專利名稱：發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，尤指一種有效改善發(fā)光二極管模塊總電流諧波失真的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
根據(jù)國(guó)際能源署(International Energy Agency, IEA)估計(jì),全球消耗的電能中有19%是用于照明。因此，近年來，世界各國(guó)紛紛致力于以高效能的發(fā)光燈源來替代低效能的白熾燈光源。隨著發(fā)光二極管在流明輸出及光效方面持續(xù)快速進(jìn)步，平均每流明光輸出的成本正逐漸下降，因此，發(fā)光二極管照明成為一種重要的能源節(jié)省方案。目前，業(yè)界已發(fā)展出適合交流電源使用的交流發(fā)光二極管(ACLED)。交流發(fā)光二極管可直接使用市電所提供的交流電源，已能有效解決發(fā)光二極管無法直接在交流電源下使用的問題。然而，目前交流發(fā)光二極管于工藝中仍存在有需要改進(jìn)的課題。根據(jù)一般的燈光規(guī)范，發(fā)光二極管光燈的功率因子必須在0. 9以上，且其功率因子測(cè)試值須在標(biāo)示值95 %以上，總輸入功率需在廠商標(biāo)示值± 10 %以內(nèi)，且電流總諧波失真不得大于33%。然而，若發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路的總輸入電流諧波失真過高，將難以通過規(guī)范，而不利于生產(chǎn)。因此，已知發(fā)光二極管電路的設(shè)計(jì)仍有其缺點(diǎn)而有予以改善的必要。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，以便能有效改善發(fā)光二極管模塊的總電流諧波失真，并且增加發(fā)光二極管模塊的利用率。為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路包括一橋式整流器，包含第一及第二交流輸入端、與第一及第二整流輸出端，第一及第二交流輸入端是用以接收一交流輸入電源，以于第一及第二交流輸入端產(chǎn)生一整流輸出電源；一第一補(bǔ)償電容，其第一端連接至橋式整流器的第一整流輸出端，其第二端連接至橋式整流器的第二交流輸入端；一第二補(bǔ)償電容，其第一端連接至第一補(bǔ)償電容的第二端，其第二端連接至橋式整流器的第二整流輸出端；以及一發(fā)光二極管模塊，其是連接于橋式整流器的第一及第二整流輸出端之間。本發(fā)明的主要特征在于加裝第一及第二補(bǔ)償電容于電路結(jié)構(gòu)中，該等第一及第二補(bǔ)償電容各具有預(yù)定的電容值，使得第一及第二補(bǔ)償電容上的電壓和不大于交流輸入電源的峰值電壓。本發(fā)明可包含一電流限制電路，其是連接至發(fā)光二極管模塊及第二電容的第二端之間。電流限制電路是由一晶體管及一電阻所組成，晶體管的漏極是連接至發(fā)光二極管模塊，晶體管的源極是連接至電阻的第一端，晶體管的柵極是連接至電阻的第二端，且電阻的第二端是連接至第二整流輸出端。較佳地，發(fā)光二極管模塊是包含多個(gè)串并接的發(fā)光二極管。另外，橋式整流器是包含第一、第二、第三及第四二極管，第一、第二二極管的陰極端是連接至第一整流輸出端，第一、第二二極管的陽(yáng)極端是分別連接至第一、第二交流輸入端，第三、第四二極管的陰極端是分別連接至第二、第一交流輸入端，第三、第四二極管的陽(yáng)極端是連接至第二整流輸出端。第一、第二、第三及第四二極管可為發(fā)光二極管。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方法進(jìn)行詳細(xì)的描述，以使本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)更為明顯，其中圖I是本發(fā)明第一實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。圖2(a)及2(b)是分別為本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路未加裝及已加裝第一、第二補(bǔ)償電容時(shí)交流輸入電源的電壓及電流波形圖。圖3(a)及3(b)是分別為本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路未加裝及已加裝第一、第二補(bǔ)償電容時(shí)發(fā)光二極管模塊的電壓及電流波形圖。圖4(a)及圖4(b)是分別顯示本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路未加裝及已加裝第一、第二補(bǔ)償電容時(shí)的電路特性表。圖5是本發(fā)明第二實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。圖6(a)是本發(fā)明第二實(shí)施例的交流輸入電源的電壓及電流波形圖。圖6(b)是本發(fā)明第二實(shí)施例的發(fā)光二極管模塊的電壓及電流波形圖。圖7是本發(fā)明第三實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)先參考

圖1，其是本發(fā)明發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路的第一實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。如圖所不，本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路I包括一橋式整流器11、一第一補(bǔ)償電容12、一第二補(bǔ)償電容13、一發(fā)光二極管模塊14、及一電流限制電路15。其中，橋式整流器11是由四個(gè)二極管以橋式連接而成，其包含有第一交流輸入端111及第二交流輸入端112、與第一整流輸出端113及第二整流輸出端114。第一交流輸入端111及第二交流輸入端112是電性連接至一交流輸入電源Vin，第一整流輸出端113及第二整流輸出端114則產(chǎn)生一整流輸出電源。其次，第一補(bǔ)償電容12的第一端121是連接至橋式整流器11的第一整流輸出端 113，第二端122連接至橋式整流器的第二交流輸入端112。第二補(bǔ)償電容13的第一端131 是連接至第一補(bǔ)償電容12的第二端122及第二交流輸入端112，第二端132則連接至橋式整流器11的第二整流輸出端114。發(fā)光二極管模塊14包含多個(gè)串并接的發(fā)光二極管，其是電性連接于橋式整流器 11的第一整流輸出端113與電流限制電路15之間。電流限制電路15是由一晶體管151及一電阻152所組成，其中，晶體管151的漏極151a是連接至發(fā)光二極管模塊14，源極151b 是連接至電阻152的第一端152a，柵極151c是連接至電阻152的第二端152b。電阻152的第二端152b是連接至第二整流輸出端114。當(dāng)然，電流限制電路15亦可由其它型態(tài)組成， 并不以本實(shí)施例所舉為限。其它可用做電流限制的電路皆可用于本發(fā)明中，例如，電流限制電路15可僅由單一電阻組成，即可具有限流的功效。通過前述本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，可利用第一補(bǔ)償電容12及第二補(bǔ)償電容13來補(bǔ)償交流輸入電源Vin較低時(shí)的電流波型失真，其中，本發(fā)明所使用的第一補(bǔ)償電容12及第二補(bǔ)償電容13的電容值是設(shè)計(jì)為較小，以使得第一補(bǔ)償電容12及第二補(bǔ)償電容 13上的跨壓和不大于交流輸入電源Vin的峰值電壓。因此，在交流輸入電源Vin進(jìn)入次一周期前，第一補(bǔ)償電容12及第二補(bǔ)償電容13的能量即已釋放完畢。故而，不會(huì)將交流輸入電源Vin倍壓至兩倍。是故，第一補(bǔ)償電容12及第二補(bǔ)償電容13的功能主要是用來改善總電流諧波失真，以及增加發(fā)光二極管模塊14的利用率。為清楚說明本發(fā)明的效果，以下通過波形圖以進(jìn)行說明。請(qǐng)參考圖2及圖3，其中， 圖2(a)及2(b)是分別為本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路未加裝及已加裝第一補(bǔ)償電容12 及第二補(bǔ)償電容13時(shí)交流輸入電源Vin的電壓及電流波形圖，而圖3(a)及3(b)是分別為本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路未加裝及已加裝第一補(bǔ)償電容12及第二補(bǔ)償電容13時(shí)發(fā)光二極管模塊14的電壓及電流波形圖，如圖所示，當(dāng)未加裝第一補(bǔ)償電容12及第二補(bǔ)償電容13時(shí)，發(fā)光二極管模塊14 在時(shí)間33. OM至35. OM及41. OM到43. OM時(shí)是處于低電流，因此，發(fā)光二極管模塊14有較高的總電流諧波失真，且于此一區(qū)間發(fā)光二極管模塊14較容易有閃爍的情形發(fā)生，而在加裝第一補(bǔ)償電容12及第二補(bǔ)償電容13后，發(fā)光二極管模塊14在時(shí)間33. OM至4435. OM及 41. OM到43. OM時(shí)電流即有所提升，因此，可改善發(fā)光二極管模塊14的總電流諧波失真，并且增加發(fā)光二極管模塊14的利用率。圖4(a)及圖4(b)進(jìn)一步顯示本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路未加裝及已加裝第一補(bǔ)償電容12及第二補(bǔ)償電容13時(shí)的電路特性表。其中，發(fā)光二極管模塊14是由33顆 20mA額定的O. 08W發(fā)光二極管串連組成，總額定功率約為2. 7W，第一補(bǔ)償電容12及第二補(bǔ)償電容13是為270η的電容。由圖4(a)與圖4(b)可以清楚地看出，無論使用100VU10V 或120V的交流輸入電源Vin，相較于未加裝第一補(bǔ)償電容12及第二補(bǔ)償電容13，本發(fā)明的交流電源輸入功率(Pin)、發(fā)光二極管模塊14功率(Ρ_)、效率、及發(fā)光二極管瓦數(shù)變動(dòng)率均有效地提升，并且，可有效地降低總電流諧波失真(THD)。本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路I亦可運(yùn)用于其它電路結(jié)構(gòu)以進(jìn)一步提升其效能， 請(qǐng)參考圖5所示的第二實(shí)施例。如圖所示，本實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例基本相同， 但增加一高阻抗電阻16、第一至第四分壓電阻171-174、一第二晶體管18、及一第三晶體管19。本實(shí)施例的主要特征在于第一分壓電阻171及第二分壓電阻172是相互串接， 第三分壓電阻173及第四分壓電阻174亦相互串接，串接的第一分壓電阻171及第二分壓電阻172是連接于第一整流輸出端113及第二整流輸出端114之間，串接的第三分壓電阻 173及第四分壓電阻174亦連接于第一整流輸出端113及第二整流輸出端114之間。第二晶體管18的漏極18a是連接至電阻152的第二端152b，柵極18b是連接至第一分壓電阻 171及第二分壓電阻172之間，源極18c則連接至第二整流輸出端114。第三晶體管19的漏極19a是連接至第二晶體管18的柵極18b，柵極19b是連接至第三分壓電阻173與第四分壓電阻174之間，源極19c則連接至第二整流輸出端114。第二晶體管18及第三晶體管 19的開啟與關(guān)閉，是分別根據(jù)第二分壓電阻172及第四分壓電阻174的跨壓。本實(shí)施例的波形圖請(qǐng)參考圖6(a)及圖6(b)，圖6(a)是本實(shí)施例交流輸入電源 Vin的電壓及電流波形圖，圖6(b)是本實(shí)施例發(fā)光二極管模塊14的電壓及電流波形圖。如圖6(b)所示，相對(duì)于未加裝第一補(bǔ)償電容12及第二補(bǔ)償電容13的電壓及電流波形(如圖3(a)),于本實(shí)施例中，發(fā)光二極管模塊14在時(shí)間33. OM至35. OM及41. OM到43. OM時(shí)電流有所提升，故有較低的總電流諧波失真，且利用率亦較未加裝第一補(bǔ)償電容12及第二補(bǔ)償電容13時(shí)高。例如，當(dāng)輸入電壓大于設(shè)定值時(shí)，第三晶體管19導(dǎo)通，而使得第二晶體管18 關(guān)閉，此時(shí)，發(fā)光二極管模塊14將與高阻抗電阻16串聯(lián)。由于高阻抗電阻16為一較大阻抗的路徑，故可有效地抑制發(fā)光二極管模塊14消耗功率。因此，此電路可用來抑制輸入電壓變動(dòng)過大，或是輸入電壓過大時(shí)發(fā)光二極管模塊14消耗功率過大而導(dǎo)致過熱損壞的問題。本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路I還可運(yùn)用于Triac調(diào)光電路，請(qǐng)參考圖7所提供的第三實(shí)施例。如圖所不，本實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例基本相同，但增加一 Triac調(diào)光電路20、一第一電阻21、及一第二電阻22。Triac調(diào)光電路20是連接至交流輸入電源 Vin，第一電阻21是連接于第二交流輸入端112與第一補(bǔ)償電容12及第二補(bǔ)償電容13的接點(diǎn)之間，第二電阻是連接于第一整流輸出端113及第二整流輸出端114之間。同樣地，由于增設(shè)第一補(bǔ)償電容12及第二補(bǔ)償電容13，故發(fā)光二極管模塊14可較降低總電流諧波失真，且發(fā)光二極管模塊14的利用率亦較未加裝第一補(bǔ)償電容12及第二補(bǔ)償電容13時(shí)高。 第一電阻21是用來抑制Triac調(diào)光電路20調(diào)光時(shí)，在第一補(bǔ)償電容12及第二補(bǔ)償電容13 上所產(chǎn)生的電流突波；第二電阻22是用來避免在Triac調(diào)光電路20調(diào)光時(shí)因?qū)ń沁^低而產(chǎn)生閃爍的情形。因此，第一補(bǔ)償電容12及第二補(bǔ)償電容13可配合Triac調(diào)光電路20 使用，以有效提聞其電路使用效率。然而，上述實(shí)施例僅是為了方便說明而舉例而已，本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍自應(yīng)以權(quán)利要求范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，包括一橋式整流器，包含第一及第二交流輸入端、與第一及第二整流輸出端，該第一及第二交流輸入端用以接收一交流輸入電源，以于該第一及第二交流輸入端產(chǎn)生一整流輸出電源；一第一補(bǔ)償電容，其第一端連接至該橋式整流器的第一整流輸出端，其第二端連接至該橋式整流器的第二交流輸入端；一第二補(bǔ)償電容，其第一端連接至該第一補(bǔ)償電容的第二端，其第二端連接至該橋式整流器的第二整流輸出端；以及一發(fā)光二極管模塊，其連接于該橋式整流器的第一及第二整流輸出端之間。
2.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，其中，該第一及第二補(bǔ)償電容各具有預(yù)定的電容值，以使得第一及第二補(bǔ)償電容上的電壓和不大于該交流輸入電源的峰值電壓。
3.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，還包含一電流限制電路，其連接至該發(fā)光二極管模塊及該第二電容的第二端之間。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，其中，該電流限制電路由一晶體管及一電阻所組成，該晶體管的漏極連接至該發(fā)光二極管模塊，該晶體管的源極連接至該電阻的第一端，該晶體管的柵極連接至該電阻的第二端，且該電阻的第二端連接至該第二整流輸出端。
5.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，其中，該發(fā)光二極管模塊包含多個(gè)串并接的發(fā)光二極管。
6.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，其中，該橋式整流器包含第一、第二、第三及第四二極管，該第一、第二二極管的陰極端連接至該第一整流輸出端，該第一、第二二極管的陽(yáng)極端分別連接至該第一、第二交流輸入端，該第三、第四二極管的陰極端分別連接至該第二、第一交流輸入端，該第三、第四二極管的陽(yáng)極端連接至該第二整流輸出端。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，其中，該第一、第二、第三及第四二極管為發(fā)光二極管。
8.一種發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，包括一橋式整流器，包含第一及第二交流輸入端、與第一及第二整流輸出端，該第一及第二交流輸入端是用以接收一交流輸入電源，以于該第一及第二交流輸入端產(chǎn)生一整流輸出電源；一第一補(bǔ)償電容，其第一端連接至該橋式整流器的第一整流輸出端，其第二端連接至該橋式整流器的第二交流輸入端；一第二補(bǔ)償電容，其第一端連接至該第一補(bǔ)償電容的第二端，其第二端連接至該橋式整流器的第二整流輸出端；一發(fā)光二極管模塊，其連接于該橋式整流器的第一整流輸出端；一電流限制電路，包括一第一晶體管及一第一電阻，該第一晶體管的漏極連接至該發(fā)光二極管模塊，該第一晶體管的源極連接至該第一電阻的第一端，該第一晶體管的柵極連接至該第一電阻的第二端；串接的第一及第二分壓電阻，其連接于該第一及第二整流輸出端之間；串接的第三及第四分壓電阻，其連接于該第一及第二整流輸出端之間；一第二晶體管，其漏極連接至該第一電阻的第二端，其柵極連接至該第一及第二分壓電阻的連接端，其源極連接至該第二整流輸出端；一第三晶體管，其漏極連接至該第二晶體管的柵極，其柵極連接至該第三及第四分壓電阻的連接端，其源極連接至該第二整流輸出端；以及一第二電阻，連接于該發(fā)光二極管模塊及第二整流輸出端之間。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，其中，該第二電阻為一高阻抗電阻。
10.一種發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，包括一調(diào)光電路，其輸入接收一交流輸入電源，以于其輸出產(chǎn)生調(diào)整的交流輸入電源； 一橋式整流器，包含第一及第二交流輸入端、與第一及第二整流輸出端，該第一及第二電源；一第一電阻，其第一端連接至該第二交流輸入端；一第一補(bǔ)償電容，其第一端連接至該橋式整流器的第一整流輸出端，其第二端連接至該第一電阻的第二端；一第二補(bǔ)償電容，其第一端連接至該第一電阻的第二端，其第二端連接至該橋式整流器的第二整流輸出端；一第二電阻，連接于該第一及第二整流輸出端之間；一發(fā)光二極管模塊，其連接于該橋式整流器的第一整流輸出端；一電流限制電路，包括一晶體管及一第三電阻，該晶體管的漏極連接至該發(fā)光二極管模塊，該晶體管的源極連接至該第三電阻的第一端，該晶體管的柵極連接至該第三電阻的第二端，且該第三電阻的第二端連接至該第二整流輸出端。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，包括一橋式整流器、一第一補(bǔ)償電容、一第二補(bǔ)償電容、及一發(fā)光二極管模塊。橋式整流器是連接至一交流輸入電源以產(chǎn)生一整流輸出電源；第一補(bǔ)償電容是連接至橋式整流器的第一整流輸出端及交流輸入端；第二補(bǔ)償電容是連接至橋式整流器的交流輸入端及第二整流輸出端。發(fā)光二極管模塊是連接于橋式整流器的第一及第二整流輸出端。本發(fā)明的第一及第二補(bǔ)償電容可有效改善發(fā)光二極管模塊的總電流諧波失真及其利用率。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102612204SQ20111042727
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者曾偉菁, 梁從主, 蔡義傳, 陳建富 申請(qǐng)人:梁從主