TWI532411B - 發光二極體電路 - Google Patents

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    • H05B45/40—Details of LED load circuits
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Description

發光二極體電路
本發明係有關於一發光二極體電路，尤指一種能有效降低功率消耗及熱能產生的發光二極體電路。
在先前技術中，發光二極體電路在操作時皆會產生較高的溫度，進而對整體電路造成不良的影響，因此，如何使用簡單的電路架構以盡可能地降低發光二極體電路在操作時所產生的溫度，為一個重要的課題。
本發明的目的之一在於提供一發光二極體電路，其所消耗的功率及產生的熱能可以有效的被降低。
依據本發明的一實施例，一發光二極體電路，包含有：多個驅動電路，其中該多個驅動電路為串聯連接電路，且每一驅動電路包含有多個二極體形成橋式電路的架構；多個負載電路，分別與其對應的驅動電路相連接；其中該多個驅動電路分別用來產生多個驅動電壓，以分別驅動該多個負載電路。
100、300、400‧‧‧發光二極體電路
101至10M、301至30M、402至40M‧‧‧驅動電路
200‧‧‧單一負載區塊
120、320、420‧‧‧負載電路
D1、D2、D3、D4、Dy‧‧‧二極體
N1、N2、N3、N4、N21、N22‧‧‧接點
210、220‧‧‧發光二極體串
R1、R2‧‧‧電阻
AC‧‧‧交流電源
第1圖係依據本發明的一實施例之發光二極體電路的示意圖。
第2圖係依據本發明一實施例之單一負載區塊的示意圖。
第3圖係依據本發明的另一實施例之發光二極體電路的示意圖。
第4圖係依據本發明的另一實施例之發光二極體電路的示意圖。
在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。此外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段，因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置，或者透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。
第1圖係依據本發明的一實施例之發光二極體電路100的示意圖。如第1圖所示，發光二極體電路100包含有多個串聯連接的驅動電路101至10M以及多個負載電路，其中每一驅動電路和其相對應的負載電路120相連接。其中每一驅動電路包含有二極體D1、D2、D3和D4以及接點N1、N2、N3和N4。如第1圖所示，二極體D1、D2、D3和D4形成如橋式電路的架構。詳細來說，以驅動電路101為例，二極體D1的N極與二極體D2的P極連接至驅動電路101中的接點N1，二極體D2的N極與二極體D3的N極連接至驅動電路101中的接點N2，二極體D3的P極與二極體D4的N極連接至驅動電路101中的接點N3，且二極體D4的P極與二極體D1的P極連接至驅動電路101中的接點N4。此外，驅動電路101的接點N1連接至一交流電源AC的一端，而驅動電路10M的接點N3連接至交流電源AC的另一端，其中除了驅動電路101外，每一驅動電路的接點N1皆與前一驅動電路的接點N3相連接。每一驅動電路 101至10M所對應的負載電路包含有至少一並聯連接的單一負載區塊(在本實施例中，係為多個單一負載區塊)，其中該至少一並聯連接的單一負載區塊皆包含有多個發光二極體，其中該多個發光二極體均分為多個並聯連接的發光二極體串，而每一發光二極體串內的發光二極體均為串聯連接。請同時參考第1圖以及第2圖，第2圖係依據本發明一實施例之單一負載區塊200的示意圖，在第2圖中，單一負載區塊200內的多個發光二極體均分為兩個負載串(在本實施例中為兩個發光二極體串210和220)，但此僅為一範例說明，並不為本發明的限制，在其他實施例中，每一發光二極體串數量皆相同，每一發光二極體串至少二個或更多個發光二極體。如第2圖所示，發光二極體串210和220的第一個發光二極體的P極耦接至一接點N21，發光二極體串210和220的最後一個發光二極體的N極耦接至一接點N22，且接點N21和N22分別耦接至其對應到的驅動電路的接點N2以及接點N4，而每一單一負載區塊內另包含兩個阻抗元件，在本實施例中該阻抗元件係為分別為電阻值極低的電阻R1與R2，其中電阻R1可被耦接在發光二極體串210與220的第一個發光二極體之間的任意位置，而電阻R2可被耦接在發光二極體串210與220的最後一個發光二極體之間的任意位置。
第3圖係依據本發明的另一實施例之發光二極體電路300的示意圖。發光二極體電路300包含有多個串聯連接的驅動電路301至30M以及多個負載電路，其中驅動電路301至30(M-1)與其相對應的負載電路320相連接且該多個負載電路的單一負載區塊與第1圖以及第2圖所示的實施例相同，因此詳細說明在此省略。在此實施例中，驅動電路301至30(M-1)包含有二極體D1和D2以及接點N1、N2以及N3，其中每一驅動電路301至30(M-1)的二極體D1及D2的N極皆連接至接點N2，且二極體D1的P極連接至接點N1，二極體D2的P極連接至接點N3。除此之外，驅動電路30M包含有二極體Dy以及接點N1、N3，其中二極體Dy的P極連接至接點N1，二極體Dy的N極連接 至接點N3。如圖所示，驅動電路301中的接點N1連接至交流電源AC的一端，驅動電路30M中的接點N3連接至交流電源AC的另一端，且除了驅動電路301外，每一驅動電路由302至30M的接點N1皆與前一驅動電路的接點N3連接。同時參考第2圖與第3圖，驅動電路301至30(M-1)的接點N2以及接點N3皆分別耦接至其對應的負載電路中至少一單一負載區塊的接點N21以及接點N22。
第4圖係依據本發明的另一實施例之發光二極體電路400的示意圖。發光二極體電路400包含有多個串聯連接的驅動電路402至40M以及多個負載電路，其中驅動電路402至40(M-1)與其相對應的負載電路420相連接且該多個負載電路的單一負載區塊與第1圖以及第2圖所示的實施例相同，因此詳細說明在此省略。在此實施例中，每一驅動電路402至40(M-1)包含有二極體D1和D2以及接點N1、N2以及N3，其中如圖所示，二極體D1及D2的P極皆連接至接點N2，且二極體D1的N極連接至接點N1，二極體D2的N極連接至接點N3。除此之外，驅動電路40M包含有二極體Dy以及接點N1、N3，其中二極體Dy的N極連接至接點N1，二極體Dy的P極連接至接點N3。如圖所示，驅動電路402中的接點N1連接至交流電源AC的一端，驅動電路40M中接點N3連接至交流電源AC的另一端，且除了驅動電路402外，每一驅動電路403至40M的接點N1皆與前一驅動電路的接點N3連接。同時參考第2圖與第4圖，驅動電路402至40(M-1)的接點N3以及接點N2皆分別耦接至其對應的負載電路中至少一單一負載區塊的接點N21以及接點N22。
需注意的是，在第1圖至第4圖的實施例中，交流電源皆為自插座直接連接之電源，但此並不為本發明的限制，且驅動電路的數量、負載區塊的數量、發光二極體串的數量、每一發光二極體串內所包含的發光二極體個數皆可因所使用的交流電源不同而做變化，只要所有負載的阻抗匹配能達 到功率效益最大化即可。
在台灣檢驗科技股份有限公司光學實驗室的協助量測，其中實驗條件為：環境溫度攝氏25度，輸入交流電源110V 60Hz，負載數量504顆發光二極體(在本發明中為七個驅動電路及相對應的負載電路，每個負載電路包含六個單一負載區塊，每個單一負載區塊包含兩個發光二極體串，每個發光二極體串包含六個發光二極體)。在此量測條件下，量測得到本實驗消耗功率為15.66瓦，功率因數為0.8013，換算消耗電量為0.01566千瓦小時，由此可知本發明的確可有效降低功率消耗及熱能產生。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100‧‧‧發光二極體電路
101至10M‧‧‧驅動電路
120‧‧‧負載電路
D1、D2、D3、D4‧‧‧二極體
N1、N2、N3、N4、N21、N22‧‧‧接點
AC‧‧‧交流電源

Claims (6)

  1. 一種發光二極體電路，包含有：二個以上之驅動電路，其中該多個驅動電路為串聯連接，且每一驅動電路包含有多個二極體，該多個二極體形成橋式電路的架構；多個負載電路，分別與其對應的驅動電路相連接；其中該多個驅動電路分別用來產生多個驅動電壓，以分別驅動該多個負載電路；其中每一個負載電路包含至少一個單一負載區塊，其中該至少一個單一負載區塊包含有多個負載串、兩個阻抗元件、一第一接點以及一第二接點，其中每一個負載串包含有多個串聯連接的發光二極體；且該多個串聯連接的發光二極體中第一個發光二極體的P極耦接至該第一接點，該多個串聯連接的發光二極體中最後一個發光二極體的N極耦接至該第二接點；其中每一個驅動電路內的該多個二極體包含一第一二極體、一第二二極體、一第三二極體以及一第四二極體，且每一個驅動電路另包含一第一接點、一第二接點、一第三接點以及一第四接點，其中該第一二極體的N極與該第二二極體的P極連接至該驅動電路中的該第一接點，該第二二極體的N極與該第三二極體的N極連接至該驅動電路中的該第二接點，該第三二極體的P極與該第四二極體的N極連接至該第三接點，該第四二極體的P極與該第一二極體的P極連接至該第四接點。
  2. 如申請專利範圍第1項的發光二極體電路，其中該多個串聯連接的驅動電路中第一個驅動電路的該第一接點耦接至一交流電源的一端，該多個串聯連接的驅動電路中最後一個驅動電路的該第三接點耦接至該交流電源的另一端；以及除了該多個串聯連接的驅動電路中第一個驅動電路之外，其餘驅動電路的該第一接點皆連接至前一驅動電路的該第三接點。
  3. 如專利申請範圍第2項的發光二極體電路，其中每一個驅動電路的該第四接點皆連接至其對應的負載電路中該至少一單一負載區塊的該第二接點，且每一個驅動電路的該第二接點皆連接至其對應的負載電路中該至少一單一負載區塊的該第一接點。
  4. 如專利申請範圍第1項的發光二極體電路，其中該兩個阻抗元件其中之一耦接在兩個相鄰負載串中第一個發光二極體的P極之間，且該兩個阻抗元件之另一耦接在該兩個相鄰負載串中最後一個發光二極體的N極之間。
  5. 如專利申請範圍第1項的發光二極體電路，每單一負載區塊包含兩組為並聯發光二極體串(Light emitted diode stringed string)，每串最少數量為兩個發光二極體且並聯串為數量相同的發光二極體。
  6. 一種發光二極體電路，包含有：多個驅動電路，其中該多個驅動電路為串聯連接，且除了該串聯連接的多個驅動電路中最後一個驅動電路包含一個二極體外，其餘每一驅動電路包含有多個二極體；多個負載電路，除該最後一個驅動電路外，分別與其對應的驅動電路相連接；其中該多個驅動電路分別用來產生多個驅動電壓，以分別驅動該多個負載電路；其中每一個負載電路包含有至少一個單一負載區塊，其中該至少一個單一負載區塊為包含有多個負載串、一第一接點以及一第二接點，其中每一個負載串包含有多個串聯連接的發光二極體，且該多個串聯連接的發光二極 體中第一個發光二極體的P極耦接至該第一接點，該多個串聯連接的發光二極體中最後一個發光二極體的N極耦接至該第二接點；其中除該最後一個驅動電路外，每一個驅動電路內的該多個二極體包含一第一二極體以及一第二二極體，且除該最後一個驅動電路外，每一驅動電路內另包含一第一接點、一第二接點以及一第三接點，且除該最後一個驅動電路外，每一驅動電路內的第一二極體的N極與第二二極體的N極或每一驅動電路內的第一二極體的P極與第二二極體的P極連接至第二接點，且該第一二極體與該第二二極體未連接至該第二接點的另一端分別耦接至該第一接點以及該第三接點。
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