TWM437019U - Non-strobotac LED driving circuit with high power factor - Google Patents
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M437019 *·♦ 五、新型說明: 【新型所屬之技術領域】 本創作係關於一種交流led驅動電路,+ 疋指一種具有 高功率因數之消除閃頻L E D驅動電路。 【先前技術】’ 發光二極體(LED )為目前市面上常見的照明用具,相 A 較於傳統白熾燈泡更具有高發光效率及智雷沾4± ^ • ,电的特性;然而 由於發光二極體本身僅能單向導通,故難予俤 ,呎用於傳統交 流電插座’為此業界便研發出一種交流LED驅動電路· 1 參照圖6所示,既有的交流L E D驅動電路係包含有. 一整流單元20,其輸入端連接一交流電源ac/|n,並 將交流電源AC/IN轉換為一脈動直流電源Va,* 士甘认 a 亚田具輸出 端輸出; 一 LED單元21,係包含複數個LED光源,並電連接 鲁至該整流單元20之輸出端’使其構成一電源迴路;及 一定電流迴路22,係串接於該電源迴路中,並且使該 • 電源迴路中的迴路電流為一定值。 由上述結構可知,既有的交流LED驅動電路係以其整 流單元20將交流電源AC/m轉換為脈動直流電源,並以該 定電流迴路22使迴路電流穩定。 請參照圖7A及圖7B所示,當該整流單元2〇所輸出的 脈動直流電源Va大於該LED單元之接面電壓值%時,由 於該迴路電流係被穩定地控制於一額定值,故該led單元 3 M437019 21兩端上的壓差Vab亦被控制在—㈣值,因此可使該led 單元21穩定發光。 然而,由於該LED留
Ltu早凡21必須令兩端上的壓差Vab 大於其接面電壓值才能人甘a u ^ 不 7其發光,若該脈動直流電源va的 瞬間電壓小於其接面電壓值時該LED單元便會熄滅,進而 導致該LED單元21有閃頻(F|icke「)的現象,以頻率為 120Hz的脈動直流電源為例,其閃頻頻率亦同為㈣。 人眼對於1 2QHz頻率光源不易感受閃爍;見象,但對於以週 期性掃描進行感應的影像掏取裝置來說,i2QHz頻率光源 下拍攝而仔的影像會因掃描冑率及&源頻率差&成閃頻現 象使彳于衫像上形成有複數個平行條紋,導致該照片失真。 是以,為了解決上述閃頻問題,請參照圖8所示最 直觀的做*是直接在該整流單元2〇上並聯一㈣容23,以 使該脈動直流電源成為穩定輸出的直流電源,藉以解決上 述門頻的問題,然而’此種方式會降低既有的匕E D驅動電 路的功率因數(p〇wer FactQr);請參照_ 9所示其原 因在於該整流單元20所輸出的訊號係為一種交直流交雜的 脈動直流訊號,而由電容23處看入的輸入阻抗Rjn =
Xc//(R + RI) ’其中xc為電容23之容抗、r為LED單元的 等效非線性阻抗、m為該定電流迴路22之等效電電流源阻 抗,並且由上述輸入阻抗Rin公式係可推導其功率因數關係 式為XC/(XC + R + R丨);由於一般電容的容抗值Xc係遠小於該 定電流源之等效阻抗Rl,故由上述公式可知,加入此一電 容23雖可解決閃頻問題,但卻造成輸入阻抗R…呈電容性, 功率因數必然下降;故有必要針對此情形進一步改進之。 M4.37019 【新型内容】 有鑑於上述既有的交流LED驅動電路改善閃頻的做法 會令功率因數下降之技術缺失;故本創作主要目的提供一 種具有高功因之無閃頻LED驅動電路。 欲達上述目的所使用的主要技術手段係令該具有高功 因之無閃頻LED驅動電路包含有: 一整流單元,其輸入端連接一交流電源,並將交流電 源轉換為—脈動直流電源,並由其輸出端輸出; 一 LED模組,係包含複數個LED光源,並電連接至該 整流單元之輸出端,使其構成一電源迴路; " -電容模組,係包含有至少—電容,且與該led模植 並聯;及 一定電流迴路,係串接於該電源迴路中,並且使該電 源迴路中的迴路電流為一定值。 〜 由上述結構可夹口,對》從該整流單元輸出的訊號來 說:其輸入阻抗可以視為一由該電容模組所構成電容抗元 牛並耳叶由該led模組所構成的非線性電阻性元件,再串 聯-由該定電流迴路所構成的定電流源;由於上述之定電 迻路之等效内阻為無窮大’因此無論該電容抗元件或電 阻|± 7L件如何變化,其等效組抗均為無窮纟,故所計算出 的視在功率係相當接近於有效功帛,以達到令其功率 驅近於1。 疋以’综合上述說明本創作確時能以此結構有效解決 閃頻問題,並且又不令其功率因數下降。 5 M437019 【實施方式】 請參照圖1所示係為本創作 驅動電路’其包含有: 具有焉功因之無 閃頻
LED 一整流單元1 〇,且輪 八翰入鸲連接一交流電源AC/IN,並 將交流電源AC/INI轉換為一脈動直产恭 &山# + _ 胍勒直抓包源,並由其輸出端 輸出…令該整流單元10可為-全波整流電路或一半波整 流電路,而於本實施例令’其為一全波整流電路丨 一 LED模組11,請參照圖2A至圖2C所示,係包含 複數個LED光源110,並電連接至該整流單元之輸出端, 使其構成-電源迴路;於本實施射,該複數⑽光源係 彼此相互並聯或串聯或_並聯,再連接至該整流單元10之 輸出端構成-個電源迴路’如此該整流單元1〇所輸出的脈 動直流電源即能推動該LED單元1 1點亮;
一電容模組12,係包含有至少一電容120,且與該LED 杈組1 1並聯;於本實施例中該電容1 2〇係為複數,係彼此 相互並聯或串聯或串並聯;及 一定電流迴路1 3 ’係串接於該電源迴路中,並且使該 電源迴路中的迴路電流為一定值;於本實施例中該定電流 迴路1 3係包含有: 一壓控電晶體14,係串接於該電源迴路中且具有一控 制端’以調整上述電源迴路之迴路電流;於本實施例中該 壓控電晶體係為金氧半場效應電晶體或雙極結型晶體管; 一電流檢測單元1 5,係串接於該電源迴路中,以將該 電源迴路之迴路電流轉換為對應的電壓訊號;於本實施例 M437019 令該電流檢測單元係為一檢測電阻; 一低頻遽波器1 6,係電連接於該電流檢測單元1 5,並 根據該電流檢測單元1 5所轉換後之電壓訊號,輸出一平均 電壓值,其中該低頻濾波器1 6可以是由電容、電感所構成 之類比濾波器或由數位電路所構成之數位濾波器,而在本 實施例中,係為一數位濾波器,該數位濾波器為一降頻濾 波器(Down-sampling Filter);及 一穩流控制單元1 7,其一輸入端與該低頻濾波器】6 電連接’另一輸入端則電連接一參考電壓值V ref,又其輸 出端則與該壓控電晶體14之控制端電連接;其十該穩流控 制單元1 7比較其輸入端所接收之參考電壓值與平均電壓值 之大小’並依據比較結果輸出控制訊號至該壓控電晶體,4 之控制端,令電源迴路之迴路電流維持穩定。 此外’ s青對照圖2 D及圖2 E所示,該電容模組12之 複數電容1 2 0係可分別並聯於該E D模組1 1之複數E D 光源1 1 0。 請參照圖3A以及圖3B所示,當該整流單元彳〇所輸出 的脈動直流電源Va大於該LED模組11之接面電壓值vt 時’由於該迴路電流係被定電流迴路1 3穩定地控制於一額 定值,故可使該LED模組11穩定發光,並同時對該電容模 組1 2充電;而當脈動直流電源Va瞬間電壓小於其接面電 壓值Vt時,由於該電容模組1 2係並聯於該led模組11, 故該電容模組1 2便會對該L E D模組11放電,而使該匕e 〇 模組1 1不會熄滅。 請參照圖4所示’而由電容模組12看入的輸入阻抗 7 M437019
Rin=(Xc//R) + R|;其t Xc為電容模組12之容抗、?{為LED 模組11的等效非線性阻抗、R丨為該定電流迴路彳3之等效 電電流源阻柷;並且由上述輸入阻抗Rin公式係可推導其功 率因數關係式為: ~
Xc/IXn + RHR//X^ + RI (R//Xc) + Rl 由於’定電流源的等效内阻RI遠大於Xc為電容模組 12之容抗’故所計算出的功率因數可提高至驅近於^。 請參照圖5所示,由於該led模組11之各LED光源 11 0於導通時其内阻相當小,故要使該LED模組藉由該 電容模組1 2的放電而維持發亮並且不會熄滅,係必須使用 電谷值較大的電容模組12,通常具有較大電容值的電容相 對來說體積也較為龐大;因此,為了能進一步減少該電容 模組1 2之體積,係令該LED模組串聯一限流電阻,21 ;其 中流經該限流電阻121的電流係不小於該LED模組的最低 驅動電流;是以’藉此增加該電容模組1 2的放電時間,以 進一步在使該LED模組11穩定發光的前提之下減少該電容 模組12的體積。 是以’綜合上述說明本創作確時能以此結構有效解決 閃頻問題’並且又無傳統電路直接在該整流單元上並聯一 個電容所產生的功率因數下降問題。 【圖式簡單說明】 圖1 :本創作具有高功因之無閃頻LED驅動電路之電 路圖。
Claims (1)
- 、申請專利範圍·· _日修止甘樹貝 1· 一種具有高功因之& 一单泣s ·,、、閃頻LED驅動電路,係包含有: 整流單元,其齡Λ p、由 、輸入端連接一交流電源,並將夺产雷 源㈣為-脈動直流電源,並由其輸㈣輸- 整LED:組,係包含複數個LED光源,並電連接至該 早70之輸出端’使其構成-電源迴路; 一電容模組,係包含有至少—電容,且與該 並聯;及 、一疋電流迴路’係、串接於該電源迴路中,並且使該電 源迴路中的迴路電流為一定值。 2·如請求項1所述之具有高功因之無閃頻LED驅動電 路,該LED模組係串聯一限流電阻;其令流經該限流電阻 的電流係不小於該LED模組的最低驅動電流。 3. 如味求項1或2所述之具有高功因之無閃頻[_ed驅 動電路’該LED模組之複數LED光源係彼此串聯。 4. 如明求項彳或2所述之具有高功因之無閃頻lED驅 動電路,該LED模組之複數LED光源係彼此並聯, 5·如請求項1或2所述之具有高功因之無閃頻led驅 動電路’該LED模組之複數LED光源係彼此串並聯。 6.如請求項3所述之具有高功因之無閃頻|_ED驅動電 路’該電谷模組係包含有複數電容’且複數電容彼此串聯。 7·如請求項4所述之具有高功因之無閃頻LED驅動電 路’該電容模組係包含有複數電容,且複數電容彼此並聯。 8.如請求項5所述之具有高功因之無閃頻LED驅動電 路,該電容模組係包含有複數電容,且複數電容彼此串並 月21日修正替" M437019 ,* 聯0 9.如請求項1或2所述之具有商功因之無閃頻[ED驅 動電路,該電容模組係包含有複數電容,複數電容係分別 並聯於該LED模組之複數|_ED光源。 10_如請求項1或2所述之具有高功因之無間頻led驅 動電路’該定電流迴路係包含有: 一壓控電晶體,係串接於該電源迴路中且具有一控制 端,以調整上述_電源迴路之迴路電流; 一電流檢測單元,係串接於該電源迴路中,以將該電 源迴路之迴路電流轉換為對應的電壓訊號; 一低頻濾波器,係電連接於該電流檢測單元,並根據 該電流檢測單元所轉.換後之電壓訊號,輸出一平均電壓 值;及 一穩流控制單元,其一輸入端與該低頻濾波器電連 接,另一輸入端則電連接一參考電壓值,又其輸出端則與 該壓控電晶體之控制端電連接;其中該穩流控制單元比較 其輸入端所接忮之參考電壓值與平均電壓值之大小,並依 據比較結果輸出控制訊號至該壓控電晶體之控制端,令電 源迴路之迴路電流維持穩定。 七、圖式:(如次頁) 11
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CN103687173A (zh) * | 2012-09-17 | 2014-03-26 | 朗捷科技股份有限公司 | 可解闪频的全域式线性led驱动电路 |
CN103987150A (zh) * | 2013-02-08 | 2014-08-13 | 朗捷科技股份有限公司 | 抗闪频的双回路led驱动电路 |
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CN103687173B (zh) * | 2012-09-17 | 2016-06-29 | 朗捷科技股份有限公司 | 可解闪频的全域式线性led驱动电路 |
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