[发明专利]定电流装置及其应用

说明书

【发明所属之技术领域】

本发明系关于一种定电流装置及其应用，特别是指一种透过控制至少一晶体管的闸极电压以改变其内部电阻大小之方式，进而达到定电流输出的定电流装置及其应用。

【先前技术】

从照明市场面来看发光二极管的应用，因其具有体积小、省电、发光驱动快速及发光寿命较长等优点，因此有越来越多照明装置藉由发光二极管来取代传统的照明光源。

一般来说，发光二极管在正向电压下运作，其两端横跨有一个临界电压值，当一电源所施加的电压超过该临界电压值时(一般称之为驱动电压)，该发光二极管便会受激发并对外发出可见光，该可见光的亮度正比于流经该发光二极管的电流，随着电流增大，发光二极管的亮度就越亮，然而，在实际的应用下往往系将电流固定或限制在特定的数值之内，除可维持一致且稳定的发光亮度外，亦可延长该发光二极管的使用寿命。

请参考图1所示，一习知发光二极管驱动装置，其包括有一电源供应器(11)、一定电流驱动器(10)、一发光二极管模块(12)和一电流侦测电阻(R)。

该电源供应器(11)，系提供该发光二极管驱动装置驱动所需的电源。

该电流侦测电阻(R)，系根据流经之电流大小对应产生一电流侦测讯号。

该定电流驱动器(10)，系包括有一误差放大器(101)及一晶体管开关(102)。

该误差放大器(101)，系包括有：

一电源端；

一反向输入端，系接收该电流侦测讯号；

一正向输入端，系接收一参考电压(Vr)；及

一输出端，系据该电流侦测讯号及该参考电压(Vr)对应输出一驱动讯号。

该晶体管开关(102)，系包括有：

一汲极，系连接于该发光二极管模块和该误差放大器之电源端；

一闸极，系连接于该误差放大器之输出端，用来接收该驱动讯号；及

一源极，系连接于该电阻(R)。

因此，藉由上述之结构，该误差放大器(101)会根据该电流侦测讯号及该参考电压(Vr)调整驱动讯号之电压准位以对应调整该晶体管开关(102)之等效电阻值，以使得该电流侦测讯号之电压准位等于该参考电压(Vr)之电压准位，来达到定电流之作用。

然而，该习知误差放大器(101)之电源端系连接于该晶体管开关(102)之汲极，以使得该误差放大器(101)所输出驱动讯号之电压准位即为该汲极之电压准位，为避免该发光二极管驱动装置工作的效率太差，该汲极之电压准位高低必须有所限制，换言之，该晶体管开关(102)可导通之最大电流值也受到了限制，因此，当该发光二极管驱动装置需要以较高之电流驱动，而该误差放大器(101)输出之驱动讯号之电压准位被限制在汲极之电压准位以下时，则必须增加晶体管开关(102)内阻的大小，势必造成该定电流驱动器(10)制造成本的增加。

因此，提供一个稳定电流输出的驱动电路是发光二极管装置的基本要求，但是如何能同时提升电流输出的稳定度以及降低其制造的成本，一直是相关照明设备厂商努力研发的目标。

【发明内容】

本案发明人有鉴于现有发光二极管装置及其驱动方法存在之问题，乃着手进行研发，以期可以解决该问题或提供更良善之解决方案，经过不断努力及试验，终于研发出本发明。

本发明之主要目的在于提供一种定电流装置，特别系指一种透过控制晶体管的闸极电压以改变其内部电阻大小来达到定电流输出的定电流装置，相较于习知的定电流装置，本发明没有复杂之电路设计，其具有结构简单和成本较低的优点。

为达上述之目的，本发明之定电流装置，系包括有：

一电流源，系连接于一外部电源，其中，该外部电源系一经整流之交流电源；

一驱动晶体管，系一NMOS(N-type metal-oxide-semiconductortransistor)晶体管，其包括有一闸极、一源极和一汲极，其中，该汲极连接于该外部电源，该闸极连接于该电流源，该源极根据该闸极与源极间的电压对应输出一稳定的电流；及

一电压控制单元，系设置有至少一电流侦测电阻，该电流侦测电阻之一端连接于该驱动晶体管之源极，根据该源极所输出之电流流经该电流侦测电阻所产生的电压对应控制该驱动晶体管之闸极电压。

本发明之次要目的在于提供一种应用上述定电流装置作为发光装置驱动电路的发光二极管装置，并将至少一电容设置于该驱动电路与该发光二极管间，可在不牺牲功率因子下，达到消除频率闪烁和提升功率效率的效果。

为达上述之目的，本发明之发光二极管装置，系包括有：