CN201479422U - 发光二极管定电流驱动元件构造 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种发光二极管定电流驱动元件构造，其包含有：一限流电晶体，连接一输入端；一感测电阻，连接该限流电晶体及一输出端；一驱动电路，连接该限流电晶体、该感测电阻及一控制端，根据一控制讯号而控制该限流电晶体输出一固定电流或断路；及一高压保护电路，连接于该输入端与该输出端之间，用以产生一漏电流，以降低输入端与输出端间的电压。当限流电晶体为断路时，令高压保护电路产生一漏电流，可使外部发光二极管电路产生压降，避免定电流驱动元件承受过大电压而损毁。
Description
技术领域
本实用新型是关于一种发光二极管定电流驱动元件的构造，尤指一种具有高压保护功能的发光二极管定电流驱动元件构造。
背景技术
习用的定电流元件，例如定电流二极管(Current Regulative Diode，CRD)，其主要使用方式系为串联使用。当电路上的负载具有固定电流的需求时，通常会在负载的供电路径上串接一个可输出需求值的定电流元件。由直流电源提供足够的电压与电流，再经定电流元件输出需求的固定电流，藉以确保负载可正确运作。
在电流路径中串接一定电流元件时，由于电路中的各负载通常具有固定的压降，当直流电源提供的电压大于所有负载压降的总合时，多余的电压或者电压因各种因素所产生的波动，都要由定电流元件来承担。因此，定电流元件通常会以较高电压承受能力的规格制程制造，且较大的功率承受能力也必须列入制造时的考量。
但高压制程所制造的定电流元件精确度较差，误差范围较大，且元件的体积及面积也较大，其整体所需成本也相对较高。然而，当回路电压或突波大于该定电流元件所设定承受的电压范围时，还是会有损坏的危险，故需在定电流元件上设计能承受更高电压的保护线路，让元件在应用上都能更可靠与稳定。
发明内容
本实用新型的主要目的在于提供一种具有高压保护功能的定电流驱动元件构造，可于承受电压达一设定电压时产生一漏电流，藉以降低承受电压。
本实用新型的次要目的在于提供一种具有高压保护功能的定电流驱动元件构造，可于定电流驱动元件为断路时产生一漏电流，令电路产生压降，藉以降低定电流驱动元件所承受的电压。
本实用新型的又一目的在于提供一种具有高压保护功能的定电流驱动元件构造，其主要利用一高压保护电路，可自动或依保护讯号产生漏电流。
本实用新型的又一目的在于提供一种具有高压保护功能的定电流驱动元件构造，其主要利用一泄放电阻及一开关元件串接于定电流驱动元件的输入端与输出端之间，可依保护讯号控制开关元件而产生漏电流。
本实用新型的又一目的在于提供一种具有高压保护功能的定电流驱动元件构造，其泄放电阻可为一可变电阻，可以调整漏电流的大小。
本实用新型的又一目的在于提供一种具有高压保护功能的定电流驱动元件构造，可利用多组泄放电阻与开关元件，由开关元件导通的数量调整漏电流的大小。
本实用新型的又一目的在于提供一种具有高压保护功能的定电流驱动元件构造，其高压保护电路包含一泄放电阻及一泄放电晶体，可利用保护讯号控制通过泄放电阻的电流。
本实用新型的又一目的在于提供一种具有高压保护功能的定电流驱动元件构造，可利用运算放大器及一设定电压而自动控制漏电流的大小。
为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案：
一种发光二极管定电流驱动元件构造，其包含有：
一限流电晶体，连接一输入端；
一感测电阻，连接该限流电晶体及一输出端；
一驱动电路，连接该限流电晶体、该感测电阻及一控制端，根据一控制讯号而控制该限流电晶体输出一固定电流或断路；及
一高压保护电路，连接于该输入端与该输出端之间，用以产生一漏电流，以降低输入端与输出端间的电压。
本实用新型的优点是：可在控制端的控制讯号令限流电晶体为断路时，自动产生漏电流而保护定电流驱动元件，亦可在定电流驱动元件串接使用时，有效将电压分散至各定电流驱动元件上。
附图说明
图1为一定电流驱动元件的应用示意图。
图2为本实用新型一实施例的构造示意图。
图3为本实用新型另一实施例的构造示意图。
图4为本实用新型又一实施例的构造示意图。
图5为本实用新型又一实施例的构造示意图。
图6为本实用新型又一实施例的构造示意图。
图7为本实用新型又一实施例的构造示意图。
以下，兹举本实用新型若干较佳实施例，并配合图式做进一步详细说明：
具体实施方式
请参阅图1，系一定电流驱动元件的应用示意图。为因应使用者多样化的需求，本实用新型的定电流驱动元件12的基本构造系如图所示，主要系包含有一场效电晶体123、一感测电阻125及一运算放大器121。
其中，该场效电晶体123连接于输入端127，感测电阻125连接于该场效电晶体123与输出端128之间。该运算放大器121的非反相输入端连接至一控制端129，并可由该控制端129输入一参考电压。运算放大器121的反相输入端连接于该场效电晶体123与该感测电阻125之间，其输出端则连接至该场效电晶体123的闸极。
该定电流驱动元件12应用于一发光二极管(LED)驱动电路中时，一般使用一直流电源14供应电路所需的电流，于串接一个或复数个LED 16的后，再分别将定电流驱动元件12的输入端127与输出端128连接至LED 16与接地处。此时，于定电流驱动元件12的控制端129输入一参考电压，则该运算放大器121即可根据电流流经感测电阻125所产生的压降与该参考电压的差别而调整通过该场效电晶体123的电流，藉以令通过各LED 16的电流维持为一定值。
在某些场合的应用中，可由控制端129输入接地电位，令场效电晶体123为断路，使LED 16暂时停止发光。在此一状态的下，由于电路上的电流为零，原来运作中各LED 16所造成的压降消失，而电路中唯一断路的元件，即定电流驱动元件12，其输入端127与输出端128间将直接承受直流电源14所提供的电位与地电位间的电压。
若欲进行上述的运用，定电流驱动元件12可选择使用较原应用更高的耐压值制程制作，或采用本实用新型提供的构造。
请参阅图2，系本实用新型一实施例的构造示意图。如图所示，本实用新型具有高压保护功能的定电流驱动元件20主要系包含有：一限流电晶体24、一感测电阻26、一驱动电路22及一高压保护电路28。其中，限流电晶体24可选择为双极性接面电晶体(BJT)或场效电晶体(FET)。利用一电压控制限流电晶体24的闸极或基极，即可输出固定电流。
本实施例的限流电晶体24采用场效电晶体为例进行说明，限流电晶体24与感测电阻26串接于输入端201与输出端203之间，驱动电路22分别连接该限流电晶体24的闸极、限流电晶体24与感测电阻26之间，及一控制端205。由控制端205输入一控制讯号，如此控制讯号为一参考电压时，即可输出固定电流。本实施例尚可利用改变参考电压的大小而改变该固定电流的大小。
高压保护电路28系串接于定电流驱动元件20的输入端201与输出端203之间。当控制端205输入丨接地电位作为控制讯号，而令限流电晶体24为断路时，该高压保护电路28可产生一漏电流。当电路中有一漏电流产生时，则直流电源27的电压在通过电路上的负载29(例如发光二极管)即可产生压降，藉以分摊定电流驱动元件20所承受的电压，可防止定电流驱动元件20因承受过高电压而崩溃。
请参阅图3，系本实用新型另一实施例的构造示意图。在本实施例中，其主要系以一泄放电阻381及一开关元件385实施高压保护电路38。
其中，该泄放电阻381与该开关元件385系串接于定电流驱动元件30的输入端301与输出端303之间，开关元件385连接一保护端302，可经由一保护讯号设定为恒导通、恒断路，或依保护讯号的控制而为导通或断路。
另外，在本实用新型的各实施例中，该驱动电路22系可为一运算放大器，该运算放大器的输出端连接限流电晶体24的闸极，非反相输入端(+)连接控制端305，反相输入端(-)则连接于限流电晶体24与感测电阻26之间。可根据电流流经感测电阻26所产生的压降与由控制端305输入的控制讯号的差别而调整通过该限流电晶体24的电流，藉以令通过负载的电流维持为一定值。
请参阅图4，系本实用新型又一实施例的构造示意图。如图所示，本实施例定电流驱动元件40的主要构造与第3图所示实施例大致相同，惟高压保护电路48中的泄放电阻系为一可变电阻481。该可变电阻481连接至一调整端404，可藉由一调整讯号调整其电阻值的大小。
当由控制端405输入的控制讯号令限流电晶体24为断路时，可由保护端402输入保护讯号令开关元件385导通。并以调整讯号调整可变电阻481的阻值大小，以改变通过输入端401、高压保护电路48及输出端403的漏电流的大小。
请参阅图5，系本实用新型又一实施例的构造示意图。在本实施例中，定电流驱动元件50的高压保护电路58包含有复数个泄放电阻581及一开关组583。该开关组583中设有复数个开关元件585，各开关元件585分别对应连接一泄放电阻581，并将该开关组583连接至一保护端502。
当由控制端505输入的控制讯号令限流电晶体24为断路时，可将一保护讯号由保护端502输入而控制各开关元件585的导通及断路，利用输入端501与输出端503间泄放路径的多寡而调整漏电流的大小。
请参阅图6，系本实用新型又一实施例的构造示意图。本实施例的定电流驱动元件60主要构造大致与第3图所示实施例相同，惟其过电压保护电路68系以泄放电阻681与一泄放电晶体685串接于输入端601与输出端603之间实施。
其中，该泄放电晶体685系可选择为一场效电晶体或一双极性接面电晶体。在本实施例中系以场效电晶体为例进行说明。该泄放电晶体685的闸极(或双极性接面电晶体的基极)连接至保护端602。
当控制讯号经由控制端605输入而令限流电晶体24为断路时，可利用一保护讯号由保护端602输入，藉以控制该泄放电晶体685为断路，或控制通过该泄放电晶体685的漏电流的大小。
请参阅图7，为本实用新型又一实施例的构造示意图。在本实施例中，定电流驱动元件70的高压保护电路78包含有一泄放电晶体785、一泄放电阻781、一运算放大器789及一设定电压源787。该泄放电晶体785可选择以一场效电晶体或一双极性接面电晶体实施，本实施例系以场效电晶体为例进行说明。
其中，泄放电晶体785与泄放电阻781系串接于定电流驱动元件70的输入端701与输出端703之间。设定电压源787连接输入端701与输出端703，用以产生一设定电压Vs。该运算放大器789的反相输入端(-)连接该设定电压源787，非反相输入端(+)连接定电流驱动元件70的输入端701，运算放大器789的输出端则连接泄放电晶体785的闸极。
若将该设定电压Vs设定略低于定电流驱动元件70的耐压值，当输入端701与输出端703间的电压小于设定电压Vs时，运算放大器789的输出讯号会令泄放电晶体785为断路，无漏电流产生。当输入端701与输出端703间的电压大于设定电压Vs时，则运算放大器789的输出讯号将令泄放电晶体785导通而产生漏电流，且可依输入端701与输出端703间的电压大小而自动调整漏电流的大小，藉以避免输入端701与输出端703间的电压超过定电流驱动元件的耐压值。
本实施例除了可在控制端705的控制讯号令限流电晶体24为断路时，自动产生漏电流而保护定电流驱动元件70之外，亦可在定电流驱动元件70串接使用时，有效将电压分散至各定电流驱动元件70上。
上述各实施例中，为避免漏电流影响整体电路的效果，可藉由适当调的泄放电阻的阻值大小，令漏电流小于定电流驱动元件电流的0.1％为较佳。
以上所述仅为本实用新型的实施例而已，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，均应包括于本实用新型的申请专利范围内。
Claims (10)
1.一种发光二极管定电流驱动元件构造，其特征在于包含有：
一限流电晶体，连接一输入端；
一感测电阻，连接该限流电晶体及一输出端；
一驱动电路，连接该限流电晶体、该感测电阻及一控制端，根据一控制讯号而控制该限流电晶体输出一固定电流或断路；及
一高压保护电路，连接于该输入端与该输出端之间，用以产生一漏电流，以降低输入端与输出端间的电压。
2.根据权利要求1所述的发光二极管定电流驱动元件构造，其特征在于：其中该高压保护电路包含有
一泄放电阻，其中该泄放电阻为一可变电阻，并连接一调整端，由一调整讯号调整其电阻值；及
一开关元件，与该泄放电阻串接于该输入端与该输出端之间，该开关元件并连接一保护端，由一保护讯号控制其导通及断路。
3.根据权利要求1所述的发光二极管定电流驱动元件构造，其特征在于：其中该高压保护电路包含有
复数个泄放电阻；及
一开关组，包含有复数个开关元件，各开关元件分别与对应的泄放电阻串接于该输入端与该输出端之间，该开关组连接一保护端，由一保护讯号控制各开关元件的导通及断路。
4.根据权利要求1所述的发光二极管定电流驱动元件构造，其特征在于：其中该高压保护电路包含有
一泄放电阻；及
一泄放电晶体，与该泄放电阻串接于该输入端与该输出端之间，该泄放电晶体连接一保护端，由一保护讯号控制该泄放电晶体输出该漏电流并可调整该漏电流的大小。
5.根据权利要求1所述的发光二极管定电流驱动元件构造，其特征在于：其中该高压保护电路包含有
一设定电压源，连接该输入端及该输出端，用以产生一设定电压；
一泄放电阻；
一泄放电晶体，与该泄放电阻串接于输入端与输出端之间；及
一运算放大器，其反相输入端连接该设定电压源，非反相输入端连接该输入端，该运算放大器的输出端连接该泄放电晶体，用以控制该漏电流的大小。
6.根据权利要求5所述的发光二极管定电流驱动元件构造，其特征在于：其中该设定电压低于该定电流驱动元件的耐压值。
7.根据权利要求1所述的发光二极管定电流驱动元件构造，其特征在于：其中该限流电晶体为一双极性接面电晶体及一场效电晶体的其中之一。
8.根据权利要求1所述的发光二极管定电流驱动元件构造，其特征在于：其中该驱动电路为一运算放大器，其非反相输入端连接该控制端，反相输入端连接于该限流电晶体与该感测电阻之间，该运算放大器的输出端连接该限流电晶体。
9.根据权利要求8所述的发光二极管定电流驱动元件构造，其特征在于：其中该控制讯号为一参考电压时，该限流电晶体输出一固定电流，其中该控制讯号为接地时，该限流电晶体为断路。
10.根据权利要求1所述的发光二极管定电流驱动元件构造，其特征在于：其中该漏电流小于该定电流驱动元件电流的0.1％。
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