TWI667941B - High-efficiency color LED lamp shared drive - Google Patents

High-efficiency color LED lamp shared drive Download PDF

Info

Publication number
TWI667941B
TWI667941B TW107124496A TW107124496A TWI667941B TW I667941 B TWI667941 B TW I667941B TW 107124496 A TW107124496 A TW 107124496A TW 107124496 A TW107124496 A TW 107124496A TW I667941 B TWI667941 B TW I667941B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
converter
voltage
led
circuit
full
Prior art date
Application number
TW107124496A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202007227A (zh
Inventor
林再福
Original Assignee
林再福
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 林再福 filed Critical 林再福
Priority to TW107124496A priority Critical patent/TWI667941B/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI667941B publication Critical patent/TWI667941B/zh
Publication of TW202007227A publication Critical patent/TW202007227A/zh

Links

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

本發明係在提供一種具有高效率之各種顏色LED燈共用驅動器，主要設有濾波整流電路、直流/直流轉換器、直流/交流轉換器、全波整流電路及LED燈串，該濾波整流電路連接輸入電源進行濾波與整流；該直流/直流轉換器係將整流的電壓轉換成固定的直流電壓；該直流/交流轉換器係將直流電壓轉換成數組高頻方波交流電壓；該全波整流電路係將交流電整流成穩定直流電壓，以提供電流來驅動LED燈串；如此，該直流/直流轉換器之穩定直流電壓達到各LED燈串定電壓控制，再透過該直流/交流轉換器之多繞組變壓器達到不同顏色LED燈串各由各自全波整流電路驅動。

Description

具有高效率之各種顏色LED燈共用驅動器
本發明係有關於一種具有高效率之各種顏色LED燈共用驅動器，特別係設有濾波整流電路、直流/直流轉換器、直流/交流轉換器、全波整流電路及LED燈串所組成，該濾波整流電路係連接輸入電源後進行濾波與整流；該直流/直流轉換器係將整流後的電壓轉換成固定的直流電壓；該直流/交流轉換器係將直流電壓轉換成數組不同電壓的高頻方波交流電壓；該全波整流電路係將交流電整流成穩定的直流工作電壓，以提供電流來加以驅動LED燈串；如此，藉由該直流/直流轉換器之穩定直流電壓達到各LED燈串定電壓控制，再透過該直流/交流轉換器之多繞組變壓器達到不同顏色之LED燈串各自由各自的全波整流電路驅動，具有高效率、低成本、結構簡單及搭配調光控制者。
按，目前高亮度LED燈已被廣泛地作為各種室內外照明設備的光源，如：展示賣場、百貨公司、路燈、廣告招牌、高經濟價值的農業照明…等，均可使用LED燈來提供高品質與多樣化的照明光源，且該LED燈的發光強度、效率、壽命與演色性均較鹵素燈為佳，其驅動電路也比一般氣體放電燈更為結構簡單與價格便宜，但有鑑於LED燈驅動器之設計均屬於傳統定電流控制方式，僅能適用於簡單的單色LED燈驅動電路，當有多燈回路需個別控制，又需能個別調光，抑或是不同顏色的LED燈光源時，因個別LED燈特性差異使得驅動電路之複雜度與成本增加，造成驅動器價格昂貴、效率降低、體積增加、穩定度下降；故，當前LED燈驅動器所採用之定電流控制方式，係透過定電流電路的高頻切換提供LED燈穩定的直流電流，一般均以數顆LED燈串共用一個控制迴路的方式來完成，且因LED燈的特性係不同顏色的LED燈，其工作電流都不相同，並無法 共用同一控制電路來驅動，需另外一個控制迴路來完成，而基本的控制迴路通常都採用降壓轉換器或返馳式轉換器的電路架構，其基本組成元件除了開關元件、磁性元件外，還需搭配控制電路來完成；因此，額外的控制迴路，帶來額外的零件與成本的增加，額外的磁性元件更造成LED燈串驅動器的體積與重量增加，尤以不同顏色的多組LED燈串驅動器之影響更甚；又，傳統定電流的LED燈串驅動器之降壓轉換電路或返馳式轉換器，均將磁性元件的電感器設計操作於不連續電流模式來降低開關元件之損失，由於LED燈特性上的差異，為維持將轉換電路之電感器操作於不連續電流模式，在設計上必須選取較大餘裕的設計，以適應各種LED燈特性的變異，從而導致電感器峰值電流較高，電路損失也跟著增加，導致該定電流控制的方式效率較低，不僅增加電路損失，造成驅動器溫度升高，也會縮短其使用壽命，影響產品甚鉅，且當有多種不同特性或顏色LED燈要共同驅動時，其不良影響更是巨大，然而，一般LED燈驅動器仍以整流濾波後的直流電壓搭配各式隔離與非隔離的轉換器，以定電流的控制方式來驅動LED燈，如第一圖所示，係為習知LED燈驅動器電路圖，主要係設有濾波整流電路10、降壓轉換器11及LED燈串12所組成，其中，該濾波整流電路10係連接有輸入電源(市電)，具有輸入電源電壓V i 及輸入電源電流I i ，該濾波整流電路10係設有濾波電感Lm、濾波電容Cm及全波整流器Dr所連接組成，該濾波整流電路10係可進行交流電之濾波與整流，並防止電磁干擾，該降壓轉換器11係連接於該濾波整流電路10之後，該濾波整流電路10與該降壓轉換器11之間連接有電容Cdc及電阻Rs，該降壓轉換器11係設有二極體Db、電晶體Qb、電感Lb及電容Cb所連接組成，該降壓轉換器11之電晶體Qb連接有驅動積體電路110，該LED燈串12係連接於該降壓轉換器11電容Cb兩端，該LED燈串12係設有數個LED燈所連接組成；如此，該習知LED燈驅動器並未設有直流/直流轉換器，而無法以穩定直流電壓使該LED燈串12具有定電壓控制，更未設有直流/交流轉換器，而無法以多繞組變壓器使 複數個不同顏色之LED燈串12各自由各自的全波整流電路驅動，故，效率低、成本高及需額外的控制迴路，導致結構複雜；緣此，本發明人有鑑於習知存在有如上述之缺失，乃潛心研究、改良，遂得以首先發明本發明。
本發明之主要目的，係在提供一種藉由該直流/直流轉換器之穩定直流電壓達到各LED燈串定電壓控制，再透過該直流/交流轉換器之多繞組變壓器達到複數個不同顏色之LED燈串各自由各自的全波整流電路驅動，具有高效率、低成本、結構簡單及搭配調光控制者之具有高效率的各種顏色LED燈串共用驅動器。
本發明之主要特徵，係在：直流/直流轉換器，係連接於該濾波整流電路，該直流/直流轉換器係設有第一電感、第一二極體及第一電晶體所連接組成，該直流/直流轉換器係將整流後的電壓轉換成固定的直流電壓；直流/交流轉換器，係連接於該直流/直流轉換器，該直流/交流轉換器係設有第一電容、第二電容、第二電晶體、第三電晶體及多繞組變壓器所連接組成，該直流/交流轉換器係將直流電壓轉換成數組不同電壓的高頻交流方波電壓；複數個全波整流電路，係連接於該直流/交流轉換器，該全波整流電路係設有第二二極體、第三二極體及第三電容所連接組成，該全波整流電路係將交流電整流成穩定的直流工作電壓，以提供電流來加以驅動複數個不同顏色之LED燈串，該LED燈串與該全波整流電路係對應該多繞組變壓器而具有多組連接設置，該LED燈串係由複數顆LED燈連接成串。
本發明具有高效率之各種顏色LED燈共用驅動器，其中，該直流/直流轉換器之第一電晶體連接有驅動積體電路，該直流/直流轉換器係由該驅動積體電路控制，該驅動積體電路具有定電壓輸出及高功率因數之作用，且其直流電壓不因市電輸入電壓變動而改變，又該直流/直流轉換器之第一電感可操作 於連續邊界電流模式，達到零電流切換導通，以減少切換損失，進而提高效率。
本發明具有高效率之各種顏色LED燈共用驅動器，其中，該直流/交流轉換器之第二電晶體及第三電晶體連接有驅動積體電路，該直流/交流轉換器係由該驅動積體電路控制，該驅動積體電路具有固定頻率與導通率的交替切換之作用。
本發明具有高效率之各種顏色LED燈共用驅動器，其中，各LED燈串之輸出功率可透過該多繞組變壓器的匝數設計，來達到不同特性或顏色LED燈串均各自有固定之負載輸出功率，各LED燈串係連接有調光控制電路及微控制器，以進行調光控制，更可隔離故障之LED燈串迴路，而不至影響其它正常之LED燈串。
本發明具有高效率之各種顏色LED燈共用驅動器，其主要優點係在：藉由該直流/直流轉換器之穩定直流電壓輸出特性達到各LED燈串定電壓控制，且不因市電輸入電壓變動而改變，再透過該直流/交流轉換器之多繞組變壓器達到複數個不同顏色之LED燈串各自由各自的全波整流電路驅動，不僅減少體積、降低損失，更具有高效率、低成本、結構簡單及搭配調光控制者，且能節約能源，延長使用壽命。
10‧‧‧濾波整流電路
11‧‧‧降壓轉換器
110‧‧‧驅動積體電路
12‧‧‧LED燈串
2‧‧‧濾波整流電路
3‧‧‧直流/直流轉換器
30、40‧‧‧驅動積體電路
4‧‧‧直流/交流轉換器
5‧‧‧全波整流電路
6‧‧‧LED燈串
7‧‧‧調光控制電路
8‧‧‧微控制器
V i ‧‧‧輸入電源電壓
I i ‧‧‧輸入電源電流
Lm‧‧‧濾波電感
Cm‧‧‧濾波電容
Dr‧‧‧全波整流器
Cdc‧‧‧電容
Rs‧‧‧電阻
Db‧‧‧二極體
Qb‧‧‧電晶體
Lb‧‧‧電感
Cb‧‧‧電容
L1‧‧‧第一電感
D1‧‧‧第一二極體
Q1‧‧‧第一電晶體
C1‧‧‧第一電容
C2‧‧‧第二電容
Q2‧‧‧第二電晶體
Q3‧‧‧第三電晶體
T‧‧‧多繞組變壓器
D2‧‧‧第二二極體
D3‧‧‧第三二極體
C3‧‧‧第三電容
第一圖所示係為習知LED燈驅動器之電路圖。
第二圖所示係為本發明實施例之方塊圖。
第三圖所示係為本發明實施例之電路圖。
有關本發明為達上述之使用目的與功效，所採用之技術手段，茲舉出較佳可行之實施例，並配合圖式所示，詳述如下：本發明之實施例，請參閱第二、三圖所示，主要係設有濾波整流電路2、直流/直流轉換器3、直流/交流轉換器4、複數個全波整流電路5及複數個不同顏色之LED燈串6所組成，其中，該濾波整流電路2係連接有輸入電源(市電)，具有輸入電源電壓V i 及輸入電源電流I i ，該濾波整流電路2係設有濾波電感Lm、濾波電容Cm及全波整流器Dr所連接組成，該濾波整流電路2係可進行交流電之濾波與整流，並防止電磁干擾；該直流/直流轉換器3係連接於該濾波整流電路2，該直流/直流轉換器3係設有第一電感L1、第一二極體D1及第一電晶體Q1所連接組成，該直流/直流轉換器3係將整流後的電壓轉換成固定的直流電壓，除了可維持恆定之直流電壓外，同時兼具功因修正功能，該直流/直流轉換器3之第一電晶體Q1連接有驅動積體電路30，該直流/直流轉換器3係由該驅動積體電路30控制，該驅動積體電路30具有定電壓輸出及高功率因數之作用，且該直流/直流轉換器3之第一電感L1可操作於連續邊界電流模式，達到零電流切換導通，以減少切換損失，進而提高效率且其直流電壓不因市電輸入電壓變動而改變；該直流/交流轉換器4係連接於該直流/直流轉換器3，該直流/交流轉換器4係設有第一電容C1、第二電容C2、第二電晶體Q2、第三電晶體Q3及多繞組變壓器T所連接組成，該直流/交流轉換器4係將直流電壓轉換成數組不同電壓的高頻方波交流電壓，該直流/交流轉換器4之第二電晶體Q2及第三電晶體Q3連接有驅動積體電路40，該直流/交流轉換器4係由該驅動積體電路40控制，該驅動積體電路40具有固定頻率與導通率的交替切換之作用；該複數個全波整流電路5係連接於該直流/交流轉換器4，該全波整流電路5係設有第二二極體D2、第三二極體D3及第三電容C3所連接組成，該全波整流電路5係將交流電整流成穩定的直流工作電壓，以提供電流來加以驅動複數個不同顏色之LED燈串6，該LED燈串6與該全波整流電路5係對應該多 繞組變壓器T而具有多組連接設置，該LED燈串6係連接有調光控制電路7及微控制器8，以進行調光控制，該調光控制電路7亦連接於該全波整流電路5，該LED燈串6係由複數顆LED燈連接成串，各LED燈串6具有不同特性或顏色LED燈迴路。
本發明之實施例電路圖動作原理，亦請參閱第三圖所示，首先將該濾波整流電路2連接輸入電源(市電)，使輸入電源電流I i 經由該濾波整流電路2之濾波電感Lm及濾波電容Cm濾波，同時以該濾波整流電路2之全波整流器Dr加以整流，該濾波整流電路2即可進行交流電之濾波與整流，並防止電磁干擾，再經由該直流/直流轉換器3之第一電晶體Q1與第一二極體D1交替導通，使該直流/直流轉換器3之第一電感L1操作於連續邊界導通模式加以升壓，便可於該直流/交流轉換器4之第一電容C1與第二電容C2兩端產生高於輸入電源電壓V i 峰值的穩定直流電壓，使整流後的電壓轉換成固定的直流電壓，除了可維持恆定之直流電壓外，同時兼具功因修正功能，且不因市電輸入電壓變動而改變，再將此直流電壓交由該直流/交流轉換器4之第一電容C1、第二電容C2、第二電晶體Q2、第三電晶體Q3及多繞組變壓器T作高頻切換交替導通控制，就可在該多繞組變壓器T之二次側得到所需LED燈串6之交流電壓，該直流/交流轉換器4即可將直流電壓轉換成數組不同電壓的高頻方波交流電壓，再將此交流電壓經由該複數個全波整流電路5整流後，該複數個全波整流電路5即可將交流電整流成穩定的直流工作電壓，以提供電流來加以驅動該複數個不同顏色之LED燈串6，該LED燈串6若需調光功能，則於個別的LED燈串6連接調光控制電路7及微控制器8，以進行調光控制，各LED燈串6之輸出功率則透過該多繞組變壓器T的匝數設計，來達到不同特性或顏色LED燈串6均各自有固定之負載輸出功率，更可隔離故障之LED燈串6迴路，而不至影響其它正常之LED燈串6；如此，藉由該直流/直流轉換器3之穩定直流電壓達到各LED燈串6定電壓控制，以適用於不同的市電輸入電壓變動 ，再透過該直流/交流轉換器4之多繞組變壓器T達到複數個不同顏色之LED燈串6各自由各自的全波整流電路5驅動，不僅減少體積、降低損失，更具有高效率、低成本、結構簡單及搭配調光控制者，且能節約能源，延長使用壽命。
綜上所述，本發明確實已達到所預期之使用目的與功效，且更較習知者為之理想、實用，惟，上述實施例僅係針對本發明之較佳實施例進行具體說明而已，該實施例並非用以限定本發明之申請專利範圍，舉凡其它未脫離本發明所揭示之技術手段下所完成之均等變化與修飾，均應包含於本發明所涵蓋之申請專利範圍中。

Claims (4)

  1. 一種具有高效率之各種顏色LED燈共用驅動器，主要係設有濾波整流電路連接輸入電源，該濾波整流電路係設有濾波電感、濾波電容及全波整流器所連接組成，該濾波整流電路係可進行交流電之濾波與整流，並防止電磁干擾，其特徵係在：直流/直流轉換器，係連接於該濾波整流電路，該直流/直流轉換器係設有第一電感、第一二極體及第一電晶體所連接組成，該直流/直流轉換器係將整流後的電壓轉換成固定的直流電壓；直流/交流轉換器，係連接於該直流/直流轉換器，該直流/交流轉換器係設有第一電容、第二電容、第二電晶體、第三電晶體及多繞組變壓器所連接組成，該直流/交流轉換器係將直流電壓轉換成數組不同電壓的高頻交流方波電壓；複數個全波整流電路，係連接於該直流/交流轉換器，該全波整流電路係設有第二二極體、第三二極體及第三電容所連接組成，該全波整流電路係將交流電整流成穩定的直流工作電壓，以提供電流來加以驅動複數個不同顏色之LED燈串，該LED燈串與該全波整流電路係對應該多繞組變壓器而具有多組連接設置，該LED燈串係由複數顆LED燈連接成串；如此，藉由該直流/直流轉換器之穩定直流電壓達到各LED燈串定電壓控制，再透過該直流/交流轉換器之多繞組變壓器達到複數個不同顏色之LED燈串各自由各自的全波整流電路驅動，具有高效率、低成本、結構簡單及搭配調光控制者。
  2. 如申請專利範圍第1項所述具有高效率之各種顏色LED燈共用驅動器，其中，該直流/直流轉換器之第一電晶體連接有驅動積體電路， 該直流/直流轉換器係由該驅動積體電路控制，該驅動積體電路具有定電壓輸出及高功率因數之作用，且其直流電壓不因市電輸入電壓變動而改變，又該直流/直流轉換器之第一電感可操作於連續邊界電流模式，達到零電流切換導通，以減少切換損失，進而提高效率。
  3. 如申請專利範圍第1項所述具有高效率之各種顏色LED燈共用驅動器，其中，該直流/交流轉換器之第二電晶體及第三電晶體連接有驅動積體電路，該直流/交流轉換器係由該驅動積體電路控制，該驅動積體電路具有固定頻率與導通率的交替切換之作用。
  4. 如申請專利範圍第1項所述具有高效率之各種顏色LED燈共用驅動器，其中，各LED燈串之輸出功率可透過該多繞組變壓器的匝數設計，來達到不同特性或顏色LED燈串均各自有固定之負載輸出功率，各LED燈串係連接有調光控制電路及微控制器，以進行調光控制，更可隔離故障之LED燈串迴路，而不至影響其它正常之LED燈串。
TW107124496A 2018-07-16 2018-07-16 High-efficiency color LED lamp shared drive TWI667941B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW107124496A TWI667941B (zh) 2018-07-16 2018-07-16 High-efficiency color LED lamp shared drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW107124496A TWI667941B (zh) 2018-07-16 2018-07-16 High-efficiency color LED lamp shared drive

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI667941B true TWI667941B (zh) 2019-08-01
TW202007227A TW202007227A (zh) 2020-02-01

Family

ID=68316179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107124496A TWI667941B (zh) 2018-07-16 2018-07-16 High-efficiency color LED lamp shared drive

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI667941B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI260953B (en) * 2005-05-19 2006-08-21 Ligtek Electronics Co Ltd Constant power control circuit device and control method thereof
TWI278812B (en) * 2001-12-14 2007-04-11 Univ Hong Kong High efficiency driver for color light emitting diodes (LED)
TWI393112B (zh) * 2003-11-13 2013-04-11 Koninkl Philips Electronics Nv 功率發光二極體之諧振控制裝置
CN203590551U (zh) * 2013-11-08 2014-05-07 苏州聚元微电子有限公司 Led驱动电路

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI278812B (en) * 2001-12-14 2007-04-11 Univ Hong Kong High efficiency driver for color light emitting diodes (LED)
TWI393112B (zh) * 2003-11-13 2013-04-11 Koninkl Philips Electronics Nv 功率發光二極體之諧振控制裝置
TWI260953B (en) * 2005-05-19 2006-08-21 Ligtek Electronics Co Ltd Constant power control circuit device and control method thereof
CN203590551U (zh) * 2013-11-08 2014-05-07 苏州聚元微电子有限公司 Led驱动电路

Also Published As

Publication number Publication date
TW202007227A (zh) 2020-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9000673B2 (en) Multi-channel two-stage controllable constant current source and illumination source
US8598807B2 (en) Multi-channel constant current source and illumination source
US9497814B2 (en) Driver device and driving method for driving a load, in particular an LED unit
JP3187637U (ja) 非絶縁型ドライバ回路を使用した天井灯
US20170086271A1 (en) Light devices having controllable light emitting elements
US20100213857A1 (en) Method and appratus of driving LED and OLED devices
TWI451807B (zh) 驅動電路架構
TW200411614A (en) High efficiency driver for color light emitting diodes (LED)
CA2867826C (en) Driver circuit for solid state light sources
WO2010054523A1 (zh) 高功率led灯驱动电源及其配套灯的组合
US9277610B2 (en) Power converter circuit for low power illumination device, control circuit thereof and method thereof
WO2012059778A1 (en) Driver for two or more parallel led light strings
CN108156691B (zh) 非点光源的无频闪调光电路
KR101139025B1 (ko) Ｌｅｄ 구동 회로
CN109996366A (zh) 具有调光功能的发光二极管照明系统
TWI667941B (zh) High-efficiency color LED lamp shared drive
JP5972313B2 (ja) ３色ｌｅｄ調光ランプ
Cardesín et al. Low cost intelligent LED driver for public Lighting Smart Grids
Padmavathi et al. A survey on efficient converter driver techniques for LED lighting applications
KR101454158B1 (ko) 전해 커패시터 없는 ＬＥＤ 구동용 전원장치와 이의 120Ｈｚ 리플 저감기법
Kang et al. High frequency AC-LED driving for street light
CN210274622U (zh) 一种led灯具及其led灯电路
Chen et al. A dimmable light-emitting diode (LED) driver with cascaded mag-amp postregulators for multistring applications
CN110351925A (zh) 具有高效率的各种颜色led灯共享驱动器
CN109640438A (zh) 一种无线控制led照明驱动系统