TWM469624U - 兼具開路保護及可調色溫與亮度之ｌｅｄ驅動裝置 - Google Patents

兼具開路保護及可調色溫與亮度之ｌｅｄ驅動裝置 Download PDF

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Wei Zhang
Huan-Ying Lu
Kai-Cheng Chuang
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Description

兼具開路保護及可調色溫與亮度之LED驅動裝置
本創作係屬於LED(Light Emitting Diode，發光二極體)燈具用電源設備之技術領域，特別是關於一種兼具開路保護及可調色溫與亮度之LED驅動裝置，以透過簡單的跳線帽(Jump)彈性調整燈具光色而提升產品適應性。
目前，LED燈具之驅動裝置多採用切換式電源轉換器(Switching Power Converter)作為主電路架構，且該切換式電源轉換器一般常見有返馳式(Fly-back)、順向式(Forward)、升壓式(Boost)、降壓式(Buck)、推挽式(Push-pull)、半橋式(Half-bridge)及全橋式(Full-bridge)等電路型態。以如圖1所示之驅動裝置1為例，係採升壓式電源轉換器為主電路架構而具有將輸入電壓提高到負載所需電壓準位的功能，其設有一調光模組10、一整流模組11、一控制模組12及一輸出模組13，該控制模組12具有一控制晶片120、一保護電阻121、該電晶體122及該感測電阻123。該調光模組10為雙向三極閘流體(Tri-Electrode AC Switch,TRIAC)，且該感測電阻123透過該電晶體121串接LED，以於該TRIAC切換輸入電壓之導通角而調整光亮度時，該感測電阻123檢測LED之驅動電流而形成一壓降，供該控制晶片120比較該壓降及輸入電壓而輸出高準位電壓或低準位電壓至該電晶體122，以適時導通或截止該電晶體122而調整脈波寬度調變(Pulse Width Modulation,PWM)訊號之空佔比，達控制輸出之驅動電流大小而影響LED發光亮度。並且，為避免整體電路過壓而損毀該驅動裝置1，該控制晶片120係透過該保護電阻121截取該輸出模組13所輸出之 驅動電壓大小，以判斷整體電路之作動是否正常。然而，此種方式於LED發生損毀而使某些LED組串開路時，其餘LED將直接承接該輸出模組13輸出之完整壓值，如此，此些LED雖可能仍正常工作，卻會於一段時間後因承受過高的電壓而損毀，使燈具壽命縮短而降低產品品質及使用滿意度。
再者，現行燈具雖利用藍光LED搭配黃光LED的混合設置方式生產出符合需求的燈照光色，但於研發設計階段確定藍光LED與黃光LED的設置顆數後，即使後續生產出的燈具因各LED的物理特性不同而有光色誤差問題亦無法調整，亦即無法增減藍光LED或黃光LED實際作動發光的顆數。如此，製造廠商可能於出廠前的檢驗淘汰大量的色差品而造成良率下降與次級品庫存量增加等問題，不利於產業的經濟發展。
有感如此，如何於燈具中混合使用藍光與黃光之發光二極體作為發光光源的同時，利用簡單的開關元件於出廠前彈性調整燈具光色而確保產品品質，以降低成品損耗率及生產成本而有利於經濟效益，即為本創作所亟欲解決之課題。
有鑑於習知技藝之問題，本創作之目的在於提供一種兼具開路保護及可調色溫與亮度之LED驅動裝置，以透過簡單的線路設置及開關元件使燈具同時具有光色微調功能及開路保護功能，使於不增加成本的前提下提升產品適應性及品質。
根據本創作之目的，該兼具開路保護及可調色溫與亮度之LED驅動裝置供用於嵌燈或筒燈之一燈具中而驅動複數個發光二極體發光，該LED驅動裝置主要由一調光模組、一整流模組、一控制模組及一輸出模組所構成，且該控制模組內設有一控制晶片，以電訊連接該等發光二極體及透過一電晶體及一感測電阻電訊連接該輸出模組，其特徵在於：該等發光二極體區分成複數個組串，且其中至少一組串係由複數個藍光二極體串聯而成，其餘組串分別由複數個黃光二極體串聯而成，又黃光之該等組串之其中至少一者並聯耦接藍光之該組串後串聯耦接其餘者而形成一節 點；該輸出模組設有一切換開關，該切換開關為三端元件而兩輸出端分別耦接藍光之該組串及黃光之該組串，且該控制晶片之電源輸入腳位電訊連接該節點，以於該等發光二極體出現異常而造成開路時，該節點上所呈現的電壓準位將低於該控制晶片之工作電壓而使該控制晶片停止作動，形成保護整體電路之效用，又切換該切換開關而導通藍光之該組串或黃光之該組串，以改變該燈具之發光色溫。
其中，該調光模組接輸出一調光訊號時，該控制晶片調節該電晶體之作動而調節流入該等發光二極體之電流大小，以改變該燈具之照明強度。該LED驅動裝置採用升壓式(Boost)電源轉換電路架構，該切換開關為跳線帽且設於該燈具之燈板上，且該整流模組為橋式全波整流器，該調光模組為雙向三極閘流體，供接收並調整一外部電源之輸入相位導通角而改變輸入功率並形成該調光訊號。
綜上所述，本創作係利用跳線帽改變藍光或黃光之該組串之導通狀況而允許製造業者於該燈具出廠前彈性調整光色，以符合訂單需求而降低不良率及次品庫存量。同時，透過該節點的接設方式，使該控制晶片直接由該等發光二極體取得所需工作電壓而不同於習知中利用電阻分壓整流電壓而形成工作電壓之作動方式，如此，當該發光二極體有所損毀而形成開路時，該控制晶片即無法透過該節點取得所需工作電壓而使整體電路停止作動，達成保護功效。
 習知技術
1‧‧‧驅動裝置
10‧‧‧調光模組
11‧‧‧整流模組
12‧‧‧控制模組
120‧‧‧控制晶片
121‧‧‧保護電阻
122‧‧‧電晶體
123‧‧‧感測電阻
13‧‧‧輸出模組
本創作
2‧‧‧LED驅動裝置
20‧‧‧調光模組
21‧‧‧整流模組
22‧‧‧轉換模組
220‧‧‧電感
221‧‧‧二極體
222‧‧‧電容
23‧‧‧控制模組
230‧‧‧控制晶片
231‧‧‧電晶體
232‧‧‧感測電阻
24‧‧‧輸出模組
240‧‧‧切換開關
3‧‧‧燈具
30‧‧‧燈罩
31‧‧‧LED
310‧‧‧藍光LED組串
311‧‧‧黃光LED組串
312‧‧‧節點
32‧‧‧燈板
33‧‧‧燈座
第1圖 係為習知升壓式驅動裝置之電路圖。
第2圖 係為本創作較佳實施例之方塊示意圖。
第3圖 係為本創作較佳實施例之電路圖。
第4圖 係為本創作較佳實施例之燈具示意圖。
為使 貴審查委員能清楚了解本發明之內容，謹以下列說明搭配圖式，敬請參閱。
請參閱第2~4圖，其係分別為本創作較佳實施例之方塊示意圖、電路圖及模組示意圖。如圖所示，兼具開路保護及可調色溫與亮度之該LED驅動裝置2供用於嵌燈或筒燈之一燈具3中而驅動複數個LED 31發光，該燈具3至少設有一燈罩30、一燈板32及一燈座33，該燈座33容置該燈板32後接合該燈罩30，且該燈板上32電性連接該LED驅動裝置2及其上設有該等LED 31，又該等LED 31區分成複數個組串，且其中至少一組串由複數個藍光LED串聯而成藍光組串310，其餘組串分別由複數個黃光LED串聯而成，又黃光之該等組串之其中至少一者，即一黃光組串311並聯耦接該藍光組串310後串聯耦接其餘者而形成一節點312。
該LED驅動裝置2採Boost架構，主要由一調光模組20、一整流模組21、一轉換模組22、一控制模組23及一輸出模組24所構成。該調光模組20為TRIAC，該整流模組21為橋式全波整流器而透過TRIAC電訊連接一外部電源(圖未示)，且該轉換模組22主要由一電感220、一二極體221及一電容222所組成，該控制模組23內設有一控制晶片230、一電晶體231及一感測電阻232，又該輸出模組24設有三端元件之一切換開關240。該電感220一端耦接該整流模組21之輸出端，另一端耦接該二極體221之陽極，且該二極體221之陰極耦接該電容222及該切換開關240之輸入端，該切換開關240之兩輸出端分別耦接該藍光組串310及該黃光組串311。於本實施例中，該切換開關240可為跳線帽並設於該燈板32上，以供該燈具3製造商可於出廠前自行切換該切換開關240而改變該藍光組串310或該黃光組串311之導通狀態，如此，藉該藍光組串310之LED亮燈與否，即可使該燈具3所發射出之光色較顯冷色或暖色，即改變該燈具3之發光色溫。
該控制晶片230具有VIN、CS、GND、GATE、PWMD、 VDD、LD/SS、RT等8腳位，且GATE腳位電訊連接該電晶體231之閘極，CS腳位電訊連接該電晶體231之源極及該感測電阻232，且該控制晶片230之VIN，即電源輸入腳位電訊連接該節點312，又該電晶體231之汲極耦接該二極體221之陽極。並且，該TRIAC接收並調整該外部電源之輸入相位導通角而改變輸入功率後形成一調光訊號，使該控制晶片230依該調光訊號調節該電晶體231之作動而調節流入該等LED 31之電流大小，以改變該燈具3之照明強度。於此同時，該節點312因該等LED 31流有電流而具有一電壓值，使該控制晶片230承接該電壓值而取得所需的工作電壓，由此可知，當該等LED 31出現異常而造成線路開路時，該節點312上所呈現的電壓準位將低於該控制晶片230之工作電壓，如此，該控制晶片230即無法取得所需工作電壓而停止作動，進而使該燈具3停止作動而形成保護該等LED 31與整體電路之效用。
以上所述僅為舉例性之較佳實施例，而非為限制性者。任何未脫離本創作之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
2‧‧‧LED驅動裝置
20‧‧‧調光模組
21‧‧‧整流模組
22‧‧‧轉換模組
220‧‧‧電感
221‧‧‧二極體
222‧‧‧電容
23‧‧‧控制模組
230‧‧‧控制晶片
231‧‧‧電晶體
232‧‧‧感測電阻
24‧‧‧輸出模組
240‧‧‧切換開關
31‧‧‧LED
310‧‧‧藍光LED組串
311‧‧‧黃光LED組串
312‧‧‧節點

Claims (5)

  1. 一種兼具開路保護及可調色溫與亮度之LED驅動裝置，係供用於嵌燈或筒燈之一燈具中而驅動複數個發光二極體發光，該LED驅動裝置主要由一調光模組、一整流模組、一轉換模組、一控制模組及一輸出模組所構成，且該控制模組內設有一控制晶片，以電訊連接該轉換模組與該等發光二極體，及透過一電晶體及一感測電阻電訊連接該輸出模組，其特徵在於：該等發光二極體區分成複數個組串，且其中至少一組串係由複數個藍光二極體串聯而成，其餘組串分別由複數個黃光二極體串聯而成，又黃光之該等組串之其中至少一者並聯耦接藍光之該組串後串聯耦接其餘者而形成一節點；該輸出模組設有一切換開關，該切換開關為三端元件而兩輸出端分別耦接藍光之該組串及黃光之該組串，且該控制晶片之電源輸入腳位電訊連接該節點，以於該等發光二極體出現異常而造成開路時，該節點上所呈現的電壓準位將低於該控制晶片之工作電壓而使該控制晶片停止作動，形成保護整體電路之效用，又切換該切換開關而導通藍光之該組串或黃光之該組串，以改變該燈具之發光色溫。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之兼具開路保護及可調色溫與亮度之LED驅動裝置，其中該調光模組接輸出一調光訊號時，該控制晶片調節該電晶體之作動而調節流入該等發光二極體之電流大小，以改變該燈具之照明強度。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之兼具開路保護及可調色溫與亮度之LED驅動裝置，其中該LED驅動裝置係採用升壓式電源轉換電路架構。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之兼具開路保護及可調色溫與亮度之LED驅動裝置，其中該切換開關係為跳線帽且設於該燈具之燈板上。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之兼具開路保護及可調色溫與亮度之LED驅動裝置，其中該整流模組為橋式全波整流器，該調光模組為雙向三極 閘流體，供接收並調整一外部電源之輸入相位導通角而改變輸入功率，並形成該調光訊號。
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