交直流共地式照明驅動電路的製作方法
2023-10-22 15:13:12 3
專利名稱：交直流共地式照明驅動電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種照明驅動電路，特別是提供具有共同接地參考端的交直流電驅動發光單元的一交直流共地式照明驅動電路。
背景技術：
傳統上，是通過交流電的方式直接驅動照明燈絲。然而，隨著綠能減碳的意識逐漸高漲，環保型照明裝置亦隨之大量地被使用，例如以發光二極體為發光源的照明裝置。但傳統的發光二極體的驅動方式並不似傳統燈絲可直接地利用交流電驅動，而是以直流方式進行燈源的驅動。故在該發光二極體的驅動電路的設計上與傳統照明燈絲的驅動電路十分不同。再者，為了能適用目前的電カ提供方式(例如交流電)，需要在驅動該發光二極體型的照明裝置之前，先預先地進行該電カ的轉換，方才能用以驅動該發光二極體 型的照明裝置，例如交流電轉換為直流電。目前的照明驅動技術採用交/直流電轉換裝置以驅動發光二極體照明裝置，但該技術中發光二極體裝置的參考電位與交流電源電位不同，因此該技術中有可能使得使用者在安裝該照明裝置的過程中或是因其線路老化與脫落等等因素，有可能造成使用者發生觸電的危害。故有需要提出一種發明可用以解決現有技術的缺失，進而達到安全地與可靠地進行安裝照明設備的功效。
發明內容
本發明的一目的提供ー種交直流共地式照明驅動電路，提供具有共同地接地的電源與經轉換後的轉換電源將交流電源轉換成ー轉換電源用以驅動發光單元，該交流電源與該轉換電源連接至相同的參考電位，用以達到與隔離型轉換拓撲架構同樣可避免高壓觸電的功效。本發明的另一目的根據上述的照明驅動電路，可在不關閉電源的情況下，直接地進行發光単元的更換而不致有觸電的危害。為達上述目的及其它目的，本發明是ー種交直流共地式照明驅動電路，用於驅動發光單元，其包含輸入單元、轉換單元、控制單元與輸出單元。該輸入単元供與外部一交流電源連接並接收該交流電源；該轉換單元與該輸入單元連接，用於轉換該交流電源以形成一轉換電源，該控制単元具有控制端與偵測回授端，該控制端用於該偵測回授端接收的回授信號產生具有可控制操作工作周期的控制信號，其中該控制信號控制該轉換單元；以及，該輸出単元連接該轉換單元與該控制単元，用於輸出該回授信號至該偵測回授端以及傳送該轉換電源以驅動該發光單元。實施時，更包含一濾波單元，設置於所述的輸入單元與所述的轉換單元之間。實施時，所述的轉換單元具有多個切換電路，且該多個切換電路為降壓式轉換電路或升降壓式轉換電路其中之一，又該多個切換電路共同地使用一電感。
實施時，所述的控制単元為脈波寬度調變電路，用於產生控制該能控工作周期的該控制信號。實施時，所述的輸出單元更包含ー電容器與一偵測電阻，該電容器供該轉換電源濾波以及該偵測電阻供產生該回授信號。實施時，所述的轉換單元連接至該發光単元的一端，所述的偵測電阻的一端串聯地連接至所述的發光単元的另一端，所述的偵測電阻的另一端與大地連接。實施時，所述的電容器並聯地連接所述的發光単元與所述的偵測電阻。 與現有技術相較，本發明的交直流共地式照明驅動電路同時具有交直流電共地的特徵，使得來自市電的交流電和經過轉換單元轉換的轉換電源可具有相同的參考電位，可用以避免當與發光單元連接的電源線路脫落時發生觸電的危害。此外，本發明可提供使用者可在不關閉電源的情況下直接地進行更換，使得在安裝發光單元的過程中不致有觸電的意外發生外，亦可方便地進行發光単元的更換。
圖I是本發明第一實施例的交直流共地式照明驅動電路的方塊示意圖；圖2是說明第I圖中該操作工作周期的示意說明圖；圖3a_3c是本發明第二實施例的交直流共地式照明驅動電路的詳細電路圖；以及圖4a_4c是本發明第三實施例的交直流共地式照明驅動電路的詳細電路圖。附圖標記說明2、2'、2"-交直流共地式照明驅動電路；4-發光單元；6-輸入單元；8_轉換單元；82_第一切換電路；84_第二切換電路；10_控制單元；102_控制端；104-偵測回授端；12_輸出單元；14_濾波單元；PW-電源；P1、P2-電流路徑；CS、CSUCS2-控制信號；FBS-回授信號；CPW-轉換電源；T -脈衝持續時間；T-方波周期；HV-高電位；LV-低電位；L、L2-電感；C1-電容；D1-D5-ニ極管。
具體實施例方式為充分了解本發明的目的、特徵及功效，茲通過下述具體實施例，並配合所附圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後參考圖1，是本發明交直流共地式照明驅動電路的方塊示意圖。在圖I中，該交直流共地式照明驅動電路2用於驅動發光單元4。其中，該發光単元4可為由單一或多發光二極體串聯或並聯所組成的燈源組。再者，該交直流共地式照明驅動電路2包含輸入單元6、轉換單元8、控制單元10與輸出單元12。該輸入単元2用於接收外部的一電源PW，例如該電源PW可為交流電。該轉換単元8與該輸入單元2連接，用於轉換該電源PW以形成一轉換電源CPW。再者，該轉換單元8更包含第一切換電路82與第二切換電路84。其中，該第一切換電路82與該第二切換電路84可為降壓式轉換器(buck converter)或升降壓式轉換器(buck-boost converter)的至少其一者。換言之，該轉換単元8可對該電源PW進行整流與降壓的轉換。控制單元10具有控制端102與偵測回授端104，該控制端102用於根據該偵測回授端104接收的回授信號FBS產生具有可控制工作周期的控制信號。其中，該控制信號CS通過與該轉換單元8連接的該控制端102控制該轉換單元8的該第一切換電路82與該第二切換電路84以控制該轉換電源CPW的輸出。舉例而言，具有該可控工作周期的該控制信號可通過控制電子開關(例如該電子開關金屬氧化物半導體(metal-oxide-semiconductorfield-effect transistor)、場效電晶體(field-effect transistor)與雙載子接面電晶體(Bipolar Junction transistor)至少之其一者)而達到將電源PW轉換到該轉換電源CPff的目的。在圖2中為該可控工作周期的控制信號的示意說明圖，其中該可控工作周期的控制信號為ー連串的脈衝方波信號，而該可控工作周期的控制信號的工作周期(或稱佔空比)的定義為脈衝持續時間T與方波周期T的比值，其中橫軸為時間軸以及縱軸為電位軸。舉例而言，當該脈衝方波信號位於高電位HV吋，則可提供電子開關導通；反之，當該脈 衝方波信號位於低電位LV時,則可提供電子開關關閉。此外，該電子開關導通與關閉的時間，受到該可控工作周期的控制信號中脈衝持續時間T的影響。在一實施例中，該控制單元10可為脈波寬度調變(pulse widthmodulation)電路，該脈衝寬度調變電路產生該可控工作周期的控制信號。換言之，該可控工作周期的控制信號可通過該脈衝寬度調變電路調整該脈衝持續時間T與方波周期T的比值。該輸出單元12連接該轉換單元8與該控制單元10，用於產生該回授信號FBS送至該控制単元10的該偵測回授端104，該輸出単元12並以及接收該轉換電源CPW以驅動該發光單元4。此外，該交直流共地式照明驅動電路2可更包含濾波單元14設置於該輸入単元2與該轉換単元8之間，用於濾除例如突波之類的雜訊脈沖。請ー並參考圖I及圖3a_3c，其中該圖3a_3c本發明第一實施例的交直流共地式照明驅動電路的詳細電路圖。在圖3a中，該交直流共地式照明驅動電路2'與該發光單元4連接。其中，該轉換單元8的該第一切換電路82與該第二切換電路84均為升降壓式轉換器，且該第一切換電路82與該第二切換電路84共同使用一電感，其分別對該電源PW的正負半周電壓進行降壓的電壓轉換。在此，該轉換單元的8以兩個金屬氧化物半導體(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)的電子開關 M0S1、M0S2 為例說明。在另ー實施例中，該電子開關可以場效電晶體(field-effect transistor)、雙載子接面電晶體(Bipolar Junction transistor)或其組合所取代。該交直流共地式照明驅動電路2'包含輸入單元6、轉換單元8、控制單元10、輸出單元12與濾波單元14。其中，該轉換單元8由ニ極管D1-D5，電子開關M0S1、M0S2與電感L所組成，以及該控制單元10為脈衝寬度調變電路。參考圖3b，該電源PW以正半周電壓輸入為例進行說明，正半周的該電源PW根據該控制單元10產生該控制信號CSl與CS2，用以同時地導通該電子開關MOSl、M0S2，使得該電源PW在該輸入単元6與該轉換単元8形成第一電流路徑Pl，此時將儲存能量在電感し接著，該控制單元10產生該控制信號CSl與CS2同時地關閉該電子開關M0S1、M0S2，使得已儲存在該電感L的能量由該輸出単元12所形成的第二電流路徑P2釋放至該發光単元4。參考圖3c，當該電源PW進入負半周時，控制單元10產生該控制信號CSl與CS2用於同時地導通該電子開關MOSl、M0S2形成ー電流路徑為P3，使該電源PW對該電感L儲存能量。接著，當該控制單元10產生該控制信號CSl與CS2同時地關閉該電子開關MOSl、M0S2，使得已儲存在該電感L的能量通過該輸出単元12所形成的第二電流路徑P2釋放至該發光單元4。此外，該輸出單元12包含ー電容器Cl用以作為濾波用，該輸出單元的12更包含偵測電阻R，該偵測電阻R將該發光単元4的電流轉換成ー電壓信號提供該回授信號FBS0其中，該偵測電阻R與該發光單元4串聯連接，且該偵測電阻R的另一端連接至接地(ground),該電容器Cl並聯地連接該發光單元4與該偵測電阻R。請ー並參考圖I及圖4a_4c，其中該圖4a_4c本發明第二實施例的交直流共地式照明驅動電路的詳細電路圖。該交直流共地式照明驅動電路2"包含輸入單元6、轉換單元8、控制單元10、輸出 單元12與濾波單元14。其中，該轉換單元8由ニ極管D1-D2、D4-D5、電子開關M0S1、M0S2與電感L2所組成，該轉換単元8的該第一切換電路82為ー降壓式轉換器，而該第二切換電路84為一升降壓式轉換器且第一切換電路82與該第二切換電路84共用同一電感，以及該控制單元10為脈衝寬度調變電路。參考圖4b，該電源PW以正半周電壓輸入為例進行說明。當該電源在正半周時，該轉換單元8的該第一切換電路82動作作為ー降壓轉換器，而正半周的該電源PW根據該控制単元10產生的控制信號CS2用以持續關閉該電子開關M0S2，且該控制信號CSl用以導通該電子開關MOSl，使得該電源PW在該輸入単元6與該轉換単元8形成第一電流路徑Pl，用以對該電感L2進行儲能並驅動該發光単元4，再者，當該控制単元10產生的控制信號CSl用以關閉該電子開關M0S1。此時，儲存於該電感L2的能量以電流路徑P2持續地驅動該發光單元4。接著，參考圖4c，當該電源PW進入負半周時，該轉換單元8的該第二切換電路84動作作為一升降壓式轉換器。控制單元10產生控制信號CSl用以持續地關閉該電子開關MOSl，且該控制信號CS2用以導通該電子開關M0S2，使得該電源PW在該輸入単元6與該轉換單元8形成ー電流路徑P3用以對該電感L2進行儲能；以及，當控制單元10產生控制信號CS2將該電子開關M0S2關閉時，使得已儲存在該電感L2的能量通過該輸出単元12所形成的第二電流路徑P2釋放至該發光単元4。此外，該輸出單元12包含ー電容器Cl用以作為濾波用，該輸出單元的12更包含偵測電阻R，該偵測電阻R將該發光単元4的電流轉換成ー電壓信號提供該回授信號FBS0其中，該偵測電阻R與該發光單元4串聯連接，且該偵測電阻R的另一端連接至大地(ground)，該電容器並聯連接至該發光単元4和該偵測電阻R串聯電路。與現有技術相較，本發明的交直流共地式照明驅動電路由於具有交直流電共地的特徵，使得來自市電的交流電和經過轉換單元轉換的轉換電源，在具有相同參考電位的情況下，可用於避免在與發光單元連接的電源線路脫落時發生觸電的危害。此外，本發明可提供使用者可在不關閉電源的情況下直接地進行更換該發光単元，其除了不會有觸電的意外發生外，亦可方便地更換發光単元。本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明的範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效的變化與置換，均應設為涵蓋於本發明的範疇內。因此，本發明的保護範圍當以下文的申請專利範圍所界定者為準。
權利要求
1.ー種交直流共地式照明驅動電路，用於驅動至少ー發光単元，其特徵在於，包含 一輸入單元，用於接收外部的ー電源； 一轉換單元，與該輸入單元連接，用於轉換該電源以形成一轉換電源； 一控制單元，具有一控制端與ー偵測回授端，該控制端用於根據該偵測回授端接收的一回授信號產生具有能控工作周期的ー控制信號，其中該控制信號控制該轉換單元；以及 一輸出單元，連接該轉換單元與該控制単元，用於輸出該回授信號至該偵測回授端以及傳送該轉換電源以驅動該發光単元。
2.如權利要求I項所述的交直流共地式照明驅動電路，其特徵在於，更包含一濾波單元，設置於所述的輸入単元與所述的轉換單元之間。
3.如權利要求I項所述的交直流共地式照明驅動電路，其特徵在於，所述的轉換單元具有多個切換電路，且該多個切換電路為降壓式轉換電路或升降壓式轉換電路其中之一，又該多個切換電路共同地使用一電感。
4.如權利要求I項所述的交直流共地式照明驅動電路，其特徵在於，所述的控制単元為脈波寬度調變電路，用於產生控制該能控工作周期的該控制信號。
5.如權利要求I項所述的交直流共地式照明驅動電路，其特徵在於，所述的輸出単元更包含ー電容器與一偵測電阻，該電容器供該轉換電源濾波以及該偵測電阻供產生該回授信號。
6.如權利要求5項所述的交直流共地式照明驅動電路，其特徵在於，所述的轉換單元連接至該發光単元的一端，所述的偵測電阻的一端串聯地連接至所述的發光単元的另ー端，所述的偵測電阻的另一端與大地連接。
7.如權利要求6項所述的交直流共地式照明驅動電路，其特徵在於，所述的電容器並聯地連接所述的發光単元與所述的偵測電阻。
全文摘要
一種交直流共地式照明驅動電路用於驅動發光單元，通過輸入單元接收外部的電源，並經由與該輸入單元連接的轉換單元，用於轉換該電源以形成轉換電源，而輸出的該轉換電源再通過輸出單元驅動該發光單元，該發光單元的參考電位可直接連接至該外部電源的參考電位，用以達到避免因使用者直接地接觸該發光單元轉換電源而發生觸電危害的功效。
文檔編號H05B37/02GK102858047SQ20111017864
公開日2013年1月2日 申請日期2011年6月29日 優先權日2011年6月29日
發明者周朝國, 張順雄, 林川澤, 簡彣玲, 吳秉宸, 劉俊成, 楊志欽, 王鴻猷, 王鼎升, 路洹瀛 申請人:東貝光電科技股份有限公司