專利名稱：Led照明系統(tǒng)架構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明系統(tǒng)，尤其涉及一種同時適用于驅(qū)動發(fā)光二極管(LightEmitting Diode, LED)模塊數(shù)目相同或不同的多個LED燈具的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來環(huán)保意識抬頭，節(jié)能減碳已然成為全民運動，電子業(yè)也致力于研發(fā)更具環(huán)保性的產(chǎn)品，例如太陽能的運用及發(fā)光二極管等節(jié)能產(chǎn)品。為達(dá)到環(huán)保節(jié)能的目的，發(fā)光二極管現(xiàn)已普遍使用于通用照明設(shè)備，例如家用照明裝置、汽車照明裝置、手持照明裝置以及看板等照明應(yīng)用。請參閱圖1，其為公知LED照明系統(tǒng)架構(gòu)及其配置圖。如圖I所示，每一個LED燈具IA IC依據(jù)使用者需求設(shè)置于屋內(nèi)的不同位置，并使用單一個燈具驅(qū)動裝置I同時驅(qū)動多個LED燈具IA 1C，通過多個LED燈具IA IC同時照明以使房內(nèi)(照明空間)達(dá)到足夠的亮度(流明量)。傳統(tǒng)燈具驅(qū)動裝置I以雙級式電源轉(zhuǎn)換電路的方式實現(xiàn)，其包含第一級電路11及第二級電路12，其中，第一級電路11為一交流-直流轉(zhuǎn)換電路，其架構(gòu)于將輸入電源Vin轉(zhuǎn)換為固定電壓值的總線電壓Vbus并輸出至第二級電路12。第二級電路12包含第一 第三直流-直流轉(zhuǎn)換電路121 123，且第一 第三直流-直流轉(zhuǎn)換電路121 123的輸出端分別對應(yīng)連接一組燈具連接座131A、131B、132A、132B、133A、133B。其中，第一 第三組燈具連接座(131A、131B)、(132A、132B)、(133A、133B)分別電性連接于一 LED燈具，以分別傳送第一 第三燈電壓Vtjl Vtj3至對應(yīng)的LED燈具IA 1C。當(dāng)燈具開關(guān)10被導(dǎo)通時，輸入電壓Vin會經(jīng)由燈具開關(guān)10傳送至第一級電路11的輸入端，并由第一級電路11轉(zhuǎn)換為約52V定電壓值的總線電壓Vbus后,再由第一 第三直流-直流轉(zhuǎn)換電路121 123分別降壓為輸出第一 第三燈電壓Vtjl 八3。于此實施例中，燈具驅(qū)動裝置I架構(gòu)于驅(qū)動同一規(guī)格的發(fā)光二極管燈具，由于發(fā)光二極管為亮度與電流成正比的元件，為了使每一個發(fā)光二極管燈具的亮度相同，第一 第三直流-直流轉(zhuǎn)換電路121 123的規(guī)格必須相同，故燈電壓Vtjl Vtj3均約為50V，且第一 第三直流-直流轉(zhuǎn)換電路121 123必須提供約相同電流的第一 第三燈電流Itjl 1。3，然而，該直流-直流轉(zhuǎn)換電路121 123因生產(chǎn)過程不一且元件與元件之間具有誤差，致使效能不盡相同，因而使第一 第三直流-直流轉(zhuǎn)換電路121 123提供的第一 第三燈電流Itjl 1。3無法相同。此外，由于每一級電路皆有功率損耗，輸入電能在經(jīng)過第一級電路11及第二級電路12的轉(zhuǎn)換后，傳送至燈具的電能會減少，除了會造成效率下降且多余的電能浪費外，更使得燈具驅(qū)動裝置I工作效率無法有效提升，因此無法達(dá)到節(jié)能減碳的目的。再者，在每一個直流-直流轉(zhuǎn)換電路121 123內(nèi)部皆具有控制直流-直流轉(zhuǎn)換電路工作的控制電路，所以電路復(fù)雜度較高且直流-直流轉(zhuǎn)換電路模塊化時的成本過高，若驅(qū)動的燈具數(shù)目不同時(例如驅(qū)動三個燈具改為驅(qū)動六個燈具)無法利用模塊化的方式只調(diào)整或更換模塊化的直流-直流轉(zhuǎn)換電路的數(shù)目，而是需要依使用者不同的需求而重新設(shè)計電路，造成開發(fā)時間的浪費及成本提聞。
再者，為了達(dá)到安全性的目的，必須于第一 第三組燈具連接座(131AU31B)、(132A、132B)、(133AU33B)以及燈具IA IC的接線端a f安裝防水結(jié)構(gòu)，如此即可避免水氣滲入燈具驅(qū)動裝置I及燈具IA IC而造成毀損。由于一個燈具即需要由燈具驅(qū)動裝置I拉出兩條電線與其電性連接，故當(dāng)燈具驅(qū)動裝置I需驅(qū)動多個燈具時，即須拉出多條電線以驅(qū)動各燈具，如此將需使用多個防水結(jié)構(gòu)，且配線及安裝過程復(fù)雜，故會造成不易施工且成本較高。此外，傳統(tǒng)雙級式燈具驅(qū)動裝置I提供至每一個燈具IA IC的第一 第三燈電壓Vtjl Vtj3的電壓值較低，應(yīng)用于高照度或高功率的LED燈具時，除了需要使用耐流較高且成本較高的接線端及電線外，較高電流值的第一 第三燈電流Itjl 1。3，更會使線路損耗增加且整體電源效率下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種LED照明系統(tǒng)架構(gòu)，以解決公知燈具驅(qū)動裝置所驅(qū)動的每一個LED燈具的發(fā)光亮度不同、或無法利用模塊化方式現(xiàn)實應(yīng)用于LED串接數(shù)目及工作電壓值不同的LED燈具、或造成用電效能較低、或燈具驅(qū)動裝置的整體工作效率較低以及多個燈具連接座而使得防水結(jié)構(gòu)數(shù)量增加等缺陷，更可以使配線及安裝(施工)輕易地完成。此外，本發(fā)明的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)，應(yīng)用于高照度的LED燈具時，其燈電流的電流值較低，因此，可以使用耐流較低且成本較低的防水接線端及電線，且較低電流值的燈電流還可使線路損耗較小且整體電源效率提升。為達(dá)上述目的，本發(fā)明的一較廣義實施態(tài)樣為提供一種LED照明系統(tǒng)架構(gòu)，包括燈具驅(qū)動裝置，包含電源轉(zhuǎn)換電路，其架構(gòu)于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為第一直流電壓，且輸出實質(zhì)上定電流值的第一電流；以及LED燈具組，通過兩個接點與該燈具驅(qū)動裝置電性連接，且包含多個LED燈具，其包含多組燈具連接座及多個LED單元，每一組燈具連接座的正端及負(fù)端電性連接該多個LED單元對應(yīng)的LED單元，且燈電壓及燈電流傳遞至對應(yīng)的LED單元；其中，多組燈具連接座以電性串聯(lián)方式相互連接，使該多個LED燈具間為電性串聯(lián)連接，每一組燈具連接座的正負(fù)端間之燈電壓由第一直流電壓分壓而得，且每一組燈具連接座輸出的燈電流實質(zhì)上相同。本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明的驅(qū)動多組發(fā)光二極管燈具的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)，該燈具驅(qū)動裝置可驅(qū)動的每一個LED燈具的LED串接數(shù)目及工作電壓值不同的LED燈具，可以單級式電路的方式實現(xiàn)，以提升其用電效能，而燈具與燈具間以電性串聯(lián)連接，可使得每一組燈具的電流及亮度精確地相同。此外，燈具驅(qū)動裝置僅通過兩個接點與LED燈具組電性連接，可大幅降低防水結(jié)構(gòu)使用的數(shù)目，較容易配線及實施(安裝)，如此制造商得以較低成本的方式實現(xiàn)。此外，本發(fā)明的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)，應(yīng)用于高照度的LED燈具時，只有燈電壓提高，其燈電流的電流值較低，例如維持50mA，因此，可以使用耐流較低且成本較低的防水接線端及電線，且較低電流值的燈電流還可使線路損耗較小且整體電源效率提升。


圖I為公知燈具驅(qū)動裝置及其配置圖。圖2 :其為本發(fā)明一較佳實施例的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)不意圖。
圖3 :其為本發(fā)明的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)的電路示意圖。圖4 :其為本發(fā)明另一較佳實施例的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)的電路示意圖。圖5A :其為本發(fā)明一較佳實施例的LED燈具的電路示意圖。圖5B :其為圖5A的部分細(xì)部電路示意圖。圖5C :其為一較佳實施例的LED燈具的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下LED照明系統(tǒng)架構(gòu)I、2、3第一 第三直流-直流轉(zhuǎn)換電路121、122、123第一組燈具連接座(131A、131B)第二組燈具連接座(132A、132B)第三組燈具連接座(132A、132B)燈具開關(guān)20電源轉(zhuǎn)換電路21燈具驅(qū)動裝置21K、21K2第一輸出端21a第二輸出端21b第一輸出連接端2a第二輸出連接端2bLED 燈具組22第一 第三LED燈具22A 22C燈具驅(qū)動裝置21K、21K2第一 第三組燈具連接座221 223第一 LED燈具連接座正端221a第一 LED燈具連接座負(fù)端221b第二 LED燈具連接座正端222a第二 LED燈具連接座負(fù)端222b第三LED燈具連接座正端223a第三LED燈具連接座負(fù)端223b過電流保護(hù)電路24電流檢測電路241開關(guān)電路242觸發(fā)電路36al第一 第二 LED模塊Dla Dlc第一 第三LED組(串)37a 37c第一導(dǎo)接端Dlal Dlcl第二導(dǎo)接端Dla2 Dlc2燈具IA IC殼體38散熱結(jié)構(gòu)381
燈罩39透光部391均光板392第一 第二 LED單兀D1 D3輸入電壓Vin第一直流電壓-V1第一燈電壓:Vol第二燈電壓-X2第三燈電壓Vq3第一電流I1第一燈電流Iq1第二燈電流1。2第三燈電流1。3第一 第三燈電壓Vkl Vk3第一 第三燈電流Ikl Ik3第一 第三模塊電壓Vdl Vd3第一 第三模塊電流Idl Id3第一電阻Ri第二電阻R2第三電阻R3第四電阻R4第五電阻R5第一節(jié)點=K1第二節(jié)點K2輸出保護(hù)電路36a、36b、36c第一開關(guān)元件=S1第一開關(guān)元件的控制端Sla第一開關(guān)元件的電流傳導(dǎo)端Slb、Slc第二開關(guān)元件=S2第二開關(guān)元件的控制端S2a第二開關(guān)元件的電流傳導(dǎo)端S2b、S2c第三開關(guān)元件S3第一控制電壓Vkl第二控制電壓Vk2體二極管Db第一齊納二極管Dzl第二齊納二極管Dz2第一旁路電流Jal第二旁路電流Ia2
第三旁路電流Ia具體實施例方式體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點的一些典型實施例將在后段的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的態(tài)樣上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及附圖在本質(zhì)上當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。本發(fā)明的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)適用于多個LED燈具電性串聯(lián)連接工作，且每一個LED燈具的LED模塊數(shù)目及LED模塊的LED串接數(shù)目及工作電壓值不限定，以下將例舉應(yīng)用于三個LED燈具說明本發(fā)明LED照明系統(tǒng)架構(gòu)的工作原理，但不以此為限。請參閱圖2及圖3，其中圖2為本發(fā)明一較佳實施例的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)示意圖，圖3為本發(fā)明的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)的電路示意圖。如圖所示，本發(fā)明的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)2包括燈具驅(qū)動裝置21K以及LED燈具組22，其中燈具驅(qū)動裝置21K以單級式電源轉(zhuǎn)換電路21實現(xiàn)且架構(gòu)于將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為第一直流電壓V1，并輸出實質(zhì)上定電流值的第一電流I1。LED燈具組22與燈具驅(qū)動裝置21K電性連接，且LED燈具組22包含例如但不限于三組LED燈具連接座，即第——第三LED燈具22A 22C分別具有第一組燈具連接座221、第二組燈具連接座222、第三組燈具連接座223。每一組燈具連接座221 223的正端221a 223a及負(fù)端221b 223b電性連接對應(yīng)的LED燈具22A 22C內(nèi)的LED單元Dl D3，且燈電壓及燈電流經(jīng)由多組燈具連接座221 223傳遞至對應(yīng)電性連接的LED單元Dl D3。其中，多組燈具連接座221 223以電性串聯(lián)方式相互連接，每一組燈具連接座221 223的正負(fù)端間的燈電壓Vkl Vk3由第一直流電壓V1分壓而得，且每一組燈具連接座221 223的燈電流Ikl Ik3實質(zhì)上相同。于本實施例中，電源轉(zhuǎn)換電路21可以單級式電路方式實現(xiàn)使其相較于雙級式具有較高的電源工作效率，但不以此為限，例如單級返馳式(single-stage flyback)轉(zhuǎn)換電路、主動箝位返馳式(active-clamp)轉(zhuǎn)換電路或諧振式(resonant)轉(zhuǎn)換電路,用以將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為電壓值較高的第一直流電壓V1，例如180V (伏特)，且輸出實質(zhì)上定電流值的第一電流I1，例如50mA(毫安培)。第一組燈具連接座221、第二組燈具連接座222、第三組燈具連接座223在電源轉(zhuǎn)換電路21的第一輸出端21a與第二輸出端21b (燈具驅(qū)動裝置21K的第一輸出連接端(防水接頭)2a與第二輸出連接端2b)之間以電性串聯(lián)方式相互連接，用以分別提供予第一 LED燈具內(nèi)的第一 LED單元Dl、第二 LED燈具內(nèi)的第二 LED單元D2、第三LED燈具內(nèi)的第三LED單元D3對應(yīng)連接，通過第一組燈具連接座221、第二組燈具連接座222、第三組燈具連接座223分別傳送第一 第三燈電壓Vkl、Vk2、Vk3至第一 LED單元D1、第二 LED單元D2、第三LED單元D3。第一組燈具連接座221包含正端221a與負(fù)端221b，相似地，第二 第三組燈具連接座222、223包含正端222a、223a與負(fù)端222b、223b。其中，第一組燈具連接座221的正端221a通過燈具驅(qū)動裝置21K的第一輸出連接端2a(正端)電性連接于電源轉(zhuǎn)換電路21的第一輸出端21a(正端)，最后一組燈具連接座的負(fù)端(即第三組燈具連接座223的負(fù)端223b)通過燈具驅(qū)動裝置21K的第二輸出連接端2b (負(fù)端)電性連接于電源轉(zhuǎn)換電路21的第二輸出端21b(負(fù)端)，而第一組燈具連接座221與最后一組燈具連接座間的電性連接關(guān)系為上一組燈具連接座的負(fù)端與下一組燈具連接座的正端電性連接，例如第一組燈具連接座221的負(fù)端221b與第二組燈具連接座222的正端222a電性連接，或第二組燈具連接座222的負(fù)端222b與第三組燈具連接座223的正端223a電性連接。如此，即可達(dá)到燈具驅(qū)動裝置21K僅通過兩個接點(第一 第二輸出連接端2a 2b)與LED燈具組22電性連接，將可大幅降低燈具驅(qū)動裝置21K的防水結(jié)構(gòu)(未圖示)的使用數(shù)量，以降低成本且較容易實施。此外，第一燈電流Ikl、第二燈電流Ik2、第三燈電流Ik3分別經(jīng)由每一組燈具連接座221 223提供至對應(yīng)電性連接的第一 第三LED燈具22k 22C內(nèi)的第一 第三LED單元Dl D3。于此實施例中，本發(fā)明的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)2架構(gòu)于驅(qū)動電性串聯(lián)連接工作的多個LED燈具，且每一個LED燈具22k 22C中的每一 LED單元Dl D3由至少一個LED模塊構(gòu)成，其中，LED模塊數(shù)目及各個LED模塊的LED串接數(shù)目及工作電壓值不限定。當(dāng)燈具開關(guān)20被導(dǎo)通而使輸入電壓Vin傳送至電源轉(zhuǎn)換電路21的輸入端后，電源轉(zhuǎn)換電路21會將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為第一直流電壓V1,并輸出實質(zhì)上定電流值的第一電流Ip由于，電源轉(zhuǎn)換電路21以定電流方式工作，且第一 第三組燈具連接座221 223以電性串聯(lián)方式連接，故第一 第三燈電流Ikl、Ik2、Ik3的電流值均與第一電流I1相等，即使第一 第三LED燈具22k 22C內(nèi)的第一 第三LED單元Dl D3彼此由不同制造商的發(fā)光二極管組成，相同電流值的第一 第三燈電流Iki、Ik2、Iu可以使第一 第三LED單兀Dl D3中的發(fā)光二極管具有相似的亮度。于此實施例中，第一直流電壓V1等于第一 第三燈電壓Vkl Vk3的總合(V1 =Vkl+Vk2+Vk3)且隨著第一 第三LED燈具22k 22C的第一 第三燈電壓Vkl Vk3變化，由于，每一個燈電壓Vkl Vk3的電壓值會隨著所對應(yīng)電性連接的LED燈具的額定工作電壓值變化，因此，第一直流電SV1的電壓值會同時隨著LED燈具連接座的數(shù)目以及每一個LED燈具的額定工作電壓值增加而對應(yīng)增加。由于，本發(fā)明的燈具驅(qū)動裝置21K輸出的第一直流電壓V1的電壓值較高，大于傳統(tǒng)燈具驅(qū)動裝置輸出的50V，因此可以驅(qū)動多個LED燈具電性串聯(lián)連接的工作。為了防止LED燈具工作時，使用者碰觸LED燈具或燈具驅(qū)動裝置21K而導(dǎo)致使用者受到電擊，目前LED燈具的額定工作電壓值會設(shè)計低于安規(guī)要求的人體導(dǎo)電的最小電壓值以下，例如約為60V以下，故燈電壓Vkl Vk3的電壓值不會隨著燈具連接座的數(shù)目增加而對應(yīng)增加，所以，如果使用者不慎因為碰觸LED燈具或燈具驅(qū)動裝置21K，也不會造成使用者受到電擊。且均會于外部接點處，例如第一輸出端2a、第二輸出端2b、第一 第三組燈具連接座的正端221a 223a以及第一 第三組燈具連接座的負(fù)端221b 223b安裝防水結(jié)構(gòu)，避免水氣滲入導(dǎo)致LED照明系統(tǒng)架構(gòu)2損壞或是人員遭受電擊。本實施例中的電源轉(zhuǎn)換電路21因以單級式電路方式實現(xiàn)，故用電效能提升、電能于電源轉(zhuǎn)換電路21轉(zhuǎn)換時的整體損耗較小，且該第一 第三組燈具連接座221 223以電性串聯(lián)相互連接，故輸出至每一個LED燈具22k 22C的燈電流Ikl、Ik2、Ik3的電流值實質(zhì)上相同，應(yīng)用于相同規(guī)格的發(fā)光二極管燈具時，可使得每一個發(fā)光二極管燈具的亮度實質(zhì)上相同。請參閱圖4并配合圖3，其中圖4為本發(fā)明另一較佳實施例的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)的電路示意圖。如圖4所示，本發(fā)明的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)3除了包含電源轉(zhuǎn)換電路21、LED燈具組22之外，還于電源轉(zhuǎn)換電路21及LED燈具組22之間串聯(lián)一過電流保護(hù)電路24，即過電流保護(hù)電路24電性連接于電源轉(zhuǎn)換電路21以及燈具驅(qū)動裝置21K2的輸出連接端2a、2b之間，用以防止電源轉(zhuǎn)換電路21輸出的第一電流I1發(fā)生過電流。于一些異常情況時第一電流I1會瞬間提升，為避免過大的第一電流I1直接反饋至電源轉(zhuǎn)換電路21而造成燈具驅(qū)動裝置21K損壞，當(dāng)?shù)谝浑娏鱅1提升至一額定值時，過電流保護(hù)電路24會開始動作，斷開電源轉(zhuǎn)換電路21與多組燈具連接座221 223間的第一電流I1的整個電流傳遞回路。其中，電源轉(zhuǎn)換電路21以及過電流保護(hù)電路24架構(gòu)為燈具驅(qū)動裝置21K2，電源轉(zhuǎn)換電路21以及過電流保護(hù)電路24仍可模塊化實現(xiàn)，故燈具驅(qū)動裝置21K2仍僅通過兩個與LED燈具組22電性連接，以降低防水結(jié)構(gòu)的使用數(shù)目。請再參閱圖4，過電流保護(hù)電路24包括電流檢測電路241以及開關(guān)電路242，其中電流檢測電路241電性連接于電源轉(zhuǎn)換電路21的輸出側(cè)以及該開關(guān)電路242，用以依據(jù)流經(jīng)該電流檢測電路241的第一電流I1對應(yīng)產(chǎn)生第一控制電壓Vkl至該開關(guān)電路242的控制端，并通過該第一控制電壓Vkl大小控制該開關(guān)電路242導(dǎo)通或截止。于本實施例中，該開關(guān)電路242電性連接于輸出該第一電流I1的電流回路上，且包含第一開關(guān)元件S1與體二極管Db (body diode)，該電流檢測電路241包括第一電阻R1、第二電阻R2、第二開關(guān)元件S2及第一齊納二極管Dzl(zener diode)。于本實施例中,第一開關(guān)元件S1為金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管(MOSFET)，而第一開關(guān)元件S1的控制端Sla與兩個電流傳導(dǎo)端Slb、Slc;分別對應(yīng)為金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管的柵極(Gate)、漏極(Drain)以及源極(Source);第二開關(guān)元件S2為雙載子接面晶體管(BTJ)，而第二開關(guān)元件S2的控制端S2a與兩個電流傳導(dǎo)端S2b、S2e分別對應(yīng)為基極(Base)、集電極(Collector)以及發(fā)射極(Emitter)。于該開關(guān)電路242中，第一開關(guān)元件S1的控制端Sla電性連接至第一節(jié)點K1，第一開關(guān)元件S1的電流傳導(dǎo)端Slb電性連接至燈具驅(qū)動裝置21K2的第二輸出連接端2b，第一開關(guān)元件S1的另一電流傳導(dǎo)端S1。則電性連接至一第二節(jié)點K2，而體二極管Db的陰極(Cathode)與第一開關(guān)元件S1的電流傳導(dǎo)端Slb電性連接,體二極管Db的陽極(Anode)與第一開關(guān)元件S1的另一電流傳導(dǎo)端Slc;電性連接。于該電流檢測電路241中，第一電阻R1的一端電性連接至電源轉(zhuǎn)換電路21的第一輸出端21a與燈具驅(qū)動裝置21K2的第一輸出連接端2a，另一端電性連接至第一節(jié)點K1(Hode);第一齊納二極管Dzi的陰極電性連接于第一節(jié)點K1，第一齊納二極管Dzi的陽極則電性連接至第二節(jié)點K2，用以箝制第一節(jié)點K1及第二節(jié)點K2間的第一控制電壓Vkl大??；第二開關(guān)元件S2的控制端S2a電性連接于第二節(jié)點K2，第二開關(guān)元件S2的一電流傳導(dǎo)端S2b電性連接至第一節(jié)點K1，第二開關(guān)元件S2的另一電流傳導(dǎo)端S2。電性連接至電源轉(zhuǎn)換電路21的第二輸出端21b。第二電阻R2的一端連接至第二節(jié)點K2，第二電阻R2的另一端連接至電源轉(zhuǎn)換電路21的第二輸出端21b，使第二電阻R2與開關(guān)電路242的第一開關(guān)元件S1電性串聯(lián)連接。第一節(jié)點K1及第二節(jié)點K2之間跨有第一控制電壓Vkl，且隨著第一直流電壓V1變化，而第一電流Il流經(jīng)第二電阻R2時，第二節(jié)點K2及電源轉(zhuǎn)換電路21的第二輸出端21b之間跨有一第二控制電壓Vk2，且隨著第一電流I1變化。當(dāng)該LED照明系統(tǒng)架構(gòu)3于正常情況下工作時，燈具連接座221 223及LED燈具22A 22C的動作與前一實施例所述相同，故不再贅述，而此時第一電流I1的電流值在額定值范圍內(nèi)，第一控制電壓Vkl的電壓值大于或等于開關(guān)電路242的導(dǎo)通電壓Vth，因此開關(guān)電路242的第一開關(guān)元件S1將會導(dǎo)通，使第一電流I1流經(jīng)第一開關(guān)元件S1至多組燈具連接座221 223 ;而第二電阻R2的壓降，即第二控制電壓Vk2的電壓值，會小于第二開關(guān)元件S2的導(dǎo)通電壓Vtb，例如O. 6V，使第二開關(guān)元件S2截止，第一電流I1通過開關(guān)電路242的第一開關(guān)元件S1與第二電阻R2后回到電源轉(zhuǎn)換電路21。相反地，當(dāng)?shù)谝浑娏鱅1的電流值瞬間提升而超過第一電流I1的額定值范圍時，例如超過第一電流I1的額定電流值的10%，當(dāng)超過額定值范圍的第一電流I1流經(jīng)第二電阻R2所產(chǎn)生的第二控制電壓Vk2的電壓值會大于第二開關(guān)兀件S2的導(dǎo)通電壓Vtb,例如大于O. 6V,使得第二開關(guān)元件S2導(dǎo)通，導(dǎo)致第一控制電壓Vkl的電壓值為零或低于第一開關(guān)元件S1的導(dǎo)通電壓vth，故第一開關(guān)元件S1截止，而避免過大的第一電流I1直接流回電源轉(zhuǎn)換電路21而毀損，以達(dá)到保護(hù)電源轉(zhuǎn)換電路21的功用。本發(fā)明的LED燈具內(nèi)的LED組可由一個或多個LED模塊串接構(gòu)成，以下將例舉LED組由三個LED模塊串接構(gòu)成，說明LED燈具的工作原理，但不以此為限。請參閱圖5A、圖5B以及圖5C并配合圖3與圖4，其中圖5A為本發(fā)明一較佳實施例的LED燈具的電路示意圖，圖5B為圖5A的部分細(xì)部電路示意圖，而圖5C為一較佳實施例的LED燈具的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5A與圖5B所示，本發(fā)明的LED燈具22k的第一 LED單元Dl包含多個LED模塊Dla Dlc，該多個LED模塊Dla Dlc在第一組燈具連接座221的正端221a及負(fù)端221b間電性串聯(lián)連接。該多個LED模塊Dla Dlc包含多個輸出保護(hù)電路36a 36c及多個LED組(串)37a 37c，其中第一輸出保護(hù)電路36a、第二輸出保護(hù)電路36b及第三輸出保護(hù)電路36c分別電性并聯(lián)連接于每一個LED模塊Dla Dlc的第一導(dǎo)接端Dlal Dlcl (正端)與第二導(dǎo)接端Dla2 Dlc2(負(fù)端)之間，即第一輸出保護(hù)電路36a的一端與第一 LED模塊Dla的第一導(dǎo)接端Dlal電性連接，另一端與第一 LED模塊Dla的第二導(dǎo)接端Dla2電性連接，以此類推。該多個輸出保護(hù)電路36a 36c架構(gòu)于提供使用者可以選擇性地只驅(qū)動部分LED燈具22A 22C或LED模塊Dla Dlc，而無需全部使用，或者當(dāng)任一 LED燈具22A 22C或LED模塊Dla Dlc的發(fā)光二極管損壞時，可以避免因LED燈具22A 22C或LED模塊Dla Dlc為電性串聯(lián)連接導(dǎo)致全部LED燈具22A 22C的LED單元Dl D3均停止被驅(qū)動的情形。以第一 LED燈具22k為例，當(dāng)?shù)谝?LED燈具22k的第一 LED模塊Dla的第一 LED組(串)37a中的發(fā)光二極管損壞使第一 LED組37a為開路狀態(tài)的異常狀態(tài)發(fā)生時，第一模塊電壓Vdl的電壓值會瞬間提升而超過第一模塊電壓Vdl的額定工作電壓值范圍，于此實施例中，高于約55V時，第三開關(guān)元件S3會被觸發(fā)而導(dǎo)通，使得第一輸出保護(hù)電路36a工作而將第一 LED模塊Dla旁路(bypass)以停止第一燈電流Ikl流入第一 LED組(串)37a，使流入第一 LED模塊Dla的第一燈電流Ikl改流經(jīng)第一輸出保護(hù)電路36a。此時，雖然第一 LED模塊Dla的第一 LED組(串)37a停止動作，但通過第一 LED模塊Dla的第一輸出保護(hù)電路36a的動作，使流經(jīng)第一 LED模塊Dla的第一燈電流Ikl不為零，且其他串接的第一 第二LED模塊Dlb Dlc及第二 第三LED燈具22B 22C可以正工作。其中，流經(jīng)第一輸出保護(hù)電路36a的第一旁路電流Ial的電流值等于第一燈電流Ikl及第一電流I1，流入第一 LED組(串)37a的第一模塊電流Idl的電流值為零，而流入至第一輸出保護(hù)電路36a的第一旁路電流Ial會流經(jīng)第一 LED模塊Dla的第二導(dǎo)接端Dla2以驅(qū)動剩余的LED模塊Dlb Dlc及LED燈具22A、22C工作。換言之，當(dāng)各LED模塊Dla Dlc的LED組37a 37c正常工作時，第一 第三模塊電流Idl Id3會流入對應(yīng)的LED組37a 37c，第一 第三輸出保護(hù)電路36a 36c不會動作，流至第一 第三輸出保護(hù)電路36a 36c的電流Ial Ia3的電流值均為零。請再參閱圖5A及圖5B，多個輸出保護(hù)電路36a 36c的電路架構(gòu)皆相同，但不以此為限。為便于說明，以下將以第一輸出保護(hù)電路36a的細(xì)部電路為示范例以說明其電路架構(gòu)及其工作原理。第一輸出保護(hù)電路36a包括第三開關(guān)元件S3與觸發(fā)電路36al，其中第三開關(guān)元件S3電性連接于第一 LED模塊Dla的第一導(dǎo)接端Dlal與第二導(dǎo)接端Dla2間，而觸發(fā)電路36al電性連接于第一 LED模塊Dla的第一導(dǎo)接端Dlal與第二導(dǎo)接端Dla2以及第三開關(guān)元件S3的控制端，用以依據(jù)第一 LED模塊Dla的第一模塊電壓Vdl控制第三開關(guān)元件S3是否導(dǎo)通。于本實施例中，第三開關(guān)元件S3可以是但不限為硅控整流器(Silicon-controlled rectifier, SCR);觸發(fā)電路36al包含第三電阻R3、第四電阻R4以及第二齊納二極管DZ2，而觸發(fā)電路36al可選擇性地還包含第五電阻R5及電容C所構(gòu)成的延遲電路，且電性連接于第一 LED模塊Dla的第二導(dǎo)接端Dla2與第三開關(guān)元件S3的控制端間。其中第二齊納二極管Dz2、第三電阻R3、第四電阻R4在第一 LED模塊Dla的第一導(dǎo)接端Dlal與第二導(dǎo)接端Dla2間構(gòu)成串聯(lián)電性連接關(guān)系，做為限流及分壓之用。當(dāng)?shù)谝荒K電壓Vdl的電壓值瞬間提升而超過第一模塊電壓Vdl的額定工作電壓值范圍時，例如高于額定工作電壓值的10%時，觸發(fā)電路36al會傳送一觸發(fā)信號至第三開關(guān)元件S3的控制端控制第三開關(guān)兀件S3導(dǎo)通,使得第一輸出保護(hù)電路36a動作而將第一 LED模塊Dla的第一LED組(串)37a旁路以停止第一燈電流Ikl流入第一 LED組(串)37a，使流入第一 LED模塊Dla的第一燈電流Ikl改流經(jīng)第一輸出保護(hù)電路36a。于本實施例中，電容C電性連接于第三開關(guān)元件S3的控制端，而第五電阻R5電性連接于第三電阻R3與電容C之間，用以使第一輸出保護(hù)電路36a的觸發(fā)電路36al控制第三開關(guān)元件S3導(dǎo)通時產(chǎn)生一延遲時間，以增加觸發(fā)電路36al的判斷時間而降低第一輸出保護(hù)電路36a誤動作的機(jī)會。請再參閱圖5C并配合圖5A及圖5B，于本實施例中，第一 LED燈具22k的實體結(jié)構(gòu)包含殼體38與燈罩39，其中殼體38的一側(cè)邊設(shè)置防水結(jié)構(gòu)的第一組燈具連接座221的正端221a與負(fù)端221b，該多個LED模塊Dla Dlc設(shè)置于殼體38的容置空間，該多個LED模塊Dla Dlc的發(fā)光面朝向燈罩39方向，該多個LED模塊Dla Dlc的散熱面與殼體38的散熱面接觸，燈罩39與殼體38的開口接合(未圖示)，該多個LED模塊Dla Dlc產(chǎn)生的光源可穿透燈罩39的透光部391至照明空間。于本實施例中，第一 LED燈具22A的實體結(jié)構(gòu)還包含散熱結(jié)構(gòu)381及均光板392，散熱結(jié)構(gòu)381設(shè)置于殼體38外部的一面上，用以降低該多個LED模塊Dla Dlc的溫度；均光板392設(shè)置于該多個LED模塊Dla Dlc與燈罩39之間，用以使LED燈具產(chǎn)生的光源更均衡。綜上所述，本發(fā)明的驅(qū)動多組發(fā)光二極管燈具的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)，該燈具驅(qū)動裝置可驅(qū)動的每一個LED燈具的LED串接數(shù)目及工作電壓值不同的LED燈具，可以單級式電路的方式實現(xiàn)，以提升其用電效能，而燈具與燈具間以電性串聯(lián)連接，可使得每一組燈具的電流及亮度精確地相同。此外，燈具驅(qū)動裝置僅通過兩個接點與LED燈具組電性連接，可大幅降低防水結(jié)構(gòu)使用的數(shù)目，較容易配線及實施(安裝)，如此制造商得以較低成本的方式實現(xiàn)。此外，本發(fā)明的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)，應(yīng)用于高照度的LED燈具時，只有燈電壓提高，其燈電流的電流值較低，例如維持50mA，因此，可以使用耐流較低且成本較低的防水接線端及電線，且較低電流值的燈電流還可使線路損耗較小且整體電源效率提升。本發(fā)明得由本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫權(quán)利要求所欲保護(hù)者。
權(quán)利要求
1.一種LED照明系統(tǒng)架構(gòu),包括 一燈具驅(qū)動裝置，包含一電源轉(zhuǎn)換電路，該電源轉(zhuǎn)換電路架構(gòu)于將一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一第一直流電壓，且輸出實質(zhì)上定電流值的一第一電流；以及 一 LED燈具組，通過兩個接點與該燈具驅(qū)動裝置電性連接，且包含 多個LED燈具，包含多組燈具連接座及多個LED單元，每一組燈具連接座的一正端及一負(fù)端電性連接該多個LED單元對應(yīng)的LED單元，且一燈電壓及一燈電流傳遞至對應(yīng)的LED單元； 其中，該多組燈具連接座以電性串聯(lián)方式相互連接，使該多個LED燈具間為電性串聯(lián)連接，每一組燈具連接座的正負(fù)端間的該燈電壓由該第一直流電壓分壓而得，且每一組燈具連接座輸出的該燈電流實質(zhì)上相同。
2.如權(quán)利要求I所述的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，該電源轉(zhuǎn)換電路為單級的返馳式轉(zhuǎn)換電路、主動箝位返馳式轉(zhuǎn)換電路或諧振式轉(zhuǎn)換電路。
3.如權(quán)利要求I所述的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，該電源轉(zhuǎn)換電路為定電流式，輸出實質(zhì)上定電流值的該第一電流，且所輸出的該第一直流電壓等于該多組燈具連接座的該燈電壓的總合。
4.如權(quán)利要求I所述的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，LED照明系統(tǒng)架構(gòu)還包括一過電流保護(hù)電路，電性連接于該電源轉(zhuǎn)換電路以及該燈具驅(qū)動裝置的輸出連接端之間，用以防止該電源轉(zhuǎn)換電路輸出的該第一電流發(fā)生過電流。
5.如權(quán)利要求4所述的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，該過電流保護(hù)電路包括 一開關(guān)電路，電性連接于該第一電流的一電流回路；以及 一電流檢測電路，電性連接于該電源轉(zhuǎn)換電路的一輸出側(cè)與該開關(guān)電路，用以依據(jù)流經(jīng)該電流檢測電路的該第一電流對應(yīng)產(chǎn)生一第一控制電壓至該開關(guān)電路的一控制端，并通過該第一控制電壓控制該開關(guān)電路導(dǎo)通或截止。
6.如權(quán)利要求5所述的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，該開關(guān)電路包含 一第一開關(guān)元件，電性連接于該電流回路；以及 一體二極管，電性連接于該第一開關(guān)元件的兩個電流傳導(dǎo)端間。
7.如權(quán)利要求6所述的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，該電流檢測電路包括 一第一電阻，該第一電阻的一端電性連接至該電源轉(zhuǎn)換電路的一第一輸出端，該第一電阻的另一端電性連接至與該開關(guān)電路電性連接的一第一節(jié)點； 一第二電阻，與該開關(guān)電路電性串聯(lián)連接，使該第一電流流經(jīng)該第二電阻時產(chǎn)生一第二控制電壓； 一第二開關(guān)元件，該第二開關(guān)元件的一控制端電性連接于一第二節(jié)點，該第二開關(guān)元件的一電流傳導(dǎo)端電性連接至該第一節(jié)點，該第二開關(guān)元件的另一電流傳導(dǎo)端電性連接至該電源轉(zhuǎn)換電路的一第二輸出端；以及 一第一齊納二極管元件，該第一齊納二極管電性連接于該第一節(jié)點與該第二節(jié)點之間，用以箝制該第一節(jié)點與該第二節(jié)點間的該第一控制電壓大小。
8.如權(quán)利要求I所述的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，該多個燈具連接座的一第一組燈具連接座的一正端電性連接于該燈具驅(qū)動裝置的一第一輸出連接端，該多個燈具連接座的一最后一組燈具連接座的一負(fù)端電性連接于該燈具驅(qū)動裝置的一第二輸出連接端，該多個燈具連接座的該第一組燈具連接座與該最后一組燈具連接座間的電性連接關(guān)系為上一組燈具連接座的一負(fù)端與下一組燈具連接座的一正端電性連接。
9.如權(quán)利要求I所述的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，每一個LED燈具的LED單元包含一個或多個LED模塊，該一個或該多個LED模塊在該LED燈具對應(yīng)的燈具連接座的正端及負(fù)端間電性串聯(lián)連接。
10.如權(quán)利要求I所述的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，每一個LED模塊還包含一輸出保護(hù)電路，其電性并聯(lián)連接于該LED模塊的一第一導(dǎo)接端與一第二導(dǎo)接端，其中當(dāng)該LED模塊損壞時，該輸出保護(hù)電路架構(gòu)于將該LED模塊旁路。
11.如權(quán)利要求10所述的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，該輸出保護(hù)電路包含 一第三開關(guān)元件，電性連接于對應(yīng)的該LED模塊的該第一導(dǎo)接端與該第二導(dǎo)接端間；以及 一觸發(fā)電路，電性連接于對應(yīng)的該LED模塊的該第一導(dǎo)接端與該第二導(dǎo)接端以及該第三開關(guān)元件的一控制端，用以依據(jù)對應(yīng)的該LED模塊的一模塊電壓控制該第三開關(guān)元件是否導(dǎo)通； 其中，當(dāng)對應(yīng)的該LED模塊的該模塊電壓超過一額定工作電壓值范圍時，該觸發(fā)電路傳送一觸發(fā)信號至該第三開關(guān)元件的該控制端控制該第三開關(guān)元件導(dǎo)通，使對應(yīng)的該輸出保護(hù)電路動作而將對應(yīng)的該LED模塊旁路。
12.如權(quán)利要求11所述的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，該觸發(fā)電路包含一第三電阻、一第四電阻以及一第二齊納二極管，且在對應(yīng)的該LED模塊的該第一導(dǎo)接端與該第二導(dǎo)接端間串聯(lián)連接，用以限流及分壓。
13.如權(quán)利要求12所述的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，該觸發(fā)電路還包含一第五電阻及一電容所構(gòu)成的一延遲電路。
14.如權(quán)利要求9所述的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，每一個LED燈具的實體結(jié)構(gòu)包含 一殼體，該殼體的容置空間設(shè)置該一個或該多個LED模塊，且該殼體的一側(cè)邊設(shè)置防水結(jié)構(gòu)的該一組燈具連接座的正端與負(fù)端；以及 一燈罩，與該殼體的開口接合，該一個或該多個LED模塊產(chǎn)生的光源穿透該燈罩的一透光部至照明空間。
15.如權(quán)利要求14所述的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，每一個LED燈具的實體結(jié)構(gòu)還包含 一散熱結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該殼體外部的一面上，以降低該一個或該多個LED模塊的溫度；以及 一均光板，設(shè)置于該殼體的開口與該燈罩之間，以均衡該LED燈具產(chǎn)生的光源。
16.如權(quán)利要求I所述的LED照明系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，該多個燈具連接座的額定工作電壓值低于一人體導(dǎo)電的最小電壓值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LED照明系統(tǒng)架構(gòu)，包括具有電源轉(zhuǎn)換電路的燈具驅(qū)動裝置，其輸出實質(zhì)上定電流值的第一電流；以及LED燈具組，通過兩個接點與燈具驅(qū)動裝置電性連接，且包含多個LED燈具，其包含多組燈具連接座及多個LED單元，每一組燈具連接座的正端及負(fù)端電性連接該多個LED單元對應(yīng)的LED單元，且燈電壓及燈電流傳遞至對應(yīng)的LED單元；其中，多組燈具連接座以電性串聯(lián)方式相互連接，使該多個LED燈具間為電性串聯(lián)連接，每一組燈具連接座的正負(fù)端間的燈電壓由第一直流電壓分壓而得，且每一組燈具連接座輸出的燈電流實質(zhì)上相同。本發(fā)明可提升用電效能。
文檔編號H05B37/02GK102984841SQ20111025835
公開日2013年3月20日 申請日期2011年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月2日
發(fā)明者黃仲才, 顏上進(jìn), 吳享珍 申請人:臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司