[發(fā)明專利]高亮度交流LED燈驅(qū)動電路

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210015099.3
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN102625522A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘政宏
• 申請（專利權(quán)）人: 朗捷科技股份有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 北京戈程知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種LED燈驅(qū)動電路，特別是指高亮度交流LED燈驅(qū)動電路。

背景技術(shù)

因發(fā)光二極管(LED)具有低成本、低耗電量的特性，故用于照明的發(fā)光燈具中，發(fā)光二極管(LED)已逐漸取代傳統(tǒng)燈泡。

請參考圖5所示，是典型的發(fā)光二極管電壓對電流關(guān)系圖，由圖中可見，發(fā)光二極管為單向?qū)ǖ碾娮釉沂┘釉诎l(fā)光二極管兩端的電壓必須超過其導(dǎo)通電壓(約0.7V)，才可使發(fā)光二極管導(dǎo)通并發(fā)光，且電壓須提升到1V以上，才可供更大的電流通過發(fā)光二極管；請再參考圖6所示，在室溫(25℃)下，是通過發(fā)光二極管的電流大小與其發(fā)光強(qiáng)度的關(guān)系圖，由圖可見及，通過發(fā)光二極管的電流越大，其發(fā)光強(qiáng)度越強(qiáng)，而一般驅(qū)動電路是用來穩(wěn)定通過發(fā)光二極管的電流，由此維持發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度與發(fā)光二極管的使用壽命。

若是將發(fā)光二極管直接連接在交流電源(AC?input)，因發(fā)光二極管具單向?qū)ǖ奶匦裕垍⒖紙D7所示，在一個交流電源的周期中，電壓僅在正半周的一區(qū)間T中大于發(fā)光二極管的導(dǎo)通電壓，故發(fā)光二極管僅在該區(qū)間T中被導(dǎo)通發(fā)光，于區(qū)間T以外的區(qū)域則熄滅，因此將發(fā)光二極管直接應(yīng)用在交流電源的發(fā)光效率是相當(dāng)不良的。

請參考圖8所示，目前常用的作法是在發(fā)光二極管與交流電源之間連接一全橋整流器6與一濾波電容C，由全橋整流器6與濾波電容C將交流電源轉(zhuǎn)換為一直流電輸出，該輸出的電壓波形可參考圖9所示，因此，發(fā)光二極管可獲得較穩(wěn)定的直流電源V_o，其中因電壓波形由濾波電容C的充、放電動作而形成漣波(ripple)，通過發(fā)光二極管的電流波形可參考圖10所示。因通過發(fā)光二極管的電流波形仍有高低起伏的漣波現(xiàn)象，可在電路中額外再設(shè)置一定電流電路，請參考圖11所示，令通過發(fā)光二極管的電流為一定值，以使發(fā)光二極管可穩(wěn)定發(fā)光。

請參考圖12所示，雖然濾波電容C可使輸出電壓趨于穩(wěn)定，但是濾波電容C的設(shè)置會導(dǎo)致電流相位落后于電壓相位，使功率因數(shù)低落。

因此，為避免功率因數(shù)低落，現(xiàn)有許多驅(qū)動電路不使用電容與電感元件。請參考美國專利第6989807號所揭示的一LED驅(qū)動電路，如圖13所示，其主要包含一全橋整流器60、一LED燈串70、多電子開關(guān)81～85與一電壓檢測及控制單元90。

該全橋整流器60的輸入端連接交流電源，于輸出端輸出一直流弦波。

該LED燈串70包含有多串聯(lián)LED單元71～75，各LED單元71～75包含有至少一發(fā)光二極管(在此以五個LED單元舉例說明的，各LED單元包含有一發(fā)光二極管，以下依序區(qū)分為第一至第五LED單元71～75)，且各LED單元對應(yīng)連接一電子開關(guān)，并將該多電子開關(guān)依序區(qū)分為第一至第五電子開關(guān)81～85。

多電子開關(guān)81～85分別對應(yīng)連接多LED單元71～75的陰極端與該全橋整流器60的其中一輸出端之間，且各電子開關(guān)71～75具有一控制端。

該電壓檢測及控制單元90電連接該全橋整流器60的另輸出端，其具有五個輸出端并分別電連接各電子開關(guān)81～85的控制端，且該電壓檢測及控制單元90預(yù)設(shè)有五個電壓臨界值，該五個電壓臨界值由低而高依序區(qū)分為第一至第五臨界值V_th1～V_th5，以下將說明該電壓檢測及控制單元90的動作流程。

請搭配參考圖14所示，當(dāng)檢測到該直流弦波的電壓低于第一臨界值V_th1，電壓檢測及控制單元90不會控制任一電子開關(guān)導(dǎo)通；當(dāng)檢測到直流弦波電壓提升至高于第一臨界值V_th1而小于第二臨界值V_th2時，該電壓檢測及控制單元90可控制第一電子開關(guān)81導(dǎo)通，使第一LED單元71與直流弦波構(gòu)成第一電源路徑而點亮；當(dāng)檢測到直流弦波提升高于第二臨界值V_th2而小于與第三臨界值V_th3時，電壓檢測及控制單元90即關(guān)閉第一電子開關(guān)81，而控制第二電子開關(guān)82導(dǎo)通，使第一、第二LED單元71、72與直流弦波構(gòu)成一第二電源路徑，令第一、第二發(fā)光二極管71、72發(fā)光；依此類推，當(dāng)檢測到直流弦波提升至大于第五臨界值V_th5而小于直流弦波的最高電壓時，該電壓檢測及控制單元90僅導(dǎo)通第五電子開關(guān)85，使第一至第五發(fā)光二極管71～75與直流弦波構(gòu)成一電源路徑，令所有LED單元71～75發(fā)光。同理，當(dāng)直流弦波自其最高電壓開始降低時，該電壓檢測及控制單元90將檢測到的直流弦波電壓值，依據(jù)上述判斷與第一至第五臨界值大小，決定對應(yīng)電子開關(guān)的導(dǎo)通。