CN106332380B - 发光驱动电路及发光装置 - Google Patents

Abstract

本发明的题目是发光驱动电路及发光装置。一种发光驱动电路，其适用于一发光装置，所述发光装置具有至少一发光单元和一电源供应电路，所述电源供应电路其从一输出端送出一系统电流来驱动所述发光单元，而所述发光驱动电路包括一开关单元和一比较器。开关单元其配置于一输出电流路径和一反馈电流路径之间，所述输出电流路径是电性连接所述电源供应电路的输出端，而所述反馈电流路径上的电流其反馈回所述电源供应电路，且所述输出电流路径不经过所述发光单元。比较器其电性连接所述开关单元，并比较一系统电流相关电压和一参考电压而输出一控制信号来控制所述开关单元。

Description

发光驱动电路及发光装置

技术领域

本发明是关于一种发光驱动电路及发光装置，特别关于一种主动自我调节电流的发光驱动电路及发光装置。

背景技术

传统灯具与发光二极管灯具通常使用三端双向交流组件(Triode forAlternating Current,TRIAC)作为调光器，而三端双向交流组件(TRIAC)是在单一硅控整流器(Silicon Controlled Rectifier,SCR)的基础上发展而成，它不仅结合了两只正反器并联的硅控闸流体(SCR)，而且仅需一个触发电路(即其栅极端)，是相当理想的交流开关组件。

传统灯具所使用的白炽灯是纯电阻性负载，一般功率范围在25W到100W，很容易就能满足三端双向交流组件(TRIAC)的工作条件，所以不会遇到三端双向交流组件(TRIAC)的维持电流不够的问题，然而发光二极管灯具的驱动电路功率一般都小于20W，且驱动电路中有电容和电感储能组件，在整个工作周期内，不会持续消耗输入能量，这虽是发光二极管灯具的驱动电路高效率的原因，但却会造成三端双向交流组件(TRIAC)的维持电流不够，而导致发光二极管灯具中的发光二极管发生闪烁的情况。

目前业界通常使用相移电路(RC)充放电的特性，在整个工作周期皆会产生维持电流，然而却会造成发光二极管灯具的驱动电路效率降低，且影响灯具的使用寿命。

因此，如何提供一种可主动调节电流的发光驱动电路及发光装置，已成为重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种发光驱动电路，其适用于一发光装置，发光装置具有至少一发光单元和一电源供应电路，电源供应电路其从一输出端送出一系统电流来驱动发光单元，而发光驱动电路包括一开关单元和一比较器。开关单元其配置于一输出电流路径和一反馈电流路径之间，输出电流路径其电性连接电源供应电路的输出端，而反馈电流路径上的电流其反馈回电源供应电路的内部，且输出电流路径不经过发光单元。比较器是电性连接开关单元，并比较一系统电流相关电压和一参考电压而输出一控制信号来控制开关单元，系统电流相关电压的电位是依据系统电流的电流值大小而决定，其中比较器在系统电流的电流值小于一临界值且所述系统电流相关电压是一高电压值时会输出具有一第一状态的开关信号使开关单元实质短路，并在系统电流的电流值大于临界值且所述系统电流相关电压是一低电压值时输出具有一第二状态的开关信号使开关单元实质断路。

在一实施例中，其中开关单元和比较器其配置于一集成电路内，集成电路具有一第一接脚和一第二接脚，分别电性连接输出电流路径和反馈电流路径，且开关单元其分别电性连接第一接脚和第二接脚；一第三接脚，电性连接至反馈电流路径上的一负压节点；以及一第四接脚，电性连接发光单元，而流过发光单元的系统电流从第四接脚流入集成电路，并从第二接脚流至反馈电流路径。

在一实施例中，发光驱动电路，更包括一侦测电阻，其配置于反馈电流路径上，侦测电阻具有一第一端，其电性连接第二接脚，且侦测电阻具有一第二端，其电性连接负压节点。

在一实施例中，集成电路中还包括一参考电压源，电性连接至比较器的一第一输入端，以提供参考电压；一参考电流源，电性连接至比较器的一第二输入端，并提供一参考电流：以及一内部电阻，具有一第一端和一第二端，分别电性连接第三接脚和比较器的第二输入端，其中参考电流流过内部电阻，而在比较器的第二输入端产生系统电流相关电压。

在一实施例中，发光驱动电路，更包括一保护二极管，二极管具有一阳极端和一阴极端，分别电性连接至电源供应电路的输出端和发光单元，其中系统电流其经过保护二极管而流至发光单元。

为达上述目的，依据本发明的一种发光装置，其包括一电源供应电路，电性连接至一工作电源，并从一输出端提供一系统电流；一发光单元，电性连接电源供应电路，以接收系统电流，并依据系统电流而被驱动，且系统电流通过发光单元后会透过一反馈电流路径反馈回电源供应电路的内部；一开关单元，配置于一输出电流路径和反馈电流路径之间，而输出电流路径其电性连接电源供应电路的输出端，且输出电流路径不经过发光单元；以及一比较器，电性连接开关单元，并比较一系统电流相关电压和一参考电压而输出一控制信号来控制开关单元，系统电流相关电压的电位是依据系统电流的电流值大小而决定，其中比较器在系统电流的电流值小于一临界值且所述系统电流相关电压是一高电压值时会输出具有一第一状态的开关信号使开关单元实质短路，并在系统电流的电流值大于临界值且所述系统电流相关电压是一低电压值时输出具有一第二状态的开关信号使开关单元实质断路。

在一实施例中，电源供应电路包括一三端双向交流组件，具有一第一阳极和一第二阳极，第一阳极电性连接工作电源；以及一整流器，具有一输出端和一输入端，分别电性连接输出电流路径和反馈电流路径，且整流器还包括一第一电源端和一第二电源端，分别电性连接三端双向交流组件的第二阳极端和工作电源，其中临界值是三端双向交流组件的最低维持电流值。

在一实施例中，发光单元具有多个发光二极管，各发光二极管的阴极端电性连接至下一个发光二极管的阳极端，其中第一个发光二极管的阳极端其电性连接电源供应电路的输出端，以接收系统电流。

在一实施例中，开关单元和比较器其配置于一集成电路内，集成电路具有：一第一接脚和一第二接脚，分别电性连接输出电流路径和反馈电流路径，且开关单元其分别电性连接第一接脚和第二接脚；一第三接脚，电性连接至反馈电流路径上的一负压节点；以及一第四接脚，电性连接发光二极管的最后一发光二极管的阴极端，以使流过发光单元的系统电流从第四接脚流入集成电路，并从第二接脚流至反馈电流路径。

在一实施例中，发光装置，更包括一侦测电阻，配置于反馈电流路径上，侦测电阻具有一第一端，其电性连接第二接脚，且侦测电阻具有一第二端，其电性连接负压节点。

在一实施例中，集成电路中还包括：一参考电压源，电性连接至比较器的一第一输入端，以提供参考电压；一参考电流源，电性连接至比较器的一第二输入端，并提供一参考电流：以及一内部电阻，具有一第一端和一第二端，分别电性连接第三接脚和比较器的第二输入端，其中参考电流流过内部电阻，而在比较器的第二输入端产生系统电流相关电压。

在一实施例中，发光装置，更包括：一第一电路衬底，而发光单元和集成电路皆配置于第一电路衬底；一第二电路衬底，电性连接第一电路衬底，且电源供应电路配置于第二电路衬底；以及一散热模块，配置于第一电路衬底。

在一实施例中，发光装置，更包括：一保护二极管，具有一阳极端和一阴极端，分别电性连接至电源供应电路的输出端和发光二极管的第一个发光二极管的阳极端。

综上所述，本发明的发光装置及发光驱动电路，其依据系统电流的大小，而决定是否从工作电源抽取补充电流，以主动调节系统电流。因此，本发明至少具有下列优点：

一、由于本发明可以调节系统电流，因而避免发光二极管于调光时所产生闪烁的现象，因此本发明可以适用于具有三端双向交流组件的发光装置上；

二、由于发光驱动电路与调光单元位于不同的电路衬底上，并且发光驱动电路的衬底上因为配置有用来调节发光单元的散热模块，因此发光驱动电路也可以避免因为过热(当上述的开关单元导通时，由于电流量大，因此整个集成电路可能会过热)而损毁；

三、由于上述的开关单元和比较器等皆设置在集成电路之中，因此可共享集成电路内部的保护电路，不但可以保护发光驱动电路，并且也可降低电路设计成本。

附图说明

图1绘示为依照本发明之一较佳实施例的一种发光装置的电路示意图。

图2绘示为图1的集成电路的内部电路图。

图3绘示为依照本发明之一较佳实施例的一种发光装置的系统配置示意图。

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依本发明较佳实施例的一种发光装置，其中相同的组件将以相同的参照符号加以说明。

图1绘示为依照本发明之一较佳实施例的一种发光装置的电路示意图。请参照图1，发光装置1包括一电源供应电路12、一发光驱动电路13、和至少一发光单元15。电源供应电路12其电性连接一工作电源11，并且电性连接发光驱动电路13和发光单元15。

在本实施例中，发光单元15具有多个发光二极管，例如发光二极管51、52和53。另外，在一些实施例中，工作电源11是一交流电。

请继续参照图1，电源供应电路12具有一输出端122C，其透过主系统路径21电性连接至发光单元15。如此一来，电源供应电路12就可以从输出端122C输出一系统电流Isys，并且此系统电流Isys会透过主系统路径21传输至并且驱动驱动发光单元15。在本实施例中，主系统路径21上配置一保护二极管32。其中，保护二极管32的阳极端电性连接电源供应电路12的输出端122C，而保护二极管32的阴极端则透过主系统路径21电性连接至发光单元15。如此一来，当系统电流过低时，保护二极管32就可以阻隔从发光单元21来的逆电流。此外，电源供应电路12还透过输出电流路径22和反馈电流路径23电性连接至发光驱动电路13。特别的是，输出电流路22径不会经过发光单元15。

电源供应电路12包括一三端双向交流组件121和一整流器122。三端双向交流组件121具有一第一阳极端121A和一第二阳极端121B，其中第一阳极端121A电性连接工作电源11。另外，在本实施例中，整流器122可以利用桥式整流电路来实现。整流器122具有输出端(也就是电源供应电路12的输出端122C和输入端122D)，其中输入端122D其电性连接反馈电流路径23。此外，整流器122还包括第一电源端122A和第二电源端122B，其分别电性连接三端双向交流组件121的第二阳极端121B和工作电源11。

请继续参照图1，发光驱动电路13包括一控制单元，例如是一集成电路132(以下称集成电路132)。集成电路132包括接脚P1、P2、P3、P4和P5。接脚P1电性连接至输出电流路径22；接脚P4电性连接至发光单元15；接脚P2和P3则电性连接至节点N，并且节点N则透过反馈电流路径23电性连接至电源供应电路12：另外接脚P5则电性连接发光单元15，以便集成电路132透过接脚P5传送发光控制信号Vled给发光单元15，以控制发光单元15的状态。

图2绘示为图1的集成电路132的内部电路图。请合并参照图1和图2，集成电路132包括一开关单元41和一比较器42。开关单元41配置于输出电流路径22和反馈电流路径23之间。在本实施例中，开关单元41可以利用MOS晶体管来实现。另外，比较器42的输出端423电性连接所述开关单元41，并且比较器的输入端421和422分别电性连接一参考电压源44和一系统电流相关电压Vdet。藉此，比较器42就可以将一参考电压Vref和系统电流相关电压Vdet进行比较，并且依据比较结果而输出一控制信号Vc来控制开关单元41。在本实施例中，系统电流相关电压Vdet的电位是依据系统电流Isys的电流值大小而决定。

此外，在本实施例中，接脚P4其实质上电性连接至接脚P2。在此，所谓的“实质上电性连接”，指的是流入接脚P4的电流也会流到接脚P2，然而在接脚P2和P4之间，还配置有其它的组件，本实施例就不再一一赘述。

更详细地来看，集成电路132更包括一参考电流源43和一内部阻抗组件，例如内部电阻45，并且参考电流源43和内部电阻45分别电性连接至比较器42的输入端422。

此外，发光驱动电路13除了集成电路132之外，还包括侦测电阻34和电容33。侦测电阻34其配置于接脚P2和节点N之间，而电容33的两端则分别电性连接接脚P3和保护二极管32的阴极端。当系统电流Isys从发光单元15流过之后，会从接脚P4流进集成电路132，并且从接脚P2流到电阻34。当系统电流Isys流过电阻34时，节点N会产生一负电压V-。另一方面，集成电路132中的参考电流Iref流过内部电阻45时，也会产生内部电阻45的跨压。此时，负电压V-加上内部电阻45的跨压就等于系统电流相关电压Vdet。

当电源供应电路12从输出端122C输出系统电流Isys时，此系统电流Isys会循着主系统路径21流至发光单元15。另外，系统电流Isys还会对电容33充电。当系统电流Isys的电流值高于一临界值(也就是三端双向交流组件121的最低维持电流值)时，系统电流相关电压Vdet是一低电压值。此时，比较器42会依据系统电流相关电压Vdet和参考电压Vref的比较结果输出具有一第二状态的控制信号Vc到开关单元41，而使得开关单元41呈现实质断路的状态。由于系统电流Isys在临界值之上，因此三端双向交流组件122会维持导通的状态。

相对地，当发光单元15被调暗时，系统电流Isys的电流值可能会低于上述的临界值。因此，上述的系统电流相关电压Vdet就会是一高电压值，并且比较器42会输出具有第一状态的控制信号Vc到开关单元41，而使得开关单元41导通。此时，接脚P1和P2之间就会实质短路，这就使得集成电路132会从工作电源11抽取补充电流Ia。此补充电流Ia其循着输出电流路径22从接脚P1流进集成电路132，并且此补充电流Ia会与系统电流Isys一同从接脚P2循着反馈电流路径23流回电源供应电路12。由于流回电源供应电路12的电流是系统电流Isys加上补充电流Ia，因此流回电源供应电路12的电流仍旧会维持在临界值之上，而使得三端双向交流组件121持续导通。如此一来，发光单元15就不会有闪烁的现象产生。

图3绘示为依照本发明之一较佳实施例的一种发光装置的系统配置示意图。请参照图3，在较佳的实施例中，电源供应电路12其配置在第一电路衬底322上，而发光驱动电路13则与发光单元15一起配置于第二电路衬底324上。另外，第二电路衬底324还配置有散热模块326，例如是铝衬底的散热片，因此发光驱动电路13不会因为过热而损坏。

综上所述，本发明的发光装置及发光驱动电路，其依据系统电流的大小，而决定是否从工作电源抽取补充电流，以主动调节系统电流。因此，本发明至少具有下列优点：

一、由于本发明可以调节系统电流，因而避免发光二极管于调光时所产生闪烁的现象，因此本发明可以适用于具有三端双向交流组件的发光装置上；

二、由于发光驱动电路与调光单元位于不同的电路衬底上，并且发光驱动电路的衬底上因为配置有用来调节发光单元的散热模块，因此发光驱动电路也可以避免因为过热(当上述的开关单元导通时，由于电流量大，因此整个集成电路可能会过热)而损毁；

三、由于上述的开关单元和比较器等皆设置在集成电路之中，因此可共享集成电路内部的保护电路，不但可以保护发光驱动电路，并且也可降低电路设计成本。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于后附的权利要求中。

Claims (13)

1.一种发光驱动电路，适用于一发光装置，所述发光装置具有至少一发光单元和一电源供应电路，所述电源供应电路其从一输出端送出一系统电流来驱动所述发光单元，其特征在于，所述发光驱动电路包括：

一开关单元，配置于一输出电流路径和一反馈电流路径之间，所述输出电流路径其电性连接所述电源供应电路的输出端，而所述反馈电流路径上的电流其反馈回所述电源供应电路的内部，且所述输出电流路径不经过所述发光单元；以及

一比较器，电性连接所述开关单元，并比较一系统电流相关电压和一参考电压而输出一控制信号来控制所述开关单元，所述系统电流相关电压的电位是依据所述系统电流的电流值大小而决定，

其中所述比较器在所述系统电流的电流值小于一临界值且所述系统电流相关电压是一高电压值时会输出具有一第一状态的开关信号使所述开关单元实质短路，并在所述系统电流的电流值大于所述临界值且所述系统电流相关电压是一低电压值时输出具有一第二状态的开关信号使所述开关单元实质断路。

2.如权利要求1所述的发光驱动电路，其特征在于，其中所述开关单元和所述比较器其配置于一集成电路内，所述集成电路具有：

一第一接脚和一第二接脚，分别电性连接所述输出电流路径和所述反馈电流路径，且所述开关单元其分别电性连接所述第一接脚和所述第二接脚；

一第三接脚，电性连接至所述反馈电流路径上的一负压节点；以及

一第四接脚，电性连接所述发光单元，而流过所述发光单元的所述系统电流从所述第四接脚流入所述集成电路，并从所述第二接脚流至所述反馈电流路径。

3.如权利要求2所述的发光驱动电路，其特征在于，所述发光驱动电路更包括：

一侦测电阻，配置于所述反馈电流路径上，所述侦测电阻具有一第一端，其电性连接所述第二接脚，且所述侦测电阻具有一第二端，其电性连接所述负压节点。

4.如权利要求2所述的发光驱动电路，其特征在于，其中所述集成电路中还包括：

一参考电压源，电性连接至所述比较器的一第一输入端，以提供所述参考电压；

一参考电流源，电性连接至所述比较器的一第二输入端，并提供一参考电流：以及

一内部电阻，具有一第一端和一第二端，分别电性连接所述第三接脚和所述比较器的所述第二输入端，

其中所述参考电流流过所述内部电阻，而在所述比较器的所述第二输入端产生所述系统电流相关电压。

5.如权利要求1所述的发光驱动电路，其特征在于，所述发光驱动电路更包括：

一保护二极管，具有一阳极端和一阴极端，分别电性连接至所述电源供应电路的所述输出端和所述发光单元，

其中所述系统电流其经过所述保护二极管而流至所述发光单元。

6.一种发光装置，其特征在于，所述发光装置包括：

一电源供应电路，电性连接至一工作电源，并从一输出端提供一系统电流；

一发光单元，电性连接所述电源供应电路，以接收所述系统电流，并依据所述系统电流而被驱动，且所述系统电流通过所述发光单元后会透过一反馈电流路径反馈回所述电源供应电路的内部；

一开关单元，配置于一输出电流路径和所述反馈电流路径之间，而所述输出电流路径其电性连接所述电源供应电路的输出端，且所述输出电流路径不经过所述发光单元；以及

一比较器，电性连接所述开关单元，并比较一系统电流相关电压和一参考电压而输出一控制信号来控制所述开关单元，所述系统电流相关电压的电位是依据所述系统电流的电流值大小而决定，

其中所述比较器在所述系统电流的电流值小于一临界值且所述系统电流相关电压是一高电压值时会输出具有一第一状态的开关信号使所述开关单元实质短路，并在所述系统电流的电流值大于所述临界值且所述系统电流相关电压是一低电压值时输出具有一第二状态的开关信号使所述开关单元实质断路。

7.如权利要求6所述的发光装置，其特征在于，其中所述电源供应电路包括：

一三端双向交流组件，具有一第一阳极和一第二阳极，所述第一阳极电性连接所述工作电源；以及

一整流器，具有一输出端和一输入端，分别电性连接所述输出电流路径和所述反馈电流路径，且所述整流器还包括一第一电源端和一第二电源端，分别电性连接所述三端双向交流组件的所述第二阳极端和所述工作电源，

其中所述临界值是所述三端双向交流组件的最低维持电流值。

8.如权利要求6所述的发光装置，其特征在于，其中所述发光单元具有多个发光二极管，各所述发光二极管的阴极端电性连接至下一个发光二极管的阳极端，其中第一个发光二极管的阳极端其电性连接所述电源供应电路的所述输出端，以接收所述系统电流。

9.如权利要求8所述的发光装置，其特征在于，其中所述开关单元和所述比较器其配置于一集成电路内，所述集成电路具有：

一第一接脚和一第二接脚，分别电性连接所述输出电流路径和所述反馈电流路径，且所述开关单元其分别电性连接所述第一接脚和所述第二接脚；以及

一第三接脚，电性连接至所述反馈电流路径上的一负压节点；以及

一第四接脚，电性连接所述发光二极管的最后一发光二极管的阴极端，以使流过所述发光单元的所述系统电流从所述第四接脚流入所述集成电路，并从所述第二接脚流至所述反馈电流路径。

10.如权利要求9所述的发光装置，其特征在于，所述发光装置更包括：

一侦测电阻，配置于所述反馈电流路径上，所述侦测电阻具有一第一端，其电性连接所述第二接脚，且所述侦测电阻具有一第二端，其电性连接所述负压节点。

11.如权利要求9所述的发光装置，其特征在于，其中所述集成电路中还包括：

一参考电压源，电性连接至所述比较器的一第一输入端，以提供所述参考电压；

一参考电流源，电性连接至所述比较器的一第二输入端，并提供一参考电流：以及

一内部电阻，具有一第一端和一第二端，分别电性连接所述第三接脚和所述比较器的所述第二输入端，

其中所述参考电流流过所述内部电阻，而在所述比较器的所述第二输入端产生所述系统电流相关电压。

12.如权利要求9所述的发光装置，其特征在于，所述发光装置更包括：

一第一电路衬底，而所述发光单元和所述集成电路皆配置于所述第一电路衬底；

一第二电路衬底，电性连接所述第一电路衬底，且所述电源供应电路配置于所述第二电路衬底；以及

一散热模块，配置于所述第一电路衬底。

13.如权利要求9所述的发光装置，其特征在于，所述发光装置更包括：

一保护二极管，具有一阳极端和一阴极端，分别电性连接至所述电源供应电路的所述输出端和所述发光二极管的第一个发光二极管的阳极端。