串驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发光二极管灯串驱动电路电性连接一交流电源，以驱动一发光二极管灯串。该发光二极管灯串驱动电路主要包含一整流单元、一辅助二极管、一第一驱动单元、一第二驱动单元以及一总驱动单元。该发光二极管灯串包含一第一灯串部与一第二灯串部。该第一灯串部与该辅助二极管串联连接形成一第一串接支路，该第二灯串部与该辅助二极管串联连接形成一第二串接支路。该第一驱动单元并联连接该第一串接支路，该第二驱动单元并联连接该第二串接支路。该总驱动单元连接于该整流单元与该第一驱动单元之间，或该整流单元与该第二驱动单元之间。

Description

发光二极管灯串驱动电路

技术领域

本发明有关一种发光二极管灯串驱动电路，尤指一种降低电流总谐波失真的发光二极管灯串驱动电路。

背景技术

在全球能源短缺、环保意识不断提高的背景下，世界新兴国家都在大力发展绿色节能照明。由于，由于发光二极管(light-emitting diode,LED)具有亮度高、工作电压低、功耗小、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长等优点，因此，LED照明作为绿色节能照明的发展，已受到世界新兴国家的高度重视。

目前，业界已发展出适合交流电源使用的交流驱动发光二极管(AC LED)，亦即，交流驱动发光二极管可以直接使用交流市电所提供的交流电源，使得相容于传统照明之外，更能大幅降低传统式直流驱动发光二极管(DC LED)的散热问题，达到节能减碳与提升整体发光面积的目的。此外，根据国家标准照明规范所规定，电流总谐波失真(total harmonic distortion,THD)不得大于33%，如此以达到商品化量产的要求。

因此，如何设计出一种发光二极管灯串驱动电路，符合现行国家标准照明规范对于电流总谐波失真的规定，乃为本发明的发明人所欲行克服并加以解决的一大课题。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种发光二极管灯串驱动电路，电性连接一交流电源，以驱动一发光二极管灯串。该发光二极管灯串驱动电路包含一整流单元、一辅助二极管、一第一驱动单元、一第二驱动单元以及一总驱动单元。该整流单元以接收该交流电源，并且整流该交流电源。

本发明还公开了一辅助二极管串联连接于该发光二极管灯串的一第一灯串部与一第二灯串部之间；其中该第一灯串部与该辅助二极管串联连接形成一第一串接支路，该第二灯串部与该辅助二极管串联连接形成一第二串接支路。该第一驱动单元并联连接该第一串接支路。该第二驱动单元并联连接该第二串接支路。该总驱动单元连接于该整流单元与该第一驱动单元之间，或连接于该整流单元与该第二驱动单元之间。

为了能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1为本发明发光二极管灯串驱动电路的第一实施例电路方块示意图；

图2为本发明发光二极管灯串驱动电路的第二实施例电路方块示意图；及

图3为本发明发光二极管灯串驱动电路的驱动电压与驱动电流的波形示意图。

其中，附图标记：

Vac      交流电源

10       整流单元

11       第一灯串部

12       第二灯串部

21       第一驱动单元

22       第二驱动单元

30       辅助二极管

40       总驱动单元

301      第一串接支路

302      第二串接支路

Vo1      第一电压

Vo2      第二电压

Io1      第一电流

Io2      第二电流

t0～t5   时间

具体实施方式

兹有关本发明的技术内容及详细说明，配合附图说明如下：

请参阅图1为本发明发光二极管灯串驱动电路的第一实施例电路方块示意图。该发光二极管灯串驱动电路电性连接一交流电源Vac，以驱动一发光二极管灯串。该发光二极管灯串驱动电路包含一整流单元10、一辅助二极管30、一第一驱动单元21、一第二驱动单元22以及一总驱动单元40。该整流单元10以接收该交流电源Vac，并且整流该交流电源Vac。该辅助二极管30串联连接于该发光二极管灯串的一第一灯串部11与一第二灯串部12之间；其中该第一灯串部11与该辅助二极管30串联连接形成一第一串接支路301，该第二灯串部12与该辅助二极管30串联连接形成一第二串接支路302。该第一驱动单元21并联连接该第一串接支路301。该第二驱动单元22并联连接该第二串接支路302。该总驱动单元40连接于该整流单元10与该第一驱动单元21之间。值得一提，该第一驱动单元21、该第二驱动单元22以及该总驱动单元40本质上为一定电流驱动元件，并且该驱动元件为一电阻、一定电流驱动集成电路(constant-current driver IC)、一定电流二极管(current regulationdiode,CRD)或一定电流线路，然而，并不以上述该些实施态样为限制，只要能提供定电流驱动操作类似变化的实施例，皆应包含于本发明的范畴中。

更具体而言，该第一灯串部11具有一阳极端与一阴极端，该第二灯串部12具有一阳极端与一阴极端。该第一灯串部11的该阳极端连接该第一驱动单元21的一端与该总驱动单元40，该第一灯串部11的该阴极端连接该辅助二极管30的一阳极与该第二驱动单元22的一端；该第二灯串部12的该阳极端连接该第一驱动单元21的另一端与该辅助二极管30的一阴极，该第二灯串部12的该阴极端连接该整流单元10与该第二驱动单元22的另一端。

请参阅图2为本发明发光二极管灯串驱动电路的第二实施例电路方块示意图。在本实施例中，电路架构与第一实施例的电路架构本质上相同，两者最大差异在于在第二实施例中，该总驱动单元40连接于该整流单元10与该第二驱动单元22之间；而在前述第一实施例中，该总驱动单元40连接于该整流单元10与该第一驱动单元21之间。

更具体而言，该第一灯串部11具有一阳极端与一阴极端，该第二灯串部12具有一阳极端与一阴极端；该第一灯串部11的该阳极端连接该整流单元10与该第一驱动单元21的一端，该第一灯串部11的该阴极端连接该辅助二极管30的一阳极与该第二驱动单元22的一端；该第二灯串部12的该阳极端连接该第一驱动单元21的另一端与该辅助二极管30的一阴极，该第二灯串部12的该阴极端连接该第二驱动单元22的另一端与该总驱动单元40。由于第二实施例与第一实施例差异不大，因此，在此不再赘述。至于该发光二极管灯串驱动电路的操作说明，将于后文有详细的阐述。

为了方便说明，以下将以合理的数据为例说明本发明该发光二极管灯串驱动电路的操作。再者，假设该第一灯串部11与该第二灯串部12的顺向导通电压分别为70伏特。并且，该第一驱动单元21与该第二驱动单元22以提供一驱动电流为10毫安培(mA)的定电流驱动；该总驱动单元40系以提供一驱动电流为40毫安培(mA)的定电流驱动，然而，并不以上述该些实施态样为限制。请参阅图3为本发明发光二极管灯串驱动电路的驱动电压与驱动电流的波形示意图。图3上半部该波形为该交流电源Vac经由该整流单元10所整流后的电压，以下称为一整流电压。该整流电压以提供该总驱动单元40、该第一驱动单元21以及该第二驱动单元22驱动该第一灯串部11与该第二灯串部12。此外，在图3中，标示Vo1为一第一电压、标示Vo2为一第二电压、标示Io1为一第一电流以及标示Io2为一第二电流。

假设该整流电压于一时间t0时开始逐渐增加。当该整流电压于一时间t1达到该第一电压Vo1大小时，假设该第一电压Vo1为70伏特，由于该整流电压大于等于该第一灯串部11与该第二灯串部12的顺向导通电压，因此，该第一驱动单元21与该第二驱动单元22致能动作，以对应驱动该第一灯串部11与该第二灯串部12导通。此时，该第一灯串部11与该第二灯串部12分别流过大小为10毫安培的驱动电流，在此操作状态下，该第一灯串部11与该第二灯串部12实质上形成并联连接架构，因此，该发光二极管灯串驱动电路所提供的总驱动电流为20毫安培。亦即，对应图3，该第一电流Io1大小为20毫安培。

当时间经过t1直到t2之前，该发光二极管灯串驱动电路所提供的总驱动电流为20毫安培。直到时间t2时，即该整流电压达到该第二电压Vo2大小时，该发光二极管灯串驱动电路所提供的总驱动电流为40毫安培。假设该第一电压Vo1为70伏特且该第二电压Vo2为140伏特。值得一提，假设该第一驱动单元21与该第二驱动单元22在达到该第二电压Vo2为140伏特之后，为禁能动作。由于该整流电压大于等于该第一灯串部11与该第二灯串部12所串联的顺向导通电压，亦即整个该发光二极管灯串的顺向导通电压为140伏特，因此，该总驱动单元40致能动作，以对应驱动该发光二极管灯串导通，亦即该第一灯串部11与该第二灯串部12的串联架构导通。此时，该第一灯串部11与该第二灯串部12流过大小为40毫安培的驱动电流，因此，该发光二极管灯串驱动电路所提供的总驱动电流为40毫安培。亦即，对应图3，该第二电流Io2大小为40毫安培。

当时间经过t2直到t3之前，该发光二极管灯串驱动电路所提供的总驱动电流为40毫安培。直到时间t3时，当该整流电压达到小于该第二电压Vo2大小时，该第一驱动单元21与该第二驱动单元22再度对应驱动该第一灯串部11与该第二灯串部12导通。此时，该发光二极管灯串驱动电路所提供的总驱动电流再度为20毫安培。

藉此，透过该第一驱动单元21与该第二驱动单元22对应驱动该第一灯串部11与该第二灯串部12，可产生时间t1至时间t2以及时间t3至时间t4的该第一电流Io1，以及透过该总驱动单元40驱动该第一灯串部11与该第二灯串部12的串联架构，可产生时间t2至时间t3的该第二电流Io2。如此，利用提供两阶(亦即该第一电流Io1与该第二电流Io2)驱动电流，可大大地降低电流总谐波失真，使其符合国家标准照明规范的规定。然而，本发明并不限定仅能够提供两阶驱动电流，可透过对应设计增加驱动单元，即可达到更多阶的驱动电流，以更明显地降低电流总谐波失真。

综上所述，本发明具有以下的特征与优点：

透过设计多个驱动单元，例如该第一驱动单元21、该第二驱动单元22以及该总驱动单元40，以提供至少两阶的驱动电流，藉以大大地降低电流总谐波失真，使其符合国家标准照明规范的规定。

但是，以上所述，仅为本发明较佳具体实施例的详细说明与附图，但本发明的特征并不局限于此，并非用以限制本发明，本发明的所有范围应以下述的权利要求保护范围为准，凡合于本发明保护范围的精神与其类似变化的实施例，皆应包含于本发明的范畴中，任何本领域技术人员在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修改皆可涵盖在以下本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种发光二极管灯串驱动电路，电性连接一交流电源，以驱动一发光二极管灯串，其特征在于，该发光二极管灯串驱动电路包含：

一整流单元，以接收该交流电源，并且整流该交流电源；

一辅助二极管，串联连接于该发光二极管灯串的一第一灯串部与一第二灯串部之间；其中该第一灯串部与该辅助二极管串联连接形成一第一串接支路，该第二灯串部与该辅助二极管串联连接形成一第二串接支路；

一第一驱动单元，并联连接该第一串接支路；

一第二驱动单元，并联连接该第二串接支路；及

一总驱动单元，连接于该整流单元与该第一驱动单元之间，或连接于该整流单元与该第二驱动单元之间。

2.如权利要求1所述的发光二极管灯串驱动电路，其特征在于，该第一灯串部具有一阳极端与一阴极端，该第二灯串部具有一阳极端与一阴极端；该第一灯串部的该阳极端连接该第一驱动单元的一端与该总驱动单元，该第一灯串部的该阴极端连接该辅助二极管的一阳极与该第二驱动单元的一端；该第二灯串部的该阳极端连接该第一驱动单元的另一端与该辅助二极管的一阴极，该第二灯串部的该阴极端连接该整流单元与该第二驱动单元的另一端。

3.如权利要求1所述的发光二极管灯串驱动电路，其特征在于，该第一灯串部具有一阳极端与一阴极端，该第二灯串部具有一阳极端与一阴极端；该第一灯串部的该阳极端连接该整流单元与该第一驱动单元的一端，该第一灯串部的该阴极端连接该辅助二极管的一阳极与该第二驱动单元的一端；该第二灯串部的该阳极端连接该第一驱动单元的另一端与该辅助二极管的一阴极，该第二灯串部的该阴极端连接该第二驱动单元的另一端与该总驱动单元。

4.如权利要求1所述的发光二极管灯串驱动装置，其特征在于，当该第一驱动单元与该第二驱动单元同时对应驱动该第一灯串部与该第二灯串部时，该第一灯串部与该第二灯串部实质为并联连接操作。

5.如权利要求1所述的发光二极管灯串驱动装置，其特征在于，当该总驱动单元同时驱动该第一灯串部与该第二灯串部时，该第一灯串部与该第二灯串部实质为串联连接操作。

6.如权利要求1所述的发光二极管灯串驱动装置，其特征在于，该第一驱动单元、该第二驱动单元或该总驱动单元为一电阻、一定电流驱动集成电路、一定电流二极管或一定电流线路。