[發(fā)明專利]驅(qū)動(dòng)LED燈具的部件及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310181802.2
• 申請(qǐng)日: 2013-05-16
• 公開（公告）號(hào): CN103428959A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 理查德·蘭德里·格雷;茅于海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 理查德·蘭德里·格雷;茅于海
• 主分類號(hào): H05B37/02
• 分類號(hào): H05B37/02
• 代理公司: 上海翼勝專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)發(fā)光二極管（LED）的部件及其方法，尤其是關(guān)于一種采用電流調(diào)節(jié)裝置（Current?Regulating?Device,CRD），以整流后的交流（AC）電來驅(qū)動(dòng)LED的部件及其方法。

背景技術(shù)

以交流電來直接驅(qū)動(dòng)LED燈具或許是在傳統(tǒng)的LED燈具結(jié)構(gòu)中最為廉價(jià)的一種，它具有最少的組件，最容易構(gòu)成方式且不會(huì)有電磁干擾，然而，以普通的交流電來直接驅(qū)動(dòng)LED燈具卻存在著低效率、低頻率閃爍及低功率因子等缺點(diǎn)。

請(qǐng)參考圖1所示，圖1是直接從一交流AC電源整流后，以恒定電流源驅(qū)動(dòng)的LED燈具。在圖1的電路圖中，電流源2也可被稱為一電流調(diào)節(jié)裝置（CRD），若上述電路在其兩端出現(xiàn)有很大的壓降時(shí)就會(huì)產(chǎn)生極低的效率，而這種情況就會(huì)發(fā)生在整流后的電壓遠(yuǎn)高于LED串3的總電壓時(shí)，另外，若整流后電壓低于LED串3的總電壓，那么上述電路就會(huì)產(chǎn)生低頻閃爍，此時(shí)的LED串3就會(huì)在每半個(gè)電源周期閃爍一次，這在輸入交流電壓VAC為50赫茲或60赫茲的市電時(shí)，其閃爍頻率就是100赫茲或120赫茲。

很多LED燈具的設(shè)計(jì)都是在整流器1后采用一個(gè)很大的電容Cf，以將脈沖的波形轉(zhuǎn)變成類似于直流的形狀，且在整流器1的后可見的剩余紋波即為所加入的電容Cf的數(shù)値和負(fù)載（亦即LED串3）的大小的函數(shù)，當(dāng)紋波減小時(shí)，驅(qū)動(dòng)LED的電流源2就會(huì)有較高的效率。然而，即使設(shè)置電容Cf為極大，以使在整流器1的后極能夠產(chǎn)生一個(gè)理想的直流電壓，其仍然存在有效率的問題，也就是說，在LED串中的LED個(gè)數(shù)應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)成永遠(yuǎn)有足夠的電壓使各LED全部都能點(diǎn)亮，但是LED電壓和輸入交流電壓VAC的變化卻只能用比理想值更少一些的LED數(shù)。這意味著整流后的電壓必須永遠(yuǎn)比LED串的總電壓還要高，而在電流源2上任何多余的電壓就導(dǎo)致了浪費(fèi)的能源。

因此，是否有一種驅(qū)動(dòng)LED燈具的器件或方法，能夠在任何時(shí)候都能使LED串的總電壓和整流后電壓密切的匹配。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述的需求，本發(fā)明提供了一種能夠自適應(yīng)地調(diào)節(jié)在LED串里的發(fā)光二極管的數(shù)目的部件及方法，以使得驅(qū)動(dòng)LED所需的電壓非常貼近且匹配于整流后的電壓。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，一種驅(qū)動(dòng)LED燈具的部件包括了一電源模塊、一LED串、一電流源和一控制器。電源模塊包括一個(gè)二極管整流器及一濾波電容，是用來接收一交流（AC）輸入電壓，以提供一整流后電壓。LED串是以多個(gè)發(fā)光二極管串聯(lián)起來的，并包括一主串和多個(gè)次要串。電流源是連接于LED串的其中一端，以提供被電源模塊的整流后電壓所驅(qū)動(dòng)的LED串一恒定電流。控制器連接電流源與LED串，其有選擇性地把次要串中的LED加以短路，以使LED串上的導(dǎo)通電壓正好與整流后電壓非常接近地匹配。

依上述實(shí)施方式，所述控制器包括一電壓偵測模塊、至少一開關(guān)及至少一開關(guān)控制器。所述電壓偵測模塊電性連接于所述電源模塊，以檢測流經(jīng)所述電流源的電壓值。所述開關(guān)是電性連接于所述次要串。所述開關(guān)控制器是電性連接于所述開關(guān)，并根據(jù)流經(jīng)所述電流源的電壓值來開啟或關(guān)閉所述開關(guān)，以增加或刪減所述次要串至所述LED串。

依上述實(shí)施方式，所述控制器包括至少一開關(guān)、一電流減小檢測器及一狀態(tài)機(jī)。所述電流減小檢測器是電性連接于所述LED串的一端，并在當(dāng)電流值低于原先電流值或低于一默認(rèn)值時(shí)產(chǎn)生一觸發(fā)信號(hào)。所述狀態(tài)機(jī)是用來在被所述電流減小檢測器所輸出的所述觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)時(shí)，藉由各所述開關(guān)來選擇性地短路掉各次要串中的所述發(fā)光二極管。

依上述實(shí)施方式，所述控制器另包括一紋波電壓檢測器，其電性連接于所述電源模塊與所述狀態(tài)機(jī)之間，并自所述整流后電壓檢測一紋波電壓的最小值。

依上述實(shí)施方式，所述控制器另包括至少一誤差放大器，其在一伺服回路中調(diào)節(jié)所述開關(guān)，以使所述開關(guān)的電壓變化發(fā)生在由許多電壓周期所組成的一期間中。

依上述實(shí)施方式，所述電流源是設(shè)置在所述LED串的所述主串相同于或相對(duì)于所述狀態(tài)機(jī)的一端。

依上述實(shí)施方式，所述驅(qū)動(dòng)LED燈具的部件，另包括一參考電壓源、一高電壓晶體管、一電流感測電阻及一放大器。所述高電壓晶體管是以一漏極電性連接一濾波電容的負(fù)端。所述電流感測電阻是電性連接于所述高電壓晶體管與接地端，其用來將電流値限制為一理想電流値。所述放大器包括一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端，所述第一輸入端是電性連接于所述參考電壓源，所述第二輸入端是電性連接于所述高電壓晶體管的一源極與所述電流感測電阻，所述輸出端是電性連接于所述高電壓晶體管的一柵極。