TW201413684A - 全電壓串並式led燈 - Google Patents
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Abstract
本發明係為一種全電壓串並式LED燈,其包含有至少二LED單元、一連接至各LED單元的LED驅動電路及一串並聯控制電路;其中該串並聯控制電路係包含有至少一正極切換開關、至少一負極切換開關及一第一電壓檢知暨控制電路;又各正極切換開關及各負極切換開關係分別對應連接至各LED單元的正、陰極之間;當該第一電壓檢知暨控制電路於檢知目前為低壓段電壓後控制各正極切換開關及負極切換開關導通,令各LED單元相互並聯;反之,若為高壓電電壓則令各LED單元相互串聯;由於該串聯後的各LED單元之總切入電壓係提高至能完全承受該高壓段電壓,故不會於點亮後燒毀。
Description
本發明係為一種全電壓LED燈,尤指一種使用線性驅動電路的全電壓串並式LED燈。
發光二極體(LED;Light Emitting Diode)係為目前市面上常見的照明燈,相較於傳統白熾燈泡更具有高發光效率、低耗電以及低污染的特性;然而,由於發光二極體本身僅能單向導通,因此難以使用在目前被廣泛使用的交流電;為此,業界便研發出一種使用線性驅動電路的線性LED燈;請參照圖11所示,既有的線性LED燈係包含有:一整流器60,係連接至一交流電源AC/IN,並將上述交流電源AC/IN轉換為一脈動直流電源;一LED單元61,係串接至該整流器60,並包含有複數個LED光源;及一定電流控制器62,係串接至該LED單元61,並構成一電源迴路;其中該定電流控制器62係令流經該LED單元62的電流固定為一定值。
由上述結構可知,既有的線性LED燈係以其整流器60將上述交流電源AC/IN轉換為脈動直流電源後,透過該定電流控制器62固定流經該LED單元61的電流,以令該LED單元61穩定發亮。
然而,由於目前世界各國所採用的交流電源其電壓規格具有高低不同的區別,常見的有110伏特及220伏特;
因此,既有線性LED燈製造商通常都必須依據上述兩種電壓規格,分別設計出適用於一高壓段(如220伏特)的線性LED燈以及適用於一低壓段(如110伏特)的線性LED燈,以供消費者選擇使用。
但是,由於既有的線性LED燈製造商係必須分別設計並製造出不同的線性LED燈,故造成其線性LED燈產品的倉儲壓力的增加;再者,如此一來,消費者於購買時係必須確認所購買的線性LED燈是否符合目前所在國家所採用的電壓規格;一旦消費者買到低壓段的線性LED燈並將其插設至高壓段的交流電源時,則勢必會造成既有的線性LED燈燒毀;因此,係有必要針對上述情形進一步提出更好的解決方案。
有鑑於上述既有的線性LED燈的技術缺失;故本發明主要目的係提供一種全電壓串並式LED燈。
欲達上述目的所使用的主要技術手段係令該全電壓串並式LED燈包含有:至少二LED單元,其二相鄰的LED單元係透過一二極體串接,該串接的至少二LED單元係包含有一陽極及一陰極;其中各LED單元的切入電壓係低於一低壓段電壓,而該至少二LED單元的切入電壓加總後係低於一高壓段電壓,且高於該低壓段電壓;一LED驅動電路,係包含有一整流器及一定電流驅動單元,其中該整流器係將一交流電源整流為一直流電源後
輸出至該至少二LED單元及該定電流驅動單元;及一串並聯控制電路,係包含有至少一正極切換開關、至少一負極切換開關及一第一電壓檢知暨控制電路;其中各正極切換開關係對應連接至各LED單元的陽極之間,且各負極切換開關係分別對應連接至各LED單元的陰極之間;又該第一電壓檢知暨控制電路係連接至該整流器、各正極切換開關及各負極切換開關,並於檢知目前該直流電源其電壓值為高壓段電壓後控制各正極切換開關及負極切換開關不導通,以令該至少二LED單元相互串聯;反之,則控制各正極切換開關及負極切換開關導通,並將各二LED單元陽極相互連接以及各二LED單元陰極相互連接,以使該至少二LED單元相互並聯。
由於上述本發明全電壓串並式LED燈係令各LED單元的切入電壓低於低壓段電壓,且使串接至少二LED單元後的總切入電壓介於高壓段電壓與低壓段電壓之間;因此,配合串並聯控制電路於檢知目前直流電源其電壓值為低壓段電壓時,係令該至少二LED單元全部並聯連接以順利點亮;一旦檢知目前直流電源其電壓值為高壓段電壓時,則令該至少二LED單元全部串聯;由於該串聯後的該至少二LED單元之總切入電壓係提高至能完全承受該高壓段電壓,故不會於點亮後燒毀。
請參照圖1所示,係為本發明全電壓串並式LED燈之第一實施例,其包含有:
至少二LED單元10,其二相鄰的LED單元10係透過一二極體11串接,該串接的至少二LED單元10係包含有一陽極及一陰極;其中各LED單元10的切入電壓VLED係低於一低壓段電壓,而該至少二LED單元10的切入電壓VLED加總後係低於一高壓段電壓,且高於該低壓段電壓;一LED驅動電路,係包含有一整流器20及一定電流驅動單元21,其中該整流器20係將一交流電源AC/IN整流為一直流電源後輸出至該至少二LED單元10及該定電流驅動單元21;於本實施例中,該定電流驅動單元21係與該至少二LED單元10構成一電源迴路,並包含有一第一壓控電晶體22、一串接該第一壓控電晶體22之電流偵測單元23以及一電連接至該第一壓控電晶體22和該電流偵測單元23之穩流控制單元25;其中該電流偵測單元23係偵測流經該電源迴路的電流,並透過一低頻濾波器24將所偵測到的電流信號傳送至該穩流控制單元25;又該穩流控制單元25係依據上述電流信號透過該第一壓控電晶體22回授控制流經該電源迴路的電流,並維持該電源迴路的電流穩定;及一串並聯控制電路,係包含有至少一正極切換開關40、至少一負極切換開關41及一第一電壓檢知暨控制電路30;其中各正極切換開關40係分別對應連接至各LED單元10的陽極之間,且各負極切換開關41係分別對應連接至各LED單元10的陰極之間;又該第一電壓檢知暨控制電路30係連接至該整流器20、各正極切換開關40及各負極切換開關41,並於檢知目前該直流電源Vdc其電壓值為高
壓段電壓後控制各正極切換開關40及負極切換開關41不導通,以令該至少二LED單元10相互串聯;反之,則控制各正極切換開關40及負極切換開關41導通,並將各二LED單元10陽極相互連接以及各二LED單元10陰極相互連接,以使該至少二LED單元10相互並聯。
請參照圖2A所示,因各LED單元10的切入電壓VLED均低於低壓段電壓,因此當該第一電壓檢知暨控制電路30於該整流器20所輸出的直流電源Vdc其電壓為低壓段電壓時,係令該至少二LED單元10全部並聯藉以點亮;請參照圖2B所示,又因各LED單元10於串聯後的總切入電壓VLED係介於該高壓段電壓與該低壓段電壓之間,當該第一電壓檢知暨控制電路30於檢知該整流器20所輸出的直流電源Vdc其電壓值為高壓段電壓時,令各LED單元10全部串聯;並且由於該串聯後的各LED單元10之總切入電壓VLED係提高至能完全承受該高壓段電壓,故不會於點亮後燒毀。
舉最常見的110伏特以及220伏特為例,請再次參照圖1所示,若使用者欲使本發明可分別適用於220伏特及110伏特的交流電源AC/IN時,係令該至少二LED單元10的數量為兩個,並且同時令各LED單元10的切入電壓為90伏特;請再次參照圖2A及圖2B所示,當本發明連接至110伏特的交流電源AC/IN電壓時,該第一電壓檢知暨控制電路30係令各LED單元10並聯,且使上述110伏特的電壓提供至該二LED單元20的兩端;又當本發明連接至220伏特的交流電源AC/IN電壓時,為避免因所輸入交流
電源AC/IN其電壓過高而燒毀各LED單元10,遂立即地串聯該二LED單元10且使其切入電壓VLED的總和達到180伏特,進而達到避免各LED單元10燒毀的目的。
再者,請參照圖3所示,本發明除了可採用二LED單元以分別適用於110伏特及220伏特之外,若欲使用在高於220伏特交流電源,還可增加上述LED單元10、正極切換開關40及負極切換開關41。
請參照圖4所示,於本實施例中,該第一電壓檢知暨控制電路30係包含有一峰值檢波電路31、一比較器32及一功率推動電路33。
該峰值檢波電路31係連接至該整流器20,並偵測其直流電源Vdc的峰值電壓;於本實施例中,該峰值檢波電路31係包含有一分壓器311、312及一檢波單元;其中該檢波單元係包含一二極體313、一電容314及一電阻315,以透過該分壓器311、312連接至該整流器20,於取得目前直流電源Vdc後,進一步檢知該整流器20所輸出直流電源Vdc的峰值電壓。
該比較器32係連接至一參考電壓及該峰值檢波電路31的檢波單元,並讀取上述峰值電壓,與該參考電壓進行比對,且判斷目前直流電源的峰值電壓係較該參考電壓大或小,且輸出對應的開關信號。
該功率推動電路33係連接至該比較器32,並將開關信號功率放大後輸出至該至少一正極切換開關40及該至少一負極切換開關41,以控制其啟閉;於本實施例中,該功率推動電路33係包含有:
一反相器331,其輸入端係連接至該比較器;一共源極功率放大電路,係包含有一功率電阻332及一功率電晶體333;其中該功率電阻332係連接至該整流器20;且該功率電晶體333,係串接至該功率電阻332,且其與該功率電阻332之間的串聯節點係連接至該至少一正極切換開關40及該至少一負極切換開關41;又該功率電晶體333的控制端,係連接至該反相器331其輸出端。
當比較器32於輸出該開關信號至該功率推動電路33後,係先由該反相器331將該開關信號之高低電位反相後,再由該共源極功率放大電路進行功率放大,並輸出至該至少一正極切換開關40及該至少一負極切換開關41,順利推動該至少一正極切換開關40及該至少一負極切換開關41同步啟閉;以本實施例來說,當檢知目前直流電源Vdc之電壓為高壓段,則輸出低電位開關信號,若為低壓段,則輸出高電位開關信號。
再請參照圖5所示,係為本發明之正極切換開關40及負極切換開關41的詳細結構,其包含有:一開關電晶體400,係具有一汲極D、一源極S及一閘極G;於本實施例中,該開關電晶體400的汲極D、源極S兩端係為該正極切換開關40或負極切換開關41的兩端;一二極體401,係具有一陽極及一陰極;其中該二極體401的陽極係連接至該開關電晶體400的源極S,又該二極體401的陰極係連接至該開關電晶體400的閘極G;一第一電阻402,係具有第一端以及第二端;其中該第一電阻402的第一端係連接至該開關電晶體400的閘極G;
一第二電阻403,係具有第一端以及第二端;其中該第二電阻403的第一端係連接至該開關電晶體400的汲極D,又該第二電阻403第二端係連接至該第一電阻402的第二端;及一控制電晶體404,係具有一汲極、一源極及一閘極;其中該控制電晶體404的汲極係連接至該第二電阻403與該第一電阻402的第二端,又該控制電晶體404的源極係連接至一接地端,而該控制電晶體404的閘極係連接至該第一電壓檢知暨控制電路30的該功率推動電路33之共源極功率放大電路。
由上述結構可知,當該控制電晶體404截止時,由於該開關電晶體400與該第一電阻402及該第二電阻403構成一汲極回授電路,故該開關電晶體400將導通;反之,則為截止;又由於上述正極切換開關40及負極切換開關41係採常閉開關方式作動,需輸入低電位電壓才能令其導通;因此在實際使用時,僅直接令上述第一電壓檢知暨控制電路30的功率推動電路連接至該上述正極切換開關40及負極切換開關41,即可順利作動。
同時,由於該整流器20所輸出直流電源V其電壓值係為較高之110伏特或是220伏特,故為避免上述正極切換開關40及負極切換開關41的開關電晶體400因過高的偏壓而導致擊穿;故係令上述二極體401逆向設置於該開關電晶體400閘極G、源極S之間,使得當該開關電晶體400於截止時,其閘極G、源極S之間不會因會有過高的偏壓,而導致擊穿毀損。
請參照圖6所示,係為本發明第二實施例,其電路結構、原理及動作大致與第一實施例相同;惟,其不同處係在於:本第二實施例係以至少一切換電路26取代該至少一負極切換開關41;且該第一電壓檢知暨控制電路30進一步包含另一功率推動電路33,即此一功率推動電路33只包含共源極功率放大電路,並連接至該至少一切換電路26,故當第一電壓檢知暨控制電路30檢知目前直流電源Vdc的電壓為高壓段時,係輸出一高電位開關信號至正極切換開關40,並輸出一低電位開關信號至該至少一切換電路26,使得該正極切換開關40及該切換電路26均為截止;而於低壓段時,則輸出一低電位開關信號至正極切換開關40,並輸出一高電位開關信號至該至少一切換電路26,使得該負極切換開關41及該切換電路26均為導通;其中,各切換電路26係連接至對應LED單元10’的陰極及接地端,且包含有:一第二壓控電晶體27,其一端(源極)係連接至對應LED單元10’的陰極,另一端(汲極)則串接一電阻28到接地端,又該控制端G2(閘極)則連接至該第一電壓檢知暨控制電路30的該功率推動電路33之共源極功率放大電路,且依據該開關信號導通或截止。
由於本第二實施例在並聯模式時,連接至該切換電路26的LED單元10’係透過該切換電路26直接連接至該接地端;因此,上述切換電路26兼具有開關及定電流的的雙重功效,並且其所流經的電流路徑並非一定與連接至該定電
流驅動單元21的LED單元10所流經的電流路徑相同。
請參照圖7A所示,當該第一電壓檢知暨控制電路30於檢知該整流器20所輸出的直流電源Vdc其電壓值為低壓段電壓時,該功率推動電路33之共源極功率放大電路係輸出一高電位的開關信號,使的除了上述正極切換開關開40因此而導通外,該採用如NMOSFET的第二壓控電晶體27遂也因此而導通,進而令連接至該切換電路26之LED單元10’的陰極藉由該第二壓控電晶體27及電阻28連接到接地端。
此時,與另一LED單元10陰極連接的定電流驅動單元21的其第一壓控電晶體27因一直導通運作,故上述二組之LED單元10、10’的陰極會共接到該接地端,而其陽極則因正極切換開關40而共接到該整流器20輸出端,藉以如此達到並聯連接的目的。
請參照圖7B所示,當第一電壓檢知暨控制電路30於檢知該整流器20所輸出的直流電源Vdc其電壓值為高壓段電壓時,該功率推動電路33之共源極功率放大電路輸出一低電位的開關信號,除了令上述正極切換開關開40關閉不導通外,該採用如NMOSFET的第二壓控電晶體27也因此而截止不再導通,進而令該二LED單元10、10’維持串接連接。
又,為了使該切換電路26的LED單元10’與該定電流驅動單元21的LED單元10其所流經的電流均為相同;因此,係令控制第二壓控電晶體27的高電位開關信號的電壓大小與該壓控電晶體22的閘極電壓一致。
請參照圖8所示,係為本發明第三實施例,其與第二較佳實施例大致相同,惟該切換電路26的第二壓控電晶體27其控制端透過一切換開關42與該定電流驅動單元21的第一壓控電晶體22其控制端連接,且該切換開關42的控制端係連接至該第一電壓檢知暨控制電路30。
由於定電流驅動單元21的第一壓控電晶體27於該整流器輸出直流電源Vdc後即被其穩流控制單元25控制為導通狀態;因此,本實施例的第二壓控電晶體27的控制端(閘極)可透過切換開關與第一壓控電晶體22的控制端(閘極)連接,且當第一壓控電晶體22及第二壓控電晶體27選用相同參數特性的電晶體時,該第一壓控電晶體22即可由該穩流控制單元25一併控制其電流值。
請參照圖9A所示,是以,當該第一電壓檢知暨控制電路30於檢知該整流器20所輸出的直流電源Vdc其電壓值為低壓段電壓時,該功率推動電路33之共源極功率放大電路輸出一高電位的開關信號,除了陽極切換開關40開啟導通外,該切換開關42也一併開啟導通,令第一壓控電晶體22及第二壓控電晶體27其控制端為等電位,藉此使分別流經該第一、第二壓控電晶體22、27的電流均為相等,且上述二組LED單元10係構成並聯連接。
請參照圖9B所示,反之,當該第一電壓檢知暨控制電路30於檢知該整流器20所輸出的直流電源Vdc其電壓值為高壓段電壓時,該功率推動電路33之共源極功率放大電路輸出一低電位的開關信號,藉以使正極切換開關40閉及切換開關42均為截止並不導通,令二組LED單元呈串聯連
接。
請參照圖10所示,係為本發明第四實施例,其結構大致與第三實施例相同;惟,其不同處係在於各LED單元10、10’係包含有二串接之LED光源12、12’;且各切換電路26係進一步包含有:一第一分壓電容51,係串接於該第二壓控電晶體27一端與其對應LED單元10’的陰極之間;一第一二極體52,係串接於該第一分壓電容51與該對應LED單元10’的陰極之間,其陰極係連接至該分壓電容51的一端,而陽極則連接至對應LED單元10’的陰極;一第二二極體53,其陽極係連接至該第一二極體52的陰極,而陰極則連接至該二LED光源12’之串接節點;一第三二極體54,其陰極係連接至該分壓電容21與該第二壓控電晶體27連接的一端,又其陽極係連接至接地端;及一第一旁路電晶體55,其一端連接至該第一二極體52的陽極,另一端則連接至該第二壓控電晶體與電阻之間的串接節點,該控制端則連接至一第二電壓檢知暨控制電路30’;其中,該第二電壓檢知暨控制電路30’係可合併至上述第一電壓檢知暨控制電路30。
再者,該定電流驅動單元21亦進一步包含有:一第二分壓電容211,其一端透過一反向二極體212串接至其對應LED單元10的陰極,另一端連接至該第一壓控制電晶體22的一端(源極);其中該LED單元10包含有二串接的LED光源12;
一第四二極體213,其陰極係連接至分壓電容211所連接的LED單元10中二LED光源12之串聯節點,而陽極則連接至分壓電容211與反向二極體212連接節點;一第五二極體214,其陰極係連接至該第一壓控電晶體22一端與第二分壓電容211一端的連接節點,而陽極則接到接地端;及一第二旁路電晶體215,其一端連接至該反向二極體212的陽極,另一端則連接至該第一壓控電晶體215與電流偵測單元23之間的串接節點,而控制端係連接至該第二電壓檢知暨控制電路30’。假使目前直流電源Vdc其電壓值為低壓段電壓時,該正極切換開關開40會被控制開啟導通,而採用如NMOSFET的第二壓控電晶體27也會因此而導通,使得該LED單元10’的陰極連接到接地端;此時,與另一LED單元10陰極連接的定電流驅動單元21的第一壓控電晶體27亦一直導通運作,故二組LED單元10、10’的陰極會共接到接地端,其陽極則因陽極切換開關40而共接到該整流器20輸出端,如此並聯連接。於並聯連接時,由於第一及第二壓控電晶體22、27串接有第一及第二分壓電容51、211以及連接有一第一及第二旁路電晶體55、215,因此當第二電壓檢知暨控制電路30’檢知目前於低壓段的直流電源Vdc其電壓超過一預設電壓(例如130V)時,則該第一分壓電容51仍串接於其對應的LED單元10’與該第二壓控電晶體27之間,同時該第二分壓電容211亦串接於其對應的LED單元10與該第一壓控電晶體22之間;因此,當二組LED單元10、10’呈並聯連接時,該第一及第
二分壓電容51、211可令各LED單元10、10’適用於較高的低壓段之電壓;反之,若低於該預設電壓(如130V)時,則該第二電壓檢知暨控制電路30’即控制該第一、第二旁路電晶體55、215導通,使各分壓電容51、211分別對應並聯於其中一LED光源12、12’。
因此,藉由上述說明可知,在本實施例中,可於第二電壓檢知暨控制電路30’內建有一高於正常低壓段電壓之預設電壓,而此一預設電壓即為第一及第二分壓電容51、211並聯時所對應連接之LED光源12、12‘之切入電壓。舉例來說,若使用於110伏特低壓段的交流電源AC/IN時,且各LED單元10、10’的切入電壓均為90伏特,又將二組LED光源12、12’的切入電壓平均分攤為45伏特,則就本實施例的切換電路26及定電流驅動單元21可知,第一及第二分壓電容51、211串接於其對應的LED單元10、10’時,可令其對應之LED單元10、10’承受至155伏特的電壓,而達到其耐壓功效。
綜合以上所述,由於本發明係藉由改變各LED單元10、10’之間的串聯及並聯結構,藉以分別適用於高壓段的交流電源(如220伏特)及低壓段的交流電源(如110伏特);並且同時令於串聯後的各LED單元10、10’之總切入電壓係能夠提高至能完全承受該高壓段電壓,故各LED單元10、10’不會於高壓段交流電壓輸入時於點亮後燒毀;又令各LED單元10、10’的切入電壓低於該低壓段電壓,故使得各LED單元於全部並聯均能順利點亮。
10、10’‧‧‧LED單元
11‧‧‧二極體
12、12’‧‧‧LED光源
20‧‧‧整流器
21‧‧‧定電流驅動單元
211‧‧‧第二分壓電容
212‧‧‧反向二極體
213‧‧‧第四二極體
214‧‧‧第五二極體
215‧‧‧第二旁路電晶體
22‧‧‧第一壓控電晶體
23‧‧‧電流偵測單元
24‧‧‧低頻濾波器
25‧‧‧穩流控制單元
26‧‧‧切換電路
27‧‧‧第二壓控電晶體
28‧‧‧電阻
30‧‧‧第一電壓檢知暨控制電路
30’‧‧‧第二電壓檢知暨控制電路
31‧‧‧峰值檢波電路
311、312‧‧‧分壓器
313‧‧‧二極體
314‧‧‧電容
315‧‧‧電阻
32‧‧‧比較器
33‧‧‧功率推動電路
331‧‧‧反相器
332‧‧‧功率電阻
333‧‧‧功率電晶體
40‧‧‧正極切換開關
400‧‧‧開關電晶體
401‧‧‧二極體
402‧‧‧第一電阻
403‧‧‧第二電阻
404‧‧‧控制電晶體
41‧‧‧負極切換開關
42‧‧‧切換開關
50‧‧‧串並式分壓器
51‧‧‧第一分壓電容
52‧‧‧第一二極體
53‧‧‧第二二極體
54‧‧‧第三二極體
55‧‧‧第一旁路電晶體
60‧‧‧整流器
61‧‧‧LED單元
62‧‧‧定電流控制器
圖1:本發明全電壓串並式LED燈的第一實施例之電路圖。
圖2A:本發明第一實施例於低壓段時之等效電路圖。
圖2B:本發明第一實施例於高壓段時之等效電路圖。
圖3:本發明具有三LED單元的第一實施例之電路圖。
圖4:本發明第一電壓檢知暨控制電路之詳細電路圖。
圖5:本發明正極切換開關之詳細電路圖。
圖6:本發明第二實施例之電路圖。
圖7A:本發明第二實施例於低壓段時之等效電路圖。
圖7B:本發明第二實施例於高壓段時之等效電路圖。
圖8:本發明第三實施例之電路圖。
圖9A:本發明第三實施例於低壓段時之等效電路圖。
圖9B:本發明第三實施例於高壓段時之等效電路圖。
圖10:本發明第三實施例之電路圖。
圖11:既有的線性LED驅動電路之電路圖。
10‧‧‧LED單元
11‧‧‧二極體
20‧‧‧整流器
21‧‧‧定電流驅動單元
22‧‧‧壓控電晶體
23‧‧‧電流偵測單元
24‧‧‧低頻濾波器
25‧‧‧穩流控制單元
30‧‧‧第一電壓檢知暨控制電路
40‧‧‧正極切換開關
41‧‧‧負極切換開關
Claims (13)
- 一種全電壓串並式LED燈包含有:至少二LED單元,其二相鄰的LED單元係透過一二極體串接,該串接的至少二LED單元係包含有一陽極及一陰極;其中各LED單元的切入電壓係低於一低壓段電壓,而該至少二LED單元的切入電壓加總後係低於一高壓段電壓,且高於該低壓段電壓;一LED驅動電路,係包含有一整流器及一定電流驅動單元,其中該整流器係將一交流電源整流為一直流電源後輸出至該至少二LED單元及該定電流驅動單元;及一串並聯控制電路,係包含有至少一正極切換開關、至少一負極切換開關及一第一電壓檢知暨控制電路;其中各正極切換開關係對應連接至各LED單元的陽極之間,且各負極切換開關係分別對應連接至各LED單元的陰極之間;又該第一電壓檢知暨控制電路係連接至該整流器、各正極切換開關及各負極切換開關,並於檢知目前該直流電源其電壓值為高壓段電壓後控制各正極切換開關及負極切換開關不導通,以令該至少二LED單元相互串聯;反之,則控制各正極切換開關及負極切換開關導通,並將各二LED單元陽極相互連接以及各二LED單元陰極相互連接,以使該至少二LED單元相互並聯。
- 如請求項1所述之全電壓串並式LED燈,該定電流驅動單元係與該至少二LED單元構成一電源迴路,並包含有:一壓控電晶體,係控制該電源迴路的電流; 一電流偵測單元,係串接該壓控電晶體,並偵測流經該電源迴路的電流,且發出一電流信號;及一穩流控制單元,係電連接至該壓控電晶體和該電流偵測單元,並透過一低頻濾波器讀取該電流偵測單元所輸出的電流信號;又該穩流控制單元係依據上述電流信號透過該壓控電晶體回授控制流經該電源迴路的電流。
- 如請求項1或2所述之全電壓串並式LED燈,該第一電壓檢知暨控制電路係包含有:一峰值檢波電路,係連接至該整流器20,並偵測其直流電源的峰值電壓;一比較器,係連接至一參考電壓及該峰值檢波電路的檢波單元,並讀取上述峰值電壓,與該參考電壓進行比對,且判斷目前直流電源的峰值電壓係較該參考電壓大或小,且輸出對應的開關信號;及一功率推動電路,係連接至該比較器,並將開關信號功率放大後輸出至該至少一正極切換開關及該至少一負極切換開關,以控制其啟閉。
- 如請求項3所述之全電壓串並式LED燈,其中:該峰值檢波電路,係包含有一分壓器及一檢波單元;其中該檢波單元係包含一二極體、一電容及一電阻,以透過該分壓器連接至該整流器,於取得目前直流電源後,進一步檢知該整流器所輸出直流電源的峰值電壓;及該功率推動電路,係包含有:一反相器,其輸入端係連接至該比較器;及一共源極功率放大電路,係包含有一功率電阻及一功 率電晶體;其中該功率電阻係連接至該整流器;且該功率電晶體,係串接至該功率電阻,且其與該功率電阻之間的串聯節點係連接至該至少一正極切換開關及該至少一負極切換開關;又該功率電晶體的控制端,係連接至該反相器其輸出端。
- 如請求項1或2所述之全電壓串並式LED燈,正極切換開關及負極切換開關係分別包含有:一開關電晶體,係具有一汲極、一源極及一閘極;一二極體,係具有一陽極及一陰極;其中該二極體的陽極係連接至該開關電晶體的源極,又該二極體的陰極係連接至該開關電晶體的閘極;一第一電阻,係具有第一端以及第二端;其中該第一電阻的第一端係連接至該開關電晶體的閘極;一第二電阻,係具有第一端以及第二端;其中該第二電阻的第一端係連接至該開關電晶體的汲極,又該第二電阻第二端係連接至該第一電阻的第二端;及一控制電晶體,係具有一汲極、一源極及一閘極;其中該控制電晶體的汲極係連接至該第二電阻與該第一電阻的第二端,又該控制電晶體的源極係連接至一接地端;而該控制電晶體的閘極係連接至該第一電壓檢知暨控制電路的該功率推動電路之共源極功率放大電路。
- 如請求項4所述之全電壓串並式LED燈,正極切換開關及負極切換開關係分別包含有:一開關電晶體,係具有一汲極、一源極及一閘極;一二極體,係具有一陽極及一陰極;其中該二極體的 陽極係連接至該開關電晶體的源極,又該二極體的陰極係連接至該開關電晶體的閘極;一第一電阻,係具有第一端以及第二端;其中該第一電阻的第一端係連接至該開關電晶體的閘極;一第二電阻,係具有第一端以及第二端;其中該第二電阻的第一端係連接至該開關電晶體的汲極,又該第二電阻第二端係連接至該第一電阻的第二端;及一控制電晶體,係具有一汲極、一源極及一閘極;其中該控制電晶體的汲極係連接至該第二電阻與該第一電阻的第二端,又該控制電晶體的源極係連接至一接地端;而該控制電晶體的閘極係連接至該第一電壓檢知暨控制電路的該功率推動電路之共源極功率放大電路。
- 一種全電壓串並式LED燈,係包含有:至少二LED單元,其二相鄰的LED單元係透過一二極體串接,該串接的至少二LED單元係包含有一陽極及一陰極;其中各LED單元的切入電壓係低於一低壓段電壓,而該至少二LED單元的切入電壓加總後係低於一高壓段電壓,且高於該低壓段電壓;一LED驅動電路,係包含有一整流器及一定電流驅動單元,其中該整流器係將一交流電源整流為一直流電源後輸出至該至少二LED單元及該定電流驅動單元;及一串並聯控制電路,係包含有至少一正極切換開關、至少一切換電路及一第一電壓檢知暨控制電路;其中各正極切換開關係對應連接至各LED單元的陽極之間,且各切換電路係分別對應連接至各LED單元的陰極與接地端之 間;又該第一電壓檢知暨控制電路係連接至該整流器、各正極切換開關及各切換電路,並於檢知目前該直流電源其電壓值為高壓段電壓後控制各正極切換開關及各負極切換開關不導通,以令該至少二LED單元相互串聯;反之,則控制各正極切換開關及各負極切換開關導通,並將各二LED單元陽極相互連接以及將各二LED單元陰極連接至相同的接地端,以使該至少二LED單元相互並聯。
- 如請求項7所述之全電壓串並式LED燈,其中:該定電流驅動單元係與該至少二LED單元構成一電源迴路,並包含有:一壓控電晶體,係控制該電源迴路的電流;一電流偵測單元,係串接該壓控電晶體,並偵測流經該電源迴路的電流,且發出一電流信號;一穩流控制單元,係電連接至該壓控電晶體和該電流偵測單元,並透過一低頻濾波器讀取該電流偵測單元所輸出的電流信號;又該穩流控制單元係依據上述電流信號透過該壓控電晶體回授控制流經該電源迴路的電流;及各切換電路係包含有:一第二壓控電晶體,其一端係連接至對應LED單元的陰極,另一端則串接一電阻到接地端,又該控制端則連接至該第一電壓檢知暨控制電路,且由該第一電壓檢知暨控制電路控制其通斷。
- 如請求項8所述之全電壓串並式LED燈,該切換電路的第二壓控電晶體其控制端透過一切換開關與該定電流驅動單元的第一壓控電晶體其控制端連接,且該切換開關 的控制端係連接至該第一電壓檢知暨控制電路。
- 如請求項7至9中任一項所述之全電壓串並式LED燈,該第一電壓檢知暨控制電路係包含有:一峰值檢波電路,係連接至該整流器20,並偵測其直流電源的峰值電壓;一比較器,係連接至一參考電壓及該峰值檢波電路的檢波單元,並讀取上述峰值電壓,與該參考電壓進行比對,且判斷目前直流電源的峰值電壓係較該參考電壓大或小,且輸出對應的開關信號;及一第一及第二功率推動電路,係共同連接至該比較器,並將開關信號功率放大後輸出不同高低電位的開關信號至該至少一正極切換開關及至少一切換電路。
- 如請求項10所述之全電壓串並式LED燈,其中:該峰值檢波電路,係包含有一分壓器及一檢波單元;其中該檢波單元係包含一二極體、一電容及一電阻,以透過該分壓器連接至該整流器,於取得目前直流電源後,進一步檢知該整流器所輸出直流電源的峰值電壓;該第一功率推動電路係包含有:一反相器,其輸入端係連接至該比較器;及一共源極功率放大電路,係包含有一功率電阻及一功率電晶體;其中該功率電阻係連接至該整流器;且該功率電晶體,係串接至該功率電阻,且其與該功率電阻之間的串聯節點係連接至該至少一正極切換開關;又該功率電晶體的控制端,係連接至該反相器其輸出端;及該第二功率推動電路係包含有: 一共源極功率放大電路,係包含有一功率電阻及一功率電晶體;其中該功率電阻係連接至該整流器;且該功率電晶體,係串接至該功率電阻,且其與該功率電阻之間的串聯節點係連接至該至少一切換電路。
- 如請求項11所述之全電壓串並式LED燈,該正極切換開關係包含有:一開關電晶體,係具有一汲極、一源極及一閘極;一二極體,係具有一陽極及一陰極;其中該二極體的陽極係連接至該開關電晶體的源極,又該二極體的陰極係連接至該開關電晶體的閘極;一第一電阻,係具有第一端以及第二端;其中該第一電阻的第一端係連接至該開關電晶體的閘極;一第二電阻,係具有第一端以及第二端;其中該第二電阻的第一端係連接至該開關電晶體的汲極,又該第二電阻第二端係連接至該第一電阻的第二端;及一控制電晶體,係具有一汲極、一源極及一閘極;其中該控制電晶體的汲極係連接至該第二電阻與該第一電阻的第二端,又該控制電晶體的源極係連接至一接地端;而該控制電晶體的閘極係連接至該第一電壓檢知暨控制電路的該第一功率推動電路之共源極功率放大電路。
- 如請求項11所述之全電壓串並式LED燈,各切換電路係進一步包含有:一第一分壓電容,係串接於該第二壓控電晶體一端與其對應LED單元的陰極之間;一第一二極體,係串接於該第一分壓電容與該對應LED 單元的陰極之間,其陰極係連接至該分壓電容的一端,而陽極則連接至對應LED單元的陰極;一第二二極體,其陽極係連接至該第一二極體的陰極,而陰極則連接至該二LED光源之串接節點;一第三二極體,其陰極係連接至該分壓電容與該第二壓控電晶體連接的一端,又其陽極係連接至接地端;及一第一旁路電晶體,其一端連接至該第一二極體的陽極,另一端則連接至該第二壓控電晶體與電阻之間的串接節點,該控制端則連接至一第二電壓檢知暨控制電路;其中,該第二電壓檢知暨控制電路係可合併至上述第一電壓檢知暨控制電路;該定電流驅動單元亦進一步包含有:一第二分壓電容,其一端透過一反向二極體串接至其對應LED單元的陰極,另一端連接至該第一壓控制電晶體的一端;其中該LED單元包含有二串接的LED光源;一第四二極體,其陰極係連接至分壓電容所連接的LED單元中二LED光源之串聯節點,而陽極則連接至分壓電容與反向二極體連接節點;一第五二極體,其陰極係連接至該第一壓控電晶體一端與第二分壓電容一端的連接節點,而陽極則接到接地端;及一第二旁路電晶體,其一端連接至該反向二極體的陽極,另一端則連接至該第一壓控電晶體與電流偵測單元之間的串接節點,而控制端係連接至該第二電壓檢知暨控制電路。
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