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1、(10)申请公布号 CN 103841719 A (43)申请公布日 2014.06.04 CN 103841719 A (21)申请号 201310045873.X (22)申请日 2013.02.05 101144131 2012.11.26 TW H05B 37/02(2006.01) (71)申请人 谢恩冕 地址 中国台湾新竹县竹北市庄敬南路 60 号 8 楼 (72)发明人 魏庆德 (74)专利代理机构 北京律诚同业知识产权代理 有限公司 11006 代理人 王玉双 常大军 (54) 发明名称 应用于发光二极管的驱动电路 (57) 摘要 一种应用于发光二极管的驱动电路， 包含有 一电。
2、源供应单元、 一第一发光二极管灯串、 一第一 压控单元、 一第二发光二极管灯串及一第一功率 转移单元。该电源供应单元输出一驱动功率驱动 该第一发光二极管灯串， 该第一压控单元取得该 驱动功率而稳定提供电压至该第一发光二极管灯 串， 该驱动功率于该第一压控单元包含的一功率 开关产生一损耗功率。本发明将该第二发光二极 管灯串及该第一功率转移单元与该第一压控单元 串联， 将该损耗功率转而输出而驱动该第二发光 二极管灯串， 据此， 降低该驱动功率的损失， 提升 发光二极管的发光效率。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 14 页 (19)中华人民共和国。
3、国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图14页 (10)申请公布号 CN 103841719 A CN 103841719 A 1/1 页 2 1. 一种应用于发光二极管的驱动电路， 其特征在于， 包含有 ： 一电源供应单元， 该电源供应单元包含一输出一驱动功率的输出端 ； 一与该输出端连接并受该驱动功率驱动的一第一发光二极管灯串， 该第一发光二极管 灯串包含一与该输出端连接的第一阳极端以及一第一阴极端 ； 一连接于该第一阴极端以取得该驱动功率而稳定一提供至该第一发光二极管灯串的 电压的第一压控单元， 该第一压控单元包含一功率开关， 且该驱动功率于该功率开关产生 。
4、一损耗功率 ； 一与该第一压控单元连接的第二发光二极管灯串 ； 以及 一连接于该第二发光二极管灯串与该第一压控单元之间的第一功率转移单元 ； 其中， 该第一功率转移单元将产生于该第一压控单元的该功率开关的该损耗功率经由 该第一功率转移单元转而输出至该第二发光二极管灯串， 以驱动该第二发光二极管灯串。 2. 根据权利要求 1 所述的应用于发光二极管的驱动电路， 其特征在于， 该第一压控单 元包含一控制端以及一反馈端， 该功率开关分别与该控制端及该反馈端连接， 该第二发光 二极管灯串与该第一功率转移单元形成串联， 而连接于该控制端与该反馈端之间。 3. 根据权利要求 1 所述的应用于发光二极管的驱。
5、动电路， 其特征在于， 该第一发光二 极管灯串与一第一电容器以及一第一电阻器并联。 4. 根据权利要求 1 所述的应用于发光二极管的驱动电路， 其特征在于， 该第二发光二 极管灯串与一第二电容器以及一第二电阻器并联。 5. 根据权利要求 1 所述的应用于发光二极管的驱动电路， 其特征在于， 该第一压控单 元包含一与该功率开关连接的控制电路， 该控制电路包含一与该功率开关连接并对该功率 开关提供稳压保护的齐纳二极管。 6. 根据权利要求 1 所述的应用于发光二极管的驱动电路， 其特征在于， 该第一压控单 元包含一与该功率开关连接的控制电路， 该控制电路包含一稳压元件。 7. 根据权利要求 6 所。
6、述的应用于发光二极管的驱动电路， 其特征在于， 该稳压元件为 选自 NPN 型晶体管、 PNP 型晶体管、 运算放大器、 串接二极管及齐纳二极管所组成的群组。 8. 根据权利要求 6 所述的应用于发光二极管的驱动电路， 其特征在于， 该第一功率转 移单元形成与该第一压控单元相同的一电路架构。 9. 根据权利要求 8 所述的应用于发光二极管的驱动电路， 其特征在于， 更包含一与该 第一功率转移单元连接的第一扩充单元， 该第一扩充单元包含一与该第二发光二极管灯串 以及该第一功率转移单元相同的电路架构。 10. 根据权利要求 1 所述的应用于发光二极管的驱动电路， 其特征在于， 该第一功率转 移单元。
7、包含一电阻器。 11. 根据权利要求 1 所述的应用于发光二极管的驱动电路， 其特征在于， 该功率开关为 选自 N 型功率开关、 P 型功率开关、 NPN 型晶体管及 PNP 型晶体管所组成的群组。 12. 根据权利要求 1 所述的应用于发光二极管的驱动电路， 其特征在于， 更包含一第二 压控单元以及一第二功率转移单元， 该第二压控单元以及该第二功率转移单元并联于该第 一压控单元以及该第一功率转移单元。 权 利 要 求 书 CN 103841719 A 2 1/5 页 3 应用于发光二极管的驱动电路 技术领域 0001 本发明涉及一种电路， 尤其涉及一种发光二极管的驱动电路。 背景技术 000。
8、2 现有发光二极管驱动电路的电路架构， 典型的做法是采用切换式电源转换器做为 架构， 如图 1 所示， 其中必须由半导体功率开关以高频切换方式将低频的交流电源信号或 直流电源信号， 转换成可用于发光二极管的直流驱动信号， 为了达成此信号转换所采用的 高频切换方式， 必须浪费许多的能量在不同的转换器元件， 导致功率的损耗， 同时由于高频 切换导致各种信号的干扰， 必须用更多的元件抑制， 在讲求节能与小型化的产品上， 切换式 电源转换器的架构不容易满足发光二极管驱动电路的需求。 0003 再者， 一般的电压调整器电路是典型应用于定电流控制的一种电路， 广泛应用于 各种定电流的需求， 但由于此种电压。
9、调整器电路应用时， 必须与所控制的定电流负载分担 足够大的能量， 方能取得控制效果， 使得电压调整器电路的消耗功率一直是设计功率转换 器的困扰， 在使用上， 于电压调整器电路中， 元件的消耗功率愈大， 温度也会愈高， 若应用于 发光二极管驱动电路的电路架构， 亦使得对应产品于设计上采用散热的机构也愈大， 进而 违背产品讲求节能及小型化的诉求， 据此而有改善的必要。 发明内容 0004 本发明的主要目的， 在于解决现有的发光二极管驱动电路， 使用切换式电源转换 器做为架构， 造成功率损耗过大以及易受干扰的问题 ； 而本发明的另一目的， 在于解决现有 的发光二极管驱动电路， 使用电压调整器电路， 。
10、具有因元件功率损耗过大使得温度升高， 进 而使所应用的产品受散热机构限制而不容易小型化的问题。 0005 为达上述目的， 本发明提供一种应用于发光二极管的驱动电路， 其特征在于包含 有一电源供应单元、 一第一发光二极管灯串、 一第一压控单元、 一第二发光二极管灯串以及 一第一功率转移单元。该电源供应单元包含一输出一驱动功率的输出端 ； 该第一发光二极 管灯串与该输出端连接并受该驱动功率驱动， 并包含一与该输出端连接的第一阳极端以及 一第一阴极端 ； 该第一压控单元连接于该第一阴极端以取得该驱动功率而稳定提供电压至 该第一发光二极管灯串， 该第一压控单元包含一功率开关， 且该驱动功率于该功率开关。
11、产 生一损耗功率 ； 该第二发光二极管灯串与该第一压控单元连接 ； 以及该第一功率转移单元 连接于该第二发光二极管灯串与该第一压控单元之间。 0006 其中， 该第一功率转移单元将产生于该第一压控单元的该功率开关的该损耗功率 经由该第一功率转移单元转而输出至该第二发光二极管灯串， 以驱动该第二发光二极管灯 串。 0007 如此一来， 藉由上述技术方案， 本发明至少具有下列优点 ： 0008 1. 本发明利用该第一压控单元的设置， 避免现有使用该切换式电源转换器， 造成 功率损耗过大以及易受干扰的问题。 说 明 书 CN 103841719 A 3 2/5 页 4 0009 2. 本发明利用该第。
12、一功率转移单元及该第二发光二极管灯串与该第一压控单元 连接， 将该第一压控单元原本于该功率开关所消耗的该损耗功率， 转而输出而驱动该第二 发光二极管灯串， 不仅解决该功率开关因该损耗功率产生温度过高需额外搭配设置一散热 机构的问题， 而得以使产品小型， 更将该损耗功率用于该第二发光二极灯串进行发光， 提高 该驱动电路的发光效能， 进而有效利用能源达到节能。 0010 3. 本发明不需使用切换式电源转换器， 具有构造简单、 成本低、 温度低以及稳定性 佳的优点。 0011 以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述， 但不作为对本发明的限定。 附图说明 0012 图 1， 为现有发光二极管驱动。
13、电路的电路示意图 ； 0013 图 2， 为本发明的电路方框示意图 ； 0014 图 3， 为本发明第一实施例的电路示意图 ； 0015 图 4， 为本发明第二实施例的电路示意图 ； 0016 图 5， 为本发明第三实施例的电路示意图 ； 0017 图 6， 为本发明第四实施例的电路示意图 ； 0018 图 7， 为本发明第五实施例的电路示意图 ； 0019 图 8， 为本发明第六实施例的电路示意图 ； 0020 图 9， 为本发明第七实施例的电路示意图 ； 0021 图 10， 为本发明第八实施例的电路示意图 ； 0022 图 11， 为本发明第九实施例的电路示意图 ； 0023 图 12，。
14、 为本发明第十实施例的电路示意图 ； 0024 图 13， 为本发明第十一实施例的电路示意图 ； 0025 图 14， 为本发明第十二实施例的电路示意图。 具体实施方式 0026 有关本发明的详细说明及技术内容， 现就配合附图说明如下 ： 0027 请参阅图 2 所示， 为本发明的电路方框示意图， 如图所示 ： 本发明提供一种应用 于发光二极管的驱动电路， 其特征在于包含有一电源供应单元 10、 一第一发光二极管灯串 20、 一第一压控单元 30、 一第二发光二极管灯串 40 以及一第一功率转移单元 50。该电源供 应单元10包含一输出一驱动功率的输出端11 ； 该第一发光二极管灯串20与该输。
15、出端11连 接并受该驱动功率驱动， 并包含一与该输出端 11 连接的第一阳极端 21 以及一第一阴极端 22 ； 该第一压控单元 30 连接于该第一阴极端 22 以取得该驱动功率而稳定提供电压至该第 一发光二极管灯串 20， 在此该第一压控单元 30 包含一控制端 32、 一反馈端 33 以及一分别 与该控制端32及该反馈端33连接的功率开关31， 该驱动功率于该功率开关31产生一损耗 功率 ； 该第二发光二极管灯串 40 与该第一压控单元 30 连接 ； 而该第一功率转移单元 50 连 接于该第二发光二极管灯串 40 与该第一压控单元 30 之间， 藉此与该第二发光二极管灯串 40 形成串联。
16、， 而与该第二发光二极管灯串 40 连接于该控制端 32 与该反馈端 33 之间。如 此， 该第一功率转移单元 50 将产生于该第一压控单元 30 的该功率开关 31 的该损耗功率经 说 明 书 CN 103841719 A 4 3/5 页 5 由该第一功率转移单元 50 转而输出至该第二发光二极管灯串 40， 以驱动该第二发光二极 管灯串 40。 0028 请参阅图 3 所示， 为本发明第一实施例的电路示意图， 如图所示 ： 在此实施例中， 该第一发光二极管灯串 20 并接可以滤除电流涟波并获得稳定直流电流的一第一电容器 23 以及一第一电阻器 24， 再以该第一阳极端 21 连接至该电源供。
17、应单元 10 的该输出端 11， 该 电源供应单元 10 包含一全桥整流器 12 以及一与该全桥整流器 12 连接的交流电源 13， 该 第一压控单元 30 连接该第一发光二极管灯串 20 的该第一阴极端 22， 该第二发光二极管灯 串 40 连接于该第一压控单元 30， 并且包含一第二阳极端 41 以及一第二阴极端 42， 在此实 施例中， 该第二发光二极管灯串 40 以该第二阳极端 41 通过一整流二极管 45 与该第一压控 单元 30 连接， 且该第二发光二极管灯串 40 与一第二电容器 43 以及一第二电阻器 44 并联， 该第一功率转移单元 50 则连接于该第二发光二极管灯串 40 。
18、的该第二阴极端 42 与该第一 压控单元 30 之间， 并且具有与该第一压控单元 30 相同的电路架构。 0029 在此实施例中， 该第一压控单元 30 包含该功率开关 31a 以及一与该功率开关 31a 连接的控制电路 34， 在此该功率开关 31a 为一 N 型功率开关， 该控制电路 34 包含一齐纳二 极管 342、 一第三电阻器 343、 一稳压元件 341a、 一第四电阻器 344 以及一第五电阻器 345， 该齐纳二极管 342 与该功率开关 31a 的栅极连接， 提供该功率开关 31a 稳压保护， 该第三 电阻器 343 连接于该功率开关 31a 的栅极与该控制端 32 之间， 。
19、该稳压元件 341a 在此为一 NPN 晶体管， 其与该功率开关 31a 的栅极连接， 该第四电阻器 344 连接于该 NPN 晶体管的射 极， 该第五电阻器 345 则连接于该 NPN 晶体管的栅极。当该交流电源 13 经由该全桥整流器 12整流为一直流电压， 提供给该第一发光二极管灯串20， 使得该第一发光二极管灯串20发 光， 该第一压控单元30控制电流为定电流， 该第一发光二极管灯串20发光稳定于一定的亮 度， 此时将落于该功率开关31a的该损耗功率转换至该第二发光二极管灯串40以及该第一 功率转移单元 50 上， 而驱动该第二发光二极管灯串 40。 0030 请参阅图 4 所示， 为。
20、本发明第二实施例的电路示意图， 在此实施例中， 与第一实施 例相较之下， 其特征在于该稳压元件 341b 已由该 NPN 晶体管替换为一三端电压调整器， 该 三端电压调整器的栅极连接于该第五电阻器 345， 提供该第五电阻器 345 一稳定电压。 0031 请参阅图 5 所示， 为本发明第三实施例的电路示意图， 在此实施例中， 与第一实施 例相较之下， 其特征在于该稳压元件 341c 已由 NPN 晶体管替换为一串接二极管， 该串接二 极管亦可提供该第五电阻器 345 一稳定电压。 0032 请参阅图 6 所示， 为本发明第四实施例的电路示意图， 在此实施例中， 与第一实施 例相较之下， 其特。
21、征在于该稳压元件 341d 已由 NPN 晶体管替换为一齐纳二极管， 该齐纳二 极管亦可提供该第五电阻器 345 一稳定电压。 0033 请参阅图 7 所示， 为本发明第五实施例的电路示意图， 在此实施例中， 与第一实施 例相较之下， 其特征在于该功率开关 31b 已由该 N 型功率开关替换成一 NPN 晶体管。 0034 请参阅图 8 所示， 为本发明第六实施例的电路示意图， 在此实施例中， 与第五实施 例相较之下， 其特征在于该第一压控单元 30 中的该控制电路 34， 包含一积分电路， 于该积 分电路该稳压元件341e已由该NPN晶体管替换为一运算放大器， 该运算放大器连接该功率 开关 。
22、31b 的基极、 该齐纳二极管 342 的阴极以及一第三电容器 346， 该第三电容器 346 另一 端连接于该运算放大器的反相端以及一与该第五电阻器 345 连接的第六电阻器 347， 该第 说 明 书 CN 103841719 A 5 4/5 页 6 六电阻器 347、 该齐纳二极管 342 的阳极进而连接于该反馈端 33， 该运算放大器的非反相 端， 分别连接于一连接于一直流电压端的第七电阻器 348 以及一连接于一接地端的第八电 阻器 349。 0035 请参阅图 9 所示， 为本发明第七实施例的电路示意图， 在此实施例中， 与第一实施 例相较之下， 其特征在于该第一功率转移单元 50。
23、 可直接为一电阻器 51， 而作为限流电阻使 用， 而具有异于该第一压控单元 30 的电路架构。 0036 请参阅图 10 所示， 为本发明第八实施例的电路示意图， 在此实施例中， 与第一实 施例相较之下， 其特征在于该功率开关 31c 已由该 N 型功率开关 31 替换为 P 型功率开关， 且该控制电路 34 的架构依所使用的该功率开关 31c 特性相对置换， 另外， 亦可替换为 NPN 型晶体管、 PNP 型晶体管。 0037 请参阅图 11 所示， 为本发明第九实施例的电路示意图， 在此实施例中， 与第一实 施例相较之下， 其特征在于该驱动电路更包含一第二压控单元 60 以及一第二功率转。
24、移单 元70， 该第二压控单元60以及该第二功率转移单元70并联于该第一压控单元30以及该第 一功率转移单元 50， 据此， 当该损耗功率无法完全由该第一功率转移单元 50 转而输出至该 第二发光二极管灯串 40 时， 该第二功率转移单元 70 可辅助输出余下未输出至该第二发光 二极管灯串 40 的该损耗功率， 尚需说明的是， 于此实施例中， 还可依据该损耗功率的大小， 进而调整并联一第三压控单元以及一第三功率转移单元、 一第四压控单元以及一第四功率 转移单元， 以此类推而不限制。 0038 请参阅图 12 所示， 为本发明第十实施例的电路示意图， 在此实施例中， 与第一实 施例相较之下， 其。
25、特征在于该电源供应单元 10 仅为一交流电源 13， 因此该驱动电路依该交 流电源 13 所输出的一交流电的特性， 串接一包含该第一发光二极管灯串 20、 该第一压控单 元 30、 该第二发光二极管灯串 40 以及该第一功率转移单元 50 的相同电路的第一电路 80， 而形成交流型发光二极管的一驱动电路。 0039 请参阅图 13 所示， 为本发明第十一实施例的电路示意图， 在此实施例中， 与第一 实施例相较之下， 其特征在于该电源供应单元 10 仅为一直流电源 14， 因此该驱动电路依该 直流电源 14 所输出的一直流电的特性， 并接一包含该第一发光二极管灯串 20、 该第一压 控单元 30。
26、、 该第二发光二极管灯串 40 以及该第一功率转移单元 50 的相同电路的第二电路 90， 而形成直流型发光二极管的一驱动电路。 0040 请参阅图 14 所示， 为本发明第十二实施例的电路示意图， 在此实施例中， 与第一 实施例相较之下， 其特征在于该驱动电路更包含一第一扩充单元 100， 该第一扩充单元 100 包含一与该第二发光二极管灯串 40 以及该第一功率转移单元 50 相同的电路架构， 于此实 施例中， 该第一功率转移单元50具有与该第一压控单元30相同的电路架构， 而具有相同对 应于该第一压控单元 30 的该控制端 32 与该反馈端 33 的一第一控制端 52 与一第一反馈端 5。
27、3， 该第一扩充单元 100 即连接于该第一功率转移单元 50 的该第一控制端 52 与该第一反 馈端 53 之间。如此， 于该第一功率转移单元 50 的一第一功率开关 54 所产生的一第一功率 损耗， 将进一步转换至该第一扩充单元 100， 降低该第一功率开关 54 发热温度， 并驱动该第 一扩充单元 100 中的一发光二极管灯串 101 发光， 藉由该第一扩充单元 100 的设置， 即可达 到进一步提升整体的转换效率， 尚需说明的是， 依据相同的原理， 还可将一具有与该第一扩 充单元 100 相同电路架构的第二扩充单元与该第一扩充单元 100 连接， 一具有与该第二扩 说 明 书 CN 1。
28、03841719 A 6 5/5 页 7 充单元相同电路架构的第三扩充单元与该第二扩充单元连接， 以此类推， 以达到较佳的转 换效率。 0041 综上所述， 本发明至少具有下列优点 ： 0042 1. 本发明利用该第一压控单元的设置， 避免现有使用该切换式电源转换器， 造成 功率损耗过大以及易受干扰的问题。 0043 2. 本发明利用该第一功率转移单元及该第二发光二极管灯串与该第一压控单元 连接， 将该第一压控单元原本于该功率开关所消耗的该损耗功率， 转而输出而驱动该第二 发光二极管灯串， 不仅解决该功率开关因该损耗功率产生温度过高需额外搭设置一散热机 构的问题， 而得以使产品小型， 更将该损。
29、耗功率用于该第二发光二极灯串进行发光， 提高该 驱动电路的发光效能， 进而有效利用能源达到节能。 0044 3. 本发明不需使用切换式电源转换器， 具有构造简单、 成本低、 温度低以及稳定性 佳的优点。 0045 4. 本发明更可藉由该第二压控单元以及该第二功率转移单元的设置， 依该损耗功 率的大小进行调整， 以达到较佳的输出转移效果。 0046 5. 本发明还可藉由该第一扩充单元的设置， 有效利用该功率损耗进行发光， 以达 到较佳的转换效率。 0047 因此， 本发明极具进步性及符合申请发明专利的要件， 爰依法提出申请， 祈钧局早 日赐准专利， 实感德便。 0048 当然， 本发明还可有其它。
30、多种实施例， 在不背离本发明精神及其实质的情况下， 熟 悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形， 但这些相应的改变和变 形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。 说 明 书 CN 103841719 A 7 1/14 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 103841719 A 8 2/14 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 103841719 A 9 3/14 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 103841719 A 10 4/14 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 103841719 A 11 5/14 页 12 图 5 说 明 书 附 。
31、图 CN 103841719 A 12 6/14 页 13 图 6 说 明 书 附 图 CN 103841719 A 13 7/14 页 14 图 7 说 明 书 附 图 CN 103841719 A 14 8/14 页 15 图 8 说 明 书 附 图 CN 103841719 A 15 9/14 页 16 图 9 说 明 书 附 图 CN 103841719 A 16 10/14 页 17 图 10 说 明 书 附 图 CN 103841719 A 17 11/14 页 18 图 11 说 明 书 附 图 CN 103841719 A 18 12/14 页 19 图 12 说 明 书 附 图 CN 103841719 A 19 13/14 页 20 图 13 说 明 书 附 图 CN 103841719 A 20 14/14 页 21 图 14 说 明 书 附 图 CN 103841719 A 21 。