M369609 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 , 本新型係關於一種交直流兩用L E D驅動器，尤指在使 _ 用交流或直流電供電時維持LED —致亮度的一種具亮度平 衡功能之交直流兩用L E D燈具負載驅動電路。 【先前技術】 由於L E D具有低消耗功率及交直流兩用的優點，故已 大量被應用於指示燈、照明用燈等燈具上。以傳統照明燈 具來說，其係具可配合調光器進行照明亮度的調整，但調 光器無法直接用於LED照明燈具上，因此LED照明燈具另 設亮度調整的驅動電路。 以交直流兩用的LED照明燈具來說，其驅動電路除了 提供亮度調整外，更必須兼顧在使用交流或直流電源下其 亮度一致的效果，而目前亮度平衡驅動電路包含有兩種類 型，一為脈寬調變驅動電路（PWM driver)，另一則採遲滞 型驅動電路（Hysteretic driver)。 請參閱第五圖所示，係為上述脈寬調變驅動電路（50)， 其包含有： 一全橋式整流器（51 )，係供與一約1 2V的交流電源連 接或直流電源，若連接至該交流電流時，係將該交流電源 轉換為一弦波直流電源； 一濾波電容（52)，係連接至該全橋式整流器（51)的輸出 端，以將該弦波直流電源濾波成一約1 8V的第一直流電源 3 M369609 後輸出； -降壓電路_，係連接至該濾波電容(52)，以取得第 一直流電源，並將電壓予以調降後輸出—第二直流電源 供LED燈具負載（80)連接使用；其中該降壓電路=料 一非隔離型交換式降壓電源電路（Buck)，其包含有一扣 調變控制器(61)、一主動開關(62)、一二極體二).、一 電綱及-輸出電容(65)，其中該輸出電容(65)係透過： 接的儲能電感（64)及主動開關（62)連接至濾波電容（52)二 端’又該二極體（63)的陰極係連接至主動開關（62)與儲能; 感_的串聯節點，而陽極係連接至接地端，而該主動開 關（62)的控制端則連接至該脈寬調變控制器（61)的輸出: (out) ’由該脈寬調變控制器（61)對該主動開關（62)輸出Z 寬調變訊號，A定主動開關（62)的導通時間，以調整該輸 出電容㈣的電Μ值；再者，該脈寬調變控制器（61)包含有 一壳度調整輸入端（DIM)，可連接一可變電阻（66)，令脈寬 調變控制器(61)依據可變電阻(66)的電阻值變化調整輸出至 主動開關（62)的脈寬調變訊號的脈寬寬度；及 + -檢流電阻（66) ’❹接LED燈具負載（8〇)與輸出電 容（65)之間’以檢知該LED㉟具貞載（8Q)t源迴路的電流 大小，該檢流電阻（66)係連接至該脈寬調變控制器（61)的回 饋輪入端（FB)，該脈寬調變控制器（51)依據負載電源電流 大小調變輪出至該主動開關（6 2)的脈寬調變訊號之脈寬時 間’以維持輸出至1¾ LED燈具負載（8Q)直流電源大小，令 LED燈具負載（8〇)亮度均勻。 由上述說可知，由於交流電源經全波整流器（51)及濾 M369609 波電容（52)即能整流濾波為一 由古士 t、s ^ 且机屯源，故與直接使 用直k電源並無不肖，而能達到交直流兩用的目的。由於 脈寬調變控制器⑹)包含有一亮度調變輪入端陶)，並供 :可變广阻(66)連接’於調整該可變電阻(66)時，即改變脈 寬調變控制器(61)決定脈寬調變訊號之脈寬大小的内部未 考電壓’因此脈寬調變控制器(61)係依據可變電阻(66)電二 值變化整輸出該脈寬調變訊號的脈寬寬度，因此背 出電容(65)的電壓可變調整，而改變啦燈具負載_電 流’達到調整該LED燈具亮度的目的。 然而，此一脈寬調變驅動電路仍有成本過高的缺點， 意即當使用交流電源時，必需將交流電源轉換為第一、直流 電源’因&需要採用纟少約47#法拉（uF)_質據波電容： 使得驅動電路製作成本高H若不採用此濾、波電容， 則該未濾波且高低變動的弦波直流電源會導致動作週期縮 減，而無法開啟至100%脈寬寬度；如此—來，造成燈具= 度低落’相較於使直流電源情況下，該LED燈具負载會猝 得最大的驅動電流，因此，無濾波電容的脈寬調變驅 路會造成在交直流兩用電源時，LED燈具會產生亮度不一 致的情況。 再參考第六圖所示，係為遲滯型驅動電路（70)的詳細 電路圖，其主要包含有： 一全橋式整流器（71)，係供一交流電源或一直流電源， 若連接至該交流電流時’係將該交流電源轉換為—弦波直 流電源； 一渡波電容（72)，係連接至該全橋式整流器（71)的輪出 M369609 端，將該弦波直流電源轉換為第一直流電源後輸出；
一儲能電感（73)，其一端係透過一檢流電阻連接至 濾波電容（72)—端，而另一端則供j_ED -主動開關叫係串接於該LED燈具 迴路上； 一稽納一極體（75)，其陽極係連接至該LED燈具負載 (80)與主動開關（74)連接節點’而陰極連接至該濾波電容 與檢流電阻（Rs)連接節點上；
-遲滯控制器(76)，係包含有一電流檢知電路(76”及 -振1器（762) ’ #中該電流檢知電路（761)的輸入端係連接 至該檢流電阻（Rs)，以取得LED燈具負載（8Q)電流迴路的 電流大小’該電流檢知電路（761)的輸出端係、連接至該振盤 器（州的-輸人端，而該振盪器（761)另—輸人端係連接至 參考电塵（vref)，因此會隨著電流檢知電路（761)輸出端带 位高低’輸出不同頻率的方波訊號，其中該振盪器（762): 出端係連接至該主動„(74)的控制^，故可由方波訊號 决疋主動開關（74)的導通時間。 。上述遲滞型驅動電路（7〇)於遲滞控制器（76)輸出方波訊 號正半週時’會令主動開關（74)導通，此《波電容（72)的 第一直流電源會透過檢流電阻（Rs)及儲能電感（73)輸出至$ 負載⑽），當方波訊號負半週時，主動開關（7· 才“守該儲能電感(73)的感應電動勢會透過稽 路，而持續供應LED燈具電流，令 “二载持續點免，提供一種正負半週均可對負載供 而優於第五圖之脈寬調變驅動電路的驅動型態。然而:、 6 M369609 此遲滯型驅動電路（7〇 須採用古★、士 土本動作原理類似，同樣有著必 -質慮波电谷，否則，在該i_ED 負載切換交流及直流電源時，亦有亮度不同的問題。 【新型内容】 有鏗於上述LED驅動雷玖从丄、丄 ^
驅動電路係摆处 的成本過尚的缺點，該LED *铲唯持拖、#此免除高成本濾波電容的使用，但仍 1欲達上述目的所使m; L動電路。 電路係包含有： 要技衡手段係令該led驅動 整流器，係供與一交# 將該交流電源整流為-弦或一直流電源連接，以 電源直接輸出； “―直電源後輸出，或將直流 —交換式電源韓拖萤- ^ 的輪出端，而輪出端則供:接至該整流器 換=將該_，電源轉:為 :直流電源，並主要包含有-控制器及—串接= 載的弟 接至該控制器； 動開關’遠主動開關的控制端係連 -輪入電源狀態檢知單元 器的輪出端，依據該第/而係連接至該整流 為交流電源或直流電源；及"ί、 M大小判斷輪入電源 —參考電壓切換單元 其控制端係連接至該輪入電：狀；；：組參考電塵連接， 狀“知電路的輸出端，依 7 M369609 據該輸入電源狀態檢知電路輪 交換式電源轉換單元的控制器，達到依2同參考電塵予 自動地改變交換式電源轉換單元輪出：率Z入電源狀態而 上二本創作係主要藉由輪八電源狀態 =早元的設計，於判斷目前 考 釦供其中較高一組參考〜-電源時， 器，以增長主動開關導通時電:轉換單元的控制 源為直流電源時，則提供另二::二斷目前輪入電 源轉換單元的控制…考4予交換式電 本創作於切換使用交：:吉主動開關導通時間；是以，
燈具負载呈現相… 1-電源，均能確保該LED 負载主現相同免度，達到亮度平衡， 不必增加高成本的遽波電容，即能達到創作目的。 本創作次-目的係提供—種體積小的ED燈具驅 路，即上述交換式電源轉換單元的控制器、 入電源狀態檢知單元盥夂者+廢知祕„ 關輪 體雷政由，^ Γ 換早元均能整合於一積 有效縮減整體驅動電路的體積。 *創作再—目的係提供—種簡化電路的LED燈具驅動 :路，即上述參考電壓切換單元係包含有一參考電壓源、 切換開關及-分壓器，該參考電壓源係與該分壓器連接， ^亥切換開關則串接於分壓器的串接節點，且受控制輸入 ，源狀態檢知電路輸出訊號而決定分壓器是否構成。當判 斷輸入電源為交流電源時，該切換開關係切斷分壓器的串 泰迴路’令參考電壓源呈完全不衰減及直接送入至控制器 中’反之’當判斷輪入電源為直流電源時，該切換開關接 、刀疋迴路’令參考電壓源經分壓後再輸出一較低的參考 M369609 電壓至控制态中’如此，構成一種依據輸入電源狀態而改 變參考電壓值及改變輪出功率。 【實施方式】 請參閱第一圖所示，係為本創作LED燈具驅動電路， 其包含有： 机益(1 〇) ’係供與—交流電源或一直流電源連接， 以將5亥父流電源整流為—弦波第—直電源後輸出，或將直 "Π·电源直接輸出，於本實施例係為一全波整流器； 一父換式電源轉換單元（2〇)，其輸入端係連接至該整 流器(1〇)的輸出端’而輪出端則供一 LED，登具負載(8〇)連 接，該交流式電源轉換單元（2〇)係將該弦波第-直流電源 轉換為LED燈具負載（8〇)的第二直流電源，並主要包含有 一控制器（M1)及-串接於LED燈具負載_的電源迴路上 的主動開關（Q1) ’該主動開關_的控制端係連接至 制器（M1); 工 輸入電源狀態檢知單元（3Q) ’其輸人端係連接至該 整流器(1〇)的輪出#，依據該第一直流電源電壓大小判斷 輸入電源為交流電源或直流電源，並對應輸出高低電位訊 乡毛壓切換單元（40)，係與至少二組參考電壓 V2)連接，其控制端係連接至該輪入電源狀態檢知電路 提供:t出二依據該輸入電源狀態檢知電路(3〇)輪出訊號 ::電壓(V1’V2)予交換式電源轉換單元(20)的控 '為M1)，作為控制器（M1)決定主動開關（Q1)導通時間用 9 M369609 的參考電壓。 上述本創作係主要藉由輪入 夫老+陳+说抑 电源狀怨檢知單元（30)及 芩考电壓切換皁元（40)的設計， )久 户帝、、盾栌坦4 於判斷目前輸入電源為交 抓迅源日守，提供其中一組較高參 巧又 轉換單元（20)的控制器（M1)，以^土⑺）予交換式電源 間，反之，若判斷目前輸入電 、才 ,^ 愿為直流電源時，則提佴另 一組較低參考電壓（V2)予交換彳 ’、 ^ , ^ ± ^ 、式電源轉換單元（4〇)的控制 為以鈿短主動開關（Q1)導通時η . θ 你田μ小 ^㈣| ^ ’本創作於切換 使用父机電源及直流電源，均 、 呈親相η上麻土 確保5亥LED燈具負載（80) 王現相冋免度，達到亮度平衡。 請配合參閱第二圖所示’係 的詳述電路W。 Μ 圭實知例 上述交換式電源轉換單亓〇 路m — ㈣早為—交換式降壓電 〜制$(M1)為-脈寬調變控制器（21)，盆 一輸出端（OUT)、一 157昝於λ山 " 3有 fDiM) 貝剧^(FB)及一參考電壓輸入端 (丨M) ’其中該輸出端（〇 連亥主動開關（22)的控 而她 輸人端卿)係連接至該參考《切換單 兀（40)的輸出端。於.每 M〇qFFT 於本只施例中’該主動開關(22)係為一 電晶體，亦可為IGBT電晶體。又 壓電路(20)進一步包含有： 乂換式降 電感（23)，其—端係透過該主動開關（22)連接至 .亥i抓态（1〇)的其中一輸出端； 片體（24) ’其陰極係連接至主動開關（22)與儲能電 感（）的串聯節點’而陽極係連接至接地端；及 輪出電容（25) ’係透過串接的儲能電感（23)與二極體 10 M369609 (24)並聯。 上述交換式降麼電路（20)係主要由祕寬調變控制器 (21)對該主動開關（22)輸出脈寬調變訊號，決定主動開關（22) 的導通時間，以調整該輸出電容（25)的電壓值；此外，該 脈寬調變控制器（21)係依據參考電壓輸人端（d|m)的電壓大 小調整輸出至主動開關（22)的脈寬調變訊號的脈寬寬度。 又、，請配合參閱第三圖所示，上述第一較佳實施例的 輸入電源狀態檢知單元（3〇)係包含有： 電土才欢知器（31)，其輸入端係連接至整流器（10)的輸 端一依據m窃(1 〇)輸出第—直流電源判斷目前輸入電 源為又*電源或為直流電源;如為交流電源，則該整流器(1 〇) 輸出的第-直流電源電屋值會隨時間高低浮動變化，反之 若為直流電源則第一首、、* 罝，爪電源電壓值呈恆定值；於本實施 例中該電壓檢知& # + Λ ^ ° ()為感測輸入電壓的變動’而輸出高 低電位矾遽以分別类+私 者不輸入龟源為交流電源或直流電源； 及 一正反器（32)，i @ ,山 器（31)的輸出端，而^㈣印)係連接至該電壓檢知 訊號；於本實施例中二：則輸入一高電位訊號或低電壓 性的D型正反器一電;二器(32)為-個低電位重置特 D型正反器备曹署”“盗（31)輸出低電位訊號，則 反之如啻二 ，故其輸出端會持續輸出一低電位訊號； 写不㈣ 知器（31)輪出—高電位訊號，則D型正反 益不會重置，此時由抓I止汉 號，故其輪出端持續^ /(32)的輸入端連接高電位訊 汽鞠出一咼電位訊號。 至於上述來者带·陆 兒1•切換單元（4〇)於本實施例中則包含 11 M369609 有： 為 +1.17V ; 參考電壓源（41)，於本實 施例中該參考電壓源（41)約 一分壓器’係連接至該參考電壓源，並由兩電阻哭 (R4，R3)串接而成，其串聯節關連接至該脈寬調變控制= (21)的參考電壓輸入端（D|M); • ^換開關（42)’係、串接於該㈣器的二電阻（r4 (AC—ADJ)之間’其控制端係連接至該輸入電源 = 早元（3〇)的正反器（32)輸出訂於本實施例中該空 二AC—AD」）係進-步連接有_軟性開機用的接地電容 )二並於控制端呈高電位時，切換至該接地電容(你反 ί : “空制端呈低電位時，則切換至分壓器(R4，R3)的串聯 卽點。 經上述第—較佳實施例的詳細電路說明可知，本創作 =^人電《態檢知單元（3G)的電㈣知叩彳）依據整 的第—直流電源電遷判斷目前輸入電源為交流電 端’_^交流電源者’則對正反器（32)的重置 低電位觸發訊號，此時正反器（32)輸出端 m低r至該參考電_換單元（4G)之切換開關（42) 端’由於切換開關（42)不動作，令接地電容（C1)與 會透過L」:Rc積分電路’此時由於電參考電壓源(41) ;:刀m —電m (R4)對接地電容（43)漸近式充 m m調變控制器（21)參考電㈣人端卿）呈現 ，皮升的參考:_1)，提供軟開機的效果（燈光漸亮作用）。 再者田目刖輪入電源為直流電源時，該電壓檢知器Ο]) 12 M369609 會檢知並輸出一高電位訊號予正反器（42)的重置端 (REST)，此時正反器（32)不再重置而恢復正常工作，於其 輸出步而直接輪出高電位訊號，並觸發該切換開關（42)切換 及接通該分壓器（R4，R3)，故該參考電壓源（41)會先由該分 壓益（R4，R3)予以分壓，提供一較低電壓的參考電壓（V2)予 該脈寬調變控制器（21)的參考電壓輸入端（D|M);是以，於 使用直流電源時，該脈寬調變控制器（21)會依據送入的較 低之參考電麗（V2) ’、缩短輸出至主動開關（22)的脈寬調變訊 號之脈寬寬度，適當調降輸出至書亥LED燈具負載(8〇)的電 流，令led燈具負載（80)的亮度與使用交流電源時概略相 同，達到令LED燈具負載的亮度平衡。 再者，為了進一步縮減本創作的電路體積，上述脈寬 調變控制||(2彳）、主動„(22)、輸人電源狀態檢知單元（3〇) 及參考電壓切換單元(40)的參考電壓源⑷)、切換開關(42) 及分壓器的其中一電阻(R4)係整合為一單顆積體電路；如 此一來，基於未使用高成本漉波電容情況下，本創作的電 路體積確實能更加精省。 請參閱第四圖所示，係為本創作第二較佳實施例的詳 、屈屯路圖’本實施例係與第—較佳實施例的電路設計大致 相同，惟本實施例的交換式電源轉換 (M1)係為-遲滯控制器（26)，t \ 、/共a含有一輸出端、一電流 檢知輸入端及-參考電壓輸入端，其中該輸出端係連接至 =主動開關（27)的控制端’❿參考電壓輸人端係連接至該 參考電壓切換單元（40)的輪屮# 认丄^ 1 。於本實施例巾，該主動 開關（27)係為—M〇SFET電晶體，亦可為KBBT電晶體， 13 M369609 該主動開關（27)係串接於該LED燈具負載（80)電源迴路上。 又’本實施例的該交換式降壓電路（20a)進一步包含有： . 一儲能電感（28)，其一端係透過一檢流電阻（Rs)連接至 整流器（10)其中一輸出端，而另一端則供LED燈具負載（8〇) 連接；及 一稽納二極體（29)，其陽極係連接至該LED燈具負载 (80)與主動開關（27)連接節點，而陰極連接至該整流器（1〇) '與檢流電阻（Rs)連接節點上。 上述遲滞控制盗（2 6)係進一步包含有·一電流檢知電路 (261 )、一振盪器（262)及一定電流器（263)，其中： 上述電流檢知電路（261)係包含有一比較器（c〇mp)及 一第一 M0SFET電晶體（Q2)，該比較器（COMP)的正向輸 入端係連接至該限流電阻（Rs)與儲能電感（28)的串聯節點， 而反向輸入端及輸出端則分別連接至該第一 M0SFET電晶 體（Q2)的閘極及汲極’又該第一 m〇SFET電晶體（Q2)的汲 極係透過一電阻（R7)連接至整流器（10)的輸出端；是以， .該比較器（C〇MP)會依據檢流電阻（rs)的壓降大小控制該第 ' 一 M0SFET電晶體（Q2)導通時間。又，上述定電流電路（263) - 係第一 M0SFET電晶體（Q2)源極連接。 上述振盪器（262)係包含有二輸入端，其中一輸入端（+ ) 係為參考電壓輸入端’並與該分壓器（r4，R3)的串聯節點連 接’而另一輸入端則與該電流檢知電路（261)與定電流電路 (263)連接節點連接，該振盪器（262)係依據電流檢知電路（4〇) 輸出電位高低配合目前參考電壓輸入端的參考電壓 (V1，V2)，決定方波訊號的頻率，亦即決定該主動開關（27) 14 M369609 導通時間。 因此，當輸入電源狀態檢知單元（30)的電壓檢知哭 判斷交流電源而對正反器（32)的重置端（REST)輸^低電 位重置訊號時，令正反器（32)輸出一低電位，此時切換： 關（42)不動作’僅形成 _ ^ 、 电夺（4句以進仃如軟開機功 月匕’而負載維持在正常電流狀態。 若當目前輸人電源為直流，該電壓檢知器（3D 會私知並輸出一高電位訊號， 沪柞，甘μ, 7止夂态（32)不重置而恢復 =其輸出端輸出轉變為高電位’令切換開關（42)切換 i=r(R4，R3)的串聯節點，形成分壓後，提供一較低 :::參考卿2)予該遲滯控制器㈣之振 的 人™於使用直流電源時，該遲滞控制 =、:據較低電位的參考_)，縮短輸出至該主動 =，):方波頻率，適當調降輸出至該LED燈具負載(8〇) 略 7 LED燈具負载州的亮度與使用交流電源時概 聲一致。 5 ;也為了進—步縮減本創作的電路體積，上述遲 =器㈣、主動開關(27)、輸入電源狀態檢知單元‘ 切換單元(4〇)的參考電壓源⑷)、切換開關(42) 到電路精省的目的。）係1合於單顆積體電路中，達 _ &斤述本新型不需要成本較高的濾波電容對所供 及切拖Μ 4 ’取而代之的是採用具有交直流檢知 點亮一所需無損於在交直流供電時 違成的一致壳度，同時改善了具亮度平 15 M369609 衡功能之交直流兩用LED燈具負載驅動電路於製造上成本 的減省，並提供較小的尺寸，於同類品當中實屬首創，符 合新型專利要件，爰依法倶文提出申請。 本新型得由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修 飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。 ' 【圖式簡單說明】 ' 第一圖：係本創作一電路方塊圖。 • 第二圖：係本創作第一較佳實施例電路圖。 第三圖：係第二圖部份電路圖。 第四圖：本創作第二較佳實施例的電路圖。 第五圖：係既有一脈寬調變驅動電路的電路圖。 第六圖：係既有一既有遲滯型驅動電路的電路圖。 【主要元件符號說明】 (10)整流器 (21)脈寬調變控制器 (23)儲能電感 (25)輸出電容 (261)電流檢知電路 (263)定電流器 (28)儲能電感 (291)檢流電阻 (31)電壓檢知器
(20)(20a)交換式電源轉換單元 (22)主動開關 (24)二極體 (26) 遲滯控制器 (262)振盪器 (27) 主動開關 (29) 稽納二極體 (30) 輸入電源狀態檢知單元 (32)正反器 16 M369609 (40)參考電壓切換單元 (41)參考電壓源 (42)切換開關 (43)接地電容 (50)脈寬調變驅動電路（51)全橋式整流器 (52)濾波電容 (60)降壓電路 (61)脈寬調變控制器 (62)主動開關 (63)二極體 (64)儲能電感 (65)輸出電容 (66)可變電阻 (67)檢流電阻 (70)遲滯型驅動電路 (71)全橋式整流器 (72)濾波電容 (73)儲能電感 (74)主動開關 (75)稽納二極體 (76)遲滯控制器 (761)電流檢知電路 (80)LED燈具負載 (762)振盪器 17