超高效率LED灯驱动装置及驱动方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及超高效率LED灯驱动装置，其包括多个位移开关和LED位移控制部。上述多个位移开关连接在LED灯之间的抽头上。在LED灯的整体动作临界电压值为输入电压的最大值以上而存在未点亮的LED灯的情况下，上述LED位移控制部使位移开关动作以使LED灯的点亮向终端位移。根据该结构，具有可以使电力损失归零化以提高效率的优点。

Ultra high efficiency LED lamp driving device and driving method

The invention relates to a super high efficiency LED lamp driving device, which comprises a plurality of displacement switches and a LED displacement control unit. The above plurality of displacement switches are connected to the taps between the LED lights. When the critical value of the LED lamp's overall operation is the maximum value of the input voltage and there is a LED lamp that does not light up, the LED displacement control part moves the displacement switch to make the LED lamp light up to the terminal displacement. According to the structure, the power loss can be zeroed in order to improve the efficiency.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超高效率LED灯驱动装置及驱动方法
本专利技术涉及超高效率LED灯驱动装置及驱动方法，尤其是涉及如下的超高效率LED灯驱动装置及驱动方法：将整体LED灯的动作临界电压设定为与交流输入电压变动值的上限值的输入电压最大值相同或高于它，为了点亮未点亮的LED灯，向串联LED终端位移驱动LED灯的点亮，因此适合将LED灯终端电压造成的损失最小化而最大化LED驱动电力效率。
技术介绍
一般，作为LED灯(LightEmittingDiodeLamp：发光二极管灯)的光源的LED是通过电流驱动的半导体，需要用于点灯的电流源。并且，关于这种LED灯的驱动方式，已知传统的AD-DC换流器方式。但是，该AC-DC换流器方式为SMPS(SwitchingModePowerSupply(开关电源))方式，其单价为产品价格的大约25％左右，非常贵，因而成为LED灯普及的障碍。为了解决这种问题，作为替代技术，提出了超低价驱动方式的AC直接驱动方式。图1中示出现有技术的一般的AC直接驱动LED灯驱动装置的框图。如图1所示，现有技术的一般的AC直接驱动LED灯驱动装置包括：将从交流输入电源AC输入的交流电压转换成全波整流电压的桥式二极管110；作为负载的多个LED灯L1、…、L7，通过上述桥式二极管110的输出即全波整流电压点亮；在上述LED灯L1、…、L7达到动作临界电压的情况下依次或非依次驱动的第1开关LW1至第7开关LW7；控制上述开关LW1、…、LW7和电流源CS1的开关控制部120。这时，构成多个LED灯L1、…、L7的第1LED灯L1、第2LED灯L2、…第7LED灯L7可以是一个高电压LED灯，或者是多个LED的组合(LED组)。并且，附图符号CS1是在图1所示的AC直接驱动LED灯驱动装置用于控制输入电流和输出电流的电流源CS1。对如上所述构成的现有技术的一般的AC直接驱动LED灯驱动装置的LED灯驱动动作进行简单描述。LED随着交流输入电压上升，若输入电压瞬时值比各LED灯的动作临界电压VF高，则依次点亮从第1LED灯到第2LED灯。即，整流的交流输入电压从零(zero)电压开始上升，当电压到达第1LED灯L1的临界电压LED1VF时，第1LED动作开关21接通点亮第1LED灯LED1，当电压继续上升到达第2LED灯L2的临界电压LED2VF时，第2LED动作开关22接通点亮第2LED灯LED2，电压再次上升依次接通开关，从而LED灯依次点亮而点亮所有LED灯。此外，输入电压经过位相90°而下降时，以与点亮顺序相反的顺序(非顺序方式)或者与点亮顺序相同的顺序(顺序方式)依次灭灯。因此，所有LED灯在输入电压的上升时间(RisingTime)和下降时间(FallingTime)全部点亮。但是，如上所述现有技术的AC直联型LED灯驱动装置具有如下问题。首先，基本上AC直接驱动方式在驱动技术(需要满足输入电压变动及LED光-偏差输出特性)的特性上，效率比SMPS方式低大约10％左右。大部分AC直接驱动方式的控制如图1所示，具有多个LED灯控制用抽头。因此，控制用抽头越多越提高控制效率，但是如上所述在驱动技术(满足输入电压变动及LED光-偏差输出特性)的特性上，对LED灯终端的电压损失的改善存在限度，一般的4组控制用LED驱动器IC的效率为大约80％左右。此外，在现有的AC直联型驱动电路(装置)的情况下，每个国家的输入电压不同(例如，韩国的情况下220VAC，欧洲为260VAC)，另外，有关输入电压的偏差，例如韩国为220VAC的10％，欧洲为220～260VAC，输入电压有偏差。如上输入电压有变动的情况下，相比所增加的输入电压，固定低值的整体LED的动作临界电压TotalLEDVF的损失相应增加，过去存在输入电压的变动时控制电流以使其降低，或者在过度的情况下通过切断的方法来控制输入电压升高。这是为了确保驱动可靠性的措施，驱动电力效率会急剧下降。因此，将交流输入电压的变动限制在窄的变动范围(最差的情况下大约±5％)，但结果发生大的电力损失，从而没能解决效率大幅降低的问题。另外，有关交流输入电压变动的输入及光特性偏差大且不稳定。AC直接驱动方式的特性上(输入电压变动及LED组之间光偏差)，例如LED灯整体的动作临界电压TotalLEDVF需要设定为低于在交流输入电压变动的下限值180VAC乘以√2的值即最大电压值Vmax才能点亮全部LED灯，因此可以设计成得到最大限度均匀的光输出。因此，如图2所示，第1LED灯～第7LED灯的整体的动作临界电压TotalLEDVF设定为低于最大电压值Vmax，因此在AC直接驱动驱动器IC控制特性上，在LED灯的终端发生很大的损失电压，具有电力效率降低很多的问题。尤其是，若如图2所示，若输入电压变动(上升)，则LED灯的终端的电压损失与输入电压上升的程度成比例地急剧增加，因此具有LED灯的电力效率与上升电压成比例地急剧降低的问题。这不仅是效率降低的问题，还对LED照明装置的发热量增大造成的产品可靠性造成很大的影响。因此，实际情况是需要改善这种非效率性部分。例如，根据简单的计算，在220VAC效率为80％，若输入电压变动为264VAC，则264/220＝120％，根据计算间接可知，随之降低的效率大约可降低到80％*0.8＝64％。在先专利文献1：大韩民国公开专利公报10-2007-0097060(2007.10.02)在先专利文献2：大韩民国注册专利公报10-0971759(2010.07.21)
技术实现思路
技术问题本专利技术是为了解决如上所述的现有技术的问题而提出的，根据本专利技术的超高效率LED灯驱动装置及驱动方法的目的在于，提供一种具有如下效果的超高效率LED灯驱动装置及驱动方法：第一，在具有交流输入电压(变动范围最大电压)的最大值Vmax(最大Vrms*√2)以上的动作临界电压的串联LED中，在全波整流输入电压下降期间(FallingTime)，通过将LED点亮向串联LED终端位移驱动，从而将LED终端电压造成的损失归零化，由此使AC直接驱动方式的LED驱动效率超高效率化；第二，将交流输入电压变动(上升)时大幅增大的LED终端电压损失最小化，以确保更广范围的输入电压特性，从而可以提高输入及输出特性的稳定化和可靠性；第三，即使输入超过规格的变动电压，考虑到交流输入电压的变动性，可以扩展LED的个数，从而适合实现大容量LED照明装置。问题解决方案为了实现如上所述的目的的本专利技术的超高效率LED灯驱动装置的特征在于，包括：整流部，对输入交流电源进行整流；多个LED灯，通过在上述整流部整流的电源点亮；多个动作开关，连接在上述多个LED灯之间的抽头上，所述多个动作开关动作为使得随着输入电源的电压增加达到驱动临界电压的上述LED灯依次点亮；多个位移开关，连接在上述多个LED灯之间的抽头上；及LED位移控制部，由于多个LED灯的整体动作临界电压值为输入交流电源的输入电压的最大值以上，从而在被整流的电压的电压上升时间期间或被整流的电压的交替周期的第一个周期期间存在未点亮的LED灯的情况下，在电压下降时间或交替周期的第二个周期期间，为了将电压上升时间或第一个周期未点亮的从终端的LED灯到对应于输入电压的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高效率LED灯驱动装置，其特征在于，包括：整流部(10)，对输入交流电源进行整流；多个LED灯(LED1、…、LED13)，通过在上述整流部(10)整流的电源点亮；多个动作开关(LS1、…、LS12)，连接在上述多个LED灯(LED1、…、LED13)之间的抽头上，所述多个动作开关动作为使得随着输入电源的电压增加达到驱动临界电压的上述LED灯(LED1、…、LED13)依次点亮；多个位移开关(SW1、…、SW12)，连接在上述多个LED灯(LED1、…、LED13)之间的抽头上；及LED位移控制部(30)，由于多个LED灯(LED1、…、LED13)的整体动作临界电压值为输入交流电源的输入电压的最大值(Vmax)以上，从而在被整流的电压的电压上升时间期间或被整流的电压的交替周期的第一个周期期间存在未点亮的LED灯的情况下，在电压下降时间或交替周期的第二个周期期间，为了将电压上升时间或第一个周期未点亮的从终端的LED灯到对应于输入电压的瞬时值的LED灯依次点亮，向终端方向跳过电压上升时间或交替周期的第一个周期未点亮的终端的LED灯数量的前端的LED灯而使上述位移开关动作，从而使LED灯的点亮向串联LED灯的终端位移。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.17 KR 10-2015-00547631.一种超高效率LED灯驱动装置，其特征在于，包括：整流部(10)，对输入交流电源进行整流；多个LED灯(LED1、…、LED13)，通过在上述整流部(10)整流的电源点亮；多个动作开关(LS1、…、LS12)，连接在上述多个LED灯(LED1、…、LED13)之间的抽头上，所述多个动作开关动作为使得随着输入电源的电压增加达到驱动临界电压的上述LED灯(LED1、…、LED13)依次点亮；多个位移开关(SW1、…、SW12)，连接在上述多个LED灯(LED1、…、LED13)之间的抽头上；及LED位移控制部(30)，由于多个LED灯(LED1、…、LED13)的整体动作临界电压值为输入交流电源的输入电压的最大值(Vmax)以上，从而在被整流的电压的电压上升时间期间或被整流的电压的交替周期的第一个周期期间存在未点亮的LED灯的情况下，在电压下降时间或交替周期的第二个周期期间，为了将电压上升时间或第一个周期未点亮的从终端的LED灯到对应于输入电压的瞬时值的LED灯依次点亮，向终端方向跳过电压上升时间或交替周期的第一个周期未点亮的终端的LED灯数量的前端的LED灯而使上述位移开关动作，从而使LED灯的点亮向串联LED灯的终端位移。2.如权利要求1所述的超高效率LED灯驱动装置，其特征在于，上述LED位移控制部(30)包括：触发输出部(31)，检测输入电压的触发电压值后输出触发信号；LED位移部(32)，接收从上述触发输出部(31)输入的触发信号时，由于多个LED灯(LED1、…、LED13)的整体动作临界电压值为输入交流电源的输入电压的最大值(Vmax)以上，从而从终端的LED灯起存在至少一个未点亮的LED灯的情况下，为了使从在整流的电压的一周期的电压上升时间或整流的电压的交替周期的第一个周期未点亮的终端的LED灯到对应于输入电压的瞬时值的LED灯依次点亮，向终端方向跳过电压上升时间或交替周期的第一个周期未点亮的终端的LED灯数量的前端的LED灯而使上述位移开关动作，从而使LED灯的点亮向串联LED灯的终端位移。3.如权利要求2所述的超高效率LED灯驱动装置，其特征在于，上述触发输出部(31)检测到输入电压的最大电压值后输出触发信号；上述LED位移部(32)接收到从上述触发输出部(31)输入的触发信号时，由于多个LED灯(LED1、…、LED13)的整体动作临界电压值为输入交流电源的输入电压的最大值(Vmax)以上，为了使被整流的电压的一周期的电压上升时间期间...

【专利技术属性】
技术研发人员：高宽洙，
申请(专利权)人：GA股份有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR