致能直流负载的精密控制装置及具有该控制装置的组件制造方法及图纸

一种致能直流负载的精密控制装置，供切换致能电压而稳压致能一个直流负载，其中该负载的运作状态会随上述致能电压改变，该致能直流负载的精密控制装置包括：一个一端接地的电流感测电阻；一组致能电压控制单元，包含：一微处理器及一数位类比转换器；以及一个回授稳压单元，其中包含：至少一个运算放大器；以及一个具有非饱和动作区的电晶体，具有一个控制输入端，一个射极和一个集极，其中该控制输入端是供接收来自上述运算放大器输出端的上述输出信号，藉以稳定控制流经上述直流负载和电流感测电阻的电流。

Precision Control Device for Energetic DC Load and Components with the Control Device

A precise control device for a DC load is provided for switching the energetic voltage and stabilizing the voltage to generate a DC load. The operation state of the load will change with the above-mentioned energetic voltage. The precise control device for the DC load includes: an influenza resistance measurement with one end grounded; a group of energetic voltage control units, including a microprocessor and a digital analog converter; And a feedback voltage stabilizing unit, which includes at least one operational amplifier, and a transistor with unsaturated operation region, has a control input terminal, a emitter and a collector, wherein the control input terminal is used to receive the above output signal from the output terminal of the operational amplifier, so as to stabilize the control flow through the DC load and the Influenza Resistance measurement. The current.

【技术实现步骤摘要】
致能直流负载的精密控制装置及具有该控制装置的组件
一种直流负载用的控制装置，尤其是一种致能直流负载的精密控制装置，及具有该控制装置的组件。
技术介绍
在天然资源逐渐被消耗殆尽，以及温室效应愈来愈严重，导致电力使用成本提高的状况下，不仅各种竞争厂商纷纷推出各种符合环保标章与节能的商品，让消费者对产品能否符合环保绿能的要求更趋严格。近年来，随着LED相关技术的快速发展以及LED生产成本的逐渐降低，使得LED已广泛地被运用于各式各样的领域，再加上LED本身具有节能省电、色彩饱和度佳、使用寿命长与符合环保等优点，因此在环保与节能意识抬头的今天，高效省电的LED照明灯具正逐渐地取代传统的白炽灯与荧光灯，成为照明市场的主流；在各种不同领域中，LED光源也逐渐拓展其应用范围。由于白炽灯的电能转换为光能效率不佳，并不符合环保与绿能的要求，但要调整LED光源的发光强度，就不能单纯运用以往白炽灯的硅控调光器控制方式，一方面这类调光器会产生一连串的突波电流，造成LED灯泡严重闪烁，另方面在流经LED电流太小时，更会导致电流谐波失真，甚至因为相位不匹配而无法发亮。目前比较成熟的技术是采用脉宽调变(PulseWidthModulation，简称PWM)，利用每一个开关周期内的高频率通/断，驱动LED同样以高频率方式亮暗交替，由于亮暗频率远高于人类视觉，因此经由视觉暂留，会发生亮暗平均的效果。藉由控制和改变在一个开关周期中的通/断比例，造成视觉上平均亮度的亮暗差异，从而改变发光强度。不过，PWM的调控方式不仅成本较高；且高频调控必然会伴随产生高频电磁干扰(EMI)；尤其为避免人眼可见的闪烁，开关周期都相当短，当要控制LED在最低发光强度(例如1％)时，还要让每一周期中的导通状态在整个周期的时间中占甚低的比例，亦即要控制在短周期内的更短时间就由导通变为断路，但电信号由断路状态进入导通状态需要些许响应时间，无法立即呈现方波而造成的误差影响相对提高，造成在低亮度时的发光强度失真。相对地，若以恒流调光(ConstantCurrentRegulator，简称CCR)，则因为无法避免的电流和电压漂移，不仅会造成发光强度的不稳定，更可能导致光波长的漂移，所发光的色温会因顺向电压或顺向的电流变更而产生变化。尤其是因为控制不易精准，使得一般认定，恒流调光不容易控制到最大发光强度的10％以下。在例如下列特定的应用领域中，上述发光强度和波长漂移的问题显得更严重：例如在刑事侦察的领域中，要利用荧光判定血迹，往往要喷洒例如光敏灵等试剂，并且以例如波长为365nm或405nm的紫外光或紫光激发，测定其所响应的蓝色荧光。而作为分析判断证据的荧光反应结果，会随激发光的波长与强度而有所差异。因此，如何让每次调控激发光的波长和强度，都保持在精准的数值，就会成为证据可信与否的决定性因素。另方面，生物科技的分析与鉴定，往往也是从定性逐渐进步至定量，例如在基因转殖的实验中，为确定特定基因是否转殖成功，往往会结合或生成荧光蛋白，并且藉由照射激发光，确认荧光蛋白的存在，以及荧光反应的强弱，一旦激发光的波长漂移，将可能会导致受激发的待测物反应骤降，而强弱的偏差，也会对于定量反应造成误判。尤其是一些光反应试剂，无论是要判定糖尿病人的血糖浓度、食品或用品中的戴奥辛浓度，在在都不容许些微误判。无论是上述刑事侦察检验、戴奥辛浓度检验、血糖浓度检验，检验过程的可重复性都是重要的，例如商品中是否含有戴奥辛，在不同日期检测相异商品，不能因为光强度与光波长的漂移，造成合格与不合格间的标准漂移，更不能失去可重现性，造成例如实验组和对照组的相关检测数值间，无法精确比对分析。再方面，即使PWM信号的开关周期仅数微秒，人眼无法察觉；但以目前的机器视觉标准，例如SONY的摄影机可以拍摄达每秒数千张画面，更高阶的高速摄影机甚至每秒可撷取5万张的画面，此时LED灯光的闪烁仍然会被高速摄影机所记录，也就意味PWM的调控方式并不能符合需求。另如长期欠缺日照的病患或高纬度地区人士，会欠缺适当强光照射而造成欠缺日照的忧郁症；欠缺适当的紫光/紫外光刺激则会导致维生素D不足。对于上述病患或高纬度区居民提供适当的蓝光、紫光或紫外光照射，就能改善上述问题。但是，短波长的光也就意味每一个光子所携带的能量较高，如果过量曝晒，将可能导致皮肤癌等病变，尤其是在一个波长范围极小的紫外光范围的光能，对于人体制造维生素D有相当帮助，但波长偏离此区域，效益会明显递减。由上述可知，如何确保上述LED顺向电压在一个精准的数值范围，就成为控制LED波长和亮度的最重要因素。由于脉宽调变方式还需要较高成本，而且无法避免伴随释放的高频电磁干扰；至于恒流调光，则会造成光强度与色温漂移。尤其无论是目前的恒流调光或是脉宽调变方式，都无法在低亮度状态下，精准输出正确的控制电流而确保发光强度与波长的精准恒定。因此，如何提供可调整的精准恒定电流供应，并且不受电源电压上下漂移的影响，以维持高效运作以及良好的发光品质，以及可以提供其他类似的直流负载稳定的直流致能电流，就是本专利技术所要达成的目标。
技术实现思路
本专利技术之一目的在于提供一种可调节且维持精准输出直流电能的致能直流负载的精密控制装置，以确保直流负载以一种选定的精准状态恒定运作。本专利技术另一目的在于提供一种可调节且维持精准输出的直流电能，致能一个直流负载的精密控制装置，藉此让该直流负载的所有运作具有可重复性，可供定量比较分析。本专利技术再一目的在于提供一种致能直流负载的精密控制装置，藉由非饱和动作区的电晶体，提供适当的缓冲，使得电源电压的漂移可以被补偿，确保直流负载的运作状态不会随上述电源电压漂移而改变的控制装置。本专利技术又一目的在于提供一种具有致能直流负载的精密控制装置的组件，让直流负载的运作状态可以被精准选择与控制。本专利技术又另一目的在于提供一种具有致能直流负载的精密控制装置的组件，藉以制成发光极其精准的可调直流光源。本专利技术又再一目的在于提供一种具有致能直流负载的精密控制装置的组件，让LED负载在精准的顺向电流下运作，提供绝佳的发光品质，避免以往诸如电磁干扰、及低亮度时波长及亮度漂移等问题。本专利技术揭示的一种致能直流负载的精密控制装置，供切换致能电压而稳压致能一个直流负载，其中该直流负载的运作状态会随上述致能电压改变，该致能直流负载的精密控制装置包括：一个位于上述直流负载下游的电流感测电阻，该电流感测电阻具有两端、且以远离上述直流负载的一端接地；一组致能电压控制单元，包含：一微处理器及一数位类比转换器，其中上述微处理器是供输出一起始信号，并且由该数位类比转换器将上述起始信号转换成一类比输出信号；以及一个回授稳压单元，其中包含：至少一个运算放大器，具有一正脚输入端，一负脚输入端及一输出端，其中该负脚输入端是导接至上述电流感测电阻，以及该正脚输入端是接收上述类比输出信号，藉此确保该输出端是输出一个与该正脚输入端和该负脚输入端电压差正相关的输出信号；以及一个具有非饱和动作区的电晶体，具有一个控制输入端，一个射极和一个集极，其中该控制输入端是供接收来自上述运算放大器输出端的上述输出信号，以及上述射极和上述集极是介于上述电流感测电阻和上述直流负载间，上述射极和上述集极中之一是导接至上述直流负载，其中另一者是导接至上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种致能直流负载的精密控制装置，其特征在于，供切换致能电压而稳压致能一个直流负载，其中该直流负载的运作状态会随上述致能电压改变，该致能直流负载的精密控制装置包括：一个位于上述直流负载下游的电流感测电阻，该电流感测电阻具有两端、且以远离上述直流负载的一端接地；一组致能电压控制单元，包含：一微处理器及一数位类比转换器，其中上述微处理器是供输出一起始信号，并且由该数位类比转换器将上述起始信号转换成一类比输出信号；以及一个回授稳压单元，其中包含：至少一个运算放大器，具有一正脚输入端，一负脚输入端及一输出端，其中该负脚输入端是导接至上述电流感测电阻，以及该正脚输入端是接收上述类比输出信号，藉此确保该输出端是输出一个与该正脚输入端和该负脚输入端电压差正相关的输出信号；以及一个具有非饱和动作区的电晶体，具有一个控制输入端，一个射极和一个集极，其中该控制输入端是供接收来自上述运算放大器输出端的上述输出信号，以及上述射极和上述集极是介于上述电流感测电阻和上述直流负载间，上述射极和上述集极中之一是导接至上述直流负载，其中另一者是导接至上述电流感测电阻相反于上述接地端的另一端，同时回馈导接至上述运算放大器的上述负脚输入端，使得上述运算放大器的负脚输入端电位是追随上述类比输出信号的电位，藉以稳定控制流经上述直流负载和电流感测电阻的电流。...

【技术特征摘要】
1.一种致能直流负载的精密控制装置，其特征在于，供切换致能电压而稳压致能一个直流负载，其中该直流负载的运作状态会随上述致能电压改变，该致能直流负载的精密控制装置包括：一个位于上述直流负载下游的电流感测电阻，该电流感测电阻具有两端、且以远离上述直流负载的一端接地；一组致能电压控制单元，包含：一微处理器及一数位类比转换器，其中上述微处理器是供输出一起始信号，并且由该数位类比转换器将上述起始信号转换成一类比输出信号；以及一个回授稳压单元，其中包含：至少一个运算放大器，具有一正脚输入端，一负脚输入端及一输出端，其中该负脚输入端是导接至上述电流感测电阻，以及该正脚输入端是接收上述类比输出信号，藉此确保该输出端是输出一个与该正脚输入端和该负脚输入端电压差正相关的输出信号；以及一个具有非饱和动作区的电晶体，具有一个控制输入端，一个射极和一个集极，其中该控制输入端是供接收来自上述运算放大器输出端的上述输出信号，以及上述射极和上述集极是介于上述电流感测电阻和上述直流负载间，上述射极和上述集极中之一是导接至上述直流负载，其中另一者是导接至上述电流感测电阻相反于上述接地端的另一端，同时回馈导接至上述运算放大器的上述负脚输入端，使得上述运算放大器的负脚输入端电位是追随上述类比输出信号的电位，藉以稳定控制流经上述直流负载和电流感测电阻的电流。2.如权利要求1所述的致能直流负载的精密控制装置，其特征在于，其中上述电晶体是一个双载子接面电晶体。3.如权利要求1所述的致能直流负载的精密控制装置，其特征在于，其中上述电晶体是一个IGBT混和式电晶体。4.如权利要求1所述的致能直流负载的精密控制装置，其特征在于，其中上述电晶体是一个BiCMOS混和式电晶体。5.如权利要求1所述的致能直流负载的精密控制装置，其特征在于，其中上述电晶体是一个Darlinton混和式电晶体。6.如权利要求1所述的致能直流负载的精密控制装置，其特征在于，其中该上述运算放大器的负脚输入端和上述电流感测电阻间，更设置有一个放大倍率决定电阻。7.一个具有精密控制装置和直流负...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨之逸，郑瑞煌，
申请(专利权)人：捷微科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71