专利名称：定电流led灯具的制作方法
技术领域：
本实用新型有关一种定电流LED灯具，尤指其驱动装置的电路架构大幅简化，可 达到充分利用电源功率，并减少功率损耗且无电磁干扰的定电流LED灯具。
背景技术：
由于天然能源逐渐枯竭，新的替代能源在开发速度及使用效率上尚未能立即满足 需要的状况下，节约能源是现阶段可行且必要的措施。在节约能源的具体对策上，首当其冲 的是各种电器设备用电效率的再检讨，以现代人生活中不可或缺的照明器材为例，传统钨 丝灯泡只用5%的电力转换成光能，其余95%的电力则转换成热能，其不仅用电效率极低，且 产生的热能通常造成其它的用电需求(例如空调、散热)。由于传统灯具工作效率低，复以 半导体产业的发达与技术的快速创新，工作寿命长、低耗电的发光二极管备受瞩目，且被大 量地使用在照明用途上。如前揭所述，发光二极管最为人称道的优点为长寿命、低耗电及低废热等，此亦即 业界积极开发发光二极管照明设备的主要原因；由于发光二极管需要直流电源来驱动，因 此当发光二极管应用于接收交流电源，例如应用于市电时，则需要一发光二极管驱动电路 来将交流电源转换为直流电源，以驱动发光二极管发光。习有发光二极管驱动电路，如图1所示，于发光二极管12的串联电路间设有电阻 R，藉由电阻R消耗多余的电压，使输入电压符合发光二极管12的串联电压；然而，该种电路 电能转换效率不佳。亦有第二种习有发光二极管驱动电路，如图2所示，该发光二极管驱动电路1与至 少一发光二极管12连接，且接收一交流电源VAC。该发光二极管驱动电路1主要包含一桥 式整流器10、抑制电磁干扰电路11、滤波电路16、高频切换电路13、变压电路14以及回授 电路15，其中桥式整流器10将交流电源VAC整流成一脉动的直流电源，而滤波电路16可缩 小该直流电源电压振幅的差距，直流电源经高频切换电路13改变电源频率，变压电路14将 高频电源转换成低压直流提供给发光二极管12，而回授电路15可侦测发光二极管12总负 载电压的大小，调整变压电路14输出电压的大小。虽然第二种习知发光二极管驱动电路1确实可驱动发光二极管12发光，然而由于 整个驱动电路架构较为复杂，造成电路体积较为庞大，电路成本较为昂贵，因此使用此驱动 电路的LED灯具生产成本相对较高。而为了解决空间与成本的问题，常取消抑制电磁干扰 电路11或降低组件规格，使得电能转换效率不佳及产生电磁干扰等缺失。第三种习有发光二极管驱动电路，如图3所示，该发光二极管驱动电路1与至少一 发光二极管11连接，且接收一交流电源VAC，该发光二极管驱动电路1主要包含一电容C以 及一桥式整流器10，其中电容C使用于交流电源时可得一容抗，当电容量越大或频率越高 时容抗越低，容抗的大小会影响交流电源在电容C上压降的大小，利用此特性可将输入电 源降压至发光二极管所需电压，桥式整流器10将交流电源整流成一脉动的直流电源提供 发光二极管12电流并发光。[0008]虽然习知发光二极管驱动电路1确实可驱动发光二极管12发光，由于一般电容C 使用的是高耐压的塑料电容，此电容因材料构成使得体积较大且电容量难以做高，当使用 在低功率负载时并无问题。然而欲趋动较大功率负载时，因需要将容抗降低而提升电容量， 常常使用数个塑料电容并联的方式来提升电容量，但此种方式会造成电路体积过于庞大且 成本大幅上升。
实用新型内容本实用新型所解决的技术问题即在提供一种定电流LED灯具，尤指其驱动装置能 使电路架构大幅简化，可达到充分利用电源功率，并减少功率损耗的发光二极管驱动装置。本实用新型的技术方案为一种定电流LED灯具，该定电流LED灯具设有一驱动装 置，该驱动装置用以驱动至少二串联连接的发光二极管或封装为多晶串联的发光二极管， 该驱动装置包括有一定电流电路，与该发光二极管串联，该定电流电路设有一 η型空乏型 金氧半场效电晶体，以限制电流至发光二极管，并可维持该驱动电流于一固定值。一种定电流LED灯具，该定电流LED灯具设有一驱动装置，该驱动装置用以驱动至 少二串联连接的发光二极管或封装为多晶串联的发光二极管，其包括有一稳压电路，该稳 压电路并联于直流电源两端，接收一直流电源，用以依据该直流电源产生一恒定电压；以及 一定电流电路，与该稳压电路连接，而该定电流电路与该发光二极管串联，该定电流电路设 有一相互串联的电晶体以及一第二电阻，以限制电流至发光二极管，并可维持该驱动电流 于一固定值。其中，该电晶体为金氧半场效电晶体(MOSFET)，该金氧半场效电晶体为η型空乏 型金氧半场效电晶体或η型增强型金氧半场效电晶体；或者，该电晶体为一绝缘间双极性 电晶体；亦或者，该电晶体为双极性接面电晶体(BJT)。该电晶体进一步串联一定电流组件，该电晶体为双极性接面电晶体(BJT)或者为 场效电晶体(FET)。该第二电阻为可变电阻。该驱动装置进一步设有一整流电路及一滤波电路，该整流电路用以接收一交流电 源，且将该交流电源转换成直流电源，该滤波电路与该整流电路连接，可缩小该直流电源电 压振幅的差距，并将直流电源分别传送至该稳压电路以及该发光二极管。该驱动装置进一步设有功因校正电路，该功因校正电路与该滤波电路串联连接， 而该功因校正电路为第三电阻。该驱动装置进一步设有功因校正电路，该功因校正电路与该滤波电路串联连接， 而该功因校正电路为相互并联的第三电阻及二极管。本实用新型的有益效果为本实用新型灯具的驱动装置用以驱动至少二串联连接 的发光二极管或封装为多晶串联的发光二极管，该驱动装置包括有一整流电路、一滤波电 路、一稳压电路及一定电流电路，该整流电路用以接收一交流电源，且将该交流电源转换成 直流电源，该滤波电路与该整流电路连接；若输入电源为直流电源则不需整流电路及滤波 电路的设置。本实用新型的驱动装置不仅大幅简化电路架构，并可使各发光二极管的串联电压 接近输入电压，以充分利用输入电源来驱动各发光二极管，达到充分利用电源功率，减少功率损耗并且无电磁的干扰。
图1、2、3为习用发光二极管驱动电路的电路结构示意图。图4为本实用新型中驱动装置第一实施例的电路结构示意图。图5为本实用新型中驱动装置第二实施例的电路结构示意图。图6为本实用新型中驱动装置第三实施例的电路结构示意图。图7为本实用新型中驱动装置第四实施例的电路结构示意图。图8为本实用新型中驱动装置第五实施例的电路结构示意图。图9为本实用新型中驱动装置第六实施例的电路结构示意图。图10为本实用新型中驱动装置第七实施例的电路结构示意图。图11为本实用新型中驱动装置第八实施例的电路结构示意图。图号说明电容C；电阻R ；交流电源VAC ；驱动电路1 ；桥式整流器10 ；抑制电磁 干扰电路11 ；发光二极管12 ；高频切换电路13 ；变压电路14 ；回授电路15 ；滤波电路16 ； 稳压电路21 ；第一电阻211 ；稳压器212 ；定电流电路22 ；双极性接面电晶体221 ；第二电阻 222 ；定电流组件223 ；电晶体224 ；金氧半场效电晶体225 ；绝缘闸双极性电晶体226 ；η型 空乏型金氧半场效电晶体227 ；整流电路23 ；滤波电路M ；功因校正电路25 ；第三电阻251 ； 二极管252 ；发光二极管3。
具体实施方式
如图4的第一实施例所示，本实用新型的驱动装置2用以驱动至少二串联连接的 发光二极管3或封装为多晶串联的发光二极管3，该驱动装置2包括有一稳压电路21及 一定电流电路22 ；其中该稳压电路21并联于直流电源的两端，接收一直流电源，该稳压电 路21设有一相互串联的第一电阻211以及稳压器212(可以为稳压二极管)，用以依据该 直流电源产生一恒定电压；以及该定电流电路22与该稳压电路21连接，而该定电流电路 22与该发光二极管3串联，用以限制驱动电流至发光二极管3，并可维持该电流于一固定 值，如图所示的实施例中，该定电流电路22可以为电晶体，其中，该电晶体可以为金氧半场 效电晶体225 (MOSFET)，例如可以为η型增强型金氧半场效电晶体或η型空乏型金氧半场 效电晶体，该金氧半场效电晶体225操作于饱和区时，可利用饱和区的特性，以固定VGS电 压的方式限制固定电流提供至发光二极管3 ；当然，若该电晶体为η型空乏型金氧半场效电 晶227时，可省去稳压电路的设置，如图5第二实施例所示，空乏型与增强型的差别在于该 空乏型金氧半场效电晶体在制造过程中改变掺杂到通道的杂质浓度，使得间极没有施加电 压，信道仍然存在，也就是说当VGS=OV时，ID仍有电流可流过，仍可驱动发光二极管。 若提供电源为交流电源则可进一步设有一整流电路23及一滤波电路Μ，如图6的 第三实施例所示，该整流电路23可以为桥式整流器，用以接收一交流电源，且将该交流电 源转换成直流电源，该滤波电路24(可以为电容器)与该整流电路23连接，可缩小该直流 电源电压振幅的差距，并将直流电源分别传送至该稳压电路21以及该发光二极管3。 如图7的第四实施例所示，该驱动装置2同样包括有一稳压电路21以及一定电 流电路22，该定电流电路22可以为绝缘闸双极性电晶体226 (IGBT)，由于绝缘闸双极性电晶体2 可应用的功率较场效电晶体(FET)大，但基本上的驱动原理相同，因此利用这点可 应用于大功率的发光二极管上。如图8的第五实施例所示，该驱动装置2同样包括有一稳压电路21以及一定电 流电路22，该定电流电路22可以为串联连接的电晶体22可以为双极性接面电晶体(BJT) 或者为场效电晶体(FET)以及一定电流组件223，该定电流组件223可控制固定电流值提 供至发光二极管3，且当交流电压过大时，多余的电压可消耗在该电晶体2M上，而不会影 响该定电流组件223与发光二极管3。而上述第一至第五实施例中，该定电流电路中亦可进一步串联有一第二电阻，而 该第二电阻可以为可变电阻，可进一步藉由该可变电组来调整发光二极管的亮度，以具有 调光功能。如图9所示为本实用新型的第六实施例，该驱动装置2同样包括有一稳压电路 21以及一定电流电路22，而该定电流电路设有一相互串联的电晶体以及一第二电阻222， 其中，该电晶体可以为双极性接面电晶体(BJT) 221，该第二电阻222可以为可变电阻，可进 一步藉由该可变电组来调整发光二极管的亮度，以具有调光功能。另外，上述各实施例中亦可进一步设有功因校正电路以提高功率因素，可达到实 际输出功率提升、减少损耗降低废热的优点，如图10以第三实施例为例，该功因校正电路 25与该滤波电路M串联，而该功因校正电路25可以为第三电阻251，利用该第三电阻251 可增加其充电时间，使输入电流由瞬间大电流变为较平缓；当然，该功因校正电路25亦可 以为相互并联的第三电阻251及二极管252，如图11所示，可使用该二极管252分隔出充放 电的路径，如此能让输入电压与输入电流能趋近于同相位来改善功率因素。本实用新型相较于习有驱动装置具有下列优点。1、本实用新型的定电流电路设计应用于驱动串联连接的发光二极管，或应用于封 装为多晶串联的发光二极管，可使各发光二极管的串联电压接近输入电压，以充分利用输 入电源来驱动各发光二极管，达到充分利用电源功率，并减少功率损耗。2、本实用新型的驱动装置整体电路架构大幅简化，生产成本较低。3、没有高频切换装置，不会产生电磁辐射，故不会有电磁干扰的缺失。4、不须设置变压器，整体电路结构设计简单，亦可大幅缩小整体体积。
权利要求1.一种定电流LED灯具，其特征在于，该定电流LED灯具设有一驱动装置，该驱动装置 用以驱动至少二串联连接的发光二极管或封装为多晶串联的发光二极管，该驱动装置包括 有一定电流电路，与该发光二极管串联，该定电流电路设有一 η型空乏型金氧半场效电晶 体，以限制电流至发光二极管，并可维持该驱动电流于一固定值。
2.一种定电流LED灯具，其特征在于，该定电流LED灯具设有一驱动装置，该驱动装置 用以驱动至少二串联连接的发光二极管或封装为多晶串联的发光二极管，其包括有一稳压电路，该稳压电路并联于直流电源两端，接收一直流电源，用以依据该直流电源 产生一恒定电压；以及一定电流电路，与该稳压电路连接，而该定电流电路与该发光二极管串联，该定电流电 路设有一相互串联的电晶体以及一第二电阻，以限制电流至发光二极管，并可维持该驱动 电流于一固定值。
3.如权利要求2所述的定电流LED灯具，其特征在于，该电晶体为金氧半场效电晶体 (MOSFET)，该金氧半场效电晶体为η型空乏型金氧半场效电晶体或η型增强型金氧半场效 电晶体；或者，该电晶体为一绝缘闸双极性电晶体；亦或者，该电晶体为双极性接面电晶体 (BJT)。
4.如权利要求3所述的定电流LED灯具，其特征在于，该电晶体进一步串联一定电流组 件，该电晶体为双极性接面电晶体(BJT)或者为场效电晶体(FET)。
5.如权利要求2至4任一项所述的定电流LED灯具，其特征在于，该第二电阻为可变电阻。
6.如权利要求1至4任一项所述的定电流LED灯具，其特征在于，该驱动装置进一步设 有一整流电路及一滤波电路，该整流电路用以接收一交流电源，且将该交流电源转换成直 流电源，该滤波电路与该整流电路连接，可缩小该直流电源电压振幅的差距，并将直流电源 分别传送至该稳压电路以及该发光二极管。
7.如权利要求6所述的定电流LED灯具，其特征在于，该驱动装置进一步设有功因校正 电路，该功因校正电路与该滤波电路串联连接，而该功因校正电路为第三电阻。
8.如权利要求7所述的定电流LED灯具，其特征在于，该驱动装置进一步设有功因校正 电路，该功因校正电路与该滤波电路串联连接，而该功因校正电路为相互并联的第三电阻及二极管。
专利摘要本实用新型的定电流LED灯具设有一驱动装置，用以驱动至少二串联连接的发光二极管或封装为多晶串联的发光二极管，该驱动装置包括有一整流电路、一滤波电路、一稳压电路及一定电流电路，该整流电路用以接收一交流电源，且将该交流电源转换成直流电源，该滤波电路与该整流电路连接，若输入电源为直流电源则不需整流电路及滤波电路的设置，本实用新型的驱动装置不仅大幅简化电路架构，并可使各发光二极管的串联电压接近输入电压，以充分利用输入电源来驱动各发光二极管，达到充分利用电源功率，并减少功率损耗。
文档编号F21V23/02GK201928493SQ20112000683
公开日2011年8月10日 申请日期2011年1月12日 优先权日2010年11月17日
发明者廖仕仁, 李玉麟 申请人:李玉麟, 趋势照明股份有限公司