CN202713705U - 发光二极管的升降压混合型驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种发光二极管的升降压混合型驱动电路，其中一直流输入电压供应于驱动电路之中，当输入电压小于发光二极管顺向偏压时，执行一升压驱动机制，以将一电感器放电的能量迭加于输入电压上，而令输出端的输出电压可以升压足够驱动发光二极管发光；当输入电压大于发光二极管顺向偏压时，执行一降压驱动机制，以将输入电压的多余能量储存于另一电感器中，降低输入电压可以供电的部分，如此采用升降压混合机制，不仅可提供足够的供电能量驱动发光二极管发光，且避免过大的供电能量完全供电于发光二极管而形成能量的浪费。
Description
技术领域
本实用新型有关于一种发光二极管的升降压混合型驱动电路，尤指一种采用升降压混合机制驱动发光二极管发光的驱动电路。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode)为一种经由半导体材料所制作而成的发光元件，通过发光二极管的材料特性以将电能顺利地转换为光能。由于发光二极管具有体积小、使用寿命长、驱动电压低、反应速度快等等特点，其容易与生活周遭的各类型产品进行结合，而作为照明或显示的用途。
请参阅图1A，为常用发光二极管的升压驱动电路的简单电路示意图。如图所示，升压驱动电路100包括有一整流器10、一升压驱动单元11、至少一发光二极管13及一电容器15。其中，该升压驱动单元11可选择为至少一开关器及至少一储电元件(如：电感)所构成的电路单元。
基于发光二极管13的特性需由直流电源进行驱动发光。因此，市电的交流电源VAC必须经过整流器10的整流而转换成一直流输入电压VIN，如图2所示，才得以驱动发光二极管13发光。之后，输入电压VIN供电至输出端上的电容器15，以使电容器15可以形成输出电压VO而驱动发光二极管13发光。
由图2所示，输入电压VIN的电压值会跟随着时间进行变化。当输出电压VO需要一较大的能量才能驱动发光二极管13发光，但，输入电压VIN正处在较低电位期间，以致无法供应足够的能量至电容器15。此时，升压驱动单元11将会执行升压机制，以将所储存的能量释放至电容器15，使得输出电压VO可以进行升压而顺利地驱动发光二极管13发光。
又，请参阅图1B，为常用发光二极管的降压驱动电路的简单电路示意图。如图所示，降压驱动电路101同样包括有整流器10、发光二极管13及电容器15，并包括有一降压驱动单元12。该降压驱动单元12可选择为至少一开关器及至少一储电元件(如：电感)所构成的电路单元。
相对的，若输入电压VIN处在较高电位期间，其供电能量远远超过电容器15及发光二极管13的负载所需。则，降压驱动单元11将会执行降压机制，以将输入电压VIN多余能量储存在储电元件之中。如此，输入电压VIN将只会有部分的能量供电至电容器15及发光二极管13，以避免输入电压VIN完全供电至电容器15及发光二极管13而形成能量的浪费及元件损坏的可能性。
再者，以往大都采取各自设计的方式是将升压机制或降压机制建构在发光二极管驱动电路之中并未整合一起。
因此，本实用新型将提出一种创新的升降压混合型驱动电路，以将升压机制及降压机制整合在同一驱动电路之中，如此，不仅可提供一适当的供电能量而顺利地驱动发光二极管发光，且可避免能量过度耗损及元件过压损坏的可能性，将会是本实用新型欲达到的目的。
实用新型内容
本实用新型之一目的，在于提供一种发光二极管的升降压混合型驱动电路，其电路的操作方式包括一升压驱动机制及一降压驱动机制，当直流输入电压小于发光二极管顺向偏压时，执行一升压驱动机制，以将输出端的输出电压可以升压至足以驱动发光二极管发光的能量，当直流输入电压大于发光二极管顺向偏压时，执行一降压驱动机制，以将输入电压的多余能量储存于电感器中，降低输入电压可以供电的部分，以此，采用升降压混合机制，不仅可提供足够的供电能量驱动发光二极管发光，且避免过大的供电能量完全供电于发光二极管而形成能量的浪费或造成发光元件损坏的可能性。
为达成上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种发光二极管的升降压混合型驱动电路，包括：一控制器，用以侦测一输入电压的大小；一第一电感器，其中一端连接输入电压；一第一开关器，其输入端连接第一电感器的另一端，控制端连接控制器，而输出端接地；至少一发光二极管，其正极端通过一第一二极管连接第一电感器的另一端；一电容器，与发光二极管并联一起，其上形成一输出电压；一第二电感器，其中一端连接发光二极管的负极端，且串接一起的发光二极管及第二电感器与一第二二极管进行并联；及一第二开关器，其输入端连接第二电感器的另一端，控制端连接控制器，而输出端与第一开关器的输出端连接；其中，当输入电压小于发光二极管的顺向偏压时，控制器执行一升压驱动机制，控制第一开关器进行升压的开关动作，控制第二开关器为导通状态，以将第一电感器所储存的电能进行放电，而对于电容器上所形成的输出电压进行升压，反之，当输入电压大于发光二极管的顺向偏压时，控制器执行一降压驱动机制，控制第一开关器为关闭状态，控制第二开关器进行降压的开关动作，以将输入电压的部分能量储电于第二电感器上，而降压后的输入电压再提供至发光二极管及电容器。
本实用新型一实施例中，其中当输入电压小于发光二极管的顺向偏压时，第二开关器作为一限流开关。
本实用新型一实施例中，其中输入电压为一直流输入电压。
本实用新型一实施例中，其中直流输入电压通过一整流器整流一交流电源而产生。
本实用新型一实施例中，其中整流器为一桥式整流器。
本实用新型的优点在于：
本实用新型的发光二极管的升降压混合型驱动电路，采用升降压混合机制，不仅可提供足够的供电能量驱动发光二极管发光，且避免过大的供电能量完全供电于发光二极管而形成能量的浪费或造成发光元件损坏的可能性。
附图说明
图1A是常用发光二极管的升压驱动电路的简单电路示意图。
图1B是常用发光二极管的降压驱动电路的简单电路示意图。
图2是直流输入电压的波形图。
图3是本实用新型发光二极管的升降压混合型驱动电路一较佳实施例的电路结构示意图。
具体实施方式
请参阅图3，本实用新型发光二极管的升降压混合型驱动电路一较佳实施例的电路结构示意图。如图所示，升降压混合型驱动电路200包括一第一电感器21、一第一开关器22、一控制器23、一第二开关器24、一第一二极管25、至少一发光二极管26、一第二电感器27、一电容器28及一第二二极管29。
输入电压VIN将供电于驱动电路200之中。该输入电压VIN为一经由整流器20整流一交流电源VAC所产生的直流输入电压VIN，如图2所示。且，本实用新型一实施例中，该整流器20也可为一桥式整流器。
第一电感器21的其中一端连接输入电压VIN，其上储电形成电压VL1。第一开关器22为一金氧半场效电晶体或一双载子电晶体，其输入端(汲极/集极)连接第一电感器21的另一端，控制端(闸极/基极)连接控制器23，而输出端(源极/射极)接地。发光二极管26的正极端通过第一二极管25连接第一电感器21的另一端。电容器28与发光二极管26并联一起，其上形成一输出电压VO。第二电感器27的其中一端连接发光二极管26的负极端，其上储电形成电压VL2，且串接一起的发光二极管26及第二电感器27与第二二极管29进行并联。第二开关器24也可为一金氧半场效电晶体或一双载子电晶体，其输入端(汲极/集极)连接第二电感器27的另一端，控制端(闸极/基极)连接控制器23，而输出端(源极/射极)与第一开关器22的输出端连接。再者，本实用新型一实施例中，控制器23也可选择连接至输入电压VIN，以侦测输入电压VIN的大小。
再者，第一开关器22的开关动作如下所述：当第一开关器22导通时，第一二极管25截止，电感电流IL1经由第一电感器21流向第一开关器22，第一电感器21进行储能以形成电压VL1。相对的，当第一开关器21关闭时，电感电流IL1经由第一电感器21流向第一二极管25、发光二极管26及电容器28，以提供发光二极管26驱动所需的能量，并同时对于电容器28充电以在电容器28上储电形成输出电压VO。
而第二开关器24的开关动作如下所述：当第二开关器24导通时，第二二极管29截止，电感电流IL2经由第二电感器27流向第二开关器24，第二电感器27进行储能以形成电压VL2。相对的，当第二开关器24关闭时，电感电流IL2经由第二电感器27流向第二二极管29、发光二极管26及电容器28，以提供发光二极管26驱动所需的能量，并同时对于电容器28充电以在电容器28上储电形成输出电压VO。
进一步，本实用新型升降压混合型驱动电路200的整体电路的操作方式包括一升压驱动机制及一降压驱动机制，其操作内容如下所述：由图2可知，输入电压VIN的电压值会随着时间进行变化。当输入电压VIN小于发光二极管26的顺向偏压VF时，控制器23将执行一升压驱动机制，控制第一开关器22进行升压的开关动作，以将第一电感器21所储存的电压VL1进行放电，而对于电容器28上所形成的输出电压VO进行升压，致使输出电压VO可以升压至足够驱动发光二极管26发光。同一时间，控制器23控制第二开关器24为导通状态，并且将第二电感器27视为一等效负载电阻。再者，于本实施例的操作中，第二开关器24将作为一限流开关，以对于发光二极管26及第二电感器27所流过的电流限制在一额定电流值内。
相对的，当输入电压VIN大于发光二极管26的顺向偏压VF时，控制器23将执行一降压驱动机制，控制第一开关器22关闭，并且将第一电感器21视为一等效负载电阻。再者，同一时间，控制器23控制第二开关器24进行降压的开关动作，以将输入电压VIN的多余能量储电在第二电感器27之上，而降压后的输入电压(VIN-VL2)再供电至发光二极管26及电容器28，以驱使发光二极管26发光。
总合上述，本实用新型驱动电路200采用升降压混合机制，不仅可提供足够的供电能量驱动发光二极管26发光，且避免过大的供电能量完全供电至发光二极管26而形成能量的浪费或造成发光元件损坏的可能性。
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，即凡依本实用新型权利要求所述的形状、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权利要求范围内。
Claims (5)
1.一种发光二极管的升降压混合型驱动电路，包括：
一控制器，用以侦测一输入电压的大小；
一第一电感器，其中一端连接输入电压；
一第一开关器，其输入端连接第一电感器的另一端，控制端连接该控制器，而输出端接地；
至少一发光二极管，其正极端通过一第一二极管连接该第一电感器的另一端；
一电容器，与发光二极管并联一起，其上形成一输出电压；
一第二电感器，其中一端连接发光二极管的负极端，且串接一起的发光二极管及第二电感器与一第二二极管进行并联；及
一第二开关器，其输入端连接该第二电感器的另一端，控制端连接该控制器，而输出端与该第一开关器的输出端连接；
其中，当输入电压小于发光二极管的顺向偏压时，控制器执行一升压驱动机制，控制第一开关器进行升压的开关动作，控制第二开关器为导通状态，以将第一电感器所储存的电能进行放电，而对于电容器上所形成的输出电压进行升压，反之，当输入电压大于发光二极管的顺向偏压时，控制器执行一降压驱动机制，控制第一开关器为关闭状态，控制第二开关器进行降压的开关动作，以将输入电压的部分能量储电于第二电感器上，而降压后的输入电压再提供至发光二极管及电容器。
2.如权利要求1所述的升降压混合型驱动电路，其特征在于，当该输入电压小于该发光二极管的顺向偏压时，该第二开关器作为一限流开关。
3.如权利要求1所述的升降压混合型驱动电路，其特征在于，该输入电压为一直流输入电压。
4.如权利要求3所述的升降压混合型驱动电路，其特征在于，该直流输入电压通过一整流器整流一交流电源而产生。
5.如权利要求4所述的升降压混合型驱动电路，其特征在于，所述整流器为一桥式整流器。
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