专利名称：分流型交流led驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种交流LED驱动电路，尤其涉及一种既适用传统交流电插座又可减低易生高温的缺陷的分流型交流LED驱动电路。
背景技术：
发光二极管(LED)为目前市面上常见的照明用具，相较于传统白炽灯泡更具有高发光效率及省电的特性；然而由于发光二极管本身仅能单向导通，故难予使用于传统交流电插座，为此业界便研发出一种交流LED驱动电路；请参照图5所示，该交流LED驱动电路包含有一整流单元20，其输入端连接一交流电源，并将交流电源转换为一脉动直流电源，并由输出端输出；一 LED单元21，包含多个LED光源，并电连接至该整流单元20的输出端，使其构成一电源回路；一压控晶体管22，串接于该电源回路中且具有一控制端，以调整电源回路的回路电流；一电流检测单元23，串接于该电源回路中，以将该电源回路的回路电流转变成易于判断使用的电压信号；—低频滤波器24，电连接于该电流检测单元23，并根据该电流检测单元23所转换后的电压信号，输出一平均电压值 '及一稳流控制单元25，其一输入端与该低频滤波器24电连接，另一输入端则电连接一参考电压值，又其输出端则与该压控晶体管22的控制端电连接；其中该稳流控制单元25比较其输入端所接收的参考电压值与平均电压值的大小，并依据比较结果输出控制信号至该压控晶体管22的控制端，令电源回路的回路电流维持稳定。该交流LED驱动电路是以该整流单元20将发光二极管本不适用的交流电源转换为脉动直流电源，并以该电流检测单元23与该低频滤波器24将总体流经LED单元21的回路电流的平均值检测出来，并以该稳流控制单元25控制该压控晶体管22所调整的回路电流，以供LED单元21稳定发光。由上述说明可知该压控晶体管是串接整个电源回路，并藉以此控制回路电流；正因如此，回路电流是全部流经压控晶体管，进而造成压控晶体管所消耗的功率居高不下；以常见的使用情形来说，该压控晶体管经常需稳定工作于O. 16安培的工作环境，并且于工作时需承受5 25伏特的电压；若以此常见情形作为标准，该压控晶体管则必需承受O. 8^4. O瓦特的功率，而此功率对市面任一种晶体管来说都难以负荷；尤其当该压控晶体管与低频滤波器及稳流控制单元整合成一集成电路时，更会造成该集成电路极大的负担；故综合上述情形来看，不难想见该压控晶体管会因其承受O. 8^4. O瓦特的功率，进而于几分钟时间内升高至150°C的情形，而造成集成电路无法正常运作，有必要进一步改进。
发明内容
有鉴于上述交流LED驱动电路，由于该压控晶体管是串接整个电源回路，而使回路电流全部流经该压控晶体管，进而造成该压控晶体管温度升高而无法正常运作的缺失；故本发明主要目的在于提供一种既适用传统交流电插座又可减低易生高温的缺陷的分流型交流LED驱动电路。欲达上述目的所使用的主要技术手段是令该分流型交流LED驱动电路包含有一整流单元，其输入端连接一交流电源，并将交流电源转换为一脉动直流电源，并由输出端输出；一 LED单元，包含多个LED光源，并电连接至该整流单元的输出端，使其构成一电源回路；一压控晶体管，串接于该电源回路中且具有一控制端，以调整电源回路的回路电流；一分流电阻，并联于该压控晶体管，其中该分流电阻的电阻范围的最小值不小于最大工作电压除以额定电流，而最大值则是先取得该压控晶体管于最大承受功率下当最大工作电压时的电流值，再取该额定电流与该电流值的差值，最后即可得出分流电阻最大值不大于最大工作电压除以该差值；一电流检测单元，串接于该电源回路中，以将该电源回路的回路电流转变成易于判断使用的电压信号；一低频滤波器，电连接于该电流检测单元，并根据该电流检测单元所转换后的电压信号，输出一平均电压值；及—稳流控制单兀,其一输入端与该低频滤波器电连接，另一输入端则电连接一参考电压值，又其输出端则与该压控晶体管的控制端电连接；其中该稳流控制单元比较其输入端所接收的参考电压值与平均电压值的大小，并依据比较结果输出控制信号至该压控晶体管的控制端，令电源回路的回路电流维持稳定。本发明是利用该分流电阻并联于该压控晶体管，使其原先需流经该压控晶体管的回路电流分流于该分流电阻上，且该分流电阻的范围值需介于该压控晶体管的最小工作电流及其所能承受的最大功率之间，进而以选择此电阻范围间的分流电阻，予以降低该流经该压控晶体管的回路电流，达到减少该压控晶体管所承受的功率效果，而使本发明达到适用传统交流电插座又无因压控晶体管温度升高而无法使电路正常运作情形。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1 :本发明分流型交流LED驱动电路的电路图；图2 :本发明部分回路图；图3 :本发明测量功率分配曲线图；图4 :本发明测量压控晶体管温度相对晶体管工作电压关系曲线图；图5 现有交流LED驱动电路的电路图。
其中，附图标记10整流单元IlLED单元
12压控晶体管13电流检测单元131检测电阻14低通滤波器15稳流控制单元16分流电阻20整流单元21LED单元22压控晶体管23电流检测单元231检测电阻24低通滤波器25稳流控制单元
具体实施例方式本发明提供一种既适用传统交流电插座又可减低易生高温的缺陷的分流型交流LED驱动电路。首先请参照图1所示，上述该分流型交流LED驱动电路是由一整流单元10、一 LED单元11、一压控晶体管12、一电流检测单元13、一低通滤波器14、一稳流控制单元15及一分流电阻16所组成。该整流单兀10具有一输入端与一输出端,其输入端是连接于一交流电源,并将交流电源转换为一脉动直流电源后由其输出端输出；其中该整流单元10可为一全波整流电路或一半波整流电路，而于本实施例中，其为一全波整流电路。该LED单元11包含多LED光源，可相互并联或串联或并串联，再连接至该整流单元10的输出端构成一个电 源回路，如此该整流单元10所输出的脉动直流电源即能推动该LED单元11点亮。该压控晶体管12是串接于该LED单元11及该整流单元10的电源回路上，其具有一控制端用于调整流电源回路上的电流。该压控晶体管12可为金氧半场效晶体管或接面场效晶体管；于本实施例中，其为一金氧半场效晶体管，其栅极为控制端，其漏极与源极串接于电源回路中，并以栅极与源极两端的控制电压调整漏极与源极两端间的回路电流IMos ο该电流检测单元13是与该压控晶体管12串接，并一同串接于该LED单元11及该整流单元10所构成的电源回路上；在本实施例中，该电流检测单元13是为一检测电阻131，以将该电源回路上的回路电流检出成一反应回路电流的电压信号。该低频滤波器14输入端连接于该压控晶体管12与该电流检测单元13的串联节点，并接收该电流检测单元13反应回路电流的电压信号，而输出端则输出一个反应回路电流的平均值的平均电压。该低频滤波器14可由电容、电感所构成的模拟滤波器或由数字电路所构成的数字滤波器，而本实施例中其是为一数字滤波器，该数字滤波器为一降频滤波器(Down-sampling Filter),是将其所接受的电压信号经取样(Oversampling)及信号转换后即时输出一平均电压，用以立即反应电源回路上的回路电流的平均值。该稳流控制单元15输入端是连接于该低频滤波器14的输出端，而输出端是连接于该压控晶体管12的控制端，且有一可供参考值电压输入的输入端，并以该低频滤波器14所转换后的反应电源回路的平均回路电流的平均电压，与输入端所接收的参考值电压作比较；若平均值电压大于参考值电压则该稳流控制单元输出一控制信号至压控晶体管12的控制端，藉以将回路电源调低；反之若平均值电压小于参考值电压则该稳流控制单元也输出一控制信号至压控晶体管12的控制端，藉以将回路电源调高；以此令电源回路中的回路电流趋于稳定 '及—分流电阻16，请参照图2所示，其两端是并联于该压控晶体管12，即并联于漏极及源极之间，为压控晶体管12构成一分流路径。为确保该压控晶体管12并联该分流电阻16不会失其作用，因此流经该分流电阻16的电流IR最大值需小于额定电流，而分流电阻16的最大电流是由最大工作电压与该分流电阻16的电阻值所决定，故经整理过后该分流电阻值必须不能小于最大工作电压除以额定电流；另一方面由于本发明是为解决该压控晶体管12的过热问题，故其流经分流电阻16的电流IR也不能小到失其作用，以此该流经分流电阻16的电流IR需大于额定电流减掉流经该压控晶体管12所承受最大功率的电流IMos,其中最大功率电流是为该压控晶体管12所能承受最大功率除上最大工作电压，又因该分流电阻16两端的电压与压控晶体管12相同，故流经分流电阻16的电流是为最大工作电压除上分流电阻值，经整理过后该分流电阻值必须不能大于最大工作电压除以额定电流与该压控晶体管12的最大承受功率除上最大工作电压的差值。上述说明可知，本发明利用该分流电阻16并联于该压控晶体管上，为其构成一分流路径而藉以此降低该压控晶体管12所承受的功率；以目前常见的使用情形来说，令电源回路经常需稳定工作于O. 16安培的工作环境为例，假设该压控晶体管12必须承受5 25伏特的电压，且其所能承受的最大功率为I瓦特；故以此常见参数计算，该分流电阻16的电阻值需选用介于156Ω 208Ω范围之间的电阻。请再进一步参照图3所示，为选用上述电阻范围的160 Ω分流电阻后所测量而得的功率分配曲线图，该功率分配状态图；由图中可知，当工作电压逐渐上升时，该压控晶体管12功率均能保持在其所能承受的最大功率之下。至于温度变化现象则再请参照图4所示，假设温度系数为50°C /W ;图中呈现使用及不使用分流电阻前、后该压控晶体管12所操作的温度变化曲线。如图所示，加入分流电阻16后于工作电压上升时，该压控晶体管12本身的温度均能保持在80°C以下，而未加入该分流电阻16则轻易的突破100°C甚至超过150°C。综合上述，本发明确实能以分流电阻达到减少压控晶体管所承受的功率的效果，故能避免由于压控晶体管承受大量功率，进而于几分钟时间内升高至150°C的情形，确保压控晶体管可正常运作。当然，本发明还可有其他多种实施例， 在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种分流型交流LED驱动电路，其特征在于，包含有一整流单元，其输入端连接一交流电源，并将交流电源转换为一脉动直流电源，并由输出端输出；一 LED单元，包含多个LED光源，并电连接至该整流单元的输出端，使其构成一电源回路；一压控晶体管，串接于该电源回路中且具有一控制端，以调整电源回路的回路电流； 一分流电阻，并联于该压控晶体管，其中该分流电阻的电阻范围的最小值不小于最大工作电压除以额定电流，而最大值则是先取得该压控晶体管于最大承受功率下当最大工作电压时的电流值，再取该额定电流与该电流值的差值，最后即可得出分流电阻最大值不大于最大工作电压除以该差值；一电流检测单元，串接于该电源回路中，以将该电源回路的回路电流转变成易于判断使用的电压信号；一低频滤波器，电连接于该电流检测单元，并根据该电流检测单元所转换后的电压信号，输出一平均电压值；及一稳流控制单元，其一输入端与该低频滤波器电连接，另一输入端则电连接一参考电压值，又其输出端则与该压控晶体管的控制端电连接；其中该稳流控制单元比较其输入端所接收的参考电压值与平均电压值的大小，并依据比较结果输出控制信号至该压控晶体管的控制端，令电源回路的回路电流维持稳定。
2.根据权利要求1所述的分流型交流LED驱动电路，其特征在于，上述该电流检测单元以一检测电阻将电源回路上的回路电流检出成一反应回路电流的电压信号。
3.根据权利要求1或2所述的分流型交流LED驱动电路，其特征在于，上述低频滤波器为一数字滤波器。
4.根据权利要求3所述的分流型交流LED驱动电路，上述该数字滤波器为一降频滤波器。
5.根据权利要求1或2所述的分流型交流LED驱动电路，其特征在于，上述低频滤波器为一模拟滤波器。
6.根据权利要求1或2所述的分流型交流LED驱动电路，其特征在于，上述该压控晶体管为一金氧半场效晶体管，其漏极与源极串接在该电源回路中，其栅极为其控制端。
7.根据权利要求3所述的分流型交流LED驱动电路，其特征在于，上述该压控晶体管为一金氧半场效晶体管，其漏极与源极串接在该电源回路中，其栅极为其控制端。
8.根据权利要求4所述的分流型交流LED驱动电路，其特征在于，上述该压控晶体管为一金氧半场效晶体管，其漏极与源极串接在该电源回路中，其栅极为其控制端。
全文摘要
本发明公开一种分流型交流LED驱动电路，包含有一整流单元、一LED单元、一压控晶体管、一分流电阻、一电流检测单元及一稳流控制单元；其中该LED单元通过该整流单元取得脉动直流电源以构成一电源回路，再将该压控晶体管及电流检测单元串接于该电源回路，由该稳流控制单元通过该电流检测单元取得电源回路电流平均值，再据此控制压控晶体管以供LED单元稳定发光，再将该分流电阻并联于该压控晶体管以构成一分流路径，将流经该压控晶体管的回路电流分流于该分流电阻上，减少压控晶体管所承受的功率。
文档编号H05B37/02GK103037569SQ20121037130
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月28日 优先权日2011年9月30日
发明者潘政宏 申请人:朗捷科技股份有限公司