CN102858047A - 交直流共地式照明驱动电路 - Google Patents

Abstract

一种交直流共地式照明驱动电路用于驱动发光单元，通过输入单元接收外部的电源，并经由与该输入单元连接的转换单元，用于转换该电源以形成转换电源，而输出的该转换电源再通过输出单元驱动该发光单元，该发光单元的参考电位可直接连接至该外部电源的参考电位，用以达到避免因使用者直接地接触该发光单元转换电源而发生触电危害的功效。

Description

交直流共地式照明驱动电路

技术领域

本发明涉及一种照明驱动电路，特别是提供具有共同接地参考端的交直流电驱动发光单元的一交直流共地式照明驱动电路。

背景技术

传统上，是通过交流电的方式直接驱动照明灯丝。然而，随着绿能减碳的意识逐渐高涨，环保型照明装置亦随之大量地被使用，例如以发光二极管为发光源的照明装置。

但传统的发光二极管的驱动方式并不似传统灯丝可直接地利用交流电驱动，而是以直流方式进行灯源的驱动。故在该发光二极管的驱动电路的设计上与传统照明灯丝的驱动电路十分不同。再者，为了能适用目前的电力提供方式(例如交流电)，需要在驱动该发光二极管型的照明装置之前，先预先地进行该电力的转换，方才能用以驱动该发光二极管型的照明装置，例如交流电转换为直流电。

目前的照明驱动技术采用交/直流电转换装置以驱动发光二极管照明装置，但该技术中发光二极管装置的参考电位与交流电源电位不同，因此该技术中有可能使得使用者在安装该照明装置的过程中或是因其线路老化与脱落等等因素，有可能造成使用者发生触电的危害。

故有需要提出一种发明可用以解决现有技术的缺失，进而达到安全地与可靠地进行安装照明设备的功效。

发明内容

本发明的一目的提供一种交直流共地式照明驱动电路，提供具有共同地接地的电源与经转换后的转换电源将交流电源转换成一转换电源用以驱动发光单元，该交流电源与该转换电源连接至相同的参考电位，用以达到与隔离型转换拓扑架构同样可避免高压触电的功效。

本发明的另一目的根据上述的照明驱动电路，可在不关闭电源的情况下，直接地进行发光单元的更换而不致有触电的危害。

为达上述目的及其它目的，本发明是一种交直流共地式照明驱动电路，用于驱动发光单元，其包含输入单元、转换单元、控制单元与输出单元。该输入单元供与外部一交流电源连接并接收该交流电源；该转换单元与该输入单元连接，用于转换该交流电源以形成一转换电源，该控制单元具有控制端与侦测回授端，该控制端用于该侦测回授端接收的回授信号产生具有可控制操作工作周期的控制信号，其中该控制信号控制该转换单元；以及，该输出单元连接该转换单元与该控制单元，用于输出该回授信号至该侦测回授端以及传送该转换电源以驱动该发光单元。

实施时，更包含：一滤波单元，设置于所述的输入单元与所述的转换单元之间。

实施时，所述的转换单元具有多个切换电路，且该多个切换电路为降压式转换电路或升降压式转换电路其中之一，又该多个切换电路共同地使用一电感。

实施时，所述的控制单元为脉波宽度调变电路，用于产生控制该能控工作周期的该控制信号。

实施时，所述的输出单元更包含一电容器与一侦测电阻，该电容器供该转换电源滤波以及该侦测电阻供产生该回授信号。

实施时，所述的转换单元连接至该发光单元的一端，所述的侦测电阻的一端串联地连接至所述的发光单元的另一端，所述的侦测电阻的另一端与大地连接。

实施时，所述的电容器并联地连接所述的发光单元与所述的侦测电阻。

与现有技术相较，本发明的交直流共地式照明驱动电路同时具有交直流电共地的特征，使得来自市电的交流电和经过转换单元转换的转换电源可具有相同的参考电位，可用以避免当与发光单元连接的电源线路脱落时发生触电的危害。此外，本发明可提供使用者可在不关闭电源的情况下直接地进行更换，使得在安装发光单元的过程中不致有触电的意外发生外，亦可方便地进行发光单元的更换。

附图说明

图1是本发明第一实施例的交直流共地式照明驱动电路的方块示意图；

图2是说明第1图中该操作工作周期的示意说明图；

图3a-3c是本发明第二实施例的交直流共地式照明驱动电路的详细电路图；以及

图4a-4c是本发明第三实施例的交直流共地式照明驱动电路的详细电路图。

附图标记说明：2、2′、2″-交直流共地式照明驱动电路；4-发光单元；6-输入单元；8-转换单元；82-第一切换电路；84-第二切换电路；10-控制单元；102-控制端；104-侦测回授端；12-输出单元；14-滤波单元；PW-电源；P1、P2-电流路径；CS、CS1、CS2-控制信号；FBS-回授信号；CPW-转换电源；τ-脉冲持续时间；T-方波周期；HV-高电位；LV-低电位；L、L2-电感；C1-电容；D1-D5-二极管。

具体实施方式

为充分了解本发明的目的、特征及功效，兹通过下述具体实施例，并配合所附图式，对本发明做一详细说明，说明如后：

参考图1，是本发明交直流共地式照明驱动电路的方块示意图。在图1中，该交直流共地式照明驱动电路2用于驱动发光单元4。其中，该发光单元4可为由单一或多发光二极管串联或并联所组成的灯源组。再者，该交直流共地式照明驱动电路2包含输入单元6、转换单元8、控制单元10与输出单元12。

该输入单元2用于接收外部的一电源PW，例如该电源PW可为交流电。该转换单元8与该输入单元2连接，用于转换该电源PW以形成一转换电源CPW。再者，该转换单元8更包含第一切换电路82与第二切换电路84。其中，该第一切换电路82与该第二切换电路84可为降压式转换器(buck converter)或升降压式转换器(buck-boost converter)的至少其一者。换言之，该转换单元8可对该电源PW进行整流与降压的转换。

控制单元10具有控制端102与侦测回授端104，该控制端102用于根据该侦测回授端104接收的回授信号FBS产生具有可控制工作周期的控制信号。其中，该控制信号CS通过与该转换单元8连接的该控制端102控制该转换单元8的该第一切换电路82与该第二切换电路84以控制该转换电源CPW的输出。举例而言，具有该可控工作周期的该控制信号可通过控制电子开关(例如该电子开关金属氧化物半导体(metal-oxide-semiconductor field-effecttransistor)、场效电晶体(field-effect transistor)与双载子接面电晶体(Bipolar Junction transistor)至少之其一者)而达到将电源PW转换到该转换电源CPW的目的。

在图2中为该可控工作周期的控制信号的示意说明图，其中该可控工作周期的控制信号为一连串的脉冲方波信号，而该可控工作周期的控制信号的工作周期(或称占空比)的定义为脉冲持续时间τ与方波周期T的比值，其中横轴为时间轴以及纵轴为电位轴。举例而言，当该脉冲方波信号位于高电位HV时，则可提供电子开关导通；反之，当该脉冲方波信号位于低电位LV时，则可提供电子开关关闭。

此外，该电子开关导通与关闭的时间，受到该可控工作周期的控制信号中脉冲持续时间τ的影响。在一实施例中，该控制单元10可为脉波宽度调变(pulsewidth modulation)电路，该脉冲宽度调变电路产生该可控工作周期的控制信号。换言之，该可控工作周期的控制信号可通过该脉冲宽度调变电路调整该脉冲持续时间τ与方波周期T的比值。

该输出单元12连接该转换单元8与该控制单元10，用于产生该回授信号FBS送至该控制单元10的该侦测回授端104，该输出单元12并以及接收该转换电源CPW以驱动该发光单元4。

此外，该交直流共地式照明驱动电路2可更包含滤波单元14设置于该输入单元2与该转换单元8之间，用于滤除例如突波之类的杂讯脉冲。

请一并参考图1及图3a-3c，其中该图3a-3c本发明第一实施例的交直流共地式照明驱动电路的详细电路图。在图3a中，该交直流共地式照明驱动电路2′与该发光单元4连接。其中，该转换单元8的该第一切换电路82与该第二切换电路84均为升降压式转换器，且该第一切换电路82与该第二切换电路84共同使用一电感，其分别对该电源PW的正负半周电压进行降压的电压转换。在此，该转换单元的8以两个金属氧化物半导体(metal-oxide-semiconductorfield-effect transistor)的电子开关MOS1、MOS2为例说明。在另一实施例中，该电子开关可以场效电晶体(field-effect transistor)、双载子接面电晶体(Bipolar Junction transistor)或其组合所取代。

该交直流共地式照明驱动电路2′包含输入单元6、转换单元8、控制单元10、输出单元12与滤波单元14。其中，该转换单元8由二极管D1-D5，电子开关MOS1、MOS2与电感L所组成，以及该控制单元10为脉冲宽度调变电路。

参考图3b，该电源PW以正半周电压输入为例进行说明，正半周的该电源PW根据该控制单元10产生该控制信号CS1与CS2，用以同时地导通该电子开关MOS1、MOS2，使得该电源PW在该输入单元6与该转换单元8形成第一电流路径P1，此时将储存能量在电感L。接着，该控制单元10产生该控制信号CS1与CS2同时地关闭该电子开关MOS1、MOS2，使得已储存在该电感L的能量由该输出单元12所形成的第二电流路径P2释放至该发光单元4。

参考图3c，当该电源PW进入负半周时，控制单元10产生该控制信号CS1与CS2用于同时地导通该电子开关MOS1、MOS2形成一电流路径为P3，使该电源PW对该电感L储存能量。接着，当该控制单元10产生该控制信号CS1与CS2同时地关闭该电子开关MOS1、MOS2，使得已储存在该电感L的能量通过该输出单元12所形成的第二电流路径P2释放至该发光单元4。

此外，该输出单元12包含一电容器C1用以作为滤波用，该输出单元的12更包含侦测电阻R，该侦测电阻R将该发光单元4的电流转换成一电压信号提供该回授信号FBS。其中，该侦测电阻R与该发光单元4串联连接，且该侦测电阻R的另一端连接至接地(ground)，该电容器C1并联地连接该发光单元4与该侦测电阻R。

请一并参考图1及图4a-4c，其中该图4a-4c本发明第二实施例的交直流共地式照明驱动电路的详细电路图。

该交直流共地式照明驱动电路2″包含输入单元6、转换单元8、控制单元10、输出单元12与滤波单元14。其中，该转换单元8由二极管D1-D2、D4-D5、电子开关MOS1、MOS2与电感L2所组成，该转换单元8的该第一切换电路82为一降压式转换器，而该第二切换电路84为一升降压式转换器且第一切换电路82与该第二切换电路84共用同一电感，以及该控制单元10为脉冲宽度调变电路。

参考图4b，该电源PW以正半周电压输入为例进行说明。当该电源在正半周时，该转换单元8的该第一切换电路82动作作为一降压转换器，而正半周的该电源PW根据该控制单元10产生的控制信号CS2用以持续关闭该电子开关MOS2，且该控制信号CS1用以导通该电子开关MOS1，使得该电源PW在该输入单元6与该转换单元8形成第一电流路径P1，用以对该电感L2进行储能并驱动该发光单元4，再者，当该控制单元10产生的控制信号CS1用以关闭该电子开关MOS1。此时，储存于该电感L2的能量以电流路径P2持续地驱动该发光单元4。

接着，参考图4c，当该电源PW进入负半周时，该转换单元8的该第二切换电路84动作作为一升降压式转换器。控制单元10产生控制信号CS1用以持续地关闭该电子开关MOS1，且该控制信号CS2用以导通该电子开关MOS2，使得该电源PW在该输入单元6与该转换单元8形成一电流路径P3用以对该电感L2进行储能；以及，当控制单元10产生控制信号CS2将该电子开关MOS2关闭时，使得已储存在该电感L2的能量通过该输出单元12所形成的第二电流路径P2释放至该发光单元4。

此外，该输出单元12包含一电容器C1用以作为滤波用，该输出单元的12更包含侦测电阻R，该侦测电阻R将该发光单元4的电流转换成一电压信号提供该回授信号FBS。其中，该侦测电阻R与该发光单元4串联连接，且该侦测电阻R的另一端连接至大地(ground)，该电容器并联连接至该发光单元4和该侦测电阻R串联电路。

与现有技术相较，本发明的交直流共地式照明驱动电路由于具有交直流电共地的特征，使得来自市电的交流电和经过转换单元转换的转换电源，在具有相同参考电位的情况下，可用于避免在与发光单元连接的电源线路脱落时发生触电的危害。此外，本发明可提供使用者可在不关闭电源的情况下直接地进行更换该发光单元，其除了不会有触电的意外发生外，亦可方便地更换发光单元。

本发明在上文中已以较佳实施例揭露，然熟习本项技术者应理解的是，该实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，举凡与该实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本发明的范畴内。因此，本发明的保护范围当以下文的申请专利范围所界定者为准。

Claims (7)

1.一种交直流共地式照明驱动电路，用于驱动至少一发光单元，其特征在于，包含：

一输入单元，用于接收外部的一电源；

一转换单元，与该输入单元连接，用于转换该电源以形成一转换电源；

一控制单元，具有一控制端与一侦测回授端，该控制端用于根据该侦测回授端接收的一回授信号产生具有能控工作周期的一控制信号，其中该控制信号控制该转换单元；以及

一输出单元，连接该转换单元与该控制单元，用于输出该回授信号至该侦测回授端以及传送该转换电源以驱动该发光单元。

2.如权利要求1项所述的交直流共地式照明驱动电路，其特征在于，更包含：一滤波单元，设置于所述的输入单元与所述的转换单元之间。

3.如权利要求1项所述的交直流共地式照明驱动电路，其特征在于，所述的转换单元具有多个切换电路，且该多个切换电路为降压式转换电路或升降压式转换电路其中之一，又该多个切换电路共同地使用一电感。

4.如权利要求1项所述的交直流共地式照明驱动电路，其特征在于，所述的控制单元为脉波宽度调变电路，用于产生控制该能控工作周期的该控制信号。

5.如权利要求1项所述的交直流共地式照明驱动电路，其特征在于，所述的输出单元更包含一电容器与一侦测电阻，该电容器供该转换电源滤波以及该侦测电阻供产生该回授信号。

6.如权利要求5项所述的交直流共地式照明驱动电路，其特征在于，所述的转换单元连接至该发光单元的一端，所述的侦测电阻的一端串联地连接至所述的发光单元的另一端，所述的侦测电阻的另一端与大地连接。

7.如权利要求6项所述的交直流共地式照明驱动电路，其特征在于，所述的电容器并联地连接所述的发光单元与所述的侦测电阻。

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