TW201622480A - 多段開關球泡燈之ｌｅｄ驅動電路 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種多段開關球泡燈之LED驅動電路，係包含：一功率調整模組，其具有一第一開關、一第二開關、一第一電晶體、一第二電晶體、一第一電阻、一第二電阻、一第三電阻及一第四電阻，第一開關與第二開關分別串接第一電晶體與第二電晶體，第一電阻與第二電阻串聯，第一電晶體電性連接至第二電阻；第二電阻之另一端與第三電阻串聯形成一參考電壓節點且具有一參考電壓，第一電晶體與第二電晶體電性連接至參考電壓節點；第三電阻之另一端與第四電阻串聯，第二電晶體電性連接至第三電阻；本發明係透過第一開關與第二開關的開啟與關閉，用以調整參考電壓值進而改變功率。

Description

多段開關球泡燈之LED驅動電路

本發明係關於LED驅動電路之技術領域，特別是一種可控制功率又能進行線性調光的多段開關球泡燈之LED驅動電路。

照明系統是生活中不可或缺的一項設備，係為供給使用者在昏暗之處的光源輔助器具，而為了使環境內的燈光亮度適中，傳統的調光結構採用三段式的開關以調整燈泡的亮度，能依照自然光源的變化給予不同的照明度，增加了使用上的便利性。

第1圖為習知技術之立體分解圖，習知LED球泡燈三段開關結構7係具有一上燈座71、一絕緣墊片72、一燈座基座73以及一下燈座74，且由所述的部件由上至下依序組合而成；該上燈座設有一穿線孔711，該燈座基座73上設有一開關731、一第一接點732、一第二接點733以及一燈槽734，該下燈座74內設有一絕緣筒741；外部的電源線穿越該穿線孔711與該絕緣墊片72分別電性連接至該第一接點732與該第二接點733，LED球泡燈則旋轉設置於該燈槽734內，該開關731具有三段選擇的功效，能使LED球泡燈呈現三種不同亮度的狀態，而具有簡易調光的效果，但因為環境的條件因素複雜，三段開關僅只具有亮、中、暗三種照明模式且無精準的調光方式與節能最佳化機制，要調整至既省電又最合適的亮度有其限制在，故如何在LED球泡燈具進一步提升其省電效能以符合環保意識，以及 兼併更為精準的調光模式係為當前LED燈具控制層面發展課題之一。

有鑒於此，如何解決現有LED球泡燈之缺失，使其每段開 關切換的功率額定範圍內又能夠進行線性調光，以達最佳化的照明光線調整，進而省電節能，係為本發明所亟欲探究之主題。

本發明之一目的，旨在提供一種多段開關球泡燈之LED驅 動電路，該多段開關球泡燈之LED驅動電路具有分段功率控制的機制，可透過開關切換以改變LED或LED球泡燈的亮度，且在其限定的功率範圍之內進行線性調光，因此不論在任何的環境下，皆能調整到最佳的光線亮度，進而省電與節能。

為達上述目的，本發明之多段開關球泡燈之LED驅動電路， 係具有一大功率模式、一中功率模式與一小功率模式，其包含：一功率調整模組，該功率調整模組係具有一第一輸入單元、一第二輸入單元、一第一開關、一第二開關、一第一電晶體、一第二電晶體、一第一電阻、一第二電阻、一第三電阻、一第四電阻以及一電容；該第一電阻、該第二電阻、該第三電阻與該第四電阻分別具有電阻值R21、R22、R23、R24；該第一輸入單元電性連接至該第一開關，該第二輸入單元電性連接至該第二開關；且該第一開關與該第二開關分別電性連接至該第一電晶體與該第二電晶體；該第一電阻與該第二電阻串聯連接並形成一第一分壓節點，該第一電晶體電性連接至該第一分壓節點；該第二電阻之另一端與該第三電阻串聯連接並形成一參考電壓節點且具有一參考電壓，該第一電晶體與該第二電晶體電性連接至該參考電壓節點；該第三電阻之另一端與該第四電阻串聯連接 形成一第二分壓節點，該第二電晶體電性連接至該第二分壓節點，該第四電阻之另一端與該電容電性連接，該電容之另一端電性連接至該參考電壓節點；當該第一開關開啟且該第二開關關閉時，該大功率模式啟動，其中該大功率模式之該參考電壓為：2.5*(R23+R24)/(R21+R23+R24)；當該第一開關關閉且該第二開關關閉時，該中功率模式啟動，其中該中功率模式之該參考電壓為：2.5*(R23+R24)/(R21+R22+R23+R24)；當該第一開關開啟且該第二開關開啟時，該小功率模式啟動，其中該小功率模式之該參考電壓為：2.5*R24/(R21+R22+R24)；透過該第一開關與該第二開關之切換而改變該參考電壓之數值以控制該多段開關球泡燈之LED驅動電路之功率大小。

如上述之LED驅動電路，其中該多段開關球泡燈之LED驅 動電路更包含一整流模組、一轉換模組以及一控制模組，該第一輸入單元與該第二輸入單元分別電性連接至該整流模組，該整流模組電性連接至該轉換模組，該轉換模組電性連接至複數個LED並產生一驅動電壓以驅動該等LED，該電容之另一端電性連接至該控制模組，該控制模組電性連接至該轉換模組，以達到分段控制該等LED之功率且在其功率範圍內進行線性調光，可依照環境的狀態決定採用何種功率模式，且使用調光機制使光線與亮度在最適當的狀態。

如上述之LED驅動電路，其中該轉換模組內具有一升壓電 感與一導通二極體，該整流模組電性連接至該升壓電感，該升壓電感另一端電性連接至該導通二極體，該導通二極體之另一端電性連接至該等LED以輸出該驅動電壓至該等LED。

如上述之LED驅動電路，其中該功率調整模組更具有一樣 本電壓源，該樣本電壓源與該第一電阻之另一端及該控制模組電性連接，以提供一樣本訊號給該控制模組，該樣本訊號提供給該控制模組以做為訊號比較之基準。

如上述之LED驅動電路，其中該控制模組更具有一控制器， 該控制器電性連接至該樣本電壓源以接收該樣本訊號，且該控制器與該電容之另一端電性連接以接收該參考電壓。

如上述之LED驅動電路，其中該導通二極體之一端電性連 接至該控制器，該導通二極體之另一端透過一切換開關電性連接至該控制器，該控制器電性連接至該等LED，該控制器從該等LED端接收該驅動電壓以偵測該驅動電壓是否過高。

如上述之LED驅動電路，該樣本電壓源電性連接至該控制 器，以提供該樣本訊號至該控制器，該樣本訊號提供給該控制器以做為訊號比較之基準。

本發明之多段開關球泡燈之LED驅動電路，係利用該第一 開關與該第二開關之切換而改變該參考電壓之數值以控制該多段開關球泡燈之LED驅動電路之功率大小，可應用於LED球泡燈或者是LED，透過該控制模組使該多段開關球泡燈之LED驅動電路，在其限定的功率範圍之內進行線性調光，因此不論在任何的環境下或者使用條件下，皆能調整到最佳的光線亮度，進而省電與節能。

本發明

1‧‧‧多段開關球泡燈之LED驅動電路

2‧‧‧整流模組

3‧‧‧功率調整模組

31‧‧‧第一輸入單元

32‧‧‧第二輸入單元

33‧‧‧第一開關

34‧‧‧第二開關

35‧‧‧第一電晶體

36‧‧‧第二電晶體

370‧‧‧第一電阻

371‧‧‧第二電阻

3710‧‧‧第一分壓節點

3711‧‧‧參考電壓節點

3712‧‧‧第二分壓節點

372‧‧‧第三電阻

373‧‧‧電四電阻

374‧‧‧電容

375‧‧‧分壓電阻

38‧‧‧樣本電壓源

4‧‧‧轉換模組

41‧‧‧升壓電感

42‧‧‧導通二極體

5‧‧‧控制模組

51‧‧‧控制器

52‧‧‧切換開關

6‧‧‧複數個LED

習知技術

7‧‧‧習知球泡燈三段開關結構

71‧‧‧上燈座

711‧‧‧穿線孔

72‧‧‧絕緣墊片

73‧‧‧燈座基座

731‧‧‧開關

732‧‧‧第一接點

733‧‧‧第二接點

734‧‧‧燈槽

74‧‧‧下燈座

741‧‧‧絕緣筒

第1圖，為習知技術之立體分解圖。

第2圖，為本發明較佳實施例功率調整模組之電路圖。

第3圖，為本發明較佳實施例之方塊圖。

第4圖，為本發明較佳實施例之電路圖。

為使 貴審查委員能清楚了解本發明之內容，僅以下列說明搭配圖式，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。

請參閱第2圖，係為本發明較佳實施例功率調整模組之電路圖，本發明之多段開關球泡燈之LED驅動電路1，本實施例以三段功率切換做為舉例，而具有一大功率模式、一中功率模式與一小功率模式，其包含：一功率調整模組3，該功率調整模組3用以調整功率而達到分段功率輸出的效果，該功率調整模組3係具有一第一輸入單元31、一第二輸入單元32、一第一開關33、一第二開關34、一第一電晶體35、一第二電晶體36、一第一電阻370、一第二電阻371、一第三電阻372、一第四電阻373以及一電容374；該第一電阻370、該第二電阻371、該第三電阻372與該第四電阻373分別具有電阻值R21、R22、R23、R24；該第一輸入單元31電性連接至該第一開關33，該第二輸入單元32電性連接至該第二開關34；該第一輸入單元31與該第二輸入單元32用以承接外部電源且將電源轉換分別輸送至該第一開關33與該第二開關34；且該第一開關33另一端與該第二開關34另 一端分別電性連接至該第一電晶體35與該第二電晶體36；該第一電阻370與該第二電阻371串聯連接並形成一第一分壓節點3710，該第一電晶體35電性連接至該第一分壓節點3710；該第二電阻371之另一端與該第三電阻372串聯連接並形成一參考電壓節點3711且具有一參考電壓，該第一電晶體35與該第二電晶體36電性連接至該參考電壓節點3711，該第一電晶體35與該第二電晶體36係做為訊號偏壓的元件；該第三電阻372之另一端與該第四電阻373串聯連接形成一第二分壓節點3712，該第二電晶體36電性連接至該第二分壓節點3712，該第四電阻373之另一端與該電容374電性連接，該電容374之另一端電性連接至該參考電壓節點3711，該電容374具有儲能的功效，該參考電壓節點3711與該電容374串連的交點為等電位。

當該第一開關33開啟且該第二開關34關閉時，該大功率模 式啟動，其中該大功率模式之該參考電壓為：2.5*(R23+R24)/(R21+R23+R24)；當該第一開關33關閉且該第二開關34關閉時，該中功率模式啟動，其中該中功率模式之該參考電壓為：2.5*(R23+R24)/(R21+R22+R23+R24)；當該第一開關33開啟且該第二開關34開啟時，該小功率模式啟動，其中該小功率模式之該參考電壓為：2.5*R24/(R21+R22+R24)；透過該第一開關33與該第二開關34之切換而改變該參考電壓之數值以控制該多段開關球泡燈之LED驅動電路1之功率大小，而達到大、中、小三段功率控制以改變該等LED6之照明亮度。

請參閱第3圖與第4圖，係為本發明較佳實施例之方塊圖與 本發明較佳實施例之電路圖，如圖所示，該多段開關球泡燈之LED驅動電路1更包含一整流模組2、一轉換模組4以及一控制模組5，該第一輸入單 元31與該第二輸入單元32分別電性連接至該整流模組2，該第一輸入單元31與該第二輸入單元32用以承接來自該整流模組2的訊號，將其轉換之後分別輸送至該第一開關33與該第二開關34，該整流模組2電性連接至該轉換模組4，將整流過後的訊號輸出至該轉換模組4，該轉換模組4電性連接至複數個LED6並產生一驅動電壓以驅動該等LED6，該電容374之另一端電性連接至該控制模組5，該參考電壓由此途徑傳送至該控制模組5，該控制模組5電性連接至該轉換模組4，以達到分段控制該等LED6之功率且在其功率範圍內進行線性調光；藉此，以使該多段開關球泡燈之LED驅動電路1既可具有三段功率控制的功能，又可兼具精準的線性調光而達到節能省電的效果。

如圖4所示，該控制模組5更具有一控制器51，該控制器 51電性連接至該轉換模組4，用以偵測該轉換模組4之電壓大小；該控制器51與該電容374之另一端電性連接以接收該參考電壓；該控制器51與該等LED6電性連接，以偵測輸出至該等LED6之該驅動電壓是否過高，以避免燒毀該等LED6。

如圖4所示，該轉換模組4內具有一升壓電感41與一導通 二極體42，該整流模組2電性連接至該升壓電感41，該升壓電感41另一端電性連接至該導通二極體42，該升壓電感41具有提升電壓與儲能的功效；該導通二極體42之另一端電性連接至該等LED6以輸出該驅動電壓至該等LED6，該導通二極體42係防止該驅動電壓從該等LED6回灌至該整流模組2。

承上，該導通二極體42之一端電性連接至該控制器51，以 偵測從該升壓電感41輸出至該導通二極體42之電壓是否過高；該導通二極體42之另一端透過一切換開關52電性連接至該控制器51，以調節該等LED6之亮度。

如圖4所示，該功率調整模組3更具有一樣本電壓源38， 該樣本電壓源38與該第一電阻370之另一端電性連接，且該樣本電壓源38透過一分壓電阻375與該控制器51電性連接，以提供一樣本訊號給該控制器51，該樣本訊號提供給該控制器51以做為訊號比較之基準與參考，該樣本訊號係由該分壓電阻375與該第一電阻370分壓且取決於該分壓電阻375上的壓降。

本發明之該多段開關球泡燈之LED驅動電路1，係利用該 第一開關33與該第二開關34之切換，使該第一電晶體35與該第二電晶體36產生偏壓，且改變該第一電阻370、該第二電阻371、該第三電阻372以及該第四電阻373的分壓狀態而調整該參考電壓之數值以控制該多段開關球泡燈之LED驅動電路1之功率大小，本發明可應用於LED球泡燈或者是LED驅動電路上，該導通二極體42具有防止該驅動電壓從該等LED6回灌至該整流模組2的效果，且該控制模組5偵測該等LED6端之該驅動電壓，並調節該驅動電壓，能夠有效避免該等LED6燒毀，同時透過該控制模組5與該轉換模組4，使該多段開關球泡燈之LED驅動電路1，具有多段功率調整的效果，且能夠在其限定的功率範圍之內進行精準的線性調光，以三種場合為例，在閱讀時需要較明亮的光線，可以採用該大功率模式，且利用線性調光將亮度調整至舒適且不刺眼的狀態，以使眼睛較不易疲勞；在用餐時使用較為柔和溫暖的光線，可以切換至中功率模式並線性調光，維持 用餐的氣氛良好；在睡眠時則調整至小功率模式，並依照個人的喜好，將光線調至適合入睡的亮度，因此不論在任何的環境下或者使用條件下，皆能調整到最佳的照明亮度，進而省電與節能。

惟，以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之範圍，故該所屬技術領域中具有通常知識者，或是熟悉此技術所做出等效或輕易變化者，在不脫離本發明之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本發明之專利範圍內。

3‧‧‧功率調整模組

31‧‧‧第一輸入單元

32‧‧‧第二輸入單元

33‧‧‧第一開關

34‧‧‧第二開關

35‧‧‧第一電晶體

36‧‧‧第二電晶體

370‧‧‧第一電阻

371‧‧‧第二電阻

3710‧‧‧第一分壓節點

3711‧‧‧參考電壓節點

3712‧‧‧第二分壓節點

372‧‧‧第三電阻

373‧‧‧電四電阻

374‧‧‧電容

375‧‧‧分壓電阻

38‧‧‧樣本電壓源

Claims (7)

1. 一種多段開關球泡燈之LED驅動電路，係具有一大功率模式、一中功率模式與一小功率模式，其包含：一功率調整模組，該功率調整模組係具有一第一輸入單元、一第二輸入單元、一第一開關、一第二開關、一第一電晶體、一第二電晶體、一第一電阻、一第二電阻、一第三電阻、一第四電阻以及一電容；該第一電阻、該第二電阻、該第三電阻與該第四電阻分別具有電阻值R21、R22、R23、R24；該第一輸入單元電性連接至該第一開關，該第二輸入單元電性連接至該第二開關；且該第一開關與該第二開關分別電性連接至該第一電晶體與該第二電晶體；該第一電阻與該第二電阻串聯連接並形成一第一分壓節點，該第一電晶體電性連接至該第一分壓節點；該第二電阻之另一端與該第三電阻串聯連接並形成一參考電壓節點且具有一參考電壓，該第一電晶體與該第二電晶體電性連接至該參考電壓節點；該第三電阻之另一端與該第四電阻串聯連接形成一第二分壓節點，該第二電晶體電性連接至該第二分壓節點，該第四電阻之另一端與該電容電性連接，該電容之另一端電性連接至該參考電壓節點；當該第一開關開啟且該第二開關關閉時，該大功率模式啟動，其中該大功率模式之該參考電壓為：2.5*(R23+R24)/(R21+R23+R24)；當該第一開關關閉且該第二開關關閉時，該中功率模式啟動，其中該中功率模式之該參考電壓為：2.5*(R23+R24)/(R21+R22+R23+R24)；當該第一開關開啟且該第二開關開啟時，該小功率模式啟動，其中該小功率模式之該參考電壓為：2.5*R24/(R21+R22+R24)； 透過該第一開關與該第二開關之切換而改變該參考電壓之數值以控制該多段開關球泡燈之LED驅動電路之功率大小。
2. 如申請專利範圍第1項所述之LED驅動電路，其中該多段開關球泡燈之LED驅動電路更包含一整流模組、一轉換模組以及一控制模組，該第一輸入單元與該第二輸入單元分別電性連接至該整流模組，該整流模組電性連接至該轉換模組，該轉換模組電性連接至複數個LED並產生一驅動電壓以驅動該等LED，該電容之另一端電性連接至該控制模組，該控制模組電性連接至該轉換模組，以達到分段控制該等LED之功率且在其功率範圍內進行調光。
3. 如申請專利範圍第2項所述之LED驅動電路，其中該轉換模組內具有一升壓電感與一導通二極體，該整流模組電性連接至該升壓電感，該升壓電感另一端電性連接至該導通二極體，該導通二極體之另一端電性連接至該等LED以輸出該驅動電壓至該等LED。
4. 如申請專利範圍第3項所述之LED驅動電路，其中該功率調整模組更具有一樣本電壓源，該樣本電壓源與該第一電阻之另一端及該控制模組電性連接，以提供一樣本訊號給該控制模組。
5. 如申請專利範圍第4項所述之LED驅動電路，其中該控制模組更具有一控制器，該控制器電性連接至該樣本電壓源以接收該樣本訊號，且該控制器與該電容之另一端電性連接以接收該參考電壓。
6. 如申請專利範圍第5項所述之LED驅動電路，其中該導通二極體之一端電性連接至該控制器，該導通二極體之另一端透過一切換開關電性連接至該控制器，該控制器電性連接至該等LED以偵測該驅動電壓是否過高。
7. 如申請專利範圍第6項所述之LED驅動電路，其中該樣本電壓源電性連接至該控制器，以提供該樣本訊號至該控制器。