TWI426826B - 燈具之驅動控制電路 - Google Patents

Description

燈具之驅動控制電路

本發明係關於一種燈具之驅動控制電路，尤其是一種自一發光元件組產生一定電壓供額外負載使用之燈具之驅動控制電路。

習用燈具主要具有一發光元件組，該發光元件組可藉由一發光元件(如發光二極體、燈泡或燈管等)投射出燈光，以達到照明之目的。由於該發光元件會因為通電而產生高熱，因此該習用燈具通常必須額外設置散熱風扇或致冷晶片，以避免該發光元件組於實際運作過程中產生高熱，進而維持其正常運作及提高使用壽命。

由上述可知，該習用燈具除了具有發光元件組之負載外，仍至少需要連接散熱風扇等散熱用直流負載，由於上述散熱用直流負載相較於發光元件組通常具有不同的供電電壓要求，不可避免的，該習用燈具勢必需要設計具有多組輸出電源。

如第1圖所示，其揭示一種習用燈具之驅動控制電路，包含一直流電壓供應單元91、一驅動控制單元92及一發光元件組93。該直流電壓供應單元91電性連接該驅動控制單元92，且該驅動控制單元92電性連接該發光元件組93；該直流電壓供應單元91產生一第一電壓V91以供應該驅動控制單元92所需電源，藉由該驅動控制單元92之控制產生一定電流流通該發光元件組93，以維持該發光元件組93發出之亮度為恒定。另外，該發光元件組93具有一回授信號端931，連接到該驅動控制單元92，並將一定電流回授信號輸入該驅動控制單元92，以便該驅動控制單元92可依據該定電流回授信號之變化控制流通於該發光元件組93之電流為恒定。

當該定電流流通於該發光元件組93時，會產生高熱，因此必須裝設一散熱風扇95，以進行該發光元件組93之排熱。由於該散熱風扇95相較於該發光元件組93具有不同的供電電壓要求，因此，習用該燈具之驅動控制電路需另外設置一組電源以供該散熱風扇95使用。

如第1圖所示，習用該燈具之驅動控制電路另設有一穩壓單元94。該穩壓單元94電性連接該驅動控制單元92或亦可連接該直流電壓供應單元91之輸出側，以接收該驅動控制單元92產生之一直流電壓或該直流電壓供應單元91產生之第一電壓V91，透過轉換在該穩壓單元94之一輸出側建立一第二電壓V92，以供該散熱風扇95之所需電源。

然而，一般而言，上述習用燈具之驅動控制電路技術將具有以下缺點：該習用燈具之驅動控制電路需要增設該穩壓單元94等額外電路元件，以產生該第二電壓V92，供應該散熱風扇95之所需電源，因此將導致電路成本及電路連接複雜度增加。

基於上述原因，有必要進一步改良上述習用燈具之驅動控制電路。

本發明目的係提供一種燈具之驅動控制電路，避免額外電路元件之增設，以減少電路成本及簡化電路連接複雜度。

本發明次一目的係提供一種燈具之驅動控制電路，藉由一數位微控制器之操作，可簡化回授信號端電路及易於擴充電路功能。

本發明另一目的係提供一種燈具之驅動控制電路，藉由一數位微控制器之操作，可減少一變壓器之設置體積。

根據本發明燈具之驅動控制電路，係包含：一直流電壓供應單元、一驅動控制單元及一發光元件組。該直流電壓供應單元提供一供應電壓；該驅動控制單元電性連接該直流電壓供應單元，並接收該供應電壓；該發光元件組電性連接該驅動控制單元，且該發光元件組設有一直流電壓輸出側；其中該驅動控制單元產生一定電流，且該定電流係流通該發光元件組，並在該發光元件組之直流電壓輸出側建立一定電壓，以供一直流負載使用。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第2圖所示，其揭示本發明第一實施例之燈具之驅動控制電路，其包含一直流電壓供應單元1、一驅動控制單元2及一發光元件組3。該直流電壓供應單元1電性連接該驅動控制單元2，且該驅動控制單元2電性連接該發光元件組3；該直流電壓供應單元1接收一外部電源，藉由降壓、整流及穩壓作用以在該直流電壓供應單元1輸出側產生穩定的一供應電壓V1，以供應該驅動控制單元2所需電源，並藉由該驅動控制單元2之控制產生一定電流，且該定電流係流通該發光元件組3，以維持該發光元件組3發出之亮度為恒定。

該驅動控制單元2係為一隔離式驅動控制單元2，以便將電路中的控制迴路及電源迴路藉由適當的設計進行隔離，以確保電路得以正常運作，其具有一切換開關單元21、一變壓器22、一整流濾波元件23及一回授隔離單元24。該切換開關單元21連接該直流電壓供應單元1，該變壓器22一次側電性連接該切換開關單元21，該整流濾波元件23電性連接該變壓器22之二次側，該整流濾波元件23之一輸出側連接該發光元件組3。

如此，該切換開關單元21可接收該供應電壓V1，並切換產生一第一脈波電壓，並建立於該變壓器22之一次側，且該第一脈波電壓藉由轉換在該變壓器22之二次側產生一第二脈波電壓，並將該第二脈波電壓供應至該整流濾波元件23，透過該整流濾波元件23之轉換在該整流濾波元件23之一輸出側產生該定電流，且該定電流係流通該發光元件組3。其中該變壓器22藉由調整其一次側及二次側之匝數比，以便可依據負載耗電量及供電特性適當的設計該第一脈波電壓及第二脈波電壓之變壓/變流比。

另外，為保持流通於該發光元件組3之電流為恒定，該發光元件組3具有一迴授信號端31，連接該驅動控制單元2之回授隔離單元24，其中該迴授信號端31建立一定電流回授信號，並輸入該驅動控制單元2之回授隔離單元24，藉由該驅動控制單元2之控制以維持輸出該定電流，並流通於該發光元件組3。

請再參照第2圖所示，本發明第一實施例之發光元件組3包含數個發光元件32及一直流電壓輸出側33，該數個發光元件32係形成串聯連接，其中任二串聯之發光元件32形成一串聯連接點321；同理，三個串聯之發光元件32則形成二個串聯連接點321，依此類推；因此，本發明第一實施例之發光元件組3藉由該數個發光元件32之串聯連接將形成至少一個串聯連接點321。

本發明第一實施例之發光元件組3之直流電壓輸出側33連接額外之一直流負載4，以便輸出一定電壓V2供應該直流負載4的電源所需，其中該直流負載4係可選自一散熱風扇或一直流馬達；該直流電壓輸出側33具有一第一連接端331及一第二連接端332，該第一連接端331接地；而該第二連接端332則與該發光元件組3之其中一串聯連接點321連接。

更進一步言之，由於該發光元件組3之各發光元件32均具有一固定的內部電阻，當該定電流流通於該發光元件組3時，會在各該串聯連接點321相對一接地端建立該定電壓V2，其中不同之串聯連接點321相對該接地端將建立不同的定電壓。使用者可配合該直流負載4的供電電壓要求，自適當的串聯連接點321位置引出，以連接到該直流電壓輸出側33之該第二連接端332，並藉由該直流電壓輸出側33供應適當的定電壓V2予該直流負載4之電源所需。

請參照第3圖所示，其揭示本發明第二實施例之燈具之驅動控制電路，相較第一實施例，該第二實施例與第一實施例之差異在於：提供一數位控制式的驅動控制單元5，該驅動控制單元5包含一數位微控制器51(Micro-Controller Unit,MCU)、一電子式開關52、一變壓器53及一整流濾波元件54。該數位微控制器51電性連接該直流電壓供應單元1，以接收該供應電壓V1；該電子式開關52係電性連接該數位微控制器51之一控制信號輸出端511，因此，一定電流控制信號可透過該控制信號輸出端511送至該電子式開關52，以控制該電子式開關52進行切換操作；該變壓器53一次側電性連接該電子式開關52；且該變壓器53二次側連接該整流濾波元件54，而該整流濾波元件54之輸出側連接該發光元件組3，如此藉由該電子式開關52之切換操作，以在該變壓器53一次側產生一第一脈波電壓，並藉由轉換在該變壓器53二次側產生一第二脈波電壓；同時，藉由該整流濾波元件54之操作以在其輸出側產生該定電流，且該定電流係流通該發光元件組3。其中該電子式開關52可選自一電晶體開關。

再者，本發明該第二實施例之數位微控制器51另具有一回授控制接收端512，其連接該發光元件組3之回授信號端31，以便該數位微控制器51可藉由接收該定電流回授信號據以控制並維持該驅動控制單元5輸出該定電流。

更進一步言之，本發明該第二實施例之該發光元件組3同樣可藉由其直流電壓輸出側33輸出該定電壓V2予該直流負載4。當該發光元件組3之直流電壓輸出側33連接到該直流負載4時，由於該直流負載4係與該發光元件組3之直流電壓輸出側33並聯連接，因此該定電流之一部份會因為負載效應而分流至該直流負載4，導致該定電流產生變化，進而使該定電流回授信號產生變化，因此為使流通於該發光元件組3之電流維持為固定值，本發明第二實施例數位微控制器51之回授控制接收端512在接收定電流回授信號後，依據該電流回授信號之變動，對應控制該驅動控制單元5增加或減少輸出電流，以維持流通於該發光元件組3之電流為恒定。

相較於第一實施例之隔離式驅動控制單元2，該第二實施例之數位控制式的驅動控制單元5將可簡化回授電路及降低電路成本；而且，該第二實施例藉由該數位控制式的驅動控制單元5的設計由於不需進行大電流之操作，相對的僅利用較小尺寸的變壓器53，即可進行變壓及變流之轉換作用，因此可進一步減少該變壓器53之設置體積。再且，本發明該第二實施例之數位微控制器51亦可藉由其他額外的控制端，連接並控制該直流負載4之一受控端，例如，若該直流負載4為散熱風扇時，可藉由該數位微控制器51產生一轉速控制信號，經由該直流負載4之一受控端，饋入該散熱風扇，以控制其轉速，因此本發明該第二實施例利用該數位微控制器51之操作，將可不需要設置過於複雜的轉速控制電路即可易於達成電路功能擴充的功效。

再者，為了達到電路高度整合的效果，亦可將該驅動控制單元5或其一部份元件，如該數位微控制器51整合設置在該散熱風扇內部之一驅動電路板內，以作為該散熱風扇之運轉控制及燈具之驅動控制電路之電源控制之用。

綜上所述，本發明藉由該發光元件組3之直流電壓輸出側33之設置，以輸出該定電壓V2予該直流負載4，相較於習用燈具之驅動控制電路，本發明因無需設置該習用產生第二電壓V92之穩壓單元94，進而具有電路成本及電路連接複雜度降低之功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

[本發明]

1．．．直流電壓供應單元

2．．．驅動控制單元

21．．．切換開關單元

22．．．變壓器

23．．．整流濾波元件

24．．．回授信號端隔離單元

3．．．發光元件組

31．．．回授信號端

32．．．發光元件

321．．．串聯連接點

33．．．直流電壓輸出側

331．．．第一連接端

332．．．第二連接端

4．．．直流負載

5．．．驅動控制單元

51．．．數位微控制器

511．．．控制信號輸出端

512．．．回授控制接收端

52．．．電子式開關

53．．．變壓器

54．．．整流濾波元件

〔習用〕

91‧‧‧直流電壓供應單元

92‧‧‧驅動控制單元

93‧‧‧發光元件組

931‧‧‧回授信號端

94‧‧‧穩壓單元94

95‧‧‧散熱風扇

第1圖：習用燈具之驅動控制電路示意圖。

第2圖：本發明第一實施例之燈具及其驅動控制電路示意圖。

第3圖：本發明第二實施例之燈具及其驅動控制電路示意圖。

1．．．直流電壓供應單元

3．．．發光元件組

31．．．迴授信號端

32．．．發光元件

321．．．串聯連接點

33．．．直流電壓輸出側

331．．．第一連接端

332．．．第二連接端

4．．．直流負載

5．．．驅動控制單元

51．．．數位微控制器

511．．．控制信號輸出端

512．．．回授控制接收端

52．．．電子式開關

53．．．變壓器

54．．．整流濾波元件

Claims (8)

1. 一種燈具之驅動控制電路，包含：一直流電壓供應單元，提供一供應電壓；一驅動控制單元，電性連接 該直流電壓供應單元，並接收該供應電壓；及一發光元件組，電性連接該驅動控制單元，且該發光元件組具有一直流電壓輸出側，該發光元件組係包含數個發光元件， 該數個發光元件係串聯連接，該發光元件組具有至少一串聯連接點，該串聯連接點係由任二發光元件串聯連接而形成，該發光元件組之直流電壓輸出側具有一第一連接 端及一第二連接端，該第一連接端接地，而該第二連接端則與該發光元件組之其中一串聯連接點連接；其中該驅動控制單元產生一定電流，該定電流係流通該發光元件 組，並在該發光元件組之直流電壓輸出側建立一定電壓，以供一直流負載使用。
2. 依申請專利範圍第1項所述之燈具之驅動控制電路，其中該發光元件組具有一回授信號端，連接該驅動控制單元。
3. 依申請專利範圍第1項所述之燈具之驅動控制電路，其中該驅動控制單元包含一切換開關單元、一變壓器、一整流 濾波元件及一回授隔離單元，該切換開關單元連接該直流電壓供應單元，該變壓器之一次側電性連接該切換開關單元，該驅動控制單元之整流濾波元 件電性連接該變壓器之二次側，該整流濾波元件之輸出側連接該發光元件組。
4. 依申請專利範圍第1項所述之燈具之驅動控制電路，其中該驅動控制單元包含一數位微控制器、一電子式開關、一 變壓器及一整流濾波元件，該數位微控制器電性連接該直流電壓供應單元，該電子式開關係電性連接該數位微控制器，該變壓器一次側電性連接該電子式開關，且該變 壓器二次側連接該整流濾波元件，該整流濾波元件之輸出側連接該發光元件組。
5. 依申請專利範圍第4項所述之燈具之驅動控制電路，其中該電子式開關為一電晶體開關。
6. 依申請專利範圍第4項所述之燈具之驅動控制電路，其中該數位微控制器另具有一回授控制接收端，連接該發光元 件組之一回授信號端。
7. 依申請專利範圍第4項所述之燈具之驅動控制電路，其中該數位微控制器另具有一額外的控制端，連接該直流負載 之一受控端。
8. 依申請專利範圍第4項所述之燈具之驅動控制電路，其中該直流負載為一散熱風扇或一直流馬達。