專利名稱：定電流led燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型有關(guān)一種定電流LED燈具，尤指其驅(qū)動裝置的電路架構(gòu)大幅簡化，可 達到充分利用電源功率，并減少功率損耗且無電磁干擾的定電流LED燈具。
背景技術(shù)：
由于天然能源逐漸枯竭，新的替代能源在開發(fā)速度及使用效率上尚未能立即滿足 需要的狀況下，節(jié)約能源是現(xiàn)階段可行且必要的措施。在節(jié)約能源的具體對策上，首當其沖 的是各種電器設(shè)備用電效率的再檢討，以現(xiàn)代人生活中不可或缺的照明器材為例，傳統(tǒng)鎢 絲燈泡只用5%的電力轉(zhuǎn)換成光能，其余95%的電力則轉(zhuǎn)換成熱能，其不僅用電效率極低，且 產(chǎn)生的熱能通常造成其它的用電需求(例如空調(diào)、散熱)。由于傳統(tǒng)燈具工作效率低，復(fù)以 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)達與技術(shù)的快速創(chuàng)新，工作壽命長、低耗電的發(fā)光二極管備受矚目，且被大 量地使用在照明用途上。如前揭所述，發(fā)光二極管最為人稱道的優(yōu)點為長壽命、低耗電及低廢熱等，此亦即 業(yè)界積極開發(fā)發(fā)光二極管照明設(shè)備的主要原因；由于發(fā)光二極管需要直流電源來驅(qū)動，因 此當發(fā)光二極管應(yīng)用于接收交流電源，例如應(yīng)用于市電時，則需要一發(fā)光二極管驅(qū)動電路 來將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源，以驅(qū)動發(fā)光二極管發(fā)光。習(xí)有發(fā)光二極管驅(qū)動電路，如圖1所示，于發(fā)光二極管12的串聯(lián)電路間設(shè)有電阻 R，藉由電阻R消耗多余的電壓，使輸入電壓符合發(fā)光二極管12的串聯(lián)電壓；然而，該種電路 電能轉(zhuǎn)換效率不佳。亦有第二種習(xí)有發(fā)光二極管驅(qū)動電路，如圖2所示，該發(fā)光二極管驅(qū)動電路1與至 少一發(fā)光二極管12連接，且接收一交流電源VAC。該發(fā)光二極管驅(qū)動電路1主要包含一橋 式整流器10、抑制電磁干擾電路11、濾波電路16、高頻切換電路13、變壓電路14以及回授 電路15，其中橋式整流器10將交流電源VAC整流成一脈動的直流電源，而濾波電路16可縮 小該直流電源電壓振幅的差距，直流電源經(jīng)高頻切換電路13改變電源頻率，變壓電路14將 高頻電源轉(zhuǎn)換成低壓直流提供給發(fā)光二極管12，而回授電路15可偵測發(fā)光二極管12總負 載電壓的大小，調(diào)整變壓電路14輸出電壓的大小。雖然第二種習(xí)知發(fā)光二極管驅(qū)動電路1確實可驅(qū)動發(fā)光二極管12發(fā)光，然而由于 整個驅(qū)動電路架構(gòu)較為復(fù)雜，造成電路體積較為龐大，電路成本較為昂貴，因此使用此驅(qū)動 電路的LED燈具生產(chǎn)成本相對較高。而為了解決空間與成本的問題，常取消抑制電磁干擾 電路11或降低組件規(guī)格，使得電能轉(zhuǎn)換效率不佳及產(chǎn)生電磁干擾等缺失。第三種習(xí)有發(fā)光二極管驅(qū)動電路，如圖3所示，該發(fā)光二極管驅(qū)動電路1與至少一 發(fā)光二極管11連接，且接收一交流電源VAC，該發(fā)光二極管驅(qū)動電路1主要包含一電容C以 及一橋式整流器10，其中電容C使用于交流電源時可得一容抗，當電容量越大或頻率越高 時容抗越低，容抗的大小會影響交流電源在電容C上壓降的大小，利用此特性可將輸入電 源降壓至發(fā)光二極管所需電壓，橋式整流器10將交流電源整流成一脈動的直流電源提供 發(fā)光二極管12電流并發(fā)光。[0008]雖然習(xí)知發(fā)光二極管驅(qū)動電路1確實可驅(qū)動發(fā)光二極管12發(fā)光，由于一般電容C 使用的是高耐壓的塑料電容，此電容因材料構(gòu)成使得體積較大且電容量難以做高，當使用 在低功率負載時并無問題。然而欲趨動較大功率負載時，因需要將容抗降低而提升電容量， 常常使用數(shù)個塑料電容并聯(lián)的方式來提升電容量，但此種方式會造成電路體積過于龐大且 成本大幅上升。

實用新型內(nèi)容本實用新型所解決的技術(shù)問題即在提供一種定電流LED燈具，尤指其驅(qū)動裝置能 使電路架構(gòu)大幅簡化，可達到充分利用電源功率，并減少功率損耗的發(fā)光二極管驅(qū)動裝置。本實用新型的技術(shù)方案為一種定電流LED燈具，該定電流LED燈具設(shè)有一驅(qū)動裝 置，該驅(qū)動裝置用以驅(qū)動至少二串聯(lián)連接的發(fā)光二極管或封裝為多晶串聯(lián)的發(fā)光二極管， 該驅(qū)動裝置包括有一定電流電路，與該發(fā)光二極管串聯(lián)，該定電流電路設(shè)有一 η型空乏型 金氧半場效電晶體，以限制電流至發(fā)光二極管，并可維持該驅(qū)動電流于一固定值。一種定電流LED燈具，該定電流LED燈具設(shè)有一驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置用以驅(qū)動至 少二串聯(lián)連接的發(fā)光二極管或封裝為多晶串聯(lián)的發(fā)光二極管，其包括有一穩(wěn)壓電路，該穩(wěn) 壓電路并聯(lián)于直流電源兩端，接收一直流電源，用以依據(jù)該直流電源產(chǎn)生一恒定電壓；以及 一定電流電路，與該穩(wěn)壓電路連接，而該定電流電路與該發(fā)光二極管串聯(lián)，該定電流電路設(shè) 有一相互串聯(lián)的電晶體以及一第二電阻，以限制電流至發(fā)光二極管，并可維持該驅(qū)動電流 于一固定值。其中，該電晶體為金氧半場效電晶體(MOSFET)，該金氧半場效電晶體為η型空乏 型金氧半場效電晶體或η型增強型金氧半場效電晶體；或者，該電晶體為一絕緣間雙極性 電晶體；亦或者，該電晶體為雙極性接面電晶體(BJT)。該電晶體進一步串聯(lián)一定電流組件，該電晶體為雙極性接面電晶體(BJT)或者為 場效電晶體(FET)。該第二電阻為可變電阻。該驅(qū)動裝置進一步設(shè)有一整流電路及一濾波電路，該整流電路用以接收一交流電 源，且將該交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源，該濾波電路與該整流電路連接，可縮小該直流電源電 壓振幅的差距，并將直流電源分別傳送至該穩(wěn)壓電路以及該發(fā)光二極管。該驅(qū)動裝置進一步設(shè)有功因校正電路，該功因校正電路與該濾波電路串聯(lián)連接， 而該功因校正電路為第三電阻。該驅(qū)動裝置進一步設(shè)有功因校正電路，該功因校正電路與該濾波電路串聯(lián)連接， 而該功因校正電路為相互并聯(lián)的第三電阻及二極管。本實用新型的有益效果為本實用新型燈具的驅(qū)動裝置用以驅(qū)動至少二串聯(lián)連接 的發(fā)光二極管或封裝為多晶串聯(lián)的發(fā)光二極管，該驅(qū)動裝置包括有一整流電路、一濾波電 路、一穩(wěn)壓電路及一定電流電路，該整流電路用以接收一交流電源，且將該交流電源轉(zhuǎn)換成 直流電源，該濾波電路與該整流電路連接；若輸入電源為直流電源則不需整流電路及濾波 電路的設(shè)置。本實用新型的驅(qū)動裝置不僅大幅簡化電路架構(gòu)，并可使各發(fā)光二極管的串聯(lián)電壓 接近輸入電壓，以充分利用輸入電源來驅(qū)動各發(fā)光二極管，達到充分利用電源功率，減少功率損耗并且無電磁的干擾。
圖1、2、3為習(xí)用發(fā)光二極管驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型中驅(qū)動裝置第一實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本實用新型中驅(qū)動裝置第二實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本實用新型中驅(qū)動裝置第三實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本實用新型中驅(qū)動裝置第四實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本實用新型中驅(qū)動裝置第五實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為本實用新型中驅(qū)動裝置第六實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為本實用新型中驅(qū)動裝置第七實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖11為本實用新型中驅(qū)動裝置第八實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖號說明電容C；電阻R ；交流電源VAC ；驅(qū)動電路1 ；橋式整流器10 ；抑制電磁 干擾電路11 ；發(fā)光二極管12 ；高頻切換電路13 ；變壓電路14 ；回授電路15 ；濾波電路16 ； 穩(wěn)壓電路21 ；第一電阻211 ；穩(wěn)壓器212 ；定電流電路22 ；雙極性接面電晶體221 ；第二電阻 222 ；定電流組件223 ；電晶體224 ；金氧半場效電晶體225 ；絕緣閘雙極性電晶體226 ；η型 空乏型金氧半場效電晶體227 ；整流電路23 ；濾波電路M ；功因校正電路25 ；第三電阻251 ； 二極管252 ；發(fā)光二極管3。
具體實施方式
如圖4的第一實施例所示，本實用新型的驅(qū)動裝置2用以驅(qū)動至少二串聯(lián)連接的 發(fā)光二極管3或封裝為多晶串聯(lián)的發(fā)光二極管3，該驅(qū)動裝置2包括有一穩(wěn)壓電路21及 一定電流電路22 ；其中該穩(wěn)壓電路21并聯(lián)于直流電源的兩端，接收一直流電源，該穩(wěn)壓電 路21設(shè)有一相互串聯(lián)的第一電阻211以及穩(wěn)壓器212(可以為穩(wěn)壓二極管)，用以依據(jù)該 直流電源產(chǎn)生一恒定電壓；以及該定電流電路22與該穩(wěn)壓電路21連接，而該定電流電路 22與該發(fā)光二極管3串聯(lián)，用以限制驅(qū)動電流至發(fā)光二極管3，并可維持該電流于一固定 值，如圖所示的實施例中，該定電流電路22可以為電晶體，其中，該電晶體可以為金氧半場 效電晶體225 (MOSFET)，例如可以為η型增強型金氧半場效電晶體或η型空乏型金氧半場 效電晶體，該金氧半場效電晶體225操作于飽和區(qū)時，可利用飽和區(qū)的特性，以固定VGS電 壓的方式限制固定電流提供至發(fā)光二極管3 ；當然，若該電晶體為η型空乏型金氧半場效電 晶227時，可省去穩(wěn)壓電路的設(shè)置，如圖5第二實施例所示，空乏型與增強型的差別在于該 空乏型金氧半場效電晶體在制造過程中改變摻雜到通道的雜質(zhì)濃度，使得間極沒有施加電 壓，信道仍然存在，也就是說當VGS=OV時，ID仍有電流可流過，仍可驅(qū)動發(fā)光二極管。 若提供電源為交流電源則可進一步設(shè)有一整流電路23及一濾波電路Μ，如圖6的 第三實施例所示，該整流電路23可以為橋式整流器，用以接收一交流電源，且將該交流電 源轉(zhuǎn)換成直流電源，該濾波電路24(可以為電容器)與該整流電路23連接，可縮小該直流 電源電壓振幅的差距，并將直流電源分別傳送至該穩(wěn)壓電路21以及該發(fā)光二極管3。 如圖7的第四實施例所示，該驅(qū)動裝置2同樣包括有一穩(wěn)壓電路21以及一定電 流電路22，該定電流電路22可以為絕緣閘雙極性電晶體226 (IGBT)，由于絕緣閘雙極性電晶體2 可應(yīng)用的功率較場效電晶體(FET)大，但基本上的驅(qū)動原理相同，因此利用這點可 應(yīng)用于大功率的發(fā)光二極管上。如圖8的第五實施例所示，該驅(qū)動裝置2同樣包括有一穩(wěn)壓電路21以及一定電 流電路22，該定電流電路22可以為串聯(lián)連接的電晶體22可以為雙極性接面電晶體(BJT) 或者為場效電晶體(FET)以及一定電流組件223，該定電流組件223可控制固定電流值提 供至發(fā)光二極管3，且當交流電壓過大時，多余的電壓可消耗在該電晶體2M上，而不會影 響該定電流組件223與發(fā)光二極管3。而上述第一至第五實施例中，該定電流電路中亦可進一步串聯(lián)有一第二電阻，而 該第二電阻可以為可變電阻，可進一步藉由該可變電組來調(diào)整發(fā)光二極管的亮度，以具有 調(diào)光功能。如圖9所示為本實用新型的第六實施例，該驅(qū)動裝置2同樣包括有一穩(wěn)壓電路 21以及一定電流電路22，而該定電流電路設(shè)有一相互串聯(lián)的電晶體以及一第二電阻222， 其中，該電晶體可以為雙極性接面電晶體(BJT) 221，該第二電阻222可以為可變電阻，可進 一步藉由該可變電組來調(diào)整發(fā)光二極管的亮度，以具有調(diào)光功能。另外，上述各實施例中亦可進一步設(shè)有功因校正電路以提高功率因素，可達到實 際輸出功率提升、減少損耗降低廢熱的優(yōu)點，如圖10以第三實施例為例，該功因校正電路 25與該濾波電路M串聯(lián)，而該功因校正電路25可以為第三電阻251，利用該第三電阻251 可增加其充電時間，使輸入電流由瞬間大電流變?yōu)檩^平緩；當然，該功因校正電路25亦可 以為相互并聯(lián)的第三電阻251及二極管252，如圖11所示，可使用該二極管252分隔出充放 電的路徑，如此能讓輸入電壓與輸入電流能趨近于同相位來改善功率因素。本實用新型相較于習(xí)有驅(qū)動裝置具有下列優(yōu)點。1、本實用新型的定電流電路設(shè)計應(yīng)用于驅(qū)動串聯(lián)連接的發(fā)光二極管，或應(yīng)用于封 裝為多晶串聯(lián)的發(fā)光二極管，可使各發(fā)光二極管的串聯(lián)電壓接近輸入電壓，以充分利用輸 入電源來驅(qū)動各發(fā)光二極管，達到充分利用電源功率，并減少功率損耗。2、本實用新型的驅(qū)動裝置整體電路架構(gòu)大幅簡化，生產(chǎn)成本較低。3、沒有高頻切換裝置，不會產(chǎn)生電磁輻射，故不會有電磁干擾的缺失。4、不須設(shè)置變壓器，整體電路結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，亦可大幅縮小整體體積。
權(quán)利要求1.一種定電流LED燈具，其特征在于，該定電流LED燈具設(shè)有一驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置 用以驅(qū)動至少二串聯(lián)連接的發(fā)光二極管或封裝為多晶串聯(lián)的發(fā)光二極管，該驅(qū)動裝置包括 有一定電流電路，與該發(fā)光二極管串聯(lián)，該定電流電路設(shè)有一 η型空乏型金氧半場效電晶 體，以限制電流至發(fā)光二極管，并可維持該驅(qū)動電流于一固定值。
2.一種定電流LED燈具，其特征在于，該定電流LED燈具設(shè)有一驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置 用以驅(qū)動至少二串聯(lián)連接的發(fā)光二極管或封裝為多晶串聯(lián)的發(fā)光二極管，其包括有一穩(wěn)壓電路，該穩(wěn)壓電路并聯(lián)于直流電源兩端，接收一直流電源，用以依據(jù)該直流電源 產(chǎn)生一恒定電壓；以及一定電流電路，與該穩(wěn)壓電路連接，而該定電流電路與該發(fā)光二極管串聯(lián)，該定電流電 路設(shè)有一相互串聯(lián)的電晶體以及一第二電阻，以限制電流至發(fā)光二極管，并可維持該驅(qū)動 電流于一固定值。
3.如權(quán)利要求2所述的定電流LED燈具，其特征在于，該電晶體為金氧半場效電晶體 (MOSFET)，該金氧半場效電晶體為η型空乏型金氧半場效電晶體或η型增強型金氧半場效 電晶體；或者，該電晶體為一絕緣閘雙極性電晶體；亦或者，該電晶體為雙極性接面電晶體 (BJT)。
4.如權(quán)利要求3所述的定電流LED燈具，其特征在于，該電晶體進一步串聯(lián)一定電流組 件，該電晶體為雙極性接面電晶體(BJT)或者為場效電晶體(FET)。
5.如權(quán)利要求2至4任一項所述的定電流LED燈具，其特征在于，該第二電阻為可變電阻。
6.如權(quán)利要求1至4任一項所述的定電流LED燈具，其特征在于，該驅(qū)動裝置進一步設(shè) 有一整流電路及一濾波電路，該整流電路用以接收一交流電源，且將該交流電源轉(zhuǎn)換成直 流電源，該濾波電路與該整流電路連接，可縮小該直流電源電壓振幅的差距，并將直流電源 分別傳送至該穩(wěn)壓電路以及該發(fā)光二極管。
7.如權(quán)利要求6所述的定電流LED燈具，其特征在于，該驅(qū)動裝置進一步設(shè)有功因校正 電路，該功因校正電路與該濾波電路串聯(lián)連接，而該功因校正電路為第三電阻。
8.如權(quán)利要求7所述的定電流LED燈具，其特征在于，該驅(qū)動裝置進一步設(shè)有功因校正 電路，該功因校正電路與該濾波電路串聯(lián)連接，而該功因校正電路為相互并聯(lián)的第三電阻及二極管。
專利摘要本實用新型的定電流LED燈具設(shè)有一驅(qū)動裝置，用以驅(qū)動至少二串聯(lián)連接的發(fā)光二極管或封裝為多晶串聯(lián)的發(fā)光二極管，該驅(qū)動裝置包括有一整流電路、一濾波電路、一穩(wěn)壓電路及一定電流電路，該整流電路用以接收一交流電源，且將該交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源，該濾波電路與該整流電路連接，若輸入電源為直流電源則不需整流電路及濾波電路的設(shè)置，本實用新型的驅(qū)動裝置不僅大幅簡化電路架構(gòu)，并可使各發(fā)光二極管的串聯(lián)電壓接近輸入電壓，以充分利用輸入電源來驅(qū)動各發(fā)光二極管，達到充分利用電源功率，并減少功率損耗。
文檔編號F21V23/02GK201928493SQ20112000683
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者廖仕仁, 李玉麟 申請人:李玉麟, 趨勢照明股份有限公司