TW201206236A - Driving circuit of light-emitting element - Google Patents

Description

201206236 五、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係一種發光元件驅動電路，特別係有關於一種包 含逆電壓提供單元之發光元件驅動電路，藉由逆電壓提供 單元所提供之反向電壓，可以降低發光元件之總操作電 壓，藉此方式達到提高發光元件效率並提高其功率因數。 【先前技術】 φ 習知LED驅動電路通常為了提高效率而將LED串的操 作電壓提高，然因交流電之電壓係以弦波的方式存在，提 高LED串的操作電壓則該驅動電路的功率因數反而會因此 降低，一旦功率因數降低，表示發電廠大部分的電力都浪 費掉，不符合現在提倡節能的概念。 此外，若以降低LED串操作電壓的方式提高功率因 數，由於市電與LED串之間的電壓落差加大，因此反而造 • 成整體電路的效率降低。 故本發明之發明人有鑑於習知LED驅動方式之缺失， 乃亟思發明一種發光元件驅動電路。 【發明内容】 本發明之一目的係提供一種發光元件驅動電路，用以 達成具有高效率、高功率因素與穩定的發光元件驅動電路。 為達到上述目的，本發明主要提供一種發光元件驅動電 3 201206236 路，其包括一整流單元、一限電流單元以及一負載。此負 載包含依序串接之一第一發光元件、一逆電壓提供單元與 一第二發光元件。整流單元可接收一外部電源所提供之一 交流電壓，並整流此交流電壓為一直流電壓。限電流單元 連接整流單元，並根據直流電壓產生一直流電流。負載則 連接於限電流單元與整流單元間。其中，當直流電流通過 第一發光元件或第二發光元件時，第一發光元件或第二發 φ 光元件之兩端點上產生一電位降，而逆電壓提供單元則可 提供一反向電壓，且反向電壓之極性與電位降之極性相 反。如此可以降低各發光元件之總操作電壓，藉此方式達 到提高發光元件效率並提高其功率因數。 為使熟悉該項技藝人士了解本發明之目的、特徵及功 效，茲藉由下述具體實施例，並配合圖式，對本發明詳加 說明如後。 【實施方式】 參考第一圖所示，其係顯示本發明一種發光元件驅動電 路之一具體實施例之元件關聯圖。本發明係有關於一種發 光元件驅動電路，且其係將包括一整流單元（2)、一限電 流單元（3)、與一負載。此負載包含依序串接之第一發光 元件（4)、逆電壓提供單元（6)以及第二發光元件（5)。 其中各元件的電性連結關係如第一圖中所示，就不在此贅 201206236 述。 該整流單元（2)可接收一外部電源（所提供之一交 流電壓’並整流該交流電壓為一直流電壓。該限電流單元 (3 )係連接該整流皁元（2 )’並根據該直流電壓產生一 直電blL，並以此直流電流驅動第一發光元件（4 )與第-發光元件（5)。此第一發光元件（4)與第二發光元件 車父佳為有機發光二極體、發光二極體或電致發光元件，在 • 本實施例中以發光二極體（LED)來表示。 莓直;W電流通過第一發光元件（4 )或第二發光元件（$ ) 時，會在第一發光元件（4)或第二發光元件（5)之兩端 點上產生一電位降，而逆電壓提供單元（6)主要的設置目 的就是提供一反向電壓，且反向電壓之極性與該電位降之 極性相反。其中，此逆電壓提供單元（6)較佳為一次電池。 透過該整流單元（2)整流後之直流電源經該限電流單 •元（3)將電流限制於額定電流來提供該第一發光元件（4) 與該第二發光元件（5)發光，而該逆電壓提供單元（6) 由於提供一反偏壓，依據LED效率=輸出功率/輸入功率 =(輸出電壓*輸出電流）/(輸入電壓*輸入電流），由於 輸出電流與輸入電流相同，輸出電壓即為跨壓在第一發光 元件（4)、該逆電壓提供單元（6)與該第二發光元件 之壓降的總和，所以透過該逆電壓提供單元（6)所提供的 反偏壓，可降低整體負載的總跨壓，#此可以提高咖效 201206236 率並提高其功率因數。 參考第二圖所示，其係顯示本發明一種發光元件驅動電 路之另-具體實施例之元件關聯圖。其係將包括一整流單 元⑵、—限電流單元⑺、-第-發光耕（41)、

--次電池⑽以及一第二發光元件（51)，該整流單 疋（2)與該限電流單元（3)有—電氣連結，該限電流單 疋（3)另—端與該第—發光元件⑷連接，該-次電池 (61)兩端分別與該第一發光元件（41)和第二發光元件 (51)連接’該第二發光元件（51)再與該整流單元（2) 有電氣連接。直流電源⑴透過該整流單元⑵整流後 ,直流電源㈣限電流單元⑶將電流限制於額定電流來 提供該第-發光元件（41)與該第二發光元件（51)發光， 而該·人電池（61)由於提供一反偏壓，可降低整體負載 的跨壓，藉此可以提高LED效率並提高其功率因數。 參考第二圖所示’其係顯示本發明一種發光元件驅動電 路之再一具體實施例之元件關聯圖，其係包括一整流單元 (2) 限電流單元（3)、一第一發光元件（41)、一 第二發光元件（51)、一電容（62)、一二極體（63)、 一控制單元（7)、一第一開關（71)與一第二開關（72)， 其中孩整流單元（2)本實施例以一橋式整流電路（21)來 表示，而該控制單元（7)其係用以偵測該整流單元（1) 之電壓大小並控制該第一開關（71)與第二開關（72)的 201206236 作動。 該橋式整流電路（21)與該限電流單元（3)有一電氣 連結，該限電流單元（3)另一端與該第一發光元件（41) 和該第一開關（71)電氣連接，該第一發光元件（41)與 該電容（62)、該二極體（63)與該第二開關（72)有電 氣連接，s亥第一發光元件（51)之一端與電容（62)之另 一端、該二極體（63)另一端與該第一開關（71)之另一 參端皆有連接關係，該第二發光元件（51)之另一端再與該 橋式整流電路（21)有電氣連接，該控制單元（7)電氣連 接於該橋式整流電路（21)並分別與該第一開關（71)與 該第二開關（72)有電氣連接，用以感測該橋式整流電路 (21)所輸出的直流電壓值，並根據此直流電壓值對應控 制該第一開關（71)與該第二開關（72)的開關作動。 交流電的f壓係可由-㈣方式提供，當交流電透過該 籲橋式整流電路（21)供電時，該控制單元⑺偵測到該橋 式整流電路（21)提供之電壓值v小於預設之額定電壓值 Vs時(V<Vs) ’該控制單元（7)會發出訊號關閉該第一開 關（71)與該第二開關（72)使其導通，此時大部分的電 流會流至該電容（62)，該電容（62)便會儲存電能；當 该橋式整流電路（21)提供之電壓值v大於預設電壓值 Vs(V>Vs)時，該控制單元（7)會發出訊號打開該第一開關 (71)與該第二開關（72)使其開路，此時大部分電流會 201206236 通過該第一發光元件（41)與該第二發光元件（51)。然因 該電容（62)有儲存電能，因此會提供整體負載一反向偏 壓’而降低整體負載的跨壓，藉此可以提高LED效率並提 高其功率因數。 上述的第一開關（71)與第二開關（72 )可為MOSFET、 Relay或BJT等，在本實施例中則以使用MOSFET為例。 控制單元（7)可根據所偵測的直流電壓大小對應改變 • M0SFET的閘極電壓值，藉此可控制MOSFET的導通或截 止狀態。 參考第四圖所示’其係顯示本發明一種發光元件驅動電 路之再一具體實施例之元件關聯圖，其係包括一整流單元 (2)、一限電流單元（3)、一第一發光元件（41)、一 第二發光元件（51)、一二次電池（64)、一二極體（63)、 一控制單元（7 )、一第一開關（71)與一第二開關（72 )， • 其中該控制單元（7)其係用以偵測該整流單元（2)之電 壓大小並對應控制該第一開關（71)與第二開關（72)的 作動。 該整流單元（2)與該限電流單元（3)有一電氣連結， s亥限電流單元（3)另一端與該第一發光元件（41)和該第 一開關（71)電氣連接，該第一發光元件（41)與該二次 電池（64 )、該二極體（63 )與該第二開關（72 )有電氣 連接，該第二發光元件（51)之一端與該二次電池（64) 201206236 之另一端、該二極體（63)另一端與該第一開關（71)之 另一端皆有連接關係，該第二發光元件（51)之另一端再 與該整流單元（2)有電氣連接，該控制單元（？）電氣連 接於5亥整流單元（2 )並分別與該第一開關（71)與第二開 關（72)有電氣連接，用以感測該整流單元（2)之輸出電 壓並控制該第一開關（71)與該第二開關（72)的開關作 動。 交流電的電壓係以弦波方式提供，當交流電透過該整流 單元（2)供電時，該控制單元（7)偵測到該整流單元（2) 提供之電壓值V小於預設之額定電壓值vs時(V<Vs)，該 控制單元（7)會發出訊號關閉該第一開關（71)與該第二 開關（72)使其導通，此時大部分的電流會流至該二次電 池（64)，該二次電池（64)便會儲存電能，當該整流單 元（2)提供之電壓值v大於預設電壓值Vs(V>Vs)時，該 控制單元（7)會發出訊號打開該第一開關（71)與該第二 開關（72)使其開路’此時大部分電流會通過該第一發光 元件(41)與該第二發光元件（51)，然因該二次電池（64) 有儲存電能，因此會提供整體負載一反向偏壓，而降低整 體負載的跨壓，藉此可以提高發光元件效率並提高其功率 因數。 以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企 圖據以對本發明作任何形式上之限制，是以，凡有在相同 201206236 之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應 包括在本發明意圖保護之範疇。 【圖式簡單說明】 第一圖係顯示本發明之發光元件驅動電路之一具體實施例之 元件關聯圖； 第二圖係顯示本發明之發光元件驅動電路之另一具體實施例 之元件關聯圖； 藝 帛二嶋齡本發明之贱元件驅動電路之再—具體實施例 之元件關聯圖；以及 第四圖係顯林發明之發光元件軸電路之再—具體實施例 之元件關聯圖。 【主要元件符號說明】 交流電源（1) 整流單元（2) • 橋式整流電路（η) 限電流單元（3) 第一發光元件（4) 第一發光元件（41) 第二發光元件（5) 第二發光元件（51) 逆電壓提供單元（6) 一次電池（61) 201206236 電容（62) 二極體（63) 二次電池（64) 控制單元（7) 第一開關元件（71) 第二開關元件（72)

Claims (1)

1. 201206236 六、申請專利範圍： 1. 一種發光元件驅動電路，其包括： 一整流單元，係接收一外部電源所提供之一交流電壓，並整流 該交流電壓為一直流電壓； 一限電流單元，係連接該整流單元，並根據該直流電壓產生一 直流電流；以及 一負載，係連接於該限電流單元與該整流單元間，該負載包含 • 依序串接之一第一發光元件、一逆電壓提供單元與一第二發 光元件； 其中，當該直流電流通過該第一發光元件或該第二發光元件 時’該第一發光元件或該第二發光元件之兩端點上產生一電位 降，而該逆電壓提供單元係提供一反向電壓，且該反向電壓之 極性與該電位降之極性相反。 2. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件驅動電路，其中該整流 # 單元係為一橋式整流電路。 3. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件驅動電路，其中該第一 發光元件或該第二發光元件係為有機發光二極體、發光二極體 或電致發光元件。 4. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件驅動電路，其中該逆電 壓提供單元係為一次電池。 5. —種發光元件驅動電路，其包括： 一整流單元，係接收一外部電源所提供之一交流電壓，並整流 12 201206236 °亥父流電壓為一直流電壓； 限電机單疋’係連接該整流單元，並根據該直流電壓產生〆 直流電流； 一負载，係連接於該限電流單元與該整流單元間，該負載包含 依序串接之-第-發光元件、—逆電壓提供單元與__第二發 光凡件，該第-發光元件與該逆電壓提供單元相接於一第一 節點4逆電壓&供單元與該第二發光元件相接於一第二節 點； 一第一開關元件，係連接霞限電流單元與該第二節點間； 一第二開關元件’係連接於該限整流單元與該第一節點間；以 及 一控制單元，係連接於該整流單元與該第二發光元件間，以感 測該直流電壓之電壓值’並根據該直流電壓之電壓值對應開 啟或關閉該第一開關元件與該第二開關元件； 其中’當該直流電流通過該第一發光元件或該第二發光元件 時，該第一發光元件或該第二發光元件之兩端點上產生一電位 降’而該逆電壓提供單元係提供一反向電壓，且該反向電壓之 極性與該電位降之極性相反。 6·如申請專利範圍第5項所述之發光元件驅動電路，其中該整流 單元可以係一橋式整流電路。 7.如申請專利範圍第5項所述之發光元件驅動電路，其中該發光 元件可以係一有機發光二極體、發光二極體或電致發光元件。 13 201206236 8. 如申請專利範圍第5項所述之發光元件驅動電路，其中該第一 開關元件或該第二開關元件係為金屬氧化物半導體場效電晶 體(M0SFET)、繼電器（Relay)或雙載體接面電晶體(BJT)。 9. 如申請專利範圍第5項所述之發光元件驅動電路，其中該逆電 壓提供單元係為二次電池或電容。 10. 如申請專利範圍第5項所述之發光元件驅動電路，更包含一二 極體，該二極體係連接於該第一節點與該第二節點之間。