TWI543664B - 發光二極體驅動系統 - Google Patents

Description

發光二極體驅動系統

本發明係有關於一種驅動系統，特別是一種發光二極體驅動系統。

目前發光二極體燈串模組大致上可分為串聯式及並聯式兩種連結方式，而這兩種方式之發光二極體燈串模組也廣被使用者運用在大樓外觀、樹木、招牌及造景物上，以增添該等事物之外觀美。

而在習知串聯式的發光二極體燈串模組，是將多組的發光二極體燈串模組串聯連接在一起，而且發光二極體燈串模組的串聯數量乃是依據磐繞的物體體積大小而定，且在串聯後由第一個發光二極體燈串模組的控制器對所有的發光二極體燈串模組之發光二極體燈組進行控制。

雖然，此種串聯式的連結方式，使發光二極體燈串模組易於串聯使用，但是在使用過程中，只要有一組發光二極體燈串模組故障時，將造成控制訊號無法傳遞，致使該組故障的發光二極體燈串模組之後段的發光二極體燈串模組接收不到任何控制訊號，導致後段的發光二極體燈串模組皆無法被點亮。

另外，在並聯式的發光二極體燈串模組是將多組的發光二極體燈串模組與該控制器並聯連結，每一個發光二極體燈串模組就要有一條控制線及定址線來控制。若是並聯10組的發光二極體燈串模組時，該控制器就必須利用10條控制線及10條定址線來控制10組發光二極體燈串模組。

此種並聯式在使用時，有一組發光二極體燈串模組發生故障時，將不會影響到其他發光二極體燈串模組的控制。但是，並聯的發光二極體燈串模組數量越多時，相對控制線及定址線越多，造成線路的複雜，不易製作，且成本高。

然而不論是串聯式或並聯式之連結方式，均需使用多數之電力線或訊號線，來達成使發光二極體燈串模組發光變化的目的。而在現今原物料上漲日益嚴重的情況下，能夠減少傳輸線的使用就能大大地降低成本。

為改善上述習知技術之缺點，本發明之目的在於提供一種發光二極體驅動系統。

為達成本發明之上述目的，本發明之發光二極體驅動系統係應用於一發光二極體燈串，該發光二極體驅動系統包含：一開關單元，該開關單元包含一電源輸入端、一電源輸出端及一受控端，該電源輸出端電性連接至該發光二極體燈串；一控制單元，該控制單元電性連接至該開關單元；及一發光訊號產生單元，該發光訊號產生單元電性連接至該控制單元及該電源輸出端。其中當該控制單元控制該開關單元不導通時，該發光訊號產生單元產生一發光訊號；該發光訊號產生單元傳送該發光訊號至該發光二極體燈串。

本發明之功效在於將發光訊號加載在電源線上以減少傳輸線的使用。

10‧‧‧發光二極體驅動系統

20‧‧‧發光二極體燈串

30‧‧‧交流電源供應裝置

40‧‧‧次發光二極體燈串

102‧‧‧開關單元

104‧‧‧控制單元

106‧‧‧發光訊號產生單元

108‧‧‧齊納二極體

110‧‧‧第一電容

112‧‧‧第二電容

114‧‧‧第三電容

116‧‧‧第一電阻

118‧‧‧橋式端電阻

120‧‧‧負載電容

122‧‧‧橋式整流器

124‧‧‧濾波電容

126‧‧‧第一連接器

128‧‧‧次開關單元

130‧‧‧次控制單元

132‧‧‧次發光訊號產生單元

134‧‧‧開關子單元

136‧‧‧次齊納二極體

138‧‧‧次第一電容

140‧‧‧次第二電容

142‧‧‧次橋式端電阻

144‧‧‧次負載電容

146‧‧‧第一分壓電阻

148‧‧‧第二分壓電阻

150‧‧‧次橋式整流器

152‧‧‧次濾波電容

154‧‧‧第二連接器

156‧‧‧電感

158‧‧‧第二電阻

160‧‧‧第三電阻

166‧‧‧第四電阻

168‧‧‧按鍵

170‧‧‧電晶體開關

10202‧‧‧電源輸入端

10204‧‧‧電源輸出端

10206‧‧‧受控端

10602‧‧‧分壓電阻

10604‧‧‧訊號產生端齊納二極體

10606‧‧‧訊號產生端電容

10608‧‧‧訊號產生端二極體

12802‧‧‧次電源輸入端

12804‧‧‧次電源輸出端

12806‧‧‧次受控端

13202‧‧‧次分壓電阻

13204‧‧‧次訊號產生端齊納二極體

13206‧‧‧次訊號產生端電容

13208‧‧‧次訊號產生端二極體

圖1為本發明之發光二極體驅動系統之第一實施例方塊圖。

圖2為本發明之發光二極體驅動系統之第二實施例方塊圖。

圖3為本發明之發光二極體驅動系統之第三實施例方塊圖。

圖4為本發明之發光二極體驅動系統之第四實施例方塊 圖。

圖5為本發明之發光二極體驅動系統之第五實施例方塊圖。

圖6為本發明之發光訊號之一實施例波形圖。

有關本發明的詳細說明及技術內容，請參閱以下的詳細說明和附圖說明如下，而附圖與詳細說明僅作為說明之用，並非用於限制本發明。

請參考圖1，其係為本發明之發光二極體驅動系統之第一實施例方塊圖；一發光二極體驅動系統10係應用於一發光二極體燈串20及一交流電源供應裝置30。該發光二極體驅動系統10包含一開關單元102、一控制單元104、一發光訊號產生單元106、一齊納二極體108、一第一電容110、一第二電容112、一第三電容114、一第一電阻116、一橋式端電阻118、一負載電容120、一橋式整流器122、一濾波電容124及一第一連接器126。

該開關單元102包含一電源輸入端10202、一電源輸出端10204及一受控端10206。該發光訊號產生單元106包含一分壓電阻10602、一訊號產生端齊納二極體10604、一訊號產生端電容10606及一訊號產生端二極體10608。

該電源輸出端10204電性連接至該發光二極體燈串20；該控制單元104電性連接至該開關單元102；該發光訊號產生單元106電性連接至該控制單元104及該電源輸出端10204；該齊納二極體108電性連接至該控制單元104；該第一電容110電性連接至該控制單元104；該第二電容112電性連接至該控制單元104及該受控端10206；該第三電容114電性連接至該控制單元104；該第一電阻116電性連接至該第三電容114；該橋式端電阻118電性連接至該第一電阻116；該負載電容120電性連接至該橋式端電阻118；該橋式整流器122電性連接至該控制單元104及該電源輸入端10202；該濾波電容124電性連接至該控制 單元104及該電源輸入端10202；該第一連接器126電性連接至該發光二極體燈串20、該交流電源供應裝置30、該橋式整流器122、該第一電阻116及該橋式端電阻118；該分壓電阻10602電性連接至該控制單元104；該訊號產生端齊納二極體10604電性連接至該分壓電阻10602；該訊號產生端電容10606電性連接至該分壓電阻10602；該訊號產生端二極體10608電性連接至該分壓電阻10602及該電源輸出端10204。

當該控制單元104控制該開關單元102不導通時，該發光訊號產生單元106產生一發光訊號；該發光訊號產生單元106傳送該發光訊號至該發光二極體燈串20。請參考圖6，其係為本發明之發光訊號之一實施例波形圖。

再者，該交流電源供應裝置30所傳送的一交流電源經過該負載電容120、該橋式整流器122、該濾波電容124及該第一電容110等等元件處理之後，該交流電源轉變為一直流電源。當沒有要產生並傳送該發光訊號時，該控制單元104控制該開關單元102導通，該直流電源被傳送至該發光二極體燈串20以驅動該發光二極體燈串20；當該控制單元104控制該開關單元102不導通時，該發光訊號產生單元106即接收該直流電源並產生該發光訊號；該發光訊號產生單元106傳送該發光訊號至該發光二極體燈串20；該發光二極體燈串20接收到該發光訊號之後，該發光二極體燈串20即產生發亮變化。

該發光訊號係為一脈波訊號，且該訊號產生端齊納二極體10604係用以決定該脈波訊號的振幅；該開關單元102係為一PMOS；該齊納二極體108係用以提供該控制單元104驅動電源；該第一電容110係用以濾波；該分壓電阻10602係用以分壓；該訊號產生端電容10606係用以濾波；該訊號產生端二極體10608係用以整流。

該負載電容120係當作負載用；例如，該交流電源例如為110伏特，該發光二極體燈串20內的每個發光二極體消耗3伏特，則該發光二極體燈串20可包含約36個發光二極體，如 果該發光二極體燈串20實際上只包含26個發光二極體，則多餘的能量將由該負載電容120吸收。

請參考圖2，其係為本發明之發光二極體驅動系統之第二實施例方塊圖；並請同時參考圖1。圖2所示之該發光二極體驅動系統10可藉由一第二連接器154及該第一連接器126與圖1所示之該發光二極體驅動系統10連結；換句話說，在一具體實施例，圖1所示之該發光二極體驅動系統10可為一獨立之發光二極體驅動系統；在另一具體實施例，圖1所示之該發光二極體驅動系統10可為該發光二極體驅動系統10的一部分，而圖2所示之該發光二極體驅動系統10為該發光二極體驅動系統10的另一部分。

該發光二極體驅動系統10更應用於一次發光二極體燈串40；該發光二極體驅動系統10更包含一次開關單元128、一次控制單元130、一次發光訊號產生單元132、一開關子單元134、一次齊納二極體136、一次第一電容138、一次第二電容140、一次橋式端電阻142、一次負載電容144、一第一分壓電阻146、一第二分壓電阻148、一次橋式整流器150、一次濾波電容152及該第二連接器154。

該次開關單元128包含一次電源輸入端12802、一次電源輸出端12804及一次受控端12806。該次發光訊號產生單元132包含一次分壓電阻13202、一次訊號產生端齊納二極體13204、一次訊號產生端電容13206及一次訊號產生端二極體13208。

該次電源輸出端12804電性連接至該次發光二極體燈串40；該次電源輸入端12802電性連接至該控制單元104；該次控制單元130電性連接至該次開關單元128；該次發光訊號產生單元132電性連接至該次控制單元130及該次電源輸出端12804；該開關子單元134電性連接至該次控制單元130及該發光二極體燈串20；該次齊納二極體136電性連接至該次控制單元130；該次第一電容138電性連接至該次控制單元130；該次第二電容 140電性連接至該次控制單元130及該次受控端12806；該次橋式端電阻142電性連接至該次控制單元130；該次負載電容144電性連接至該次橋式端電阻142；該第一分壓電阻146電性連接至該次控制單元130；該第二分壓電阻148電性連接至該第一分壓電阻146及該開關子單元134；該次橋式整流器150電性連接至該次控制單元130及該次電源輸入端12802；該次濾波電容152電性連接至該次控制單元130及該次電源輸入端12802；該第二連接器154電性連接至該次橋式整流器150、該次橋式端電阻142、該次負載電容144、該開關子單元134、該次發光二極體燈串40及該交流電源供應裝置30；該次分壓電阻13202電性連接至該次控制單元130；該次訊號產生端齊納二極體13204電性連接至該次分壓電阻13202；該次訊號產生端電容13206電性連接至該次分壓電阻13202；該次訊號產生端二極體13208電性連接至該次分壓電阻13202及該次電源輸出端12804。

當該開關子單元134接收到該發光訊號時，該開關子單元134導通；當該開關子單元134導通時，該次控制單元130偵測到該開關子單元134導通，接著該次控制單元130控制該次開關單元128不導通，接著該次發光訊號產生單元132產生一次發光訊號；該次發光訊號產生單元132傳送該次發光訊號至該次發光二極體燈串40。換句話說，該次發光訊號等於該發光訊號；因此，該次發光二極體燈串40的發光變化與該發光二極體燈串20的發光變化相同。

再者，該交流電源供應裝置30所傳送的該交流電源經過該次負載電容144、該次橋式整流器150及該次濾波電容152等等元件處理之後，該交流電源轉變為一次直流電源。當該開關子單元134沒有接收到該發光訊號時，該開關子單元134不導通；當該開關子單元134不導通時，該次控制單元130偵測到該開關子單元134不導通，接著該次控制單元130控制該次開關單元128導通，該次直流電源即被傳送至該次發光二極體燈串40以驅動該次發光二極體燈串40。

當該開關子單元134接收到該發光訊號時，該開關子單元134導通；當該開關子單元134導通時，該次控制單元130偵測到該開關子單元134導通，接著該次控制單元130控制該次開關單元128不導通，接著該次發光訊號產生單元132即接收該次直流電源並產生該次發光訊號；該次發光訊號產生單元132傳送該次發光訊號至該次發光二極體燈串40；該次發光二極體燈串40接收到該次發光訊號之後，該次發光二極體燈串40即產生發亮變化。

該次發光訊號係為一脈波訊號，且該次訊號產生端齊納二極體13204係用以決定該脈波訊號的振幅；該次開關單元128係為一PMOS；該開關子單元134係為一NMOS；該次齊納二極體136係用以提供該次控制單元130驅動電源；該次第一電容138係用以濾波；該次分壓電阻13202係用以分壓；該次訊號產生端電容13206係用以濾波；該次訊號產生端二極體13208係用以整流。

該次負載電容144係當作負載用；例如，該交流電源例如為110伏特，該次發光二極體燈串40內的每個發光二極體消耗3伏特，則該次發光二極體燈串40可包含約36個發光二極體，如果該次發光二極體燈串40實際上只包含26個發光二極體，則多餘的能量將由該次負載電容144吸收。

請參考圖3，其係為本發明之發光二極體驅動系統之第三實施例方塊圖；圖3所示之元件敘述與圖1相似者，為簡潔因素，於此不再贅述。再者，該發光二極體驅動系統10更應用於至少一次發光二極體燈串40；該發光二極體驅動系統10更包含至少一第一連接器126及至少一第二連接器154；該第一連接器126電性連接至該電源輸出端10204及該發光訊號產生單元106；該第二連接器154電性連接至該第一連接器126及該次發光二極體燈串40。

當該控制單元104控制該開關單元102不導通時，該發光訊號產生單元106產生該發光訊號；該發光訊號產生單元106 透過該第一連接器126及該第二連接器154傳送該發光訊號至該次發光二極體燈串40。該發光二極體燈串20所包含的發光二極體的數量等於該次發光二極體燈串40所包含的發光二極體的數量；例如，該交流電源例如為110伏特，每個發光二極體消耗3伏特，則總共的發光二極體的數量約36個，若該次發光二極體燈串40的數量為兩個(即如圖3所示)，則該發光二極體燈串20所包含的發光二極體的數量為12個，且每個該次發光二極體燈串40所包含的發光二極體的數量亦為12個。

請復參考圖1。本發明之一具體實施例為移除該第一連接器126。當複數之該發光二極體驅動系統10並聯應用時，該橋式端電阻118、該第一電阻116及該第三電容114係用以使該些發光二極體驅動系統10所驅動的該些發光二極體燈串20能同步發亮變化。

請參考圖4，其係為本發明之發光二極體驅動系統之第四實施例方塊圖；圖4所示之元件敘述與圖1相似者，為簡潔因素，於此不再贅述。再者，該發光二極體驅動系統10更包含一齊納二極體108、一第一電容110、一第二電容112、一第一電阻116、一橋式端電阻118、一負載電容120、一橋式整流器122、一濾波電容124、一電感156、一第二電阻158、一第三電阻160、一第四電阻166及一按鍵168。

該齊納二極體108電性連接至該控制單元104；該第一電容110電性連接至該控制單元104；該第二電容112電性連接至該控制單元104；該第一電阻116電性連接至該控制單元104；該橋式端電阻118電性連接至該第一電阻116；該負載電容120電性連接至該橋式端電阻118；該橋式整流器122電性連接至該橋式端電阻118及該負載電容120；及該濾波電容124電性連接至該控制單元104；該電感156電性連接至該橋式整流器122及該控制單元104；該第二電阻158電性連接至該控制單元104；該第三電阻160電性連接至該控制單元104；該第四電阻166電性連接至該控制單元104及該受控端10206；該按鍵168 電性連接至該控制單元104。

再者，該電感156係用以濾除突波；該控制單元104控制該開關單元102的時候，該第四電阻166係用以限流以及使該開關單元102保持導通(該控制單元104有復位動作的時間，於此時間內因為該控制單元104的輸出信號不明，所以該開關單元102可能導通也可能不導通，而該第四電阻166可保證復位動作的時間內該開關單元102保持導通)。

再者，當該按鍵168被按壓時，該控制單元104會接收到按壓訊號，該控制單元104用來控制該開關單元102的輸出接腳會有不同的訊號產生，可使得該發光二極體燈串20產生不同的發亮變化。本發明亦可有遙控的功能，動作與該按鍵168被按壓時類似。

請參考圖5，其係為本發明之發光二極體驅動系統之第五實施例方塊圖；圖5所示之元件敘述與圖1~4相似者，為簡潔因素，於此不再贅述。再者，該發光二極體驅動系統10更包含一電晶體開關170；該電晶體開關170電性連接至該控制單元104、該電源輸入端10202及該分壓電阻10602。該電晶體開關170受到該控制單元104控制：當該開關單元102不導通的時候，該電晶體開關170導通，使得該發光訊號產生單元106開始作動(如前所述)；當該開關單元102導通的時候，該電晶體開關170即不導通。再者，該開關單元102及該電晶體開關170亦可同時不導通，此時該發光二極體驅動系統10進入待機模式。

本發明之功效在於將發光訊號加載在電源線上以減少傳輸線的使用。

然以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍意圖保護之範疇。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。

10‧‧‧發光二極體驅動系統

20‧‧‧發光二極體燈串

30‧‧‧交流電源供應裝置

102‧‧‧開關單元

104‧‧‧控制單元

106‧‧‧發光訊號產生單元

108‧‧‧齊納二極體

110‧‧‧第一電容

112‧‧‧第二電容

114‧‧‧第三電容

116‧‧‧第一電阻

118‧‧‧橋式端電阻

120‧‧‧負載電容

122‧‧‧橋式整流器

124‧‧‧濾波電容

126‧‧‧第一連接器

10202‧‧‧電源輸入端

10204‧‧‧電源輸出端

10206‧‧‧受控端

10602‧‧‧分壓電阻

10604‧‧‧訊號產生端齊納二極體

10606‧‧‧訊號產生端電容

10608‧‧‧訊號產生端二極體

Claims (10)

1. 一種發光二極體驅動系統，係應用於一發光二極體燈串，該發光二極體驅動系統包含：一開關單元，該開關單元包含一電源輸入端、一電源輸出端及一受控端，該電源輸出端電性連接至該發光二極體燈串；一控制單元，該控制單元電性連接至該開關單元；及一發光訊號產生單元，該發光訊號產生單元電性連接至該控制單元及該電源輸出端，其中當該控制單元控制該開關單元不導通時，該發光訊號產生單元產生一發光訊號；該發光訊號產生單元傳送該發光訊號至該發光二極體燈串。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體驅動系統，其中該發光訊號產生單元包含：一分壓電阻，該分壓電阻電性連接至該控制單元；一訊號產生端齊納二極體，該訊號產生端齊納二極體電性連接至該分壓電阻；一訊號產生端電容，該訊號產生端電容電性連接至該分壓電阻；及一訊號產生端二極體，該訊號產生端二極體電性連接至該分壓電阻及該電源輸出端。
3. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體驅動系統，更包含：一齊納二極體，該齊納二極體電性連接至該控制單元；一第一電容，該第一電容電性連接至該控制單元；一第二電容，該第二電容電性連接至該控制單元及該受控端；一第三電容，該第三電容電性連接至該控制單元；一第一電阻，該第一電阻電性連接至該第三電容；一橋式端電阻，該橋式端電阻電性連接至該第一電阻；及一負載電容，該負載電容電性連接至該橋式端電阻。
4. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體驅動系統，更應用於一次發光二極體燈串，該發光二極體驅動系統更包含： 一次開關單元，該次開關單元包含一次電源輸入端、一次電源輸出端及一次受控端，該次電源輸出端電性連接至該次發光二極體燈串，該次電源輸入端電性連接至該控制單元；一次控制單元，該次控制單元電性連接至該次開關單元；一次發光訊號產生單元，該次發光訊號產生單元電性連接至該次控制單元及該次電源輸出端；及一開關子單元，該開關子單元電性連接至該次控制單元及該發光二極體燈串，其中當該開關子單元接收到該發光訊號時，該開關子單元導通；其中當該開關子單元導通時，該次控制單元偵測到該開關子單元導通，接著該次控制單元控制該次開關單元不導通，接著該次發光訊號產生單元產生一次發光訊號；該次發光訊號產生單元傳送該次發光訊號至該次發光二極體燈串。
5. 如申請專利範圍第4項所述之發光二極體驅動系統，其中該次發光訊號產生單元包含：一次分壓電阻，該次分壓電阻電性連接至該次控制單元；一次訊號產生端齊納二極體，該次訊號產生端齊納二極體電性連接至該次分壓電阻；一次訊號產生端電容，該次訊號產生端電容電性連接至該次分壓電阻；及一次訊號產生端二極體，該次訊號產生端二極體電性連接至該次分壓電阻及該次電源輸出端。
6. 如申請專利範圍第5項所述之發光二極體驅動系統，更包含：一次齊納二極體，該次齊納二極體電性連接至該次控制單元；一次第一電容，該次第一電容電性連接至該次控制單元；一次第二電容，該次第二電容電性連接至該次控制單元及該次受控端；一次橋式端電阻，該次橋式端電阻電性連接至該次控制單元；一次負載電容，該次負載電容電性連接至該次橋式端電阻；一第一分壓電阻，該第一分壓電阻電性連接至該次控制單元；及一第二分壓電阻，該第二分壓電阻電性連接至該第一分壓電阻及該開 關子單元。
7. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體驅動系統，更應用於至少一次發光二極體燈串，該發光二極體驅動系統更包含：至少一第一連接器，該第一連接器電性連接至該電源輸出端及該發光訊號產生單元；及至少一第二連接器，該第二連接器電性連接至該第一連接器及該次發光二極體燈串，其中當該控制單元控制該開關單元不導通時，該發光訊號產生單元產生該發光訊號；該發光訊號產生單元透過該第一連接器及該第二連接器傳送該發光訊號至該次發光二極體燈串；其中該發光二極體燈串所包含的發光二極體的數量等於該次發光二極體燈串所包含的發光二極體的數量。
8. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體驅動系統，其中該發光訊號產生單元包含：一訊號產生端電容，該訊號產生端電容電性連接至該開關單元；及一分壓電阻，該分壓電阻電性連接至該控制單元。
9. 如申請專利範圍第8項所述之發光二極體驅動系統，更包含：一齊納二極體，該齊納二極體電性連接至該控制單元；一第一電容，該第一電容電性連接至該控制單元；一第二電容，該第二電容電性連接至該控制單元；一第一電阻，該第一電阻電性連接至該控制單元；一橋式端電阻，該橋式端電阻電性連接至該第一電阻；一負載電容，該負載電容電性連接至該橋式端電阻；一橋式整流器，該橋式整流器電性連接至該橋式端電阻及該負載電容；及一濾波電容，該濾波電容電性連接至該控制單元。
10. 如申請專利範圍第9項所述之發光二極體驅動系統，更包含：一電感，該電感電性連接至該橋式整流器及該控制單元；一第二電阻，該第二電阻電性連接至該控制單元； 一第三電阻，該第三電阻電性連接至該控制單元；一第四電阻，該第四電阻電性連接至該控制單元及該受控端；及一按鍵，該按鍵電性連接至該控制單元。