TW201204164A - Direct AC driving method for adjustable general LED having stable emission - Google Patents

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201204164 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本創作為一種可以直接使用於各種不同頻率之交流 ，源的發光二極體可調式驅動方法，同時具有調光的功 月^與怪流電路-起使用時，還可以消除因交流電源電壓 之變化所引起的發光量變化。 【先前技術】 目月ϋ直接以交流市電驅動的發光二極體方法，通常是 使用如巾華民时利黯574丨的料。如同專利襲观 的作法，疋將發光二極體燈串排列成橋式整流器的形式或 者雙向並聯的方式，讓正貞兩個半週可以直接導通，而且 只需要串接-個限流電阻即可。當輸入電源電壓從〇 乂上 升至超過發光二極體燈串的總導通㈣（^)之後，發 光極體燈串就會自然導通，這個讓發光二極體燈串導通 的總導通電壓（Fled)是發光二極體燈串的自然導通電塵， 此時的相對應的導通角度，就是發光二極體燈串的自然導 ϋ亩疳。 §輸入電源電壓上相峰值之後就會再下降，當下降 至低於發光二極體燈串的總導通電屢（U之後，發光 二極體燈串就會自然截止 本士 戰止此時相對應的導通角度是發光 一極體燈串的自然截止角卢。力道、s 士 一 χ月戾在導通時間之内，多餘的電 塵經過限流電阻所產生的雷済、，古存彡上松 町电，现波形如第一圖所示。其電流 值之計算公式如下： 201204164 LED^

其中的w為驅動發光二極體的電流值，[為輸入電壓的 =間值’ Led則為發光二極體燈串的總導通電壓。由上列 式還可以知知，用來驅動發光二極體燈串的驅動 會明顯的上升或下降，如第二圖所示。第二圖中％之電壓 波幵廣左到右的二個半週’分別為交流電源電壓在最高、 中等與最低的正半週波形。這三個波形之峰值的比例差異 不大’但是用來驅動發光二極體之電流值的差異卻是 非常大’因此會導致裝置的發光量有非常大㈣異產生。

即使以使祕流電簡虹述問題，也是無法完全達 到穩定發光量的問題。因為在固技光二極體數量的狀況 下’發光二極體燈串的總導通電壓（Fled)值卻不會改變， 因此發光二極體燈串的自然導通角度與自然截止角度，就 會隨著交流電源電壓的改變而改變，因此總導通角度將會 隨著交流電源電壓的變化而變動。以第二圖為例，其中二 左到右的三個半週電壓波形分別為交流電源電壓在最高、 中等與最低的正半週波形。在總導通電壓（厂一相同的 情況下’父流電源電壓越高時’總導通的肖度就會越大。 也就是S兒，父流電源電壓越高時，總發光量也就會越大。 反之’不論交流電源電壓如何變化，只要讓總導通的角度 固定，並結合恆流電路的使用’就可以讓總發光效率不受 201204164 交流電源電壓變化的影響。 在固定總導通角度的作法下，導通與戴止的角度就必 須固定’因此強制導通電壓就必須與交流電源電壓峰值的 改變成固定比率地改變。如第三圖所示’丨中從左到右的 的三個半週之電壓波形分別為交流電源電壓在最高、中等 與最低的半週波形，其相對應的強制導通電壓分別為〆Η、 〜與kl。這三個電壓都必須高於發光二極體燈串的總導^ 電壓（Led)值’才能確保穩定發光量的功能。第三圖之 中每個不同交流電源電壓的總導通角度都相同，再加上怔 流電路的使用，就可以穩定總發光量。 要調整發光量時，只要改變強制導通電壓即可，如第 四_示。在第四®的第-個半週之中，其強制導通電壓 比較高’總導通角度就會跟著變小，發光量也會跟著減少。 反之’如第四圖的第二個半週所示，當強制導通電壓比較 低時’總導通肖度就會跟著變大，發光量也會跟著增加。 傳統上，要直接在交流電源對白熾燈泡或發光二極體 燈ί這類的發光Tt件調整發光量時，是使时控整流器（如 SCR或TRAIC)料元件，透過選擇導通延遲時間的方式 控制強制導通角度’進而調整總導通角度，以便調整白熾 燈泡或發光二極體燈串的發光量。如第五圖所示，其中之 電壓波形從左到右的兩個半週分別為導通角度在前與在後 的狀況。當導通角度在前的時候，⑪控整流器的導通延遲 時間是比較短的^，因此總導通角度比較大，此時發光二 201204164 極體燈串的發光量也會比較大。當導通角度在比較後面的 時候’也就是矽控整流器的導通延遲時間是比較長的ί2， 總導通角度比較小，此時發光二極體燈串的發光量也會變 /J\ 〇 由於發光二極體燈串的總導通電壓（KED)是固定的， 這使得自然截止的角度將會隨著交流電源電壓的變化而改 變，如第六圖所示。第六圖中Vi之電壓波形從左到右的兩 • 個半週，分別為交流電源電壓在較高與較低的正半週波 形。在這兩個半週之中有相同的導通延遲時間，因此他們 的強制導通角度是相同的。然而發光二極體燈串的總導通 電壓（4ED )是固定的，因此在電源電壓較低時，自然截 止的角度會比較早，這將會使得他們的總導通角度不一 樣’進而在電壓變化時讓發光二極體燈串產生閃爍的現象。 換句話說，這種只有使用控制導通角度而不控制截止 φ肖又的方式’ 5周整總導通角度並進而調整發光二極體燈串 么光里時，即使是在有恆流電路的使用狀況下，發光二極 體燈串的發光量還是會受交流電源電壓的影響。也就是 次/、有同時控制強制導通與強制截止的角度，才能固定 總導通角度’也/能真正地穩定發光二極體燈串的發光量。 a因此，如迠提出一種可以根據交流電壓的變化，以動 &的方式選擇適當的強制導通電麼’就可以固定裝置之發 光里不又乂々,L電源電壓變化影響，而且還可以透過調整強 201204164 制導通電壓的方式改變總導通角度，進而調整發光量，這 使得交流發光二極體裝置更適合於使用在照明的應用上。 【發明内容】 本案之主要目的在於提供一種直接交流驅動的發光二 極體燈串驅動方法，俾提供可以調整與穩定發光二極體燈 串發光量的功能，並可以使用於各種電源頻率之驅動方 法，用以降低習知之發光二極體驅動電路過高的成本。 ♦ 域’本創作的主要目的，是提供—種在交流電源電 壓變動時，可以根據交流電源電壓的變化，以動態的方式 選擇強制導通電壓，就可以固定裝置之發光量不受交流電 源電壓&化影響’而且還可以透過調整強制導通電壓的方 式’改變總導通角度來調整發光量。因為其導通與截止的 判斷是以電壓為依據，所以與工作頻率無關。因此運用這 種技術所設計的電路，不論是在50Hz、6〇Hz或者由電子 #安定器科所產生更高頻的電源條件下，均可以正f動作。 透過橋式整流器的使用，本裝置在交流電的正負半週 均可驅動發光二極體，發光二極體的使用效率比較高。要 達到上述之功能，在交流電源電壓變動時降低總發光量變 動的裝置包含有下列的零件： 一、 提供照明用發光二極體。 二、 橋式整流器’其目的是為了將具有正負極性的交流電 麼整流成脈動的直流電壓，才能在正負半週都通過相 201204164 同的發光二極體，讓發光二極體的使用效率提昇。另 外，還可以只使用一組驅動電路，以降低裝置之成本。 二、恆流電路，其目的為在發光二極體導通時，提供給發 光"一極體穩定的驅動電流。 四、開關電路’其目的在於控制發光二極體的『導通』與 『不導通』。 ” 五強制導通電壓判斷電路，根據輸入之交流電源電壓選 擇與該電壓固定比率的強制導通電壓，以映對發光二 極體的強制導通與強制截止角度。在發光二極體該導 通的角度時送出讓開關電路『導通』的訊號，然後在 發光二極體該截止的角度時再送出讓開關電路『不導 通』的訊號。 【實施方式】 實現本案特徵與優點的一些典型實施例，將在後段的 說明中詳細敘述。應理解的是本案能財不同的態樣上且 變化，皆不脫離本案的範圍，且其中的說明 =不在本質上係當作本案的說明之用，而非用以限制本 請參閱第七圖’其為本創作的第一典

作的交流發光二極體驅動裂 ^ ' ，J 2卜-個強舰… 包含有一個橋式整流器 21個強制導通電廛判斷電路2厂 個怪流電路24以及—4 相電路23、- 及、且發先二極體燈串25。橋式整流器 201204164 21的正端輸出直接連接強制導通電壓判斷電路κ的輸入 端之外也經由恒流電路24與發光二極體燈串25連接。 強制導通電壓判斷電路22的輸出端連接至開關電路^的 控制輸入端，開關電路23則是串接在發光二極體燈串25 與橋式整流器21的負端之間。 在這個交流發光二極體驅動裝置2〇啟動之後，強制 ^通電壓判斷電路22會隨時監測輸人之交流電源電壓。在 電源電壓’菱化時，自動調整強制導通電壓，使該電壓 與交流電源電壓的峰值成固定之正比關係，在交流電源電 ^峰值上升時’強制導通電壓也會跟著上升。那是因為交 "U·電源電壓疋正弦函數的波形，因此要以固定強制導通與 強制截止角度的方式固定總導通角度時，只要讓強制導通 電堡與交流電源電壓導值成固定的比率即可。以強制導通 與強制截止角度分別為45。與135。為例’強制導通電壓只 要固定為交流電源電壓峰值的〇.7〇7倍即可。也就是說在 •峰值為156 v時’將強制導通電壓必須設為110v，而在峰 值141 V時，只需將強制導通電壓降為1〇〇 v即可。 在導通角度的時間範圍内時，強制導通電壓判斷電路 22會送出讓開關電路23『導通』的訊號，讓發光二極體燈 串25導通並發光。不在導通角度的時間範圍内時，強制導 通電壓判斷電路22會送出讓開關電路23『不導通』的訊 號’讓發光二極體燈串25不導通。 如以上所述’透過強制導通電壓判斷電路22控制開 m 9 201204164 關電路23，即可動態選擇強制導通電壓，並讓該電壓與交 流電源電壓之峰值成固定比率之方式固定總導通角度，進 而穩定發光二極體燈串25的發光量，以免裝置之發光量受 交流電源電壓的變化而影響。要調整發光量時，只要改變 導通電壓即可。例如強制導通電壓上升時，總導通角度就 會跟著下降，發光量也會跟著下降。反之，當強制導通電 壓下降時，總導通角度就會跟著上升，發光量也會跟著上 升。 • 第八圖所示之電路為本創作的第二實施例，本實施例 為第一實施例以雙接面電晶體BJT與運算放大器OPA完成 之電路。本創作的交流發光二極體驅動裝置20包含有一個 橋式整流器21、一個恆流電路24、一組發光二極體燈串 25、五個電阻R!〜R5、一個二極體D、一個電容C、一個 雙接面電晶體BJT!以及一個運算放大器OPA。 橋式整流器21的正端與恆流電路24連接後再與發光 φ 二極體燈串25連接，在經過發光二極體燈串25之後，經 過當成是開關電路23的雙極性電晶體BJT!再到達橋式整 流器21的負端。除此之外，橋式整流器21的正負端兩端 之間還有兩組用來分壓的串接的電阻，這兩組分壓電阻對 經由橋式整流器21整流之後的交流電源電壓分壓。第一組 分壓電阻由R!與R2所構成，分壓所得的電壓經由二極體D 對電容C充電，以便獲得峰值電壓的取樣，並將此值送至 運算放大器OPA的負（-)輸入端。當交流電源電壓從較 201204164 高的電壓下降時，電容c上的電壓依然還是先前較高峰值 電壓的取樣。然而此時取樣所得的電壓也需要下降之相對 應的，因此需要降低電容c上的電壓，才能讓電路正常地 動作，所以就必須要透過電阻R3讓電容C放電，以降低取 樣電壓至交流電源電壓下降後相對應的值。另一組分壓電 阻由R4與R5構成，直接對經由橋式整流器21整流之後的 交流電源電壓分壓，取得之電壓為整流後的交流電源電壓 之取樣，並將此值送至運算放大器OPA的正（+)輸入端。 ® 當整流之後的瞬間電壓由0 V上升至強制導通電壓之 後，運算放大器OPA的正（+)輸入端電壓值將會高於負 (-)輸入端之電壓值，運算放大器OPA的輸出端就會由 送出低電位變成送出高電位，讓由雙極性電晶體BJT!所構 成的開關電路23導通，也就可以讓發光二極體燈串25導 通並發亮。此時，整流後的電壓值會持續地上升至峰值後 再下降。當整流之後的瞬間電壓低於強制導通電壓時，運 • 算放大器OPA的正（+)輸入端電壓值將會低於負（-)輸 入端電壓值，運算放大器OPA的輸出端就會由送出高電位 變成送出低電位，讓由雙極性電晶體即乃所構成的開關電 路23不導通，也就可以讓發光二極體燈串25不導通並且 不發亮。當整流過的電壓下降至〇 V之後就會再上升，當 電壓再度超過強制導通電壓時，發光二極體燈串25就會再 次地導通。當電壓再度低於強制導通電壓時，發光二極體 燈串25就會再次地不導通。 201204164 由於強制導通電壓是隨著交流電源電壓值的改變而 成固定比率地改變，加上如此週而復始地運作，就可以讓 發光二極體燈串25以固定的總導通角度導通。由於發光二 極體燈串25是錄流電路驅動，因此就可以在不同^交^ 電源電壓的條件下，維持穩定的發光量。 ' 要調整發光量時，只要改變電阻RJ值即可。當心 的值下降時’經由分廢電阻心與&分麼所得的蜂值取樣2 電屢就會下降，亦即此電路的強制導通電I就會跟著下 降，此就可以在比較低輸入電壓的條件下，就讓運算放 大器OPA的輸出端送出高電位，讓由雙祕電晶體抓】 所構成的開關電路23導通，也就可以讓發光二極體燈串 25導通，也就會讓導通總角度增加並讓發光量增加。反之， 當R2的值上升時，強制導通電壓都會上升，就會讓導通總 角度下降以降低發光量。因此，只要將電阻&改成可變電 阻即可任意地調整發光量。 第九圖所示之電路為本創作的第三實施例，本實施例 為第-實施例單獨以雙接面電晶體抓完成之電路。本創 作的交流發光二極體驅動褒置2〇包含有-個橋式整流器 2卜一個怪流電路24、—組發光二極體燈串25、七個電阻 &〜尺7、-個二極體D、一個電容c、三個雙接面電晶體 BJTi〜BJT3以及一個稽納二極體Dz。 ”第YU相同地’橋式整流器21的正端與怪流電路 24連接後再與發光二極體燈串25連接，在經過發光二極 m 12 201204164 體燈串25之後，透過當成是開關電路23的雙極性電晶體 BJT!再到達橋式整流器21的負端。也相同地，橋式整流器 21的正負端兩端之間還有兩組用來分壓的串接的電阻，這 兩組電阻對經由橋式整流器21整流之後的交流電源電壓 分壓。第一組的分壓電阻由心與R2構成之後，分壓所得 的電壓經由二極體D對電容C充電，以便獲得峰值電壓的 取樣，並將此值送至雙極性電晶體BJT2的E極。其中R3 的功能與第八圖相同，在交流電源電壓從高變低的時候， ® 能夠讓電容C放電至較低之交流電源電壓相對應之峰值取 樣電壓。另一組分壓電阻由R4與R5所構成，直接對經由 橋式整流器21整流之後的交流電源電壓分壓，並將此值送 至雙極性電晶體BJT2的B極。 當整流之後的瞬間電壓高於強制導通電壓時，雙極性 電晶體B JT2 B極的電壓值將會焉於E極的電壓值》雙極性 電晶體bjt2會導通並進入飽和區。此時的設計是讓雙極性 籲 電晶體B JT2 C極的電壓值低於稽納二極體Dz的導通電壓 vz與雙極性電晶體BJT3BE極導通電壓VBE的總和（vz + VBE)。這種的設計會讓雙極性電晶體BJT3進入截止區，並 且讓電阻R7對作為開關電路23的雙極性電晶體BJT,提供 偏壓電流使之導通並進入飽和區，也就會讓開關電路23處 在『導通』的狀態，即可讓發光二極體燈串25導通並發亮。 此時，電壓值一樣會持續地上升至峰值後再下降。當 整流之後的瞬間電壓低於強制導通電壓時，雙極性電晶體

[SJ 13 201204164 BJT2 B極的電壓值會低於E極的電壓值，雙極性電晶體 BJT2不會導通，所以是在截止區。此時電阻R6對雙極性電 晶體旧丁3提供偏壓電流使之導通並進入飽和區，因此雙極 性電晶體BJT3兩端的電壓VcE3只有0.2V，就會讓作為開 關電路23的雙極性電晶體BJT!截止。換句話說，就會讓 發光二極體燈串25不會導通並且不發亮。 也相同地，當整流過的電壓繼續再下降至0V之後就 會再上升，當電壓再度超過強制導通電壓時，發光二極體 • 燈串25就會再次地導通。當電壓再度低於強制導通電壓 時，發光二極體燈串25就會再次地不導通。由於強制導通 電壓是隨著交流電源電壓值的改變而成固定比率地改變， 加上如此週而復始地運作，就可以讓發光二極體燈串25以 固定的總導通角度導通。由於發光二極體燈串25是以恆流 電路驅動，因此就可以在不同的交流電源電壓的條件下， 維持穩定的發光量。如果要調整發光量，採用與第八圖相 φ 同的方式即可，亦即將電阻R2改成可變電阻即可任意地調 整發光量。 第十圖所示之電路為本創作的第四實施例，本實施例 為第一實施例以微處理器完成之電路。本創作的交流發光 二極體驅動裝置20包含有一個橋式整流器21、一個恆流 電路24、一組發光二極體燈串25、二個電阻R4與R5、一 個雙接面電晶體BJT!以及一個微處理器。 與第八圖相同地，橋式整流器21的正端與恆流電路

[SJ 14 201204164 24連接後再與發光二極體燈串25連接，在經過發光二極 體燈$ 25之後，透過當成是開關電路23的雙極性電晶體 ΒΠ^再到達橋式整流器21的負端。在橋式整流器21的正 負端兩端之間還有一組用來分壓的串接的電阻，這組電阻 對經由橋式整流器21整流之後的交流電源電壓分壓。 分壓電阻由R4與R5所構成，直接對經由橋式整流器 21整流之後的交流電源電壓分壓，並將此值送至微處理器 的輸入端。這個分壓所得的值經由微處理器轉換成數位值 • 後，透過峰值電壓的監測，可以隨時監控交流電源電壓的 變化，並依照交流電源電壓的變化，隨時選定與交流電源 電壓之峰值成固定比率的強制導通電壓，即可在不同的交 流電壓變化之下穩定發光量。要調整發光量時，可以透過 第十圖之中的參考電壓V X進行調整。例如V X上升時發光 量增加，反之，vx下降時發光量減少。以上的功能，都是 透過微處理器之中的軟體完成。 • 在發光二極體燈串25的串接發光二極體數量較少 時，為了達到降低恆流電路24消耗的電能，而且還可以維 持發光二極體燈串25穩定的發光量，這種以固定總導通角 度結合恆流電路24之方法，還可以採用另一種方式驅動， 第十一圖所示的波形即為這種驅動方法。這種方法的驅動 模式會與原來驅動模式相反，亦即原來的強制導通角度與 強制截止角度將會對調。 開始時，開關電路23是在『導通』的狀態，當整流 15 201204164 之後的瞬間電⑧由Gv上升至發光二極體燈串25的總導通 電壓（KED)時，發光二極體燈串25就會自動導通。在電 壓繼續上升至強制導通電壓時，強制導通電壓判斷電路Μ έ送出個讓開關電路23『不導通』的訊號，以便強制發 光二極體燈串25不導通，使之不發亮。

之後電壓值會持續地上升至峰值後再下降。當整流 所得的瞬間電壓低於強制導通電壓時，強制導通電壓判斷 電路22會送出—個讓開g電路23『導通』的訊號，以便 強制發光二極體燈串25再—次地導通並使之發亮。當電壓 寺、·良也下降至發光一極體燈串25的總導通電壓（hD )以 :時’發光二極體燈串25就會自動地截止而且不發亮。這 截止現象，疋因為整流後的電壓不足以讓發光二極體 燈串25之中的所有發光二極體同時導通所造成的。此時的 開關電路23還疋處在『導通』的狀態。因此，在整流過的 電[持、，貝地下降至〇 v後再上升時，在電壓再度超過發光 二極體燈串25的總導通電壓（％)時，就會因為有足夠 的電壓㈣發光二極體燈串25再—次導通。—直到整流過 的電C回於強制導通電壓時，強制導通電壓判斷電路才 會再一次地送出—個讓開關電路23『不導通』的訊號，以 便強制發光二極體燈串25再—次地不導通而使之不發亮。 ^於強制導通電壓是隨著交流電源電壓值的改變而 '又比率的改’憂，如此週而復始地運作，就可以讓發光 二極體燈串25以Μ的總導通角度導通。由於發光二極體 201204164 燈串25是以恆流電路驅動，因此就可以在不同的交流電源 ^壓的條件下，—樣可以維持敎的發光量。最大的不同 疋在於發光—極體燈串25的閃爍次數，將會由電源頻率的 兩倍倍增為四倍。以60 Hz市電電源為例，全波整流後的 閃^次料每秒120次，採用第十-圖所示的控制模式可 以倍增為每秒240次’這樣更可以降低閃爍對視覺的影響。 在第三圖之中，每個半週分別各有一次的強制導通點 φ 與強制截止點。這兩個點所在的電壓值，都已經超過發光 極體k串25的總導通電壓（4叩），因此這兩個導通與 截止的動作都是強制性的，因此這兩個動作是為強制導通 與強制截止，而其所在的相對應角度也就被稱為強制導通 角度與強制截止角度。而第十一圖之中的每個半週分別各 有兩次的導通點與截止點，其中與發光二極體燈串25的總 導L電I ( FLED )相同的導通與截止都屬於發光二極體燈 串25的自打決定的動作，因此這兩個動作就稱為自然導通 鲁’、自’、、、:截止’而其所在的相對應角度也就被稱為自然導通 2度與自㈣止角度。至於另外的截止與導通點的電壓都 间於發光—極體燈串25的總導通電壓（Led)，因此這兩 個導通與截止的動作都是強制性的，因此也就相同先前的 Μ導通與強制截止’因而其所在的相對應角度也一樣被 稱為強制導通角度與強制截止角度。比較第三圖與第十一 圖可以發現，兩種操作模式只有兩種不同。第一個不同在 於強制發光二極體燈串25導通與截止的角度對調，第二個 m 17 201204164 不同則是在於調光的方式相反。 因此，要完成第十-圖所示的操作模式，就只需要將 术作第三圖波形的控制電路之輸出反相即可。第十一圖所 本創作的第五實施例，本實施例為第： 又接面電晶體贿與運算放大器〇PA完成第十一圖所示 電路。此電路與第八圖唯—不同的地方，就只有運 异放大器㈣的兩個輸人端對調，即可讓控制電路之輸出 瞻^目’其他的動作原理均相同。第十三圖所示之電路為本 彳作的“貫_，本實施例為第—實施例單獨以雙接面 電曰曰體BJ丁元成第十一圖所示功能之電路。此電路與第九 圖的電路相差極微，要達成與第九圖反相的輸出狀態，只 需要將第九圖的電路去掉一級雙接面電晶體叫以及= 其相關的偏愿電阻心’亦即減少一次反相的動作即可，並 餘的操作原理均與第九圖完全相同。 八 另外’在第十二圖與第十三圖的電路之中，雖狹一樣 >是以調整電阻1的方式達到調光的目的。雖然在心、的值 下降時，強制導通的電屬也會下降。但是跟第八圖與第九 圖相反的，此時的總導通角度會下降，因此發光二極體燈 串25所發出的亮度會減少。反之，心的值上升時，強制導 通電壓會上升，也因此會讓總導通角度與發光二極體燈串 25所發出的亮度都增加。除此之外，不論是要對發光二極 體燈串25進行第三圖或第十一圖之波形所示的操作模 式，均可以類似的電路完成。

f SI 18 201204164 从至於要以第十圖所示之電路完成第十一圖所示之控 制桓式時’只要將微處理器用來控制開關電路的數位輸 出’以軟體的方式將其反相即可達成。此時控制其發光量 的方式也會相反，例如Vx上升時料量減少，反之，％ 下降時發光量增加。 紅上所述，本案提供一種直接交流驅動之發光二極體 驅動電路’由於其係無須設置高耐麼之大電容及變墨器， •故具有可減少生產成本之功效。此外，藉由導通角度的控 制與悝流電路的使用，不僅僅可以調整發光量，還可以穩 定發光量不受交流電源電壓的變化而變動。更甚者，本^ 更利用監測電壓峰值變化的方式，自動調整強制導通與強 制戴止電壓，因此可使用於各種頻率的交流電源。是以， 本案之發光二極體驅動電路極具產業之價值，爰依法提出 申請。 _ 本案得由熟知此技術之人士任施匠思而為諸般修飾， 然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。 19 201204164 【圖式簡單說明】 第一圖、在輸入交流電源電壓穩固定時，經由橋式整流器 整流輸出之電壓波形圖與採用限流電阻所產生之發 光二極體驅動電流時序示意圖。 第二圖、在輸入交流電源電壓不穩定時，經由橋式整流器 整流輸出之電壓波形圖與採用限流電阻所產生之發 光二極體驅動電流時序示意圖。 Φ 第三圖、在輸入電壓不穩定時，經由橋式整流器整流輸出 之電壓波形圖與採用恆流電路所產生之發光二極體 驅動電流時序示意圖。 第四圖、在輸入交流電源電壓穩固定而導通與截止變動 時，經由橋式整流器整流輸出之電壓波形圖與採用 恆流電路所產生之發光二極體驅動電流時序示意 圖。 第五圖、在輸入交流電源電壓穩固定且採用矽控整流器 # (SCR )調整亮度時，經由橋式整流器整流輸出之 電壓波形圖與採用恆流電路所產生之發光二極體驅 動電流時序示意圖。 第六圖、在輸入交流電源電壓不穩定且採用矽控整流器 (SCR )調整亮度時，經由橋式整流器整流輸出之 電壓波形圖與採用限流電阻所產生之發光二極體驅 動電流時序不意圖。 [S3 第七圖、本創作之第一實施例。 20 201204164 第八圖、本創作之第二實施例。 第九圖、本創作之第三實施例。 第十圖、本創作之第四實施例。 第十圖、在輸入電壓不穩定且導通與戴止時間點對調 時’經由橋式整流器整流輪出 出之電壓波形圖與採用 恆流電路所產生之發光二極 位體驅動電流時序示意 圖0

第十二圖、本創作之第五實施例。 第十三圖、本創作之第六實施例。

21 ⑸ 201204164 【主要元件符號說明】

20 ： 交流發光二極體驅動裝 21 ： 橋式整流器 22 ： 強制導通電壓判 斷電路 23 ： 開關電路 24 ： 恆流電路 25 ： 發光二極體燈串 D ：. 二極體 Dz : 稽納二極體 C :電容 OPA :運算放大器 MCU :微處理器 R!: 第一電阻 R2 : 第二電阻 R3 : 第三電阻 R4 : 第四電阻 R5 : 第五電阻 r6 : 第六電阻 r7 · 第七電阻 BJTj :第一雙接面電 晶體 bjt2 :第二雙接面電 晶體 bjt3 :第三雙接面電 晶體 Vx ： 參考電壓 f si 22

Claims (1)

1. 201204164 七、申請專利範圍： 1.一種直接以交流電源驅動發光二極體之驅動方法，在輸 入之交流電源電壓變動時，以固定強制導通電壓與交流 電源電壓峰值之比率的方式，固定強制導通角度與強制 截止角度，進而在輸入之交流電源電壓變動時固定總導 通角度。 2.如申請專利範圍第1項所述之發光二極體驅動方法，其

   強制導通電壓與交流電源電壓峰值呈正比的關係。 3.如申請專利範圍第2項所述之發光二極體驅動方法，其 強制導通電壓與交流電源電壓峰值的正比關係，可以以 正弦函數或其他類似之函數完成。 4·如申請專利範圍第1項所述之發光二極體驅動方法，結 。隍机電路的使用，發光二極體燈串就可以在電源電壓 變化時提供穩定的發光量。

   5. 如申請專利範圍帛1項所述之發光二極體驅動方法，其 中是以電壓的方式自動調整強制導通角度與強制截止角 度’因此這個方法可以適用於各種電源頻率。 6. 如申請專利範圍帛1項所述之發光二極體驅動方法，同 時使用自然導通角度、自然截止角度、強制導通角度與 =制截止角度等四個角度時，可以讓發光二極體燈串在 同—個半週有兩次的導通與截止。 申月專利觀圍第6項所述之發光二極體驅動方法，可 23 201204164 以讓閃爍的頻率加倍。 8.—種直接以父流電源驅動發光二極體之驅動方法，透過 調整強制導通電壓肖交流電源電壓岭值的比率，就可以 調整強制導通角度與強職止角度，進而調整發光二極 體燈串的發光量。 9·一種直接以交流電源驅動發光二極體驅動方法時，可以 用以驅動至 >、由一發光二極體所構成之發光二極體燈 串，其係包含： -整流電路’係接收一交流電壓’且將該交流電壓轉換 成一直流電壓； -開關電路’係跨接於惺流電路與整流電路之間，其動 作為受強制導通電壓判斷電路之控制，決定在發光二 極體燈串的導通與不導通； -強制導通電壓判斷電路，係與該整流電路連接，用以 監測整流電路所得之峰值電壓，並依據所得之峰值電 I决疋口疋比值之強制導通電壓，在經由整流後的電 源電壓高於強制導通電壓時，對開關電路送出導通的 控制訊號，讓發光二極體燈串導通並發光，在經由整 流後的電源電壓低於強制導通電壓時，對開關電路送 出不導通的控制訊號，讓發光二極體燈串不導通並且 不發光； 一怔流電路’係跨接於整流電路與發光二極體燈串之 m 24 201204164 間，在發光二極體燈串導通時提供穩定的電流； 10.如申凊專利軌圍第9項所述之發光二極體驅動電路，其 中忒整流電路係為一橋式整流器。 Π·如申請專利範圍第9項所述之發光二極體驅動電路，其 中該開關電路係由第-雙接面電晶體所構成。 12·如申請專利範圍第9項所述之發光二極體驅動電路，其

   制導通電壓_電路可以由雙接面電晶體與運算 放大器等等主動式半導體元 ^ 兀件結合各種之電阻、二極體 與電容等等被動元件建立之比 较时電路戶斤4盖成，成以微 處理器與監控程式所構成。 戶斤構成戈『

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