TWM422265U - Light emitting diode protecting circuit - Google Patents

Description

M422265

五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作係有關一種發光二極體保護電路，特別是指一種利用 保險絲元件與放電保護元件來實現發光二極體之過電壓保護(0ver

Voltage Protection，0VP)、過電流保護(〇ver Current Protection ; 〇CP)、過溫度保護(〇ver Temperature Protection ; OTP)及雷擊保護 (LightningProtection)等多功能之保護電路。 【先前技術】 現今世界的石油價格節節高升，能源與原物料的供應成為最重要 的4題，如何節約電力以及節省耗材，是產業科技的關鍵目標，其中 佔能源消耗很大比例的照明設備，成為節能的重要項目。目前，發光 二夕極體比_統的白熾電燈泡與日紐管來有許多的優點，如體積小 (多顆、f餘合）、發歸低(熱蹄少）、耗電量低(低賴、低電流 ，動）:哥命長(1〇萬小時以上）、反應速度快（可高頻操作）、環保(财 ^耐衝擊不易破、廢棄物可回收、無污染）、可平面封裝和易開發成 =溥短小的產品等優點。因此，隨著發光二極體的亮度提升及成本下 f ’發光二極體用途也隨之增加，例如廣泛_用在白光昭明參置、 sr ί用信號燈、車用大燈、閃光燈、液晶顯示器之背光模組、 才又衫機之光源、戶外顯示單元等。 目前大部分電ϋ或電子產品所提供之電神來自市電， t屬等導電體以進行電源輸送，故遭受雷擊的可能非常大’，1中^ 主電^卜’高電齡往亦是造成電料電子產品破‘ 於驅動期間易發光二極體產品由交流驅㈣ 1易有鮮間呵電壓（突波）所產生之瞬間大電流 六 光—極體，造成損壞或壽命縮短。因此 ：二二 品遭=電流 '過翅、突波、雷擊等因素的損害極體產 有鑑於此，本創作遂針對上述先前技術之缺失，提出一種發光二

DO

極體保護電路，以有效克服上述之該等問題。 【新型内容】 庫用^作^主要目的在提供—種發光二極體保護電路，可有效避免 之電路因過電壓、過電流、過溫度或雷擊突波等因素 斤以成產品的損壞，進而提高產品的可#度與使用壽命。 為達上述之目的，本創作提供—種發光二極魏護電路，包括一 =了輔模組；二保險絲元件，分別連接發光二極體模組，保險絲 之流過電流超過—保護電流值時，係呈現開路狀態，以切斷一 :机流，發光二極體模組；及—放電保護元件，係連接發光二極體 ^、―第—保險絲元件’放電保護元件係提供發光二極體模組之-電流旁路路徑。 底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本創作之目的、技 術内容、特點及其所達成之功效。 【實施方式】 本創作之發光一極體保護電路係能夠操作於交流電源及直流電源 之下同衿又鲍夠避免操作於交流電源及直流電源之下所造成的過電 流、過電壓、過溫纽突波或雷擊之财，在此先_修直流電源 之下為例5細’如第1圖所示’為本創作操作於直流電源下之第—實 施，，係應用於發光二極體照明、背光顯示等電子裝置之發光二極體 保護電路。發光二極體保護電路包括一發光二極體模組1〇、二保險絲 兀件，其係為第一保險絲元件12及一第二保險絲元件14，以及一放 電保護元件16。 其中發光二極體模組ίο包含複數個串接發光二極體(Light Emiting Doide ; LED)以形成一發光二極體燈串、或並聯複數個發光二極體燈 串。第一保險絲元件12之兩端分別連接一直流電源之正電壓端及發光 一極體模組10之正極，第二保險絲元件14之兩端分別連接直流電源 之負電壓端及發光二極體模組10之負極，其中第一保險絲元件12及 M422265 第二保險細η較蝴可_子保險絲，又^^!!!_ =度=電:TC)，是砂合物與導錄子等構成:在經過特絲 後，導电粒子在聚合物中構成鏈狀導電通路。放電保護 端分別連接直流電源之正電壓端及負電壓端。 、 日士 饰純過第—碰絲元件12及第二贿絲元件14 守丁准持極低阻抗值而使得發光二極體模組⑴ 二者同時或任—情況單獨發生時，第-保險 織辦’由嫌嫩谓_會產生綠

二Ε-’ Ιχ電壓ν>，而產生的熱便會全部或部分發散至環境中；換 。之’虽大電流流過第-保險絲元件12，且 :^!12產生的熱就會大於發散出去的，即啟動 ，據以切斷大電流流過發光二極體模組ι〇，也就是說大 導^f生的歸使聚合物迅速雜，也就靖了導電粒子所構成的 路’可復式電子保險絲呈高阻狀細路雜），以達到發光二極 體核^0免於㈣之功效。本創作使料復式電子碰絲之優點在 常财職流（超溫狀㈤消錢，聚合齡卻，體積恢復正 ㈣二導電粒子又重新構成導電通路，又呈初始的低阻狀態，予以 、％續使用。 =外’當突波、雷擊發生時’ _高壓所產生的大電流會直接窥 源之正電壓端(如發生正向雷擊的現象)，或自地端竄進直流電 電壓端(如發生負向雷擊的現象），由於放魏護元件16之兩端 刀士二接直流電源之正電壓端及負電壓端，放電保護元件％未啟動 lit料阻狀態，而#過電壓發生時，可於瞬間轉換成低電阻狀態， ^乍為大電流放電路徑，據以提供發t極體歡⑴之—電流旁路 仅3T-ss)路徑’如此可達到發光二極體模組10完善的保護。其中放電 主、=件16較健為微型放電管（BLSA)，它兼有H氣體放電管和 2 -過壓保護器的優點：絕緣電阻高、極間電容小、放電電流較大 :大達3 kA)、雙向對稱性、反應速度快（不存在衝擊擊穿的滞後現 M422265 100年12月16日修正替換頁 象）、性能穩定可靠、導通後電壓較低，此外還有直流擊穿電壓高最-- 尚達5000V)、體積小、筹命長等優點。 如第2圖所示，為本創作操作於直流電源下之第二實施例，其與 第1圖之差異僅在於放電保護元件16之連接方式不同，故在此謹說明 差異點，可一併參考第1圖之第一實施例，在此就不再贅述。其中第 二實施例與第一實施例差異在於：放電保護元件16之一端係連接於第 一保險絲元件12與發光二極體模組1〇之正極之間，另一端係連接直 流電源之負電壓端。此目的在於：當正向雷擊產生時，瞬間高壓會跨 接在發光二極體模組10上’此時放電保護元件16會瞬間從高阻抗轉 變成低阻抗的狀態’藉由放電保護元件16直接將正向雷擊所產生的大 電流進行放電’將大電流直接引至地端，可以有效地吸收雷擊所產生 的大電流。此外’正向雷擊所產生的高堡會讓放電保護元件Μ動作， 同時大電流會流經第-保險絲元件12，當流入第一保險絲元件12的 =大於保護電流值’即啟動保護狀態，由於第一保險絲元件12對溫 ϋίΐ當敏銳1大電流所產生的高溫，瞬間會使第—保險絲元件12 王—问阻抗狀怨，直接限制大電流流至放電保護元件16，夢以 發光二極體模組1G與放電保護元件16，而達到雙保護的效果曰。…又 與第= ===於直流電源下之第三實施例，其 明差異點，可-併灸者^ θ 〃 一連接方式不冋’故在此謹說

第二每/弟圖之弟一貫施例，在此就不再贅述。豆中 弟一男、轭例與弟—實施例差異： 八T 第-保險絲元件12盘發光' ^…又70之一端係連接於 _ 元* —極體核組10之正極之問，A山/么、土 電壓端或負^端==大電流會直接霞進直流電源之正 流放電，讓大〃财耕16會魏短路狀態進行大電 ㈣或第二光：罐㈣。同時，第—保險絲元 護狀態。舉例來說即啟動保 』田构柳4會紐電保護元件 M422265 100年12月16日修正替換頁 王見短路狀態並進行大電流放電，進而讓大電流音流入發先__極-- f模組10 ’以保護發光二極體模組1〇。同時，瞬間高壓所產生的大電 經第-保險絲元件12，這大電流會造成第一保險絲元件係 =開路狀態，加以避免發光二極體模組10受過電壓或過電流之損壞。 备負向雷擊發生時’放電保護元件16會先進行放電保護，同時，第二 保險絲it件14會呈現開路狀態，藉以保護發光二極體模組1Q受過電 壓或過電流之損壞。 么上述操作於直流電源下之第一保險絲元件14亦可使用一般保險 絲’目，，於：可復式電子保險絲使用負溫時，過電流保護會隨溫度 降低而提问’故效能較差’因此可使用—般保險絲以彌補於負溫下可 復式電子保險絲之特性缺失。 接績，更進一步說明本創作操作於交流電源之下的實施例，如第 4圖所不，林創作操作於交流電源下之第四實施例，係應用於發光 二極體照明、背光顯示等電子裝置之發光二極體保護電路。發光二極 體保護電路包括-發光二極體模組1G、二保險絲元件，其係為第一保 險4元件12及-第二保險絲元件14，以及—放電保護元件丨6。發光 二極，模組ίο包含並聯複數個串接第一極性發光二極體18與複^固 ―串接第二極性發光二極體2G，且此些第—極性發光二極體18與此些 弟二極性發光二極體2〇的極性相反。第—保險絲元件η之兩端分^ 連接-交流電源之正電壓參考點及魏二極體模組1()，第二保險絲元 件^之兩端分別連接交流電源之負電壓端及發光二極體模組10放電 保4元件16之兩端分财接交流電源之正電齡考點及貞電壓端。 在此先說明電路為正常運作狀態時之實施方式，當交流電流輸入 ^正電齡考點為正向時’且為糾，則電流依序通過第 :保險絲兀件12及發光二極體模組1〇之此些第—極性發光二極體 1、及第二保險紅件Η，第—保險絲紐12及第二保險絲 此日守是維持極低阻抗值’使此些第—極性發光二極體18得以正常運作 (如正常點燈）。當交流電流輸入之正電壓參考點為負向時，且為正常 7 M422265 100年12月16日修正替換頁 1 及發光一極體模t 工作電流時’則電流依序通過第二保險絲元件14 — 10之此些第二極性發光二極體20、及第一保險絲元件12，第一保險 絲元件12及第二保險絲元件14此時是維持極低阻抗值，使此些第二 極性發光二極體20得以正常運作。 換言之，當過電流與過電壓二者同時或任一,Jf況單獨發生時，由 於乂流電源為交替驅動此些第一極性發光二極體18及此些第二極性 毛光一極體20，故第一保險絲元件12與第二保險絲元件14於大電流 机過，且超過一保護電流值時，第一保險絲元件12與第二保險絲元件 Η所產生的熱就會大膽咖摘，此時分·^碰狀態，係呈現 開路狀態，據以切斷大電流流過發光二極體模組1〇，請同時參考附件 —’為本創作過電流保護後所制之示波器波形圖，據以達到發光二 $體模組1G免於_之功效。#電路中過電流彡肖失後，第—保險絲元 =12與第二保險絲元件14又呈初始的低阻狀態，丨以繼續擔任過電 壓與過電流的保護功用。 ^外’當突波、雷擊發生時’ _高壓魅生的大電流會直接窥 正參考電壓點(如發生正向雷擊的現象)，或自地端竄進交 電壓端（如發生負向雷擊的現象），由於放電髓元件16 16去m連接父錢狀正電壓參相及貞賴端，放電保護元件 電阻狀高電阻狀態’而當過電壓發生時，可於瞬間轉換成低 電、、以14料大電流放電额，據啸供發光二極體模組1〇之-示ί ’請同轉咖件二，林辦過碰賴後所量測之 流趨，由圖中可得知，放電保護元件16執行電流放電後，電 如二令’如此可達到發光二極體模組10完善的保護。 第4圖於交流電源下之第五實施例，其與 差異點，可4…、i电保5又牛16之連接方式不同，故在此謹說明 五實施例”=知4圖之心實關，在此就不再贅述。其中第 一保險==：^^放_元件16之1係連接於第 x 〃一亟a枳組10之間，另一端係連接交流電源 8 M422265 100年12月16日修正替換頁 之負電壓端。此目的在於：當正向雷擊產生時，瞬 光一極體模組10之此些第一極性發光二極體18上，同時此些第二極 性發光二極體20會因輸入電壓為逆偏，不會點亮。此時放電保護元件 16會瞬間從高阻抗轉變成低阻抗的狀態，同時發光二極體模組1〇之 此些第-極性發光二極體18會因放電保護元件16變成低阻抗而媳 滅，並藉由放電保護元件16直接將正向雷擊所產生的大電流進行放 ，，將大電流直接引至地端，可以有效地吸收雷擊所產生的大電流， 隨之等電路中的正向雷擊或過電流消失後，再由交流電源交替驅動此 些，-極性發光二極體18和此些第二極性發光二極體2〇，如此可以 保護發光二極體模組受正向雷擊或過電流之損壞，加以保護發光二極 體Μ χ過賴或過電流之損壞。此外’正向雷擊所產生的高齡讓放 電保護元件16動作，同時大電流會流經第一保險絲元件12，當流入 第-保險絲元件12的電流大於保護電流值，即啟動 ^ =險絲耕㈣溫度變化相當敏銳，大電流所產生的高;； 保險絲兀件12呈現一高阻抗狀態，直接限制大電流流至放電保 ^件16 ’藉以保護發光二極體模組1〇與放電保護元件16， 雙保護的效果。 遣 再如第6圖所示，為本創作操作於交流電源下之第六實施例，里 明之差異僅在於放魏護元件16之連接方式不同，故在此謹說 …點’可—併翏考第4圖之第四實施例，在此就不再贅述。1中 弟六貫_鮮四實_差異在於：放電賴元件16之—端接 二:Γ絲元件12與發光二極體模組10之間，另-端係連接於第」 ί險絲元tM與發光二極體模組⑴之間。不管是正或負向雷擊^ 歧生的大電流會直接竄進歧電源之轉考電壓點或 。放電保護元件16會先呈現短路狀態進行 讓大 會流經發光二極體模組10。同時，第-保險絲元件二ί 3 電值，即啟動保護狀態= »田舍生正向苗謂，瞬間高壓會讓放電保護元件16呈現短路狀 9 M422265 100年12月16日修正替換頁 態並進行大電流放電，進而讓大電流不會流入發光Lr極體模組以- 保護發光二極體模組10。同時，瞬間高壓所產生的大電流會流經第一 保險絲元件12，這大電流會造成第一保險絲元件12係呈開路狀態， 加以避免發光二極體模組1〇受過電壓或過電流之損壞。當負向雷擊發 生％•，放電保護元件16會先進行放電保護，同時，第二保險絲元件 14會呈現開路狀態’藉以保護發光二極體模組1〇受過電塵或過 之損壞。 4 綜上所述’本創作利用保險絲元件與放電保護元 極體:過電Μ、過電流、過溫度及#擊保鮮多功能之保^ 一 唯以上所述者，僅為本創作之較佳實施 創作實施之顧。故軌依本創物_所 來限定本 包括於彻之申物範_所為之 第1圖為本創作操作於直流電源下之 J 2丨作操作於直流電源下之第二：例： 弟3圖為本創觸作於直流電源下之第三 第4圖為本創作操作於交流電源下之

第 5圖為本創作操作於交流 6圖為本創作操作於交流 【主要元件符號說明】 電源下之第五實施例。 電源下之第六實施例。

10發光二極體模組 12第一保險絲元件 14第二保險絲元件 16放電保護元件 18第一極性發光二極體 20第二極性發光二極體 M422265 厂_— 100年12月16日修正替換頁 ' 附呈： - ' 附件一為本創作過電流保護後所量測之示波器波形圖。 附件二為本創作過電壓保護後所量測之示波器波形圖。

Claims (1)

100年12月16日修正替換頁 六、申請專利範圍： L 一種發光二極體保護電路，包括： 〜發光二極體模組； ^呆險絲元件，分财接該絲二極體模組，該保險絲元件上之流過 電〜超過-保護電流值時，係呈現開路狀 該發光二極體模組；及 冑大電_過 錢接歸光二極體触、該二鑛絲元件，該放 電保叙件係提供該發光二極體模組之—電流旁路路徑。 .圍Γ猶述之發光二極體保護電路，其中該二保險 =之:;分別連接-直流電源之增端;4光：體= 及趙光二極雜組之負極，該放祕護 連4 流電源之紅霞端及刻端。 叫4連接敍 & 纖圍第2顧収發光二極體賴電路，其巾該放電伴 保險絲元件與該發光二贿模組之該 極之間’另一知係連接該直流電源之該負電壓端。 4. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體 ==:第:!險絲元件與該發光二極= 之該負極之間。而、、亥弟—保險絲元件與該發光二極體模組 5. 如申請專娜圍第2項所述之料二極 護，其中該發光二 M422265 - 100年12月16日修正替換頁 些第二極性發光二極體的極性相反。 L--------- ' 7·如申請專利範圍第1項所述之發光二極體保護電路，其中該二保險 絲元件分別為一第一保險絲元件及一第二保險絲元件，該第一保險 絲元件之兩端分別連接一交流電源之正電壓參考點及該發光二極體 模組’該第二保險絲元件之兩端分別連接該交流電源之負電壓端及 该發光一極體模組，該放電保護元件之兩端分別連接該交流電源之 該正電壓參考點及該負電壓端。 8. 如申請專利範圍第7項所述之發光二極體保護電路，其中該放電保 濩兀件之一端係連接於該第一保險絲元件與該發光二極體模組之 ® 間，另一端係連接該交流電源之該負電壓端。 9. 如申凊專利範圍第7項所述之發光二極體保護電路，其中該放電保 «蒦7L件之-端係連接於該第一保險絲元件與該發光二極體模組之 間，另一端係連接於該第二保險絲元件與該發光二極體模組之間。 1〇.j〇申請專利範圍第1項所述之發光二極體保護電路，其中該放電保 濩元件係為微型放電管。