LED辅助稳定电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种LED辅助稳定电路，通过一电容与恒流集成电路及LED并联，使LED电流中断时，仍可提供恒流集成电路工作电流。本实用新型专利技术不仅能提高整体LED的工作耐压值，并能显著提升功率因子，在高电压条件下维持稳定的定电流输出。本实用新型专利技术能直接连接于交流电的桥式整流输出后，结构简单，不需变压器磁性组件，可大幅降低成本。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术关于一种LED辅助稳定电路，适用于串联的LED恒流单元，特别适用于整串LED中，未接地的LED恒流单元，亦即可浮接于任一 LED恒流单元。
技术介绍
在高电压输入条件下,传统LED线性恒流(linear constant current)控制集成电路(IC)的最高耐压程度与输入电压相当，可保护控制IC不至烧毁。然而，耐压越高则所采用的集成电路制程越复杂，导通电阻也越大。欲产生等值的恒流，其相对应的面积也越 大。目前的解决方法是将数个低电压恒流控制开关串接，通过叠加方式增加整体耐压。由于制程简易，导通能力较佳，因此广泛被大众所采用；例如台湾数能科技的产品编号NU501。然而，将每一个恒流控制开关以固定电流型式串接不像定电压单元串接。实际上，每一个恒流控制开关的源极至输出端的电位都不尽相同。另外，当其中一个恒流控制开关的震荡幅度大于导通所需的最低恒流电压时，将会造成整串电流降至零。于是整串恒流控制开关将重新寻找工作电压的平衡点，在此过程中，串接路径上的寄生电感因充放电会产生震荡及造成闪烁，大幅降低实用性。因此，传统的串接恒流控制开关仅适用于噪声极低的稳定的DC输入电源，或是低串接数，甚至单级恒流控制开关运用。图I显示传统LED恒流单元的串接模式。一个完整的LED串可分成数个短串，每个LED短串末端连接恒流集成电路93的电流输入端931，提供恒流集成电路93工作电流。电流经过恒流控制开关94，由电流输出端933流出。图2显示图I中恒流控制开关94的典型结构。LED短串的电流输出端接至NMOS的漏极，NMOS的源极连接至一固定电阻R1，电阻Rl的另一端连接至后续的LED或接地。运算放大器(OPAMP)Kl的负端接至固定电阻R1，并联NMOS的源极，正端则接至参考电位(VREF)。运算放大器Kl的输出端接至NMOS的栅极，可将电阻集成电路化，且阻值特性不随制程及环境温度所改变，不需再外挂一电阻。在图I中，每一 LED短串的末端LED与一供电电路91并联，该供电电路91的两端分别连接末端LED的输入端92与恒流集成电路93的电压输入端932。供电电路91由电压输入端932供给恒流集成电路93电能，使恒流控制开关能正常工作。每一 LED短串、恒流集成电路93及供电电路91形成一 LED恒流单元，并可再串联其它恒流单元。然而，在此传统架构中，若LED电流中断，则所串接的恒流集成电路93将无法工作。为克服上述问题，本技术提出一解决方案，不仅在LED电流中断时，仍可维持恒流集成电路继续工作，且经济而容易应用。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种LED辅助稳定电路，可应用于串接的恒流单元；当LED电流中断时，仍可维持恒流集成电路继续工作，以增加系统的稳定度。本技术的LED辅助稳定电路电性耦合至一 LED恒流单元。该耦合的LED恒流单元为多个串接的LED恒流单元中未接地的一个，并包括n个串联的LED、一恒流集成电路及一供电电路。n个LED依序编号为LEDl、…、LEDn，n>2。恒流集成电路具有一电流输入端连接LEDn的电流输出端，一工作电压输入端经由供电电路连接至LEDm (2彡m彡n)的电流输入端，及一未接地的电流输出端。本技术中，除了最末端的LED恒流单元为实际接地之外，其它LED恒流单元的「电流输出端」则可视为浮接的接地端。本技术的LED辅助稳定电路包括一稱合电容,一端连接至LEDx (I彡x彡m)的电流输入端节点，另一端连接至该恒流集成电路的电流输出端。耦合电容的一端较佳为连接至LEDm的电流输入端节点。多个串联的LED恒流单元中，第一个LED恒流单元的电流输入端通常连接至一桥式整流器的输出端，桥式整流器则连接至一外部电源。本技术的LED辅助稳定电路尚可包括一加速电容，一端连接至恒流集成电路的工作电压输入端，另一端连接至桥式整流器的输出端。LED恒流单元较佳为封装于一封装体内，并以一接脚连接该封装体外的耦合电容及/或加速电容。一般整流电容的容值范围为0 400uF时，耦合电容的容值范围为0. I 20uF，则两个容值相加后的范围约为IOuF 420uF。本技术不仅能提高整体LED的工作耐压值，并能显著提升功率因子，在高电压条件下维持稳定的定电流输出。本技术能直接连接于交流电的桥式整流输出后，结构简单，不需变压器磁性组件，可大幅降低成本。附图说明图I显示传统LED恒流单元串接模式。图2显示传统恒流集成电路的定电流结构。图3显示本技术第一实施例的LED辅助稳定电路并联于LED恒流单元的架构。图4显示桥式整流后电容的充放电周期。图5及图6显示本技术第一实施例中，末端LED恒流单元于电压输入端的震荡噪声量测值。图7显示本技术第一实施例的LED恒流单元封装体与耦合电容的关系图。图8显示本技术第二实施例加入第二(加速)电容的架构图。图9显示本技术第三实施例的LED辅助稳定电路并联于LED恒流单元的架构。符号说明AC交流电源901 桥式整流器902供电电路91 LEDn的电流输入端92恒流集成电路93电流输入端931工作电压输入端 932 电流输出端933恒流控制开关94整流电容 CO耦合电容Cl加速电容 C2运算放大器Kl接脚Pl P6固定电阻Rl具体实施方式图3显示本技术的第一实施例，AC交流电源901提供输入电压VIN，并经桥式整流器902及整流电容CO并联后，电压为约155V(= IlOX V 2)，再接至LED串的输入端。图中，本技术的辅助稳定电路电性耦合至多个未接地的LED恒流单元。每一个LED恒流单元包括n个LED，依序编号为LEDI、…、LEDn，n彡2。在此实施例中，恒流集 成电路93的电压输入端932与耦合电容Cl并联。耦合电容Cl的一端连接至每一 LED短串末端的LEDn的输入端92，另一端连接至恒流集成电路93的电流输出端933。当输入电压VIN起始瞬间，电流会经过耦合电容Cl，藉此降低电压突波的冲击，保护恒流集成电路93的电压输入端932。经过一段时间后，恒流控制开关94建立恒流，则耦合电容Cl的电压值相等于末端LED的电压值。通常，恒流控制开关在量产过程中存在些许差异，因此输出电压不尽相同，造成每一恒流集成电路93的电流输入端931对电流输出端933压差不同。此外，由于线路寄生电感等因素，LED串容易产生闪烁。本技术增加耦合电容Cl后，因为耦合电容Cl可持续提供恒流集成电路93电源，将可有效解决上述电路不稳定，甚至无电流流经LED的问题。如此，恒流集成电路93内部的运算放大器Kl可将NMOS开启，降低整个电路的电阻。结果使得电路能迅速恢复恒流，而大幅降低震荡。图4显示整流电容CO的周期包括充电时间Tl及放电时间T2。平均输出电流IAVG=(I1XT1+I2XT2)/(T1+T2);其中Il =整流电容CO充电时的平均电流，12 =整流电容CO放电时的平均电流。在此实施例中，AC为110V，单一 LED的VF为3. 5V，恒流集成电路93的电压输入端932耐压为约35V，电流输入端931耐压为约30V，压差为约5V。考虑整体耐压，故选一个LED跨在电压输入端932与电流输入端931之间，使得两者耐压有最佳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED辅助稳定电路，其特征在于，电性耦合至一LED恒流单元；该耦合的LED恒流单元为多个串联的LED恒流单元中未接地的一个，包括n个LED、一恒流集成电路及一供电电路；其中该n个LED为串联，并依序编号为LED1、...、LEDn，n≥2；及该恒流集成电路具有一电流输入端连接LEDn的电流输出端，一工作电压输入端经由该供电电路连接至LEDm(2≤m≤n)的电流输入端，及一未接地的电流输出端；该LED辅助稳定电路包括一耦合电容，一端连接至LEDx(1≤x≤m)的电流节点，另一端连接至该恒流集成电路的电流输出端。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王弘宗，彭元佑，
申请(专利权)人：主一科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：