定功率的發(fā)光二極管照明裝置及定功率輸出的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種定功率的發(fā)光二極管照明裝置及定功率輸出的控制方法,該定功率的發(fā)光二極管照明裝置包含一發(fā)光二極管芯片、一驅動單元、一電壓偵測單元與一反饋控制單元。其中,該驅動單元接收一電源的電能并輸出一工作電壓與一工作電流予該發(fā)光二極管芯片;該電壓偵測單元用以偵測該工作電壓的電壓值;該反饋控制單元默認有至少三個參考電壓值,相鄰兩參考電壓值之間形成一電壓區(qū)段,該反饋控制單元依據(jù)所測得的該工作電壓的電壓值及該工作電壓的電壓值所屬的電壓區(qū)段的斜率參數(shù),輸出一電流控制信號至該驅動單元以控制該工作電流的電流值,使供輸至該發(fā)光二極管芯片的功率維持于一預設功率的范圍內(nèi)。
【專利說明】定功率的發(fā)光二極管照明裝置及定功率輸出的控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是與發(fā)光二極管驅動有關,更詳而言之是指一種定功率的發(fā)光二極管照明裝置及定功率輸出的控制方法。
【背景技術】
[0002]發(fā)光二極管的照明裝置包含有一發(fā)光二極管芯片以及一驅動單元提供該發(fā)光二極管芯片所需的電能。目前市面上的發(fā)光二極管芯片規(guī)格琳瑯滿目,對于具有相同功率的發(fā)光二極管芯片而言,其工作電壓與工作電流的組合種類繁多,以28W的發(fā)光二極管芯片為例,其工作電壓與工作電流的組合即有80V/350mA、56V/500mA、40V/700mA等組合,因此,為了驅動如此多種規(guī)格組合的發(fā)光二極管芯片,目前的方式是針對每一種發(fā)光二極管芯片開發(fā)一種發(fā)光二極管芯片驅動單元。然,對于發(fā)光二極管的照明裝置制造商而言,每一種功率的發(fā)光二極管芯片都需制造數(shù)種驅動單元,不但增加驅動單元庫存的壓力,而且無法以量制價,導致制造成本居高不下。若能開發(fā)適用于不同工作電壓與工作電流組合的驅動單元,當可降低發(fā)光二極管芯片的驅動單元庫存的壓力,并且有效降低制造成本。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]有鑒于此,本發(fā)明的主要目的在于提供一種定功率的發(fā)光二極管照明裝置及定功率輸出的控制方法,可適用于同一功率但不同工作電壓與工作電流組合的發(fā)光二極管芯片,并控制供輸至發(fā)光二極管芯片的功率維持于一預設功率的范圍。
[0004]緣以達成上述目的,本發(fā)明所提供的定功率的發(fā)光二極管照明裝置,系電性連接一電源,包含有一發(fā)光二極管芯片、一驅動單兀、一電壓偵測單兀與一反饋控制單兀。其中,該驅動單元電性連接該電源與該發(fā)光二極管芯片,用以接收該電源的電能并輸出一工作電壓與一工作電流予該發(fā)光二極管芯片;該電壓偵測單元電性連接該驅動單元,用以偵測該工作電壓的電壓值;該反饋控制單元電性連接該電壓偵測單元及該驅動單元,該反饋控制單元默認有至少三個參考電壓值,相鄰兩參考電壓值之間形成一電壓區(qū)段,各該電壓區(qū)段對應有一斜率參數(shù),該反饋控制單元依據(jù)該電壓偵測單元所測得的工作電壓的電壓值及該工作電壓的電壓值所屬的電壓區(qū)段的斜率參數(shù),輸出一電流控制信號至該驅動單元以控制輸出予該發(fā)光二極管芯片的工作電流的電流值,其中,該工作電流的電流值與該工作電壓的電壓值的乘積介于一預設功率的范圍內(nèi)。
[0005]本發(fā)明更提供一種定功率輸出的控制方法,用以維持供輸至一發(fā)光二極管芯片的功率于一默認功率的范圍內(nèi),該方法是預設有至少三個參考電壓值,相鄰兩參考電壓值之間形成一電壓區(qū)段,各該電壓區(qū)段對應有一斜率參數(shù),該方法包含有下列步驟:
[0006]偵測供輸至該發(fā)光二極管芯片的一工作電壓的電壓值;
[0007]選擇該工作電壓的電壓值所屬的電壓區(qū)段的斜率參數(shù);以及
[0008]依據(jù)所選擇的斜率參數(shù)與該工作電壓的電壓值輸出一相對應的工作電流至該發(fā)光二極管芯片,其中,該工作電流的電流值與該工作電壓的電壓值的乘積是介于該預設功率的范圍內(nèi)。
[0009]藉此,透過該定功率的發(fā)光二極管照明裝置及控制發(fā)光二極管定功率的方法,可適用于具有相同功率但不同工作電壓及工作電流的發(fā)光二極管芯片,并維持供輸至發(fā)光二極管芯片的功率于默認功率的范圍內(nèi)。有效改善已知的發(fā)光二極管的照明裝置只能適用單一工作電壓及工作電流的發(fā)光二極管芯片的不便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明較佳實施例定功率的發(fā)光二極管照明裝置方塊圖;
[0011]圖2為本發(fā)明較佳實施例的工作電壓與工作電流關系曲線圖;以及
[0012]圖3為本發(fā)明定功率輸出的控制方法流程圖。
[0013]【符號說明】
[0014]10 電源
[0015]20發(fā)光二極管芯片
[0016]30驅動單元
[0017]40定功率調(diào)整模塊
[0018]42電壓偵測單元
[0019]44電流偵測單元
[0020]46反饋控制單元
[0021]462比較器
[0022]464信號產(chǎn)生器
[0023]V1、V2、V3、V4 參考電壓值
[0024]Vmax上限電壓值
[0025]Imax上限電流值
[0026]S電壓區(qū)段
[0027]C 曲線
【具體實施方式】
[0028]為能更清楚地說明本發(fā)明,茲舉下列實施例并配合圖示詳細說明如后。圖1所示者為本發(fā)明一較佳實施例的定功率的發(fā)光二極管照明裝置,系電性連接一電源10,包含有一發(fā)光二極管芯片20、一驅動單兀30與一定功率調(diào)整模塊40。其中:
[0029]該驅動單元30是電性連接該電源10與該發(fā)光二極管芯片20,用以接收該電源10的電能并輸出一工作電壓與一工作電流予該發(fā)光二極管芯片20 ;該驅動單兀30是可受控制地改變該工作電壓的電壓值與該工作電流的電流值。在實務上,該驅動單元30可為采用PWM、半橋式、Buck、Boost等型式的電路為基礎進行設計。
[0030] 該定功率調(diào)整模塊40包括有一電壓偵測單元42、一電流偵測單元44與一反饋控制單元46。其中:
[0031]該電壓偵測單元42電性連接該驅動單元30,用以偵測該驅動單元30供輸予該發(fā)光二極管芯片20的工作電壓的電壓值。該電流偵測單元44電性連接該驅動單元30,用以偵測該驅動單元30供輸予該發(fā)光二極管芯片20的工作電流的電流值。[0032]該反饋控制單元46包含有相電性連接的一比較器462與一信號產(chǎn)生器464,該比較器462電性連接該電壓偵測單元42,該信號產(chǎn)生器464電性連接該驅動單元30。請配合圖2所示,在本實施例中,該比較器462預設有四個不同的參考電壓值V1、V2、V3、V4,各該參考電壓值皆對應有一工作電流的電流值。在相鄰兩參考電壓值之間形成一電壓區(qū)段S,而該三個電壓區(qū)段S所連接形成的三條直線是接近理想的工作電壓-工作電流的關系曲線C,前述的理想的工作電壓-工作電流的乘積即為一預設功率。茲定義該參考電壓值Vl (參考電壓值中的最大者)即為一上限電壓值Vmax;而該參考電壓值V4(參考電壓值中的最小者)所對應的工作電流的電流值為一上限電流值Imax。各該電壓區(qū)段S的直線具有一斜率,這些電壓區(qū)段S的斜率的絕對值是依這些參考電壓值V1、V2、V3、V4由大到小的順序依序減小,亦即參考電壓值Vl-參考電壓值V2的電壓區(qū)段S的斜率的絕對值為最大,而參考電壓值V3-參考電壓值V4的電壓區(qū)段S的斜率的絕對值為最小。各該斜率則對應有一斜率參數(shù),這些斜率參數(shù)是預設于該比較器462中;而該比較器462是可對應各該斜率參數(shù)輸出一相對應的斜率信號。
[0033]該信號產(chǎn)生器464用以接收該斜率信號,并將該斜率信號與該工作電壓的電壓值經(jīng)運算后輸出一電流控制信號至該驅動單元30,該驅動單元30接收該電流控制信號后,依據(jù)該電流控制信號相應地改變輸出予該發(fā)光二極管芯片20的工作電流的電流值。
[0034]此外,該比較器462更可輸出一電壓限制信號及一電流限制信號至該信號產(chǎn)生器464,該信號產(chǎn)生器464接收該電流限制信號后則控制該驅動單元30以限制該工作電壓的電壓值或該工作電流的電流值,避免輸出的工作電壓或工作電流異常,而造成發(fā)光二極管芯片20損壞。
[0035]藉此,前述定功率的發(fā)光二極管照明裝置即可進行本發(fā)明定功率輸出的控制方法,該方法包含有圖3所示的下列步驟:
[0036]A.連接具有相同于該默認功率的發(fā)光二極管芯片20至該驅動單元30。
[0037]B.透過該電壓偵測單元42偵測該工作電壓的電壓值,以及透過該電流偵測單元44偵測該工作電流的電流值。
[0038]C.該比較器462判斷該工作電壓的電壓值是否高于該上限電壓值Vmax:
[0039]若是,則代表該工作電壓異常,此時該比較器462發(fā)送該電壓限制信號至該信號產(chǎn)生器464,該信號產(chǎn)生器464收到該電壓限制信號后輸出一最高電壓控制信號至該驅動單元30以限制輸出至該發(fā)光二極管芯片20的工作電壓的電壓值等于該參考電壓值VI,并回到步驟B。
[0040]若否,則進行步驟D。
[0041]D.該比較器462判斷該工作電流的電流值是否高于該上限電流值Imax:
[0042]若是,則代表工作電流異常,此時該比較器462發(fā)送該電流限制信號至該信號產(chǎn)生器464,該信號產(chǎn)生器464收到該電流限制信號后輸出一最高電流控制信號至該驅動單元30以限制輸出至該發(fā)光二極管芯片20的工作電流的電壓流等于該上限電流值Imax,并回到步驟B。
[0043]若否,則進行步驟E。
[0044]E.該比較器462依據(jù)該電壓偵測單元42所測得的工作電壓的電壓值判斷該工作電壓的電壓值所屬的電壓區(qū)段S,并取得對應該工作電壓的電壓值所屬的電壓區(qū)段S的斜率參數(shù),據(jù)以輸出相對應的斜率信號。該信號產(chǎn)生器464依據(jù)該工作電壓的電壓值以及所接收的該斜率信號,輸出相應的該電流控制信號至該驅動單元30,使該驅動單元30輸出至該發(fā)光二極管芯片20的工作電流的電流值與該工作電壓的電壓值的乘積介于該預設功率的范圍內(nèi)。亦即,利用該工作電壓的電壓值及所屬電壓區(qū)段S的直線的斜率運算得到該預設功率所需的工作電流的電流值。較佳地,該預設功率的范圍為該預設功率的90%至110% (即該預設功率±10%之間),舉例而言,該預設功率為28W,則該工作電流的電流值與該工作電壓的電壓值的乘積為介于25.2W至30.8W之間。
[0045]F、重復步驟B至步驟E,即可持續(xù)維持供輸至該發(fā)光二極管芯片20的功率于該預設功率的范圍。
[0046]在上述中,是利用多個電壓區(qū)段S與工作電流的關系構成接近理想的工作電壓-工作電流曲線C,即使更換不同工作電壓的發(fā)光二極管芯片20,該定功率的發(fā)光二極管照明裝置即可相應地改變供輸至發(fā)光二極管芯片20的工作電流,使供輸至發(fā)光二極管芯片20的功率維持在預設功率的范圍內(nèi)。而當默認的電壓區(qū)段S越多,所輸出的該預設功率的范圍則越接近理想值。
[0047]透過本發(fā)明定功率的發(fā)光二極管照明裝置及控制發(fā)光二極管定功率的方法,可適用于具有相同功率但不同工作電壓及工作電流的發(fā)光二極管芯片,不限于單一工作電壓及工作電流的發(fā)光二極管芯片。有效改善已知的發(fā)光二極管的照明裝置只能適用單一工作電壓及工作電流的發(fā)光二極管芯片的不便。以上所述僅為本發(fā)明較佳可行的實施例而已,并非本發(fā)明的所有可實施態(tài)樣。舉凡應用本發(fā)明說明書及權利要求范圍所為的等效結構及方法的變化,理應包含在本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種定功率輸出的控制方法,用以維持供輸至一發(fā)光二極管芯片的功率于一默認功率的范圍內(nèi),該方法是預設有至少三個參考電壓值,相鄰兩參考電壓值之間形成一電壓區(qū)段,各該電壓區(qū)段對應有一斜率參數(shù),該方法包含有下列步驟: 偵測供輸至該發(fā)光二極管芯片的一工作電壓的電壓值; 選擇該工作電壓的電壓值所屬的電壓區(qū)段的斜率參數(shù);以及 依據(jù)所選擇的斜率參數(shù)與該工作電壓的電壓值輸出一相對應的工作電流至該發(fā)光二極管芯片,其中,該工作電流的電流值與該工作電壓的電壓值的乘積是介于該預設功率的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權利要求1所述的定功率輸出的控制方法,其中判斷該工作電壓的電壓值高于一上限電壓值時,限制輸出至該發(fā)光二極管芯片的工作電壓的電壓值等于這些參考電壓值中的最大者。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的定功率輸出的控制方法,包含有偵測供輸至該發(fā)光二極管芯片的工作電流的電流值,當該工作電流的電流值高于一上限電流值時,限制輸出至該發(fā)光二極管芯片的工作電流的電流值等于該上限電流值。
4.根據(jù)權利要求1所述的定功率輸出的控制方法,其中該預設功率的范圍為該預設功率的90%至110%之間。
5.根據(jù)權利要求1所述的定功率輸出的控制方法,其中這些電壓區(qū)段的斜率的絕對值是依這些參考電壓值由 大到小的順序依序減小。
6.一種定功率的發(fā)光二極管照明裝置,系電性連接一電源,包含有: 一發(fā)光二極管芯片; 一驅動單元,電性連接該電源與該發(fā)光二極管芯片,用以接收該電源的電能并輸出一工作電壓與一工作電流予該發(fā)光二極管芯片; 一電壓偵測單元,電性連接該驅動單元,用以偵測該工作電壓的電壓值;以及 一反饋控制單元,電性連接該偵測單元及該驅動單元,該反饋控制單元默認有至少三個參考電壓值,相鄰兩參考電壓值之間形成一電壓區(qū)段,各該電壓區(qū)段對應有一斜率參數(shù),該反饋控制單元依據(jù)該電壓偵測單元所測得的工作電壓的電壓值及該工作電壓的電壓值所屬的電壓區(qū)段的斜率參數(shù),輸出一電流控制信號至該驅動單元以控制輸出予該發(fā)光二極管芯片的工作電流的電流值,其中,該工作電流的電流值與該工作電壓的電壓值的乘積介于一預設功率的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權利要求6所述的定功率的發(fā)光二極管照明裝置,其中當該反饋控制單元判斷該工作電壓的電壓值高于一上限電壓值時,該反饋控制單元輸出一電壓控制信號至該驅動單元以控制該輸出至該發(fā)光二極管芯片的工作電壓的電壓值等于這些參考電壓值中的最大者。
8.根據(jù)權利要求7所述的定功率的發(fā)光二極管照明裝置,包含有一電流偵測單元,電性連接該驅動單元與該反饋控制單元,用以偵測該工作電流的電流值;當該反饋控制單元判斷該工作電流的電流值高于一上限電流值時,該反饋控制單元輸出一最高電流控制信號至該驅動單元以控制輸出至該發(fā)光二極管芯片的工作電流的電流值等于該上限電流值。
9.根據(jù)權利要求6所述的定功率的發(fā)光二極管照明裝置,其中該反饋控制單元包含有相電性連接的一比較器與一信號產(chǎn)生器,該比較器電性連接該電壓偵測單元,該信號產(chǎn)生器電性連接該驅動單元,該比較器默認有這些參考電壓值及這些斜率參數(shù),該比較器判斷該工作電壓的電壓值所屬的電壓區(qū)段,并輸出對應該工作電壓的電壓值所屬的電壓區(qū)段的斜率參數(shù)的一斜率信號,該信號產(chǎn)生器接收該斜率信號后,依據(jù)該斜率信號與該工作電壓的電壓值輸出該電流控制信號。
10.根據(jù)權利要求6所述的定功率的發(fā)光二極管照明裝置,其中該默認功率的范圍為該預設功率的90%至110%之間。
11.根據(jù)權利要求6所述的定功率的發(fā)光二極管照明裝置,其中這些電壓區(qū)段的斜率的絕對值是依這些參 考電壓值由大到小的順序依序減小。
【文檔編號】H05B37/02GK103987147SQ201310050259
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年2月8日 優(yōu)先權日:2013年2月8日
【發(fā)明者】林銘鋒 申請人:東林科技股份有限公司, 林銘鋒