一種改善led頻閃的驅動電路的製作方法
2023-04-23 20:34:01
一種改善led頻閃的驅動電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種改善LED頻閃的驅動電路，其採用初級側調節架構與隔離式變壓器，其包含一變壓器、一初級側調節模塊、一回授部、一驅動模塊以及一調光部；該變壓器具有一輸入線圈、一輔助線圈、一驅動線圈、一調光線圈，該初級側調節模塊與該輸入線圈電性連接，該回授部與該輔助線圈電性連接，且與該初級側調節模塊電性連接；該驅動模塊與該驅動線圈電性連接，該調光部與該調光線圈電性連接並與該驅動模塊電性連接，當輸入至該調光部的調光信號介於1V～10V時，本實用新型改善LED頻閃的驅動電路應用於平板燈時，即能有效改善LED頻閃效應。
【專利說明】-種改善LED頻閃的驅動電路
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種LED驅動電路，特別是一種通過初級側調節與雙級隔離式變 壓器改善LED頻閃的驅動電路。
【背景技術】
[0002] 現有的LED驅動電路的方法是採用單級返馳式的LED驅動電路架構，主要通過輸 入端電壓與變壓器的切換來達成LED驅動的效果，當電源開關打開時，電能轉換成磁能儲 存於變壓器內，當電源開關關閉時，變壓器內的磁能轉換成電能對並對次級側放電，通過次 級側的緩衝電容以平緩輸出電壓來驅動LED ;然而，採用單級返馳式LED驅動電路，因其次 級側的輸出漣波電壓偏高，相對的輸出電流也非為一恆定電流，導致LED產生頻閃現象；倘 若要改善頻閃的情形，則需調高緩衝電容的數值，此舉無形之中降低了整體電路的功率因 子，且增加了成本。
[0003] 此外，一種採用二次側光耦合元件回授作為LED驅動電路的方法被提出，光耦合 器具有隔離一次側的高壓與二次側的低壓的效果，從二次側產生回授信號至一次側來調 節電流，以達成恆定電流的效果，能有效改善LED頻閃的狀況，但因採用光耦合器回授作為 LED驅動的相對應電路較為複雜，也需要更大的電路板空間，再者其元件價格不斐，且其功 率因子的計算為一次側與二次側的相乘，所以在提升整體電路的效率上，面臨了重大的難 題。
[0004] 因此，本實用新型提供一種改善LED頻閃的驅動電路，其應用於平板燈上，其利用 雙級隔離式變壓器與初級側調節電路，無需使用光耦合器做為回授控制，不增加電路的復 雜度，達成較佳的電路效率，使用較少元件，在輸入PWM的調光信號IV?10V時，能有效降 低LED驅動電路的頻閃效應。 實用新型內容
[0005] 有鑑於此，本實用新型的一目的旨在提供一種改善LED頻閃的驅動電路，以利用 雙級隔離式變壓器與初級側調節電路，在輸入PWM的調光信號為IV?10V時，能有效改善 LED驅動電路的頻閃現象。
[0006] 為達上述目的，本實用新型提供的改善LED頻閃的驅動電路採用初級側調節架構 與隔離式變壓器，其包含：一變壓器，該變壓器具有一輸入線圈、一輔助線圈、一驅動線圈和 一調光線圈，該輸入線圈設置於該變壓器的一次側，該輔助線圈設置於該輸入線圈的一側， 並也位於該變壓器的一次側，該驅動線圈設置於該變壓器的二次側，該調光線圈設置於該 驅動線圈的一側，並也位於該變壓器的二次側，該輸入線圈與該驅動線圈相對應，該輔助線 圈與該調光線圈相對應，該變壓器具有隔離一次側信號與二次側信號的效果；一初級側調 節模塊，該初級側調節模塊與該輸入線圈電性連接，且輸入一輸入電壓至該輸入線圈；一回 授部，該回授部與該輔助線圈電性連接，該回授部也與該初級側調節模塊電性連接，該回授 部承接該輔助線圈從該輸入線圈感應而產生一回授信號，並將該回授信號傳送至該初級側 調節模塊，以使該輸入電壓為恆定；一驅動模塊，該驅動模塊與該驅動線圈電性連接，該驅 動模塊後端與多個LED電性連接，該驅動部承接該輸入線圈感應至該驅動線圈的一驅動信 號而驅動該等LED ;以及一調光部，該調光部與該調光線圈以及該驅動模塊電性連接，該調 光部輸入的一調光信號介於IV?10V之間，並輸出一調節信號至該驅動模塊；其中當該輸 入電壓輸入至該輸入線圈時，該輔助線圈從該輸入線圈感應該回授信號，並傳送該回授信 號至該初級側調節模塊以達該輸入電壓為恆定的效果，且當調光信號輸入至該調光部時， 該調光部輸出該調節信號至該驅動模塊產生補償時，即能達成該等LED無閃頻的功效。
[0007] 於另外一種實施範例中，其中該初級側調節模塊更包含一功率因子控制器，且該 功率因子控制器與一切換開關電性連接，該切換開關與該輸入線圈的一端電性連接，通過 該功率因子控制器控制該切換開關使該輸入電壓為恆定。
[0008] 於另外一種實施範例中，其中該回授部更包含一回授電容、一第一回授電阻、一第 二回授電阻，該第一回授電阻與該第二回授電阻串聯連接形成一回授節點，該回授電容與 該第一回授電阻、第二回授電阻並聯連接，該回授節點與該功率因子控制器電性連接，該回 授信號即從該回授節點傳送至該功率因子控制器。
[0009] 於另外一種實施範例中，其中該驅動模塊更包含一驅動控制器，該驅動控制器串 聯連接一驅動電容，該驅動電容與該調光部電性連接。
[0010] 於另外一種實施範例中，其中該調光信號為一 PWM調光信號。
[0011] 於另外一種實施範例中，其中該調光部更包含一第一調光電阻、一第二調光電阻、 一調光電容，該第一調光電阻與該第二調光電阻串聯連接，該第二調光電阻與一調光電容 並聯連接並形成一調光節點，該調光節點與該驅動電容電性連接，該PWM調光信號輸入至 該調光部時，從該調光節點傳送該調節信號至該驅動電容。
[0012] 本實用新型提供的改善LED頻閃的驅動電路採用雙級隔離式變壓器與初級側調 節電路，當輸入的PWM調光信號介於IV?10V間時，可有效改善LED驅動電路的頻閃效應， 再者可免去使用光耦合器做為回授控制的架構，減少電路的複雜度，並達成較佳的電路效 率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1為本實用新型的方塊示意圖；
[0014] 圖2為本實用新型較佳實施例的方塊示意圖；
[0015] 圖3A為本實用新型中整流模塊的電路圖；
[0016] 圖3B為本實用新型中初級側調節模塊的電路圖；
[0017] 圖3C為本實用新型中變壓器與回授部的電路圖；
[0018] 圖3D為本實用新型中調光部的電路圖；
[0019] 圖3E為本實用新型中驅動部的電路圖；
[0020] 圖4為本實用新型輸入電壓為120V時的LED端輸出電壓電流波形圖；
[0021] 圖5為本實用新型輸入電壓為230V時的LED端輸出電壓電流波形圖。
[0022] 附圖標記說明：1-改善LED頻閃的驅動電路；11-整流模塊；2-初級側調節模塊； 20-功率因子控制器；21-切換開關；3-回授部；31-第一分壓電阻；32-第二分壓電阻； 33-第一二極體；34-第二二極體；35-回授電容；36-第一回授電阻；37-第二回授電阻； 311-第一節點；312-第二節點；313-第三節點；314-第一回授信號；315-第二回授信號； 316-第三回授信號；4-變壓器；41-輸入線圈；42-輔助線圈；43-驅動線圈；44-調光線圈； 5_驅動模塊；51-驅動控制器；52-驅動電容；53-電流偵測部；6-調光部；60-PWM調光信 號；61-順向二極體；611-第四節點；62-第一順向電阻；63-第二順向電阻；64-第一調光 電阻；65-第二調光電阻；66-調光電容；67-第一限流電阻；68-第二限流電阻；69-調光節 點；7-多個LED ;80_輸入電壓120V的LED端輸出電流；81-輸入電壓120V的LED端輸出 電壓；82-輸入電壓230V的LED端輸出電流；83-輸入電壓230V的LED端輸出電壓。
【具體實施方式】
[0023] 為使貴審查委員能清楚了解本實用新型的內容，僅以下列說明搭配圖式，為使便 於理解，下述實施例中的相同元件以相同符號標示來說明。
[0024] 如圖1、圖3B、圖3C、圖3D及圖3E所示分別為本實用新型的方塊示意圖、初級側 調節模塊的電路圖、變壓器與回授部的電路圖、調光部的電路圖、以及驅動部的電路圖，如 圖所示，本實用新型提供的一種改善LED頻閃的驅動電路1採用初級側調節架構與隔離式 變壓器，其包含：一變壓器4,該變壓器4具有一輸入線圈41、一輔助線圈42、一驅動線圈43 和一調光線圈44,該輸入線圈41設置於該變壓器4的一次側，該輔助線圈42設置於該輸 入線圈41的一側，並也位於該變壓器4的一次側，該驅動線圈43設置於該變壓器4的二次 偵牝該調光線圈44設置於該驅動線圈43的一側，並也位於該變壓器4的二次側，該輸入線 圈41與該驅動線圈43相對應，該輔助線圈42與該調光線圈44相對應，該變壓器4具有隔 離一次側信號與二次側信號的效果；一初級側調節模塊2,該初級側調節模塊2與該輸入線 圈41電性連接，且輸入一輸入電壓至該輸入線圈41 ;一回授部3,該回授部3與該輔助線 圈42電性連接，該回授部3也與該初級側調節模塊2電性連接，該回授部3承接該輔助線 圈42從該輸入線圈41感應而產生一回授信號，並將該回授信號傳送至該初級側調節模塊 2,以使該輸入電壓為恆定；一驅動模塊5,該驅動模塊5與該驅動線圈43電性連接，該驅動 模塊5後端與多個LED7電性連接，該驅動部5承接該輸入線圈41感應至該驅動線圈43的 一驅動信號而驅動該等LED7 ;以及一調光部6,該調光部6與該調光線圈44以及該驅動模 塊5電性連接，該調光部6輸入的一調光信號介於IV?10V之間，並輸出一調節信號至該 驅動模塊5 ;其中當從一整流模塊11輸出一整流信號至該初級側調節模塊2並產生該輸入 電壓，且該輸入電壓輸入至該輸入線圈41時，該輔助線圈42從該輸入線圈41感應該回授 信號，並傳送該回授信號至該初級側調節模塊2以使該輸入電壓為恆定，且當調光信號輸 入至該調光部6時，該調光部6輸出該調節信號至該驅動模塊5產生補償時，即能達成該等 LED7無閃頻的功效。
[0025] 如圖3B及圖3C所示分別為本實用新型中初級側調節模塊的電路圖與變壓器與回 授部的電路圖，於另外一個較佳實施範例中，該初級側調節模塊2更包含一功率因子控制 器20,且該功率因子控制器20與一切換開關21電性連接，該切換開關21與該輸入線圈41 的一端電性連接，通過該功率因子控制器20控制該切換開關21使該輸入電壓為恆定。
[0026] 如圖2所示為本實用新型較佳實施例的方塊示意圖，於另外一個較佳實施範例 中，該回授信號更包含一第一回授信號314、一第二回授信號315、一第三回授信號316。
[0027] 如圖2、圖3B及圖3C所示分別為本實用新型較佳實施例的方塊示意圖、初級側調 節模塊的電路圖、回授部的電路圖，於另外一個較佳實施範例中，該回授部3更包含一第一 分壓電阻31、一第二分壓電阻32、一回授電容35、一第一回授電阻36、一第二回授電阻37、 一第一二極體33和一第二二極體34,該第一分壓電阻31的一端與該輔助線圈42串聯連接 形成一第一節點311，該第一節點311與該第二分壓電阻32的一端串聯連接，該第二分壓電 阻32的另一端與該功率因子控制器20電性連接，並傳送該第一回授信號314用以控制該 切換開關21 ;該第一分壓電阻31的另一端與該第一二極體33、該第二二極體34串聯連接， 該第一二極體33的另一端為一第二節點312,該第二節點312與該功率因子控制器20電性 連接，並將該第二回授信號315傳送給該功率因子控制器20,以提供該功率因子控制器20 的工作電壓；該第二二極體34與該回授電容35、該第一回授電阻36串聯連接，該第一回授 電阻36的一端與該第二回授電阻37串聯連接並形成一第三節點313,該第三節點313與該 功率因子控制器20電性連接，並傳送該第三回授信號316,以控制該輸入電壓為恆定。
[0028] 如圖3D及圖3E所示分別為本實用新型中調光部的電路圖與驅動部的電路圖，於 另外一個較佳實施範例中，該驅動模塊5更包含一驅動控制器51與一電流偵測部53,該驅 動控制器51串聯連接一驅動電容52,該驅動電容52與該調光部6電性連接；該電流偵測 部53與該驅動控制器51電性連接，也與該等LED7電性連接，該電流偵測部53用以偵測該 驅動控制器51輸出至該等LED7的電流與電壓是否恆定。
[0029] 如圖3D所示為本實用新型中調光部的電路圖，於另外一個較佳實施範例中，該調 光信號為一 PWM調光信號60。
[0030] 如圖3C、圖3D及圖3E所示分別為本實用新型中變壓器與回授部的電路圖、調光部 的電路圖與驅動部的電路圖，於另外一個較佳實施範例中，該調光部6更包含一順向二極 管61、一第一順向電阻62、一第二順向電阻63、一第一調光電阻64、一第二調光電阻65、一 調光電容66、一第一限流電阻67和一第二限流電阻68,該順向二極體61與該調光線圈44 電性連接，該順向二極體61的另一端與該第一順向電阻62電性連接，該第一順向電阻62 的另一端與該第二順向電阻63串聯連接形成一第四節點611，該第四節點611電性連接至 該驅動控制器51，該第二順向電阻63的另一端與該第一調光電阻64電性連接，該第一調 光電阻64與該第二調光電阻65串聯連接，該第二調光電阻65與一調光電容66並聯連接 並形成一調光節點69,該第一限流電阻67與該第一調光電阻64串聯連接，該第二限流電 阻68與該調光電容66電性連接，該調光節點69與該驅動電容52電性連接，該PWM調光信 號60從該第一限流電阻67與該第二限流電阻68輸入時，便從該調光節點69傳送該調節 信號至該驅動電容52,當該PWM調光信號60在IV?10V間變動時，該調節信號即從該調光 節點69傳送至該驅動電容52,使該驅動控制器51能進行補償，使輸出電流為恆定。
[0031] 如圖4及圖5所示分別為本實用新型中輸入電壓為120V時的LED端輸出電壓電 流波形圖與輸入電壓為230V時的LED端輸出電壓電流波形圖，從本實用新型實體電路的輸 出信號可以得知，輸入電壓120V時LED端的輸出電流80、輸入電壓120V時LED端的輸出電 壓81、輸入電壓230V時LED端的輸出電流82以及輸入電壓230V時LED端的輸出電壓83， 從該驅動模塊5輸出至該等LED7的電壓電流皆為恆定的狀態，即表示該等LED7不會產生 頻閃現象；並請參閱表一改善LED頻閃的驅動電路效能分析表，如表所示，當輸入的整流電 壓在90V?277V之間時，在LED端所測量的電流介於1. 3安培?1. 29安培，峰值電流則是 1. 39安培?L 42安培，且電壓32. 8V?33. 3V，效率85. 9%?87. 2%，因此本實用新型提 供的改善LED頻閃的驅動電路在輸入的PWM調光信號介於IV?10V之間，且輸入的整流電 壓為90V?277V之間時，確實能有效改善LED頻閃的效應，再者本實用新型可免去使用光 耦合器做為回授控制的架構，減少電路的複雜度，並達成較佳的電路效率。
[0032] 表一：改善LED頻閃的驅動電路效能分析表
[0033]
【權利要求】
1. 一種改善LED頻閃的驅動電路，其特徵在於，其採用初級側調節架構與隔離式變壓 器，其包含： 一變壓器，該變壓器具有一輸入線圈、一輔助線圈、一驅動線圈和一調光線圈，該輸入 線圈設置於該變壓器的一次側，該輔助線圈設置於該輸入線圈的一側，並也位於該變壓器 的一次側，該驅動線圈設置於該變壓器的二次側，該調光線圈設置於該驅動線圈的一側，並 也位於該變壓器的二次側，該輸入線圈與該驅動線圈相對應，該輔助線圈與該調光線圈相 對應，該變壓器具有隔離一次側信號與二次側信號的效果； 一初級側調節模塊，該初級側調節模塊與該輸入線圈電性連接，且輸入一輸入電壓至 該輸入線圈； 一回授部，該回授部與該輔助線圈電性連接，該回授部也與該初級側調節模塊電性連 接，該回授部承接該輔助線圈從該輸入線圈感應而產生一回授信號，並將該回授信號傳送 至該初級側調節模塊，以使該輸入電壓為恆定； 一驅動模塊，該驅動模塊與該驅動線圈電性連接，該驅動模塊後端與多個LED電性連 接，該驅動部承接該輸入線圈感應至該驅動線圈的一驅動信號而驅動該等LED ;以及 一調光部，該調光部與該調光線圈以及該驅動模塊電性連接，該調光部輸入的一調光 信號介於IV?10V之間，並輸出一調節信號至該驅動模塊；其中當該輸入電壓輸入至該輸 入線圈時，該輔助線圈從該輸入線圈感應該回授信號，並傳送該回授信號至該初級側調節 模塊以使該輸入電壓為恆定，且當調光信號輸入至該調光部時，該調光部輸出該調節信號 至該驅動模塊產生補償時，即能達成該等LED無閃頻的功效。
2. 如權利要求1所述的改善LED頻閃的驅動電路，其中該初級側調節模塊更包含一功 率因子控制器，且該功率因子控制器與一切換開關電性連接，且該切換開關與該輸入線圈 的一端電性連接，通過該功率因子控制器控制該切換開關使該輸入電壓為恆定。
3. 如權利要求2所述的改善LED頻閃的驅動電路，其中該回授部更包含一回授電容、一 第一回授電阻、一第二回授電阻，該第一回授電阻與該第二回授電阻串聯連接形成一回授 節點，該回授電容與該第一回授電阻、第二回授電阻並聯連接，該回授節點與該功率因子控 制器電性連接，該回授信號即從該回授節點傳送至該功率因子控制器。
4. 如權利要求1所述的改善LED頻閃的驅動電路，其中該驅動模塊更包含一驅動控制 器，該驅動控制器串聯連接一驅動電容，該驅動電容與該調光部電性連接。
5. 如權利要求1所述的改善LED頻閃的驅動電路，其中該調光信號為一 PWM調光信號。
6. 如權利要求5所述的改善LED頻閃的驅動電路，其中該調光部更包含一第一調光電 阻、一第二調光電阻、一調光電容，該第一調光電阻與該第二調光電阻串聯連接，該第二調 光電阻與一調光電容並聯連接並形成一調光節點，該調光節點與該驅動電容電性連接，該 PWM調光信號輸入至該調光部時，從該調光節點傳送該調節信號至該驅動電容。
【文檔編號】H05B37/02GK204119610SQ201420559519
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月26日 優先權日:2014年9月23日
【發明者】吳志賢, 張暐, 路洹瀛, 莊凱程, 郭哲豪 申請人:東貝光電科技股份有限公司