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全電壓串并式led燈的制作方法

文檔序號:8070967閱讀:319來源:國知局
全電壓串并式led燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種全電壓串并式LED燈,其包含有至少兩個LED單元、一連接至各LED單元的LED驅(qū)動電路及一串并聯(lián)控制電路;其中該串并聯(lián)控制電路包含有至少一正極切換開關、至少一負極切換開關及一第一電壓檢知與控制電路;又各正極切換開關及各負極切換開關分別對應連接至各LED單元的正、陰極之間;當該第一電壓檢知與控制電路于檢知當前為低壓段電壓后控制各正極切換開關及負極切換開關導通,令各LED單元相互并聯(lián);反之,若為高壓電電壓則令各LED單元相互串聯(lián);由于該串聯(lián)后的各LED單元的總切入電壓提高至能完全承受該高壓段電壓,故不會于點亮后燒毀。
【專利說明】全電壓串并式LED燈
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種全電壓LED燈,尤其是涉及一種使用線性驅(qū)動電路的全電壓串并式LED燈。
【背景技術】
[0002]發(fā)光二極管(LED ;Light Emitting Diode)為當前市面上常見的照明燈,相較于傳統(tǒng)白熾燈泡更具有高發(fā)光效率、低耗電以及低污染的特性;然而,由于發(fā)光二極管本身僅能單向?qū)?,因此難以使用在當前被廣泛使用的交流電;為此,業(yè)界便研發(fā)出一種使用線性驅(qū)動電路的線性LED燈;請參照圖11所示,現(xiàn)有的線性LED燈包含有:
[0003]一整流器60,連接至一交流電源AC/IN,并將上述交流電源AC/IN轉(zhuǎn)換為一脈動直流電源;
[0004]一 LED單元61,串接至該整流器60,并包含有多個LED光源;及
[0005]一定電流控制器62,串接至該LED單元61,并構成一電源電路;其中該定電流控制器62令流經(jīng)該LED單元62的電流固定為一定值。
[0006]由上述結構可知,現(xiàn)有的線性LED燈以其整流器60將上述交流電源AC/IN轉(zhuǎn)換為脈動直流電源后,通過該定電流控制器62固定流經(jīng)該LED單元61的電流,以令該LED單元61穩(wěn)定發(fā)亮。
[0007]然而,由于當前世界各國所采用的交流電源其電壓規(guī)格具有高低不同的區(qū)別,常見的有110伏特及220伏特;因此,現(xiàn)有線性LED燈制造商通常都必須依據(jù)上述兩種電壓規(guī)格,分別設計出適用于一高壓段(如220伏特)的線性LED燈以及適用于一低壓段(如110伏特)的線性LED燈,以供消費者選擇使用。
[0008]但是,由于現(xiàn)有的線性LED燈制造商必須分別設計并制造出不同的線性LED燈,故造成其線性LED燈產(chǎn)品的倉儲壓力的增加;再者,如此一來,消費者于購買時必須確認所購買的線性LED燈是否符合當前所在國家所采用的電壓規(guī)格;一旦消費者買到低壓段的線性LED燈并將其插設至高壓段的交流電源時,則勢必會造成現(xiàn)有的線性LED燈燒毀;因此,有必要針對上述情形進一步提出更好的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]有鑒于上述現(xiàn)有的線性LED燈的技術缺失;故本發(fā)明主要目的在于提供一種全電壓串并式LED燈。
[0010]欲達上述目的所使用的主要技術手段為令該全電壓串并式LED燈包含有:
[0011]至少兩個LED單元,其兩個相鄰的LED單元通過一二極管串接,該串接的至少兩個LED單元包含有一陽極及一陰極;其中各LED單元的切入電壓低于一低壓段電壓,而該至少兩個LED單元的切入電壓加總后低于一高壓段電壓,且高于該低壓段電壓;
[0012]一 LED驅(qū)動電路,包含有一整流器及一定電流驅(qū)動單元,其中該整流器將一交流電源整流為一直流電源后輸出至該至少兩個LED單元及該定電流驅(qū)動單元;及[0013]一串并聯(lián)控制電路,包含有至少一正極切換開關、至少一負極切換開關及一第一電壓檢知與控制電路;其中各正極切換開關對應連接至各LED單元的陽極之間,且各負極切換開關分別對應連接至各LED單元的陰極之間;又該第一電壓檢知與控制電路連接至該整流器、各正極切換開關及各負極切換開關,并于檢知當前該直流電源其電壓值為高壓段電壓后控制各正極切換開關及負極切換開關不導通,以令該至少兩個LED單元相互串聯(lián);反之,則控制各正極切換開關及負極切換開關導通,并將各兩個LED單元陽極相互連接以及各兩個LED單元陰極相互連接,以使該至少兩個LED單元相互并聯(lián)。
[0014]由于上述本發(fā)明全電壓串并式LED燈令各LED單元的切入電壓低于低壓段電壓,且使串接至少兩個LED單元后的總切入電壓介于高壓段電壓與低壓段電壓之間;因此,配合串并聯(lián)控制電路于檢知當前直流電源其電壓值為低壓段電壓時,令該至少兩個LED單元全部并聯(lián)連接以順利點亮;一旦檢知當前直流電源其電壓值為高壓段電壓時,則令該至少兩個LED單元全部串聯(lián);由于該串聯(lián)后的該至少兩個LED單元的總切入電壓提高至能完全承受該高壓段電壓,故不會于點亮后燒毀。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明全電壓串并式LED燈的第一實施例的電路圖;
[0016]圖2A為本發(fā)明第一實施例于低壓段時的等效電路圖;
[0017]圖2B為本發(fā)明第一實施例于高壓段時的等效電路圖;
[0018]圖3為本發(fā)明具有三個LED單元的第一實施例的電路圖;
[0019]圖4為本發(fā)明第一電壓檢知與控制電路的詳細電路圖;
[0020]圖5為本發(fā)明正極切換開關的詳細`電路圖;
[0021]圖6為本發(fā)明第二實施例的電路圖;
[0022]圖7A為本發(fā)明第二實施例于低壓段時的等效電路圖;
[0023]圖7B為本發(fā)明第二實施例于高壓段時的等效電路圖;
[0024]圖8為本發(fā)明第三實施例的電路圖;
[0025]圖9A為本發(fā)明第三實施例于低壓段時的等效電路圖;
[0026]圖9B為本發(fā)明第二實施例于聞壓段時的等效電路圖;
[0027]圖10為本發(fā)明第四實施例的電路圖;
[0028]圖11為現(xiàn)有的線性LED驅(qū)動電路的電路圖。
[0029]附圖標記
[0030]10、10,:LED 單元11:二極管
[0031]12、12’:LED 光源20:整流器
[0032]21:定電流驅(qū)動單元211:第二分壓電容
[0033]212:反向二極管213:第四二極管
[0034]214:第五二極管215:第二旁路晶體管
[0035]22:第一壓控晶體管23:電流檢測單元
[0036]24:低頻濾波器25:穩(wěn)流控制單元
[0037]26:切換電路27:第二壓控晶體管
[0038]28:電阻30:第一電壓檢知與控制電路[0039]30’:第二電壓檢知與控制電路31:峰值檢波電路
[0040]311、312:分壓器313:二極管
[0041]314:電容315:電阻
[0042]32:比較器33:功率推動電路
[0043]331:反相器332:功率電阻
[0044]333:功率晶體管40:正極切換開關
[0045]400:開關晶體管401: 二極管
[0046]402:第一電阻403:第二電阻
[0047]404:控制晶體管41:負極切換開關
[0048]42:切換開關50:串并式分壓器
[0049]51:第一分壓電容52:第一二極管
[0050]53:第二二極管54:第三二極管
[0051]55:第一旁路晶體管60:整流器
[0052]61:LED單元62:定電流控制器
【具體實施方式】
[0053]請參照圖1所示,為本發(fā)明全電壓串并式LED燈的第一實施例,其包含有:
[0054]至少兩個LED單元10,其兩個相鄰的LED單元10通過一二極管11串接,該串接的至少兩個LED單元10包含有一陽極及一陰極;其中各LED單元10的切入電壓Vmi低于一低壓段電壓,而該至少兩個LED單兀10的切入電壓Vu5d加總后低于一高壓段電壓,且高于該低壓段電壓;
[0055]一 LED驅(qū)動電路,包含有一整流器20及一定電流驅(qū)動單元21,其中該整流器20將一交流電源AC/IN整流為一直流電源后輸出至該至少兩個LED單元10及該定電流驅(qū)動單元21 ;于本實施例中,該定電流驅(qū)動單元21與該至少兩個LED單元10構成一電源電路,并包含有一第一壓控晶體管22、一串接該第一壓控晶體管22的電流檢測單元23以及一電連接至該第一壓控晶體管22和該電流檢測單元23的穩(wěn)流控制單元25 ;其中該電流檢測單元23檢測流經(jīng)該電源電路的電流,并通過一低頻濾波器24將所檢測到的電流信號傳送至該穩(wěn)流控制單元25 ;又該穩(wěn)流控制單元25依據(jù)上述電流信號通過該第一壓控晶體管22反饋控制流經(jīng)該電源電路的電流,并維持該電源電路的電流穩(wěn)定 '及
[0056]一串并聯(lián)控制電路,包含有至少一正極切換開關40、至少一負極切換開關41及一第一電壓檢知與控制電路30 ;其中各正極切換開關40分別對應連接至各LED單元10的陽極之間,且各負極切換開關41分別對應連接至各LED單元10的陰極之間;又該第一電壓檢知與控制電路30連接至該整流器20、各正極切換開關40及各負極切換開關41,并于檢知當前該直流電源Vd。其電壓值為高壓段電壓后控制各正極切換開關40及負極切換開關41不導通,以令該至少兩個LED單元10相互串聯(lián);反之,則控制各正極切換開關40及負極切換開關41導通,并將各兩個LED單元10陽極相互連接以及各兩個LED單元10陰極相互連接,以使該至少兩個LED單元10相互并聯(lián)。
[0057]請參照圖2A所 示,因各LED單元10的切入電壓Vm均低于低壓段電壓,因此當該第一電壓檢知與控制電路30于該整流器20所輸出的直流電源Vd。其電壓為低壓段電壓時,令該至少兩個LED單元10全部并聯(lián)借以點亮;請參照圖2B所示,又因各LED單元10于串聯(lián)后的總切入電壓\ED介于該高壓段電壓與該低壓段電壓之間,當該第一電壓檢知與控制電路30于檢知該整流器20所輸出的直流電源Vd。其電壓值為高壓段電壓時,令各LED單元10全部串聯(lián);并且由于該串聯(lián)后的各LED單元10的總切入電壓Vm提高至能完全承受該高壓段電壓,故不會于點亮后燒毀。
[0058]舉最常見的110伏特以及220伏特為例,請再次參照圖1所示,若使用者欲使本發(fā)明可分別適用于220伏特及110伏特的交流電源AC/IN時,令該至少兩個LED單元10的數(shù)量為兩個,并且同時令各LED單元10的切入電壓為90伏特;請再次參照圖2A及圖2B所示,當本發(fā)明連接至110伏特的交流電源AC/IN電壓時,該第一電壓檢知與控制電路30令各LED單元10并聯(lián),且使上述110伏特的電壓提供至該兩個LED單元20的兩端;又當本發(fā)明連接至220伏特的交流電源AC/IN電壓時,為避免因所輸入交流電源AC/IN其電壓過高而燒毀各LED單元10,遂立即地串聯(lián)該兩個LED單元10且使其切入電壓Vmi的總和達到180伏特,進而達到避免各LED單元10燒毀的目的。
[0059]再者,請參照圖3所示,本發(fā)明除了可采用兩個LED單元以分別適用于110伏特及220伏特之外,若欲使用在高于220伏特交流電源,還可增加上述LED單元10、正極切換開關40及負極切換開關41。
[0060]請參照圖4所示,于本實施例中,該第一電壓檢知與控制電路30包含有一峰值檢波電路31、一比較器32及一功率推動電路33。
[0061]該峰值檢波電路31連接至該整流器20,并檢測其直流電源Vd。的峰值電壓;于本實施例中,該峰值檢波電路31包含有一分壓器311、312及一檢波單元;其中該檢波單元包含一二極管313、一電容314及一電阻315,以通過該分壓器311、312連接至該整流器20,于取得當前直流電源Vd。后,進一步檢知該整流器20所輸出直流電源Vd。的峰值電壓。
[0062]該比較器32連接至一參考電壓及該峰值檢波電路31的檢波單元,并讀取上述峰值電壓,與該參考電壓進行比對,且判斷當前直流電源的峰值電壓較該參考電壓大或小,且輸出對應的開關信號。
[0063]該功率推動電路33連接至該比較器32,并將開關信號功率放大后輸出至該至少一正極切換開關40及該至少一負極切換開關41,以控制其啟閉;于本實施例中,該功率推動電路33包含有:
[0064]一反相器331,其輸入端連接至該比較器;
[0065]一共源極功率放大電路,包含有一功率電阻332及一功率晶體管333 ;其中該功率電阻332連接至該整流器20 ;且該功率晶體管333,串接至該功率電阻332,且其與該功率電阻332之間的串聯(lián)節(jié)點連接至該至少一正極切換開關40及該至少一負極切換開關41 ;又該功率晶體管333的控制端,連接至該反相器331其輸出端。
[0066]當比較器32于輸出該開關信號至該功率推動電路33后,先由該反相器331將該開關信號的高低電位反相后,再由該共源極功率放大電路進行功率放大,并輸出至該至少一正極切換開關40及該至少一負極切換開關41,順利推動該至少一正極切換開關40及該至少一負極切換開關41同步啟閉;以本實施例來說,當檢知當前直流電源Vd。的電壓為高壓段,則輸出低電位開關信號,若為低壓段,則輸出高電位開關信號。
[0067]再請參照圖5所示,為本發(fā)明的正極切換開關40及負極切換開關41的詳細結構,其包含有:
[0068]—開關晶體管400,具有一漏極D、一源極S及一柵極G ;于本實施例中,該開關晶體管400的漏極D、源極S兩端為該正極切換開關40或負極切換開關41的兩端;
[0069]一二極管401,具有一陽極及一陰極;其中該二極管401的陽極連接至該開關晶體管400的源極S,又該二極管401的陰極連接至該開關晶體管400的柵極G ;
[0070]—第一電阻402,具有第一端以及第二端;其中該第一電阻402的第一端連接至該開關晶體管400的棚極G ;
[0071]一第二電阻403,具有第一端以及第二端;其中該第二電阻403的第一端連接至該開關晶體管400的漏極D,又該第二電阻403第二端連接至該第一電阻402的第二端;及
[0072]一控制晶體管404,具有一漏極、一源極及一柵極;其中該控制晶體管404的漏極連接至該第二電阻403與該第一電阻402的第二端,又該控制晶體管404的源極連接至一接地端,而該控制晶體管404的柵極連接至該第一電壓檢知與控制電路30的該功率推動電路33的共源極功率放大電路。
[0073]由上述結構可知,當該控制晶體管404截止時,由于該開關晶體管400與該第一電阻402及該第二電阻403構成一漏極反饋電路,故該開關晶體管400將導通;反之,則為截止;又由于上述正極切換開關40及負極切換開關41采常閉開關方式作動,需輸入低電位電壓才能令其導通;因此在實際使用時,僅直接令上述第一電壓檢知與控制電路30的功率推動電路連接至該上述正極切換開關40及負極切換開關41,即可順利作動。
[0074]同時,由于該整流器20所輸出直流電源V其電壓值為較高的110伏特或是220伏特,故為避免上述正極切換開關40及負極切換開關41的開關晶體管400因過高的偏壓而導致?lián)舸?;故令上述二極管401逆向設置于該開關晶體管400柵極G、源極S之間,使得當該開關晶體管400于截止時,其柵極G、源極S之間不會因會有過高的偏壓,而導致?lián)舸p。
[0075]請參照圖6所示,為本發(fā)明第二實施例,其電路結構、原理及動作大致與第一實施例相同;只是,其不同處在于:
[0076]本第二實施例以至少一切換電路26取代該至少一負極切換開關41 ;且該第一電壓檢知與控制電路30進一步包含另一功率推動電路33,即此一功率推動電路33只包含共源極功率放大電路,并連接至該至少一切換電路26,故當?shù)谝浑妷簷z知與控制電路30檢知當前直流電源Vd。的電壓為高壓段時,輸出一高電位開關信號至正極切換開關40,并輸出一低電位開關信號至該至少一切換電路26,使得該正極切換開關40及該切換電路26均為截止;而于低壓段時,貝1J輸出一低電位開關信號至正極切換開關40,并輸出一高電位開關信號至該至少一切換電路26,使得該負極切換開關41及該切換電路26均為導通;其中,各切換電路26連接至對應LED單元10’的陰極及接地端,且包含有:
[0077]一第二壓控晶體管27,其一端(源極)連接至對應LED單元10’的陰極,另一端(漏極)則串接一電阻28到接地端,又該控制端G2 (柵極)則連接至該第一電壓檢知與控制電路30的該功率推動電路33的共源極功率放大電路,且依據(jù)該開關信號導通或截止。
[0078]由于本第二實施例在并聯(lián)模式時,連接至該切換電路26的LED單元10’通過該切換電路26直接連接至該接地端;因此,上述切換電路26兼具有開關及定電流的雙重效果,并且其所流經(jīng)的電流路徑并非一定與連接至該定電流驅(qū)動單元21的LED單元10所流經(jīng)的電流路徑相同。[0079]請參照圖7A所示,當該第一電壓檢知與控制電路30于檢知該整流器20所輸出的直流電源Vd。其電壓值為低壓段電壓時,該功率推動電路33的共源極功率放大電路輸出一高電位的開關信號,使得除了上述正極切換開關開40因此而導通外,該采用如NM0SFET的第二壓控晶體管27遂也因此而導通,進而令連接至該切換電路26的LED單元10’的陰極借由該第二壓控晶體管27及電阻28連接到接地端。
[0080]此時,與另一 LED單元10陰極連接的定電流驅(qū)動單元21的其第一壓控晶體管27因一直導通運作,故上述兩組的LED單元10、10’的陰極會共接到該接地端,而其陽極則因正極切換開關40而共接到該整流器20輸出端,借以如此達到并聯(lián)連接的目的。
[0081]請參照圖7B所示,當?shù)谝浑妷簷z知與控制電路30于檢知該整流器20所輸出的直流電源Vd。其電壓值為高壓段電壓時,該功率推動電路33的共源極功率放大電路輸出一低電位的開關信號,除了令上述正極切換開關開40關閉不導通外,該采用如NM0SFET的第二壓控晶體管27也因此而截止不再導通,進而令該兩個LED單元10、10’維持串接連接。
[0082]又,為了使該切換電路26的LED單元10’與該定電流驅(qū)動單元21的LED單元10其所流經(jīng)的電流均為相同;因此,令控制第二壓控晶體管27的高電位開關信號的電壓大小與該壓控晶體管22的柵極電壓一致。
[0083]請參照圖8所示,為本發(fā)明第三實施例,其與第二較佳實施例大致相同,只是該切換電路26的第二壓控晶體管27其控制端通過一切換開關42與該定電流驅(qū)動單元21的第一壓控晶體管22其控制端連接,且該切換開關42的控制端連接至該第一電壓檢知與控制電路30。
[0084]由于定電流驅(qū)動單元21的第一壓控晶體管27于該整流器輸出直流電源Vd。后即被其穩(wěn)流控制單元25控制為導通狀態(tài);因此,本實施例的第二壓控晶體管27的控制端(柵極)可通過切換開關與第一壓控晶體管22的控制端(柵極)連接,且當?shù)谝粔嚎鼐w管22及第二壓控晶體管27選用相同參數(shù)特性的晶體管時,該第一壓控晶體管22即可由該穩(wěn)流控制單元25—并控制其電流值。
[0085]請參照圖9A所示,因此,當該第一電壓檢知與控制電路30于檢知該整流器20所輸出的直流電源Vd。其電壓值為低壓段電壓時,該功率推動電路33的共源極功率放大電路輸出一高電位的開關信號,除了陽極切換開關40開啟導通外,該切換開關42也一并開啟導通,令第一壓控晶體管22及第二壓控晶體管27其控制端為等電位,借此使分別流經(jīng)該第一、第二壓控晶體管22、27的電流均為相等,且上述兩組LED單元10構成并聯(lián)連接。
[0086]請參照圖9B所示,反之,當該第一電壓檢知與控制電路30于檢知該整流器20所輸出的直流電源Vd。其電壓值為高壓段電壓時,該功率推動電路33的共源極功率放大電路輸出一低電位的開關信號,借以使正極切換開關40閉及切換開關42均為截止并不導通,令兩組LED單元呈串聯(lián)連接。
[0087]請參照圖10所示,為本發(fā)明第四實施例,其結構大致與第三實施例相同;只是,其不同處在于各LED單元10、10’包含有兩個串接的LED光源12、12’ ;且各切換電路26進一步包含有:
[0088]一第一分壓電容51,串接于該第二壓控晶體管27 —端與其對應LED單元10’的陰極之間;
[0089]一第一二極管52,串接于該第一分壓電容51與該對應LED單元10’的陰極之間,其陰極連接至該分壓電容51的一端,而陽極則連接至對應LED單元10’的陰極;
[0090]一第二二極管53,其陽極連接至該第一二極管52的陰極,而陰極則連接至該兩個LED光源12’的串接節(jié)點;
[0091]一第三二極管54,其陰極連接至該分壓電容21與該第二壓控晶體管27連接的一端,又其陽極連接至接地端 '及
[0092]一第一旁路晶體管55,其一端連接至該第一二極管52的陽極,另一端則連接至該第二壓控晶體管與電阻之間的串接節(jié)點,該控制端則連接至一第二電壓檢知與控制電路30’ ;其中,該第二電壓檢知與控制電路30’可合并至上述第一電壓檢知與控制電路30。
[0093]再者,該定電流驅(qū)動單元21也進一步包含有:
[0094]一第二分壓電容211,其一端通過一反向二極管212串接至其對應LED單元10的陰極,另一端連接至該第一壓控制晶體管22的一端(源極);其中該LED單元10包含有兩個串接的LED光源12 ;
[0095]一第四二極管213,其陰極連接至分壓電容211所連接的LED單元10中兩個LED光源12的串聯(lián)節(jié)點,而陽極則連接至分壓電容211與反向二極管212連接節(jié)點;
[0096]一第五二極管214,其陰極連接至該第一壓控晶體管22 —端與第二分壓電容211一端的連接節(jié)點,而陽極則接到接地端;及
[0097]—第二旁路晶體管215,其一端連接至該反向二極管212的陽極,另一端則連接至該第一壓控晶體管215與電流檢測單元23之間的串接節(jié)點,而控制端連接至該第二電壓檢知與控制電路30’。假使當前直流電源Vd。其電壓值為低壓段電壓時,該正極切換開關開40會被控制開啟導通,而采用如NM0SFET的第二壓控晶體管27也會因此而導通,使得該LED單元10’的陰極連接到接地端;此時,與另一 LED單元10陰極連接的定電流驅(qū)動單元21的第一壓控晶體管27也一直導通運作,故兩組LED單元10、10’的陰極會共接到接地端,其陽極則因陽極切換開關40而共接到該整流器20輸出端,如此并聯(lián)連接。于并聯(lián)連接時,由于第一及第二壓控晶體管22、27串接有第一及第二分壓電容51、211以及連接有一第一及第二旁路晶體管55、215,因此當?shù)诙妷簷z知與控制電路30’檢知當前于低壓段的直流電源Vd。其電壓超過一預設電壓(例如130V)時,則該第一分壓電容51仍串接于其對應的LED單元10’與該第二壓控晶體管27之間,同時該第二分壓電容211也串接于其對應的LED單元10與該第一壓控晶體管22之間;因此,當兩組LED單元10、10’呈并聯(lián)連接時,該第一及第二分壓電容51、211可令各LED單元10、10’適用于較高的低壓段的電壓;反之,若低于該預設電壓(如130V)時,則該第二電壓檢知與控制電路30’即控制該第一、第二旁路晶體管55、215導通,使各分壓電容51、211分別對應并聯(lián)于其中一 LED光源12、12’。
[0098]因此,借由上述說明可知,在本實施例中,可于第二電壓檢知與控制電路30’內(nèi)建有一高于正常低壓段電壓的預設電壓,而此一預設電壓即為第一及第二分壓電容51、211并聯(lián)時所對應連接的LED光源12、12’的切入電壓。舉例來說,若使用于110伏特低壓段的交流電源AC/IN時,且各LED單元10、10’的切入電壓均為90伏特,又將兩組LED光源12、12’的切入電壓平均分攤為45伏特,則就本實施例的切換電路26及定電流驅(qū)動單元21可知,第一及第二分壓電容51、211串接于其對應的LED單元10、10’時,可令其對應的LED單元10、10’承受至155伏特的電壓,而達到其耐壓效果。
[0099]綜合以上所述,由于本發(fā)明借由改變各LED單元10、10’之間的串聯(lián)及并聯(lián)結構,借以分別適用于高壓段的交流電源(如220伏特)及低壓段的交流電源(如110伏特);并且同時令于串聯(lián)后的各LED單元10、10’的總切入電壓能夠提高至能完全承受該高壓段電壓,故各LED單元10、10’不會于高壓段交流電壓輸入時于點亮后燒毀;又令各LED單元10、10’的切入電壓低于該低壓段電壓,故使得各LED單元于全部并聯(lián)均能順利點亮。
【權利要求】
1.一種全電壓串并式LED燈,其特征在于,包含有: 至少兩個LED單元,其兩個相鄰的LED單元通過一二極管串接,該串接的至少兩個LED單元包含有一陽極及一陰極;其中各LED單元的切入電壓低于一低壓段電壓,而該至少兩個LED單元的切入電壓加總后低于一高壓段電壓,且高于該低壓段電壓; 一 LED驅(qū)動電路,包含有一整流器及一定電流驅(qū)動單元,其中該整流器將一交流電源整流為一直流電源后輸出至該至少兩個LED單元及該定電流驅(qū)動單元;及 一串并聯(lián)控制電路,包含有至少一正極切換開關、至少一負極切換開關及一第一電壓檢知與控制電路;其中各正極切換開關對應連接至各LED單元的陽極之間,且各負極切換開關分別對應連接至各LED單元的陰極之間;又該第一電壓檢知與控制電路連接至該整流器、各正極切換開關及各負極切換開關,并于檢知當前該直流電源其電壓值為高壓段電壓后控制各正極切換開關及負極切換開關不導通,以令該至少兩個LED單元相互串聯(lián);反之,則控制各正極切換開關及負極切換開關導通,并將各兩個LED單元陽極相互連接以及各兩個LED單元陰極相互連接,以使該至少兩個LED單元相互并聯(lián)。
2.根據(jù)權利要求1所述的全電壓串并式LED燈,其特征在于,該定電流驅(qū)動單元與該至少兩個LED單元構成一電源電路,并包含有: 一壓控晶體管,控制該電源電路的電流; 一電流檢測單元,串接該壓控晶體管,并檢測流經(jīng)該電源電路的電流,且發(fā)出一電流信號;及 一穩(wěn)流控制單元,電連接至該壓控晶體管和該電流檢測單元,并通過一低頻濾波器讀取該電流檢測單元所輸出的電流信號;又該穩(wěn)流控制單元依據(jù)所述電流信號通過該壓控晶體管反饋控制流經(jīng)該電源電路的電流。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的全電壓串并式LED燈,其特征在于,該第一電壓檢知與控制電路包含有: 一峰值檢波電路,連接至該整流器,并檢測其直流電源的峰值電壓; 一比較器,連接至一參考電壓及該峰值檢波電路的檢波單元,并讀取所述峰值電壓,與該參考電壓進行比對,且判斷當前直流電源的峰值電壓較該參考電壓大或小,且輸出對應的開關/[目號;及 一功率推動電路,連接至該比較器,并將開關信號功率放大后輸出至該至少一正極切換開關及該至少一負極切換開關,以控制其啟閉。
4.根據(jù)權利要求3所述的全電壓串并式LED燈,其特征在于, 該峰值檢波電路,包含有一分壓器及一檢波單元;其中該檢波單元包含一二極管、一電容及一電阻,以通過該分壓器連接至該整流器,于取得當前直流電源后,進一步檢知該整流器所輸出直流電源的峰值電壓;及 該功率推動電路,包含有: 一反相器,其輸入端連接至該比較器 '及 一共源極功率放大電路,包含有一功率電阻及一功率晶體管;其中該功率電阻連接至該整流器;且該功率晶體管,串接至該功率電阻,且其與該功率電阻之間的串聯(lián)節(jié)點連接至該至少一正極切換開關及該至少一負極切換開關;又該功率晶體管的控制端,連接至該反相器其輸出端。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的全電壓串并式LED燈,其特征在于,正極切換開關及負極切換開關分別包含有: 一開關晶體管,具有一漏極、一源極及一柵極; 一二極管,具有一陽極及一陰極;其中該二極管的陽極連接至該開關晶體管的源極,又該二極管的陰極連接至該開關晶體管的柵極; 一第一電阻,具有第一端以及第二端;其中該第一電阻的第一端連接至該開關晶體管的柵極; 一第二電阻,具有第一端以及第二端;其中該第二電阻的第一端連接至該開關晶體管的漏極,又該第二電阻第二端連接至該第一電阻的第二端 '及 一控制晶體管,具有一漏極、一源極及一柵極;其中該控制晶體管的漏極連接至該第二電阻與該第一電阻的第二端,又該控制晶體管的源極連接至一接地端;而該控制晶體管的柵極連接至該第一電壓檢知與控制電路的該功率推動電路的共源極功率放大電路。
6.根據(jù)權利要求4所述的全電壓串并式LED燈,其特征在于,正極切換開關及負極切換開關分別包含有: 一開關晶體管,具有一漏極、一源極及一柵極; 一二極管,具有一陽極及一陰極;其中該二極管的陽極連接至該開關晶體管的源極,又該二極管的陰極連接至該開關晶體管的柵極; 一第一電阻,具 有第一端以及第二端;其中該第一電阻的第一端連接至該開關晶體管的柵極; 一第二電阻,具有第一端以及第二端;其中該第二電阻的第一端連接至該開關晶體管的漏極,又該第二電阻第二端連接至該第一電阻的第二端 '及 一控制晶體管,具有一漏極、一源極及一柵極;其中該控制晶體管的漏極連接至該第二電阻與該第一電阻的第二端,又該控制晶體管的源極連接至一接地端;而該控制晶體管的柵極連接至該第一電壓檢知與控制電路的該功率推動電路的共源極功率放大電路。
7.一種全電壓串并式LED燈,其特征在于,包含有: 至少兩個LED單元,其兩個相鄰的LED單元通過一二極管串接,該串接的至少兩個LED單元包含有一陽極及一陰極;其中各LED單元的切入電壓低于一低壓段電壓,而該至少兩個LED單元的切入電壓加總后低于一高壓段電壓,且高于該低壓段電壓; 一LED驅(qū)動電路,包含有一整流器及一定電流驅(qū)動單元,其中該整流器將一交流電源整流為一直流電源后輸出至該至少兩個LED單元及該定電流驅(qū)動單元 '及 一串并聯(lián)控制電路,包含有至少一正極切換開關、至少一切換電路及一第一電壓檢知與控制電路;其中各正極切換開關對應連接至各LED單元的陽極之間,且各切換電路分別對應連接至各LED單元的陰極與接地端之間;又該第一電壓檢知與控制電路連接至該整流器、各正極切換開關及各切換電路,并于檢知當前該直流電源其電壓值為高壓段電壓后控制各正極切換開關及各負極切換開關不導通,以令該至少兩個LED單元相互串聯(lián);反之,則控制各正極切換開關及各負極切換開關導通,并將各兩個LED單元陽極相互連接以及將各兩個LED單元陰極連接至相同的接地端,以使該至少兩個LED單元相互并聯(lián)。
8.根據(jù)權利要求7所述的全電壓串并式LED燈,其特征在于, 該定電流驅(qū)動單元與該至少兩個LED單元構成一電源電路,并包含有:一壓控晶體管,控制該電源電路的電流; 一電流檢測單元,串接該壓控晶體管,并檢測流經(jīng)該電源電路的電流,且發(fā)出一電流信號; 一穩(wěn)流控制單元,電連接至該壓控晶體管和該電流檢測單元,并通過一低頻濾波器讀取該電流檢測單元所輸出的電流信號;又該穩(wěn)流控制單元依據(jù)所述電流信號通過該壓控晶體管反饋控制流經(jīng)該電源電路的電流;及各切換電路包含有: 一第二壓控晶體管,其一端連接至對應LED單元的陰極,另一端則串接一電阻到接地端,又該控制端則連接至該第一電壓檢知與控制電路,且由該第一電壓檢知與控制電路控制其通斷。
9.根據(jù)權利要求8所述的全電壓串并式LED燈,其特征在于,該切換電路的第二壓控晶體管其控制端通過一切換開關與該定電流驅(qū)動單元的第一壓控晶體管其控制端連接,且該切換開關的控制端連接至該第一電壓檢知與控制電路。
10.根據(jù)權利要求7至9中任一項所述的全電壓串并式LED燈,其特征在于,該第一電壓檢知與控制電路包含有: 一峰值檢波電路,連接至該整流器,并檢測其直流電源的峰值電壓; 一比較器,連接至一參 考電壓及該峰值檢波電路的檢波單元,并讀取所述峰值電壓,與該參考電壓進行比對,且判斷當前直流電源的峰值電壓較該參考電壓大或小,且輸出對應的開關信號;及 一第一及第二功率推動電路,共同連接至該比較器,并將開關信號功率放大后輸出不同高低電位的開關信號至該至少一正極切換開關及至少一切換電路。
11.根據(jù)權利要求10所述的全電壓串并式LED燈,其特征在于, 該峰值檢波電路,包含有一分壓器及一檢波單元;其中該檢波單元包含一二極管、一電容及一電阻,以通過該分壓器連接至該整流器,于取得當前直流電源后,進一步檢知該整流器所輸出直流電源的峰值電壓; 該第一功率推動電路包含有: 一反相器,其輸入端連接至該比較器 '及 一共源極功率放大電路,包含有一功率電阻及一功率晶體管;其中該功率電阻連接至該整流器;且該功率晶體管,串接至該功率電阻,且其與該功率電阻之間的串聯(lián)節(jié)點連接至該至少一正極切換開關;又該功率晶體管的控制端,連接至該反相器其輸出端 '及該第二功率推動電路包含有: 一共源極功率放大電路,包含有一功率電阻及一功率晶體管;其中該功率電阻連接至該整流器;且該功率晶體管,串接至該功率電阻,且其與該功率電阻之間的串聯(lián)節(jié)點連接至該至少一切換電路。
12.根據(jù)權利要求11所述的全電壓串并式LED燈,其特征在于,該正極切換開關包含有: 一開關晶體管,具有一漏極、一源極及一柵極; 一二極管,具有一陽極及一陰極;其中該二極管的陽極連接至該開關晶體管的源極,又該二極管的陰極連接至該開關晶體管的柵極;一第一電阻,具有第一端以及第二端;其中該第一電阻的第一端連接至該開關晶體管的柵極; 一第二電阻,具有第一端以及第二端;其中該第二電阻的第一端連接至該開關晶體管的漏極,又該第二電阻第二端連接至該第一電阻的第二端;及 一控制晶體管,具有一漏極、一源極及一柵極;其中該控制晶體管的漏極連接至該第二電阻與該第一電阻的第二端,又該控制晶體管的源極連接至一接地端;而該控制晶體管的柵極連接至該第一電壓檢知與控制電路的該第一功率推動電路的共源極功率放大電路。
13.根據(jù)權利要求11所述的全電壓串并式LED燈,其特征在于,各切換電路進一步包含有: 一第一分壓電容,串接于該第二壓控晶體管一端與其對應LED單元的陰極之間;一第一二極管,串接于該第一分壓電容與該對應LED單元的陰極之間,其陰極連接至該分壓電容的一端,而陽極則連接至對應LED單元的陰極; 一第二二極管,其陽極連接至該第一二極管的陰極,而陰極則連接至該兩個LED光源的串接節(jié)點; 一第三二極管,其陰極連接至該分壓電容與該第二壓控晶體管連接的一端,又其陽極連接至接地端;及 一第一旁路晶體管,其一端連接至該第一二極管的陽極,另一端則連接至該第二壓控晶體管與電阻之間的串接節(jié)點,該控制端則連接至一第二電壓檢知與控制電路;其中,該第二電壓檢知與控制電路可合并至所述第一電壓檢知與控制電路; 該定電流驅(qū)動單元也進一步包含有: 一第二分壓電容,其一端通過一反向二極管串接至其對應LED單元的陰極,另一端連接至該第一壓控制晶體管的一端;其中該LED單元包含有兩個串接的LED光源; 一第四二極管,其陰極連接至分壓電容所連接的LED單元中兩個LED光源的串聯(lián)節(jié)點,而陽極則連接至分壓電容與反向二極管連接節(jié)點; 一第五二極管,其陰極連接至該第一壓控晶體管一端與第二分壓電容一端的連接節(jié)點,而陽極則接到接地端;及 一第二旁路晶體管,其一端連接至該反向二極管的陽極,另一端則連接至該第一壓控晶體管與電流檢測單元之間的串接節(jié)點,而控制端連接至該第二電壓檢知與控制電路。
【文檔編號】H05B37/02GK103687174SQ201310218352
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年6月4日 優(yōu)先權日:2012年9月17日
【發(fā)明者】潘政宏, 喻鵬飛 申請人:朗捷科技股份有限公司
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