LED小串的控制裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術提供一種LED小串的控制裝置。利用高壓N型組件與低壓限流開關單元串接結合，藉由偵測路徑上的電壓或電流，于大于或小于預設值時切換低壓限流組件。則高壓N型組件被間接控制。亦即，當流經低壓限流開關的導通電流增加或減少時，流經對應高壓N型組件的導通電流亦隨之增加或減少。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術關于藉由低壓限流開關與高壓N型組件的組合來控制高壓LED，可簡化布局過程，并降低生產成本；不僅有效降低傳統高壓LED所產生的120Hz光學閃爍現象，更能提聞電效率。
技術介紹
長串高壓LED生產成本愈來愈低廉，已廣為大眾所采用。但是高壓控制的方式仍有缺點有待改善。例如，美國專利USP No. 6989807、USPNo. 7439944或USP No. 7081722便暴露了切換時間點及驅動電流為固定電流等的問題。為解決上述問題，中國臺灣專利公開號201134293提出一種驅動高壓發光二極管燈泡的集成電路。參見其中圖I及圖2，該裝置具有限流單元(NM0S)，借著開啟或關閉限流單元切換LED堆棧，可提高功因校正及降低總諧波失真。然而，數個高壓NMOS的導通電壓之間有制程上差異性及溫度變化，因此交替時間及電流較難控制。結果，LED導通瞬間電流可能過大或電流消失時間過長，產生光學閃爍(Flicker)。而且，總電流開路會有不連續及瞬間電流過大的現象。此外，以傳統方式驅動長串LED時，前端LED因平均導通時間較長而亮度較亮，尾端LED則導通時間較短，亮度較暗；即所謂的120Hz光學漣波。而傳統方式驅動高壓LED的效率亦較差。若增加更多控制節點來增進效率，又會增加生產成本的困擾。為改善上述習知技術的缺失，本技術提出一種LED小串的控制裝置，不僅能有效提升輸出瓦數，更可降低電磁干擾。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種LED小串的控制裝置，可降低生產成本，降低切換噪聲干擾，及簡化控制電路布局。本技術的LED小串可為接地或不接地；可由復數個串聯的LED單元組成，而LED單元可包括一個或多個，串聯或并聯的LED。本技術的LED小串的控制裝置主要包括復數個高壓N型組件及復數個低壓限流開關。其中每一個高壓N型組件電性連接至對應的LED單元的電流輸出端。其中每一個低壓限流開關包括一低壓N型組件，電性連接至對應的高壓N型組件，并與對應的LED單元并聯，電流是由高壓N型組件流向對應的低壓限流開關，而所稱的低壓及高壓是依據其相對崩潰電壓(Breakdown Voltage)而言。藉此，當流經低壓限流開關的導通電流增加或減少時，流經對應高壓N型組件的導通電流亦隨之增加或減少。高壓N型組件或低壓N型組件可為但不限于金屬氧化物半導體(Metal OxideSemiconductor, M0S)晶體管或雙載子(Bi-polar)晶體管,其它開關組件亦可適用。藉由本技術的控制裝置，當低壓限流開關的輸入電流增加時，其中電位最低的低壓限流開關為開啟，而其它電位較高的低壓限流開關的導通電流被減少，且流經該電位較高的對應高壓N型組件的導通電流亦隨之減少。或者，當較高電位的低壓限流開關接收到較低電位的低壓限流開關的“電流變小控制訊號”時，流經該較高電位的低壓限流開關的導通電流減少，使流經對應高壓N型組件的導通電流亦隨之減少。上述低壓限流開關的開啟或電流變小可經由但不限于一外部或內建的主仆控制器判定或傳送訊號，亦可經由其它適當的線路設計達成。藉此，可使較高電位的低壓限流開關的導通電流受控于較低電位的低壓限流開關。本技術的控制裝置，亦可包括至少一個電壓或電流偵測電路，用以偵測對應的LED單元至對應的低壓限流開關的路徑上的電壓或電流。藉此 ，當所偵測的電壓或電流大于一預設值時，對應的低壓限流開關被關閉。或者，當所偵測的電壓或電流小于該預設值時，對應的低壓限流開關為開啟。本技術具有如下的功效I、監測高壓N型組件的源極低壓，等效于漏極高壓或LED的輸出電壓，因此不需在高壓環境設立監測點，結構較簡單。2、利用低壓限流開關的切換功能控制高壓LED電流，可快速開啟與關閉LED，使系統電流更穩定，輸入電流呈現連續，大幅降低EMI干擾，及總諧波失真低。3、布局過程簡單；可簡化控制傳統式垂直式高壓N型組件的柵極及源極與控制器集成電路聯機，所造成布局繞線的困擾。4、利用控制集成電路不接地的方式與長串LED并接，可降低控制電路功耗，更可降低長串時，因LED位置不同所造成120HZ的漣波閃爍。附圖說明圖I顯示本技術第一實施例以低壓限流開關控制高壓N型組件及LED的定電流架構。圖2顯示圖I中高壓N型組件與低壓限流開關的架構。圖3顯示本技術第二實施例的架構。圖4顯示圖3中高壓N型組件與低壓限流開關的架構。圖5顯示本技術第三實施例的架構。圖6顯示圖5中高壓N型組件與低壓限流開關的架構。圖7顯示測試用的簡易架構。圖8顯示在高工作電壓下，PWM輸入訊號與高壓N型組件的源極電壓的關系。圖9顯示測試用的另一簡易架構。圖10顯示在低工作電壓下，輸入電壓波型與高壓N型組件的漏極電壓的關系。圖11顯示高壓N型組件在不同漏極電壓下的漏極電流值。主要組件符號說明低壓限流開關21-25、31-34、41_44外部的主-仆控制器51內建的分布式主-仆控制器 52LED 小串70、80LED 單元701-705、801-805AC交流電源901橋式整流器902電容Cl高壓N型組件HV1-HV5電流輸出接點Iout運算放大器Kl比較器K2低壓N型組件LV2電阻R1、R2、R4、R5高阻值電阻R3訊號輸入端SI、S3訊號輸出端S2、S4選擇器SEl電壓輸出接點Vout齊納二極管Zl具體實施方式圖I顯示本技術高壓LED的控制裝置的較佳實施例之一。LED小串70有5個LED單元701-705，每一個LED單元包括數顆LED。控制裝置由高電位至低電位依序包括5個對應的高壓N型組件(HV NMOS) HV1-HV5、5個低壓限流開關(或恒流開關)21-25及一外部的主-仆控制器51。本說明書的“外部”或“內建”是相對于低壓限流開關而言。LED小串70的電流輸入端連接至AC交流電源901及橋式整流器902。LED小串70可為一 LED長串的一部份，則控制裝置亦可串聯控制對應的LED小串。在LED小串70中，每一個LED單元的電流輸出端連接至對應的高壓N型組件的漏極。高壓N型組件的源極連接至對應的低壓限流開關21-25，柵極則連接至齊納二極管Z1，提供固定偏壓。齊納二極管Zl經電阻Rl連接至橋式整流器902，并與電容Cl并聯。控制裝置的電壓源由齊納二極管Zl穩壓提供。每一低壓限流開關具有一訊號輸入端SI及一訊號輸出端S2，分別連接至主-仆控制器(master-slave) 51對應的訊號輸出端及訊號輸入端。每一低壓限流開關亦具有一電壓輸出端及一電流輸出端，分別連接至控制裝置的電壓輸出接點Vout及電流輸出接點lout，最后連接至齊納二極管Z1。電壓輸出接點Vout經由電阻R2，再連接至電流輸出接點Iout0圖2是說明圖I中高壓N型組件與對應的低壓限流開關的架構，以高壓N型組件HV2及低壓限流開關22為例。低壓限流開關22包括一低壓N型組件(LV NM0S)LV2、一比較器K2及一高阻值電阻R3。比較器K2及高阻值電阻R3形成一電壓偵測電路，而電壓偵測電路、主-仆控制器及運算放大器(OPAMP) Kl及電性連接線路則形成一控制架構。低壓N型組件LV2的漏極連接至對應的高壓N型組件HV2的源極、比較器K2的輸入正端及電阻R3 ;柵極連接至低壓限流開關的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種LED小串的控制裝置，該LED小串是由復數個串聯的LED單元組成；其特征在于，該裝置包括：復數個高壓N型組件，其中每一個高壓N型組件電性連接至對應的LED單元的電流輸出端；及復數個低壓限流開關，其中每一個低壓限流開關包括一低壓N型組件，電性連接至對應的高壓N型組件，并與對應的LED單元并聯，電流是由高壓N型組件流向對應的低壓限流開關，而所稱的低壓及高壓是依據其相對崩潰電壓而言。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：王弘宗，藍耀輝，彭元佑，
申請(專利權)人：主一科技股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：