发光二极管光源系统及其电压调节系统的制作方法

文档序号:8146847阅读:338来源:国知局
专利名称:发光二极管光源系统及其电压调节系统的制作方法
技术领域
本实用新型关于一种发光二极管光源系统及其电压调节系统,特别是用以配合发 光二极管的电压调节系统。
背景技术
随着科技发展进步,近年来各种商用、家用以及个人的电子产品皆日益普及。除了 功能与外观之外,产品的耗电量也受到相当的重视。如何降低电子产品的耗能是许多产品 设计者和制造商关注的议题;目前已经有许多针对这个议题制定的标准规范。请参阅图1A,图IA为习知的发光二极管光源及其供电系统的示意图。电压转换电 路12负责将市电供应端口 10提供的交流电压\c转换并调整为发光二极管单元14所需要 的直流电压。对发光二极管光源系统来说,电压转换电路12输出的直流电压Vdc通常为定 值。然而,实际应用上,发光二极管单元14中每一颗发光二极管在发亮时所需要的电 压可能都不尽相同。为了确保每一颗发光二极管都有足以充分发亮的电压,电压转换电路 12提供的直流电压VD。通常会被设计为高于实际上发光二极管单元14的电压需求。如图IB所示,先前技术大多会设置侦测单元16与升压/降压(boost/buck)单元 18。侦测单元16用以侦测各串发光二极管末端(低压端)的电压,并根据该电压判断应如 何调整电压调整装置18。电压调整装置18被设置在电压转换电路12提供的直流电压Vdc 和发光二极管间,负责分别为各串发光二极管提供补偿电压,藉此调节各串发光二极管所 承受的电压。然而,由于在电路架构中接近于电压转换电路12,先前技术中的电压调整装置18 必须承受相当大的电流和电压,通常相当耗能,其体积亦相当庞大。因此,相对于现今追求 节能与轻量化的产品趋势,如图IB所示的采用电路架构是比较不理想的。

实用新型内容针对上述技术问题,根据本实用新型的一具体实施方式
为发光二极管光源系统, 其中包含发光二极管装置、电源装置、至少一侦测装置以及至少一电压调整装置。发光二极 管装置导通时具有至少一电压。电源装置电连接于发光二极管的高压端,该电源装置提供 直流电压给该发光二极管装置的高压端,且该直流电压为定值。至少一侦测装置电连接于 发光二极管装置的低压端,该侦测装置侦测该发光二极管装置的该低压端的操作电压,并 产生侦测结果。至少一电压调整装置分别电连接发光二极管装置的低压端及侦测装置,该 电压调整装置根据侦测结果调整发光二极管的该低压端与接地端间的至少一补偿电压。其 中,调整后的补偿电压加上该发光二极管装置导通时的电压等于该直流电压。所述发光二极管装置包含复数组以串联方式连接的发光二极管。所述发光二极管光源系统包含复数个侦测装置以及复数个电压调整装置,每一组 发光二极管各自对应于一个该侦测装置以及一个该电压调整装置。
3[0010] 所述侦测装置包含电压比较器,该电压比较器的第二输入端用以接收参考电压。 所述电压调整装置包含升压电路或降压电路。所述电源装置用以接收交流电压,并将该交流电压转换为该直流电压。根据本实用新型的另一具体实施方式
为用以配合发光二极管光源的电压调节系 统,其中包含至少一侦测装置,电连接于该发光二极管装置的低压端,该侦测装置侦测该发 光二极管装置的该低压端的操作电压,并产生侦测结果;以及至少一电压调整装置,分别电 连接该发光二极管装置的该低压端及该侦测装置,该电压调整装置根据该侦测结果调整该 发光二极管的该低压端与接地端间的至少一补偿电压;其中,该发光二极管装置导通时具 有至少一电压,该发光二极管装置的高压端用以接收直流电压,该直流电压为定值,该调整 后的补偿电压加上该发光二极管装置导通时的该电压等于该直流电压。本实用新型为发光二极管光源的电压调节系统提供了一种新的架构。藉由将电压 调整装置设置在发光二极管装置和接地端之间,根据本实用新型的电压调节系统可有效降 低二极管光源系统整体的耗电量,进而减少发光二极管光源系统的散热问题。根据本实用 新型的电压调节系统可被广泛应用在各种采用发光二极管做为光源的电子产品中。关于本 实用新型的优点与精神可以由以下具体实施方式
详述及附图说明得到进一步的了解。

图IA与图IB为习知的发光二极管光源及其供电系统的示意图。图2A和图2B绘示根据本实用新型的第一具体实施方式
中的发光二极管光源系统 的示意图。图2C为本实用新型的另一具体实施方式
的发光二极管光源系统的示意图。
具体实施方式
请参阅图2A,图2A绘示根据本实用新型的第一具体实施方式
中的发光二极管光 源系统的示意图。如图2A所示,发光二极管光源系统20包含电源装置22、发光二极管装置 24、侦测装置26,以及电压调整装置28。于实际应用中,发光二极管装置24可包含一组或 多组以串联方式连接的发光二极管,但不以此为限。另外,于实际应用中,电压调整装置28 可以根据设计需求采用升压(boost)电路或者是降压(buck)电路。于此实施方式中,电源装置22接收由市电供应埠10提供的交流电压VAC。电源装 置22负责将交流电压Vac转换为直流电压并将该直流电压Vdc提供给发光二极管装置 24的高压端。简言之,电源装置22主要用以提供交流/直流转换的作用。直流电压Vdc的 高低根据发光二极管装置24的需求而定,并且大致为定值。实际应用上,电源装置22可包含整流器(rectifier)、功率因子校正电路、直 流/直流转换器等组件。举例而言,电源装置22中的直流/直流转换器可以为推拉式 (push-pull)转换器、全桥式(full-bridge)转换器、半桥式(half-bridge)转换器或是返 驰式(flyback)转换器,但不以此为限。侦测装置26电连接于发光二极管装置24,并用以侦测发光二极管装置24的低压 端的操作电压,以产生侦测结果。于此实施方式中,电压调整装置28电连接于发光二极管 装置24与接地端之间,并用以根据该侦测结果调整发光二极管24的低压端与该接地端间
4的至少一补偿电压。于图2A所示的实施方式中,发光二极管装置24包含多组以串联方式连接的发光 二极管;电压调整装置28可分别调整各串发光二极管各自与接地端之间的补偿电压。实际 应用上,每一串发光二极管可各自对应于一个侦测装置26以及一个电压调整装置28。简言 之,各串发光二极管所对应的补偿电压可各不相同。请参阅图2B,图2B绘示发光二极管装 置24包含两组以串联方式连接的发光二极管(L1、L2)的范例。如图2B所示,这两组发光 二极管各自耦接侦测装置26与升压电路280。于此实施方式中,各侦测装置26分别包含电压比较器26A。电压比较器26A的输 入端连接于其所对应的发光二极管串的低压端(X1和X2),并且电压比较器26A的另一输入 端用以接收参考电压(Vkef)。操作电压Vu和、的值分别等于直流电压VD。路减去发光二极 管Ll与发光二极管L2导通时的电压。电压比较器26A的输出端耦接至升压电路280。电 压比较器26A将侦测到的操作电压(Vu与ν 2)与参考电压(Vkef)做比较后,将比较结果传 送至升压电路280。亦如图2B所示,此实施方式中的各个升压电路280分别包含控制电路28A、金氧半 导体组件M、二极管D以及电容C。以右侧的发光二极管串L2为例,其低压端透过相对应的 电容C2连接于至接地端,电容C2两端的电压即为升压电路280提供给发光二极管串L2的 补偿电压。该补偿电压与发光二极管串L2本身的电压的总和即等于该直流电压VDC。电压比较器26A的输出端电连接至升压电路280中的控制电路28A,藉此将其比较 结果传送至升压电路280。控制电路28A会根据此比较结果控制金氧半导体组件M的闸极 电压,进而调整电容Cl或C2两端的电压。于此实施方式中,当操作电压Vu或\2高于参考 电压Vkef,控制电路28A会提高电容Cl或C2两端的电压。举例而言,假设VD。的电压被设定 为5 · Vkef,电容C2两端的初始电压被设定为Vkef,并且发光二极管串L2导通时的电压等于 3 · Vkef,则当发光二极管串L2导通时,操作电压\2会等于2 · VKEF。此时操作电压\2高于 参考电压Vkef,且其差异为Vkef,控制电路28A会据此要求升压电路280将电容C2两端的电 压(亦即提供给发光二极管串L2的补偿电压)升压至2*VKEF。换言之,该调整后的补偿电 压与发光二极管串L2本身的电压的总和等于该直流电压Vdco再举例而言,假设VDe的电压设定在5 · Vkef,电容Cl的初始电压被设定为Vkef,发 光二极管串Ll导通时的电压等于2. 5 · VKEF。当发光二极管串Ll导通时操作电压Vu会等 于2. 5 · VKEF。此时操作电压Vu高于参考电压Vkef,且其差异为1. 5 · VKEF。控制电路28A会 据此要求升压电路280将电容Cl的电压(亦即提供给发光二极管串Ll的补偿电压)提升 至2. 5 · Vkef,换言之,该调整后的补偿电压与发光二极管串Ll本身的电压的总和等于该直 流电压Vdc。由于各发光二极管串运作时会耗去一定的电压,发光二极管串的低压端的操作电 压\必然低于电源装置22输出的直流电压VDC。根据本实用新型的升压电路280在电路架 构中距离电源装置22的高压端较远,不必直接承受电源装置22输出的电压VDC。因此,升 压电路280同样可以达到调节各串发光二极管所承受的电压的效果,但其耗能及体积都可 以较先前技术中的电压调整装置18小。此外,升压电路280在运作过程中产生的热能也会 较电压调整装置18所产生的热能少,因此可减少发光二极管光源系统整体的散热问题。请参阅图2C,图2C为本实用新型的另一实施方式。此实施方式与图2B不同之处在于,本实施方式中的电压调整装置28系以降压电路281来实现。如图2C所示,两个降压 电路281亦分别包含控制电路28A、金氧半导体组件M、二极管D以及电容C。于此实施方式 中,当操作电压Vu低于Vkef时,控制电路28A会降低电容Cl两端的电压。同理,当操作电 压低于Vkef时,控制电路28A会降低电容C2两端的电压。举例而言,假设VD。被设定为 2 -Veef,电容C2的初始电压被设定为Vkef,并且发光二极管串L2导通时的电压等于3 -Veefo 当发光二极管串L2导通时,操作电压\2的值将等于-Vkef,此时控制电路28A会将电容C2 两端的电压(即提供给发光二极管串L2的补偿电压)调降为-Vkef,换言之,该调整后的补 偿电压与发光二极管串L2本身的电压的总和仍等于该直流电压Vdco根据本实用新型的第二具体实施方式
为用以驱动发光二极管装置的电压调节系 统。此电压调节系统包含如图2A所示的侦测装置26,以及电压调整装置28。如先前所述, 侦测装置26电连接于发光二极管装置,用以侦测该发光二极管装置的操作电压,并产生侦 测结果。电压调整装置28电连接于该发光二极管装置与接地端间,用以根据该侦测结果调 整该发光二极管与该接地端间的至少一补偿电压。与前一个实施方式相同的是,配合此电压调节系统的发光二极管装置可能包含复 数组以串联方式连接的发光二极管。相对应地,该电压调节系统可包含复数个该侦测装置 以及复数个该电压调整装置;每一组发光二极管各自对应于一个侦测装置以及一个电压调 整装置,各自为各组发光二极管提供适当的补偿电压。亦与前一个实施方式相同的是,此实施方式中的侦测装置26可包含如图2B所示 的电压比较器,该电压比较器的第一输入端连接于该发光二极管装置的低压端,并且该电 压比较器的第二输入端用以接收参考电压。此实施方式中的电压调整装置28同样可包含 升压电路或降压电路,并藉由调整该电容两端的电压,调节发光二极管装置与接地端间的 补偿电压。本实用新型为发光二极管光源的电压调节系统提供了一种新的架构。藉由将电压 调整装置设置在发光二极管装置和接地端之间,根据本实用新型的电压调节系统可有效降 低二极管光源系统整体的耗电量,进而减少发光二极管光源系统的散热问题。根据本实用 新型的电压调节系统可被广泛应用在各种采用发光二极管做为光源的电子产品中。藉由以上较佳具体实施方式
的详述,希望能更加清楚描述本实用新型的特征与精 神,而并非以上述所揭露的具体实施方式
来对本实用新型加以限制。
权利要求一种发光二极管光源系统,其特征在于包含发光二极管装置,该发光二极管装置导通时具有至少一电压;电源装置,电连接于该发光二极管的高压端,该电源装置提供直流电压给该高压端,且该直流电压为定值;至少一侦测装置,电连接于该发光二极管装置的低压端,该侦测装置侦测该低压端的操作电压,并产生侦测结果;以及至少一电压调整装置,分别电连接该发光二极管装置的该低压端及该侦测装置,该电压调整装置根据该侦测结果调整该发光二极管的该低压端与接地端间的至少一补偿电压;其中,该调整后的补偿电压加上该发光二极管装置导通时的该电压等于该直流电压。
2.根据权利要求1所述的发光二极管光源系统,其特征在于所述发光二极管装置包 含复数组以串联方式连接的发光二极管。
3.根据权利要求2所述的发光二极管光源系统,其特征在于所述发光二极管光源系 统包含复数个该侦测装置以及复数个该电压调整装置,每一组发光二极管各自对应于一个 该侦测装置以及一个该电压调整装置。
4.根据权利要求1所述的发光二极管光源系统,其特征在于所述侦测装置包含电压 比较器,该电压比较器的第二输入端用以接收参考电压。
5.根据权利要求1所述的发光二极管光源系统,其特征在于所述电压调整装置包含 升压电路或降压电路。
6.一种用以配合发光二极管光源的电压调节系统,其特征在于包含至少一侦测装置,电连接于该发光二极管装置的低压端,该侦测装置侦测该发光二极 管装置的该低压端的操作电压,并产生侦测结果;以及至少一电压调整装置,分别电连接该发光二极管装置的该低压端及该侦测装置,该 电压调整装置根据该侦测结果调整该发光二极管的该低压端与接地端间的至少一补偿电 压;其中,该发光二极管装置导通时具有至少一电压,该发光二极管装置的高压端用以接 收直流电压,该直流电压为定值,该调整后的补偿电压加上该发光二极管装置导通时的该 电压等于该直流电压。
7.根据权利要求6所述的电压调节系统,其特征在于所述发光二极管装置包含复数 组以串联方式连接的发光二极管。
8.根据权利要求7所述的电压调节系统,其特征在于所述电压调节系统包含复数个 该侦测装置以及复数个该电压调整装置,每一组发光二极管各自对应于一个该侦测装置以 及一个该电压调整装置。
9.根据权利要求6所述的电压调节系统,其特征在于所述侦测装置包含电压比较器, 并且该电压比较器的第二输入端用以接收参考电压。
10.根据权利要求6所述的电压调节系统,其特征在于所述电压调整装置包含升压电 路或降压电路。
专利摘要本实用新型关于一种发光二极管光源系统及其电压调节系统,该发光二极管光源系统包含发光二极管装置、电源装置、至少一侦测装置以及至少一电压调整装置。发光二极管装置导通时具有至少一电压。电源装置提供直流电压给发光二极管装置的高压端,且该直流电压为定值。至少一侦测装置电连接于该发光二极管装置的低压端,用以侦测该低压端的操作电压,并产生侦测结果。至少一电压调整装置分别电连接发光二极管装置的低压端及侦测装置,其根据侦测结果调整发光二极管的低压端与接地端间的至少一补偿电压。其中,调整后的补偿电压加上发光二极管装置导通时具有的电压等于直流电压。本实用新型可减少发光二极管光源系统的散热问题。
文档编号H05B37/02GK201657422SQ201020147240
公开日2010年11月24日 申请日期2010年3月3日 优先权日2010年3月3日
发明者施正德 申请人:苏州达方电子有限公司;达方电子股份有限公司
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