TWM628791U - 全電壓線性led驅動電路結構 - Google Patents
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Abstract
一種全電壓線性LED驅動電路結構，包含有電性連接之一LED模組、一電源供應電路、二穩壓電路、限流分壓模組及三控制電流元件，其中，電源供應電路用以供應一直流電流經二穩壓電路及限流分壓模組給LED模組，限流分壓模組與LED模組及二穩壓電路相連接，限流分壓模組具有一第一限流分壓元件、一第二限流分壓元件、一第三限流分壓元件及三控制電流元件，第一限流分壓元件連接至LED模組，其中二控制電流元件連接於各限流分壓元件之間，而另一控制電流元件連接於第三限流分壓元件並且接地。
Description
本創作與LED有關，特別是指一種全電壓線性LED驅動電路結構。
傳統發光二極體(Light-Emitting Diode, LED)大都只被用來作為指示燈與霓虹燈飾，而隨著LED相關技術的快速發展，以及生產成本降低，再加上LED本身具有輕薄短小、省電、色彩飽和度佳、壽命長與符合環保趨勢等優點，使得LED已被廣泛地運用於照明與背光源領域，而LED之驅動電路中的開關元件，大多由金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)所製成，MOSFET是電壓控制型，主要用於驅動由市電供電的高電壓、低電流LED，MOS開關元件具有速度快、發熱小的功能，設計精良的電路，轉換效率可達90%甚至95%。
然科技日新月異，近期興起由氮化鎵高電子移動率晶體電晶體(GaN HEMT)所製成的開關元件，GaN HEMT可用於高頻、高功率、抗輻射及高溫的環境下，其相較於MOSFET速度更快、體積更小，從而實現了效率提升，惟GaN HEMT開關元件無法如MOS開關元件單純串聯，否則會造成GaN HEMT開關元件損壞。
有鑑於此，如何解決上述問題，即為本創作所欲解決之首要課題。
本創作之主要目的，在於提供一種全電壓線性LED驅動電路結構，其各限流分壓元件分別並聯一穩壓電路，透過穩壓電路穩定各限流分壓元件通過之電壓而不造成各限流分壓元件損壞，且亦可適用在全電壓電路中。
為達前述之目的，本創作提供一種全電壓線性LED驅動電路結構，包含有電性連接之一LED模組、一電源供應電路、一限流分壓模組、第一穩壓電路及一第二穩壓電路，其中：
該電源供應電路，用以供應一直流電流經該第一穩壓電路、該第二穩壓電路及該限流分壓模組給該LED模組；
該限流分壓模組，具有一第一限流分壓元件、一第二限流分壓元件、一第三限流分壓元件及三控制電流元件，且各該限流分壓元件及該三控制電流元件係交互串接而成，其中，各該限流分壓元件分別具有一輸入端及二輸出端，各該限流分壓元件之其中一輸出端分別連接至其中一控制電流元件之一端，該第一限流分壓元件之另一輸出端連接至該LED模組，該第一限流分壓元件之輸入端連接至該第一穩壓電路，該第二限流分壓元件之另一輸出端連接至該第一穩壓電路，該第二限流分壓元件之輸入端連接至該第二穩壓電路，該第三限流分壓元件之另一輸出端連接至該第二穩壓電路，該第三限流分壓元件之輸入端連接至該第三限流分壓元件之其中一輸出端連接之控制電流元件的另一端並且接地。
較佳地，該第一穩壓電路及該第二穩壓電路係分別由一電阻及二互為反向串聯之稽納二極體所組成，透過該二反向串聯之稽納二極體，使該限流分壓模組可穩定於一電壓值上，避免過電壓而損壞。
較佳地，該三控制電流元件係為一第一控制電流元件、一第二控制電流元件及一第三控制電流元件，且分別由一電阻所構成，該第一控制電流元件與該第一限流分壓元件串聯，該第二控制電流元件與該第二限流分壓元件串聯，該第三控制電流元件與該第三限流分壓元件串聯，透過該三控制電流元件分別限制對應之限流分壓元件的電壓，藉此控制各該限流分壓元件之輸出電流。
較佳地，各該限流分壓元件分別由一開關及一二極體所構成，其中，各該開關係為一第一開關、一第二開關及一第三開關，各該開關分別具有一輸入端及二輸出端，且該輸入端及該二輸出端即為各該限流分壓元件之輸入端及二輸出端，該第一開關之其中一輸出端電性連接該LED模組，該第一開關之輸入端電性連接至該第一穩壓電路及該第一限流分壓元件之二極體的陽極，該第一開關之另一輸出端電性連接至該第一限流分壓元件之二極體的陰極及一第一控制電流元件之第一端。
較佳地，該第二開關之其中一輸出端電性連接至該第一控制電流元件之第二端及該第一穩壓電路，該第二開關之輸入端電性連接至該第二穩壓電路及該第二限流分壓元件之二極體的陽極，該第二開關之另一輸出端電性連接至該第二限流分壓元件之二極體的陰極及一第二控制電流元件之第一端。
較佳地，該第三開關之其中一輸出端電性連接至一第二控制電流元件之第二端及該第二穩壓電路，該第三開關之輸入端電性連接至該第三限流分壓元件之二極體的陽極及一第三控制電流元件之第二端，並且接地，該第三開關之另一輸出端電性連接至該第三限流分壓元件之二極體的陰極及該第三控制電流元件之第一端。各該限流分壓元件分別由一開關及一二極體所構成，其中，各該開關係為一第一開關、一第二開關及一第三開關，各該開關分別具有一第一端、一第二端及一與該第一端相反第三端，該第一開關之第一端電性連接該LED模組，其第二端電性連接至該第一穩壓電路及該第一限流分壓元件之二極體的陽極，該第一開關之第三端電性連接至該第一限流分壓元件之二極體的陰極及該第一控制電流元件之第一端。
較佳地，各該開關分別由一氮化鎵高電子移動率晶體電晶體(GaN HEMT)封裝製成。
較佳地，該LED模組與一第一電容並聯，透過該第一電容降低電流諧波，避免該LED模組損壞。
較佳地，該第一穩壓電路及該第二穩壓電路與該電源供應電路之間更連接有一限壓電路，該限壓電路具有一電阻及二稽納二極體。
而本創作之上述目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中獲得深入了解。
首先，請參閱第1圖，為本創作所提供之全電壓線性LED驅動電路結構，其係由電性連接之一LED模組1、一電源供應電路2、一限流分壓模組3、一第一穩壓電路41及一第二穩壓電路42所構成，其中：
該LED模組1，於本實施例中，其由複數個LED所構成。該LED模組1與一第一電容C1並聯，透過該第一電容C1可降低電流諧波，避免該LED模組1損壞。
該電源供應電路2，於本實施例中，其具有一橋式整流二極體21及一與該橋式整流二極體21並聯之第二電容C2，該橋式整流二極體21之輸入端電性連接一外部電源，且該橋式整流二極體21之輸出端電性連接該第二電容C2，透過該電源供應電路2經其輸入端將外部電源之交流訊號整流為一直流訊號，並供應一直流電流驅動該LED模組1。
該限流分壓模組3，於本實施例中，係由一第一限流分壓元件31、一第二限流分壓元件32、一第三限流分壓元件33及三控制電流元件所構成，各該限流分壓元件分別由一開關及一二極體34、35、36所構成，其中，各該開關係為一第一開關T1、一第二開關T2及一第三開關T3，各該開關分別具有一輸入端及二輸出端，且各該開關分別由一氮化鎵高電子移動率晶體電晶體(GaN HEMT)所製成，因此各該開關分別具有一源極端、一閘極端以及一汲極端，且係對應上述各該開關之其中一輸出端、輸入端以及另一輸出端。進一步地，各該開關之二輸出端可為源極端或汲極端，若各該開關之其中一輸入端為源極端，則其另一輸出端為汲極端，反之亦然，一般而言係將連接有輸入電壓的端點為源極端，另一端則為汲極端。
該三控制電流元件，於本實施例中，係為一第一控制電流元件R1、一第二控制電流元件R2及一第三控制電流元件R3，且分別係由一電阻所構成，該第一控制電流元件R1與該第一開關T1串聯，該第二控制電流元件R2與該第二開關T2串聯，該第三控制電流元件R3與該第三開關T3串聯，使該三控制電流元件與各該限流分壓元件彼此交互串接而構成該限流分壓模組3，透過該三控制電流元件分別限制對應之開關的電壓，藉此控制各該開關之輸出電流。
該第一穩壓電路41及該第二穩壓電路42，該第一穩壓電路41由一第一電阻R4及二互為反向串聯之稽納二極體Z1、Z2所組成，而該第二穩壓電路42由一第二電阻R5及二互為反向串聯之稽納二極體Z3、Z4所組成，透過該二反向串聯之稽納二極體之雙向保護，使該限流分壓模組3可穩定於一電壓值上，避免過電壓而損壞。
於本實施例中，該第一開關T1之其中一輸出端電性連接該LED模組1，該第一開關T1之輸入端電性連接至該第一電阻R4之第一端、稽納二極體Z1之陰極及二極體34之陽極，並相交於節點S，該第一開關T1之另一輸出端電性連接至二極體34之陰極及該第一控制電流元件R1之第一端。
於本實施例中，該第二開關T2之其中一輸出端電性連接至該第一控制電流元件R1之第二端及稽納二極體Z2之陰極，該第二開關T2之輸入端電性連接至該第二電阻R5之第一端、稽納二極體Z3之陰極及二極體35之陽極，並相交於節點N，該第二開關T2之另一輸出端電性連接至二極體35之陰極及該第二控制電流元件R2之第一端。
於本實施例中，該第三開關T3之其中一輸出端電性連接至該第二控制電流元件R2之第二端及稽納二極體Z4之陰極，該第三開關T3之輸入端電性連接至二極體36之陽極及該第三控制電流元件R3之第二端，並且接地，該第三開關T3之另一輸出端電性連接至二極體36之陰極及該第三控制電流元件R3之第一端。
進一步地，該電源供應電路2與該二穩壓電路之間連接一限壓電路5，該限壓電路5具有一第三電阻R6及兩個正向串聯之稽納二極體Z5、Z6，其中，該第三電阻R6之一端電性連接至該電源供應電路2及該LED模組1，該第一電阻R4之第二端電性連接至該第三電阻R6之另一端及稽納二極體Z5之陰極，該第二電阻R5之第二端電性連接至稽納二極體Z5之陽極及稽納二極體Z6之陰極，而稽納二極體Z6之陽極接地，透過該限壓電路5限制該限流分壓模組3之承受電壓。
當該LED驅動電路通電時，透過該限壓電路5先將電壓穩定於一數值上，以限制該限流分壓模組3之承受電壓，進一步地，透過該第一限流分壓元件31與該第一穩壓電路41並聯，而該第二限流分壓元件32與該第二穩壓電路42並聯，藉此穩定該第一限流分壓元件31及該第二限流分壓元件32之驅動電壓，使各該限流分壓元件可相互連接，避免各該限流分壓元件如習知相互連接而造成損壞，具有以氮化鎵高電子移動率晶體電晶體(GaN HEMT)作為開關來達到驅動該LED模組1之功效，並且適用於全電壓電路中。
以上實施例之揭示僅用以說明本創作，並非用以限制本創作，故舉凡數值之變更或等效元件之置換仍應隸屬本創作之範疇。
綜上所述，當可使熟知本項技藝者明瞭本創作確可達成前述目的，實已符合專利法之規定，故依法提出申請。
1:LED模組
2:電源供應電路
3:限流分壓模組
31:第一限流分壓元件
32:第二限流分壓元件
33:第三限流分壓元件
34、35、36:二極體
41:第一穩壓電路
42:第二穩壓電路
5:限壓電路
C1:第一電容
C2:第二電容
T1:第一開關
T2:第二開關
T3:第三開關
R1:第一控制電流元件
R2:第二控制電流元件
R3:第三控制電流元件
R4:第一電阻
R5:第二電阻
R6:第三電阻
S、N:節點
Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6:稽納二極體
第1圖為本創作之電路示意圖。
1:LED模組
2:電源供應電路
3:限流分壓模組
31:第一限流分壓元件
32:第二限流分壓元件
33:第三限流分壓元件
34、35、36:二極體
41:第一穩壓電路
42:第二穩壓電路
5:限壓電路
C1:第一電容
C2:第二電容
T1:第一開關
T2:第二開關
T3:第三開關
R1:第一控制電流元件
R2:第二控制電流元件
R3:第三控制電流元件
R4:第一電阻
R5:第二電阻
R6:第三電阻
S、N:節點
Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6:稽納二極體
Claims (9)
- 一種全電壓線性LED驅動電路結構，包含有電性連接之一LED模組、一電源供應電路、一限流分壓模組、一第一穩壓電路及一第二穩壓電路，其中： 該電源供應電路，用以供應一直流電流經該第一穩壓電路、該第二穩壓電路及該限流分壓模組給該LED模組； 該限流分壓模組，具有一第一限流分壓元件、一第二限流分壓元件、一第三限流分壓元件及三控制電流元件，且各該限流分壓元件及該三控制電流元件係交互串接而成，其中，各該限流分壓元件分別具有一輸入端及二輸出端，各該限流分壓元件之其中一輸出端分別連接至其中一控制電流元件之一端，該第一限流分壓元件之另一輸出端連接至該LED模組，該第一限流分壓元件之輸入端連接至該第一穩壓電路，該第二限流分壓元件之另一輸出端連接至該第一穩壓電路，該第二限流分壓元件之輸入端連接至該第二穩壓電路，該第三限流分壓元件之另一輸出端連接至該第二穩壓電路，該第三限流分壓元件之輸入端連接至該第三限流分壓元件之其中一輸出端連接之控制電流元件的另一端並且接地。
- 如請求項1所述之全電壓線性LED驅動電路結構，其中，該第一穩壓電路及該第二穩壓電路係分別由一電阻及二互為反向串聯之稽納二極體所組成，透過該二反向串聯之稽納二極體，使該限流分壓模組可穩定於一電壓值上，避免過電壓而損壞。
- 如請求項1所述之全電壓線性LED驅動電路結構，其中，該三控制電流元件係為一第一控制電流元件、一第二控制電流元件及一第三控制電流元件，且分別由一電阻所構成，該第一控制電流元件與該第一限流分壓元件串聯，該第二控制電流元件與該第二限流分壓元件串聯，該第三控制電流元件與該第三限流分壓元件串聯，透過該三控制電流元件分別限制對應之限流分壓元件的電壓，藉此控制各該限流分壓元件之輸出電流。
- 如請求項2所述之全電壓線性LED驅動電路結構，其中，各該限流分壓元件分別由一開關及一二極體所構成，其中，各該開關係為一第一開關、一第二開關及一第三開關，各該開關分別具有一輸入端及二輸出端，且該輸入端及該二輸出端即為各該限流分壓元件之輸入端及二輸出端，該第一開關之其中一輸出端電性連接該LED模組，該第一開關之輸入端電性連接至該第一穩壓電路及該第一限流分壓元件之二極體的陽極，該第一開關之另一輸出端電性連接至該第一限流分壓元件之二極體的陰極及一第一控制電流元件之第一端。
- 如請求項4所述之全電壓線性LED驅動電路結構，其中，該第二開關之其中一輸出端電性連接至該第一控制電流元件之第二端及該第一穩壓電路，該第二開關之輸入端電性連接至該第二穩壓電路及該第二限流分壓元件之二極體的陽極，該第二開關之另一輸出端電性連接至該第二限流分壓元件之二極體的陰極及一第二控制電流元件之第一端。
- 如請求項4所述之全電壓線性LED驅動電路結構，其中，該第三開關之其中一輸出端電性連接至一第二控制電流元件之第二端及該第二穩壓電路，該第三開關之輸入端電性連接至該第三限流分壓元件之二極體的陽極及一第三控制電流元件之第二端，並且接地，該第三開關之另一輸出端電性連接至該第三限流分壓元件之二極體的陰極及該第三控制電流元件之第一端。
- 如請求項4所述之全電壓線性LED驅動電路結構，其中，各該開關分別由一氮化鎵高電子移動率晶體電晶體(GaN HEMT)封裝製成。
- 如請求項1所述之全電壓線性LED驅動電路結構，其中，該LED模組與一第一電容並聯，透過該第一電容降低電流諧波，避免該LED模組損壞。
- 如請求項1所述之全電壓線性LED驅動電路結構，其中，該第一穩壓電路及該第二穩壓電路與該電源供應電路之間更連接有一限壓電路，該限壓電路具有一電阻及二稽納二極體。
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|---|---|---|---|
| TW111202276U TWM628791U (zh) | 2022-03-08 | 2022-03-08 | 全電壓線性led驅動電路結構 |
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| TW111202276U TWM628791U (zh) | 2022-03-08 | 2022-03-08 | 全電壓線性led驅動電路結構 |
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| TWM628791U true TWM628791U (zh) | 2022-06-21 |
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| TW111202276U TWM628791U (zh) | 2022-03-08 | 2022-03-08 | 全電壓線性led驅動電路結構 |
Country Status (1)
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| TW (1) | TWM628791U (zh) |
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2022
- 2022-03-08 TW TW111202276U patent/TWM628791U/zh not_active IP Right Cessation
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