TWM462481U - Ｌｅｄ燈具用電源轉換器 - Google Patents

Description

LED燈具用電源轉換器

本新型是關於一種LED燈具用電源轉換器，尤指一種具有輸出電壓保護且可延緩LED燈具光衰的電源轉換器。

早年的燈具使用的驅動器或轉換器都是使用線圈式變壓器，時至今日，燈具的驅動器已鮮少使用線圈式變壓器，一般認為電子式驅動器的崛起，使體積較大的變壓器因而式微。但必須瞭解的事實是：變壓器的式微並非因為性能不佳所致，相反地，與電子式驅動器相較，變壓器具有使用壽命長、無干擾等特性。即使如此，變壓器因其主要構造由線圈構成，線圈又是由銅線繞製而成，在國際銅價高漲的不利影響下，變壓器因製作成本高而逐漸為電子式驅動器所取代。

再者，電子式驅動器儘管具有體積小、成本低的優點，卻有易受干擾的問題，且使用在燈具時，若有調光需求時，同樣也存在成本較高的問題。

由上述可知，電子式驅動器與傳統變壓器在使用上可謂優劣互見，若變壓器在成本問題上可以獲得解決，則其性能上相較於電子式驅動器將更具優勢。

再者，由於半導體技術的發達，白光LED的技術已臻成熟，使LED成功地運用在照明用途上，而LED燈具也理 所當然地具有耗電量低、使用壽命長等優點。但由半導體構成的LED實際上存在有光衰問題，既有光衰問題，當然會影響燈具的性能與壽命。造成光衰的原因很多，除了溫度、材料性能衰退以外，採用較高的電流工作也是造成光衰的主要原因之一，為防止或減緩LED燈具光衰，穩定的電源是非常重要的，因此設計LED燈具時的電源時，必須考慮恆壓問題。然而，國內市電電源並不穩定，在用電尖峰與離峰期間，其供應電源的電壓電流會有明顯的變化，對於要求穩定電源以延緩光衰的LED燈具而言，是一項極為不利的因素，亦有待提出可行的解決方案。

基於上述問題，本新型主要目的在提供一種LED燈具用電源轉換器，其採用自耦變壓器作為主要的電源轉換元件，吸收其耗用材料少、效率高等優點以解決成本問題，並具有不易干擾、壽命長的特性；另一方面，本新型提供穩定的電源，使LED燈具不虞因較高的電流而產生光衰問題。

為達成前述目的採取的主要技術手段係令前述LED燈具用電源轉換器包括一自耦變壓器；該自耦變壓器具有一線圈，線圈上具有一個以上的抽頭，該線圈兩端分別構成一次側繞組，一抽頭與線圈的另端構成二次側繞組；其中，該自耦變壓器的線圈是降低其電壓/匝數比，且提高其電流/線徑比；本新型降低了線圈的線徑以控制輸入電流，以便在一 次側繞組的輸入電流升高時可抑制電壓提高，用以穩定二次側繞組的輸出電壓，以避免LED燈具產生光衰；又線圈增加匝數可使二次側繞組無負載的電流增加，以延遲進入飽和點，降低輸出電壓的變動，而提供穩定的電源。

10‧‧‧自耦變壓器

11‧‧‧抽頭

12‧‧‧第二抽頭

20‧‧‧電壓調整器

30‧‧‧切換開關

40‧‧‧整流電路

50‧‧‧穩流電路

圖1 是本新型第一較佳實施例的電路圖。

圖2 是本新型第二較佳實施例的電路圖。

圖3 是本新型第三較佳實施例的電路圖。

圖4 是本新型第四較佳實施例的電路圖。

圖5 是本新型第五較佳實施例的電路圖。

關於本新型的一較佳實施例，請參閱圖1所示，其包括一自耦變壓器10，該自耦變壓器10具有一線圈，該線圈具有兩端，以下分別稱為第一端L和第二端N，又線圈上設有一個以上的抽頭11，當電源轉換器只提供單一電壓輸出，不提供調光功能，該線圈上只有一個抽頭11，在本實施例中，自耦變壓器10是作為降壓使用，其第一端L和第二端N是構成一次側繞組，抽頭11和第二端N則構成二次側繞組，因此一次側繞組匝數將大於二次側繞組，二次側繞組將輸出經過降壓轉換的電源。

前述線圈是以漆包銅線等線材進行捲繞至一匝數所構成，假設該自耦變壓器10的額定電壓110V，若1V的匝數是10圈，則整個線圈的原始匝數應該是1100圈，而本新型主要特徵之一是增加該線圈的匝數，以上例而言，若 增加20%的匝數，則線圈的實際匝數是1320圈，每1V的匝數提高到12圈。換言之，一次側繞組的匝數是1320圈，至於二次側繞組的匝數則視額定的負載電壓而定，假設額定的負載電壓是40V，在線圈原始匝數為1100圈的狀況下，該線圈是在第二端N起第400圈處形成抽頭11以構成二次側繞組，並提供40V的輸出電壓。而本新型增加了線圈的匝數後，在線圈實際匝數為1320圈的狀況下，二次側繞組的匝數為480圈。增加二次側繞組匝數的結果是延緩進入飽和點，而儘量降低二次側繞組輸出的變動率，以穩定輸出電壓，藉此可供應LED燈具穩定的工作電源。由上述可知，本新型增加線圈匝數是降低線圈的電壓/匝數比。

再者，除增加線圈匝數以降低二次側繞組輸出的變動率外，本新型亦同時調整線圈的線徑，具體而言是小幅縮小線圈的線徑，而提高線圈的電流/線徑比。本實施例中其縮小比例為10%，假設輸入電源的額定電流為300mA，線圈(即一次側繞組)的線徑為0.3mm² ，則使線圈線徑縮小至0.27 mm² ，在小幅縮減線圈線徑後，將可以抑制一次側繞組的輸入電壓提高，原因在於線圈線徑縮小，使一次側繞組的電流亦被限制，從而產生電壓降，亦即當自耦變壓器10的輸入電壓因供電離峰而升高時，一次側繞組因線圈線徑縮小而產生電壓降，遂使二次側繞組輸出電壓得以不因輸入電壓升高而提高，藉此可防止LED燈具在較高電流下工作，從而可避免或延緩光衰現象。

請參閱圖2所示，本新型可以進一步使自耦變壓器10 的二次側繞組連接一整流電路40，以供應直流電源給LED燈具，前述整流電路40可由一橋式整流器構成。又如圖3所示，前述整流電路40的輸出端進一步連接一穩流電路50，以穩定輸出電流。

又本新型的LED燈具用電源轉換器可進一步提供一調光功能，其一較佳實施例係如圖4所示，主要是在自耦變壓器10的一次側繞組上並聯一電壓調整器20，該電壓調整器20可為一可變電阻，藉由調整可變電阻的阻值，可調整一次側繞組的輸入電壓，從而調整二次側繞組的輸出電壓，以達到調光目的。與前述實施例相同，本實施例可在電壓調整器20的輸出端連接一整流電路，或一整流電路和一穩流電路。

本新型又一較佳實施例係如圖5所示，其包括前述的自耦變壓器10和一切換開關30，該切換開關30具有多個接點和一共同端，該共同端可切換地和其中一個接點電連接，該自耦變壓器10主要是在線圈的抽頭11和第二端N間設有一個以上的第二抽頭12，該抽頭11、第二抽頭12分別和切換開關30的各個接點連接，該切換開關30共同端與線圈第二端N構成二次側繞組的電源輸出端，當切換開關30的共同端切換和不同的接點電連接，二次側繞組將輸出不同電壓的電源給LED燈具，藉此可達到多段調光的效果。

與前二實施例相同，本實施例可在自耦變壓器10的二次側繞組連接一整流電路，或連接一整流電路和一穩流電路，其中整流電路是切換開關30連接。

由上述可知，本新型係採用自耦變壓器作為轉換元件，其體積較傳統變壓器小，耗用材料少且重量相對較輕，因而具有較低的使用成本，卻擁有壽命長、穩定的工作特性。而本新型進一步小幅縮小了自耦變壓器的線圈線徑，以便控制輸入電流，當一次側繞組的輸入電流升高時將產生電壓降，以穩定二次側繞組的輸出電壓，避免LED燈具產生光衰；又線圈增加匝數得使二次側繞組無負載的電流增加，可延遲進入飽和點，降低輸出電壓的變動率，而提供穩定的電源。

10‧‧‧自耦變壓器

11‧‧‧抽頭

Claims (10)

1. 一種LED燈具用電源轉換器，包括一自耦變壓器；該自耦變壓器具有一線圈，線圈上具有一個以上的抽頭，該線圈兩端分別構成一次側繞組，一抽頭與線圈的另端構成二次側繞組；其中，該自耦變壓器的線圈是降低其電壓/匝數比，且提高其電流/線徑比。
2. 如請求項1所述之LED燈具用電源轉換器，該自耦變壓器的線圈是增加20%的匝數，以降低其電壓/匝數比。
3. 如請求項1所述之LED燈具用電源轉換器，該自耦變壓器的線圈是將線徑縮小10%，以提高其電流/線徑比。
4. 如請求項2所述之LED燈具用電源轉換器，該自耦變壓器的線圈是將線徑縮小10%，以提高其電流/線徑比。
5. 如請求項1至4中任一項所述之LED燈具用電源轉換器，該自耦變壓器的二次側繞組連接有一整流電路。
6. 如請求項5所述之LED燈具用電源轉換器，該整流電路的輸出端連接一穩流電路。
7. 如請求項6所述之LED燈具用電源轉換器，該自耦變壓器的一次側繞組並聯一電壓調整器。
8. 如請求項7所述之LED燈具用電源轉換器，該電壓調整器是一可變電阻。
9. 如請求項1至4中任一項所述之LED燈具用電源轉換器，進一步包括一切換開關，該切換開關具有多個接點和一共同端，該共同端可切換地和其中一個接點電連接，該自耦變壓器主要是在線圈的一端和抽頭間設有一個以上的第二抽頭，該抽頭、第二抽頭分別和切換開關的各個接 點連接。
10. 如請求項9所述之LED燈具用電源轉換器，該切換開關共同端和一整流電路連接，該整流電路輸出端連接一穩流電路。