TWM496088U - 發光二極體交流驅動裝置 - Google Patents

Description

發光二極體交流驅動裝置

本裝置為一種可以直接使用交流電源驅動的發光二極體驅動裝置，以調整具有複數種總導通電壓之複數組發光二極體燈串的串聯與併聯方式，讓複數組發光二極體燈串在交流電源電壓的高低部分都可以同時導通。這種設計不僅僅可以提升發光二極體在直接以交流電壓驅動時的使用率以及提升電源的使用效能之外，還可以讓整複數組的發光二極體燈串都有相同的週期。更重要的是可以降低電路佈局的複雜度，更方便於電路佈局之設計與產品製作。

不以交換式電源電路將市電之高壓交流電源降壓成穩定的低壓直流電源來驅動發光二極體，而是直接以市電之交流電源電壓驅動的發光二極體裝置，最直接的作法如第1圖所示。透過橋式整流器將輸入的交流電壓轉換成脈動的直流電壓(V )，然後再將發光二極體燈串與定電流電路串接之後，再與橋式整流器的正負(+/-)兩個輸出端連接。

這種設計為了能夠吸收大部分的電壓，都會需要串 接相當多的發光二極體。因此，這個發光二極體燈串需要相當高的電壓才能讓發光二極體導通。換句話說，這就會讓發光二極體燈串的工作週期變低。這種接法除了發光二極體燈串的工作週期很低之外，還有另一個嚴重的問題：總發光量還很容易受交流電源電壓的變化影響，如第2圖所示。

第2圖之中的電流波形是由第1圖所示之電路在採用 具有較高總導通電壓之發光二極體燈串時所產生，其中的I 為定電流電路驅動發光二極體的電流波形，V 為交流電源電壓經過橋式整流器之後的脈動直流波形，V _LED 則為發光二極體燈串的總導通電壓。

在交流電源電壓變化時，電壓波形V 的峰值也會跟著 變化，但是V _LED 的值卻不會改變。第2圖之中的電壓波形V 從左邊開始之第一、第二與第三個半週，分別表示交流電源電壓在最高、中等與最低的半週波形。這三個波形之峰值的比例雖然差異不大，但是他們可以讓定電流電路產生穩定電流I 之的導通週期差異卻是非常大，因此會導致裝置的總發光量有非常大的差異產生。 也就是說，在交流電源電壓變動時，該發光二極體發光裝置會產生閃爍的現象。

為了提升發光二極體燈串的工作週期，並且穩定發 光二極體燈串的發光量不受交流電源電壓變動的影響，最簡單的做法就是降低發光二極體燈串之總導通電壓，這種作法的電流波形如第3圖所示。與第2圖相同地，電壓波形V 從左邊開始之第一、 第二與第三個半週，分別表示交流電源電壓在最高、中等與最低的半週波形。這三個波形之峰值的比例也與第2圖相同，但是經由電流電路產生之穩定電流I 之的導通週期差異，卻是比第2圖所示之變化量小很多。換句話說，在發光二極體燈串之總導通電壓越低的時候，總發光量受交流電源電壓變化的影響就越小。

相對的這卻會有另一個問題產生，那就是在發光二 極體燈串之總導通電壓越低的時候，電源效率就會越低。在第2圖與第3圖之中，只要電壓是在V _LED 以上的就都會落在定電流電路上，而不是落在發光二極體燈串，因此這些區域所產生的功率消耗都是多餘的。比較第2圖與第3圖可以發現，在發光二極體燈串總導通電壓V _LED 較低時，V _LED 以上的面積會增加。換句話說，不是產生在發光二極體燈串之無效功率也會增加，因此電源效率也將會隨著降低。

為了同時降低多餘的功率消耗都與提升發光二極體 燈串的導通週期，以便提升電源效率與增加發光二極體燈串的使用率，於是有如同中華民國專利公告號201037213以及發明專利I397198的作法被提出來。這類的設計是將第1圖所示之單獨一整串的發光二極體分成複數個具有相同總導通電壓的小發光二極體燈串。在橋式整流器輸出端之脈動的直流電壓值不同時，分別讓相對應的發光二極體段數導通。以便獲得適合的發光二極體總導通電壓，進而減少在定電流電路上的功率消耗來提升電源效率。

第4圖為這類作法的一個簡單例子，只將第1圖所示 之單獨一整串的發光二極體分成三個具有相同總導通電壓的較少發光二極體燈串。當電壓在最低範圍值時，第一開關電路會在導通的狀態，直接將第一組發光二極體燈串的下方接地，所以只有第一組發光二極體燈串會導通，而第二組發光二極體燈串與第三組發光二極體燈串都不會導通。當電壓在中等範圍值時，第一開關電路會在不導通的狀態，而第二開關電路會在導通的狀態，直接讓第二組發光二極體燈串的下方接地，所以只有第一組發光二極體燈串與第二組發光二極體燈串導通，而第三組發光二極體燈串並不會導通。當電壓在最高範圍值時，第一與第二開關電路都會在不導通的狀態，而使得三個發光二極體燈串都導通。

第5圖之中波形為第4圖所產生之相對應波形，其中 的I 為定電流電路驅動發光二極體燈串的電流波形，V 為交流電源電壓經過橋式整流器之後的脈動直流波形，V _LED 則為發光二極體燈串的總導通電壓。因為複數個發光二極體燈串的導通狀態是隨著電壓的改變而變動，所以V _LED 的值是隨著導通之發光二極體燈串的數量而改變。從這個波形可以看得出來，發光二極體燈串的導通週期可以大幅地增加，而且V _LED 以上的電壓區域變得很小。換句話說，這類的作法不僅僅可以提升發光二極體燈串的使用效率，而且也可以提升電源的效率。

這類的作法雖然可以提升發光二極體燈串的使用率以及電源效率，但是不同段落卻會有不同導通週期的狀況產生。這將會使得不同段落的發光二極體燈串有不同發光量的狀況發 生，這將會導致燈具產生照度不均勻的問題。為了解決這個問題，就必須以複雜的方式排列所有的發光二極體，讓不同段落的發光二極體燈串裡的發光二極體均勻分佈，才能避免因為不同段落的不同導通週期產生照度不均勻的問題，如中華民國發明專利I397198的作法。

因此，如能提出一種可以根據經橋式整流器後之脈 動直流的變動，調整具有複數種總導通電壓之複數組發光二極體燈串導通時間之串聯與併聯方式，讓複數組發光二極體燈串在交流電源電壓的高低電壓部分都可以同時導通。這種設計不僅僅可以提升發光二極體在直接以交流電壓驅動時的使用率以及提升電源的使用效能之外，還可以讓整複數組的發光二極體燈串都有相同的週期，因此可以降低電路佈局的複雜度，進而使得交流發光二極體裝置更適合於使用在照明的應用上。

本案之主要目的在於提供一種可以直接使用交流電 源電壓驅動的發光二極體燈串驅動裝置，俾提供可以調整複數個具有複數種總導通電壓之發光二極體燈串之串聯與併聯組態，以便同時提升發光二極體燈串的使用週期與電源效率。

為此，本創作的主要目的，是提供一種能根據交流 電源在經由橋式整流器之後所輸出之脈動直流的瞬時電壓高低，決定複數組之發光二極體燈串的串聯與併聯組態。當脈動直流的瞬時電壓在較低電位區間時，讓複數個具有複數種總導通電壓之 發光二極體燈串之串聯與併聯組態是處在較低總導通電壓的狀態，而且讓每一組與定電流電路串接之發光二極體燈串具有相同的總導通電壓。當脈動直流的瞬時電壓在較高電位區間時，讓複數個具有複數種總導通電壓之發光二極體燈串之串聯與併聯組態是處在較高總導通電壓的狀態，而且也讓每一組與定電流電路串接之發光二極體燈串具有相同的總導通電壓。

因為發光二極體燈串之串聯與併聯組態的決定，是 以經由橋式整流器之後所輸出之脈動直流的瞬時電壓高低為依據，所以與工作頻率無關。因此運用這種技術所設計的發光二極體交流驅動裝置，不論是在50Hz、60Hz或者由電子安定器等等所產生更高頻的電源條件下，均可以正常動作。

要達到上述之功能，本發光二極體交流驅動裝置包含有下列的零件：

一、提供照明用發光二極體。

二、橋式整流器，其目的是為了將具有正負的交流電整流成脈動的直流，才能在正負半週都通過相同的發光二極體串，讓發光二極體燈串的使用效率提昇。

三、定電流電路，其目的為在發光二極體燈串導通時，提供給發光二極體穩定的驅動電流。

四、開關電路，其目的在於決定複數個發光二極體燈串之串聯與併聯組態。

五、電壓偵測電路，監測交流電源的瞬間電壓值，在瞬間電壓值 滿足設定的電壓值條件時，調整所有開關電路的『導通』與『不導通』狀態，用以調整複數個發光二極體燈串之串聯與併聯組態。以便獲得適合的發光二極體總導通電壓，進而減少在定電流電路上的功率消耗來提升電源效率。

100‧‧‧發光二極體交流驅動裝置

101‧‧‧橋式整流器

102‧‧‧發光二極體燈串

103‧‧‧定電流電路

104‧‧‧開關電路

105‧‧‧電壓偵測電路

SW₁ ‧‧‧第一開關電路

SW₂ ‧‧‧第二開關電路

SW₃ ‧‧‧第三開關電路

SW₄ ‧‧‧第四開關電路

SW₅ ‧‧‧第五開關電路

SW₆ ‧‧‧第六開關電路

SW₇ ‧‧‧第七開關電路

CC‧‧‧定電流電路

CC₁ ‧‧‧第一組定電流電路

CC₂ ‧‧‧第二組定電流電路

CC₃ ‧‧‧第三組定電流電路

CC₄ ‧‧‧第四組定電流電路

LED_S1 ‧‧‧第一組發光二極體燈串

LED_S2 ‧‧‧第二組發光二極體燈串

LED_S3 ‧‧‧第三組發光二極體燈串

LED_S4 ‧‧‧第四組發光二極體燈串

LED_S5 ‧‧‧第五組發光二極體燈串

LED_S6 ‧‧‧第六組發光二極體燈串

第1圖係將發光二極體燈串與定電流電路串聯後，直接與橋式整流器整流輸出之正負兩端連接的設計。

第2圖係將具有較高之總導通電壓的發光二極體燈串與定電流電路串聯後，在輸入交流電源電壓不穩定時，經由橋式整流器整流輸出之電壓波形V 與定電流電路所產生之驅動電流波形I 。

第3圖係將具有較低之總導通電壓的發光二極體燈串與定電流電路串聯後，在輸入交流電源電壓不穩定時，經由橋式整流器整流輸出之電壓波形V 與定電流電路所產生之驅動電流波形I 。

第4圖係以三段相同總導通電壓的發光二極體燈串作為分段導通之電路。

第5圖係以三段相同總導通電壓的發光二極體燈串作為分段導通之電路中，經由橋式整流器整流輸出之電壓波形V 、在發光二極體燈串上的電壓波形V _LED 與定電流電路所產生之驅動電流波形I 。

第6圖係本創作之第一實施例。

第7圖係本創作第一實施例之中經由橋式整流器整流輸出之電壓波形V 與在發光二極體燈串上的電壓波形V _LED 。

第8圖係本創作之第二實施例。

第9圖係本創作之第三實施例。

實現本案特徵與優點的一些典型實施例，將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種不同的變化，皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作本案的說明之用，而非用以限制本案。

第6圖所示之電路為本創作的第一實施例，本實施例的發光二極體交流驅動裝置100包含有一個橋式整流器101、三個定電流電路103、五個開關電路104、一個電壓偵測電路105、兩組具有較少串接數量之發光二極體燈串102以及兩組具有較多串接數量之發光二極體燈串102。其中的第二組與第三組發光二極體燈串102具有較少的一樣串接數量，而第一組與第四組發光二極體燈串102具有較多的相同串接數量。而且第一組與第四組發光二極體燈串102的串接數量是第二組與第三組兩倍。換句話說，第一組與第四組發光二極體燈串102的總導通電壓是第二組與第三組兩倍。

橋式整流器101的正端與負端輸出之間並聯著四組電路，第一組為電壓偵測電路105。第二組由上而下串接在一起的是第一組發光二極體燈串102、第一開關電路104以及第一定電流電路103。第三組由上而下串接在一起的則是第二組發光二極體燈串102、第三開關電路104、第三組發光二極體燈串102以及第二定電流電路103。第四組由上而下依序串接在一起的是第五開關電路、 104第四組發光二極體燈串102以及第三定電流電路103。

第二組電路之中的第一組發光二極體燈串102下方與第三組電路之中的第三組發光二極體燈串102上方這兩點之間，則是透過第二開關104連接在一起。至於第四開關電路104，則是位於第三組電路之中的第二組發光二極體燈串102下方與第四組電路之中的第四組發光二極體燈串102上方這兩點之間。電壓偵測電路105與五個開關電路104之間，分別有不同的控制線連接。

在這個發光二極體交流驅動裝置100啟動之後，不論交流電源電壓如何變化，電壓偵測電路105會隨時偵測交流電源電壓經由橋式整流器101整流後的脈動直流電壓。

在脈動的直流電壓從0V開始上升時，由於此時的電壓落在較低的電壓範圍之中，因此電壓偵測電路105會對第二與第四開關電路104送出不導通的控制訊號，同時也對第一、第三與第五開關電路104送出導通的控制訊號。此時與第一定電流電路103只與第一組發光二極體燈串102串接，而第三定電流電路103也只跟第四組發光二極體燈串102串接。至於第二定電流電路103則是透過導通的第三開關電路104在第二組發光二極體燈串102以及第三組發光二極體燈串102串聯之後連接。因為第一組與第四組發光二極體燈串102的總導通電壓是第二組與第三組兩倍，所以分別與第一、第二以及第三定電流電路103所串接的發光二極體燈串102之總導通電壓是一樣的。因此這三個定電流電路103可以在相同的電壓開始啟動，所以這四組發光二極體燈串102會有相同的導通週期。

在脈動的直流電壓上升至較高電壓範圍時，電壓偵 測電路105會對第二與第四開關電路104送出導通的控制訊號，同時也對第一、第三與第五開關電路104送出不導通的控制訊號。此時與第一定電流電路103，會因為第一開關電路104的不導通而不與任何的發光二極體燈串102連結。而且第二組發光二極體燈串102與第三組發光二極體燈串102之間，也會因為第三開關電路104的不導通而不連接。至於第四組發光二極體燈串102上方的第五開關電路104也是處在不導通的狀態，因此第四組發光二極體燈串102上方也不會與橋式整流器101的正端連接。

此時，第二定電流電路103則是透過導通的第二開關 電路104在第一組發光二極體燈串102與第三組發光二極體燈串102串聯之後連接在一起。而第三定電流電路103則是透過導通的第四開關電路104在第二組發光二極體燈串102以及第四組發光二極體燈串102串聯之後連接。

因為第一組與第四組發光二極體燈串102的總導通 電壓相同，而且第二組與第三組發光二極體燈串102的總導通電壓亦相同。所以與第二與第三定電流電路103串接的發光二極體燈串102之總導通電壓也是一樣的。因此這兩個定電流電路103可以在相同的電壓開始啟動，所以這四組發光二極體燈串102會有相同的導通週期。

從以上之敘述可知，不論是在較低或較高的電壓範 圍之下，電路之中透過電壓偵測電路105對五個開關電路104設定導 通或不導通的狀態，就可以改變這四組發光二極體燈串102的串聯與併聯狀態，讓這四組發光二極體燈串102都具有相同的導通週期。只要在三組定電流電路103設定的電流值相同時，這四組的發光二極體燈串102就都會有相同的發光亮度。所以這種設計不僅僅可以提升LED使用率，更可以提升電源的效率。

第7圖的波形是根據以上的工作原理所得，在較低電 壓的時候，因為與工作之定電流電路103串接之發光二極體燈串102之總導通電壓是比較低的。而在較高電壓的時候，因為與工作之定電流電路103串接之發光二極體燈串102之總導通電壓是比較高的，所以才可以獲得如第7圖所示之V _LED 的變化波形。因此得知，該設計可以偵測經過橋式整流器101整流之後的脈動直流電壓瞬間值，進而調整發光二極體燈串102之串聯與併聯組態，藉以同時提升發光二極體燈串102的使用效率以及電源效率。

相較於第5圖的波形，第7圖的波形顯示出這個設計 所使用的電源效能只少了第5圖之中的區域『1』與『5』，然而這兩個區域的面積很小，所以減少的電源效能並不多。但是產生第5圖的設計，如中華民國發明專利I397198的作法，雖然有稍微高的電源效率，可是這個設計卻會有發光二極體燈串102具有不同導通週期之困擾，而造成電路佈局之困難。相較於中華民國發明專利I397198的作法，本創作雖然有稍微較低之電源效率，可是所有發光二極體燈串102都具有相同之導通週期的優點，卻是非常有助於產品之設計與生產，因此對於量產的產品而言，將會更有競爭優 勢。

第8圖所示之電路為本創作的第二實施例，本實施例 的發光二極體交流驅動裝置100包含有一個橋式整流器101、四個定電流電路103、七個開關電路104、一個電壓偵測電路105以及兩組具有最少串接數量之發光二極體燈串102、兩組具有中等串接數量之發光二極體燈串102以及兩組具有最多串接數量之發光二極體燈串102。其中的第三組與第四組發光二極體燈串102具有最少的串接數量，第二組與第五組發光二極體燈串102具有中等的串接數量，而第一組與第六組發光二極體燈串102具有最多的串接數量。 而且第一組與第六組發光二極體燈串102的串接數量是第三組與第四組的三倍，第二組與第五組發光二極體燈串102的串接數量是第三組與第四組的兩倍。換句話說，第一組與第六組發光二極體燈串102的總導通電壓是第三組與第四組三倍，而第二組與第五組發光二極體燈串102的總導通電壓是第三組與第四組兩倍。

橋式整流器101的正端與負端輸出之間並聯著五組 電路，第一組為電壓偵測電路105。第二組由上而下串接在一起的是第一組發光二極體燈串102、第一開關電路104以及第一定電流電路103。第三組由上而下串接在一起的則是第二組發光二極體燈串102、第三開關電路104、第三組發光二極體燈串102以及第二定電流電路103。第四組由上而下串接在一起的則是第四組發光二極體燈串102、第五開關電路104、第五組發光二極體燈串102以及第三定電流電路103。第五組由上而下依序串接在一起的是第七開關電 路104、第六組發光二極體燈串102以及第四定電流電路103。

第二組電路之中的第一組發光二極體燈串102下方 與第三組電路之中的第三組發光二極體燈串102上方這兩點之間，透過第二開關104連接在一起。至於第四開關電路104，則是位於第三組電路之中的第二組發光二極體燈串102下方與第四組電路之中的第五組發光二極體燈串102上方這兩點之間。第四組電路之中的第四組發光二極體燈串102下方與第五組電路之中的第六組發光二極體燈串102上方這兩點之間，則是由第二開關104連接在一起。電壓偵測電路105與七個開關電路104之間，分別有不同的控制線連接。

第8圖之中的六組發光二極體燈串102，透過電壓偵 測電路105控制所有開關電路104的導通與不導通之狀態，讓交流電源電壓經由橋式整流器101整流後的脈動直流電壓在兩個電壓區域範圍之中，以不同的串聯與併聯方式構成不同之組態，進而同時提升發光二極體燈串102的工作週期以及電源效率。在這六組發光二極體燈串102的電壓適當地選擇之下，就可以讓這六組發光二極體燈串102具有相同的導通週期，進而讓這六組發光二極體燈串102具有相同的發光量。

為了完成上述之功能，當瞬間電壓在較低電壓範圍 時，第一、第三、第五與第七開關電路都在導通的狀態，而第二、第四與第六開關電路都在不導通的狀態。相反地，在較高電壓範圍時，第一、第三、第五與第七開關電路都在不導通的狀態，而 第二、第四與第六開關電路都在導通的狀態。

第9圖所示之電路為本創作的第三實施例，本實施例 的發光二極體交流驅動裝置100包含有一個橋式整流器101、一個定電流電路103、五個開關電路104、一個電壓偵測電路105、兩組具有較少串接數量之發光二極體燈串102以及兩組具有較多串接數量之發光二極體燈串102。其中第一組、第二組、第三組與第四組發光二極體燈串102之串接數量比值與第6圖相同。

本實施例的結構除了從三個定電流電路103變成一 個定電流電路103之外，其他的連接方式均相同。由於只有一個定電流電路103，所以第一開關電路104、第三組發光二極體燈串102以及第四組發光二極體燈串102的下方都會與唯一的定電流電路連接。

相同的，在這個發光二極體交流驅動裝置100啟動之 後，不論交流電源電壓如何變化，電壓偵測電路105都會隨時偵測交流電源電壓經由橋式整流器101整流後的脈動直流電壓。

在脈動的直流電壓從0V開始上升時，由於此時的電 壓落在較低的電壓範圍之中，電壓偵測電路105會對第二與第四開關電路104送出不導通的控制訊號，同時也對第一、第三與第五開關電路104送出導通的控制訊號。此時第二組與第三組發光二極體燈串102透過導通之第三開關電路104串聯在一起之後，再與第一組發光二極體燈串102以及第四組發光二極體燈串102並聯在一起。因為第一組與第四組發光二極體燈串102的總導通電壓是第二組與 第三組兩倍，所以第二組與第三組發光二極體燈串102透過導通之第三開關電路104串聯在一起之後的總導通電壓，與第一組以及第四組發光二極體燈串102的總導通電壓是一樣的。因此，這三組並聯的發光二極體燈串102可以一起並接在同一個定電流電路103。此時，這三組發光二極體燈串102會平分這一個定電流電路103所提供的電流。換句話說，每一組的發光二極體燈串102會各有定電流電路103所提供電流的三分之一。所以第一組到第四組發光二極體燈串102，除了會有相同的導通週期之外，也會相同的導通電流。也就是說，第一組到第四組發光二極體燈串102之中的每一個發光二極體，在這個較低的電壓範圍都會有相同的發光量。

在脈動的直流電壓上升至較高電壓範圍時，電壓偵 測電路105會對第二與第四開關電路104送出導通的控制訊號，同時也對第一、第三與第五開關電路104送出不導通的控制訊號。此時第一開關電路104的不導通狀態，使得第一組發光二極體燈串102不直接與定電流電路103連接。而且第二組發光二極體燈串102與第三組發光二極體燈串102之間，也會因為第三開關電路104的不導通而不連接。至於第四組發光二極體燈串102上方的第五開關電路104也是處在不導通的狀態，第四組發光二極體燈串102上方也不會與橋式整流器101的正端連接。

第一組發光二極體燈串102會透過導通的第二開關 電路104與第三組發光二極體燈串102串接之後，再連接至定電流電路103。而第二組發光二極體燈串102則是透過導通的第四開關電路 104與第四組發光二極體燈串102串聯之後，再連接至定電流電路103。

因為第一組與第四組發光二極體燈串102的總導通 電壓相同，而且第二組與第三組發光二極體燈串102的總導通電壓亦相同。所以這兩串串接的發光二極體燈串102之總導通電壓也是一樣的，因此一樣地可以並接在一起之後再連接至同一個定電流電路103。

換句話說，每一組的發光二極體燈串102會各有這一 個定電流電路103所提供電流的一半。所以第一組到第四組發光二極體燈串102，除了會有相同的導通週期之外，也會相同的導通電流。也就是說，第一組到第四組發光二極體燈串102之中的每一個發光二極體，在這個較高的電壓範圍都會有相同的發光量。

從以上之敘述可知，不論是在較低或較高的電壓範 圍，電路之中透過電壓偵測電路105對五個開關電路104設定導通或不導通的狀態，就可以改變這四組發光二極體燈串102的串聯與併聯狀態，讓這四組發光二極體燈串102都具有相同的導通週期，而且這四組的發光二極體燈串102就都會有相同的發光量。所以這種設計不僅僅可以提升LED使用率，更可以提升電源的效率。

第6圖與第8圖之中，是將發光二極體燈串102分成四 組與六組分別具有不同串接數量所構成的不同總導通電壓之發光二極體燈串102以外，還可以採用其他的分段方式，以滿足設計之需求。

第6圖與第9圖之中，具有相同的發光二極體燈串102 組數與結構。不同的地方在於第6圖之中使用了三個定電流電路103，而第9圖只使用了一個定電流電路103。除此之外，還可以採用其他不同數量之定電流電路103數量，以滿足設計之需求。

綜上所述，本案提供一種直接交流驅動之發光二極 體驅動電路，由於其係無須設置變壓器及高耐壓之大電容，故具有可減少生產成本之功效。此外，藉由將發光二極體燈串102分段成複數組具有不同串接數量構成不同總導通電壓之發光二極體燈串102的方式，再配合定電流電路103的使用，不僅僅可以提升發光二極體燈串102的工作週期，更可以提升電源效率。是以，本案之發光二極體驅動電路極具產業之價值，爰依法提出申請。

本案得由熟知此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

100‧‧‧發光二極體交流驅動裝置

101‧‧‧橋式整流器

102‧‧‧發光二極體燈串

103‧‧‧定電流電路

104‧‧‧開關電路

105‧‧‧電壓偵測電路

SW₁ ‧‧‧第一開關電路

SW₂ ‧‧‧第二開關電路

SW₃ ‧‧‧第三開關電路

SW₄ ‧‧‧第四開關電路

SW₅ ‧‧‧第五開關電路

CC₁ ‧‧‧第一組定電流電路

CC₂ ‧‧‧第二組定電流電路

CC₃ ‧‧‧第三組定電流電路

LED_S1 ‧‧‧第一組發光二極體燈串

LED_S2 ‧‧‧第二組發光二極體燈串

LED_S3 ‧‧‧第三組發光二極體燈串

LED_S4 ‧‧‧第四組發光二極體燈串

Claims (12)

1. 一種發光二極體交流驅動裝置係用以驅動具有最少由一發光二極體所構成之複數種總導通電壓的複數組發光二極體燈串，其係包含：一整流電路，係接收一交流電壓，且將該交流電壓轉換成一脈動直流電壓；一電壓偵測電路，係與整流電路以及與所有的開關電路連接，在複數組之發光二極體燈串有多少種的連接組態時，電壓偵測電路就會有多少個預設之電壓範圍值；複數個開關電路，係分別用於整流電路正(+)端與發光二極體燈串上方之間、發光二極體燈串下方與相對應之定電流電路之間，以及兩兩相鄰的發光二極體燈串之間的連接，其動作為受電壓偵測電路之控制，決定複數組之發光二極體燈串之串聯與並聯組態；以及複數個定電流電路，係透過開關電路與相對應之發光二極體燈串連接，在發光二極體燈串導通時提供穩定的電流；其中，電壓偵測電路根據整流電路所得之脈動直流電壓值瞬間電壓所在之電壓範圍，送出控制所有開關電路之導通與不導通的訊號，設定所有的發光二極體燈串的串聯與併聯組態，進而提升發光二極體的工作週期與電源效率。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體交流驅動裝置，其中該整流電路係為一橋式整流器。
3. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體交流驅動裝置，其中除第一組發光二極體燈串上方直接與整流電路正(+)端直接連接之外，串接在其他之發光二極體燈串上方與整流電路正(+)端之間的開關電路，係在特定組態時提供正電源至發光二極體燈串的連接。
4. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體交流驅動裝置，其中除最後一組發光二極體燈串下方直接與定電流電路連接之外，串接在其他之發光二極體燈串下方與相對應的定電流電路之間的開關電路，係在特定組態時提供發光二極體燈串與定電流電路之連接。
5. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體交流驅動裝置，其中兩兩相鄰之發光二極體燈串的前一組發光二極體燈串下方連接至後一組發光二極體燈串上方的開關電路，係在特定組態時提供兩兩相鄰之發光二極體燈串的串聯連結。
6. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體交流驅動裝置，在同一組中之不同發光二極體燈串之間串接的開關電路，係在特定組態時提供上下相串接發光二極體燈串的串聯連結。
7. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體交流驅動裝置，其中電壓偵測電路係在瞬間脈動直流電壓值在最低電壓範圍時，送出的發光二極體燈串導通的組態設定，是讓所有與導通之定電流電路串接的發光二極體燈串之總導通電壓具有最低總導通電壓，用以提升發光二極體燈串的工作週期。
8. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體交流驅動裝置，其中電壓偵測電路係在瞬間脈動直流電壓值在最高電壓範圍時，送出的發光二極體燈串導通的組態設定，是讓所有與導通之定電流電路串接的發光二極體燈串之總導通電壓具有最高總導通電壓，用以提升電源的最大使用效率。
9. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體交流驅動裝置，其中電壓偵測電路所設定之電壓範圍值多於兩種，而且在瞬間脈動直流電壓值不在最低與最高電壓範圍時，依照設定送出所有的發光二極體燈串成為設定之串聯與併聯組態。
10. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體交流驅動裝置，其中開關電路係由雙接面電晶體、場效電晶體、光耦合器電路、固態繼電器以及固態單向導電元件所構成。
11. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體交流驅動裝置，其中電壓偵測電路係由雙接面電晶體、場效電晶體與運算放大器結合電阻、二極體與電容建立之比較器電路所構成，或以微處理器與監控程式所構成。
12. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體交流驅動裝置，其中定電流電路係由雙接面電晶體、場效電晶體、二極體以及運算放大器結合電阻與電容建立之電路所構成。