專利名稱：發(fā)光二極管的開關(guān)控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種發(fā)光二極管的開關(guān)控制電路，尤指一種采用多段式開關(guān)機(jī)制控制發(fā)光二極管發(fā)光的開關(guān)控制電路。
背景技術(shù)：
近年來發(fā)光二極管(Light Emitting Diode)的制造技術(shù)發(fā)展快速，使得發(fā)光二極管的發(fā)光效率及發(fā)光亮度均大幅提升，且其具有使用壽命長、功率消耗低等特點。因此，發(fā)光二極管已經(jīng)逐漸地取代一般燈管而成為一般照明元件的趨勢。一般常用發(fā)光二極管的驅(qū)動電路如圖1所示，驅(qū)動電路100是以一交流電源\c作為工作電源，該交流電源Vac可為一市電交流電源。一整流器11連接該交流電源VAC，將交流電源Vac進(jìn)行整流而轉(zhuǎn)換出一脈動的直流電源VDC，并且該整流器11可為一橋式整流器。另外，一電容器13、至少一發(fā)光二極管15及一電阻17作為直流電源Vdc的負(fù)載，且電容器13 與串接的發(fā)光二極管15及電阻17進(jìn)行并聯(lián)。通過上述驅(qū)動電路100的電路設(shè)計，可驅(qū)動發(fā)光二極管15進(jìn)行發(fā)光，然而，在實際驅(qū)動發(fā)光二極管15的時候，仍存在以下的問題由于設(shè)置電容器13的主要目的是用來作為直流電源Vdc的穩(wěn)壓，以使發(fā)光二極管15可接收穩(wěn)定的電流而進(jìn)行發(fā)光，因此，需采用耐壓較高的電容器13，但，耐壓較高的電容器13往往價格昂貴，因而將增加驅(qū)動電路100不少的電路成本。又，若為了降低驅(qū)動電路100的電路成本，目前會在發(fā)光二極管的驅(qū)動電路100 的輸入側(cè)加入一降壓式的變壓器(未顯示)，以對交流電源\c進(jìn)行降壓，如此，即可采用低價格的耐壓值較低的電容器13，然而因設(shè)置變壓器的緣故，驅(qū)動電路100又會衍生出電能轉(zhuǎn)換效率不佳、產(chǎn)生不必要的電磁輻射以及電路設(shè)置面積較大等缺點。

實用新型內(nèi)容本實用新型的一目的在于提供一種發(fā)光二極管的開關(guān)控制電路，其采用多段式開關(guān)機(jī)制驅(qū)動發(fā)光二極管發(fā)光。本實用新型的又一目的在于提供一種發(fā)光二極管的開關(guān)控制電路，其電路中設(shè)置一耐壓較低的電容器，用以儲存直流電源供電時的多余能量，避免能量的浪費，且后續(xù)也可將儲存的能量供電至發(fā)光二極管驅(qū)動其發(fā)光。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案一種發(fā)光二極管的開關(guān)控制電路，其特征在于它包括有一整流器，連接一交流電源，用以轉(zhuǎn)換出一直流電源；至少一第一發(fā)光二極管，連接該整流器，用以接收所述直流電源；至少一第一開關(guān)單元，與所述第一發(fā)光二極管連接于一第一端點，并設(shè)定有一第一額定電壓值，當(dāng)該第一端點的端點電壓小于或等于該第一額定電壓值時導(dǎo)通該第一開關(guān)單元；一第二發(fā)光二極管，經(jīng)由一第一二極管連接至所述第一端點；一第二開關(guān)單元，與所述第二發(fā)光二極管連接于一第二端點，并設(shè)定有一第二額定電壓值，當(dāng)該第二端點的端點電壓小于或等于該第二額定電壓值時導(dǎo)通該第二開關(guān)單元；及一電容器，經(jīng)由一第二二極管連接至所述第二端點，同時該電容器還分別連接所述第一發(fā)光二極管及所述第二發(fā)光二極管的正極端。進(jìn)一步地在所述第一發(fā)光二極管、所述第一開關(guān)單元、所述第二發(fā)光二極管、所述第二開關(guān)單元及/或所述電容器之間形成有一偏壓電流。所述第一開關(guān)單元導(dǎo)通時，所述偏壓電流流經(jīng)所述第一發(fā)光二極管與所述第一開關(guān)單元之間。所述第一開關(guān)單元關(guān)閉而所述第二開關(guān)單元導(dǎo)通時，所述偏壓電流流經(jīng)所述第一發(fā)光二極管、所述第一二極管、所述第二發(fā)光二極管與所述第二開關(guān)單元之間。所述第一開關(guān)單元與所述第二開關(guān)單元關(guān)閉時，所述偏壓電流流經(jīng)所述第一發(fā)光二極管、所述第一二極管、所述第二發(fā)光二極管、所述第二二極管與所述電容器之間。該開關(guān)控制電路還包括有一第三發(fā)光二極管，其連接在所述整流器與所述第一發(fā)光二極管之間，在該第三發(fā)光二極管、所述第一發(fā)光二極管、所述第一開關(guān)單元、所述第二發(fā)光二極管、所述第二開關(guān)單元及/或所述電容器之間形成所述偏壓電流的電流路徑。所述電容器分別通過一第三二極管及一第四二極管連接至所述第一發(fā)光二極管及所述第二發(fā)光二極管的正極端，并在所述第三二極管及/或所述第四二極管順向?qū)〞r放電至所述第一發(fā)光二極管及/或所述第二發(fā)光二極管。所述第一開關(guān)單元包括有一第一開關(guān)器及一第一電阻，所述第二開關(guān)單元包括有一第二開關(guān)器及一第二電阻，所述第一開關(guān)器的一端連接所述第一端點，另一端通過所述第一電阻接地，所述第二開關(guān)器的一端連接所述第二端點，另一端通過所述第二電阻接地， 且所述第一開關(guān)器及所述第二開關(guān)器為一金氧半場效應(yīng)晶體管或一雙載子接面電晶體。所述電容器通過一負(fù)載電阻接地。所述整流器為一橋式整流器。本實用新型的有益之處在于1、采用多段式開關(guān)機(jī)制驅(qū)動發(fā)光二極管發(fā)光。2、無需設(shè)置高成本的耐壓電容或是降壓式變壓器即可提供穩(wěn)定的電流，而且多余的電能存儲于電容器內(nèi)即可以避免電能耗費又可以在電源電壓不足時利用存儲的電能驅(qū)動發(fā)光二極管發(fā)光。

圖1為常用發(fā)光二極管的驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型發(fā)光二極管的開關(guān)控制電路一較佳實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型直流電源一實施例的波形圖；圖4為本實用新型發(fā)光二極管的開關(guān)控制電路的部分電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實用新型發(fā)光二極管的開關(guān)控制電路的又一實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
圖2為本實用新型發(fā)光二極管的開關(guān)控制電路一較佳實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖， 其以兩段式開關(guān)機(jī)制為例。如圖所示，本實用新型開關(guān)控制電路200包括有一整流器21、至少一第一發(fā)光二極管221、至少一第一開關(guān)單元23、一第二發(fā)光二極管223、一第二開關(guān)單元25及一電容器27。其中，整流器21為一橋式整流器其連接一市電的交流電源Vac，對交流電源Vac進(jìn)行全波整流而轉(zhuǎn)換出一脈動的直流電源VDC。此外，整流器21所轉(zhuǎn)換出的直流電源Vdc將產(chǎn)生一偏壓電流Ibias流經(jīng)第一發(fā)光二極管221、第一開關(guān)單元23、第二發(fā)光二極管223、第二開關(guān)單元25及/或電容器27之間，形成該偏壓電流Ibias的電流路徑。第一發(fā)光二極管221連接整流器21，用以接收直流電源VDC。第一開關(guān)單元23與第一發(fā)光二極管221連接于一第一端點230，而第二發(fā)光二極管223經(jīng)由一第一二極管222 連接至第一端點230。第二開關(guān)單元25與第二發(fā)光二極管223連接于一第二端點250，而電容器27經(jīng)由一第二二極管2 連接至第二端點250。又，電容器27的一端通過一第三二極管271及一第四二極管272連接第一發(fā)光二極管221及第二發(fā)光二極管223的正極端， 另一端通過一負(fù)載電阻270接地。第一開關(guān)單元23包括有一第一開關(guān)器231及一第一電阻233，而第二開關(guān)單元25 包括有一第二開關(guān)器251及一第二電阻253。第一開關(guān)器231 —端連接第一端點230另一端通過第一電阻233接地，而第二開關(guān)器251 —端連接第二端點250另一端通過第二電阻 253接地。第一開關(guān)器231及第二開關(guān)器251可為一金氧半場效應(yīng)晶體管或一雙載子接面電晶體，此時，第一開關(guān)器231及第二開關(guān)器251可利用漏極端或集電極端連接第一端點 230及第二端點250以及利用源極端或發(fā)射極端連接第一電阻233及第二電阻253，而柵極端或基極端可接收一固定電壓值的驅(qū)動訊號。在此，第一端點230上的端點電壓Vl也可作為第一開關(guān)器231的漏極端電壓或集電極端電壓，而第二端點250的端點電壓V2也可作為第二開關(guān)器251的漏極端電壓或集電極端電壓。本實用新型所述的第一開關(guān)單元23設(shè)定有一第一額定電壓值Vthi，而第二開關(guān)單元25設(shè)定有一第二額定電壓值VTH2。當(dāng)?shù)谝欢它c230的端點電壓V1小于或等于第一額定電壓值Vthi時，第一開關(guān)單元23的第一開關(guān)器231才會導(dǎo)通(turn on)；當(dāng)?shù)诙它c250的端點電壓V2小于或等于第二額定電壓值Vth2時，第二開關(guān)單元25的第二開關(guān)器251才會導(dǎo)通(turn on)0結(jié)合圖3直流電源的波形圖，進(jìn)一步詳細(xì)說明第一開關(guān)器231與第二開關(guān)器251 的開關(guān)動作及其開關(guān)控制電路200中偏壓電流Ibias的流向，其如下所述當(dāng)直流電源Vdc的電壓值大小隨著時間變化而落在較低電位的第I區(qū)域時，第一端點230上所產(chǎn)生的端點電壓V1將小于第一額定電壓值Vthi，第二端點250上所產(chǎn)生的端點電壓V2也會小于第二額定電壓值Vth2，第一開關(guān)器231及第二開關(guān)器251將處在導(dǎo)通狀態(tài) (turn on)。此時，直流電源VD。的電壓值若高于第一發(fā)光二極管221的順向偏壓，將順向?qū)ǖ谝话l(fā)光二極管221，此時偏壓電流Ibias流經(jīng)第一發(fā)光二極管221及第一開關(guān)單元23之間而形成一電流路徑，并驅(qū)使第一發(fā)光二極管221發(fā)光。又，當(dāng)直流電源Vdc的電壓值大小隨著時間變化而落在較高電位的第II區(qū)域時，第一端點230上所產(chǎn)生的端點電壓V1將大于第一額定電壓值Vthi，第二端點250上所產(chǎn)生的端點電壓V2仍小于第二額定電壓值Vth2，第一開關(guān)器231將會切換為關(guān)閉(turn off)狀態(tài)而第二開關(guān)器251處在導(dǎo)通(turn on)狀態(tài)。此時，直流電源Vdc的電壓值若高于第一發(fā)光二極管221、第一二極管222及第二發(fā)光二極管223之間所加總的順向偏壓，將順向?qū)ǖ谝话l(fā)光二極管221、第一二極管222及第二發(fā)光二極管223，此時偏壓電流Ibias流經(jīng)第一發(fā)
5光二極管221、第一二極管222、第二發(fā)光二極管223及第二開關(guān)單元25之間而形成另一電流路徑，并驅(qū)使第一發(fā)光二極管221及第二發(fā)光二極管223發(fā)光。或者，當(dāng)直流電源Vdc的電壓值大小隨著時間變化而落在更高電位的第III區(qū)域時，第一端點230上所產(chǎn)生的端點電壓Vl將大于第一額定電壓值Vthi，第二端點250上所產(chǎn)生的端點電壓V2也會大于第二額定電壓值Vth2，第一開關(guān)器231及第二開關(guān)器251都會切換為關(guān)閉(turn off)狀態(tài)。此時，直流電源VD。的電壓值若高于第一發(fā)光二極管221、第一二極管222、第二發(fā)光二極管223及第二二極管2M之間所加總的順向偏壓時，將順向?qū)ǖ谝话l(fā)光二極管221、第一二極管222、第二發(fā)光二極管223及第二二極管224，此時偏壓電流Ibias流經(jīng)第一發(fā)光二極管221、第一二極管222、第二發(fā)光二極管223、第二二極管2M 及電容器27之間而形成又一電流路徑，并驅(qū)使第一發(fā)光二極管221及第二發(fā)光二極管223 發(fā)光，且同時對于電容器27進(jìn)行充電程序，以將該更高電位的直流電源VD。所具有的多余能量儲存于電容器27中。再度回到直流電源Vdc的電壓值落在較高電位的第II區(qū)域的時間。相對的，在此第II區(qū)域中，假如直流電源VD。的電壓能量只能順向?qū)ǖ谝话l(fā)光二極管221及/或第一二極管222而無法進(jìn)一步驅(qū)動第二發(fā)光二極管223順向?qū)〞r，電容器27所儲存的電能也可驅(qū)使第四二極管272順向?qū)?，則電容器所產(chǎn)生的一放電電流12將會經(jīng)由第四二極管272 流向第二發(fā)光二極管223及第二開關(guān)單元25而形成一放電的電流路徑，以供給第二發(fā)光二極管223發(fā)光所需的能量。同理，直流電源Vdc的電壓值落在較低電位的第I區(qū)域的時間，假如直流電源Vdc的電壓能量無法推動第一發(fā)光二極管221順向?qū)?，電容?7所儲存的電能除驅(qū)使第四二極管272順向?qū)ㄍ馔瑫r驅(qū)使第三二極管271順向?qū)ǎ瑒t電容器所產(chǎn)生的另一放電電流Il 將會經(jīng)由第三二極管271流向第一發(fā)光二極管221及第一開關(guān)單元23而形成另一放電的電流路徑，以供給第一發(fā)光二極管221發(fā)光所需的能量。于開關(guān)控制電路200中設(shè)置一耐壓較低的電容器27，用以儲存直流電源Vrc在高電位時所擁有的多余能量，避免能量直接被負(fù)載(例如負(fù)載電阻270)消耗掉而造成能量的浪費，且后續(xù)也可在直流電源Vdc的電壓能量不足以驅(qū)動第一發(fā)光二極管221及/或第二發(fā)光二極管223發(fā)光時，改由電容器27提供能量，以令第一發(fā)光二極管221及/或第二發(fā)光二極管223持續(xù)維持發(fā)光的狀態(tài)。在此，本實用新型的開關(guān)控制電路200是采用兩段式開關(guān)機(jī)制驅(qū)動發(fā)光二極管 221/223的發(fā)光，無需設(shè)置高成本的耐壓電容或降壓式變壓器即可提供穩(wěn)定的偏壓電流 Ibias驅(qū)動發(fā)光二極管221/223發(fā)光。當(dāng)然，在本實用新型開關(guān)控制電路200中，除采用兩段式開關(guān)機(jī)制外，也可選擇設(shè)置兩段以上的開關(guān)機(jī)制，其設(shè)置方式也可參照圖4。如圖4所示，于開關(guān)控制電路200中進(jìn)一步增設(shè)至少一個數(shù)量的第一發(fā)光二極管2211、一個數(shù)量的第一二極管2221及一個數(shù)量的第一開關(guān)單元2301。各第一發(fā)光二極管2211與各第一二極管2221依序串聯(lián)于上一個第一二極管222與下一個第二發(fā)光二極管223之間，且第一開關(guān)單元2301、第一發(fā)光二極管 2211與第一二極管2221共連接于另一第一端點2303。此外，電容器27經(jīng)由另一第三二極管2711連接至第一發(fā)光二極管2211的正極端，而第一開關(guān)單元2301設(shè)定有一第一額定電壓值 Vth1-! ο[0040]同于上述其他開關(guān)單元23/25的開關(guān)切換條件，當(dāng)?shù)谝欢它c2303上所產(chǎn)生的端點電壓AV1小于或等于所設(shè)定的第一額定電壓值Vti^1時，第一開關(guān)單元2301將處在導(dǎo)通 (turn on)狀態(tài)，反之，則切換為關(guān)閉(turn off)狀態(tài)。如此據(jù)以實施，即可在開關(guān)控制電路200設(shè)置更多段的開關(guān)機(jī)制，并利用更多段的開關(guān)控制偏壓電流Ibias的電流流向，以提供更穩(wěn)定的能量驅(qū)動發(fā)光二極管221/2211/223發(fā)光。又，如圖5所示，本實用新型另一實施例的開關(guān)控制電路201，為了提高直流電源 Vdc的能量轉(zhuǎn)換效率，也可選擇在第一發(fā)光二極管221及整流器21之間增設(shè)一第三發(fā)光二極管220，而直流電源Vdc將產(chǎn)生偏壓電流Ibias流經(jīng)第三發(fā)光二極管220、第一發(fā)光二極管 221、第一開關(guān)單元23、第二發(fā)光二極管223、第二開關(guān)單元25及/或電容器27之間，而形成該偏壓電流Ibias的電流路徑。在能量供給方面，由于第三發(fā)光二極管220并未連接電容器27，只能從直流電源VD。得到發(fā)光所需的能量。若直流電源VD。處在較低電位(例如圖 3的第I區(qū)域)而無足夠的能量驅(qū)動第三發(fā)光二極管220導(dǎo)通，則第三發(fā)光二極管220將會停止發(fā)光。再者，本實施例的開關(guān)控制電路201的電路運作方式相似于圖2開關(guān)控制電路 200，其差異處在于本實施例中需進(jìn)一步考量第三發(fā)光二極管220的順向偏壓，而第一開關(guān)器231與第二開關(guān)器251的開關(guān)動作及其控制偏壓電流Ibias的流向與圖2實施例完全相同，在此不再重復(fù)闡述。以上所述者，僅為本實用新型的一較佳實施例而已，并非用來限定本實用新型實施的范圍，即凡依本實用新型權(quán)利要求所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種發(fā)光二極管的開關(guān)控制電路，其特征在于它包括有一整流器，連接一交流電源，用以轉(zhuǎn)換出一直流電源；至少一第一發(fā)光二極管，連接該整流器，用以接收所述直流電源；至少一第一開關(guān)單元，與所述第一發(fā)光二極管連接于一第一端點，并設(shè)定有一第一額定電壓值，當(dāng)該第一端點的端點電壓小于或等于該第一額定電壓值時導(dǎo)通該第一開關(guān)單元；一第二發(fā)光二極管，經(jīng)由一第一二極管連接至所述第一端點；一第二開關(guān)單元，與所述第二發(fā)光二極管連接于一第二端點，并設(shè)定有一第二額定電壓值，當(dāng)該第二端點的端點電壓小于或等于該第二額定電壓值時導(dǎo)通該第二開關(guān)單元；及一電容器，經(jīng)由一第二二極管連接至所述第二端點，同時該電容器還分別連接所述第一發(fā)光二極管及所述第二發(fā)光二極管的正極端。
2.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，在所述第一發(fā)光二極管、所述第一開關(guān)單元、所述第二發(fā)光二極管、所述第二開關(guān)單元及/或所述電容器之間形成有一偏壓電流。
3.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，所述第一開關(guān)單元導(dǎo)通時，所述偏壓電流流經(jīng)所述第一發(fā)光二極管與所述第一開關(guān)單元之間。
4.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，所述第一開關(guān)單元關(guān)閉而所述第二開關(guān)單元導(dǎo)通時，所述偏壓電流流經(jīng)所述第一發(fā)光二極管、所述第一二極管、所述第二發(fā)光二極管與所述第二開關(guān)單元之間。
5.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，所述第一開關(guān)單元與所述第二開關(guān)單元關(guān)閉時，所述偏壓電流流經(jīng)所述第一發(fā)光二極管、所述第一二極管、所述第二發(fā)光二極管、所述第二二極管與所述電容器之間。
6.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，還包括有一第三發(fā)光二極管，其連接在所述整流器與所述第一發(fā)光二極管之間，在該第三發(fā)光二極管、所述第一發(fā)光二極管、 所述第一開關(guān)單元、所述第二發(fā)光二極管、所述第二開關(guān)單元及/或所述電容器之間形成所述偏壓電流的電流路徑。
7.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，所述電容器分別通過一第三二極管及一第四二極管連接至所述第一發(fā)光二極管及所述第二發(fā)光二極管的正極端，并在所述第三二極管及/或所述第四二極管順向?qū)〞r放電至所述第一發(fā)光二極管及/或所述第二發(fā)光二極管。
8.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，所述第一開關(guān)單元包括有一第一開關(guān)器及一第一電阻，所述第二開關(guān)單元包括有一第二開關(guān)器及一第二電阻，所述第一開關(guān)器的一端連接所述第一端點，另一端通過所述第一電阻接地，所述第二開關(guān)器的一端連接所述第二端點，另一端通過所述第二電阻接地，且所述第一開關(guān)器及所述第二開關(guān)器為一金氧半場效應(yīng)晶體管或一雙載子接面電晶體。
9.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，所述電容器通過一負(fù)載電阻接地。
10.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，所述整流器為一橋式整流器。
專利摘要本實用新型提供一種發(fā)光二極管的開關(guān)控制電路，包括一用以將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源的整流器，直流電源產(chǎn)生一偏壓電流流經(jīng)至少一第一發(fā)光二極管、至少一第一開關(guān)單元、一第二發(fā)光二極管、一第二開關(guān)單元及/或一電容器。第一開關(guān)單元與第一發(fā)光二極管連接于一第一端點、第二開關(guān)單元與第二發(fā)光二極管連接于一第二端點，根據(jù)第一端點及第二端點的端點電壓決定第一開關(guān)單元及第二開關(guān)單元是否導(dǎo)通，以控制偏壓電流的電流流向，通過采用多段式開關(guān)機(jī)制控制發(fā)光二極管發(fā)光，且利用電容器儲存多余能量以待后續(xù)驅(qū)動發(fā)光二極管發(fā)光。
文檔編號H05B37/02GK202197438SQ20112030502
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者侯福星, 梁偉成 申請人:芯巧科技股份有限公司