TWM461277U - 多規格混用之發光二極體晶片驅動裝置 - Google Patents

Description

多規格混用之發光二極體晶片驅動裝置

本創作係與發光二極體驅動有關；特別是指一種多規格混用之發光二極體晶片驅動裝置。

按，發光二極體照明裝置係包含有一發光二極體晶片與一驅動裝置，該驅動裝置用以提供該發光二極體晶片所需之電能。目前市面上的發光二極體晶片規格琳瑯滿目，舉例而言，以下五種不同規格的發光二極體晶片，45V/500mA、38V/700mA、34V/900mA、20V/1500mA、14V/1400mA，其額定電壓及額定電流皆不同，因此，額電功率也不盡相同。即使是具有相同功率的發光二極體晶片，其額定電壓與額定電流之組合亦是繁多。為了驅動如此多種規格組合的發光二極體晶片，現有的方式是針對每一種規格的發光二極體晶片開發一種驅動裝置。然，對於發光二極體照明裝置製造商而言，開發的驅動裝置種類增多不但增加驅動裝置庫存的壓力，而且無法以量制價，導致製造成本居高不下。若能開發適用於多規格的發光二極體晶片之驅動裝置，當可降低發光二極體晶片之驅動裝置庫存的壓力，並且有效降低製造成本。

有鑑於此，本創作之目的在於提供一種多規格混用之發光二極體晶片驅動裝置，可適用於驅動多種不同規格 的發光二極體晶片。

緣以達成上述目的，本創作所提供多規格混用之發光二極體晶片驅動裝置，用以驅動一發光二極體晶片，包含有：一驅動單元、一電壓偵測單元與一回授控制模組。其中該驅動單元電性連接一電源與該發光二極體晶片，用以接收該電源的電能並輸出一驅動電壓與一驅動電流予該發光二極體晶片；該電壓偵測單元電性連接該驅動單元，用以偵測該驅動電壓之電壓值；該回授控制模組電性連接該電壓偵測單元及該驅動單元，該回授控制模組內建有一預設功率值，該回授控制模組依據該電壓偵測單元所測得的驅動電壓之電壓值及該預設功率值，控制該驅動單元使該驅動電流持維於符合該發光二極體晶片的額定電流之電流值。

本創作更提供另一多規格混用之發光二極體晶片驅動裝置，用以驅動一發光二極體晶片，包含有：一驅動單元、一電壓偵測單元與一回授控制模組。其中，該驅動單元電性連接一電源與該發光二極體晶片，用以接收該電源的電能並輸出一驅動電壓與一驅動電流予該發光二極體晶片；該電壓偵測單元電性連接該驅動單元，用以偵測該驅動電壓之電壓值；該回授控制模組電性連接該電壓偵測單元及該驅動單元，該回授控制模組內建有複數個不同的預設電壓值，該回授控制模組依據該電壓偵測單元所測得的電壓值對應一該預設電壓值，並依據所對應的該預設電壓值控制該驅動單元使該驅動電流維持於符合該發光二極體晶片的額定電流之電流值。

藉此，本創作多規格混用之發光二極體晶片驅動裝置，可供驅動多種不同規格的發光二極體晶片，有效改善習用的驅動裝置只能用於驅動一種規格之發光二極體晶片的缺點。

1‧‧‧驅動裝置

10‧‧‧驅動單元

20‧‧‧電壓偵測單元

30‧‧‧電流偵測單元

40‧‧‧回授控制模組

42‧‧‧運算單元

44‧‧‧控制單元

50‧‧‧切換單元

2‧‧‧驅動裝置

60‧‧‧回授控制模組

62‧‧‧運算單元

622‧‧‧記憶體

P‧‧‧電源

L‧‧‧發光二極體晶片

圖1為本創作第一較佳實施例所之驅動裝置方塊圖；圖2為本創作第一較佳實施例之另一實施態樣；圖3為本創作第二較佳實施例所之驅動裝置方塊圖；圖4為第二較佳實施例的驅動裝置之輸出特性圖；以及圖5為第二較佳實施例另一實施態樣的輸出特性圖。

為能更清楚地說明本創作，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如后，圖1所示者為本創作第一較佳實施例多規格混用之發光二極體晶片驅動裝置1，包含有一驅動單元10、一電壓偵測單元20、一電流偵測單元30、一回授控制模組40。

該驅動單元10電性連接一電源P與一發光二極體晶片L，用以接收該電源P的電能並輸出一驅動電壓與一驅動電流予該發光二極體晶片L。該驅動單元10係可受控制地改變該驅動電壓之電壓值與該驅動電流之電流值。在實務上，該驅動單元10可為採用PWM、半橋式、Buck、Boost等型式的電路為基礎進行設計。該發光二極體晶片L係可選自額定功率相同但不同額定電壓與額定電流規格的發光二極體晶片L。

該電壓偵測單元20電性連接該驅動單元10，用以偵測該驅動單元10供輸予該發光二極體晶片L的驅動電壓之電壓值。該電流偵測單元30電性連接該驅動單元10，用以偵測該驅動單元10供輸予該發光二極體晶片L的驅動電流之電流值。

該回授控制模組40包含有相互電性連接的一運算單元42與一控制單元44。該運算單元42電性連接該電壓偵測單元20與該電流偵測單元30，該控制單元44電性連接該驅動單元10。該運算單元42內建有一預設功率值，該驅動單元10所連接的發光二極體晶片L的額定功率需與該預定功率值相同或相近，較佳地，所選用的發光二極體晶片L的額定功率介於該預設功率值的90%~110%間。

該運算單元42依據該電壓偵測單元20所測得的驅動電壓之電壓值及該預設功率值進行計算，以取得該發光二極體晶片L所需之一工作電流值，其中該工作電流值係符合所連接的發光二極體晶片L額定電流。該運算單元42透過該控制單元44輸出一電流控制訊號至該驅動單元10使該驅動電流之電流值持維於該工作電流值。

在本實施例中，該運算單元42透過該控制單元44發送該電流控制訊號控制該驅動單元10使該驅動單元10輸出的驅動電流之電流值由一小於該工作電流值的啟始電流值逐漸增加，同時該運算單元42透過該電壓偵測單元20及該電流偵測單元30偵測該驅動電壓之電壓值及該驅動電流之電流值，並計算該驅動電壓之電壓值與該驅動電流之電流值的一乘積(即施加於該發光二極體晶片L上的驅動功率)。可輕易了解的是，供予該發光二極體晶片L的該驅動電壓之電壓值係隨著該驅動單元10所供輸的驅動電流之電流值的提升而增加，因此，施加於該發光二極體晶片L上的驅動功率亦隨之增加，直到施加於該發光二極體晶片L上的驅動功率達到該預設功率值時停止增加該驅動電流之電流值，此際的驅動電流之電流值即為該工作電流值，藉此，可對應得到該發光二極體80所需之工作電流值。在實務上，除了以計算方式得到該工作電流值外，亦可在出廠前 先測試多個發光二極體操作於啟始電流值時的電壓值，再將所測得的電壓值與該些發光二極體晶片的對應關係建立於資料庫中，藉此，發光二極體晶片L連上驅動單元10，供輸啟始電流值並測量對應的電壓值，依據測得的電壓值即可由資料庫中擷取出所需之工作電流值。

該運算單元42透過該控制單元44發送該電流控制訊號控制該驅動單元10，使該驅動電流之電流值維持於該發光二極體晶片L所需之工作電流值，以供輸符合該預定功率值的該驅動功率至該發光二極體晶片L，使該發光二極體晶片L達到定功率之狀態，換言之，此時的驅動電壓之電壓值與驅動電流之電流值的乘積維持於設定的預定功率值。

據上所述，該驅動裝置1即可自動偵測所連接的發光二極體晶片L維持於該預定功率值所需之工作電流值，即使替換成不同額定電壓及額定電流的發光二極體晶片L，只要其額定功率與該預定功率值相同或相近，皆可適用於該驅動裝置1。該驅動裝置1不限於驅動單一額定電壓及額定電流規格之發光二極體晶片，有效改善習用的驅動裝置只能用於驅動一種規格的發光二極體晶片之不便。

請參閱圖2所示，該驅動裝置1更可包含一切換單元50電性連接該運算單元42，且該運算單元42中預先設定複數個不同的功率值，透過該切換單元50選擇該些功率值的其中一者為該預定功率值。藉此，該驅動裝置1可適用於驅動不同的額定功率之發光二極體晶片L。在實務上，該切換單元50可為採用開關為基礎進行設計，使用者切換開關即可設定該預定功率值。

以下再提供其它具體實施例，同樣可達到驅動不同規格的發光二極體晶片之效果。

圖3所示者為本創作第二較佳實施例多規格混用之發光二極體晶片驅動裝置2，其具有大致相同於上述第一較佳實施例的構件，不同的是，本實施例的回授控制模組60之運算單元62具有一記憶體622，該記憶體622中預先建立有一資料庫，該資料庫具有複數個不同的預設電壓值與複數個電流參數，每一該預設電壓值係對應一該電流參數。其中，該運算單元62係利用一該電流參數控制該控制單元44輸出一相對應的電流控制訊號至該驅動單元10，以使該驅動單元10所輸出的驅動電流之電流值維持於一特定的預設電流值。

於後茲以該驅動裝置2個別供五種不同規格的發光二極體晶片L使用為例進行說明，該五種發光二極體晶片L額定電壓及額定電流分別為：45V/500mA、38V/700mA、34V/900mA、20V/1500mA、14V/1400mA。

首先，測量每一發光二極體晶片L操作於一參考電流值時所對應的電壓值，其中該參考電流值係小於該些發光二極體晶片L的額定電流。茲定義每一發光二極體晶片L操作於該參考電流值時所對應的電壓值為一該預設電壓值，該五種不同的發光二極體晶片L即分對應五種不同的預設電壓值。接著，取得該些額定電流對應的電流參數，並將該些預設電壓值與對應的電流參數建立於該資料庫。藉此，每一該預設電壓值即對應該驅動單元輸出的一該預設電流值，且每一該預設定流值係符合五種規格之其中一種發光二極體晶片L的額定電流。

將符合前述五種規格之任一發光二極體晶片L連接到該驅動單元10後，該運算單元62透過該控制單元44發送電流控制訊號控制該驅動單元10使該驅動電流之電流值為該參考電流值，同時該運算單元62透過該電壓偵測 單元20偵測該驅動電壓之電壓值。接著，將所測得的電壓值與資料庫中的該些預設電壓值做比對，並擷取得與所測得的電壓值相符合的一該預設電壓值所對應的電流參數。

接著，該運算單元62利用擷取的該電流參數控制該控制單元44輸出對應的電流控制訊號至該驅動單元10，使該驅動電流之電流值維持於對應的預設電流值，藉此，可提供該發光二極體晶片L所需之額定電流。而該驅動單元10依據所連接的發光二極體晶片L屬性自動調整輸出的驅動電壓之電壓值，以供予符合所連接的該發光二極體晶片L規格之電能。請配合圖4所示，該驅動裝置2對於該五種發光二極體晶片L中的任一者皆能提供符合規格的驅動電流及驅動電壓。

在上述中，每一該預設電流值係與一該預設電壓值相對應，為了再增加該驅動裝置2可適用的發光二極體晶片的種類，在實務上，亦可設計成每一該預設電流值與一預設電壓區段相對應。其中：該資料庫中預先建立有複數個預設電壓區段與電流參數，每一該預設電壓區段係對應一該電流參數，每一該預設電壓區段包含複數個預設電壓值。

該運算單元62透過該控制單元44控制該驅動單元10使該驅動電流之電流值為該參考電流值，同時偵測該驅動電壓之電壓值，當所測得的電壓值介於所對應的預設電壓區段內時，則擷取該資料庫中該預設電壓區段對應的電流參數，據以控制該驅動單元10使該驅動電流之電流值維持於對應的預設電流值，以提供該發光二極體晶片L所需之額定電流，而該驅動單元10依據所連接的發光二極體晶片L屬性自動調整輸出的驅動電壓之電壓值，以供予符合所連接的該發光二極體晶片L規格之電能。

此外，在本實施例中，該資料庫的其中一該預設電壓區段包含零伏特，換言之，當測得的驅動電壓之電壓值為零伏特時，亦對應有一預設電流值，藉此，當所連接的發光二極體晶片L短路時，可有效地限制該驅動電流之電流值，避免該驅動電流之電流值過大而造成驅動單元10損壞。

該驅動裝置2的輸出曲線如圖5所示，除了適用前述五種規格的發光二極體晶片L之外，只要發光二極體晶片L的額定電流符合圖5所示之五個電流值，且額定電壓介於對應的電壓區段內，皆能適用該驅動裝置，使得該驅動裝置2可適用於驅動更多種不同的發光二極體晶片L。

本創作多規格混用之發光二極體晶片驅動裝置，可供驅動多種不同規格的發光二極體晶片，有效改善習用的驅動裝置只能用於驅動一種發光二極體晶片的缺點。

以上所述僅為本創作較佳可行實施例而已，舉凡應用本創作說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本創作之專利範圍內。

1‧‧‧驅動裝置

10‧‧‧驅動單元

20‧‧‧電壓偵測單元

30‧‧‧電流偵測單元

40‧‧‧回授控制模組

42‧‧‧運算單元

44‧‧‧控制單元

P‧‧‧電源

L‧‧‧發光二極體晶片

Claims (10)

1. 一種多規格混用之發光二極體晶片驅動裝置，用以驅動一發光二極體晶片，包含有：一驅動單元，電性連接一電源與該發光二極體晶片，用以接收該電源的電能並輸出一驅動電壓與一驅動電流予該發光二極體晶片；一電壓偵測單元，電性連接該驅動單元，用以偵測該驅動電壓之電壓值；以及一回授控制模組，電性連接該電壓偵測單元及該驅動單元，該回授控制模組內建有一預設功率值，該回授控制模組依據該電壓偵測單元所測得的驅動電壓之電壓值及該預設功率值，控制該驅動單元使該驅動電流持維於符合該發光二極體晶片的額定電流之電流值。
2. 如請求項1所述多規格混用之發光二極體晶片驅動裝置，其中該回授控制模組控制該驅動單元使該驅動電流之電流值由一啟始電流值逐漸增加，同時偵測供輸至該發光二極體晶片的驅動電壓之電壓值，並計算該驅動電壓之電壓值與該驅動電流之電流值的一乘積，直到該乘積等於該預設功率值時停止增加並維持該驅動電流之電流值。
3. 如請求項2所述多規格混用之發光二極體晶片驅動裝置，包含有一電流偵測電路，電性連接該驅動單元與該回授控制模組，該電流偵測電路偵測該驅動電流之電流值；該回授控制模組依據所偵測的該驅動電流之電流值與所偵測的該驅動電壓之電壓值計算乘積。
4. 如請求項1所述多規格混用之發光二極體晶片驅動裝置，其中該驅動單元所連接的發光二極晶片之額定功率介於該預設功率值的90%~110%間。
5. 如請求項1所述多規格混用之發光二極體晶片驅動裝置，其中該回授控制模組內建有複數個不同的功率值；一切換單元電性連接該回授控制模組，該切換單元供選擇其中一該功率值，且該預設功率值為該切換單元所選擇的一該功率值。
6. 一種多規格混用之發光二極體晶片驅動裝置，用以驅動一發光二極體晶片，包含有：一驅動單元，電性連接一電源與該發光二極體晶片，用以接收該電源的電能並輸出一驅動電壓與一驅動電流予該發光二極體晶片；一電壓偵測單元，電性連接該驅動單元，用以偵測該驅動電壓之電壓值；以及一回授控制模組，電性連接該電壓偵測單元及該驅動單元，該回授控制模組內建有複數個不同的預設電壓值，該回授控制模組依據該電壓偵測單元所測得的電壓值對應一該預設電壓值，並依據所對應的該預設電壓值控制該驅動單元使該驅動電流維持於符合該發光二極體晶片的額定電流之電流值。
7. 如請求項6所述多規格混用之發光二極體晶片驅動裝置，其中該些預設電壓值更區分有複數個預設電壓區段，同一預設電壓區段內的預設電壓值係對應該驅動單元輸出相同 的電流值；該回授控制模組依據該電壓偵測單元所測得的電壓值對應一該預設電壓值所屬的預設電壓區段，並控制該驅動單元使該驅動電流維持於符合該發光二極體晶片的額定電流之電流值。
8. 如請求項6或7所述多規格混用之發光二極體晶片驅動裝置，其中該回授控制模組控制該驅動單元使該驅動電流之電流值為一固定的參考電流值，同時偵測供輸至該發光二極體晶片的驅動電壓的電壓值，並依據所測得的電壓值對應與其相符合的一該預設電壓值。
9. 如請求項8所述多規格混用之發光二極體晶片驅動裝置，其中該參考電流值小於該發光二極體晶片的額定電流。
10. 如請求項7所述多規格混用之發光二極體晶片驅動裝置，其中一該預設電壓區段包含零伏特。