CN201420977Y

CN201420977Y - 发光装置

Info

Publication number: CN201420977Y
Application number: CN2009201470121U
Authority: CN
Inventors: 陈志宗; 王濠源; 刘耀声; 何况
Original assignee: Cal Comp Electronics and Communications Co Ltd
Current assignee: Cal Comp Electronics and Communications Co Ltd
Priority date: 2009-01-21
Filing date: 2009-04-02
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2019-04-02

Abstract

本实用新型是一种发光装置，包含一发光电路、一整流电路、一第一反馈电路、一第二反馈电路以及一调光电路。发光电路具有相互电性连接的至少一发光二极管及一切换开关。整流电路与发光电路电性连接，并依据一交流电源而输出一驱动信号以驱动发光电路。第一反馈电路与整流电路电性连接，并依据驱动信号输出一第一反馈信号。第二反馈电路与发光电路电性连接，并依据发光二极管的发光状态而输出一第二反馈信号。调光电路分别与发光电路、第一反馈电路及第二反馈电路电性连接，并依据第一反馈信号及第二反馈信号而输出一切换信号，其中切换信号是控制切换开关。

Description

发光装置

技术领域

本实用新型是关于一种发光装置，特别是关于一种具有高功率因数的发光装置。

背景技术

光源在现代社会是不可或缺的要素之一，其一般是应用于照明、背光源或指示灯中。通常作为光源的发光单元可以是白炽灯、放电灯、荧光灯或发光二极管等。其中发光二极管与其它发光单元相较之下，具有耗电量低、元件寿命长、无须暖灯时间、反应速度快等优点，因此逐渐被广泛地使用。

请参照图1所示，一种现有的发光装置1包含一整流单元11、一滤波单元12、一电磁干扰防护单元13、一发光单元14、一控制单元15以及一反馈单元16。

整流单元11、滤波单元12及电磁干扰防护单元13是并联连接。其中滤波单元12是一具有大电容值的电解电容C₀₁，电磁干扰防护单元13是利用一无极性电容C₀₂达到电磁干扰防护的效果。

整流单元11将一交流电源AC转换为直流涟波后输出，并经由滤波单元12将直流涟波滤波为更接近直流的波形后输出至发光单元14。

发光单元14具有多个串联连接的发光二极管LED及一切换开关Q₀₁。切换开关Q₀₁分别与控制单元15及反馈单元16电性连接，其中控制单元15控制切换开关Q₀₁为导通或截止状态，进而控制发光二极管LED的平均亮度。反馈单元16具有一电阻R₀₁，以将流经切换开关Q₀₁的电流转换为电压而反馈至控制单元15，进而使控制单元15据以控制切换开关Q₀₁。

承上所述，由于在发光装置1中使用了大电容值的电解电容C₀₁作为滤波用，因此使得发光装置1整体的功率因数(power factor，pf)较低，且呈现电容性负载的情形。所谓的功率因数是指电路中有效功率与总耗电量的比值，也代表电路整体的负载特性，一般来说功率因数越接近1代表用电效率越佳。

而以图1架构来说，由交流电源AC往负载端视之，其所测量的电源电压V₀₁及电源电流I₀₁的波形如图2所示，可得知发光装置1为电容性负载，且经过计算后其功率因数为0.575。

通常要调整功率因数有两种作法，一是使用被动式的校正，另一是使用主动式的校正。其中被动式校正是利用电路中的被动元件组成的电路，其价格较便宜，但功率因数的提升效果有限；主动式校正是利用电路中的主动元件组成的电路，其价格较高，但可将功率因数调整至0.9以上而接近电阻性负载。

因此，如何提供一种可利用简单的电路架构来提升功率因数达到0.9以上，而不需主动式或被动式功率因数校正电路的发光装置，实属当前重要课题之一。

实用新型内容

有鉴于上述课题，本实用新型的目的为提供一种能够提高功率因数的发光装置。

为达上述目的，本实用新型提供一种发光装置，该发光装置包含一发光电路、一整流电路、一第一反馈电路、一第二反馈电路以及一调光电路。发光电路具有相互电性连接的至少一发光二极管及一切换开关。整流电路与发光电路电性连接，并依据一交流电源而输出一驱动信号以驱动发光电路。第一反馈电路与整流电路电性连接，并依据驱动信号输出一第一反馈信号。第二反馈电路与发光电路电性连接，并依据发光二极管的发光状态而输出一第二反馈信号。调光电路分别与发光电路、第一反馈电路及第二反馈电路电性连接，并依据第一反馈信号及第二反馈信号而输出一切换信号，其中切换信号是控制切换开关。

在本实用新型的一较佳实施例中，其中第一反馈电路是电压反馈电路，而第二反馈电路为电流反馈电路。

在本实用新型的一较佳实施例中，其中调光电路具有一第一比较器、一第二比较器、一逻辑或门及一处理器。第一比较器接收第一反馈信号及第二反馈信号，并据以输出一第一比较信号。第二比较器接收第二反馈信号及一参考信号，并据以输出一第二比较信号。逻辑或门与第一比较器及第二比较器电性连接，并依据第一比较信号及第二比较信号输出一控制信号。处理器与逻辑或门电性连接，并依据控制信号输出切换信号。

本实用新型的有益技术效果是：依本实用新型的发光装置是利用第一反馈电路及第二反馈电路所取得的第一反馈信号(例如电压反馈信号)及第二反馈信号(例如电流反馈信号)，来作为反馈控制的信号，搭配调光电路的使用，可容易控制电压与电流的波形，进而可使功率因数有效地提升。

附图说明

为能更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点，以下将配合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细的说明，其中：

图1为现有的发光装置的一示意图；

图2为现有的发光装置的电源电压-电源电流波形示意图；

图3为本实用新型较佳实施例的发光装置的一方块图；

图4为本实用新型较佳实施例的发光装置的一等效电路示意图；

图5为本实用新型较佳实施例的发光装置的调光电路的一等效电路示意图；以及

图6为本实用新型较佳实施例的发光装置的电源电压-电源电流波形示意图。

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依本实用新型较佳实施例的一发光装置，其中相同的元件将以相同的标号加以说明。

请参照图3所示，本实用新型较佳实施例的发光装置2包含一发光电路21、一整流电路22、一第一反馈电路23、一第二反馈电路24以及一调光电路25。

发光电路21具有至少一发光二极管LED及一切换开关Q₁₁，而发光二极管LED与切换开关Q₁₁电性连接。在此，所谓的电性连接可为直接电性连接或间接电性连接。值得一提的是，当发光二极管的数量为多个时，其可为串联连接、并联连接、或串并联连接，于此不加以限制。

整流电路22与发光电路21电性连接，并依据一交流电源AC而输出一驱动信号SD以驱动发光电路21。其中整流电路22可为一半波整流电路或一全波整流电路。在本实施例中，整流电路22是以全波整流电路为例，其是将交流电源AC整流为直流涟波，以作为驱动信号SD而输出。

第一反馈电路23与整流电路22电性连接，并依据驱动信号SD而输出一第一反馈信号FB₁。第二反馈电路24与发光电路21电性连接，并依据发光二极管LED的发光状态而输出一第二反馈信号FB₂。

调光电路25分别与发光电路21、第一反馈电路23及第二反馈电路24电性连接，并依据第一反馈信号FB₁及第二反馈信号FB₂而输出一切换信号S_SW，以控制发光电路21的切换开关Q₁₁。

以下，请参照图4所示，以进一步说明本实用新型较佳实施例的发光装置2。

如图4所示，发光电路21还具有一电感L₁₁及一飞轮二极管WD，其中发光二极管LED、电感L₁₁及飞轮二极管WD构成一电性回路。意即，当切换开关Q₁₁截止时，还能由电感L₁₁提供电源给发光二极管LED。

第一反馈电路23是一电压反馈电路，其具有一分压器。在本实施例中，分压器是由至少二电阻R₁₁、R₁₂所构成，以将驱动信号SD降压转换为第一反馈信号FB₁。

第二反馈电路24是一电流反馈电路，其具有一电阻R₁₃，以将流过切换开关Q₁₁的电流转换成电压形式的第二反馈信号FB₂。

调光电路25是可为一集成电路(integrated circuit，IC)，其可具有多个输入/输出端口(I/O port)，其分别有一电源输入端口V_IN、一线性调光端口LD、一电压输出端口Vdd、一参考信号输入端口PWMD、一反馈信号输入端口CS以及一切换信号输出端口Ga。电源输入端口V_IN接收驱动信号SD以作为调光电路的工作电压。

以下请参照图5所示，调光电路25的详细架构具有一第一比较器251、一第二比较器252、一逻辑或门253以及一处理器254。

第一比较器251是由线性调光端口LD接收第一反馈信号FB₁，且由反馈信号输入端口CS接收第二反馈信号FB₂，并据以输出一第一比较信号SC1。

第二比较器252是由反馈信号输入端口CS接收第二反馈信号FB₂及一参考信号S_REF，并据以输出一第二比较信号SC2。

逻辑或门253与第一比较器251及第二比较器252电性连接，并依据第一比较信号SC1及第二比较信号SC2输出一控制信号S_CRL。

处理器254与逻辑或门253电性连接，并依据控制信号S_CRL输出切换信号S_SW。在本实施例中，处理器254是将控制信号S_CRL以及由参考信号输入端口PWMD输入的参考信号经过逻辑与门后而输出切换信号S_SW。

电压输出端口Vdd分别与电源输入端口V_IN及参考信号输入端口PWMD电性连接，并电性连接至一储能电容C₁₁(如图4所示)。

另外，请再参照图4所示，在本实施例中，发光装置2还包含一电磁干扰防护电路26，其与整流电路22并联连接。其中电磁干扰防护电路26是以具有一电容C₁₂为例。

接着，请再参照图4及图6所示，其是本实用新型较佳实施例的发光装置2由交流电源AC往负载端视之，所测量的电源电压V₁₁及电源电流I₁₁的波形示意图。由图6中可得知电源电压V₁₁与电源电流I₁₁的相位接近，且在经过计算之后，其功率因数为0.962，与现有的技术相较，功率因数已大幅提升。

综上所述，依本实用新型的发光装置是利用第一反馈电路及第二反馈电路所取得的第一反馈信号(例如电压反馈信号)及第二反馈信号(例如电流反馈信号)来作为反馈控制的信号。与现有的技术相较，由于作为驱动用的信号(电压与电流)与作为反馈控制用的信号(电压与电流)较为一致，再搭配调光电路的使用，可在不使用主动式功率因数校正电路的状况下，简易地控制电压与电流的相位与波形，进而使功率因数有效的提升。另外，发光装置中移除了价格昂贵的电解电容，也有助于成本的控制。

以上所述仅为举例性，而非为限制性的。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，均应包含于后附的本申请权利要求范围中。

Claims

1、一种发光装置，其特征在于，包含：

一发光电路，具有至少一发光二极管及一切换开关，该发光二极管与该切换开关电性连接；

一整流电路，与该发光电路电性连接，并依据一交流电源而输出一驱动信号以驱动该发光电路；

一第一反馈电路，与该整流电路电性连接，并依据该驱动信号输出一第一反馈信号；

一第二反馈电路，与该发光电路电性连接，并依据该发光二极管的发光状态而输出一第二反馈信号；以及

一调光电路，分别与该发光电路、该第一反馈电路及该第二反馈电路电性连接，并依据该第一反馈信号及该第二反馈信号而输出一切换信号，其中该切换信号是控制该切换开关。

2、根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该发光电路还具有一电感及一飞轮二极管，其中该发光二极管、该电感及该飞轮二极管构成一电性回路。

3、根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该第一反馈电路为一电压反馈电路。

4、根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于，该电压反馈电路具有一分压器。

5、根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该第二反馈电路为一电流反馈电路。

6、根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该整流电路为一半波整流电路或一全波整流电路。

7、根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，还包含：

一电磁干扰防护电路，与该整流电路并联连接。

8、根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该调光电路具有：

一第一比较器，接收该第一反馈信号及该第二反馈信号，并据以输出一第一比较信号；

一第二比较器，接收该第二反馈信号及一参考信号，并据以输出一第二比较信号；

一逻辑或门，与该第一比较器及该第二比较器电性连接，并依据该第一比较信号及该第二比较信号输出一控制信号；以及

一处理器，与该逻辑或门电性连接，并依据该控制信号输出该切换信号。

9、根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该调光电路是一集成电路。