TWI719727B - 發光二極體驅動電路與方法 - Google Patents

發光二極體驅動電路與方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI719727B
TWI719727B TW108142744A TW108142744A TWI719727B TW I719727 B TWI719727 B TW I719727B TW 108142744 A TW108142744 A TW 108142744A TW 108142744 A TW108142744 A TW 108142744A TW I719727 B TWI719727 B TW I719727B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
led
voltage
current
segmented
circuit
Prior art date
Application number
TW108142744A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202121929A (zh
Inventor
李清然
黃祺峻
龔哲民
蔡文田
陳妤甄
Original Assignee
財團法人工業技術研究院
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 財團法人工業技術研究院 filed Critical 財團法人工業技術研究院
Priority to TW108142744A priority Critical patent/TWI719727B/zh
Priority to US16/702,028 priority patent/US10986715B1/en
Priority to CN202010042942.1A priority patent/CN112839404B/zh
Priority to EP20171772.5A priority patent/EP3826431A1/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI719727B publication Critical patent/TWI719727B/zh
Publication of TW202121929A publication Critical patent/TW202121929A/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/48—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs organised in strings and incorporating parallel shunting devices
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B44/00—Circuit arrangements for operating electroluminescent light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/395—Linear regulators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Abstract

於驅動分段式LED負載時，調節從交流電壓整流出的直流電壓以產生輸入電壓，使輸入電壓維持高於讓該分段式LED負載的至少一LED分段點亮的一最低階電壓。偵測輸入電壓及流經該分段式LED負載之一電流，以產生一開關控制信號與一電流控制信號。根據該開關控制信號以控制一LED分段開關模組之各開關之個別操作狀態，使該分段式LED負載中的各LED分段為供電或不供電狀態。根據該電流控制信號，以調節該分段式LED負載之該電流。

Description

發光二極體驅動電路與方法
本發明是有關於一種發光二極體驅動電路與方法。
發光二極體(Light Emitting Diode，LED)線性電源因具有成本低、體積小、無電磁干擾問題、架構簡單等優勢，常應用於室內燈具以及體積較受限的燈具之中。然而，LED線性電源的問題在於效率不佳與閃爍，閃爍主要是由電流盲區和光強度不同所造成。
在目前，加入單階儲能電容於LED驅動電路，可消除電流盲區。然而，由於大儲能需求，單階儲能電容需使用電解電容，導致體積大、壽命受限。
此外，為提高效率，可採用分段式LED負載，但光強度不同，更容易造成閃爍。
根據本案一實例，提出一種發光二極體(LED)驅動電路，適於驅動一分段式LED負載，該LED驅動電路包括：一整流電路，將一交流電壓整流成一直流電壓；一適應電壓調節電路，耦接至該整流電路，該適應電壓調節電路調節該直流電壓以產生一輸入電壓，使該輸入電壓維持高於讓該分段式LED負載的至少一LED分段點亮的 一最低階電壓；一LED分段調節控制模組，耦接至該適應電壓調節電路，偵測該輸入電壓及流經該分段式LED負載之一電流以產生一開關控制信號與一電流控制信號；一LED分段開關模組，耦接至該LED分段調節控制模組，該LED分段開關模組包含多個開關，各該些開關之個別操作狀態受控於該開關控制信號，使該分段式LED負載中的各LED分段為供電或不供電狀態；以及一LED電流調節模組，耦接至該LED分段調節控制模組與該分段式LED負載，LED電流調節模組受控於該電流控制信號，以調節該分段式LED負載之該電流。
根據本案另一實例，提出一種發光二極體(LED)驅動方法，適於驅動一分段式LED負載，該驅動方法包括：將一交流電壓整流成一直流電壓；調節該直流電壓以產生一輸入電壓，使該輸入電壓維持高於讓該分段式LED負載的至少一LED分段點亮的一最低階電壓；偵測該輸入電壓及流經該分段式LED負載之一電流，以產生一開關控制信號與一電流控制信號；根據該開關控制信號以控制一LED分段開關模組之各開關之個別操作狀態，使該分段式LED負載中的各LED分段為供電或不供電狀態；以及根據該電流控制信號，以調節該分段式LED負載之該電流。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
50:分段式LED負載
50A-50D:LED分段
100:LED驅動電路
110:整流電路
115:適應電壓調節電路
120:LED分段調節控制模組
125:LED分段開關模組
130:LED電流調節模組
R1-R3:電阻
Q1-Q4:開關
C1-C3:電容
D1-D6:二極體
50E:分段式LED負載
50F-50I:LED分段
510:LED電流偵測電路
520:電壓偵測電路
530:定功率控制電路
610-650:步驟
第1圖顯示根據本案一實施例的LED驅動電路的功能方塊圖。
第2A圖-第2D圖分別顯示根據本案實施例的適應電壓調節電路的電路架構圖，充電示意圖，放電示意圖，與電壓波形圖。
第3A圖與第3B圖分別顯示根據本案一實施例之LED電流的波形圖，與LED輸出光強度的波形圖。
第4圖顯示根據本案另一可能實施例的LED配置的示意圖。
第5圖顯示根據本案一實施例的LED電流調節模組的功能方塊圖。
第6圖顯示根據本案一實施例的LED驅動方法的流程圖。
本說明書的技術用語係參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。本揭露之各個實施例分別具有一或多個技術特徵。在可能實施的前提下，本技術領域具有通常知識者可選擇性地實施任一實施例中部分或全部的技術特徵，或者選擇性地將這些實施例中部分或全部的技術特徵加以組合。
第1圖顯示根據本案一實施例的LED驅動電路的功能方塊圖。LED驅動電路100適於驅動分段式LED負載50。分段式LED負載50包括複數個LED分段。為方便說明，在本實施例中，分段式LED負載50包括4個LED分段50A-50D，且各LED分段50A-50D包括2個LED。但當知本案並不受限於此。
LED驅動電路100包括：整流電路110、適應電壓調節電路115、LED分段調節控制模組120、LED分段開關模組125與LED電流調節模組130。LED驅動電路100更可以選擇性包括電阻R1-R3。
整流電路110將交流電壓VAC整流成直流電壓。
適應電壓調節電路115耦接至整流電路110，將整流後的直流電壓進行調節以產生一輸入電壓VDC，使輸入電壓VDC維持高於讓分段式LED負載50的至少一LED分段50A-50D點亮的最低階電壓。亦即，輸入電壓VDC受到整流電路110與適應電壓調節電路115的影響。在此，「最低階電壓」係指讓分段式LED負載50的至少一LED分段被點亮的最小電壓。假設單一顆LED的切入電壓為20V(切入電壓係指讓LED點亮所需的電壓)。則以第1圖為例，「最低階電壓」係指讓具有最少個LED顆數的該個LED分段被點亮的最小電壓，亦即為40V。如果分段式LED負載50有不同配置，則「最低階電壓」的值亦可能隨之變動。適應電壓調節電路115的細節將於底下說明之。
LED分段調節控制模組120耦接至適應電壓調節電路115，偵測輸入電壓VDC(或者是偵測輸入電壓VDC的分壓)及偵測流經分段式LED負載50之電流ILED，以產生開關控制信號SC1-SC3與電流控制信號CTL，來決定LED分段開關模組125之操作狀態，及分段式LED負載50之電流ILED。詳細來說，根據輸入電壓VDC(或者是輸入電壓VDC的分壓)，LED分段調節控制模組120輸出控制信號(如第1圖中的控制信號SC1-SC3)給LED分段開關模組125以決定LED分段開關模組125之操作狀態。根據輸入電壓VDC(或者是輸入電壓VDC的 分壓)與分段式LED負載50之電流ILED，LED分段調節控制模組120輸出控制信號CTL給LED電流調節模組130，以控制分段式LED負載50之電流ILED。
LED分段開關模組125耦接至LED分段調節控制模組120，LED分段開關模組125包含多個開關，該些開關可接受由LED分段調節控制模組120所輸出的開關控制信號。由於開關之個別操作狀態受控於開關控制信號，各開關之導通或截止狀態可被調整，進而使分段式LED負載50中的各LED分段成為供電或不供電狀態，進而使分段式LED負載50的電壓成階段性變化。
以第1圖為例，LED分段開關模組125包括3個開關Q1-Q3，受控於開關控制信號SC1-SC3。
如果LED分段調節控制模組120決定只點亮1階的LED分段50A，則LED分段調節控制模組120的開關控制信號SC1-SC3可使得開關Q1-Q3皆為導通狀態。如此一來，電流ILED雖流經LED分段50A但不經過LED分段50B-50D。
相似地，如果LED分段調節控制模組120決定點亮2階的LED分段50A與50B，則LED分段調節控制模組120的開關控制信號SC1-SC3可使得開關Q1為斷開狀態，而開關Q2-Q3為導通狀態。如此一來，電流ILED雖流經LED分段50A與50B但不經過LED分段50C-50D。其餘可依此類推。
LED電流調節模組130耦接至LED分段調節控制模組120與分段式LED負載50，接受LED分段調節控制模組120之電流控制信號CTL，以調節分段式LED負載50之電流ILED。
LED分段調節控制模組120包括微控制器121與數位類比轉換器(DAC)123。微控制器121耦接至數位類比轉換器123。微控制器121根據輸入電壓VDC(或者是偵測輸入電壓VDC的分壓)及分段式LED負載50之電流ILED，來輸出開關控制信號SC1-SC3給LED分段開關模組125，以決定LED分段開關模組125之各開關Q1-Q3之個別操作狀態。此外，微控制器121根據輸入電壓VDC(或者是偵測輸入電壓VDC的分壓)及分段式LED負載50之電流ILED，來輸出信號給DAC 123，以讓DAC 123據以輸出電流控制信號CTL給LED電流調節模組130，以控制分段式LED負載50之電流ILED。
另外，LED驅動電路100更可以包括分壓電路，由電阻R1與R2所組成。分壓電路用以將輸入電壓VDC分壓。LED分段調節控制模組120可以偵測分壓後電壓，亦即，LED分段調節控制模組120的微控制器121可以根據分壓後的輸入電壓VDC來控制LED分段開關模組125與LED電流調節模組130。於第1圖中，電阻R3耦接於LED電流調節模組130與接地端之間，作為電流偵測電阻，將電流轉換為電壓訊號，以利回授電氣資訊。
在本案實施例中，分段式LED負載50的LED分段的數量大於或等於2；而且，LED分段開關模組125的開關數量大於或等於分段式LED負載50的LED分段的數量減1。
第2A圖-第2D圖分別顯示根據本案實施例的適應電壓調節電路的電路架構圖，充電示意圖，放電示意圖，與電壓波形圖。適應電壓調節電路115可為由多階電容所構成之波谷填充電路。在一實施例中，適應電壓調節電路115包括：電容C1-C3，與二極體D1-D6。
第2A圖-第2C圖以3階波谷填充電路為例做說明，但當知本案不受限於此。本案實施例的適應電壓調節電路為被動式適應電壓調節電路，亦可稱為多階波谷填充串聯電路。於充電時，對各階電容進行串聯充電，C1-C3可均分電源電壓與均分能量儲存，故而電容C1-C3的電容耐壓等級可以降低。此外，於放電時，各階電容C1-C3進行並聯放電，可增加放電時之等效電容值，穩定最低電壓，提供能量於分段式LED負載。
電容C1-C3具有相同的電容值。當整流電路110所整流出的直流電壓高於所有電容串聯之總電壓時，整流電路110所整流出的直流電壓可以對電容C1-C3充電且為串聯充電；並當整流電路110所整流出的直流電壓低於所有電容C1-C3串聯之總電壓時，停止充電。此外，當整流電路110所整流出的直流電壓高於電容C1-C3並聯後的電容跨壓時，直流電壓可直接作為適應電壓調節電路115產生的輸入電壓VDC，意即分段式LED負載50係由整流電路110所整流出的直流電壓來點亮，如第2B圖所示。也就是說，當整流電路110所整流出的直流電壓高於電容C1-C3並聯後的電容跨壓時，輸入電壓VDC乃是由整流電路110所整流出的直流電壓來決定。
相反地，當整流電路110所整流出的直流電壓低於電容C1-C3並聯後的電容跨壓時，電容C1-C3放電(且為並聯放電)作為適應電壓調節電路115產生的輸入電壓VDC，以點亮分段式LED負載50，如第2C圖所示。也就是說，當電容C1-C3放電時，輸入電壓VDC乃是由電容C1-C3並聯後的電容跨壓來決定。
如第2D圖所示，於時序T1之前，由整流電路110所整流出的直流電壓可作為輸入電壓VDC以點亮分段式LED負載50；於時序T1-T2之間，電容C1-C3處於放電狀態，電容C1-C3並聯後的電容跨壓應持續高於「最低階電壓」。其餘可依此類推。更進一步地，於時序T1-T2之間，由於電容C1-C3處於並聯放電狀態，電容C1-C3並聯後的電容跨壓逐漸減少，但電容C1-C3並聯後的電容跨壓必須持續大於「最低階電壓」，以持續點亮分段式LED負載50的至少一個LED分段，如此可以避免「電流盲區」的出現而造成閃爍現象。於第2D圖中，”VF_LED1”代表最低階電壓。
在本案實施例中，以整流電路110與適應電壓調節電路115的總輸出(即輸入電壓VDC)的最低電壓可恆高於分段式LED負載50的最低階電壓為條件，來設計多階波谷填充電路(適應電壓調節電路115)架構；以及，以最低總儲能需求，來設計適應電壓調節電路115的電容個數與電容值。故而，相較於習知技術所用的單一電解電容，本案實施例的適應電壓調節電路115可達到體積縮小與不需要用大電解電容，可以提升電源壽命。
此外，於本案其他可能實施例中，適應電壓調節電路115可為包括主動功率開關之電能轉換電路。適應電壓調節電路115的最低輸出電壓高於最低階電壓，以提供該最低階電壓所對應之LED負載電流。
此外，於本案實施例中，LED分段調節控制模組120決定LED分段開關模組125之操作狀態與分段式LED負載50之電流ILED之方式是，當輸入電壓VDC增加時，控制LED分段開關模組125之各開關Q1-Q3的操作狀態，使分段式LED負載50點亮的LED數量增加，並降低分段式LED負載50之電流ILED，以及，當輸入電壓VDC減少時，控制LED分段開關模組125之各開關Q1-Q3的操作狀態，使分段式LED負載50點亮的LED數量減少，並增加分段式LED負載50之電流ILED，以達到整個系統的光輸出恆亮度之功能。
第3A圖與第3B圖分別顯示根據本案一實施例之LED電流的波形圖，與LED輸出光強度的波形圖。為方便解釋，假設分段式LED負載包括4個LED分段，各4個LED分段包括單一顆LED。
如第3A圖與第3B圖所示，當輸入電壓VDC較低時，經由LED分段調節控制模組120的控制後，使得僅一個LED分段(即一顆LED)被點亮，為了控制系統的光輸出恆亮度，調控流經點亮的該顆LED的電流ILED1為最大，而被點亮的該顆LED所造成的LED輸出光強度B1亦為最大。
接著，隨著輸入電壓VDC逐漸升高，經由LED分段調節控制模組120的控制後，使得二個LED分段(即2顆LED)被點亮， 為了控制系統的光輸出恆亮度，調控流經點亮的該2顆LED的電流ILED2為初始的一半，而被點亮的每一顆LED所造成的LED輸出光強度亦為初始LED輸出光強度(亦即B1)的一半，而B2代表被點亮的這兩顆LED所造成的總LED輸出光強度(B2=B1)。
接著，隨著輸入電壓VDC逐漸升高，經由LED分段調節控制模組120的控制後，使得三個LED分段(即3顆LED)被點亮，為了控制系統的光輸出恆亮度，調控流經點亮的該3顆LED的電流ILED3為初始的1/3，而被點亮的每一顆LED所造成的LED輸出光強度亦為初始LED輸出光強度(亦即B1)的1/3，而B3代表被點亮的這三顆LED所造成的總LED輸出光強度(B3=B1)。
接著，隨著輸入電壓VDC更高，經由LED分段調節控制模組120的控制後，使得四個LED分段(即4顆LED)被點亮，為了控制系統的光輸出恆亮度，調控流經點亮的該4顆LED的電流ILED4為初始的1/4，而被點亮的每一顆LED所造成的LED輸出光強度亦為初始LED輸出光強度(亦即B1)的1/4，而B4代表被點亮的這四顆LED所造成的總LED輸出光強度(B4=B1)。
在本案實施例中，以第3A圖為例，ILED1-ILED4的關係為：ILED2=(1/2)*ILED1；ILED3=(1/3)*ILED1；ILED4=(1/4)*ILED1。
由於分段式LED負載50的總LED亮度正比於LED電流，也正比於被點亮的LED顆數，故而，B1=B2=B3=B4。
也就是說，在本案實施例中，藉由隨著分段式LED負載50的點亮LED數量遞增且電壓遞增，降低分段式LED負載50之電流ILED，以及，隨著分段式LED負載50的點亮LED數量遞減且電壓遞減，增加分段式LED負載50之電流ILED，以達到光輸出恆亮度之功能。亦即，LED分段調節控制模組120根據分段式LED負載50的跨壓(亦即，該輸入電壓VDC)而控制分段式LED負載50之電流ILED。
根據輸入電壓VDC的升高，被點亮之LED數遞增，則LED電流調節模組130對應調減LED電流，使單顆LED輸出的光強度隨之減少，進而使系統在點亮不同分段的LED之情形下，可以達到系統維持同一亮度之效果。
此外，適應電壓調節電路115中，電容C1-C3並聯後的電容跨壓高於最低階電壓，以提供最低階LED電壓所對應之LED電流。亦即，以第3A圖為例，當點亮1個LED時，其相對應的LED電流為ILED1，而適應電壓調節電路115中，電容C1-C3並聯後的電容跨壓至少提供LED電流ILED1。
第4圖顯示根據本案另一可能實施例的LED配置的示意圖。如第4圖所示，LED分段開關模組125A包括4個開關Q1-Q4，分別受控於由LED分段調節控制模組120所輸出的開關控制信號SC1-SC4。而分段式LED負載50E包括4個LED分段50F-50I，且LED分段50F-50I分別包括8個LED、4個LED、2個LED與1個LED。至於控制與點亮LED的細節可參考上述，於此不重覆。
在本實施例中，分段式LED負載50E的各LED分段50F-50I具有不同顆數的LED，此時的最低階電壓應為點亮LED分段51I中單一顆LED的切入電壓，也就是說，適應電壓調節電路115控制直流電壓所產生的輸入電壓VDC需維持高於單一LED的切入電壓，以避免電流盲區的產生而造成閃爍現象。
在適應電壓調節電路115的設計上，可根據LED驅動電路100中最低LED分段保持恆亮度所需之能量，來設置適應電壓調節電路115之電容階數(以第2B圖為例，其電容階數為3階)與最低電容值。在此，最低LED分段代表具有最少LED顆數的LED分段，以第4圖為例，最低LED分段即為LED分段50I。
第5圖顯示LED電流調節模組130的功能方塊圖。LED電流調節模組130可包含LED電流偵測電路510、電壓偵測電路520與定功率控制電路530。其中，定功率控制電路530耦接於LED電流偵測電路510及電壓偵測電路520之間。分段式LED負載50的LED狀態可由LED電流調節模組130內之LED電流偵測電路510、電壓偵測電路520與定功率控制電路530進行回授控制，來調節各LED分段之電流，並調整LED的輸出亮度，並達到定功率控制。LED電流偵測電路510用以偵測流經分段式LED負載50的電流ILED。電壓偵測電路520偵測分段式LED負載50的LED電壓。定功率控制電路530根據分段式LED負載50的電流與LED電壓，進行定功率控制。
第6圖顯示根據本案一實施例的LED驅動方法的流程圖。LED驅動方法適於驅動如上述之分段式LED負載50。如第6圖所 示，於步驟610中，將一交流電壓整流成一直流電壓。於步驟620中，調節該直流電壓以產生一輸入電壓，使該輸入電壓維持高於讓該分段式LED負載的至少一LED分段點亮的一最低階電壓。於步驟630中，偵測該輸入電壓及流經該分段式LED負載之一電流，以產生一開關控制信號與一電流控制信號。於步驟640中，根據該開關控制信號以控制一LED分段開關模組之各開關之個別操作狀態，使該分段式LED負載中的各LED分段為供電或不供電狀態。於步驟650中，根據該電流控制信號，以調節該分段式LED負載之該電流。
本案實施例的LED驅動電路係為交流電源(AC)直接驅動型之LED驅動電路。適應電壓調節電路可輸出一可變輸出電壓供給分段式LED負載，並藉由LED分段調節控制模組來偵測所回授的輸入電壓與LED電流，透過LED電流調節模組進行恆定亮度控制，解決因亮度不恆定所造成之閃爍問題。
此外，於本案實施例中，整流電路所產生的直流電壓與/或適應電壓調節電路中的所有電容並聯後的電容跨壓一直保持高於分段式LED負載中的「最低階電壓」，故而，能解決電流盲區所造成的閃爍問題。
此外，本案實施例可以不用體積大的大電解電容，故而可以減少電路體積且可以提昇電路壽命，故而，可適用於體積較受限的燈具(如燈泡等)。
綜上所述，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。本發明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，當可作各種之更動與潤飾。因此，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。
610-650:步驟

Claims (13)

  1. 一種發光二極體(LED)驅動電路，適於驅動一分段式LED負載，該LED驅動電路包括：一整流電路，將一交流電壓整流成一直流電壓；一適應電壓調節電路，耦接至該整流電路，該適應電壓調節電路調節該直流電壓以產生一輸入電壓，並使該輸入電壓維持高於讓該分段式LED負載的至少一LED分段點亮的一最低階電壓；一LED分段調節控制模組，耦接至該適應電壓調節電路，偵測該輸入電壓及流經該分段式LED負載之一電流以產生一開關控制信號與一電流控制信號；一LED分段開關模組，耦接至該LED分段調節控制模組，該LED分段開關模組包含多個開關，各該些開關之個別操作狀態受控於該開關控制信號，使該分段式LED負載中的各LED分段為供電或不供電狀態；以及一LED電流調節模組，耦接至該LED分段調節控制模組與該分段式LED負載，該LED電流調節模組受控於該電流控制信號，以調節該分段式LED負載之該電流，其中，該LED電流調節模組包括：一LED電流偵測電路，用以偵測流經該分段式LED負載的該電流；一電壓偵測電路，偵測該分段式LED負載的一LED電壓；以及 一定功率控制電路，耦接於該LED電流偵測電路及該電壓偵測電路之間，並根據該分段式LED負載的該電流與該LED電壓，進行定功率控制。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之LED驅動電路，其中，該分段式LED負載的一LED分段數量大於或等於2；以及，該LED分段開關模組的一開關數量大於或等於該分段式LED負載的該LED分段數量減1。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之LED驅動電路，其中，該LED分段調節控制模組包括一微控制器與一數位類比轉換器，該微控制器耦接至該數位類比轉換器，該微控制器根據該輸入電壓及該分段式LED負載之該電流，來輸出該開關控制信號給該LED分段開關模組，以決定該LED分段開關模組之各該開關之該個別操作狀態；以及該微控制器根據該輸入電壓及該分段式LED負載之該電流，來輸出信號給該數位類比轉換器，以讓該數位類比轉換器據以輸出該電流控制信號給該LED電流調節模組，以控制該分段式LED負載之該電流。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之LED驅動電路，其中，該適應電壓調節電路為由多階電容所構成之一波谷填充電路。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之LED驅動電路，其中，當該直流電壓高於該些多階電容並聯後之一電容跨壓時，該輸入電壓係由該整流電路所整流出的該直流電壓來決定。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之LED驅動電路，其中，當該直流電壓低於該些多階電容並聯後之一電容跨壓時，該輸入電壓係由該些多階電容並聯後之該電容跨壓來決定。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之LED驅動電路，其中，該適應電壓調節電路為包括主動功率開關之一電能轉換電路。
  8. 一種發光二極體(LED)驅動方法，適於驅動一分段式LED負載，該驅動方法包括：將一交流電壓整流成一直流電壓；調節該直流電壓以產生一輸入電壓，並使該輸入電壓維持高於讓該分段式LED負載的至少一LED分段點亮的一最低階電壓；偵測該輸入電壓及流經該分段式LED負載之一電流，以產生一開關控制信號與一電流控制信號；根據該開關控制信號以控制一LED分段開關模組之各開關之個別操作狀態，使該分段式LED負載中的各LED分段為供電或不供電狀態；根據該電流控制信號，以調節該分段式LED負載之該電流；偵測流經該分段式LED負載的該電流；偵測該分段式LED負載的一LED電壓；以及根據該分段式LED負載的該電流與該LED電壓，進行定功率控制。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之LED驅動方法，其中，該直流電壓係由一適應電壓調節電路調節並產生該輸入電壓，該適應電壓調節電路為由多階電容所構成之一波谷填充電 路，當該直流電壓高於該些多階電容並聯後之一電容跨壓時，該輸入電壓係由該整流電路所整流出的該直流電壓來決定。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之LED驅動方法，其中，該直流電壓係由一適應電壓調節電路調節並產生該輸入電壓，該適應電壓調節電路為由多階電容所構成之一波谷填充電路，當該直流電壓低於該些多階電容並聯後之一電容跨壓時，該輸入電壓係由該些多階電容並聯後之該電容跨壓來決定。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之LED驅動方法，其中，根據該開關控制信號以控制該LED分段開關模組之各開關之個別操作狀態，使該分段式LED負載中的各LED分段為供電或不供電狀態之步驟更包含：當該輸入電壓增加時，控制該LED分段開關模組之各開關之操作狀態，使該分段式LED負載點亮的LED數量增加，當該輸入電壓減少時，控制該LED分段開關模組之各開關之操作狀態，使該分段式LED負載點亮的LED數量減少。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之LED驅動方法，其中，根據該電流控制信號，以調節該分段式LED負載之該電流之步驟更包含：當該輸入電壓增加時，降低該分段式LED負載之該電流，當該輸入電壓減少時，增加該分段式LED負載之該電流。
  13. 如申請專利範圍第8項所述之LED驅動方法，其中，於決定該LED分段開關模組之該些開關之該些操作狀態與該分段式LED負載之該電流時，根據該輸入電壓而控制該分段式LED負載之該電流。
TW108142744A 2019-11-25 2019-11-25 發光二極體驅動電路與方法 TWI719727B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108142744A TWI719727B (zh) 2019-11-25 2019-11-25 發光二極體驅動電路與方法
US16/702,028 US10986715B1 (en) 2019-11-25 2019-12-03 LED driving circuit and method
CN202010042942.1A CN112839404B (zh) 2019-11-25 2020-01-15 发光二极管驱动电路与方法
EP20171772.5A EP3826431A1 (en) 2019-11-25 2020-04-28 Led driving circuit and method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108142744A TWI719727B (zh) 2019-11-25 2019-11-25 發光二極體驅動電路與方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI719727B true TWI719727B (zh) 2021-02-21
TW202121929A TW202121929A (zh) 2021-06-01

Family

ID=70475995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108142744A TWI719727B (zh) 2019-11-25 2019-11-25 發光二極體驅動電路與方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10986715B1 (zh)
EP (1) EP3826431A1 (zh)
TW (1) TWI719727B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103687150A (zh) * 2012-09-18 2014-03-26 张翌 一种无过冲led线性恒流驱动电路
TWI449458B (zh) * 2010-09-03 2014-08-11 Univ Nat Cheng Kung 發光二極體驅動系統
TWM496088U (zh) * 2014-08-22 2015-02-21 Yocom Co Ltd 發光二極體交流驅動裝置
CN104871645A (zh) * 2012-10-08 2015-08-26 首尔半导体株式会社 Led驱动装置和用于连续地驱动led的驱动方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6989807B2 (en) 2003-05-19 2006-01-24 Add Microtech Corp. LED driving device
US7560677B2 (en) * 2007-03-13 2009-07-14 Renaissance Lighting, Inc. Step-wise intensity control of a solid state lighting system
US8569956B2 (en) * 2009-06-04 2013-10-29 Point Somee Limited Liability Company Apparatus, method and system for providing AC line power to lighting devices
US8324840B2 (en) 2009-06-04 2012-12-04 Point Somee Limited Liability Company Apparatus, method and system for providing AC line power to lighting devices
TWI404454B (zh) 2009-10-14 2013-08-01 Analog Integrations Corp 具大操作電壓範圍之發光二極體驅動電路
US8456095B2 (en) 2010-03-19 2013-06-04 Active-Semi, Inc. Reduced flicker AC LED lamp with separately shortable sections of an LED string
KR101964442B1 (ko) 2011-01-28 2019-04-01 서울반도체 주식회사 Ｌｅｄ 구동회로 패키지
EP2805577A1 (en) 2012-01-20 2014-11-26 Osram Sylvania Inc. Lighting systems with uniform led brightness
US9398656B2 (en) 2012-05-16 2016-07-19 Beijing EffiLED Opto-Electronics Technology Co., Ltd. Device and method for driving an LED light
US9673310B2 (en) * 2013-06-28 2017-06-06 David Schie Direct drive LED driver and offline charge pump and method therefor
DE202013000064U1 (de) 2013-01-04 2013-01-18 Osram Gmbh LED-Anordnung
TWI610595B (zh) 2014-04-10 2018-01-01 群高科技股份有限公司 可調光的ｌｅｄ光引擎的電子控制裝置及其應用
KR102374267B1 (ko) * 2015-06-26 2022-03-15 삼성전자주식회사 Led 구동 장치 및 그를 포함하는 조명 장치
US20170019969A1 (en) * 2015-07-17 2017-01-19 EPtronics, Inc. Ac led light engine
CN204795790U (zh) 2015-07-22 2015-11-18 江门市科隆达半导体照明有限公司 分段调节亮度/色温的led恒流驱动电路
DE102015117481A1 (de) 2015-10-14 2017-04-20 Atlas Elektronik Gmbh Schaltung zum flackerarmen und normgemäßen Betreiben von Leuchtdioden, sowie Leuchtmittel und Leuchte
CN109309983B (zh) 2017-07-28 2021-06-29 卡任特照明解决方案有限公司 Led驱动电路及led灯

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI449458B (zh) * 2010-09-03 2014-08-11 Univ Nat Cheng Kung 發光二極體驅動系統
CN103687150A (zh) * 2012-09-18 2014-03-26 张翌 一种无过冲led线性恒流驱动电路
CN104871645A (zh) * 2012-10-08 2015-08-26 首尔半导体株式会社 Led驱动装置和用于连续地驱动led的驱动方法
TWM496088U (zh) * 2014-08-22 2015-02-21 Yocom Co Ltd 發光二極體交流驅動裝置

Also Published As

Publication number Publication date
US10986715B1 (en) 2021-04-20
EP3826431A1 (en) 2021-05-26
TW202121929A (zh) 2021-06-01
CN112839404A (zh) 2021-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9730289B1 (en) Solid state light fixtures having ultra-low dimming capabilities and related driver circuits and methods
AU2008234698B2 (en) Improvements relating to lighting systems
TWI434603B (zh) 發光二極體驅動電路及控制電路
US8319445B2 (en) Modified dimming LED driver
CN108633126B (zh) 线性高功率因素恒流无频闪led驱动电路及方法
KR101302182B1 (ko) 발광다이오드의 점멸주파수를 변환시키는 전원공급회로
JP5425124B2 (ja) 電源装置及び照明装置
CN107787606B (zh) Led照明装置
US9743479B2 (en) LED lighting apparatus with improved flicker index
US9013120B2 (en) Methods for driving an LED lighting device and circuits thereof
US9380669B2 (en) Low flicker LED driving circuit with high power factor
TWI719727B (zh) 發光二極體驅動電路與方法
KR20150017442A (ko) Ｌｅｄ 조명기구
US11445586B2 (en) Adaptive power balancing in LED lamps
CN112839404B (zh) 发光二极管驱动电路与方法
JP2013200968A (ja) 光源点灯装置及び照明装置
Hu et al. A new adaptive drive voltage approach for LED driver
KR102427793B1 (ko) 플리커 성능이 개선된 led 구동회로 및 이를 포함하는 led 조명장치
KR20160096524A (ko) 고효율 led 조명장치 및 이의 led 구동 회로
KR102449566B1 (ko) 플리커 성능이 개선된 led 구동회로 및 이를 포함하는 led 조명장치
KR20140102586A (ko) 발광다이오드의 점멸주파수를 변환시키는 전원공급회로
KR20160071827A (ko) 플리커 성능이 개선된 led 구동회로 및 이를 포함하는 led 조명장치
KR20150099120A (ko) Ｌｅｄ 조명기구의 절전 장치
JP2021061095A (ja) 発光ダイオードユニット及び発光ダイオード照明装置
KR20140082409A (ko) 엘이디 조명 구동제어회로