[发明专利]交流LED驱动电路

说明书

技术领域

本发明是一种LED驱动电路，特别是指交流LED驱动电路。

背景技术

因为发光二极管(LED)具有高发光效率及省电的特性，目前许多灯具的发光源已由发光二极管取代。

相较于传统的白帜灯泡，发光二极管为单向导通的元件，加上发光二极管为直流电压所驱动发光，因此若要将发光二极管应用在交流市电，一般直接的思维会如图6所示，在交流市电(AC/IN)与LED单元20之间电连接一整流器21与一直流转换器(DC-DC converter)22；意即，先由整流器21将交流市电转换为全波直流电源之后，由该直流转换器22将全波直流电源的电压讯号转换为稳定直流电压讯号V_o，以定电压方式直接驱动LED单元20发光。

而上述定电压驱动电路所采用的直流转换器又可概分二种，如图7所示为一种线性直流转换器22’，并用以将输入电压V_i予以降压后稳定输出电压V_o，其主要包含一稳压元件220’、一电压检测单元221’及一稳压控制单元222’；其中该稳压元件220’与电压检测单元221’串接于该整流器21与LED单元20之间以构成一电源回路，该稳压控制单元222’是与该稳压元件220’与该电压检测单元221’连接。该电压检测单元221’可将输出电压V_o耦合到稳压控制单元222’，由于该稳压控制单元222’尚连接有一参考电压V_ref，故可判断参考电压V_ref与输出电压V_o之间的电压高低；当判断输出电压V_o大于参考电压V_ref，代表输出电压V_o过大，则控制调高阻值以降低输出电压V_o，反之，若输出电压V_o小于参考电压V_ref，则控制提高输出电压V_o，由此控制输出至LED单元20的输出电压V_o维持定值。

此一作法主要利用电阻性的稳压元件220’，实现降压的目的，但却也将部份输入电源的电能转换成热能，由电源转换效率(Efficiency)的计算公式E＝P_o/P_i＝(V_oI_o)/(V_iI_i)得知，假设I_o＝I_i，电源转换效率可直接由输出电压及输入电压的比值得知：E＝V_o/V_i，端视该线性直流转换器22’所欲输出电压的电压V_o值决定电源转换效率的高低；简言之，若驱动LED单元的电压值愈低则电源转换效率愈差；因此，这种线性直流转换器的电源转换效率是不理想的。

为改善电源转换效率，可采用另一种隔离交换式的电源转换器，请参考图8所示，其主要包含有一变压器(T)，其一次侧通过一主动开关(MOSFET)30及一储能电容C连接至整流器21的输出端，其二次侧电连接一输出电感32与一输出电容33；其中该主动开关30的控制端是由一PWM控制器35控制，且该PWM控制器35是通过一隔离回馈电路34连接至该二次侧的输出电容33，以取得输出电压V_o大小，依据输出电压V_o大小及一参考电压V_ref差值，调整控制主动开关30讯号的脉冲宽度，而可稳定输出电压V_o为一定值；由于此一电源转换器主要以变压器(T)实现降压目的，再配合PWM控制器35维持输出电压V_o的稳定，而非采用电阻性稳压元件，电源转换效率能有效提升；然而，此电源转换器却必须使用储能电容C、输出电感32、输出电容33等高频电容，当交流电源输入时会产生虚功，导致功率因数(Power factor)低落，故此类电源转换器为提升功率因数，必须在前级电路额外设置一功率因数校正器37以提升功率因数；但是，如此一来，即使得整体电路变得复杂且尺寸更大，无法应用于如小型交流LED灯泡。