專利名稱：可固定最大與最小亮度的發光二極管電源供應裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發光二極管電源供應裝置，特別是一種可固定最大與最小亮
度的發光二極管電源供應裝置。
背景技術：
請參考圖6，其為公知發光二極管電源供應裝置方塊圖。該公知的發光二極管電源 供應裝置100A應用于一交流電源10A、一三端雙向可控硅開關調光器20A及至少一發光二 極管50A。該三端雙向可控硅開關調光器20A電連接至該交流電源IOA。該發光二極管電 源供應裝置100A電連接至該三端雙向可控硅開關調光器20A及該發光二極管50A。 該發光二極管電源供應裝置100A包含一全波整流器30A、 一直流-直流轉換器 40A、一輸入電壓檢測器60A、一反饋電路70A及一調光信號發生器80A。該全波整流器30A 電連接至該三端雙向可控硅開關調光器20A、該直流-直流轉換器40A及該輸入電壓檢測器 60A。該反饋電路70A電連接至該直流_直流轉換器40A、該調光信號發生器80A及該發光 二極管50A。該發光二極管50A電連接至該直流-直流轉換器40A及該反饋電路70A。該 調光信號發生器80A電連接至該反饋電路70A及該輸入電壓檢測器60A。 該輸入電壓檢測器60A會產生一直流電壓VI，該直流電壓VI經過該調光信號發 生器80A處理后，該調光信號發生器80A送出一調光信號Sl。該調光信號Sl與該三端雙 向可控硅開關調光器20A的導通角大小成正比導通角越大，則該調光信號Sl越大；導通 角越小，則該調光信號Sl越小。因此，不同制造廠商所制造的該三端雙向可控硅開關調光 器20A不同，所以導通角不同，該調光信號Sl不同。因此將會造成該發光二極管50A在最 大及最小亮度時有所差異。 其中，該交流電源10A經該三端雙向可控硅開關調光器20A后的交流電源電壓波 形如圖5所示。
實用新型內容為解決上述公知技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種可固定最大與最小 亮度的發光二極管電源供應裝置。 為實現本實用新型的上述目的，本實用新型的可固定最大與最小亮度的發光二極 管電源供應裝置，應用于一三端雙向可控硅開關調光器及至少一發光二極管。該可固定最 大與最小亮度的發光二極管電源供應裝置包含一調光電路；一輸入電壓檢測器，電連接 至該調光電路；一反饋電路，電連接至該調光電路及該發光二極管；一直流-直流轉換器， 電連接至該輸入電壓檢測器、該反饋電路及該發光二極管；及一整流器，電連接至該輸入電 壓檢測器、該直流_直流轉換器及該三端雙向可控硅開關調光器。其中該調光電路接收該 輸入電壓檢測器輸出的一直流電壓并輸出一參考電壓至該反饋電路。該反饋電路接收該參 考電壓后，可確保該三端雙向可控硅開關調光器的導通角在過大時，該發光二極管能保持 一固定的最大亮度；以及確保該三端雙向可控硅開關調光器的導通角在過小時，該發光二極管能保持一固定的最小亮度:
發生器)
圖1為本實用新型的可固定最大與最小亮度的發光二極管電源供應裝置方塊圖； 圖2為本實用新型的調光電路的第一部分的一實施例線路圖(脈寬調制調光信號
圖3為本實用新型的調光電路的第二部分的一實施例線路圖； 圖4為第一運算放大器的非反向輸入端的三角波波形圖5為公知三端雙向可控硅開關調光器的輸出電壓波形圖6為公知發光二極管電源供應裝置方塊圖。
其中，附圖標記
三端雙向可控硅開關調光器20 直流-直流轉換器40
輸入電壓檢測器60
交流電源10 整流器30 發光二極管50 反饋電路70
可固定最大與最小亮度的發光二極管
電源供應裝置100
直流電壓Vdim
第二運算放大器U2
第二電阻R4
第四電阻R26
第一電容C5
反向器95
電壓跟隨器92
第七電阻96
反向脈寬調制調光信號^ 補償電壓Vd 電壓最低值Vu 導通角Al
三端雙向可控硅開關調光器20A 直流_直流轉換器40A 輸入電壓檢測器60A 調光信號發生器80A 直流電壓V1
調光電路80 參考電壓Vref
第一運算放大器Ul 第一電阻R36 第三電阻R23 第五電阻R27 脈寬調制調光信號S2 低通濾波器93 第六電阻94 第八電阻98 調光電壓Vs 工作電壓Vcc 電壓最高值Vh 交流電源10A 全波整流器30A
發光二極管50A 反饋電路70A
發光二極管電源供應裝置100A 調光信號Sl
具體實施方式請參考圖l，其為本實用新型的可固定最大與最小亮度的發光二極管電源供應裝 置方塊圖。本實用新型的可固定最大與最小亮度的發光二極管電源供應裝置IOO應用于一 交流電源10、一三端雙向可控硅開關調光器20及至少一發光二極管50。該三端雙向可控硅開關調光器20電連接至該交流電源IO。該可固定最大與最小亮度的發光二極管電源供 應裝置100電連接至該三端雙向可控硅開關調光器20及該發光二極管50。 該可固定最大與最小亮度的發光二極管電源供應裝置100包含一調光電路80、 一反饋電路70、一輸入電壓檢測器60、一直流-直流轉換器40及一整流器30。該整流器 30電連接至該輸入電壓檢測器60、該直流-直流轉換器40及該三端雙向可控硅開關調光 器20。該調光電路80電連接至該輸入電壓檢測器60及該反饋電路70。該反饋電路70電 連接至該調光電路80、該直流-直流轉換器40及該發光二極管50。該發光二極管50電連 接至該直流_直流轉換器40及該反饋電路70。 請參考圖2，其為本實用新型的調光電路的第一部分的一實施例線路圖(脈寬調 制調光信號發生器)。該調光電路80包含一第一運算放大器Ul、一第二運算放大器U2、一 第一電阻R36、一第二電阻R4、一第三電阻R23、一第四電阻R26、一第五電阻R27及一第一 電容C5。 該第一運算放大器U1的非反向輸入端電連接至該第二運算放大器U2的非反向輸 入端。該第二運算放大器U2的反向輸入端電連接至該輸入電壓檢測器60。該第一電阻R36 的一端電連接至12伏特電壓，另一端電連接至該第一運算放大器U1的輸出端。該第二電 阻R4的一端電連接至該第一運算放大器U1的輸出端，另一端電連接至該第一運算放大器 Ul的非反向輸入端。該第三電阻R23的一端電連接至該第一運算放大器U1的輸出端，另一 端電連接至該第一運算放大器U1的反向輸入端。該第四電阻R26的一端電連接至12伏特 電壓，另一端電連接至該第一運算放大器U1的反向輸入端。該第五電阻R27的一端接地， 另一端電連接至該第一運算放大器U1的反向輸入端。該第一電容C5的一端接地，另一端 電連接至該第一運算放大器U1的非反向輸入端。 請參考圖3，其為本實用新型的調光電路的第二部分的一實施例線路圖。該調光 電路80更包含一低通濾波器93、一反向器95、一電壓跟隨器(Voltage-follower)92、一第 六電阻94、一第七電阻96及一第八電阻98。該第六電阻94的一端電連接至該電壓跟隨器 92的輸出端，另一端電連接至一補償電壓Vd。該第七電阻96的一端電連接至該電壓跟隨 器92的輸出端，另一端電連接至該反饋電路70。該第八電阻98的一端電連接至該電壓跟 隨器92的輸出端，另一端接地。該電壓跟隨器92的非反向輸入端電連接至該低通濾波器 93。該反向器95電連接至該第二運算放大器U2的輸出端及該低通濾波器93。該電壓跟隨 器92尚且電連接于一工作電壓Vcc及接地之間。 以下將說明本實用新型的可固定最大與最小亮度的發光二極管電源供應裝置的 動作流程，請同時參考圖1、圖2及圖3。 本實用新型的可固定最大與最小亮度的發光二極管電源供應裝置的最主要概念 在于該調光電路80輸出一參考電壓Vref ;該反饋電路70接收該參考電壓Vref后，該直 流_直流轉換器40及該反饋電路70驅動該發光二極管50發光，可確保該三端雙向可控硅 開關調光器20的導通角在過大時，該發光二極管50能保持一固定的最大亮度；該反饋電路 70接收該參考電壓Vref后，該直流-直流轉換器40及該反饋電路70驅動該發光二極管 50發光，可確保該三端雙向可控硅開關調光器20的導通角在過小時，該發光二極管50能保 持一固定的最小亮度。茲詳述如下 該第一運算放大器U1的組態為一磁滯比較器，該第一運算放大器U1的非反向輸入端可得一三角波，如圖4所示。該三角波與該第二運算放大器U2的非反向輸入端電連接。 而該輸入電壓檢測器60所送出的一直流電壓Vdim則電連接至該第二運算放大器U2的反 向輸入端。該三角波與該直流電壓Vdim由該第二運算放大器U2處理比較后，可得一脈寬 調制調光信號S2，并傳送至該反向器95，經反向后得一反向脈寬調制調光信號^，該反向 脈寬調制調光信號S2傳送至該低通濾波器93，該低通濾波器93處理后可得一調光電壓Vs 并傳送至該電壓跟隨器92的非反向輸入端。 當該直流電壓Vdim的電壓值由一電壓最低值Vu變化至一電壓最高值Vh，該脈寬 調制調光信號S2的占空比(Duty)由100%變化至0%，輸出電流由最小變化為最大。舉例 來說，當導通角在90度時，該直流電壓Vdim為2V， 120度時該直流電壓Vdim為4V，若設定 此角度變化為調光范圍，該電壓最低值Vu及該電壓最高值Vh就需設計在2V及4V。而該第 三電阻R23、該第四電阻R26及該第五電阻R27可決定該三角波的該電壓最低值Vu及該電 壓最高值Vh的數值。運算式則如下所示F/2 = 12Fx-十12Fxr" = 12Fx
超+ (i 26〃i 27) i 26 + (/ 23〃i 27)
i 23〃i 27
i 26 + (i 23〃肪;) 通過該補償電壓Vd及該第六電阻94、該第七電阻96及該第八電阻98的重疊網 路，可提供開機時的初始的該參考電壓Vref。該電壓跟隨器92的特性是輸出電壓會等于非 反向輸入端電壓。當非反向輸入端電壓大于該電壓跟隨器92的V0H (最大輸出電壓)，則輸 出電壓會維持在V0H ;當非反向輸入端電壓小于該電壓跟隨器92的VOL (最小輸出電壓)， 則輸出電壓會維持在VOL。也就是說，輸出電壓最大值與最小值不會超出一個預定范圍(上 述實施例為介于V0H及VOL之間)。 該調光電路80傳送該參考電壓Vref至該反饋電路70以決定最后輸出至該發光 二極管50的電流大小。當該調光電壓Vs大于該電壓跟隨器92的V0H，則輸出電壓會維持 在VOH，可以確保導通角若過大時仍可保持同一亮度。當該調光電壓Vs小于該電壓跟隨器 92的V0L，則輸出電壓會維持在VOL，可以確保導通角若過小時仍可保持同一亮度。 若須保持固定的最小亮度，則該整流器30必須為半波整流器，因為全波整流器在 導通角過小時會導致關機，無法維持固定的最小亮度。 因此，定義好最小與最大亮度的導通角后，可通過該輸入電壓檢測器60得到相對
應的該直流電壓Vdim。根據該直流電壓Vdim變化范圍及上述運算式，設計該第三電阻R23、
該第四電阻R26及該第五電阻R27的阻值，并搭配該電壓跟隨器92，就可在定義導通角內做
到額定輸出電流1% 100%的變化。如此，即可以避免因不同制造廠商所制造的該三端雙
向可控硅開關調光器20的導通角不同，而造成最大及最小亮度有所差異。 本實用新型可定義固定的最大與最小亮度所需的導通角，當三端雙向可控硅開關
調光器的導通角小于定義的角度，可固定最小輸出亮度；大于定義的角度，可固定最大輸出亮度。 本實用新型所提出的可固定最大與最小亮度的調光電路技術的使用，解決了發光 二極管電源供應器搭配不同三端雙向可控硅開關調光器無法固定最大與最小亮度的缺點， 并實現調光范圍由1% 100%的變化，并且增加發光二極管電源供應器亮度的可調性。[0055] 當然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質的 情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本實用新型做出各種相應的改變和變形，但這些 相應的改變和變形都應屬于本實用新型所附的權利要求的保護范圍。
權利要求一種可固定最大與最小亮度的發光二極管電源供應裝置，應用于一三端雙向可控硅開關調光器及至少一發光二極管，其特征在于，該可固定最大與最小亮度的發光二極管電源供應裝置包含一調光電路；一輸入電壓檢測器，電連接至該調光電路；一反饋電路，電連接至該調光電路及該發光二極管；一直流-直流轉換器，電連接至該輸入電壓檢測器、該反饋電路及該發光二極管；及一整流器，電連接至該輸入電壓檢測器、該直流-直流轉換器及該三端雙向可控硅開關調光器，其中該調光電路接收該輸入電壓檢測器輸出的一直流電壓并輸出一參考電壓至該反饋電路，該反饋電路接收該參考電壓后，可確保該三端雙向可控硅開關調光器的導通角在過大時，該發光二極管能保持一固定的最大亮度；以及確保該三端雙向可控硅開關調光器的導通角在過小時，該發光二極管能保持一固定的最小亮度。
2. 如權利要求1所述的可固定最大與最小亮度的發光二極管電源供應裝置，其特征在 于，該調光電路包含一脈寬調制調光信號發生器及一低通濾波器，該脈寬調制調光信號發 生器電連接至該低通濾波器，該脈寬調制調光信號發生器接收該輸入電壓檢測器輸出的該 直流電壓后，獲得一脈寬調制調光信號，并傳送至該低通濾波器，該低通濾波器處理后再產 生該參考電壓并傳送至該反饋電路。
3. 如權利要求2所述的可固定最大與最小亮度的發光二極管電源供應裝置，其特征在 于，該調光電路還包含一第一運算放大器及一第二運算放大器，該第一運算放大器的非反 向輸入端電連接至該第二運算放大器的非反向輸入端，該第二運算放大器的反向輸入端電 連接至該輸入電壓檢測器。
4. 如權利要求3所述的可固定最大與最小亮度的發光二極管電源供應裝置，其特征在 于，該調光電路還包含一電壓跟隨器，該電壓跟隨器的非反向輸入端電連接至該第二運算放大器的輸出端；及一反向器，該反向器電連接至該第二運算放大器的輸出端及該低通濾波器， 其中，該第一運算放大器的非反向輸入端獲得一三角波，該三角波與該直流電壓由該 第二運算放大器處理比較后，獲得該脈寬調制調光信號，并傳送至該反向器，經反向后得一 反向脈寬調制調光信號，該反向脈寬調制調光信號傳送至該低通濾波器，該低通濾波器處 理后獲得一調光電壓并傳送至該電壓跟隨器的非反向輸入端，再產生該參考電壓并傳送至 該反饋電路。
5. 如權利要求4所述的可固定最大與最小亮度的發光二極管電源供應裝置，其特征在 于，該調光電路還包含一第一電阻，該第一電阻的一端電連接至12伏特電壓，另一端電連接至該第一運算放 大器的輸出端；一第二電阻，該第二電阻的一端電連接至該第一運算放大器的輸出端，另一端電連接 至該第一運算放大器的非反向輸入端；一第三電阻，該第三電阻的一端電連接至該第一運算放大器的輸出端，另一端電連接至該第一運算放大器的反向輸入端；一第四電阻，該第四電阻的一端電連接至12伏特電壓，另一端電連接至該第一運算放 大器的反向輸入端；一第五電阻，該第五電阻的一端接地，另一端電連接至該第一運算放大器的反向輸入端5及一第一電容，該第一電容的一端接地，另一端電連接至該第一運算放大器的非反向輸 入端。
6.如權利要求5所述的可固定最大與最小亮度的發光二極管電源供應裝置，其特征在于，該調光電路還包含一第六電阻，該第六電阻的一端電連接至該電壓跟隨器的輸出端，另一端電連接至一 補償電壓；一第七電阻，該第七電阻的一端電連接至該電壓跟隨器的輸出端，另一端電連接至該 反饋電路；一第八電阻，該第八電阻的一端電連接至該電壓跟隨器的輸出端，另一端接地。
專利摘要本實用新型公開一種可固定最大與最小亮度的發光二極管電源供應裝置，其應用于一三端雙向可控硅開關調光器及至少一發光二極管。該可固定最大與最小亮度的發光二極管電源供應裝置包含一調光電路、一輸入電壓檢測器、一反饋電路、一直流-直流轉換器及一整流器。該調光電路輸出一參考電壓。該參考電壓可確保該三端雙向可控硅開關調光器的導通角在過大時，該發光二極管能保持一固定的最大亮度；該參考電壓可確保該三端雙向可控硅開關調光器的導通角在過小時，該發光二極管能保持一固定的最小亮度。
文檔編號F21Y101/02GK201509346SQ200920249929
公開日2010年6月16日 申請日期2009年10月23日 優先權日2009年10月23日
發明者鄭育賢, 雷光明 申請人:亞源科技股份有限公司