專利名稱：發(fā)光二極管光源系統(tǒng)及其電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型關(guān)于一種發(fā)光二極管光源系統(tǒng)及其電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，特別是用以配合發(fā) 光二極管的電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著科技發(fā)展進(jìn)步，近年來各種商用、家用以及個(gè)人的電子產(chǎn)品皆日益普及。除了 功能與外觀之外，產(chǎn)品的耗電量也受到相當(dāng)?shù)闹匾暋Ｈ绾谓档碗娮赢a(chǎn)品的耗能是許多產(chǎn)品 設(shè)計(jì)者和制造商關(guān)注的議題；目前已經(jīng)有許多針對這個(gè)議題制定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。請參閱圖1A，圖IA為習(xí)知的發(fā)光二極管光源及其供電系統(tǒng)的示意圖。電壓轉(zhuǎn)換電 路12負(fù)責(zé)將市電供應(yīng)端口 10提供的交流電壓\c轉(zhuǎn)換并調(diào)整為發(fā)光二極管單元14所需要 的直流電壓。對發(fā)光二極管光源系統(tǒng)來說，電壓轉(zhuǎn)換電路12輸出的直流電壓Vdc通常為定 值。然而，實(shí)際應(yīng)用上，發(fā)光二極管單元14中每一顆發(fā)光二極管在發(fā)亮?xí)r所需要的電 壓可能都不盡相同。為了確保每一顆發(fā)光二極管都有足以充分發(fā)亮的電壓，電壓轉(zhuǎn)換電路 12提供的直流電壓VD。通常會被設(shè)計(jì)為高于實(shí)際上發(fā)光二極管單元14的電壓需求。如圖IB所示，先前技術(shù)大多會設(shè)置偵測單元16與升壓/降壓(boost/buck)單元 18。偵測單元16用以偵測各串發(fā)光二極管末端(低壓端)的電壓，并根據(jù)該電壓判斷應(yīng)如 何調(diào)整電壓調(diào)整裝置18。電壓調(diào)整裝置18被設(shè)置在電壓轉(zhuǎn)換電路12提供的直流電壓Vdc 和發(fā)光二極管間，負(fù)責(zé)分別為各串發(fā)光二極管提供補(bǔ)償電壓，藉此調(diào)節(jié)各串發(fā)光二極管所 承受的電壓。然而，由于在電路架構(gòu)中接近于電壓轉(zhuǎn)換電路12，先前技術(shù)中的電壓調(diào)整裝置18 必須承受相當(dāng)大的電流和電壓，通常相當(dāng)耗能，其體積亦相當(dāng)龐大。因此，相對于現(xiàn)今追求 節(jié)能與輕量化的產(chǎn)品趨勢，如圖IB所示的采用電路架構(gòu)是比較不理想的。

實(shí)用新型內(nèi)容針對上述技術(shù)問題，根據(jù)本實(shí)用新型的一具體實(shí)施方式
為發(fā)光二極管光源系統(tǒng)， 其中包含發(fā)光二極管裝置、電源裝置、至少一偵測裝置以及至少一電壓調(diào)整裝置。發(fā)光二極 管裝置導(dǎo)通時(shí)具有至少一電壓。電源裝置電連接于發(fā)光二極管的高壓端，該電源裝置提供 直流電壓給該發(fā)光二極管裝置的高壓端，且該直流電壓為定值。至少一偵測裝置電連接于 發(fā)光二極管裝置的低壓端，該偵測裝置偵測該發(fā)光二極管裝置的該低壓端的操作電壓，并 產(chǎn)生偵測結(jié)果。至少一電壓調(diào)整裝置分別電連接發(fā)光二極管裝置的低壓端及偵測裝置，該 電壓調(diào)整裝置根據(jù)偵測結(jié)果調(diào)整發(fā)光二極管的該低壓端與接地端間的至少一補(bǔ)償電壓。其 中，調(diào)整后的補(bǔ)償電壓加上該發(fā)光二極管裝置導(dǎo)通時(shí)的電壓等于該直流電壓。所述發(fā)光二極管裝置包含復(fù)數(shù)組以串聯(lián)方式連接的發(fā)光二極管。所述發(fā)光二極管光源系統(tǒng)包含復(fù)數(shù)個(gè)偵測裝置以及復(fù)數(shù)個(gè)電壓調(diào)整裝置，每一組 發(fā)光二極管各自對應(yīng)于一個(gè)該偵測裝置以及一個(gè)該電壓調(diào)整裝置。
3[0010] 所述偵測裝置包含電壓比較器，該電壓比較器的第二輸入端用以接收參考電壓。 所述電壓調(diào)整裝置包含升壓電路或降壓電路。所述電源裝置用以接收交流電壓，并將該交流電壓轉(zhuǎn)換為該直流電壓。根據(jù)本實(shí)用新型的另一具體實(shí)施方式
為用以配合發(fā)光二極管光源的電壓調(diào)節(jié)系 統(tǒng)，其中包含至少一偵測裝置，電連接于該發(fā)光二極管裝置的低壓端，該偵測裝置偵測該發(fā) 光二極管裝置的該低壓端的操作電壓，并產(chǎn)生偵測結(jié)果；以及至少一電壓調(diào)整裝置，分別電 連接該發(fā)光二極管裝置的該低壓端及該偵測裝置，該電壓調(diào)整裝置根據(jù)該偵測結(jié)果調(diào)整該 發(fā)光二極管的該低壓端與接地端間的至少一補(bǔ)償電壓；其中，該發(fā)光二極管裝置導(dǎo)通時(shí)具 有至少一電壓，該發(fā)光二極管裝置的高壓端用以接收直流電壓，該直流電壓為定值，該調(diào)整 后的補(bǔ)償電壓加上該發(fā)光二極管裝置導(dǎo)通時(shí)的該電壓等于該直流電壓。本實(shí)用新型為發(fā)光二極管光源的電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供了一種新的架構(gòu)。藉由將電壓 調(diào)整裝置設(shè)置在發(fā)光二極管裝置和接地端之間，根據(jù)本實(shí)用新型的電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)可有效降 低二極管光源系統(tǒng)整體的耗電量，進(jìn)而減少發(fā)光二極管光源系統(tǒng)的散熱問題。根據(jù)本實(shí)用 新型的電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)可被廣泛應(yīng)用在各種采用發(fā)光二極管做為光源的電子產(chǎn)品中。關(guān)于本 實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與精神可以由以下具體實(shí)施方式
詳述及附圖說明得到進(jìn)一步的了解。

圖IA與圖IB為習(xí)知的發(fā)光二極管光源及其供電系統(tǒng)的示意圖。圖2A和圖2B繪示根據(jù)本實(shí)用新型的第一具體實(shí)施方式
中的發(fā)光二極管光源系統(tǒng) 的示意圖。圖2C為本實(shí)用新型的另一具體實(shí)施方式
的發(fā)光二極管光源系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式
請參閱圖2A，圖2A繪示根據(jù)本實(shí)用新型的第一具體實(shí)施方式
中的發(fā)光二極管光 源系統(tǒng)的示意圖。如圖2A所示，發(fā)光二極管光源系統(tǒng)20包含電源裝置22、發(fā)光二極管裝置 24、偵測裝置26，以及電壓調(diào)整裝置28。于實(shí)際應(yīng)用中，發(fā)光二極管裝置24可包含一組或 多組以串聯(lián)方式連接的發(fā)光二極管，但不以此為限。另外，于實(shí)際應(yīng)用中，電壓調(diào)整裝置28 可以根據(jù)設(shè)計(jì)需求采用升壓(boost)電路或者是降壓(buck)電路。于此實(shí)施方式中，電源裝置22接收由市電供應(yīng)埠10提供的交流電壓VAC。電源裝 置22負(fù)責(zé)將交流電壓Vac轉(zhuǎn)換為直流電壓并將該直流電壓Vdc提供給發(fā)光二極管裝置 24的高壓端。簡言之，電源裝置22主要用以提供交流/直流轉(zhuǎn)換的作用。直流電壓Vdc的 高低根據(jù)發(fā)光二極管裝置24的需求而定，并且大致為定值。實(shí)際應(yīng)用上，電源裝置22可包含整流器(rectifier)、功率因子校正電路、直 流/直流轉(zhuǎn)換器等組件。舉例而言，電源裝置22中的直流/直流轉(zhuǎn)換器可以為推拉式 (push-pull)轉(zhuǎn)換器、全橋式(full-bridge)轉(zhuǎn)換器、半橋式(half-bridge)轉(zhuǎn)換器或是返 馳式(flyback)轉(zhuǎn)換器，但不以此為限。偵測裝置26電連接于發(fā)光二極管裝置24，并用以偵測發(fā)光二極管裝置24的低壓 端的操作電壓，以產(chǎn)生偵測結(jié)果。于此實(shí)施方式中，電壓調(diào)整裝置28電連接于發(fā)光二極管 裝置24與接地端之間，并用以根據(jù)該偵測結(jié)果調(diào)整發(fā)光二極管24的低壓端與該接地端間
4的至少一補(bǔ)償電壓。于圖2A所示的實(shí)施方式中，發(fā)光二極管裝置24包含多組以串聯(lián)方式連接的發(fā)光 二極管；電壓調(diào)整裝置28可分別調(diào)整各串發(fā)光二極管各自與接地端之間的補(bǔ)償電壓。實(shí)際 應(yīng)用上，每一串發(fā)光二極管可各自對應(yīng)于一個(gè)偵測裝置26以及一個(gè)電壓調(diào)整裝置28。簡言 之，各串發(fā)光二極管所對應(yīng)的補(bǔ)償電壓可各不相同。請參閱圖2B，圖2B繪示發(fā)光二極管裝 置24包含兩組以串聯(lián)方式連接的發(fā)光二極管(L1、L2)的范例。如圖2B所示，這兩組發(fā)光 二極管各自耦接偵測裝置26與升壓電路280。于此實(shí)施方式中，各偵測裝置26分別包含電壓比較器26A。電壓比較器26A的輸 入端連接于其所對應(yīng)的發(fā)光二極管串的低壓端(X1和X2)，并且電壓比較器26A的另一輸入 端用以接收參考電壓(Vkef)。操作電壓Vu和、的值分別等于直流電壓VD。路減去發(fā)光二極 管Ll與發(fā)光二極管L2導(dǎo)通時(shí)的電壓。電壓比較器26A的輸出端耦接至升壓電路280。電 壓比較器26A將偵測到的操作電壓(Vu與ν 2)與參考電壓(Vkef)做比較后，將比較結(jié)果傳 送至升壓電路280。亦如圖2B所示，此實(shí)施方式中的各個(gè)升壓電路280分別包含控制電路28A、金氧半 導(dǎo)體組件M、二極管D以及電容C。以右側(cè)的發(fā)光二極管串L2為例，其低壓端透過相對應(yīng)的 電容C2連接于至接地端，電容C2兩端的電壓即為升壓電路280提供給發(fā)光二極管串L2的 補(bǔ)償電壓。該補(bǔ)償電壓與發(fā)光二極管串L2本身的電壓的總和即等于該直流電壓VDC。電壓比較器26A的輸出端電連接至升壓電路280中的控制電路28A，藉此將其比較 結(jié)果傳送至升壓電路280?？刂齐娐?8A會根據(jù)此比較結(jié)果控制金氧半導(dǎo)體組件M的閘極 電壓，進(jìn)而調(diào)整電容Cl或C2兩端的電壓。于此實(shí)施方式中，當(dāng)操作電壓Vu或\2高于參考 電壓Vkef，控制電路28A會提高電容Cl或C2兩端的電壓。舉例而言，假設(shè)VD。的電壓被設(shè)定 為5 · Vkef，電容C2兩端的初始電壓被設(shè)定為Vkef，并且發(fā)光二極管串L2導(dǎo)通時(shí)的電壓等于 3 · Vkef，則當(dāng)發(fā)光二極管串L2導(dǎo)通時(shí)，操作電壓\2會等于2 · VKEF。此時(shí)操作電壓\2高于 參考電壓Vkef，且其差異為Vkef，控制電路28A會據(jù)此要求升壓電路280將電容C2兩端的電 壓(亦即提供給發(fā)光二極管串L2的補(bǔ)償電壓)升壓至2*VKEF。換言之，該調(diào)整后的補(bǔ)償電 壓與發(fā)光二極管串L2本身的電壓的總和等于該直流電壓Vdco再舉例而言，假設(shè)VDe的電壓設(shè)定在5 · Vkef，電容Cl的初始電壓被設(shè)定為Vkef，發(fā) 光二極管串Ll導(dǎo)通時(shí)的電壓等于2. 5 · VKEF。當(dāng)發(fā)光二極管串Ll導(dǎo)通時(shí)操作電壓Vu會等 于2. 5 · VKEF。此時(shí)操作電壓Vu高于參考電壓Vkef，且其差異為1. 5 · VKEF?？刂齐娐?8A會 據(jù)此要求升壓電路280將電容Cl的電壓(亦即提供給發(fā)光二極管串Ll的補(bǔ)償電壓)提升 至2. 5 · Vkef，換言之，該調(diào)整后的補(bǔ)償電壓與發(fā)光二極管串Ll本身的電壓的總和等于該直 流電壓Vdc。由于各發(fā)光二極管串運(yùn)作時(shí)會耗去一定的電壓，發(fā)光二極管串的低壓端的操作電 壓\必然低于電源裝置22輸出的直流電壓VDC。根據(jù)本實(shí)用新型的升壓電路280在電路架 構(gòu)中距離電源裝置22的高壓端較遠(yuǎn)，不必直接承受電源裝置22輸出的電壓VDC。因此，升 壓電路280同樣可以達(dá)到調(diào)節(jié)各串發(fā)光二極管所承受的電壓的效果，但其耗能及體積都可 以較先前技術(shù)中的電壓調(diào)整裝置18小。此外，升壓電路280在運(yùn)作過程中產(chǎn)生的熱能也會 較電壓調(diào)整裝置18所產(chǎn)生的熱能少，因此可減少發(fā)光二極管光源系統(tǒng)整體的散熱問題。請參閱圖2C，圖2C為本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式。此實(shí)施方式與圖2B不同之處在于，本實(shí)施方式中的電壓調(diào)整裝置28系以降壓電路281來實(shí)現(xiàn)。如圖2C所示，兩個(gè)降壓 電路281亦分別包含控制電路28A、金氧半導(dǎo)體組件M、二極管D以及電容C。于此實(shí)施方式 中，當(dāng)操作電壓Vu低于Vkef時(shí)，控制電路28A會降低電容Cl兩端的電壓。同理，當(dāng)操作電 壓低于Vkef時(shí)，控制電路28A會降低電容C2兩端的電壓。舉例而言，假設(shè)VD。被設(shè)定為 2 -Veef,電容C2的初始電壓被設(shè)定為Vkef，并且發(fā)光二極管串L2導(dǎo)通時(shí)的電壓等于3 -Veefo 當(dāng)發(fā)光二極管串L2導(dǎo)通時(shí)，操作電壓\2的值將等于-Vkef，此時(shí)控制電路28A會將電容C2 兩端的電壓(即提供給發(fā)光二極管串L2的補(bǔ)償電壓)調(diào)降為-Vkef，換言之，該調(diào)整后的補(bǔ) 償電壓與發(fā)光二極管串L2本身的電壓的總和仍等于該直流電壓Vdco根據(jù)本實(shí)用新型的第二具體實(shí)施方式
為用以驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管裝置的電壓調(diào)節(jié)系 統(tǒng)。此電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)包含如圖2A所示的偵測裝置26，以及電壓調(diào)整裝置28。如先前所述， 偵測裝置26電連接于發(fā)光二極管裝置，用以偵測該發(fā)光二極管裝置的操作電壓，并產(chǎn)生偵 測結(jié)果。電壓調(diào)整裝置28電連接于該發(fā)光二極管裝置與接地端間，用以根據(jù)該偵測結(jié)果調(diào) 整該發(fā)光二極管與該接地端間的至少一補(bǔ)償電壓。與前一個(gè)實(shí)施方式相同的是，配合此電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)光二極管裝置可能包含復(fù) 數(shù)組以串聯(lián)方式連接的發(fā)光二極管。相對應(yīng)地，該電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)可包含復(fù)數(shù)個(gè)該偵測裝置 以及復(fù)數(shù)個(gè)該電壓調(diào)整裝置；每一組發(fā)光二極管各自對應(yīng)于一個(gè)偵測裝置以及一個(gè)電壓調(diào) 整裝置，各自為各組發(fā)光二極管提供適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償電壓。亦與前一個(gè)實(shí)施方式相同的是，此實(shí)施方式中的偵測裝置26可包含如圖2B所示 的電壓比較器，該電壓比較器的第一輸入端連接于該發(fā)光二極管裝置的低壓端，并且該電 壓比較器的第二輸入端用以接收參考電壓。此實(shí)施方式中的電壓調(diào)整裝置28同樣可包含 升壓電路或降壓電路，并藉由調(diào)整該電容兩端的電壓，調(diào)節(jié)發(fā)光二極管裝置與接地端間的 補(bǔ)償電壓。本實(shí)用新型為發(fā)光二極管光源的電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供了一種新的架構(gòu)。藉由將電壓 調(diào)整裝置設(shè)置在發(fā)光二極管裝置和接地端之間，根據(jù)本實(shí)用新型的電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)可有效降 低二極管光源系統(tǒng)整體的耗電量，進(jìn)而減少發(fā)光二極管光源系統(tǒng)的散熱問題。根據(jù)本實(shí)用 新型的電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)可被廣泛應(yīng)用在各種采用發(fā)光二極管做為光源的電子產(chǎn)品中。藉由以上較佳具體實(shí)施方式
的詳述，希望能更加清楚描述本實(shí)用新型的特征與精 神，而并非以上述所揭露的具體實(shí)施方式
來對本實(shí)用新型加以限制。
權(quán)利要求一種發(fā)光二極管光源系統(tǒng)，其特征在于包含發(fā)光二極管裝置，該發(fā)光二極管裝置導(dǎo)通時(shí)具有至少一電壓；電源裝置，電連接于該發(fā)光二極管的高壓端，該電源裝置提供直流電壓給該高壓端，且該直流電壓為定值；至少一偵測裝置，電連接于該發(fā)光二極管裝置的低壓端，該偵測裝置偵測該低壓端的操作電壓，并產(chǎn)生偵測結(jié)果；以及至少一電壓調(diào)整裝置，分別電連接該發(fā)光二極管裝置的該低壓端及該偵測裝置，該電壓調(diào)整裝置根據(jù)該偵測結(jié)果調(diào)整該發(fā)光二極管的該低壓端與接地端間的至少一補(bǔ)償電壓；其中，該調(diào)整后的補(bǔ)償電壓加上該發(fā)光二極管裝置導(dǎo)通時(shí)的該電壓等于該直流電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管光源系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)光二極管裝置包 含復(fù)數(shù)組以串聯(lián)方式連接的發(fā)光二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管光源系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)光二極管光源系 統(tǒng)包含復(fù)數(shù)個(gè)該偵測裝置以及復(fù)數(shù)個(gè)該電壓調(diào)整裝置，每一組發(fā)光二極管各自對應(yīng)于一個(gè) 該偵測裝置以及一個(gè)該電壓調(diào)整裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管光源系統(tǒng)，其特征在于所述偵測裝置包含電壓 比較器，該電壓比較器的第二輸入端用以接收參考電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管光源系統(tǒng)，其特征在于所述電壓調(diào)整裝置包含 升壓電路或降壓電路。
6.一種用以配合發(fā)光二極管光源的電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于包含至少一偵測裝置，電連接于該發(fā)光二極管裝置的低壓端，該偵測裝置偵測該發(fā)光二極 管裝置的該低壓端的操作電壓，并產(chǎn)生偵測結(jié)果；以及至少一電壓調(diào)整裝置，分別電連接該發(fā)光二極管裝置的該低壓端及該偵測裝置，該 電壓調(diào)整裝置根據(jù)該偵測結(jié)果調(diào)整該發(fā)光二極管的該低壓端與接地端間的至少一補(bǔ)償電 壓；其中，該發(fā)光二極管裝置導(dǎo)通時(shí)具有至少一電壓，該發(fā)光二極管裝置的高壓端用以接 收直流電壓，該直流電壓為定值，該調(diào)整后的補(bǔ)償電壓加上該發(fā)光二極管裝置導(dǎo)通時(shí)的該 電壓等于該直流電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)光二極管裝置包含復(fù)數(shù) 組以串聯(lián)方式連接的發(fā)光二極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于所述電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)包含復(fù)數(shù)個(gè) 該偵測裝置以及復(fù)數(shù)個(gè)該電壓調(diào)整裝置，每一組發(fā)光二極管各自對應(yīng)于一個(gè)該偵測裝置以 及一個(gè)該電壓調(diào)整裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于所述偵測裝置包含電壓比較器， 并且該電壓比較器的第二輸入端用以接收參考電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于所述電壓調(diào)整裝置包含升壓電 路或降壓電路。
專利摘要本實(shí)用新型關(guān)于一種發(fā)光二極管光源系統(tǒng)及其電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該發(fā)光二極管光源系統(tǒng)包含發(fā)光二極管裝置、電源裝置、至少一偵測裝置以及至少一電壓調(diào)整裝置。發(fā)光二極管裝置導(dǎo)通時(shí)具有至少一電壓。電源裝置提供直流電壓給發(fā)光二極管裝置的高壓端，且該直流電壓為定值。至少一偵測裝置電連接于該發(fā)光二極管裝置的低壓端，用以偵測該低壓端的操作電壓，并產(chǎn)生偵測結(jié)果。至少一電壓調(diào)整裝置分別電連接發(fā)光二極管裝置的低壓端及偵測裝置，其根據(jù)偵測結(jié)果調(diào)整發(fā)光二極管的低壓端與接地端間的至少一補(bǔ)償電壓。其中，調(diào)整后的補(bǔ)償電壓加上發(fā)光二極管裝置導(dǎo)通時(shí)具有的電壓等于直流電壓。本實(shí)用新型可減少發(fā)光二極管光源系統(tǒng)的散熱問題。
文檔編號H05B37/02GK201657422SQ201020147240
公開日2010年11月24日 申請日期2010年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月3日
發(fā)明者施正德 申請人:蘇州達(dá)方電子有限公司;達(dá)方電子股份有限公司