專利名稱：發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電源轉(zhuǎn)換裝置，尤其涉及一種發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(light emitting diode, LED)為一種半導(dǎo)體元件,主要通過(guò)半導(dǎo)體化合物將電能轉(zhuǎn)換為光能以達(dá)到發(fā)光效果，因此具有壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性高、耗電量小、反應(yīng)速度快、體積小、不易破損及不含汞等優(yōu)點(diǎn)，目前已被廣泛地應(yīng)用于居家、辦公、室外與行動(dòng)照明?，F(xiàn)有的填谷式發(fā)光二極管轉(zhuǎn)換器是利用電容器充電路徑與放電路徑不同而調(diào) 整橋式整流器的導(dǎo)通時(shí)間，使橋式整流器在大于交流輸入電壓一半時(shí)即導(dǎo)通，使導(dǎo)通時(shí)間增長(zhǎng)，藉以提升發(fā)光二極管的發(fā)光效率。然而，填谷式發(fā)光二極管轉(zhuǎn)換器的電磁干擾(electromagnetic disturbance, EMI)大且功率因數(shù)低(power factor),致使整體的使用效率不佳。

實(shí)用新型內(nèi)容鑒于現(xiàn)有技術(shù)所述，本實(shí)用新型的一目的，在于提供一種發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置，該發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置可以降低電磁干擾(electromagnetic disturbance,EMI)、提高功率因數(shù)(power factor)以及提升發(fā)光二極管的發(fā)光效率。為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型提供一種發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置，電連接于一發(fā)光二極管串列，該發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置包含一整流濾波模塊，電連接于一交流電壓源及該發(fā)光二極管串列，該整流濾波模塊用以將該交流電壓源轉(zhuǎn)變?yōu)橐黄椒€(wěn)的直流電壓；一儲(chǔ)能元件，電連接于該發(fā)光二極管串列；一轉(zhuǎn)換模塊，電連接于該整流濾波模塊及該儲(chǔ)能元件；以及一開關(guān)元件，電連接于該轉(zhuǎn)換模塊。上述的發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置，其中，該整流濾波模塊包含一全波整流單元及一濾波單元。上述的發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置，其中，該全波整流單元為橋式整流器，該濾波單元為H型濾波器。上述的發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置，其中，該轉(zhuǎn)換模塊包含一電力擷取單元，電連接于該整流濾波模塊；一控制單元，電連接于該電力擷取單元；以及一升壓轉(zhuǎn)換單元，電連接于該控制單元及該開關(guān)元件。上述的發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置，其中，該儲(chǔ)能元件為電容器。上述的發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置，其中，該開關(guān)元件為二極管。上述的發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置，其中，該升壓轉(zhuǎn)換單元包含一第二電感器、一第二二極管、一第三電容器及一切換元件，該第二電感器電連接于該儲(chǔ)能元件、該切換元件及該第二二極管，該第二二極管電連接于該第三電容器，該切換元件電連接于該控制單元并依據(jù)該控制單元輸出的一脈波寬度調(diào)變信號(hào)而于導(dǎo)通和截止之間切換。上述的發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置，其中，該升壓轉(zhuǎn)換單元還包含一 LC濾波器，跨接于該第三電容器。本實(shí)用新型的發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置分別通過(guò)該整流濾波 模塊及該儲(chǔ)能元件提供電力予該發(fā)光二極管串列，藉以有效地降低電磁干擾、提高功率因數(shù)，并且更可以提升發(fā)光二極管的發(fā)光效率。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。

圖I為本實(shí)用新型的發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置的電路方框圖；圖2為本實(shí)用新型的發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置的電路圖；圖3 (a)為整流濾波模塊的電壓-時(shí)間波形圖及轉(zhuǎn)換模塊的電壓-時(shí)間波形圖；圖3(b)為整流濾波模塊的電流-時(shí)間波形圖及轉(zhuǎn)換模塊的電流的電流-時(shí)間波形圖；圖3(c)為通過(guò)發(fā)光二極管串列的電流-時(shí)間波形圖；圖4為本實(shí)用新型的發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置的功率因數(shù)圖。其中，附圖標(biāo)記10發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置110整流濾波模塊112全波整流單元114濾波單元120儲(chǔ)能元件130轉(zhuǎn)換模塊132電力擷取單元134控制單元1340 控制器136升壓轉(zhuǎn)換單元140開關(guān)元件20發(fā)光二極管串列210發(fā)光二極管B 基極C 集極Cl第一電容器C2第二電容器C3第三電容器C4第四電容器C5、C6 電容器[0048]Dl 第一二極管D2 第二二極管E 射極ID、ILED 電流LI第一電感器L2第二電感器L3第三電感器Ml切換元件Ql晶體管Rl第一電阻器R2第二電阻器R3第三電阻器R4第四電阻器R5第五電阻器R6第六電阻器
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述配合參閱圖I及圖2，分別為本實(shí)用新型的發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置的電路方框圖及電路圖。該發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置10電連接于一發(fā)光二極管串列20，于本實(shí)施例中，該發(fā)光二極管串列20以包含21個(gè)發(fā)光二極管210為例，但不以此為限。該發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置10包含一整流濾波模塊110、一儲(chǔ)能元件120、一轉(zhuǎn)換模塊130以及一開關(guān)元件140。該整流濾波模塊110電連接于一交流電壓源Vac，用以將該交流電壓源Vac轉(zhuǎn)換為一穩(wěn)定的直流電壓并傳遞至該發(fā)光二極管串列20。該整流濾波模塊110包含一全波整流單元112及一濾波單元114，該全波整流單元112用以將該交流電壓Vac轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)直流電壓，于本實(shí)施例中，該全波整流單元112以橋式整流器為例。該濾波單元114用以將脈動(dòng)直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓；于本實(shí)施例中，該濾波單元114以π型濾波器為例，并包含串聯(lián)連接的一第一電容器Cl及一第一電感器LI，以及跨接于該第一電容器Cl及該第一電感器LI的一第二電容器C2。該儲(chǔ)能元件120電連接于整流濾波模塊110、該發(fā)光二極管串列20及該轉(zhuǎn)換模塊130，該整流濾波模塊110提供的一部分直流電壓導(dǎo)通該發(fā)光二極管串列20，另一部分直流電壓儲(chǔ)存于該儲(chǔ)能元件120。于本實(shí)施例中，該儲(chǔ)能元件120為電容器。該轉(zhuǎn)換模塊130電連接于該整流濾波模塊110、該儲(chǔ)能元件120及該發(fā)光二極管串列20，該轉(zhuǎn)換模塊130包含一電力擷取單元132、一控制單元134及一升壓轉(zhuǎn)換單元136。該電力擷取單元132電連接于該整流濾波模塊110及該控制單元134，用以擷取該控制單元134操作時(shí)所需要的電力。該電力擷取單元132至少包含一第一電阻器R1、一第二電阻器R2、一第三電阻器R3、一第四電阻器R4、一第五電阻器R5、一第一二極管Dl、一晶體管Q1、一第六電阻器R6，該第一電阻器R1、該第二電阻器R2及該第三電阻器R3串聯(lián)連接，該第四電阻器R4與該第五電阻器R5并聯(lián)連接，且串聯(lián)連接于該第三電阻器R3及該第一二極管Dl之間，該晶體管Ql的基極B電連接于該第一二極管D1，該第六電阻器R6跨接于該晶體管Ql的基極B與集極C之間。該控制單元134電連接于該電力擷取單元132及該升壓轉(zhuǎn)換單元134，該控制單元134包含一控制器1340，于本實(shí)施例中，該控制器1340為積體電路UCC3843，實(shí)際實(shí)施時(shí)則不以此限。該電力擷取單元132擷取的電力是通過(guò)該晶體管Ql的射極E傳遞至該控制器1340的接腳7并通過(guò)電容器C5、C6連接地端。再者，該控制單元134通過(guò)該第四電阻器R4及該第五電阻器R5檢測(cè)該整流濾波模塊110提供的電流，并與該控制器1340內(nèi)部的預(yù)設(shè)命令做比較后輸出一 PWM(脈沖寬度調(diào)變)信號(hào)以控制該升壓轉(zhuǎn)換單元136的工作周期。該升壓轉(zhuǎn)換單元136電連接于該儲(chǔ)能元件120、該控制單元134及該開關(guān)元件140，該升壓轉(zhuǎn)換單元136至少包含一第二電感器L2、一第二二極管D2、一第三電容器C3及一切換元件M1，該第二電感器L2電連接于該儲(chǔ)能元件120、該切換元件Ml及該第二二極管 D2，該第二二極管D2電連接于該第三電容器C3。該切換元件Ml是依據(jù)該控制單元136輸出的該P(yáng)WM信號(hào)而于導(dǎo)通(turn-on)和截止(turn-off)之間切換。當(dāng)該切換元件Ml受該P(yáng)WM信號(hào)控制而截止時(shí)，并且該第三電容器C3的電壓小于該儲(chǔ)能元件120的電壓時(shí)，該第二二極管D2導(dǎo)通，儲(chǔ)存于該儲(chǔ)能元件120的電壓是通過(guò)該第二電感器L2而對(duì)該第三電容器C3充電。而當(dāng)該切換元件Ml導(dǎo)通時(shí)，該第二電感器L2有電流通過(guò)并將電磁能量?jī)?chǔ)存于其中，并且，該第二二極管D2處于逆向偏壓狀態(tài)，避免電流回灌，且該第三電容器C3提供一電流ID予該發(fā)光二極管串列20 (詳見后述)。再者，該升壓轉(zhuǎn)換單元134還包含串聯(lián)連接的一第三電感器L3及一第四電容器C4組成的LC濾波器，該LC濾波器跨接于該第三電容器C3兩端，用以濾除電流ID的噪音。該開關(guān)元件140較佳地為被動(dòng)式開關(guān)元件，且于本實(shí)施例中，該開關(guān)元件140為二極管。該開關(guān)元件140電連接于該發(fā)光二極管串列20及該轉(zhuǎn)換模塊130，該開關(guān)元件140是于該發(fā)光二極管串列20及該轉(zhuǎn)換模塊130之間的電壓(如圖3(a)粗線所示)小于該轉(zhuǎn)換模塊130電壓(如圖3(a)細(xì)線所示)時(shí)導(dǎo)通，并輸出一電流ID(如圖3(b)細(xì)線所示)予該發(fā)光二極管串列20，藉以點(diǎn)亮該發(fā)光二極管串列20。如此一來(lái)，當(dāng)該發(fā)光二極管串列20及該轉(zhuǎn)換模塊130之間的電壓大于該轉(zhuǎn)換模塊130的電壓時(shí)，是由該整流及濾波模塊110提供一電流(如圖3(b)粗線所示)予該發(fā)光二極管串列20，并點(diǎn)亮該多個(gè)發(fā)光二極管210 ；而當(dāng)該轉(zhuǎn)換模塊130的電壓大于該發(fā)光二極管串列20及該轉(zhuǎn)換模塊130之間的電壓時(shí)，該轉(zhuǎn)換模塊130提供電流ID(如圖3(b)細(xì)線所示)予該發(fā)光二極管串列20，并點(diǎn)亮該多個(gè)發(fā)光二極管210，其中導(dǎo)通于該發(fā)光二極管串列的電流ILED如圖3(C)所示。藉此，可以提升該發(fā)光二極管串列20的發(fā)光效率以及該發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置10的功率因數(shù)，如圖
4所示，并且，由于導(dǎo)通至該發(fā)光二極管串列20的電流ILED是為通過(guò)濾波電路(濾波單元114及第三電感器L3與第四電容器C4組成的濾波器)濾波后的電流，其dv/dt與di/dt較小，可以有效地降低電磁干擾。綜合以上所述，本實(shí)用新型的發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置的整流濾波模塊110及轉(zhuǎn)換模塊130是交替地點(diǎn)亮該發(fā)光二極管串列20，藉以提升該發(fā)光二極管串列20的發(fā)光效率，并可以有效地提升功率因數(shù)；再者，傳遞至該發(fā)光二極管串列20的電流均為經(jīng)濾波后的電流，其dv/dt與di/dt較小，如此一來(lái)，可以有效地降低電磁干擾。當(dāng)然，本實(shí)用新型還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本實(shí)用新型精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本實(shí)用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍 。
權(quán)利要求1.一種發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置，電連接于一發(fā)光二極管串列，其特征在于，該發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置包含一整流濾波模塊，電連接于一交流電壓源及該發(fā)光二極管串列，該整流濾波模塊用以將該交流電壓源轉(zhuǎn)變?yōu)橐黄椒€(wěn)的直流電壓；一儲(chǔ)能元件，電連接于該發(fā)光二極管串列；一轉(zhuǎn)換模塊，電連接于該整流濾波模塊及該儲(chǔ)能元件；以及一開關(guān)元件，電連接于該轉(zhuǎn)換模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該整流濾波模塊包含一全波整流單元及一濾波單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該全波整流單元為橋式整流器，該濾波單元為η型濾波器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該轉(zhuǎn)換模塊包含一電力擷取單元，電連接于該整流濾波模塊；一控制單元，電連接于該電力擷取單元；以及一升壓轉(zhuǎn)換單元，電連接于該控制單元及該開關(guān)元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該儲(chǔ)能元件為電容器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該開關(guān)元件為二極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該升壓轉(zhuǎn)換單元包含一第二電感器、一第二二極管、一第三電容器及一切換兀件，該第二電感器電連接于該儲(chǔ)能元件、該切換元件及該第二二極管，該第二二極管電連接于該第三電容器，該切換元件電連接于該控制單元并依據(jù)該控制單元輸出的一脈波寬度調(diào)變信號(hào)而于導(dǎo)通和截止之間切換。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該升壓轉(zhuǎn)換單元還包含一 LC濾波器，跨接于該第三電容器。
專利摘要一種發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置，電連接于一發(fā)光二極管串列，該發(fā)光二極管電源轉(zhuǎn)換裝置包含一整流濾波模塊、一儲(chǔ)能元件、一轉(zhuǎn)換模塊及一開關(guān)元件。該整流濾波模塊電連接于一交流電壓源及該發(fā)光二極管串列，該整流濾波模塊用以將該交流電壓源轉(zhuǎn)變?yōu)橐黄椒€(wěn)的直流電壓，該儲(chǔ)能元件電連接于該發(fā)光二極管串列，該轉(zhuǎn)換模塊電連接于該整流濾波模塊及該儲(chǔ)能元件，該開關(guān)元件電連接于該轉(zhuǎn)換模塊。如此一來(lái)，可以有效地降低電磁干擾及提高功率因數(shù)，并且更可以提升發(fā)光二極管的發(fā)光效率。
文檔編號(hào)H02M1/42GK202364118SQ201120541798
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者廖繼順 申請(qǐng)人:群光電能科技股份有限公司