CN200980184Y

CN200980184Y - 发光二极管的驱动电路

Info

Publication number: CN200980184Y
Application number: CN 200620121124
Authority: CN
Inventors: 黄光昌; 林三宝
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-07-13
Filing date: 2006-07-13
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2016-07-13

Abstract

本实用新型是有关在一种驱动电路，尤指一种发光二极管的驱动电路，其主要是以一全波整流电路对一交流讯号进行整流的动作，再以一电压调整装置对整流后的讯号进行调整，并通过一定电流电路的使用达到对至少一发光二极管提供定电流的目的，由于定电流电路仅包括有一晶体管、一齐纳二极管及至少一电阻，将有利于降低驱动电路的体积，使得驱动电路可适用在一般照明装置所使用的供电灯座。

Description

发光二极管的驱动电路

技术领域

本实用新型涉及的是一种驱动电路，其特别涉及的是透过一晶体管、一齐纳二极管及至少一电阻的组合，达到对发光二极管提供一定电流讯号的目的。

背景技术

发光二极管(LED；LightEmittingDiode)为一种由半导体材料所制作而成的发光组件，透过半导体材料的选择可顺利将电能转换成为光能。由于发光二极管具有体积小、使用寿命长、驱动电压低、反应速率快及抗震等特佳，可与我们周遭的生活用品进行结合，并作为照明或显示的用途。

一般现有的发光二极管的驱动电路是如图1所示，驱动电路10是以一交流讯号源11作为工作电源，并以交流讯号源11串接有一桥式整流电路13，并以桥式整流电路13达到对交流讯号进行整流的目的。再以一电容15、至少一发光二极管19及电阻R作为桥式整流电路13的负载，其中，电容15是与发光二极管19及电阻R并联。

通过上述驱动电路10的设置是可对交流讯号进行转换，并致使发光二极管19产生光源，然而，在实际驱动发光二极管19的时候，此一驱动电路10仍然会有以下的问题产生。

发光二极管19是为一发光亮度与输入电流成一正比关是的组件，因此若要使得发光二极管19产生一稳定的光源，就必需要对发光二极管19输入定电流。但上述的驱动电路10仅能对串接的发光二极管19及电阻R提供一定电压，若发光二极管19的顺向电压(forwardvoltage)随工作温度上升而产生变化，或是发光二极管19因生产批次的不同而造成顺向电压的改变，将无法达到持续对发光二极管19提供定电流的目的，通过此发光二极管19将无法持续产生一固定亮度的光源。

再者，发光二极管19在大量生产的同时，其顺向电压往往会有所差异，例如，顺向电压可能位在3.5伏特及4伏特之间，而驱动电路10在使用时主要是对串接的发光二极管19及电阻R提供一固定电压，因此，将会对发光二极管19的发光亮度造成影响。

又，驱动电路10在对串接的发光二极管19及电阻R提供一固定的电压时，电阻R将会对多余的电压进行消耗，例如，当驱动电路10所提供的电压为10伏特，而发光二极管19所消耗的电压为7伏特时，则表示有3伏特的电压是持续消耗在电阻R上面的。在电阻R上所消耗的电压有相当大的比例会转换为热量，所述热量将会以不同的方式传递至电阻R的附近，当热量传递至发光二极管19的时候，将会造成发光二极管19的温度上升，进而影响了发光二极管19的发光亮度及发光效率。

发明内容

为此，如何针对上述现有构造所遭遇的问题，设计出一种发光二极管的驱动电路，不仅可有效降低整体驱动电路的体积，亦可有效提高发光二极管的系统能源使用效率，此即为本实用新型的发明重点。

本实用新型的主要目的，在于提供一种发光二极管的驱动电路，其中通过定电流电路的设置可对发光二极管提供一定电流讯号，并致使发光二极管可产生一固定亮度的光源。

本实用新型的次要目的，在于提供一种发光二极管的驱动电路，其中是可依据发光二极管的顺向电压的大小，调整提供给定电流电路的电压值，以降低定电流电路所消耗的能量。

本实用新型的又一目的，在于提供一种发光二极管的驱动电路，其中通过对定电流电路所负载的电压的调整，可有效提高发光二极管的系统能源使用效率。

本实用新型的又一目的，在于提供一种发光二极管的驱动电路，其中通过对提供给定电流电路的电压的调整，可有效避免驱动电路在使用过程中产生高温，并有利在发光二极管的发光亮度的提升。

本实用新型的又一目的，在于提供一种发光二极管的驱动电路，是具有较小的体积并可设置在一灯座内部，通过此将可以一般的供电电路对驱动电路及发光二极管进行供电。

本实用新型的又一目的，在于提供一种发光二极管的驱动电路，其中所述桥式整流电路是由复数个萧特基二极管、快速整流二极管或超快速整流二极管所组成，将可对高频率的交流讯号进行整流的动作。

为此，为达成上述目的，本实用新型提供一种发光二极管的驱动电路，其主要是包括有一全波整流电路；一电压调整装置，是连接全波整流电路；及一定电流电路，并联电压调整装置，是包括有一晶体管及一齐纳二极管，其中，晶体管的基极是耦接齐纳二极管及一第一电阻，晶体管的射极是耦接一第二电阻，而晶体管的集极是耦接至少一发光二极管。

又，本实用新型尚提供一种发光二极管的驱动电路，其主要是包括有一电压调整装置，是作为一直流讯号的负载；及一定电流电路，并联电压调整装置，是包括有一晶体管及一齐纳二极管，其中，晶体管的基极是耦接齐纳二极管及一第一电阻，晶体管的射极是耦接一第二电阻，而晶体管的集极是耦接至少一发光二极管。

以下结合附图，对本新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

附图说明

图1为现有驱动电路的电路连接示意图；

图2为本实用新型驱动电路一较佳实施例的电路连接示意图；

图3A至图3C分别为本实用新型上述实施例的输入讯号波形图；

图4是为本实用新型驱动电路又一实施例的电路连接示意图；

图5A至图5B分别为本实用新型上述实施例的输入讯号波形图。

附图标记说明：10-驱动电路；11-交流讯号源；13-桥式整流电路；15-电容；19-发光二极管；20-驱动电路；21-交流讯号源；23-全波整流电路；25-电压调整装置；27-定电流电路；29-发光二极管；30-驱动电路；33-全波整流电路。

具体实施方式

首先，请参阅图2所示，是为本实用新型一较佳实施例的电路连接示意图。如图所示，本实用新型所述的发光二极管的驱动电路20主要是包括有一全波整流电路23、一电压调整装置25及一定电流电路27。全波整流电路23是可为一桥式整流电路，例如由四个二极管(D1、D2、D3、D4)串接而成，并可将交流讯号源21所产生的交流讯号进行整流。例如，交流讯号源21所产生的交流讯号S1是为一弦波讯号，如图3A所示，则交流讯号S1在经过桥式整流电路后，其正半周讯号S1+将经由二极管D1及D4导通，而负半周讯号S1-将经由二极管D2及D3导通，通过此交流讯号S1对负载端(电压调整装置25及定电流电路27)而言将持续为一正半周的整流讯号S2，如图3B所示。

全波整流电路23是连接有电压调整装置25及定电流电路27，其中电压调整装置25与定电流电路27是以并联方式设置，通过电压调整装置25的设置将可对定电流电路27输入一稳定的电压讯号。例如，电压调整装置25是可为一电容C，而电容C在接收全波整流电路23所提供的整流讯号S2后，电容C内部将进行一充放电的动作，并致使整流讯号S2成为一负载讯号S3，而负载讯号S3是为一稳定的电压讯号，如图3C所示。

定电流电路27是包括有一晶体管Q、一齐纳二极管(Zenerdiode)Zd及至少一电阻(R1、R2)。其中，晶体管Q的基极(Base)是与第一电阻R1及齐纳二极管Zd相耦接，晶体管Q的射极(Emitter)则耦接一第二电阻R2，而晶体管Q的集极(Collector)是耦接至少一发光二极管(LED，LightEmittingDiode)29。对晶体管Q而言由射极所输出的电流I_e是为基极的输入电流I_b及集极所输入电流I_c的总合。

I_{e} = I_{b} + I_{c} = I_{c} (\frac{1}{β} + 1) - - - (1)

其中β是为晶体管Q的电流增益，由于β是远大在1通过此可由式(1)推算出I_e＝I_c。

又，晶体管Q的射极所输出的电流大小如下：

I_e＝(V_r-V_be)/R

其中，基极及射极之间的电压差V_be是为定值，换言的，当控制V_r及R为定值时，便可使得I_e为一固定大小的电流讯号，而I_c将同样为一固定大小的电流讯号。在使用定电流电路27时，是使得发光二极管29耦接在晶体管Q的集极，通过此，定电流电路27将持续对发光二极管29提供一定电流讯号I_c，并使得发光二极管29产生一固定亮度的光源。

又，在实际应用时是可依据发光二极管29所消耗的电压大小选择不同的电压调整装置25，并对定电流电路27持续提供定电压，并致使定电流电路27持续对发光二极管29提供定电流。例如，当电压调整装置25是为一电容C时，是可使得电容C的大小如下：

C = \frac{I_{c} [\frac{π}{2} + \sin^{- 1} (\frac{V_{0}}{V_{m}})]}{2 πf (V_{m} {- V}_{0})}

f是为交流讯号S1的频率(powersourcefrequency)

V_m是为交流讯号S1的最大值(peakvoltageofpowersource)

I_c是为输入发光二极管29的电流

V₀是为负载在定电流电路27的电压

其中，V_m及f的大小是与交流讯号S1相关，在交流讯号S1选定后两者皆可视为定值，而输入发光二极管29的电流I_c大小是与发光二极管29的发光亮度成正比，所以在决定发光二极管29所产生的发光亮度的同时，就等在选择了输入电流的大小。由于V_m、f及I_c的值都是可以调整并固定的，当以上三者为定值的时候，电容C的大小将直接影响负载在定电流电路27的电压V₀，换言的，是可依据定电流电路27中发光二极管29的顺向电压(forwardvoltage)选择适当大小的电容C。

通过对负载在定电流电路27的电压V₀进行调整，将可以有效减少定电流电路27所造成能量的消耗。例如，负载在定电流电路27的电压V₀是为10伏特，而发光二极管29所需要的顺向电压为6伏特时，便有将近4伏特的电压是被第二电阻R2及晶体管Q所共同消耗掉的。在第二电阻R2上所消耗的能量将有部分会转换为热量，不仅将造成能量的消耗，同时第二电阻R2所产生的热量亦会影响发光二极管29及定电流电路27在使用时的不稳定，例如，造成发光二极管29过热而影响其发光效率等。

因此，是可依据发光二极管29整体的顺向电压V_led，选择适当大小的电容C，进而控制负载在定电流电路27上的电压V₀大小，并使得V₀略大在V_led，例如，发光二极管29整体的顺向电压V_led为6伏特时，是可选择适当大小的电容C，并致使负载在定电流电路27的电压V₀的大小为7.5伏特，则驱动电路20在使用的过程当中，将只有小在1伏特的电压会消耗在第二电阻R2及晶体管Q上，不仅可减少定电流电路27所消耗的能量，更可以防止发光二极管29在使用过程中有过热的情形发生。

又，本实用新型所述的驱动电路20中所使用的组件数量及构造较为简化，将使得驱动电路20的体积缩小，并可将驱动电路20设置在现有的照明装置(例如电子式氖灯)的灯座内部，换言的，本实用新型所述的驱动电路20及发光二极管29，是可适用在一般照明装置的供电电路。例如，可将驱动电路20及发光二极管29设置在现有的MR16或E27等照明装置内部，通过此，发光二极管29及驱动电路20将具有现有MR16或E27的外形，并可以一般MR16或E27的供电电路对驱动电路20及发光二极管29进行供电，并达到以发光二极管29进行照明的目的。

再者，请参阅图4，是为本实用新型驱动电路又一实施例的电路连接示意图。如图所示，本实用新型所述的驱动电路30是以四个萧特基二极管D5、D6、D7、D8串接的桥式整流电路作为全波整流电路33，当然萧特基二极管亦可以为一快速整流二极管(fastrectifierdiode)或超快速整流二极管(fastrecoveryrectifierdiode)。

由于萧特基二极管的反应速度较一般二极管快，因此由萧特基二极管所串接形成的全波整流电路33，是可进行频率较快的交流讯号的整流。例如，交流讯号源21是输出一频率较高的交流讯号S4，如图5A所示，则全波整流电路33必需选择由萧特基二极管串接形成，以进行交流讯号S4的整流步骤，交流讯号S4在经过全波整流电路33后，将被整流成为一整流讯号S5，如图5B所示。

又，由于直流讯号可直接导通全波整流电路23，因此本实用新型所述的驱动电路20/30亦可适用在一直流讯号源。当然，若限制使用的讯号源是为一直流讯号源时，驱动电路20/30中所设置的全波整流电路23/33是可省略，即在驱动电路中仅包括有一电压调整装置25及一定电流电路27，同样可以达到驱动发光二极管29的目的。而对直流讯号源来说，定电流电路27同样可以达到对发光二极管29提供定电流的目的。

以上所述者，仅为本实用新型的一较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，即凡依本实用新型申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括在本实用新型的申请专利范围内。

Claims

1.一种发光二极管的驱动电路，其特征在于，其包括有：

一全波整流电路；

一电压调整装置，是连接所述全波整流电路；及

一定电流电路，并联所述电压调整装置，是包括有一晶体管及一齐纳二极管，其中，所述晶体管的基极是耦接所述齐纳二极管及一第一电阻，所述晶体管的射极是耦接一第二电阻，而所述晶体管的集极是耦接至少一发光二极管。

2.如权利要求1所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，所述的全波整流电路为一桥式整流电路。

3.如权利要求2所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，所述桥式整流电路是由复数个二极管所构成。

4.如权利要求3所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，所述二极管是可选择为一萧特基二极管、一快速整流二极管及一超快速整流二极管的及中之一。

5.如权利要求1所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，所述电压调整装置为一电容。

6.如权利要求1所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，所述的本发光二极管的驱动电路是设置在一MR16的灯座内部。

7.一种发光二极管的驱动电路，其特征在于，其包括有：

一电压调整装置，是作为一直流讯号的负载；及

8.如权利要求7所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，所述电压调整装置为一电容。

9.如权利要求7所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，还包括一全波整流电路，其为一桥式整流电路。

10.如权利要求9所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，所述桥式整流电路是由复数个二极管所构成。

11.如权利要求10所述的发光二极管的驱动电路，其特征在于，所述二极管为一萧特基二极管、一快速整流二极管及超快速整流二极管的其中之一。