CN108811232A - 发光二极管驱动电路 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管驱动电路，包含一充放电路以及一恒流单元。该充放电路耦接于一交流电流源，并且包含一阻抗、一二极管以及一储能单元。该二极管耦接于该阻抗和该阻抗。该储能单元耦接于该阻抗、该二极管，和发光二极管单元。该恒流单元串联至该充放电路，并且用以调节电流。于该交流电流源供电的正半周期，该恒流单元通过该阻抗向该储能单元充电。于该交流电流源供电的负半周期，该储能单元会通过该二极管提供放电电流给该发光二极管单元，使得通过本发明，发光二极管驱动电路的驱动电流在交流电流源的正负周期交替时仍处于稳定的状态，进而大幅改善频闪问题。

Description

发光二极管驱动电路
技术领域
本发明涉及一种驱动电路，特别是关于一种低频闪(low flicker)的发光二极管驱动电路。
背景技术
近年来环保意识快速增长，各国纷纷提倡节能减碳等环保政策。降低照明灯具所消耗的电源即是其中一例。而目前最热门的节能灯具莫过于是发光二极管(LightEmitting Diode，LED)灯照明，它因为具有节省能源、环保、寿命长与坚固耐用等优点，正逐步取代传统灯具，并逐渐扩展至各种应用。
许多市面上贩售的LED灯具通过交流(AC)电源来供电，由于交流电源是弦波之故，在弦波的下降期间(负半周期)为供电较低的周期，此时驱动LED的电流会有突降的情况，这样的情况会造成频闪现象。相关研究指出，上述频闪现象会引发使用者头痛、疲劳、视力减弱等症状，而无论人眼是否能够察觉，频闪现象都会对视觉造成一定程度的伤害。
综上所述，如何实现低频闪的发光二极管驱动电路实为本领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低频闪的发光二极管驱动电路，于发光二极管驱动电路中提供一充放电电路，与发光二极管单元并联，借此在AC电源供电较低的周期时提供放电电流给发光二极管单元，以避免驱动LED的电流有突降的情况，进而改善现有技术中发光二极管驱动电路所面临的频闪问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种发光二极管驱动电路，用以至少驱动一第一发光二极管单元，该第一发光二极管单元包含一第一端以及一第二端，该第一发光二极管单元包含至少一发光二极管，该发光二极管驱动电路包含一第一充放电路、至少一第一恒流单元以及一第二恒流单元。该第一充放电路耦接于一交流电流源，并且包含一第一阻抗、一第一二极管以及一第一储能单元。该第一阻抗包含一第一端以及一第二端。该第一二极管包含一第一端以及一第二端，该第一二极管的该第一端耦接于该第一阻抗的该第一端，以及该第一二极管的该第二端耦接于该第一阻抗的该第二端。该第一储能单元包含一第一端以及一第二端，该第一储能单元的该第一端耦接于该第一阻抗的该第二端与该第一二极管的该第二端，该第一储能单元的该第二端耦接于该第一发光二极管单元的该第二端。该至少一第一恒流单元串联至该第一充放电路的该第一端，并且用以调节电流，该第一发光二极管单元的该第一端耦接至该至少一第一恒流单元。于该交流电流源供电的正半周期，该至少一第一恒流单元通过该第一阻抗向该第一储能单元充电；以及于该交流电流源供电的负半周期，该第一储能单元会通过该第一二极管提供放电电流给该第一发光二极管单元。该第二恒流单元串联于该第一发光二极管单元并用以调节电流，其中串联的该第二恒流单元与该第一发光二极管单元并联于该第一充放电路。
本发明还提供了一种发光二极管驱动电路，用以至少驱动一第一发光二极管单元，该第一发光二极管单元包含一第一端以及一第二端，该第一发光二极管单元包含至少一发光二极管，该发光二极管驱动电路包含一第一充放电路、一第二充放电路、至少一第一恒流单元、一第二恒流单元以及一第三恒流单元。该第一充放电路耦接于一交流电流源，并且包含一第一阻抗、一第一二极管以及一第一储能单元。该第一阻抗包含一第一端以及一第二端。该第一二极管包含一第一端以及一第二端，该第一二极管的该第一端耦接于该第一阻抗的该第一端，以及该第一二极管的该第二端耦接于该第一阻抗的该第二端。该第一储能单元包含一第一端以及一第二端，该第一储能单元的该第一端耦接于该第一阻抗的该第二端与该第一二极管的该第二端，该第一储能单元的该第二端耦接于该第一发光二极管单元的该第二端。该至少一第一恒流单元串联至该第一充放电路的该第一端，并且用以调节电流，该第一发光二极管单元的该第一端耦接至该至少一第一恒流单元。于该交流电流源供电的正半周期，该至少一第一恒流单元通过该第一阻抗向该第一储能单元充电；以及于该交流电流源供电的负半周期，该第一储能单元会通过该第一二极管提供放电电流给该第一发光二极管单元。该第二恒流单元串联于该第一发光二极管单元并用以调节电流，其中串联的该第二恒流单元与该第一发光二极管单元并联于该第一充放电路。该第二充放电路包含一第一端以及一第二端，该第二充放电路的该第一端耦接于该至少一第一恒流单元。该第三恒流单元耦接于该第二充放电路的该第二端。
本发明还提供了一种发光二极管驱动电路，用以至少驱动一第一发光二极管单元，该第一发光二极管单元包含一第一端以及一第二端，该第一发光二极管单元包含至少一发光二极管，该发光二极管驱动电路包含一第一充放电路、至少一第一恒流单元以及多个第二恒流单元。该第一充放电路耦接于一交流电流源，并且包含一第一阻抗、一第一二极管以及一第一储能单元。该第一阻抗包含一第一端以及一第二端。该第一二极管包含一第一端以及一第二端，该第一二极管的该第一端耦接于该第一阻抗的该第一端，以及该第一二极管的该第二端耦接于该第一阻抗的该第二端。该第一储能单元包含一第一端以及一第二端，该第一储能单元的该第一端耦接于该第一阻抗的该第二端与该第一二极管的该第二端，该第一储能单元的该第二端耦接于该第一发光二极管单元的该第二端。该至少一第一恒流单元串联至该第一充放电路的该第一端，并且用以调节电流，该第一发光二极管单元的该第一端耦接至该至少一第一恒流单元。于该交流电流源供电的正半周期，该至少一第一恒流单元通过该第一阻抗向该第一储能单元充电；以及于该交流电流源供电的负半周期，该第一储能单元会通过该第一二极管提供放电电流给该第一发光二极管单元。该多个第二恒流单元并联于该第一充放电路，其中该多个第二恒流单元彼此并联。
本发明的技术效果在于：
综上所述，通过利用本发明的实施例所提供的架构，发光二极管驱动电路的驱动电流在交流电流源的正负周期交替时仍处于稳定的状态，而不会有突升或是突降的情况，故可大幅改善现有技术中发光二极管驱动电路所面临的频闪问题，进而提供使用者更好的体验。
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为根据本发明第一实施例的发光二极管驱动电路的示意图；
图2为根据本发明第二实施例的发光二极管驱动电路的示意图；
图3为根据本发明第三实施例的发光二极管驱动电路的示意图。
其中，附图标记：
100、200、300 发光二极管驱动电路
110a、RL1a、CE1a、RS1a 第一端
110b、RL1b、CE1b、RS1b 第二端
120 充放电路
RS1、RL1 阻抗
130、150、230-1～230-n 恒流单元
330-1～330-n
140、240、340 交流电流源
DS1 二极管
CE1 储能单元
DS1a 第一端
DS1b 第二端
201、202、230、260 区块
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
请参考图1，图1为根据本发明第一实施例的发光二极管驱动电路100的示意图。发光二极管驱动电路100为一阶电路，并且用以至少驱动一发光二极管单元110，该发光二极管单元110包含一第一端110a以及一第二端110b，其中该发光二极管单元110可包含一或多个发光二极管(light emitting diode，LED)。该发光二极管驱动电路包含一充放电路120、阻抗RS1以及恒流单元130、150。充放电路120耦接于一交流电流源140，且充放电路120包含阻抗RL1、二极管DS1以及储能单元CE1。举例来说，阻抗RL1、RS1可以是一电阻，且储能单元CE1可以是一电容性元件，例如一电容，但本发明不以此为限。阻抗RL1包含一第一端RL1a及一第二端RL1b。二极管DS1包含一第一端DS1a以及一第二端DS1b，第一二极管DS1的第一端DS1a耦接于阻抗RL1的第一端RL1a，以及二极管DS1的第二端DS1a耦接于阻抗RL1的第二端RL1b。储能单元CE1包含一第一端CE1a以及一第二端CE1b，储能单元CE1的第一端CE1a耦接于阻抗RL1的第二端RL1b与二极管DS1的第二端DS1b，储能单元CE1的第二端CE1b耦接于发光二极管单元110的第二端110b。恒流单元130串联至充放电路120的上端，并且用以调节电流。发光二极管单元110的第一端110a耦接于恒流单元150。于交流电流源140供电的正半周期(例如弦波的正半周期)，恒流单元130通过阻抗RL1向储能单元CE1充电。举例来说，当恒流单元130提供驱动电流给发光二极管单元110时，也会一并通过阻抗RL1向储能单元CE1充电。此外，于交流电流源140供电的负半周期(例如弦波的负半周期)，储能单元CE1会通过二极管DS1提供放电电流给发光二极管单元110。举例来说，由于恒流单元130在交流电流源供电较低周期时，会停止供应驱动电流给发光二极管单元110，此时二极管DS1会导通，使得储能单元CE1通过二极管DS1提供放电电流给发光二极管单元110。如此一来，供应给发光二极管单元110的电流在交流电流源140的正负周期交替时仍处于稳定的状态，而不会有突升或是突降的情况，因而大幅改善了现有技术中的频闪现象。
阻抗RS1并联于充放电路120，其中阻抗RS1的第一端RS1a耦接于二极管DS1的第一端DS1a以及阻抗RL1a的第一端RL1a，且阻抗RS1的第二端RS1b耦接于储能单元CE1的第二端CE1b。当交流电流源140关闭后，阻抗RS1用以提供储能单元CE1将剩余能量耗尽的路径，例如储能单元CE1可通过阻抗RS1将残存的电荷释放至地端。
恒流单元150串联于发光二极管单元110并用以调节电流，其中串联的恒流单元150、发光二极管单元110并联于充放电路120。作为与电容性元件(例如储能单元CE1)并联时，恒流单元150可对电流路径上的电阻值进行平衡匹配，而让电容性元件有更佳的充放电电流。
恒流单元130、150可包含三个接角(pin)OUT、GND、REXT(于图中分别标示为O、G、R)，其中接角“O”为电源输入与恒流输出端，接角“G”为接地端，以及接角“R”为输出电流直设置端。然而，以上接角的功能仅为一示范性的说明，实际功能与耦接关系可能会随电路设计而有所改变。此外，恒流器130、150的接角“R”皆耦接一电阻，此电阻是用来设定电流值，以提供作为参考的恒定电流，使发光二极管驱动电路100可以正常工作。
此外，在搭配发光二极管单元110以及充放电路120工作时，当工作电压正常时(例如达到一足以导通/驱动恒流单元130的准位)，恒流单元130、150会同步开始动作；然而，当工作电压过低时(例如是一不足以导通/驱动恒流单元130的准位)，则恒流单元130不进行动作，但由于储能单元CE1此时会进行放电，使得恒流单元150正常开启，达到低频闪的功能。
请参考图2，图2为根据本发明第二实施例的发光二极管驱动电路200的示意图。发光二极管驱动电路200为二阶电路，并且用以驱动发光二极管单元110。发光二极管驱动电路200包含区块201、202、230以及260，其中区块201、202中的元件(充放电路120、阻抗RS1以及发光二极管单元110)已于前一实施例中描述，故此处不再赘述。
如图2所示，区块230包含多个并联的恒流单元230-1、230-2、…、230-n，用以提供固定电流给一阶电路(即区块201)、二阶电路(即区块202)，其中多个并联的恒流器的设计可以承受较大功率的电源，而实际的恒流器数量可视需求予以调整。在本实施例中，一阶电路的上下两端皆串联于至少一恒流单元(例如区块230中的至少一恒流单元以及区块260中的至少一恒流单元)以进行限流；二阶电路仅上端串联于至少一恒流单元。此外，一阶区块201、二阶区块202中的发光二极管单元110皆并联于各自的储能单元CE1。由于发光二极管驱动电路200的操作原理与发光二极管驱动电路100相仿，故不另多作描述。此外，区块260的元件设计可视实际需求予以改变。
图2中区块230的恒流单元230-1、230-2、…、230-n的运作可参考图1中恒流单元130的运作，故不再赘述。此外，在本实施例中，恒流单元230-1、230-2、…、230-n的接角“R”皆耦接两路彼此并联的阻抗，相较于仅耦接一路阻抗，耦接于并联的多路阻抗可进一步降低恒流器的负担，并且提升发光二极管驱动电路200的整体工作效能。
请参考图3，图3为根据本发明第三实施例的发光二极管驱动电路300的示意图。发光二极管驱动电路300为一阶电路，并且包含多个恒流单元330-1～330-n，并联于充放电路120，其中恒流单元330-1～330-n彼此并联。本实施例利用并联的恒流电路与发光二极管单元110串联，再与充放电路120并联，以对电流路径的阻值进行平衡匹配，而让储能单元CE1有较佳的充放电电流。相较于第一实施例，本实施例进一步省去了与充放电路120串联的恒流单元(即图1中的恒流单元130)。
在本实施例中，恒流单元330-1～330-n不会因为工作电压过低而关闭，因此无论在发光二极管驱动电路300的充电模式或放电模式下，恒流单元330-1～330-n均会开启。恒流单元330-1～330-n中每一恒流单元耦接两路并联的电阻是用以提升供应电流的精准度。此外，多个恒流单元330-1～330-n并联是为了有固定的最大恒流值，而实际并联数量可视实际需求而有所增减，例如当目前供应的电流无法满足需求时，可再多并联一路来提高供应的电流。
此外，在本实施例中，恒流单元330-1～330-n的接角“R”皆耦接两路彼此并联的阻抗，相较于仅耦接一路阻抗，耦接于并联的多路阻抗可进一步降低恒流器的负担，并且提升发光二极管驱动电路300的整体工作效能。
综上所述，通过利用本发明的实施例所提供的架构，发光二极管驱动电路的驱动电流在交流电流源的正负周期交替时仍处于稳定的状态，而不会有突升或是突降的情况，故可大幅改善现有技术中发光二极管驱动电路所面临的频闪问题，进而提供使用者更好的体验。
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 (10)

1.一种发光二极管驱动电路，用以至少驱动一第一发光二极管单元，其特征在于，该第一发光二极管单元包含一第一端以及一第二端，该第一发光二极管单元包含至少一发光二极管，该发光二极管驱动电路包含：
一第一充放电路，耦接于一交流电流源，包含：
一第一阻抗，包含一第一端以及一第二端；
一第一二极管，包含一第一端以及一第二端，该第一二极管的该第一端耦接于该第一阻抗的该第一端，该第一二极管的该第二端耦接于该第一阻抗的该第二端；以及
一第一储能单元，包含一第一端以及一第二端，该第一储能单元的该第一端耦接于该第一阻抗的该第二端与该第一二极管的该第二端，该第一储能单元的该第二端耦接于该第一发光二极管单元的该第二端；
至少一第一恒流单元，串联至该第一充放电路的该第一端，该至少一第一恒流单元用以调节电流，该第一发光二极管单元的该第一端耦接至该至少一第一恒流单元；
其中于该交流电流源供电的正半周期，该至少一第一恒流单元通过该第一阻抗向该第一储能单元充电；以及于该交流电流源供电的负半周期，该第一储能单元会通过该第一二极管提供放电电流给该第一发光二极管单元。
2.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，另包含：
一第二阻抗，包含一第一端以及一第二端，该第二阻抗的该第一端耦接于该第一阻抗的该第一端，该第二阻抗的该第二端耦接于该第一储能单元的该第二端，该第二阻抗用以在该交流电流源关闭后提供该第一储能单元释放残余电荷的路径。
3.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，另包含：
一第二恒流单元，串联于该第一发光二极管单元并用以调节电流，其中串联的该第二恒流单元与该第一发光二极管单元并联于该第一充放电路。
4.如权利要求3所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，另包含：
一第二充放电路，包含一第一端以及一第二端，该第二充放电路的该第一端耦接于该至少一第一恒流单元；以及
一第三恒流单元，耦接于该第二充放电路的该第二端。
5.如权利要求4所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该第二充放电路包含：
一第二阻抗，包含一第一端以及一第二端；
一第二二极管，包含一第一端以及一第二端，该第二二极管的该第一端耦接于该第二阻抗的该第一端，该第二二极管的该第二端耦接于该第二阻抗的该第二端；以及
一第二储能单元，包含一第一端以及一第二端，该第二储能单元的该第一端耦接于该第二阻抗的该第二端与该第二二极管的该第二端。
6.如权利要求5所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，另包含：
一第三阻抗，包含一第一端以及一第二端，该第三阻抗的该第一端耦接于该第二阻抗的该第一端，该第三阻抗的该第二端耦接于该第二储能单元的该第二端，该第三阻抗用以在该交流电流源关闭后提供该第二储能单元释放残余电荷的路径。
7.如权利要求5所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该第二充放电路另并联于一第二发光二极管单元，该第二发光二极管单元包含至少一发光二极管。
8.如权利要求4所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该第一充放电路为二阶电路，以及该第二充放电路为一阶电路。
9.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，另包含：
多个第二恒流单元，并联于该第一充放电路，其中该多个第二恒流单元彼此并联。
10.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该至少一第一恒流单元中每一第一恒流单元包含至少一用来设定电流值的阻抗。
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