高压LED的驱动电路制造技术

本发明专利技术提供一种高压LED的驱动电路。利用积分电路过滤输入电压大幅度变化涟波，且不受浮动噪声干扰。如此可控制输入电压与输出电流的乘积，得到恒定的功率输出。高压LED长串因开关造成的输出功率飘移问题将可大幅改善。

【技术实现步骤摘要】
高压LED的驱动电路
本专利技术是利用积分电路(integration circuit),取输入电压经过运算,使LED串的功率接近定值。藉此可改善输入电压飘移的问题，提升人眼舒适度。
技术介绍
长串高压LED 因价格低廉，无电磁干扰(electromagnetic interference, EMI),广为大众所采用，但是高压控制仍有许多缺点需要改善。美国专利号6，989，807及7，081，722中，驱动电流为恒电流，或者提高功率因子(power factor, PF),使得输入电流随输入电压而线性增加。但是，当输入电源电压异动时，造成输出功率增大的飘移。美国专利号7，439，944则提出限制最大输出电流或箝制最大输出功率，以达到电性保护功效的方法。此法无恒功率输出特性，且于发生过电压保护时，输入电压越高，输出电流将随之大幅降低，影响PF ;如图1所示。此外，美国半导体大厂Supertex于2012年6月，发表产品编号(^800与(^8801的文献中，使用Zener作为假负载，在输入电压增高时，Zener被启动将电能转换为热能，降低电-光转换效率。例如，韩国首尔半导体公司于2012年10月发表的Acrich系列，其中产品编号SMJD-3V08W1P3及SMJD-3V16W1P3的输入电压介于200V至260V时，输出功率与流明数正比于输入电压，且差值大于30%。因此，在输入电压异动或干扰噪声过大的工作环境下，亮度容易产生光闪烁跳动，造成人眼不适。在实际 应用上，理想的控制高压LED架构，除了最大输出电流与最大功率，亦应降低输入电压噪声的干扰。另外，在较宽广输入电压条件下，应具备恒亮度的舒适性。因此，本专利技术提出一种控制长串高压LED的装置，具有恒功率输出及抗噪声的特性，能符合LED灯具安全规范中，输出功率对输入电压变化稳定度的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高压LED的驱动电路，可提供恒功率输出，具有提高系统可靠度及抗电力网络噪声干扰等特性。本专利技术的驱动电路可包括一个或多个彼此串联的LED小串、一个或多个开关、及一控制电路。LED小串是由一个或多个串联或并联的LED组成,具有一电流输入端及一电流输出端；其中电流输入端电性耦合至电源的电压输出端。开关电性耦合至对应的LED小串，可控制该LED小串的启动或关闭。控制电路电性耦合至LED小串，至少包括一积分电路。积分电路可获得LED小串线路上一特定点的平均电压或平均分电压(ratio voltage)。此平均电压或平均分电压于控制电路中经过运算后，其结果可用以修正电源的输入电流或流经LED小串的电流。上述驱动电路中若有多个LED小串，则控制电路可电性耦合至任一 LED小串，但较佳为最接近电源的LED小串。而LED小串线路上的特定点较佳为LED小串的电流输入端，但并不以此为限。上述电源的输入电流或流经该LED小串的电流修正后，可使LED小串的功率接近一设定值，或为该设定值的90%-110%范围；更佳为95%-105% ;最佳为98%_102%。[0011 ] 而控制电路由开始运算至得到电源的输入电流或流经LED小串的电流的修正值所需时间(或积分电路的积分时间)较佳为大于半个电源输入电压周期；更佳为大于桥整后电压周期的2倍。这是因为由于电源的输入电流与输入电压相位差小于60度，且输入电流由开关的输出电流决定，容易产生震荡。此外，当周遭环境有大电流电器(例如大马达)运作时，输入电压易染有噪声，则输入电压跳动幅度可能过大，输入电流也会呈现不稳定状态。因此，在实际量测时，积分电路需要有足够长的取样时间，才能过滤输入电压的噪声。最常见的积分电路为数字积分电路，亦可为模拟电路或低通滤波电路。控制电路尚可包括一波形追踪器，电性耦合至积分电路，使修正电流的波形与电源输入电压的波形相似。上述开关通常具有一电流输入端、一电流输出端，及一信号输入端。电流输入端电性耦合至对应的LED小串的电流输出端；电流输出端电性耦合至电源的电压输出端。对应地，贝1J控制电路亦具有一电压输入端及一电压输出端。电压输入端电性I禹合于LED小串的电流输入端与电源之电压输出端之间；电压输出端电性I禹合至开关的信号输入端。典型的开关是由一高压N型组件及一低压N型组件电性串接组成，但本专利技术并不限于此。当控制电路获得输入电压而启动后，积分电路就接收输入电压(的分压)，不断的进行运算工作。因此，当输入电压发生变化时，通过持续运算的结果可修正输入电流，以达到定功率的目的。 【附图说明】图1显示已知技术于发生过电压保护时，输入电压越高，输出电流将随之大幅降低。图2显示本专利技术控制电路实施例的一的架构。图3显示由电阻及电容组成的RC积分电路。图4显示达到恒功率时，平均输入电流随平均输入电压增大而变小。图5显示另一实施例的架构，其控制电路包括一波形追踪器。图6显示通过波形追踪器，输出电流的波形会随输入电压的波形起伏。[0021 ]图7显示通过半桥取样电路取得输入电力网的半波信号。符号说明:20积分电路30乘法器40设定值51主仆控制器601-612 开关70LED 长串701-712 LED 小串80波形追踪器901交流电源902桥式整流器C2电容R2、R3、R4 电阻【具体实施方式】本专利技术的控制电路不限于集成电路，可为整个电路控制架构或是装置。图2显示本专利技术控制电路实施例之一的架构。交流电源901连接至桥式整流器902。在本实施例中，有效电流或电压通常指该电流或电压在一段时间内的均方根值。交流电源901的输入电压具有正弦波形，其均方根值为Va，输入电流亦具有正弦波形，其均方根值为la。桥式整流器902的输出端未连接电容，所以具高功因特性。LED长串70共有12个 LED 小串 701-712,由 12 个开关 601-612 及主仆控制器(master/slave controller) 51控制。每一个开关可由一个高压N型组件(或N-M0S)与一个低压N型组件电性串接而成，如中国申请号201220356114.6或201210500840.5所述。LED长串70的输入电压即桥式整流器902的输出电压。每一 LED的导通电压Vf=3.0V, 一个小串包括10个串接的LED，一小串的Vf约为30V。桥式整流器902的输出端连接至电阻R2及电阻R3。图中虚线框代表控制电路，通过适当的运算及修正输入LED长串的电流，可维持LED的功率为一设定值，或在该设定值的特定范围内。控制电路主要包括积分电路20、乘法器30及设定值40。 积分电路20连接至电阻R2及电阻R3之间的接点，可于一定时间内取得LED长串70的输入电压的分电压(ratio voltage),经过积分电路计算求得平均值Vr,再将此平均值送至乘法器30。如图所示，乘法器30的输入端连接至积分电路20及设定值40，进行运算。当控制电路启动时，若电源输入电流的均方根值Ia为Iao，分电压的平均值Vr为Vro ;则当分电压的平均值Vr随电源输入电压变动为Vrl时，电源输入电流的均方根值Ia应修正为Ial(=IaoXVro/Vrl)，使LED功率保持定值。亦即，是将分电压平均值作为修正电源输入电流的参考值，形成定功率架构。设定值40可取功率形式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压LED的驱动电路，其特征在于，包括：一LED小串，是由一个或多个串联或并联的LED组成，具有一电流输入端电性耦合至一电源的电压输出端，及一电流输出端；一开关，电性耦合至该LED小串，以控制该LED小串的启动或关闭；及一控制电路，电性耦合至该LED小串，至少包括一积分电路可获得该LED小串线路上一特定点的平均电压或平均分电压，于该控制电路中进行运算，再根据运算结果修正该电源的输入电流或流经该LED小串的电流。

【技术特征摘要】
2013.02.27 TW 1021068421.一种高压LED的驱动电路，其特征在于，包括: 一 LED小串，是由一个或多个串联或并联的LED组成，具有一电流输入端电性耦合至一电源的电压输出端，及一电流输出端； 一开关，电性耦合至该LED小串，以控制该LED小串的启动或关闭；及 一控制电路，电性耦合至该LED小串，至少包括一积分电路可获得该LED小串线路上一特定点的平均电压或平均分电压，于该控制电路中进行运算，再根据运算结果修正该电源的输入电流或流经该LED小串的电流。2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，该电源的输入电流或流经该LED小串的电流修正后，可使该LED小串的功率接近一设定值。3.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，该LED小串的功率修正后的范围为该设定值的90%-110%。4.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，该LED小串线路上的特定点是指该LED小串的电流输入端。5.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，该控制电路由开始运算至得到该电源之输入电流或流经该LED小串之电流之修正值所需时间大于半个电源输入电压周期。6.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，该控制电路尚包括一波形追踪器。7.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，该开关具有一电流输入端电性耦合至该LED小串的电流输出端，一电流输出端电性I禹合至该电源的电压输出端，及一信号输入端。8.如权利要求7所述的驱动电路，其特征在于，该控制电路具有一电压输入端电性耦合于该LED小串的电流输入端与该电源的电压输出端之间,及一电压输出端电性I禹合至该开关的信号输入端。9.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，该开关是由一高压N型组件及一低压N型组件电性串接组成。10.一种高压LED的驱动电路，其特征在于，包括: 多个串联的L...

【专利技术属性】
技术研发人员：王弘宗，李仲益，蓝耀辉，
申请(专利权)人：主一科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71