TWI415510B - 無電解電容電源驅動電路 - Google Patents

Description

無電解電容電源驅動電路

本發明係有關於一種電源驅動電路，特別是一種無電解電容電源驅動電路。

發光二極體具有節能、壽命長等等優點，因此應用越來越廣泛，並有逐漸取代舊式燈具的趨勢。在習知的電源驅動電路當中，輸入交流電源後會先經過整流，再使用電解電容濾波，藉以得到近似於直流（水平線）之電壓以供給負載（例如發光二極體）使用。然而，電解電容的壽命約幾千小時而已，因此往往發光二極體燈具損壞時，是其中的電解電容壽命終止損壞而不是發光二極體或其他零件損壞；此現象將大大影響發光二極體燈具的使用壽命。而且，電解電容的大體積將使得電源驅動電路在設計上不易小型化以方便置入燈具內。

為改善上述習知技術之缺點，本發明之目的在於提供一種無電解電容電源驅動電路。

為達成本發明之上述目的，本發明之無電解電容電源驅動電路係應用於一交流電壓。該無電解電容電源驅動電路包含：一整流單元；一電壓取樣單元，電連接至該整流單元；一反向單元，電連接至該電壓取樣單元；一波形產生單元，電連接至該反向單元；一開關控制單元，電連接至該反向單元；及一開關單元，電連接至該開關控制單元。該整流單元將該交流電壓整流成為一整流電壓；該電壓取樣單元將該整流電壓取樣後，得到一取樣電壓；該反向單元將該取樣電壓反向後，得到一反向電壓；該開關控制單元依據該反向電壓及該波形產生單元產生一開關信號；該開關信號控制該開關單元，使得該整流電壓在電壓值較大時的導通頻率較低，而電壓值較小時的導通頻率較高；藉此，可得到近似於水平線之功率。

本發明之無電解電容電源驅動電路的重點在於：不需電解電容進行濾波，係利用整流後的電壓與電流波形取得一穩定近似直流（水平線）的功率波形（因為功率為電壓與電流之乘積）。請參考第二圖，其係為本發明之無電解電容電源驅動電路波形範例圖；實線部份為交流電源經過整流後的電壓波形，虛線部份為電流波形之範例，但並不限定僅圖示所示，凡電流波形與電壓波形能形成近似直流（水平線）的功率波形（功率為電壓與電流之乘積），皆為本發明所述之電流波形。而達成方法之一係控制整流後的電壓在電壓值較大（能量較強，例如靠近波峰）時的導通頻率較低，而電壓值較小（能量較弱，例如靠近波形底部）時的導通頻率較高，藉以得到近似於直流（水平線）之功率。

請參考第一圖，其係為本發明之無電解電容電源驅動電路之一實施例方塊圖。本發明之無電解電容電源驅動電路20係應用於一交流電壓10及一負載30。該無電解電容電源驅動電路20包含一整流單元202、一變壓器單元204、一電壓取樣單元206、一反向單元208、一開關控制單元210、一開關單元212、一波形產生單元214、一電流取樣單元216、一電壓偵測回授單元218及一電流偵測回授單元220。該電壓取樣單元206更包含一第一取樣電阻R1及一第二取樣電阻R2。

該開關控制單元210係電連接至該反向單元208、該開關單元212、該波形產生單元214、該電壓偵測回授單元218及該電流偵測回授單元220；該變壓器單元204係電連接至該負載30、該電壓偵測回授單元218、該開關單元212、該整流單元202及該第一取樣電阻R1；該反向單元208係電連接至該第一取樣電阻R1、該第二取樣電阻R2、該波形產生單元214及該開關控制單元210；該開關單元212係電連接至該變壓器單元204、該開關控制單元210及該電流取樣單元216；該交流電壓10係電連接至該整流單元202；該負載30係電連接至該變壓器單元204、該電壓偵測回授單元218及該電流偵測回授單元220。

該整流單元202將該交流電壓10整流成為一整流電壓V1；該電壓取樣單元206將該整流電壓V1取樣後，得到一取樣電壓V2；該反向單元208將該取樣電壓V2反向後，得到一反向電壓V3；該開關控制單元210依據該反向電壓V3及該波形產生單元214產生一開關信號V4；該開關信號V4控制該開關單元212，使得該整流電壓V1在電壓值較大時的導通頻率較低，而電壓值較小時的導通頻率較高；藉此，可得到近似於直流(水平線)之功率。

該電壓偵測回授單元218及該電流偵測回授單元220係用以回授信號以調整該開關控制單元210輸出之該開關信號V4；該負載30可為例如一發光二極體；該整流單元202可為例如一橋式整流器；該波形產生單元214可為例如一鋸齒波產生器；該開關單元212可為例如一電晶體；該反向單元208可為例如一反向器。

請參考第三圖，其係為本發明之無電解電容電源驅動電路量測波形圖。第三圖（C）係於該反向單元208及該開關控制單元210之間量測而得，亦即為該反向電壓V3波形圖；由第三圖（C）可知，該反向電壓V3即為該交流電壓10經過該整流單元202整流後再經過該電壓取樣單元206後再上下反向。

第三圖（B）係於該開關控制單元210及該開關單元212之間量測而得，亦即為該開關信號V4波形圖；該第三圖（B）所示的該開關信號V4係依據該反向電壓V3作變化：該反向電壓V3電壓值大，例如為0，（此時該整流電壓V1電壓值小）則該開關信號V4頻率較高；該反向電壓V3電壓值小，例如為-1，（此時該整流電壓V1電壓值大）則該開關信號V4頻率較低。第三圖（A）則為該電流取樣單元216所量測而得之波形。

本發明之無電解電容電源驅動電路的重點在於：控制整流後的電壓（即該整流電壓V1）在電壓值較大（能量較強）時的導通頻率較低，而電壓值較小（能量較弱）時的導通頻率較高，藉以得到近似於直流（水平線）之功率；因此，本發明之無電解電容電源驅動電路不需電解電容進行濾波動作，即可得到近似於直流（水平線）之功率。

綜上所述，當知本發明已具有產業利用性、新穎性與進步性，又本發明之構造亦未曾見於同類產品及公開使用，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請。

20‧‧‧無電解電容電源驅動電路

10‧‧‧交流電壓

30‧‧‧負載

202‧‧‧整流單元

204‧‧‧變壓器單元

206‧‧‧電壓取樣單元

208‧‧‧反向單元

210‧‧‧開關控制單元

212‧‧‧開關單元

214‧‧‧波形產生單元

216‧‧‧電流取樣單元

218‧‧‧電壓偵測回授單元

220‧‧‧電流偵測回授單元

R1‧‧‧第一取樣電阻

R2‧‧‧第二取樣電阻

V1‧‧‧整流電壓

V2‧‧‧取樣電壓

V3‧‧‧反向電壓

V4‧‧‧開關信號

第一圖為本發明之無電解電容電源驅動電路之一實施例方塊圖。

第二圖為本發明之無電解電容電源驅動電路波形範例圖。

第三圖為本發明之無電解電容電源驅動電路量測波形圖。

10‧‧‧交流電壓

30‧‧‧負載

202‧‧‧整流單元

204‧‧‧變壓器單元

206‧‧‧電壓取樣單元

208‧‧‧反向單元

210‧‧‧開關控制單元

212‧‧‧開關單元

214‧‧‧波形產生單元

216‧‧‧電流取樣單元

218‧‧‧電壓偵測回授單元

220‧‧‧電流偵測回授單元

R1‧‧‧第一取樣電阻

R2‧‧‧第二取樣電阻

V1‧‧‧整流電壓

V2‧‧‧取樣電壓

V3‧‧‧反向電壓

V4‧‧‧開關信號

Claims (10)

1. 一種無電解電容電源驅動電路，係應用於一交流電壓，該無電解電容電源驅動電路包含：
   一整流單元；
   一電壓取樣單元，電連接至該整流單元；
   一反向單元，電連接至該電壓取樣單元；
   一波形產生單元，電連接至該反向單元；
   一開關控制單元，電連接至該反向單元；及
   一開關單元，電連接至該開關控制單元，
   　 其中，該整流單元將該交流電壓整流成為一整流電壓；該電壓取樣單元將該整流電壓取樣後，得到一取樣電壓；該反向單元將該取樣電壓反向後，得到一反向電壓；該開關控制單元依據該反向電壓及該波形產生單元產生一開關信號；該開關信號控制該開關單元，使得該整流電壓在電壓值較大時的導通頻率較低，而電壓值較小時的導通頻率較高；藉此，可得到近似於水平線之功率。
2. 如申請專利範圍第1項之無電解電容電源驅動電路，更包含一變壓器單元，電連接至該整流單元。
3. 如申請專利範圍第2項之無電解電容電源驅動電路，更包含一電壓偵測回授單元，電連接至該開關控制單元。
4. 如申請專利範圍第3項之無電解電容電源驅動電路，更包含一電流偵測回授單元，電連接至該開關控制單元。
5. 如申請專利範圍第4項之無電解電容電源驅動電路，更包含一電流取樣單元，電連接至該開關單元。
6. 如申請專利範圍第5項之無電解電容電源驅動電路，其中該電壓取樣單元包含：
   一第一取樣電阻；及
   一第二取樣電阻，電連接至該第一取樣電阻。
7. 如申請專利範圍第6項之無電解電容電源驅動電路，其中該整流單元為一橋式整流器。
8. 如申請專利範圍第7項之無電解電容電源驅動電路，其中該波形產生單元為一鋸齒波產生器。
9. 如申請專利範圍第8項之無電解電容電源驅動電路，其中該開關單元為一電晶體。
10. 如申請專利範圍第9項之無電解電容電源驅動電路，其中該反向單元為一反向器。