TW201348912A - 發光二極體均流驅動電路及其方法 - Google Patents

發光二極體均流驅動電路及其方法 Download PDF

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Abstract

本發明係揭露一種驅動電路及其方法,該驅動電路包含一諧振槽,具一電感與耦合於該電感之複數個電容,一均流控制電路,包括該複數個電容,以及複數個整流器,分別串聯於該複數個電容。

Description

發光二極體均流驅動電路及其方法
本發明涉及發光二極體均流驅動電路,尤指一種具有一均流控制電路之發光二極體均流驅動電路。
發光二極體在較高功率之應用時常以多串列方式驅動,惟需克服驅動之均流問題。
目前國內外發光二極體在較高功率之應用時的驅動電路技術多屬直流驅動LED,使得均流機制較不容易設計。另外,有些現有技術雖為脈波形式驅動,但其驅動訊號僅半個週期,亦影響LED使用率及光輸出。
如何配合常用之具有交流輸出單/雙級、隔離/非隔離的電源轉換器之前級,以設計一均流機制,俾提昇其使用率及光輸出,是一值得深思的問題。
職是之故,發明人鑒於習知技術之缺失,乃思及改良發明之意念,終能發明出本案之「發光二極體均流驅動電路及其方法」。
本案之主要目的在於提出一高頻脈波發光二極體均流驅動機制,利用設計諧振槽所產生之交流訊號經橋式整流後來對發光二極體進行驅動,並具有均流電路用以驅動多串發光二極體;本發明之均流核心在於結合諧振電路之諧 振電容,將該電容作為均流電容使用,利用其串/並聯的方式使容抗主導每串發光二極體之阻抗,來達成每串發光二極體之均流。
本案之又一主要目的在於提供一種發光二極體均流驅動電路,包含一直流電源,一半橋式切換開關組,電連接於該直流電源組,且產生一方波,一諧振槽,電連接於該半橋式切換開關組,且具一電感與耦合於該電感之複數個電容,複數個橋式整流器,一均流控制電路,包括該複數個電容,分別串聯於該複數個橋式整流器,以及一發光二極體模組,具複數串發光二極體,分別電連接於該複數個橋式整流器。
本案之下一主要目的在於提供一種發光二極體均流驅動電路,包含一諧振槽換流器,包括一諧振槽,具一電感與耦合於該電感之複數個電容,複數個橋式整流器,一均流控制電路,包括該複數個電容,分別串聯於該複數個橋式整流器,以及一發光二極體模組,具複數串發光二極體,分別電連接於該複數個橋式整流器。
本案之另一主要目的在於提供一種發光二極體均流驅動電路,包含一轉換器,產生一交流輸出,且包括複數個諧振電容,複數個整流器,一均流控制電路,包括該複數個諧振電容,分別耦合於該複數個整流器,以及複數串發光二極體,分別電連接於該複數個整流器。
本案之再一主要目的在於提供一種發光二極體均流驅動電路,包含一均流控制電路,包括複數個諧振電容,複數個整流器,分別耦合於該複數個諧振電容,以及複數串發光二極體,分別電連接於該複數個整流器。
本案之又一主要目的在於提供一種驅動電路,包含一諧振槽,具一電感與耦合於該電感之複數個電容,一均流控制電路,包括該複數個電容,以及複數個整流器,分別串聯於該複數個電容。
本案之下一主要目的在於提供一種均流驅動電路的方法,包含下列之步驟:提供複數個串聯電路,其中該複數個串聯電路分別具有複數個諧振電容,其中該複數個諧振電容分別具有複數容抗值;以及由各該容抗值主要決定各該串聯電路由各該串聯電路所形成之一阻抗值,以使該複數個串連電路達成一均流狀態。
本案之另一主要目的在於提供一種用於一發光二極體均流驅動電路的方法,包含下列之步驟:提供複數個諧振電容與分別串聯於該複數個諧振電容之複數串發光二極體;以及使各該複數個諧振電容主導串聯之各該串發光二極體與各該電容所形成之一阻抗,以達成該發光二極體均流驅動電路之一均流狀態。
為了讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明 如下:
如第一圖所示,本發明提出一高頻脈波發光二極體均流驅動機制,其驅動器輸出利用設計諧振槽所產生之交流訊號(方波、弦波或者三角波)經橋式整流後來對發光二極體進行驅動,並具有均流電路用以驅動多串發光二極體;本發明均流的核心在於結合諧振電路之諧振電容,此電容亦作為均流電容,利用其串/並聯的方式,使容抗主導每串發光二極體之阻抗,以達成每串發光二極體之均流。並可視情況於負載端並聯一濾波電容(Co1...Con),亦即各該電容(Co1...Con),均有「可加」或「可不加」的兩種選擇。第一圖為依據本發明構想之第一較佳實施例之發光二極體均流驅動電路之電路圖。
在第一圖中,該發光二極體均流驅動電路包含一諧振槽換流器,該諧振槽換流器包括一諧振槽(其為一諧振槽換流器及均流策略核心1),具一電感Lr(具一跨壓vLr)與耦合於該電感之複數個電容(Cb1...Cbn,各具一跨壓vCb1...vCbn),複數個橋式整流器(各具四個整流二極體:D1-1,D1-2,D1-3與D1-4...Dn-1,Dn-2,Dn-3與Dn-4),一均流控制電路,包括該複數個電容(Cb1...Cbn),分別串聯於該複數個橋式整流器,以及一發光二極體模組,具複數串發光二極體(LED1...LEDn),分別電連接於該複數個橋式整流器。當 然,在該第n組整流器與一接地端之間亦可串聯一額外之電容Cb。該電容Cb之正負端的連接方式與其他電容Cb1...Cbn相同。
第二圖是顯示一依據本發明構想之第二較佳實施例之發光二極體均流驅動電路之方塊圖。該電路包括一交/直流電源、一單/雙級隔離/非隔離驅動電路、一均流控制電路與一具多串發光二極體之發光二極體模組。本項技術具有廣泛的應用空間,可接於任何形式之交流輸出單/雙級、隔離/非隔離的電源轉換器,其驅動器控制方法亦可採用自激式、IC驅動等方式,請參考第二圖。此外,並可視使用者需求在均流機制上加入耦合變壓器,搭配均流電容使用,以增進均流之效果,如第三圖所示。
第三圖是顯示一依據本發明構想之第三較佳實施例之發光二極體均流驅動電路之方塊圖,此均流電路適用於任何交流驅動多串發光二極體之轉換器。在第三圖中所提供者為一實作之電路架構,該電路包含一雙級式高頻脈波發光二極體均流驅動電路,其電路架構包含一市電電源、一昇壓式功率因數修正電路、被一半橋驅動控制電路所控制之半橋諧振換流器、一均流控制電路,將一均流策略應用於驅動一具多串發光二極體之發光二極體模組。該昇壓型功率因數修正電路之電感電流操作在邊界導通模式,以得 到高功率因數;該半橋諧振換流器之輸出以高頻弦波經橋式整流後驅動該發光二極體模組,並透過變頻的方式調整發光二極體電流;該半橋諧振換流器之諧振電容為均流策略之核心,使其串聯於每串發光二極體以主導阻抗來達成均流。
第四圖是一依據本發明構想之第四較佳實施例之發光二極體均流驅動電路之電路圖。並可視情況於負載端並聯一濾波電容(Co1...Con),亦即各該電容(Co1...Con),均有「可加」或「可不加」的兩種選擇。在第四圖中,該發光二極體均流驅動電路包含一直流電源VDC,一半橋式切換開關組(Q1+Q2),電連接於該直流電源組VDC,且產生一方波,一諧振槽,電連接於該半橋式切換開關組,且具一電感Lr(具一跨壓vLr)與耦合於該電感之複數個電容(Cb1...Cbn,各具一跨壓vCb1...vCbn;一諧振槽換流器及均流策略核心2包括:該半橋式切換開關組、該電感與該複數個電容),複數個橋式整流器(3s),一均流控制電路,包括該複數個電容(Cb1...Cbn,各具一跨壓vCb1...vCbn),分別串聯於該複數個橋式整流器(3s),以及一發光二極體模組,具複數串發光二極體(LED1...LEDn),分別電連接於該複數個橋式整流器(3s)。當然,在該第n組整流器與一接地端之間亦可串聯一額外之電容Cb。該電容Cb之正負端的連接 方式與其他電容Cb1...Cbn相同。
實施例:
1.一種發光二極體均流驅動電路,包含:一直流電源;一半橋式切換開關組,電連接於該直流電源組,且產生一方波;一諧振槽,電連接於該半橋式切換開關組,且具一電感與耦合於該電感之複數個電容;複數個橋式整流器;一均流控制電路,包括該複數個電容,分別串聯於該複數個橋式整流器;以及一發光二極體模組,具複數串發光二極體,分別電連接於該複數個橋式整流器。
2.根據實施例1所述之之驅動電路,其中該電感具一第一端與一第二端,該直流電源具一正端與一負端,該半橋式切換開關組包括各具一第一端與一第二端之一第一與一第二開關,該正端電連接該第一開關之該第一端,該負端接地並電連接該第二開關之該第二端,該第一開關之該第二端電連接該第二開關之該第一端與該電感之該第一端,且該電感之該第二端電連接該複數個電容。
3.一種發光二極體均流驅動電路,包含:一諧振槽換流器,包括:一諧振槽,具一電感與耦合於該電感之複數個電 容;複數個橋式整流器;一均流控制電路,包括該複數個電容,分別串聯於該複數個橋式整流器;以及一發光二極體模組,具複數串發光二極體,分別電連接於該複數個橋式整流器。
4.一種發光二極體均流驅動電路,包含:一轉換器,產生一交流輸出,且包括複數個諧振電容;複數個整流器;一均流控制電路,包括該複數個諧振電容,分別耦合於該複數個整流器;以及複數串發光二極體,分別電連接於該複數個整流器。
5.根據實施例4所述之驅動電路,其中該整流器包括複數個整流二極體,各該整流二極體為一一般二極體或一發光二極體,該轉換器為一單/雙極、隔離/非隔離轉換器,且該交流輸出為選自由一方波、一弦波與一三角波所組成的一群體之其中之一。
6.根據實施例4或5所述之驅動電路,其中該均流控制電路更包括複數個耦合變壓器,該複數個耦合變壓器分別電連接於該複數個諧振電容與該複數個整流器之間。
7.一種發光二極體均流驅動電路,包含:一均流控制電路,包括複數個諧振電容; 複數個整流器,分別耦合於該複數個諧振電容;以及複數串發光二極體,分別電連接於該複數個整流器。
8.一種驅動電路,包含:一諧振槽,具一電感與耦合於該電感之複數個電容;一均流控制電路,包括該複數個電容;以及複數個整流器,分別串聯於該複數個電容。
9.一種均流驅動電路的方法,包含下列之步驟:提供複數個串聯電路,其中該複數個串聯電路分別具有複數個諧振電容,其中該複數個諧振電容分別具有複數容抗值;以及由各該容抗值主要決定各該串聯電路由各該串聯電路所形成之一阻抗值,以使該複數個串連電路達成一均流狀態。
10.一種用於一發光二極體均流驅動電路的方法,包含下列之步驟:提供複數個諧振電容與分別串聯於該複數個諧振電容之複數串發光二極體;以及使各該複數個諧振電容主導串聯之各該串發光二極體與各該電容所形成之一阻抗,以達成該發光二極體均流驅動電路之一均流狀態。
綜上所述,本發明在於提供一高頻脈波發光二極體均流驅動機制,利用設計諧振槽所產生之交流訊號經橋式整流後來對發光二極體進行驅動,並具有均流電路用以驅動 多串發光二極體;本發明之均流核心在於結合諧振電路之諧振電容,將該電容作為均流電容使用,利用其串/並聯的方式使容抗主導每串發光二極體之阻抗,來達成每串發光二極體之均流,故其確實具有進步性與新穎性。
是以,縱使本案已由上述之實施例所詳細敘述而可由熟悉本技藝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。
1,2‧‧‧諧振槽換流器及均流策略核心
3‧‧‧橋式整流器
第一圖:其係顯示一依據本發明構想之第一較佳實施例之發光二極體均流驅動電路之電路圖;第二圖:其係顯示一依據本發明構想之第二較佳實施例之發光二極體均流驅動電路之方塊圖;第三圖:其係其係顯示一依據本發明構想之第三較佳實施例之發光二極體均流驅動電路之方塊圖;以及第四圖:其係顯示一其係顯示一依據本發明構想之第四較佳實施例之發光二極體均流驅動電路之電路圖。
1‧‧‧諧振槽換流器及均流策略核心

Claims (10)

  1. 一種發光二極體均流驅動電路,包含:一直流電源;一半橋式切換開關組,電連接於該直流電源組,且產生一方波;一諧振槽,電連接於該半橋式切換開關組,且具一電感與耦合於該電感之複數個電容;複數個橋式整流器;一均流控制電路,包括該複數個電容,分別串聯於該複數個橋式整流器;以及一發光二極體模組,具複數串發光二極體,分別電連接於該複數個橋式整流器。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之驅動電路,其中該電感具一第一端與一第二端,該直流電源具一正端與一負端,該半橋式切換開關組包括各具一第一端與一第二端之一第一與一第二開關,該正端電連接該第一開關之該第一端,該負端接地並電連接該第二開關之該第二端,該第一開關之該第二端電連接該第二開關之該第一端與該電感之該第一端,且該電感之該第二端電連接該複數個電容。
  3. 一種發光二極體均流驅動電路,包含:一諧振槽換流器,包括:一諧振槽,具一電感與耦合於該電感之複數個電容;複數個橋式整流器; 一均流控制電路,包括該複數個電容,分別串聯於該複數個橋式整流器;以及一發光二極體模組,具複數串發光二極體,分別電連接於該複數個橋式整流器。
  4. 一種發光二極體均流驅動電路,包含:一轉換器,產生一交流輸出,且包括複數個諧振電容;複數個整流器;一均流控制電路,包括該複數個諧振電容,分別耦合於該複數個整流器;以及複數串發光二極體,分別電連接於該複數個整流器。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之驅動電路,其中該整流器包括複數個整流二極體,各該整流二極體為一一般二極體或一發光二極體,該轉換器為一單/雙極、隔離/非隔離轉換器,且該交流輸出為選自由一方波、一弦波與一三角波所組成的一群體之其中之一。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之驅動電路,其中該均流控制電路更包括複數個耦合變壓器,該複數個耦合變壓器分別電連接於該複數個諧振電容與該複數個整流器之間。
  7. 一種發光二極體均流驅動電路,包含:一均流控制電路,包括複數個諧振電容;複數個整流器,分別耦合於該複數個諧振電容;以及複數串發光二極體,分別電連接於該複數個整流器。
  8. 一種驅動電路,包含: 一諧振槽,具一電感與耦合於該電感之複數個電容;一均流控制電路,包括該複數個電容;以及複數個整流器,分別串聯於該複數個電容。
  9. 一種均流驅動電路的方法,包含下列之步驟:提供複數個串聯電路,其中該複數個串聯電路分別具有複數個諧振電容,其中該複數個諧振電容分別具有複數容抗值;以及由各該容抗值主要決定各該串聯電路由各該串聯電路所形成之一阻抗值,以使該複數個串連電路達成一均流狀態。
  10. 一種用於一發光二極體均流驅動電路的方法,包含下列之步驟:提供複數個諧振電容與分別串聯於該複數個諧振電容之複數串發光二極體;以及使各該複數個諧振電容主導串聯之各該串發光二極體與各該電容所形成之一阻抗,以達成該發光二極體均流驅動電路之一均流狀態。
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