CN201860487U - 高转换效率led驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高转换效率LED驱动装置，包含：一转换电路，用于将输入端的市用交流电源转换为适用的直流电源，供给发光源；一功率因数调整电路，提供一可配合定电流调整驱动电路调整电流值，而自动调整功率因数并修正输出电压至发光源；一定电流调整驱动电路，将流经LED负载的电流设限于一预设值上并反馈一信号给功率因数调整电路；一保护电路，包含一过电压保护电路及一过载保护电路，通过该保护电路所容许的负载大小，藉以判定整体电路导通工作与否的电路；及复数个LED负载，作照明应用的发光源。本实用新型运用高电压驱动LED，并辅以PFC IC自动修正功率因数及输出电压，可以提高LED灯具的电源转换效率。

Description

高转换效率LED驱动装置

技术领域

本实用新型涉及一种驱动装置，尤其涉及一种运用直流高电压配合功率因数调整(Power Factor Correction，以下简称：PFC)IC及其他元件以驱动LED负载的高转换效率LED驱动装置。

背景技术

一现有装置，请参阅图3所示，为中国台湾新型专利第98200573号《发光二极管灯管装置》，其包括一电路板、一定电流驱动电路6及多个发光二极管负载7，其中，该定电流驱动电路6至少包括一交流转直流电路61、一高压转低压电路62以及一定电流电路63，而该交流转直流电路61是用以将一市电转换为一直流电，进而供应给上述多个发光二极管负载7；高压转低压电路62是用以将上述直流电转换为一直流低压电。而定电流电路63则一端接收直流低压电，另一端电性连接上述多个发光二极管负载7，以控制这些发光二极管负载7的功率。

但是，上述所列举的现有电路装置，虽然运用于发光二极管负载上相当便利，却也存在一些问题：其一，其电源转换效率过低(是指LED负载电压对供电电源电压的比值)，尤其当供电来源电压与输出电压的差值越大，其转换效率就越低；其二，只适用于作压降的转换，且转换过程中容易发热，而为改善此散热问题需加装逸热效果良好的散热器，因而会有整体生产成本上升的疑虑；故上述现有电路仍有期待改善之处。

实用新型内容

本实用新型的主要目的：在于提供一种高转换效率LED驱动装置。

本实用新型的另一目的：在于提供一种定电流可使LED亮度均亮及使灯具使用寿命得以延长的LED驱动电路装置。

本实用新型的次要目的：在于提供一种具过电压保护机制的LED电路装置。

本实用新型提出一种高转换效率LED驱动装置，包含：一转换电路，用于将输入端的市用交流电源转换为适用的直流电源，供给复数个LED负载端；一功率因数调整电路，用于接收定电流调整驱动电路反馈的信号，而自动调整功率因数并修正输出电压至一稳定电压值及适用直流给LED负载端；一定电流调整驱动电路，用于将流经LED负载端的电流设限于一预设值上并反馈信号给所述功率因数调整电路；一保护电路，包含一过电压保护电路及一过载保护电路，所述保护电路为一通过该保护电路所容许的负载大小，以判定整体电路导通工作与否的电路；及复数个LED负载端，用于作为照明应用的发光源。

进一步地，在一实施例中，该转换电路，经二次滤波，藉以得到一稳定高电压的直流电源。

进一步地，在一实施例中，该转换电路，其输入市用交流电源端设有一保险丝。

进一步地，在一实施例中，该功率因数调整电路中，其稳定电压值范围为360V～420V之间。

进一步地，在一实施例中，该功率因数调整电路，至少包含一具功率因数修正功能的功率因数调整IC及一作开关运用的MOSFET晶体管，其中该功率因数调整IC一端电性连接于该转换电路，另一端则电性连接于该MOSFET晶体管，而该MOSFET晶体管与该定电流调整驱动电路电性连接，该功率因数调整电路主要通过功率因数调整IC接收该定电流调整驱动电路输出的信号来做反馈并配合该MOSFET晶体管开关的导通及截止，达到自动调整电压以稳定输出LED负载的功率。

进一步地，在一实施例中，该MOSFET晶体管，为一可高速切换且耐高电压的场效应晶体管。

进一步地，在一实施例中，该定电流调整驱动电路藉由调整可变电阻阻抗大小来驱使电流达到欲设定的预设值。

进一步地，该过电压保护电路为晶闸管回路，其一端电性连接设于该功率因数调整电路输出电压端及该LED负载端两者之间，另一端则电性接设在该功率因数调整IC的电源端，供检测输出电压值大小，并配合作动切断该功率因数调整IC的电源以避免高电压的持续输出。

进一步地，在一实施例中，该过载保护电路一端与该过电压保护电路电性连接，另一端则连接于输入电源端，供检测电压大小，并配合作动切断该整体电路与该输入电源的连接。

进一步地，在一实施例中，该复数个LED负载端与该定电流调整驱动电路及该过电压保护电路依串联、并联或串并联方式电性连接。

由以上说明得知，本实用新型相较现有技术，确可达到如下的功效：

1、由于本实用新型的驱动装置是透过PFC IC配合MOSFET晶体管开关来自动变更功率因数并修正输出电压，故可使得电压与电流的相位相同且可使流经LED负载的阻抗近似于纯电阻性，使得电源得以有效作实功，并得以有效提升电源转换效率。

2、由于本实用新型的驱动装置包含有一定电流调整驱动电路，故可依不同发光源负载所需的功率配合功率因数调整电路，自动调整输出电压，使得输出至发光源负载的功率稳定，不至因输出的电压或电流忽大忽小，造成发光源负载的亮度忽亮忽暗，且因输出的功率稳定得以使发光源负载的使用寿命延长。

3、由于本实用新型的驱动装置设置有一保护电路，其包含有一过电压电路及一过载电路，故装置在该电路上的灯具不因发光源负载内其中一部份损坏、空载或开路等状态而持续高电压输出，而是藉由过电压保护电路及过载保护电路，切断输入电源端的通路及触发SCR回路，使PFC IC不运作，藉以保护使用者的安全及使灯具不至因瞬间过载电压过大而造成的损毁。

附图说明

图1为本实用新型电路装置的方块功能图。

图2为本实用新型电路装置的整体电路图。

图3为现有装置的电路图。

主要元件符号说明：

1：转换电路；              11：滤波回路；

12：整流滤波回路；         2：功率因数调整电路；

21：PFC IC；               22：MOSFET晶体管；

3：定电流调整驱动电路；    5：LED负载端；

41：过电压保护电路；       42：过载保护电路；

6：定电流驱动电路；        61：交流转直流电路；

62：高压转低压电路；       63：定电流电路；

7：发光二极管负载。

具体实施方式

本实用新型关于一种高转换效率LED驱动装置，其主要是利用直流高电压来驱动LED负载，并依据定功率的概念，辅以定电流调整驱动电路及PFC IC的配合，促使输出至LED负载端的电压为一稳定高电压，并藉此提高LED灯具的使用寿命。

请参阅图1所示，为本实用新型电路装置方块功能图，其整体架构流程为：(一)、转换电路1；(二)、功率因数调整电路2；(三)、复数个LED负载端5；(四)、定电流调整驱动电路3；(五)、过电压保护电路41；(六)、过载保护电路42。

请结合参阅图2，本实用新型驱动电路装置包含：一转换电路1，用于将输入端的市用交流电源转换为适用的直流电源，其中，该转换电路1，其输入市用交流电源端设有一保险丝供予保护整体电路，且该转换电路1，其至少包含一滤波元件、一整流元件、一电感及一滤波电容，且其电源转换是先将市用交流电源进行一次滤波，再通过整流元件转换为直流电源，最后再通过滤波电容进行二次滤波，藉以得到一稳定高电压的直流电源。

一功率因数调整电路2，其为一可藉由接收定电流调整驱动电路3反馈的信号而自动调整功率因数并修正输出电压的电路，其电路装置至少包含一具功率因数修正功能的PFC IC 21及一作开关运用的MOSFET晶体管22，其中该PFC IC 21一端电性接设于转换电路1，另一端则电性接设于MOSFET晶体管22，而该MOSFET晶体管22与定电流调整驱动电路3电性连接，且该MOSFET晶体管22为一可高速切换且耐高电压的场效晶体管，而该电路主要作用是通过PFC IC 21接收定电流调整驱动电路3输出的信号来做反馈并配合MOSFET晶体管22开关的导通及截止，进而达到自动调整电压以稳定输出功率的目的。

一定电流调整驱动电路3，其将流经负载(复数个LED负载端5)的电流通过调整可变电阻阻抗大小来驱使电流达到欲设定的预设值，并反馈一信号给功率因数调整电路2；

一保护电路，包含一过电压保护电路41及一过载保护电路42，为一通过该保护电路所容许的负载大小，藉以判定整体电路导通工作与否的电路，其中，该过电压保护电路41为一具有晶闸管(以下表示为：SCR)的回路，其一端电性接设于功率因数调整电路2输出电压端及LED负载端5两者之间，另一端则电性接设在PFC IC 21的电源端，供检测输出电压值大小，并配合作动切断PFC IC 21的电源以避免高电压的持续输出，而该过载保护电路42一端与过电压保护电路41电性接合，另一端则接合于输入电源端，供检测电压大小，并配合作动切断整体电路与电源的连接。

LED负载端5为复数个LED负载，作照明应用的发光源，并且依串联、并联或串并联方式与该定电流调整驱动电路及该过电压保护电路电性连接。

请再结合参阅图2，其中该驱动装置其整体工作原理是先通过转换电路1，先将市用交流电源通过一交流滤波回路11先行一次滤波，再经由整流滤波回路12对一次滤波后的交流电源进行整流使其转换为直流电源，再做二次滤波，即得到一稳定直流高电压源，依据复数个LED负载端5所需的功率，并藉由一定电流调整驱动电路3(通过调整可变电阻阻抗大小)调整其所需的电流预设值，于是会产生一反馈信号(电压差)给PFC IC 21，而PFC IC 21则会传递一个信号告知MOSFET晶体管22开关电压差值大小，并驱使MOSFET晶体管22开关自动修正其电压差值，后该MOSFET晶体管22开关再传递一压值给PFC IC 21，再由PFC IC 21送出压差给变压器L4，最后通过变压器L4变压输出所需功率的电压值(输出电压可能为升压也可能是降压，依据LED负载端5所需输出功率决定)给LED负载端5以达到稳定输出功率的目的；

另，如果LED负载端5遇有空载或开路状况的发生，为避免因变压器L4持续的高电压输出造成安全问题及电路、灯具的损坏，于是本实用新型电路装置设有一保护机制(即是指过电压保护电路41及过载保护电路42)，其中该过电压保护电路41其工作原理为：当LED负载端5呈现空载或开路状况时，会使变压器L4电压不断上升，当其变压器L4输出电压值超过C12所设定的电压值时，则会触发过电压保护电路41内所具设的SCR回路工作(因变压器L4输出电压超过该过电压保护电路41内的齐纳二极管极限电压而崩溃进而触发SCR)，促使PFC IC 21的电源端电压改变为0或比PFC IC 21驱动工作电压为低，进而达到关闭PFC IC 21的目的，并同时驱动过载保护电路42切断市用交流电源端与整体电路的连接，进而避免高电压持续向LED负载端5输出达到安全及保护灯具、电路的目的。

综合上述，本实用新型关于一种高转换效率LED驱动装置，尤指一种藉由直流高电压来驱动LED负载，并依据定功率的概念，配合定电流调整驱动电路及PFC IC间的运作，藉以修正输出至LED负载端的电压为稳定高电压，并藉此提高LED灯具的电源转换效率的驱动装置。需说明的是，以上所述乃是本实用新型的具体实施所运用的技术原理，若依本实用新型的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本实用新型权利要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种高转换效率LED驱动装置，其特征在于，包含：

一转换电路，用于将输入端的市用交流电源转换为适用的直流电源，供给复数个LED负载端；

一功率因数调整电路，用于接收定电流调整驱动电路反馈的信号，而自动调整功率因数并修正输出电压至一稳定电压值及适用直流给LED负载端；

一定电流调整驱动电路，用于将流经LED负载端的电流设限于一预设值上并反馈信号给所述功率因数调整电路；

一保护电路，包含一过电压保护电路及一过载保护电路，所述保护电路为一通过该保护电路所容许的负载大小，以判定整体电路导通工作与否的电路；及

复数个LED负载端，用于作为照明应用的发光源。

2.根据权利要求1所述的高转换效率LED驱动装置，其特征在于，该转换电路，经二次滤波，藉以得到一稳定高电压的直流电源。

3.根据权利要求1所述的高转换效率LED驱动装置，其特征在于，该转换电路，其输入市用交流电源端设有一保险丝。

4.根据权利要求1所述的高转换效率LED驱动装置，其特征在于，该功率因数调整电路中，其稳定电压值范围为360V～420V之间。

5.根据权利要求1所述的高转换效率LED驱动装置，其特征在于，该功率因数调整电路，至少包含一具功率因数修正功能的功率因数调整IC及一作开关运用的MOSFET晶体管，其中该功率因数调整IC一端电性连接于该转换电路，另一端则电性连接于该MOSFET晶体管，而该MOSFET晶体管与该定电流调整驱动电路电性连接，该功率因数调整电路主要通过功率因数调整IC接收该定电流调整驱动电路输出的信号来做反馈并配合该MOSFET晶体管开关的导通及截止，达到自动调整电压以稳定输出LED负载的功率。

6.根据权利要求5所述的高转换效率LED驱动装置，其特征在于，该MOSFET晶体管，为一可高速切换且耐高电压的场效应晶体管。

7.根据权利要求1所述的高转换效率LED驱动装置，其特征在于，该定电流调整驱动电路藉由调整可变电阻阻抗大小来驱使电流达到欲设定的预设值。

8.根据权利要求5所述的高转换效率LED驱动装置，其特征在于，该过电压保护电路为晶闸管回路，其一端电性连接设于该功率因数调整电路输出电压端及该LED负载端两者之间，另一端则电性接设在该功率因数调整IC的电源端，供检测输出电压值大小，并配合作动切断该功率因数调整IC的电源以避免高电压的持续输出。

9.根据权利要求1所述的高转换效率LED驱动装置，其特征在于，该过载保护电路一端与该过电压保护电路电性连接，另一端则连接于输入电源端，供检测电压大小，并配合作动切断该整体电路与该输入电源的连接。

10.根据权利要求1所述的高转换效率LED驱动装置，其特征在于，该复数个LED负载端与该定电流调整驱动电路及该过电压保护电路依串联、并联或串并联方式电性连接。

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