TWI433601B - Ｌｅｄ照明驅動控制電路 - Google Patents

Description

LED照明驅動控制電路

本發明有關於一種LED照明驅動控制電路，且特別是有關於一種適用於與具有指示燈的開關相連的LED照明驅動控制電路。

在一些常見的照明電路中，會使用具有夜視功能的開關裝置，在開關裝置內部設有一個指示燈，當開關裝置關閉時，指示燈會亮，可幫助使用者在黑暗中找到開關。此時，在照明負載上實際上也會有少量壓降，但是由於傳統的照明負載(如螢光燈，白熾燈等)的導通電壓較大，少量壓降無法使其發光。

伴隨著半導體材料和化學工藝學的發展，LED越來越多的替代了傳統的照明光源。LED的導通電壓比傳統的螢光燈、白熾燈等常見的照明光源的導通電壓低很多，所以能夠節省電能。

因此，當上述的開關裝置與LED燈相連時，由於LED的導通電壓低，亮度高，所以在開關裝置關閉時，因為仍會有很小的壓降落在LED上，使得LED微亮，產生漏電現象。

第1圖是一種現有LED蠟燭燈的電路結構示意圖，LED 140直接與開關裝置130串聯於交流電源火線L與地線N之間，此開關裝置130是帶有指示燈D的開關，其電路結構包括單刀雙擲開關132，此單刀雙擲開關132的第一支路(如第1圖所示右邊支路)為導線，第二支路(如第1圖所示左邊支路)為電阻R和指示燈D串聯。當開關裝置130打開時，單刀雙擲開關132切換到第一支路，LED 140通過導線形成回路，LED 140被點亮；當開關裝置130關閉時，單刀雙擲開關132切換到第二支路，LED 140經由電阻R、指示燈D仍然形成回路，LED 140上仍然會有部分壓降，使LED 140微亮，造成漏電的現象。而這種漏電現象是實際應用中不希望產生的。

本發明的目的在於解決原有LED照明驅動控制電路中存在的漏電問題，提供一種在開關裝置關閉時，LED不會因為漏電原因而造成微亮的LED照明驅動控制電路。

為實現上述發明目的，本發明採用如下技術方案。一種LED照明驅動控制電路，具有輸入端與輸出端，此輸入端與開關裝置串聯於電源之間。此輸出端與LED相連，此開關裝置包括單刀雙擲開關。單刀雙擲開關具有第一支路及第二支路，此單刀雙擲開關的第一支路為導線，第二支路為電阻和指示燈串聯。此LED照明驅動控制電路包括半導體開關，具有導通和截止兩個工作狀態，當此開關裝置的單刀雙擲開關切換至第一支路，此半導體開關被驅動導通，以控制LED點亮。當此開關裝置的單刀雙擲開關切換至第二支路，此半導體開關被驅動截止，以控制LED熄滅。

此LED照明驅動控制電路還包括一與此半導體開關相連的分壓電路，此分壓電路連接於半導體開關及開關裝置之間。

此分壓電路包括第一分壓電阻及第二分壓電阻，此第一分壓電阻及第二分壓電阻之間的連接點與半導體開關連接。

此半導體開關可以是場效電晶體、三極管或三端雙向可控矽開關(TRIAC)。此半導體開關均有一個共同的特性：具有一個固定的導通電壓或者導通電流，當驅動電壓高於導通電壓或者驅動電流大於導通電流時，此半導體開關導通，當驅動電壓小於導通電壓或者驅動電流小於導通電流時，此半導體開關截止。

此半導體開關與此分壓電路之間還設有雙向觸發二極體(DIAC)，以配合此半導體開關導通或截止。

此LED照明驅動控制電路還設有整流電路，此整流電路連接於開關裝置及半導體開關之間。

此半導體開關可以是雙向觸發二極體。

此LED照明驅動控制電路還設有限流電阻，此限流電阻連接於LED及半導體開關之間。

此LED由一個或多個LED串聯和/或並聯組成。

本發明還採用如下技術方案。一種LED照明驅動控制電路，具有輸入端及輸出端，此輸入端與開關裝置串聯於電源之間，此輸出端與LED相連。此開關裝置包括單刀雙擲開關，單刀雙擲開關具有第一支路及第二支路。此單刀雙擲開關的第一支路為導線，第二支路為電阻和指示燈串聯。此LED照明驅動控制電路包括與此開關裝置相連的電阻，此電阻與此LED並聯，且此電阻的阻值與此LED的阻值相當。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

第一實施例

請參閱第2圖所示，其繪示乃本發明之第一實施例的LED照明驅動控制電路200結構示意圖，此LED照明驅動控制電路200與開關裝置230串聯於交流電源火線L與地線N之間。以LED照明驅動控制電路200而言，其輸入端分別與開關裝置230及交流電源火線L、地線N相連，而其輸出端與LED 240電性相連，此開關裝置230為帶有指示燈D的開關，其電路結構包括單刀雙擲開關232，此單刀雙擲開關232的第一支路(如第2圖所示右邊支路)為導線，第二支路(如第2圖所示左邊支路)為電阻R和指示燈D串聯。此LED照明驅動控制電路200主要包括半導體開關210和分壓電路220。在本實施例中，此半導體開關210為場效電晶體，具有三個接點，第一接點212為此場效電晶體的柵極，第二接點214是場效電晶體的源極，第三接點216是場效電晶體的漏極。此分壓電路220包括相串聯的第一分壓電阻R1與第二分壓電阻R2，分壓電路220也可以為其他電路設計。此半導體開關210的第一接點212與第一分壓電阻R1、第二分壓電阻R2之間的連接點222電性相連，半導體開關210的第二接點214與第二分壓電阻R2的另一接點226等電位相連。

此LED照明驅動控制電路200進一步包括整流電路250和限流電阻260。整流電路250具有四個整流接點，其上下兩整流接點電性連接於交流電源地線N與火線L之間，此整流電路250的右邊整流接點與分壓電路220的輸入端相連，整流電路250的左邊整流接點與第二分壓電阻R2的接點226及半導體開關210的第二接點214等電位(例如是0伏特或低準位等電位點G，也可以不接地)。此限流電阻260電性連接於LED 240與半導體開關210的第三接點216之間，用以保護LED 240。此外，限流電阻260也可電性連接於LED 240與第一分壓電阻R1的接點224之間。另外，限流電阻260也可以選用其他限流電子元件、晶片、IC或二極體來取代，以達到相同的功能。

LED 240電性連接於第一分壓電阻R1的接點224與限流電阻260之間，此LED 240可以是單個LED，也可以由多個LED串聯和/或並聯組成。需要注意的是，LED 240與限流電阻260也可以電性連接於半導體開關210的第二接點214與等電位點G之間，此時電路設計將變更為，LED 240電性連接於限流電阻260及半導體開關210的第二接點214之間，而第一分壓電阻R1的接點224直接電性連接於半導體開關210的第三接點216。此外，限流電阻260也可電性連接於LED 240與半導體開關210的第二接點214之間。在此實施例中，也可根據需要在分壓電路中的第一分壓電阻R1與第二分壓電阻R2的連接點與半導體開關的第一接點212之間設置雙向觸發二極體(DIAC)。

此電路的工作原理是：交流電源輸入端提供交流電壓給LED照明驅動控制電路200，當開關裝置230被打開時，單刀雙擲開關232切換到第一支路而導通，輸入的交流電壓經過第一支路的導線、通過整流電路250整流電壓後而得到直流電壓，再由分壓電路220分壓後，得到的分壓電壓足以驅動半導體開關210導通，此時LED 240有電流通過，正常點亮；當開關裝置230被關閉時，單刀雙擲開關232切換到第二支路而導通，輸入的交流電壓經過電阻R、指示燈D和整流電路250，再經由分壓電路220分壓後，得到的分壓電壓無法驅動半導體開關210導通，致使半導體開關210截止，此時LED 240無電流流過，使得LED 240正常關閉，不會發生漏電微亮現象。

第二實施例

請參閱第3圖所示，其繪示乃本發明之第二實施例的LED照明驅動控制電路300結構示意圖，此LED照明驅動控制電路300與開關裝置330串聯於交流電源火線L與地線N之間。以LED照明驅動控制電路300而言，其輸入端分別與開關裝置330及交流電源火線L、地線N相連，而其輸出端與LED 340電性相連，此開關裝置330為帶有指示燈D的開關，其電路結構包括單刀雙擲開關332，此單刀雙擲開關332的第一支路(如第3圖所示右邊支路)為導線，第二支路(如第3圖所示左邊支路)為電阻R和指示燈D串聯。此LED照明驅動控制電路300主要包括半導體開關310和分壓電路320。在本實施例中，此半導體開關310為三極管，具有三個接點，第一接點312為此三極管的基極，第二接點314為三極管的發射極，第三接點316是三極管的集電極。此分壓電路320包括相串聯的第一分壓電阻R1與第二分壓電阻R2，分壓電路320也可以為其他電路設計。此LED照明驅動控制電路300進一步包括雙向觸發二極體(DIAC)370。雙向觸發二極體370的一接點與第一分壓電阻R1、第二分壓電阻R2之間的連接點322電性相連，另一接點與半導體開關310的第一接點312電性相連。

此LED照明驅動控制電路300進一步包括整流電路350和限流電阻360。整流電路350具有四個整流接點，其上下兩整流接點電性連接於交流電源地線N與火線L之間，此整流電路350的右邊整流接點與分壓電路320的輸入端相連，整流電路350的左邊整流接點與第二分壓電阻R2的接點326及半導體開關310的第二接點314等電位(例如是0伏特或低準位等電位點G，也可以不接地)。此限流電阻360電性連接於LED 340與半導體開關310的第三接點316之間，用以保護LED 340。此外，限流電阻360也可電性連接於LED 340與第一分壓電阻R1的接點324之間。另外，限流電阻360也可以選用其他限流電子元件、晶片、IC或二極體來取代，以達到相同的功能。

LED 340電性連接於第一分壓電阻R1之接點324及限流電阻360之間，此LED 340可以是單個LED，也可以由多個LED串聯和/或並聯組成。需要注意的是，LED 340與限流電阻360也可以電性連接於半導體開關310的第二接點314與等電位點G之間，此時電路設計將變更為，LED 340電性連接於限流電阻360及半導體開關310的第二接點314之間，而第一分壓電阻R1的接點324直接電性連接於半導體開關310的第三接點316。此外，限流電阻360也可電性連接於LED 340與半導體開關310的第二接點314之間。

此電路的工作原理是：交流電源輸入端提供交流電壓給LED照明驅動控制電路300，當開關裝置330被打開時，單刀雙擲開關332切換到第一支路而導通，輸入的交流電壓經過第一支路的導線、通過整流電路350整流電壓後而得到直流電壓，再由分壓電路320分壓後，得到的分壓足以驅動雙向觸發二極體370導通，從而使得半導體開關310導通，此時LED 340有電流通過，正常點亮；當開關裝置330被關閉時，單刀雙擲開關332切換到第二支路而導通，輸入的交流電壓經過電阻R、指示燈D和整流電路350，再經由分壓電路320分壓後，得到的電壓無法驅動雙向觸發二極體370導通，從而使得半導體開關310截止，此時LED 340無電流流過，使得LED 340正常關閉，不會發生漏電微亮現象。

第三實施例

請參閱第4圖所示，其繪示乃本發明之第三實施例的LED照明驅動控制電路400結構示意圖，此LED照明驅動控制電路400與開關裝置430串聯於交流電源火線L與地線N之間。以LED照明驅動控制電路400而言，其輸入端分別與開關裝置430及交流電源火線L、地線N相連，而其輸出端與LED 440電性相連，此開關裝置430為帶有指示燈D的開關，其電路結構包括單刀雙擲開關432，此單刀雙擲開關432的第一支路(如第4圖所示右邊支路)為導線，第二支路(如第4圖所示左邊支路)為電阻R和指示燈D串聯。此LED照明驅動控制電路400主要包括半導體開關410和分壓電路420。在本實施例中，此半導體開關410為三端雙向可控矽開關(TRIAC)，具有三個接點，第一接點412為此三端雙向可控矽開關的柵極，第二接點414與第三接點416是此三端雙向可控矽中的兩個主電極端的任意一端。在本實施例中，第二接點414、第三接點416分別對應於三端雙向可控矽開關的下端與上端。此分壓電路420包括相串聯的第一分壓電阻R1與第二分壓電阻R2，分壓電路320亦可以為其他電路設計。第一分壓電阻R1的接點424分別電性連接於交流電源地線N與半導體開關410的第三接點416之間。第二分壓電阻R2的接點426分別電性連接於LED 440與開關裝置430之間。此LED照明驅動控制電路400進一步包括雙向觸發二極體(DIAC)470。雙向觸發二極體470的一接點與第一分壓電阻R1、第二分壓電阻R2之間的連接點422電性相連，另一接點與半導體開關410的第一接點412電性相連。

此LED照明驅動控制電路400進一步包括限流電阻460，此限流電阻460電性連接於LED 440與半導體開關410的第二接點414之間，用以保護LED 440。此外，限流電阻460也可電性連接於LED 440與第二分壓電阻R2的接點426之間。另外，限流電阻460也可以選用其他限流電子元件、晶片、IC或二極體來取代，以達到相同的功能。此LED 440可以是單個LED，也可以由多個LED串聯和/或並聯組成。需要注意的是，LED 440與限流電阻460也可以電性連接於半導體開關410的第三接點416與第二分壓電阻R2的接點424之間，此時電路設計將變更為，LED 440電性連接於限流電阻460及半導體開關410的第三接點416之間，而第一分壓電阻R1的接點426直接電性連接於半導體開關410的第二接點414。此外，限流電阻460也可電性連接於LED 440與半導體開關410的第三接點416之間。

此電路的工作原理是：交流電源輸入端提供交流電壓給LED照明驅動控制電路400，當開關裝置430被打開時，單刀雙擲開關432切換到第一支路而導通，輸入的交流電壓經過第一支路的導線、再由分壓電路420分壓後，得到的電壓足以驅動雙向觸發二極體470導通，從而使得半導體開關410導通，此時LED 440有電流通過，正常點亮；當開關裝置430被關閉時，單刀雙擲開關432切換到第二支路而導通，輸入的交流電壓經過電阻R、指示燈D，再經由分壓電路420分壓後，得到的電壓無法驅動雙向觸發二極體470導通，從而使得半導體開關410截止，此時LED 440無電流流過，使得LED 440正常關閉，不會發生漏電微亮現象。

第四實施例

請參閱第5圖所示，其繪示乃本發明之第四實施例的LED照明驅動控制電路500結構示意圖，此LED照明驅動控制電路500與開關裝置530與交流電源火線L與地線N之間，LED 540電性連接於LED照明驅動控制電路500及交流電源地線N之間。以LED照明驅動控制電路500而言，其輸入端分別與開關裝置530及交流電源火線L相連，而其輸出端與LED 540電性相連，此開關裝置530為帶有指示燈D的開關，其電路結構包括單刀雙擲開關532，此單刀雙擲開關532的第一支路(如第5圖所示右邊支路)為導線，第二支路(如第5圖所示左邊支路)為電阻R和指示燈D串聯。此LED照明驅動控制電路500主要包括半導體開關510。此半導體開關510為雙向觸發二極體(DIAC)，具有兩個接點，第一接點512為此雙向觸發二極體的一端，與LED 540電性相連，第二接點514為此雙向觸發二極體的另一端，與開關裝置530電性相連。

此LED照明驅動控制電路500進一步包括限流電阻560，此限流電阻560電性連接於LED 540與半導體開關510的第二接點514之間，用以保護LED 540。此外，限流電阻560亦可電性連接於LED 540及交流電源地線N之間。另外，限流電阻560也可以選用其他限流電子元件、晶片、IC或二極體來取代，以達到相同的功能。此LED 540可以是單個LED，也可以由多個LED串聯和/或並聯組成。

此電路的工作原理是：交流電源輸入端提供交流電壓給LED照明驅動控制電路500，當開關裝置530被打開時，單刀雙擲開關532切換到第一支路而導通，輸入的交流電壓經過第一支路的導線，得到的電壓足以驅動半導體開關510導通，此時LED 540有電流通過，正常點亮；當開關裝置530被關閉時，單刀雙擲開關切換532切換到第二支路而導通，輸入的交流電壓經過電阻R、指示燈D，得到的電壓無法驅動半導體開關510導通，此時LED 540無電流流過，LED 540正常關閉，不會發生漏電微亮現象。

在第一實施例與第二實施例中的半導體開關也可以是絕緣柵雙極型電晶體(IGBT)，由於絕緣柵雙極型電晶體是由三極管與場效電晶體組成的複合全控型電壓驅動式半導體開關器件，所以兼顧了三極管與場效電晶體的特性，因此可以根據需要使用絕緣柵雙極型電晶體替代第一實施例或第二實施例中的半導體開關。

在第二實施例與第三實施例中的分壓電路與半導體開關之間設置了雙向觸發二極體，用以控制半導體開關的導通與截止，但在一些使用情況下，也可以根據需要，無需添加雙向觸發二極體。

在第三實施例與第四實施例的輸入端沒有設置整流電路，但也可以如第一或第二實施例，在輸入端設置整流電路。整流電路的設置與否，完全可以根據實際的應用需求而進行選擇。

在以上實施例的輸出端均設有限流電阻，但也可以根據需要不設置。限流電阻的設置與否，完全可以根據實際的應用需求而進行選擇。

第五實施例

請參閱第6圖所示，其繪示乃本發明之第五實施例的LED照明驅動控制電路600結構示意圖，此LED照明驅動控制電路600與開關裝置630串聯於交流電源火線L與地線N之間。以LED照明驅動控制電路600而言，其輸入端分別與開關裝置630及交流電源火線L、地線N相連，而其輸出端與LED 640電性相連，此LED 640與電阻680並聯，且此電阻680的阻值與此LED 640的阻值相當。此開關裝置630為帶有指示燈D的開關，其電路結構包括單刀雙擲開關632，此單刀雙擲開關632的第一支路(如第6圖所示右邊支路)為導線，第二支路(如第6圖所示左邊支路)為電阻R和指示燈D串聯。此LED 640可以是單個LED，也可以由多個LED串聯和/或並聯組成。

此電路的工作原理是：交流電源輸入端提供交流電壓給LED照明驅動控制電路600，當開關裝置630被打開時，單刀雙擲開關632切換到第一支路而導通，輸入的交流電壓經過第一支路的導線，此時電路中流過的電流大，則LED 640的等效阻抗相對變小，大部分電流都流過LED 640，使LED 640正常工作；當開關裝置630被關閉時，單刀雙擲開關632切換到第二支路而導通，輸入的交流電壓經過電阻R、指示燈D，此時LED 640與電阻680的並聯總電阻在整個電路電阻中所占的比例很小，因此流過LED 640的電流很小，不足以點亮LED 640，不會發生漏電微亮現象。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

130、230、330、430、530、630．．．開關裝置

132、232、332、532、632．．．單刀雙擲開關

140、240、340、440、540、640．．．LED

200、300、400、500、600．．．LED照明驅動控制電路

210、340、410．．．半導體開關

212、312、412．．．第一接點

214、314、414．．．第二接點

216、316、416．．．第三接點

220、320、420．．．分壓電路

222、322、422．．．第一分壓電阻R1、第二分壓電阻R2之間的連接點

224、324、424．．．第一分壓電阻R1的接點

226、326、426．．．第二分壓電阻R2的接點

250、350．．．整流電路

260、360、460、560．．．限流電阻

680、R．．．電阻

D．．．指示燈

G．．．低準位等電位點

L．．．火線

N．．．地線

R1．．．第一分壓電阻

R2．．．第二分壓電阻

第1圖為現有之LED蠟燭燈的電路結構示意圖；

第2圖為本發明之第一實施例的LED照明驅動控制電路結構示意圖；

第3圖為本發明之第二實施例的LED照明驅動控制電路結構示意圖；

第4圖為本發明之第三實施例的LED照明驅動控制電路結構示意圖；

第5圖為本發明之第四實施例的LED照明驅動控制電路結構示意圖；以及

第6圖為本發明之第五實施例的LED照明驅動控制電路結構示意圖。

200．．．LED照明驅動控制電路

210．．．半導體開關

220．．．分壓電路

230．．．開關裝置

240．．．LED

250．．．整流電路

260．．．限流電阻

D．．．指示燈

G．．．低準位等電位點

L．．．火線

N．．．地線

R．．．電阻

R1．．．第一分壓電阻

R2．．．第二分壓電阻

Claims (10)

1. 一種LED照明驅動控制電路，包括：一輸入端，與一開關裝置串聯於一電源之間，該開關裝置具有一單刀雙擲開關，該單刀雙擲開關具有一第一支路及一第二支路，該第一支路為一導線，該第二支路為一電阻和一指示燈串聯；一輸出端，與一LED相連；以及一半導體開關，具有一導通和一截止兩個工作狀態；當該開關裝置的該單刀雙擲開關切換至該第一支路，該半導體開關被驅動導通，以控制該LED點亮；當該開關裝置的該單刀雙擲開關切換至該第二支路，該半導體開關被驅動截止，以控制LED熄滅。
2. 如申請專利範圍第1項所述之LED照明驅動控制電路，還包括一與該半導體開關相連的分壓電路，該分壓電路連接於該半導體開關與該開關裝置之間。
3. 如申請專利範圍第2項所述之LED照明驅動控制電路，其中該分壓電路包括一第一分壓電阻與一第二分壓電阻，該第一分壓電阻與該第二分壓電阻之間的連接點與該半導體開關連接。
4. 如申請專利範圍第2項所述之LED照明驅動控制電路，其中該半導體開關是場效電晶體、三極管或三端雙向可控矽開關(TRIAC)。
5. 如申請專利範圍第2項所述之LED照明驅動控制電路，其中該半導體開關與該分壓電路之間還設有雙向觸發二極體(DIAC)。
6. 如申請專利範圍第1項所述之LED照明驅動控制電路，其中該半導體開關是雙向觸發二極體。
7. 如申請專利範圍第1項所述之LED照明驅動控制電路，其中該LED照明驅動控制電路還設有一整流電路，該整流電路連接於該開關裝置與該半導體開關之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述之LED照明驅動控制電路，其中該LED照明驅動控制電路還設有一限流電阻，該限流電阻連接於該LED及該半導體開關之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述之LED照明驅動控制電路，其中該LED由一個或多個LED串聯和/或並聯組成。
10. 一種LED照明驅動控制電路，包括：一輸入端，與一開關裝置串聯於一電源之間，該開關裝置具有一單刀雙擲開關，該單刀雙擲開關具有一第一支路及一第二支路，該第一支路為一導線，該第二支路為一電阻和一指示燈串聯；一輸出端，與一LED相連；以及一電阻，與一開關裝置相連，且與該LED並聯，且該電阻的阻值與該LED的阻值相當。