TWM416293U - Light emitting diode (LED) driving system - Google Patents

Description

M416293 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作的發光二極體驅動系統涉及一種具降壓結構的發光二極 體驅動電路’尤其是具備高功率因數、高電流精度、高效率，且啟動 時間短的特點’符合各種安規標準，並支持交流輸入的三極交流開關 (TRIAC)調光。 【先前技術】 隨著環保意識的高漲以及節能減碳的風行，開發具高效率的照明 技術已是刻不容緩的國際潮流，而由於發光二極體(LED)具有發光效 率高、使用壽命長等特點，因此是取代傳統白熾燈的最佳解決方案。 但是要取代白熾燈，LED所面對的問題便是要能相容於現有的調光 器，以降低置換成本。 在現有技術中’傳統調光器的工作方式包括前沿切相調光、後沿 切相調光，其中一般的調光器可用於驅動純電阻負載，如白熾燈。然 而’當連接電容性負載時，傳統的調光器可能會無法正常工作，因為 當調光器開啟時’調光器内部的電感與驅動系統中的電容性負載會發 生低頻谐振’導致輸入父流波形不穩定，造成燈光閃燦或異音等問 題，尤其在嚴重時還會損壞系統器件。 然而，現有的LED驅動方案中普遍存在功率因數太低，電流精 度不高且印刷板尺寸過大的缺點。此外，太低的功率因數導致輸配線 電網中的諧波能量大，加重電網的負擔，且電流精度太低更會影響 LED的使用壽命。因此，需要一種具高功率因數且高電流精度^能 支援TRIAC調光的LED驅動系統，藉以解決上述問題。 3 【新型内容】 本創作的主要目的在於提供一種發光二極體(LED)驅動系統用 ^具備高功率因數、高電流精度、高鮮，且啟動時間㈣特點，符 合各種安規鮮’並支持交赌人的三極錢關(TRIAC)調光。 為了達到上述目的，本創作提供的發光二極體驅動系統包括輸入 整流濾波單元、降壓結構開關單元、晶片控制單元、輸出過壓檢測單 元以及TRIAC調光控制單元，用·動並點亮至少__LED。輸入整 流濾波單元將輸入交流電源轉換成第一信號，降壓結構開關單元連接 第彳5號並產生第二信號以及第三信號’輸出過壓檢測單元連接第二 佗號以及第二仏號，並產生第四信號。晶片控制單元具有開關管電流 檢測端、電源端、接地端、線性調光輸入端、.晶片供電端、TRIAC 端、閘極設定端以及閘極驅動端，其中開關管電流檢測端連接第四信 號’ TRIAC端及TRIAC調光控制單元連接第五信號，電源端及TRIAC 調光控制單元連接第六信號。 在上述發光一極體驅動系統中’該輸入整流遽波單元包括一保險 絲、一變阻器、一共模濾波電感、一前級電容、一後級電容、一整流 電橋以及一輸入濾波電容，該保險絲的一端連接該第一交流端，該保 險絲的另一端連接該變阻器的一端，該變阻器的另一端連接該第二交 流端，且該變阻器並聯連接該前級電容，該共模濾波電感的一側連接 該前級電容’而該共模濾波電感的另一側連接後級電容，該整流電橋 包括一第一二極體、一第二二極體、一第三二極體以及一第四二極 體，且該第一二極體的一負極連接該第二二極體的一正極，該第三二 極體的一負極連接該第四二極體的一正極，且該第一二極體的一負極 以及該第三二極體的一負極並聯連接該後級電容，而該第一二極體的 —正極以及該第三二極體的一正極連接一系統接地，該第二二極體的 一負極及該第四二極體的一負級連接該輸入濾波電容的一端，該輸入 濾波電容跨接該第一信號以及該系統接地。 在上述發光二極體驅動系統中，該降壓結構開關單元包括一續流 M416293 其:該發光二極體驅動系統包括：—輸入整流遽 入電源轉換成-第一信號;一眺结構開關單 輸 1二信號以及-第四錢；一晶片控制單元，連接f^信=及 :第^信號，並產生該第四信號以及—第五信號；—輸出過壓 二’連接該第-信號以及該第二信號，並產生一第七信號，且= 結構開關單元以及該晶片控制單元，該輸出過壓檢測 ===測;以及一™^調光控制單元，連接該 第五仏如及鱗/、彳，用以實卿光㈣，該至少—[Ε

在該第—鎌以及該第二信號之間，該交流輸人電源包括一第 另系統接地連接該輸入整流遽波單元以及該TRIAC調光 元。 干

在上述發光二極體驅動系統中，該輸入整流濾波單元包括一保險 絲、-變阻n、-共纖波電感、—前級電容、―後級電容、一整流 ，橋二漶波電阻、-第-遽波電容以及—第二紐電容，該保險ς ，了端連接該第-交流端，該保險絲的另—端連接該變阻器的一端， 玄變阻器的另連接②第二交流端，且該保險絲與該變阻器串接， 士變阻器並聯連接該前級電容’該共模紐概的-側連接該前級電 谷，而該共模濾波電感的另一側連接後級電容，該整流電橋包括一第 一=極體、一第二二極體、一第三二極體以及一第四二極體，且該第 一二極體的一負極連接該第二二極體的一正極，該第三二極體的一負 極連接該第四二極體的一正極，且該第一二極體的一負極以及該第三 二極，的一負極並聯連接該後級電容，而該第一二極體的一正極以及 ，第二二極體的一正極連接該系統接地，該第二二極體的一負極及該 二極體的一負級連接該第一信號，該濾波電阻的一端連接該第一 乜號，該濾波電阻的另—端連接該第一濾波電容的一端，而該第一濾 波電容的另一端連接該系統接地，且該第二濾波電容跨接在該第一信 號及該系統接地之間。 在上述發光二極體驅動系統中，該降壓結構開關單元包括一續流 6 M416293 二極體、一降壓電感、一平滑電容、一電流採樣電阻、一第一電晶體 以及一分流電阻，該第一電晶體為一 M0SFET，該續流二極體的一 負極以及該平滑電容的一端連接該第一信號，該續流二極體的一正極 連接該降壓電感的一端以及該第一電晶體的一汲極，該平滑電容的另 一端以及該降壓電感的另一端連接該第二信號，該第一電晶體的一源 極以及該電流採樣電阻的一端連接該分流電阻的一端，該第一電晶體 的一閘極連接該第四信號，該分流電阻的另一端連接該第作 該電流採樣電阻的另-端連接該系統接地。 ^而

在上述發光二極體驅動系統中，該晶片控制單元包括一控制晶 片、一濾波電容、一晶片供電電阻、一第一調光電阻、一第二調光電 一 閘極電阻以及一閘極設定電阻，且該第一調光電阻是由串接的 阻 ---------- 的7〇电丨乳疋田φ稆

二獨立電阻而實現。該控制晶片是以具PWM控制功能的〇Β338〇晶 片而實現，該控制晶片具有一開關管電流檢測端、一電源端、一接地 端、一線性調光輸入端、一晶片供電端、一 TRIAC調光控制端'一 閘極關閉時間設定端以及-閘極驅動端。該開關管電流檢測 的電流採樣輸入端’與降壓結構開關單元相連。該電源端用於晶片内 部供電。雜地端為晶片基轉地。該雜調光輸人端為晶片線性調 光輸入腳並可用於調節開關管電流檢測端_值。該晶片供電端為晶 片供電輸人腳’通過-晶片供電電阻與整流纽單元的第一信號相 連三該TRIAC端是在TRIAC調光時進行驅動用，與TRIAC調光控 制單元相連。該閘極設定端為閘極驅動端的晶片_時間設置腳。該 ，極驅動端麟畴MOSFET，解構關單元相t該開關 ^電流檢測端連觀第七信號，雜地端連接料、雌地，該滤波電 今的-知以及②電源端連接該第五信號，魏波電容的另—端連接該 系統接地H調光電_—端連接該第—錢，該第二調光電阻 的-端連接該系統接地，該[調光電_另—端以及該第二調光電 阻的另-端連接該線性調光輸人端，刻極電__端連接該閑極驅 動端，_極電阻的另-端連接該第四信號，該閘極設定電阻的一端 連接該閘極設定端’該閘極設定電阻的另一端連接 TRIAC端連接該第六信號。 7 ίίίΐί H·以及—輸_檢稱元，連繼第—信號以及 ί-J Γ’產生一第七信號，且該第七信號連接該降屡結構開關 曰ϋ制單元，該輸出義檢測單元用以實現輸出種檢 、上ι 乂 一 led _接並跨接在該第一信號以及該第二信號之 輸人電源包括—第—交流端以及—第二交流端，一系統接 以及麵波單元、該降驗構觸單元、該^控制單元 以及該輸出過壓檢測單元。 平1 2 3 4 5 6° 在上述^光二極體驅動系統中，該輸入整流滤波單元包括一保險 二、-變阻H、-共輯波電感、—前 4

:::-峨阻:一第一遽波二極體、一第二舰二、一 J: 體、第二遽波電容以及一第四遽波電容，該保險絲的一端 $該第-交流端，該保險絲的另—端連接該變阻器的—端，該變阻 ^的另-端連接該第二交流端，且該保險絲與該變阻料接，且變阻 接該則級電谷，β亥共模遽波電感的一側連接該前級電容，而 =、核濾波電感的另-側連接後級電容，該整流電橋包括—第一二極 ^極體、一第二二極體以及一第四二極體，且該第-二極 =一負極連接該第二二極體的一正極，該第三二極體的一負極連接 二第^一極體的一正極，且該第一二極體的一負極以及該第三二極體 的一負極並聯連接該後級電容，而該第一二極體的一正極以及該第三 j體的-正極連接職統接地，該第二極體的—貞極及該第四二 一i級連接該第一信號，該第一遽波二極體的一正極以及該第 四^波電容的-端連接齡統接地，該m極體的—負極連接 9 1 二遽波二極體的-正極以及該第三紐電容的-端，該第三遽波 ，谷的另-端以及該第三·二極體的負極連接該第—信號，該第二 2 滤波一極體的—負極連接該遽波電阻的—端，該渡波電阻的另一端連 接該第四遽波電容的另-端以及該第三濾波二極體的一正極。 3 在上述發光二鋪驅齡統巾，該降壓結構_單包括一續流二 4 極體、-降壓電感、-平滑電容、_電流採樣電阻、—第—電晶體以 5 及-分流電阻’該第-電晶體為_ M0SFET，該續流二極體的一負 6 極以及該平滑電容的-端連接該第一信號，該續流二極體的一正極連 M416293 接該降壓電感的-端以及該第—電晶體的—祕，該平滑電容的另一 端以及該降壓電感的另-端連接該第二健，該第—電晶體的一源極 以及該電流採樣電阻的-端連接該分流電阻的—端該第―電晶體的 -閘極連接該第四信號’該分流電_另—端連接該第七信號，而該 電流採樣電阻的另一端連接該系統接地。 在上述發光二極體驅動系統中，該晶片控制單元包括一控制晶 片、一濾波電容、一晶片供電電阻、一第三調光電阻、一第二調光電 p且 '-閘極電阻以及-閘極設定電阻。該控制晶片是以具pwM控制 功能的OB3380晶片而實現，該控制晶片具有一開關管電流檢測端、 一電源端、一接地端、一線性調光輸入端、一晶片供電端、一 triac 調光控制m極關時間設定端以及__動端。該開關管電 流檢測端為晶片的電流採樣輸入端，與降壓結構開關單元相連。該電 ，端用於晶片内部供電。該接地端為晶片基準接地。該線性調光輸入 ，為晶片線性調光輸入腳並可用於調節開關管電流檢測端的閾值。該 晶片供電端為晶片供電輸入腳’通過一晶片供電電阻與整流濾波單元 的第一信號相連。該TRIAC端是在TRIAC調光時進行驅動用。該閘 極设定端為閘極驅動端的晶片關閉時間設置腳。該閘極驅動端用於驅 動MOSFET，與降壓結構開關單元相連。該閘極設定麟問極驅動 端的晶片關閉時間設置腳，該開關管電流檢測端連接該第七信號，該 ，地端連接該系統接地，該濾波電容的一端連接該電源端，該濾波電 容的另一端連接該系統接地，該第三調光電阻的一端連接該電源端， 該第二調光電阻的一端連接該系統接地，該第三調光電阻的另一端以 及該第二調光電阻的另一端連接該線性調光輸入端，該閘極電阻的一 端連接該閘極驅動端，該閘極電阻的另一端連接該第四信號該閘極 設定電阻的一端連接該閘極關閉時間設定端，該閘極設定電阻的另一 端連接該系統接地，該TRIAC端為懸空。 在上述發光二極體驅動系統中，該輸出過壓檢測單元包括一第一 穩壓二極體'一第二穩壓二極體、一第二電晶體、一回饋電阻以及一 限流電阻，且該第二電晶體為PNP電晶體，該第二穩壓二極體的一 負極連接該第一信號’該第二穩壓二極體的一正極連接該回饋電阻的 10 M416293 端以及該第二電晶體的一發射極，該回饋電阻的另一端連接該第二 電晶體的一基極以及該限流電阻的一端，該限流電阻的另一端連接該 第二信號，該第二電晶體的一集電極以及該第一穩壓二極體的一負極 連接S亥第七信號，該第一穩壓二極體的一正極連接該系統接地。 本創作的LED驅動系統提供對LED的TRIAC調光功能，同時 提供輸出過壓檢測功能，以保護LED免於輸出電壓過高時發生永久 性的損壞，提升整體操作的可靠度。 【實施方式】 以下將對本創作以示範性實施的方式做更詳細的說明，以使本領 域技術人員在研讀本說明書後能據以實施。 參考圖1，圖1為本創作第一實施例LED驅動系統的示意圖。如 圖1所示，本創作第一實施例的LED驅動系統1包括輸入整流濾波 單元10、降壓結構開關單元20以及晶片控制單元3〇，其中輸入整流 濾波單元10將交流輸入電源VAC轉換成第一信號VI，降壓結構開 關單元20連接第一信號v卜並產生第二信號V2以及第三信號V3， 晶片控制單元30連接第一信號VI以及第三信號V3，並產生第四信 號V4，用以控制降壓結構開關單元2〇，使降壓結構開關單元2〇的 第二信號V2以及第三信號V3能驅動至少一 LH)，比如圖1中的元 件符號LED1至LEDN，N為一正整數。流輸入電源VAC包括第一 交流端VAC+以及第二交流端VAC-。 參考圖2，圖2為本創作第一實施例中輸入整流濾波單元的示意 圖’其中輸入整流濾波單元10包括保險絲FUSE、變阻器MOV、共 模濾波電感L卜前級電容CX卜後級電容CX2、整流電橋BD1以及 輸入遽波電容C1，其中保險絲FUSE的一端連接第一交流端vac+， 保險絲FUSE的另一端連接變阻器MOV的一端，變阻器MOV的另 一端連接第二交流端VAC-，且保險絲FUSE與變阻器MOV串接， 且且變阻器並聯連接該前級電容CX1，共模濾波電感L1的一側連接 前級電容CX1 ’而共模濾波電感L1的另一側連接後級電容CX2。 11 M416293 整流電橋BD1包括第一二極體dbI、第二二極體DB2、第三二 極體DB3以及第四二極體DB4,其中第一二極體DB1的負極連接第 二二極體DB2的正極’第三二極體DB3的負極連接第四二極體DB4 的正極，且第一二極體DB1的負極以及第三二極體DB3的負極並聯 連接後級電容CX2’而第一二極體DB1與第三二極體DB3的正極連 接系統接地，第二二極體DB2的負極與第四二極體DB4的負極連接 第一信號VI。輸入濾波電容C1跨接第一信號V1以及系統接地。 參考圖3，圖3為本創作第一實施例中降壓結構開關單元的示意 圖’其中降壓結構開關單元20包括續流二極體D1、降壓電感L2、 平滑電容C2、電流採樣電阻ri以及第一電晶體qi，其中第一電晶 體Q1可為金屬氧化物半導體場效應電晶體⑽⑽阳乃，續流二極體 D1的負極以及平滑電容C2的一端連接第一信號V1，續流二極體D1 的正極連接降壓電感L2的一端以及第一電晶體的汲極，平滑電 容C2的另一端以及降壓電感L2的另一端連接第二信號V2，且至少 一 LED(比如LED1至LEDN)是串聯連接，並跨接在第一信號以 及第二信號V2之間。 第一電晶體Q1的源極以及電流採樣電阻R1的一端連接第三信 號V3 ’第一電晶體Q1的閘極連接第四信號V4，而電流採樣電阻ri 的另一端連接系統接地。 參考圖4，圖4為本創作第一實施例中晶片控制單元的示意圖， 其中晶片控制單元30包括控制晶片U1、濾波電容C3、晶片供電電 阻R2、第一調光電阻R3、第二調光電阻R5、閘極電阻R6以及閘極 設定電阻R7，且第一調光電阻R3可由串接的二獨立電阻而實現。 上述的控制晶片U1可利用商品化具脈寬調制(PWM)控制功能的 OB3380晶片而實現’其中控制晶片ui具有開關管電流檢測端CS、 電源端VDD、接地端GND、線性調光輸入端LD、晶片供電端VIN、 三極交流開關(TRIAC)端TRIAC、閘極設定端TOFF以及閘極驅動端 GATE 〇 開關管電流檢測端CS為晶片的電流採樣輸入腳，電源端vdd 用於晶片内部供電’接地端GND為晶片基準接地，線性調光輸入端 12 M416293 LD為晶片線性調光輸入腳並可用於調節CS腳閾值，晶片供電端VIN 為晶片供電輸入腳，TRIAC端用於TRIAC調光時驅動與阻尼電阻並 聯的MOSFET，閘極關閉時間設定端TOFF為晶片GATE關閉時間 設置腳’閘極驅動端GATE用於驅動降壓結構中的MOSFET，亦即 第一電晶體Q1。 開關管電流檢測端CS連接第三信號V3，接地端GND連接系統 接地，濾波電容C3的一端連接電源端VDD，濾波電容C3的另一端 連接系統接地，第一調光電阻R3的一端連接第一信號VI，第二調光 電阻R5的一端連接系統接地’第一調光電阻r3的另一端以及第二 調光電阻R5的另一端連接線性調光輸入端ld，閘極電阻R6的一端 連接閘極驅動端GATE，閘極電阻R6的另一端連接第四信號V4，閘 極設定電阻R7的一端連接閘極設定端TOFF，閘極設定電阻R7的另 一端連接系統接地，TRIAC端TRIAC為懸空。 線性調光輸入端LD是藉第一調光電阻R3以及第二調光電阻R5 對AC整流後的電壓進行採樣’並控制閘極驅動端GATE的占空比， 以使得輸入電流與輸入電壓確保相位一致，從而達到提高功率因數的 作用。 上述第一實施例的特點在於不使用任何電解電容，因此可大幅提 高整體系統的使用壽命。 參考圖5，圖5為本創作第二實施例LED驅動系統的示意圖，其 中第二實施例的LED驅動系統2包括輸入整流濾波單元12 '降壓結 構開關單元22、晶片控制單元32、輸出過壓檢測單元42以及TRIAC 調光控制單元52。第二實施例中的輸入整流濾波單元12類似於第一 實施例的輸入整流濾波單元10，其主要差異如圖6所示在於輸入整 流濾波單元12是以濾波電阻R8、第一濾波電容C4以及第二濾波電 容C7取代輸入濾波電容C1 ’且整流電橋BD1中第一二極體DB1的 正極以及第三二極體DB3的正極連接另一系統接地，其中濾波電阻 R8的一端連接第一信號VI，濾波電阻尺8的另一端連接第一濾波電 容C4的一端，而第一濾波電容C4的另一端連接系統接地，且第二 濾波電容C7跨接在第一信號VI及系統接地之間。 13 M416293 降壓結構開關單元22與第一實施例的降壓結構開關單元2〇類 似，如圖7所示，其主要差異在於降壓結構開關單元22增加分流電 阻R11，且分流電阻R11的一端連接第七信號V7，分流電阻rii的 另一端連接電流採樣電阻R1的一端以&M〇SFETQl的源極，而電 流採樣電阻R1的另一端連接系統接地。 晶片控制單元32類似於第一實施例的晶片控制單元30，其主要 差異如圖5及圖8所示在於晶片控制單元32的電源端進一步 連接第五信號V5，且TRIAC端連接第六信號V6，開關管電流檢測 端CS連接第七信號V7。

參考圖9，圖9為本創作第二實施例中輸出過壓檢測單元的示意 圖，其中輸出過壓檢測單元42包括第一穩壓二極體z卜第二穩壓二 極體Z2、第二PNP電晶體Q2、回饋電阻R9以及限流電阻r10，且 第一電晶體Q2為PNP電晶體。 第二穩壓二極體Z2的負極連接第一信號V1，第二穩壓二極體 Z2的正極連接回饋電阻R9的一端以及第二電晶體的發射極，回 饋=阻R9的另一端連接第二電晶體Q2的基極以及限流電阻Ri〇的 -端’限流電阻R1〇的另一端連接第二信號V2，第二電晶體Q2的 集電極以及第—穩壓—極體Z1的貞極連接第七信號V7,第-穩壓二 極體Z1的正極連接系統接地。 —

以下將詳細說明上述輸出過壓檢測單元42的操作。 第二穩壓二極體Z2對輸出電壓進行採樣，且當發生LED開路或 =出過壓時’利用第二電晶體q2導通而將控制晶片W $開關管電 抓檢測端cs拉高’進而關閉控制晶片⑴的閘極驅動端gate 出’以達到過壓保護的效果。 _ ^考圖10，圖1〇為本創作第二實施例中TRIAC調光控制單元 的^圖’其+ TRIAC調光控制單元52包括第三電晶體印 '第四 電aa體Q4、第五電晶體q5、第三壓二極體23、第—調光電阻則2、 ，-調光電阻R13、第三調光電阻R14、第四調光電阻R15、第五調 ，電阻R16'第六調光電阻R17以及第七調光電阻R18，其中第三電 曰曰體Q3為金氧半電晶體’而第四電晶體Q4為PNP電晶體，第五電 14 晶體Q5為NPN電晶體。 第三電晶體Q3的_連接系統接地，第三電晶體φ的源極連 接另-系統接地，且第-調光電阻R12跨接在第三電晶體 汲極 以及源極之間。 第二調光電阻R13的一端連接第五信號V5，第二調光電阻R13 的另一端連接第四調光電阻R15的—端以及第四電晶體Q4的發射 極’第四調光電阻R15的另一端連接第四電晶體Q4的基極以及第三 調光電阻R14的-端。第三調光電阻R14的另―端以及第五調光電 阻R16的-端連接第六錢v卜第五調光電阻㈣的另—端連接第 三電晶體Q3的開極、第三穩壓二極體Z3的負極 '第六調光電阻R17 的-端以及第五f晶體Q5的集電極。第三穩壓二極體Z3的正極、 第六調光電阻R17的另-端以及第五電晶體Q5的發雜連接另一系 統接地。第七調光電阻R18的—端連接第五電晶體Q5的基極以及第 四電晶體Q4的集電極，第七調光電阻R18的另一端連接另一系統接 地。 以下將詳細說明上述TRIAC調光控制單元52的調光控制。 第-調光電阻R12為交流環路中串接的一健百歐姆的功率電 阻，用以衰減TRIAC調光控制單元52開啟時的功率環路衝擊電流。 在啟動TRIAC調光控制單元52的調光控制時，控制晶片m的TRIAC 端為低電平，使得第四電晶體q4導通且第五電晶體Q5導通，而第 二電晶體Q3的閘極始終被拉低，因此第三電晶體q3截止。此轉， 功^環路中串接的第-調光電阻R12可有效地衰減了 TRIAC調光控 制單7L 52剛開啟時的衝擊電流1待閑極驅動端GATE工作數個週 期後’ TRIAC端的輸出變為高電平，使得第四電晶體q4截止且第五 電曰曰體Q5截止’而第二電晶體Q3的閘極被拉高，因此第三電晶體 Q3導通，進而提高整體系統的操作效率。 參考圖1卜圖11為本創作第三實施例LED驅動系統的示意圖。 如圖11所示，第三實施例的LED驅動系統3類似於第一實施例的 LED驅動系統1以及第二實施例的led驅動系統2，其主要差異在 於第二實施例的LED驅動系統3不包含TRIAC調光控制單元，其中 15 M416293 【圖式簡單說明】 圖1是本創作第一實施例LED驅動系統的示意圖； 圖2是本創作第一實施例中輸入整流濾波單元的示意圖； 圖3是本創作第一實施例中降壓結構開關單元的示意圖； 圖4是本創作第一實施例中晶片控制單元的示意圖； 圖5是本創作第二實施例LED驅動系統的示意圖； 圖6是本創作第二實施例中輸入整流濾波單元的示意圖； 圖7是本創作第二實施例中降壓結構開關單元的示意圖； 圖8是本創作第二實施例中晶片控制單元的示意圖； 圖9是本創作第二實施例中輸出過壓檢測單元的示意圖； 圖10是本創作第二實施例中TRIAC調光控制單元的示意圖； 圖11是本創作第三實施例LED驅動系統的示意圖； 圖12是本創作第三實施例中輸入整流濾波單元的示意圖；以及 圖13是本創作第三實施例中晶片控制單元的示意圖。 【主要元件符號說明】 1發光二極體(LED)驅動系統 2發光二極體(LED)驅動系統 3發光二極體(LED)驅動系統 10輸入整流遽波單元 12輸入整流濾波單 13輸入整流濾波單 20降壓結構開關單元 - 22降壓結構開關單元 23降壓結構開關單元 30晶片控制單元 32晶片控制單元 17 M416293

33晶片控制單元 42輸出過壓檢測單元 43輸出過壓檢測單元 52 TRIAC調光控制單元 18

Claims (1)

1. M416293 六、申請專利範園：

   L 一種發光二極體驅動系統 (LED)，該系統包括： 輸入整/”!_/慮波單元，將一交流輸入電 一降壓結構開關單元，連接該第一信號 —第三信號；以及 °儿 日日片控制單7L，連接該第一信號以及該第三信號，並產生一第 Γ二至少—LED串接並跨接在該第—信號以及該第二信號

   :’叙流輸人電源包括―第—交流端以及—第二交流端，一系統 ，地連接f罐人整流;t波單元、騎構開關單元減該晶片控制 早元。 2. 如申4專利細第1項所述的發光二極體驅齡統，其中， 該輸入整流遽波單元包括一保險絲、一變阻器、一共模渡波電

   用以驅動至少一發光二極體 源轉換成一第一信號； ’並產生一第二信號以及 •、-前級電容、-後級電容一整流電橋以及—輸人遽波電容，該 保險絲的了端連接該第—交流端，該碰_另—端連接該變阻器的 ^而’該變阻器的另-端連接該第二交流端，雌變阻器並聯連接該 則級電容，該共模毅域的-側連觀前級電容，崎共模遽波電 感的另一側連接後級電容，該整流電橋包括一第一二極體、一第二二 極體、-第三二極體以及-第四二極體，且該第—二極體的—負^ 接該第二二極體的-正極，該第三二極體的__負極連接該第四二極體 的-正極’且該第-二極體的—負極以及該第三二極體的—負極並聯 連接5玄後級電谷，而s玄苐一二極體的一正極以及該第三二極體的一正 極連接該系統接地，該第二二極體的一負極及該第四二極體的一負極 連接該輸入濾波電容的一端’該輸入濾波電容跨接該第一信號以及該 糸統接地。 3. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體驅動系統，其中， 5玄降壓結構開關卓元包括一續流二極體、一降壓電感、一平滑電 容、一電流採樣電阻以及一第一電晶體，該第一電晶體為一金屬氧化 物半導體場效應電晶體(MOSFET)，該續流二極體的一負極以及該平 19 滑電容的一端連接該第一信號，該續流二極體的一正極連接該降壓電 ，的一端以及該第一電晶體的一汲極，該平滑電容的另一端以及該降 壓電感的另一瑞連接該第二信號，該第一電晶體的一源極以及該電流 採樣電阻的一端連接該第三信號，該第一電晶體的一閘極連接該第四 信號，而該電流採樣電阻的另一端連接該系統接地。 4.如申請專利範圍第3項所述的發光二極體驅動系統，其中， 該晶片控制單元包括一控制晶片、一濾波電容、一晶片供電電 阻、一第一調光電阻、一第二調光電阻、一閘極電阻以及一閘極關閉 時間設定電阻，且該第一調光電阻是由串接的二獨立電阻而實現， 該控制晶片是以具脈寬調制(PWM)控制功能的OB3380晶片而實 現’該控制晶片具有一開關管電流檢測端'一電源端、一接地端、_ 線性調光輸入端、一晶片供電端、一三極交流開關(TRIAC)調光控制 端、一閘極關閉時間設定端以及一閘極驅動端， s亥開關管電流檢測端為晶片的電流採樣輸入端，與降壓結構開關 單元相連， 該電源端用於晶片内部供電， s亥接地端為晶片基準接地， 該線性調光輸入端為晶片線性調光輸入腳並可用於調節開關管 電流檢測端的閾值， 該晶片供電端為晶片供電輸入腳，通過一晶片供電電阻與該輸入 整流濾波單元的第一信號相連， ~ 該三極交流開關(TRIAC)調光控制端是在TRIAC調光時進行驅 動用， 該閘極關閉時間設定端為閘極驅動端的晶片關閉時間設置腳， 該閘極驅動端用於驅動金屬氧化物半導體場效應電晶體 (MOSFET) ’與降壓結構開關單元相連， 該開關管電流檢測端連接該第三信號，該接地端連接該系統接 地，該濾波電容的一端連接該電源端，該濾波電容的另一端連接該系 統接地，該第一調光電阻的一端連接該第一信號，該第二調光電阻的 一端連接該系統接地’該第一調光電阻的另一端以及該第二調光電阻 阻的一端連接該閘極驅動 該閘極關閉時間設定電阻 的另一端連接該線性調光輸入端，該閘極電 端，該閘極電阻的另一端連接該第四信號， 的一鈿連接S玄閘極關閉時間設定端，該閘極關閉時間設定電阻的另— 端連接該系統接地，該TRIAC端為懸空。 5. —種發光二極體驅動系統，用以驅動至少一發光二極體，該 系統包括： 一輸入整流濾波單元，將一交流輸入電源轉換成一第一信號； -降壓結構開關單元，連接該第__信號、_第二信號以及一第四 信號； 一晶片控制單元，連接該第一信號以及一第六信號，並產生該第 四信號以及一第五信號； 一輸出過壓檢測單元，連接該第一信號以及該第二信號，並產生 二第七信號，且該第七信號連接該降壓結構開關單元以及該晶片控制 單元，該輸出過壓檢測單元用以實現輸出過壓檢測；以及 一 TRIAC調光控制單元，連接該第五信號以及該第六信號，用 ，實現調光㈣’該至少—發光二減串接並跨接在該信號以及 =第二信號之間，該交流輸人電源包括―第—交流輕及_第二交流 蜢，一系統接地連接該輸入整流濾波單元、該降壓結構開關單元、該 晶片控制單元以及該輸出過壓檢測單元，且另一系統接地連接該輸入 整流濾波單元以及該TRIAC調光控制單元。 6.如申請專利範圍第5項所述的發光二極體驅動系統，其中， 、邊輸入整流濾波單元包括一保險絲、一變阻器、一共模濾波電 感二前級電容、-後級電容、一整流電橋、—濾波電阻、一第一渡 波電容以及一第二濾波電容，該保險絲的一端連接該第一交流端，該 保險絲的另一端連接該變阻器的一端，該變阻器的另一端連接該第二 父流端，且該保險絲與該變阻器串接，且變阻器並聯連接該前級電 谷’該共模濾波電感的一側連接該前級電容，而該共模濾波電感的另 一側連接後級電容，該整流電橋包括一第一二極體、一第二二極體、 一第二二極體以及一第四二極體，且該第一二極體的一負極連接該第 二二極體的一正極’該第三二極體的一負極連接該第四二極體的一正 M416293 ιοί月日贫二1 極’且該第-一極體的一負極以及該第三二極 ^ 二極體的-正極以及該第三二極體的 統^ ’邊第―二極體的一負極及該第四二極體的-負級連接亨 ::ΪΠίΐ，的一端連接該第一信號，該滤波電阻的另； 的—端’而該第—遽波電容的另一端連接該系統 接地且1—4破電容跨接在該第—信號及該紐接地之間。 7.如申請專利範圍第5項所述的發光二極體驅動系統其 該降壓結構開關單元包括一續流二極體、一降壓電感、一平 容、-電流採樣電阻、__第一電晶體以及—分流電阻，該第曰$

   為了 M^SFEJ ’該續流二極體的一負極以及該平滑電容的—端^接 =第:信號’該續流二極體的一正極連接該降壓電感的一端以及該第 -，〒極’該平滑電容的另一端以及該降壓電感的另一端連 接該第二信號，該第—電晶體的__祕以及該電流採樣電阻的一端連 ^該分流電_—端，該m體的-_連接該細信號，該分 流電阻的另-端連接該第七信號，而該電流採樣電阻的另一端連接該 系統接地。 8·如申請專利範圍第5項所述的發光二極體驅動系統其中， 該晶片控制單元包括一控制晶片、一濾波電容、一晶片供電電 阻、一第一調光電阻、一第二調光電阻、一閘極電阻以及—閘極設定 電阻’且該第-調光電阻是由串接的二獨立電阻而實現，

   該控制晶片是以具PWM控制功能的〇B338〇晶片而實現，該控 制曰B片具有開關管電流檢測端、一電源端、一接地端、一線性調光 輸入端、一晶片供電端、一 TRIAC調光控制端、一閘極關閉時間設 定端以及一閘極驅動端， 該開關管電流檢測端為晶片的電流採樣輸入端，與降壓結構開關 單元相連， 該電源端用於晶片内部供電， 該接地端為晶片基準接地， 該線性調光輸入端為晶片線性調光輸入腳並可用於調節開關管 電流檢測端的閾值， 22 M4I6293

   與該輸入 年月日 100· 9. 9 ，與 TRIAC

   /閘極關閉¥間端為閘極驅動端的⑼關閉時間設置腳， 該閘極驅動端用於驅動MOSFET，與降繼構開關單元相連， 該開關管電流檢測端連接該第七信號，該接地端連接該系統接 ’=電容的一端以及該電源端連接該第五信號，該濾波電容的 另一编連接該系統接地’該第一調光電阻的一端連接該第一信號該 第，調光電_ -端連接該⑽接地，該第—調光電阻的另一°端以及 該第二調光電阻的另—端連接該線性調光輸人端，該閘極電阻的一端 ，接該閘極驅動端’該間極電阻的另__端連接該第四信號，該閉極設 疋電阻的一端連接該閘極關閉時間設定端，該閘極設定電阻的另一端 連接該系統接地，該TRIAC調光控制連接該第六信號。 9·如申請專利範圍第5項所述的發光二極體驅動系統，其中， 該輸出過壓檢測單元包括一第一穩壓二極體、一第二穩壓二極 體、一第二電晶體、一回饋電阻以及一限流電阻，且該第二電晶體為 PNP電晶體，該第二穩壓二極體的一負極連接該第一信號，該第二穩 壓二極體的一正極連接該回饋電阻的一端以及該第二電晶體的一發 射極’該回饋電阻的另一端連接該第二電晶體的一基極以及該限流電 阻的一端，該限流電阻的另一端連接該第二信號，該第二電晶體的一 集電極以及該第一穩壓二極體的一負極連接該第七信號，該第一穩壓 二極體的一正極連接該系統接地。 10.如申請專利範圍第5項所述的發光二極體驅動系統，其中， 該TRIAC調光控制單元包括一第三電晶體、一第四電晶體、一 第五電晶體、一第三穩壓二極體、一第一調光電阻、一第二調光電阻、 一第三調光電阻、一第四調光電阻、一第五調光電阻、一第六調光電 阻以及一第七調光電阻，且該第三電晶體為MOSFET，而該第四電 晶體為PNP電晶體，該第五電晶體為npn電晶體，該第三電晶體的 一汲極連接該系統接地，該第三電晶體的一源極連接該另一系統接 23 M416293

   地，且該第-調光電阻跨接在該第三電晶體的―汲極以及一源極之 =、，該第二触電阻的—端連接該第五信號，該第二調光電阻的另一 端連接該第四贼電阻的—端以及該第四電晶體的—發射極，該第四 調^阻的另-端連接該第四電晶_—基極以及該第三調光電阻 的一端’該第三調光電阻的另-端以及該第五調光電_—端連接該 第=號，該第五調光電阻的另—端連接該第三電晶體賴極、該第 ^穩，二極體的:負極、該第六調光電阻的—端以及該第五電晶體的 一，，極’該第二穩壓二極體的—正極、該第六調光電闕另一端以 及，第五電晶體的-發射極連接該H統接地，該第七調光電阻的 端連接该第五電晶體的一基極以及該第四電晶體的一集電極，該第 七調光電阻的另一端連接該另一系統接地。 U·種發光一極體驅動系統，用以驅動至少一發光二極體，該系 統包括： -輸入整絲波單元’將—交流輸人電源轉換成—第一信號； -降壓結構開關單元，連接該第一信號、—第二信號以及一第四 信號； 曰曰片控制單元，連接該第一信號，並產生該第四信號；以及 一輸出過壓檢測單元，連接該第一信號以及該第二信號 ，並產生 二第七信號’且該第七信號連接該降壓結構開關單元減該晶片控制 單元，s亥輸出過壓檢測單元用以實現輸出過壓檢測， 上。其中δ亥至少一發光二極體串接並跨接在該第一信號以及該第二 號之間’ δ亥交流輸入電源包括一第一交流端以及一第二交流端，一 系，接地連接雜人整賴料元、珊驗構關料、該晶片控 制單元以及該輸出過壓檢測單元。 如申請專利範圍第u項所述的發光二極體驅動系统，其中， 5玄輸入整流滤波單元包括一保險絲、一變阻器、一共模渡波電 感:-前級電容、-後級電容、—整流電橋一渡波電阻、一第一渡 波一極體、—第二濾波二極體、一第三渡波二極體、一第三渡波電容 以及第四;慮波電容，該保險絲的一端連接該第一交流端該保險絲 的另-端連接該變阻器的_端，該變阻器的另—端連接該第二交流 24 M416293

   端’且該保險絲與該變阻器串接，且變阻器並聯連接該前級電容，該 共模濾波電感的一側連接該前級電容’而該共模濾波電感的另一側連 接後級電容’該整流電橋包括一第一二極體、一第二二極體、一第三 二極體以及一第四二極體，且該第一二極體的一負極連接該第二二極 體的一正極，該第三二極體的一負極連接該第四二極體的一正極，且 該第一二極體的一負極以及該第三二極體的一負極並聯連接該後級 電谷’而該第一二極體的一正極以及該第三二極體的一正極連接該系 統接地，該第二二極體的一負極及該第四二極體的一負級連接該第一 k號’該第一濾波二極體的一正極以及該第四濾波電容的一端連接該 系統接地，該第一濾波二極體的一負極連接該第二濾波二極體的一正 極以及該第三濾波電容的一端，該第三濾波電容的另一端以及該第三 濾波二極體的負極連接該第一信號，該第二濾波二極管的一負極連接 該濾波電阻的一端，該濾波電阻的另一端連接該第四濾波電容的另一 端以及該第三濾波二極體的一正極。 13.如申請專利範圍第η項所述的發光二極體驅動系統，其中， 該降壓結構開關單元包括一續流二極體、一降壓電感、一平滑電 谷、一電流採樣電阻、一第一電晶體以及一分流電阻，該第一電晶體 為一 MOSFET，該續流二極體的一負極以及該平滑電容的一端連接 該第一彳§號’該續流二極體的一正極連接該降壓電感的一端以及該第 一電晶體的一汲極’該平滑電容的另一端以及該降壓電感的另一端連

   接該第二信號，該第一電晶體的一源極以及該電流採樣電阻的一端連 接該分流電阻的一端，該第一電晶體的一閘極連接該第四信號，該分 流電阻的另一端連接該第七信號，而該電流採樣電阻的另一端連接該 系統接地。 14.如申請專利範圍第u項所述的發光二極體驅動系統，其中， 該晶片控制單元包括一控制晶片、一濾波電容、一晶片供電電 阻、一第二調光電阻、一第二調光電阻、一閘極電阻以及一閘極設定 電阻， ^ 該控制晶片是以具PWM控制功能的〇Β338〇晶片而實現，該控 制晶片具有一開關管電流檢測端、一電源端、一接地端、一線性調光 25 M416293

   ^端Ba>j供電端、_ 調光控制端、—閘極關閉時間設 ^ ^ r閘極驅動端’該開關管電流檢測端為晶片的電流採樣輸入 端，與_結構開關單元相連， s玄電源端用於晶片内部供電， 該接地端為晶片基準接地， «^線H調光輸入端為晶片線性調綠人腳並可用於調節開關管 電流檢測端的閡值， W ί日日片。供電端為晶片供電輸人腳’通過-晶片供電電阻與該輸入 正Λ丨L;慮波單元的第一信號相連， :亥TRIAC調光控制端是在TRIAC調光時進行驅動用， 4閘極酬時間設定端為閘極驅動端的晶片關時間設置腳， ，閘極驅動端用於驅動觸舰了，與降壓結構關單元相連， ^閘極關閉喃設定端為閘極驅動端的晶片關閉時間設置腳，該 =關s電流制端連接該第七信號，該接地端連接齡統接地，該渡 ，電容的-端連接該電源端，該紐電容的另—端連接齡統接地， 该第三調光電_ —端連接該電源端，該第二調光電阻的—端連接該 糸統接地γ該第三調光電_另—端以及該第二調光電_另一端連 接-亥線性5周光輸人端，該閘極電阻的—端連接該閘極驅動端，該間極 電的，-端連接該第四信號，該_設定電_—端連接該間極關 ^ %間„又疋it而，5玄閘極設定電阻的另一端連接該系統接地，該T幻 調光控制端為懸空。 ^丨5·如申請專利範圍第11項所述的發光二極體驅動系統，其中， X輪出過壓檢測單元包括一第一穩壓二極體、一第二穩壓二極體、一 第二電晶體、一回饋電阻以及一限流電阻，且該第二電晶體為PNP 電晶體，該第二穩壓二極體的一負極連接該第一信號，該第二穩壓二 極體的一正極連接該回饋電阻的一端以及該第二電晶體的一發射 極’該回饋電_另-端連接該第二電晶體的—基極以及該限流電阻 的—端，該限流電阻的另一端連接該第二信號，該第二電晶體的一集 電極以及該第一穩壓二極體的一負極連接該第七信號，該第一穩壓二 極體的一正極連接該系統接地。 26