【11】證書號數：I450631
【45】公告日： 中華民國 103 (2014) 年 08 月 21 日
【51】Int. Cl.： H05B33/08 (2006.01) H05B37/02 (2006.01)
發明 全 10 頁 【54】名 稱：具補償電容組之發光二極體驅動電路
LED DRIVER HAVING COMPENSATION CAPACITOR SET
【21】申請案號：101129435 【22】申請日： 中華民國 101 (2012) 年 08 月 14 日 【11】公開編號：201408130 【43】公開日期： 中華民國 103 (2014) 年 02 月 16 日 【72】發 明 人： 梁從主 (TW) LIANG, TSORNG JUU；曾偉菁 (TW) TSENG, WEI JING；陳
建富 (TW) CHEN, JIANN FUH
【71】申 請 人： 國立成功大學 NATIONAL CHENG KUNG UNIVERSITY 臺南市東區大學路 1 號 【74】代 理 人： 蔡清福 【56】參考文獻： TW 200746916A TW 201108581A TW 201106600A CN 102054442A 審查人員：黃敏毓 [57]申請專利範圍 1. 一種發光二極體驅動電路，接收一輸入電壓，驅動一第一與一第二發光二極體模組，且 包含：一補償電容組，包括彼此串聯電連接之一第一與一第二電容，其中該第一電容電 連接於該第一與該第二發光二極體模組，該第二電容接地，且當該輸入電壓的一瞬時電 壓值低於一發光二極體模組導通電壓時，該補償電容組提供一補償電壓至該第一及該第 二發光二極體模組，使該第一及該第二發光二極體模組仍可導通；一過壓保護能量回收 電路，包括：一能量回收電路，包括：一第三電容，具一第一端與一第二端；以及一第 一二極體，具一陽極與一陰極，其中該第一二極體之該陽極電連於該第三電容之該第一 端，該第三電容之該第二端接地，且該第一二極體之該陰極電連接於該第一及該第二發 光二極體模組，當該第三電容之該第一端與該第二端間之一跨壓大於該補償電容組之一 跨壓時，則將該第三電容之一儲存能量釋放至該第一及該第二發光二極體模組；以及一 分段限流電路，包括：一第一分壓電路，並聯電連接於該補償電容組，且具一第一中 點；一第一限流電路，包括：一第二二極體，具一陽極與一陰極； 一第一電阻，具一第 一端與一第二端，其中該第一電阻之該第一端電連接於該第二二極體之該陽極，且該第 一電阻之該第二端接地；一第一電晶體，具一第一端、一第二端與一控制端，其中該第 一電晶體之該第一端電連接於該第一與該第二發光二極體模組，該第一電晶體之該第二 端電連接於該第一電阻之該第一端，且該第一電晶體之該控制端電連接於該第一分壓電 路之該第一中點；以及一第二電晶體，具一第一端、一第二端與一控制端，其中該第二 電晶體之該第一端電連接於該第一電晶體之該第二端，該第二電晶體之該第二端接地， 且該第二電晶體之該控制端電連接於該第二二極體之該陰極；以及一輸入電壓偵測電 路，並聯電連接於該補償電容組，且包括電連接於該第二電晶體之該控制端之一第二中 點，其中該第二中點之一電壓值用於決定是否切換進入該驅動電路之一分段導通模式。 2. 如申請專利範圍第 1 項所述之驅動電路，其中該過壓保護能量回收電路更包括一過壓保 護電路，包括：一第二分壓電路，並聯電連接於該補償電容組，且具一第三中點；以及
一第二限流電路，包括：一第三二極體，具一陽極與一陰極；一第二電阻，具一第一端 與一第二端，其中該第二電阻之該第一端電連接於該第三二極體之該陽極，該第 二電阻 之該第二端接地；一第三電晶體，具一第一端、一第二端與一控制端，其中該第三電晶 體之該第一端電連接於該第二發光二極體模組，該第三電晶體之該第二端電連接於該第 二電阻之該第一端，且該第三電晶體之該控制端電連接於該第二分壓電路之該第三中 點；一第四電晶體，具一第一端、一第二端與一控制端，其中該輸入電壓偵測電路更包 括一第四中點，該第四電晶體之該第一端電連接於該第三電晶體之該控制端，該第四電 晶體之該第二端接地，且該第四電晶體之該控制端電連接於該第三二極體之該陰極與該 輸入電壓偵測電路之該第四中點，其中該第四中點之一電壓值，用於決定是否切換進入 該驅動電路之一過壓保護模式；以及一第四二極體，具一陽極與一陰極，其中該第四二 極體之該陽極耦合於該第三電晶體之該第一端，且該第四二極體之該陰極耦合於該第三 電容器之該第一端。 3. 如申請專利範圍第 2 項所述之驅動電路，更包括一交流輸入電源與具有一第一與一第二 輸入端與一第一與一第二輸出端之一整流電路，其中該第一與該第二電容各具一第一端 與一第二端，該整流電路電連接該交流輸入電源於該第一與該第二輸入端，該整流電路 之該第二輸入端電連接於該第一電容之該第二端與該第二電容之該第一端，該整流電路 之該第一輸出端電連接於該第一電容之該第一端，該整流電路之該第二輸出端接地且電 連接該第二電容之該 第二端，該第一分壓電路更包括一第三與一第四電阻電連接於該第 一中點，該第二分壓電路更包括一第五與一第六電阻電連接於該第三中點，該輸入電壓 偵測電路更包括一第七至一第九電阻，該第七與該第八電阻電連接於該第二中點，該第 八與該第九電阻電連接於該第四中點，當該輸入電壓或該第二中點之一電壓值小於或等 於一預定值時，該驅動電路進入該分段導通模式，而如果該輸入電壓或該第四中點之一 電壓值大於該預定值時，則該驅動電路進入該過壓保護模式，而當該第三電容之該跨壓 大於該補償電容組之該跨壓時，使該第三電容之儲存能量經由該第三二極體釋放至該第 一發光二極體模組與該第二發光二極體模組。 4. 一種發光二極體驅動電路，接收一輸入電壓，驅動一第一與一第二發光二極體模組，且 包含：一補償電容組，包括彼此串聯電連接之一第一與一第二電容，其中該第一電容電 連接於該第一與該第二發光二極體模組，該第二電容接地，且當該輸入電壓的一瞬時電 壓值低於一發光二極體模組導通電壓時，該補償電容組提供一補償電壓至該第一及該第 二發光二極體模組，使該第一及該第二發光二極體模組仍可導通；以及一分段限流電 路，包括：一分壓電路，並聯電連接於該補償電容組，且具一第一中點；一限流電路， 包括： 一第一二極體，具一陽極與一陰極；以及一第一電阻，具一第一端與一第二端， 其中該第一電阻之該第一端電連接於該第一二極體之該陽極，該第一電阻之該第二端接 地；一第一電晶體，具一第一端、一第二端與一控制端，其中該第一電晶體之該第一端 電連接於該第一與該第二發光二極體模組，該第一電晶體之該第二端電連接於該第一電 阻之該第一端，且該第一電晶體之該控制端電連接於該分壓電路之該第一中點；以及一 第二電晶體，具一第一端、一第二端與一控制端，其中該第二電晶體之該第一端電連接 於該第一電晶體之該第二端，該第二電晶體之該第二端接地，且該第二電晶體之該控制 端電連接於該第一二極體之該陰極；以及一輸入電壓偵測電路，並聯電連接於該補償電 容組，且包括一第二中點，其中該第二中點電連接於該第二電晶體之該控制端，且該第 二中點之一電壓值用於決定是否切換進入該驅動電路之一過壓保護模式。 5. 如申請專利範圍第 4 項所述之驅動電路，更包括一交流輸入電源與具有一第一與一第二 輸入端與一第一與一第二輸出端之一整流電路，其中該第一與該第二電容各具一第一端 與一第二端，該整流電路電連接該交流輸入電源於該第一與該第二輸入端，該整流電路 之該第二輸入端電連接該第一電容之該第二端與該第二電容之該第一端，該整流電路之
該第一輸出端電連接該第一電容之該第一端，該整 流電路之該第二輸出端接地且電連接 該第二電容之該第二端，該分壓電路更包括一第二與一第三電阻，彼此串聯電連接於該 第一中點，該輸入電壓偵測電路更包括一第四與一第五電阻，彼此串聯電連接於該第二 中點。 6. 一種發光二極體驅動電路，接收一輸入電壓，驅動一發光二極體，且包含：一補償電容 組，包括彼此串聯電連接之一第一與一第二電容，其中該第一電容電連接於該發光二極 體，該第二電容接地，且當該輸入電壓的一瞬時電壓值低於一發光二極體導通電壓時， 該補償電容組提供一補償電壓至該發光二極體，使該發光二極體仍可導通；以及一過壓 保護能量回收電路，包括：一能量回收電路，包括：一第三電容，具一第一端與一第二 端；以及一第一二極體，具一陽極與一陰極，其中該第一二極體之該陽極電連於該第三 電容之該第一端，該第三電容之該第二端接地，且該第一二極體之該陰極電連接於該發 光二極體，當該第三電容之該第一端與該第二端間之一跨壓大於該補償電容組之一跨壓 時，則將該第三電容之一儲存能量釋放給該發光二極體；一分壓電路，並聯電連接於該 補償電容組，且具一第一中點；一過壓保護電路，包括：一第一電晶體，具一第一端、 一第二端與一控制 端，其中該第一電晶體之該第一端電連接於該發光二極體，該第一電 晶體之該第二端接地；以及一第二電晶體，具一第一端、一第二端與一控制端，其中該 第二電晶體之該第一端電連接於該第一電晶體之該控制端與該第一中點，且該第二電晶 體之該第二端接地；以及一輸入電壓偵測電路，並聯電連接於該分壓電路，且包括電連 接於該第二電晶體之該控制端之一第二中點。 7. 如申請專利範圍第 6 項所述之驅動電路，更包括一交流輸入電源、具一第一與一第二端 之一電感與具有一第一與一第二輸入端與一第一與一第二輸出端之一整流電路，其中該 發光二極體包括一陽極與一陰極，該過壓保護電路更包括一具一陽極與一陰極之第二二 極體，該第二二極體之該陽極電連接於該第一電晶體之該第一端，該第二二極體之該陰 極電連接於該第三電容之該第一端，該分壓電路更包括各具一第一與一第二端之一第一 至一第三電阻，該第一電阻之該第一端電連接於該發光二極體之該陽極，該第二電阻之 該第一端電連接於該第一電阻之該第二端與該第三電阻之該第一端，該第二電阻之該第 二端接地，該第三電阻之該第二端電連接於該第一中點，該輸入電壓偵測電路更包括各 具一第一端與一第二端之一第四與一第五電阻，該第四電阻之該第二端電連接該第五電 阻之該第一端於該第二中點，該第五電阻之該第二端接地，該交流輸入電源電連接於該 電感之該第一端與該整流電路之該第二輸 入端，該電感之該第二端電連接於該整流電路 之該第一輸入端，該第一與該第二電容各具一第一端與一第二端，該整流電路之該第二 輸入端電連接該第一電容之該第二端與該第二電容之該第一端，該整流電路之該第一輸 出端電連接於該第一電容之該第一端和該第一與該第四電阻之各該第一端，該整流電路 之該第二輸出端接地且電連接該第二電容之該第二端。 8. 一種發光二極體驅動電路，接收一輸入電壓，驅動一發光二極體，且包含：一補償電容 組，包括彼此串聯電連接之一第一與一第二電容，其中該第一電容電連接於該發光二極 體，該第二電容接地，且當該輸入電壓的一瞬時電壓值低於一發光二極體導通電壓時， 該補償電容組提供一補償電壓至該發光二極體，使該發光二極體仍可導通；以及一限流 電路，包括：一分壓電路，並聯電連接於該補償電容組，且具一第一中點；一過溫保護 電路，包括：一第一電晶體，具一第一端、一第二端與一控制端，其中該第一電晶體之 該第一端電連接於該發光二極體；一第二電晶體，具一第一端、一第二端與一控制端， 其中該第二電晶體之該第一端電連接於該第一電晶體之該控制端與該第一中點；以及 一 限流電阻，具一第一與一第二端，其中該限流電阻之該第一端電連接於該第一電晶體之 該第二端與該第二電晶體之該控制端，且該限流電阻之該第二端接地。
9. 如申請專利範圍第 8 項所述之驅動電路，更包括一交流輸入電源、具一第一與一第二端 之一電感與具有一第一與一第二輸入端與一第一與一第二輸出端之一整流電路，其中該 發光二極體包括一陽極與一陰極，該過溫保護電路更包括各具一第一端與一第二端之一 第一與一第二電阻，該第一電阻之該第一端電連接該限流電阻之該第一端，該第一電阻 之該第二端接地，該第二電阻之該第一端電連接該第二電晶體之該第二端，該第二電阻 之該第二端接地，該第一與該第二電容各具一第一端與一第二端，該分壓電路更包括各 具一第一端與一第二端之一第三與一第四電阻，該補償電容組更包括具一第一端與一第 二端之一第五電阻，該第三電阻之該第一端電連接該發光二極體之該陽極與該第一電容 之該第一端，該發光二極體之該陰極電連接該第一電晶體之該第一端，該第三電阻之該 第二端電連接該第四電阻之該第一端，該第四電阻之該第二端接地，該交流輸入電源電 連接於該電感之該第一端與該整流電路之該第二輸入端，該電感之該第二端電連接於該 整流電路之該第一輸入端，該整流電路之該第二輸入端電連接於該第五電阻之該第一 端，該第五電阻之該第二端電連接於該第一電容之該第二端與該第二電容之該第一端， 該整流電路之該第一輸出端電連接於該第一電容之該第一端，該整流 電路之該第二輸出 端接地且電連接該第二電容之該第二端。 10. 一種發光二極體驅動電路，接收一輸入電壓，驅動一發光二極體，且包含：一補償電容 組，包括彼此串聯電連接之一第一與一第二電容，其中該第一電容電連接於該發光二極 體，該第二電容接地，且當該輸入電壓的一瞬時電壓值低於一發光二極體導通電壓時， 該補償電容組提供一補償電壓至該發光二極體，使該發光二極體仍可導通。 11. 如申請專利範圍第 10 項所述之驅動電路，更包括一交流輸入電源、具一第一與一第二端 之一電感與具有一第一與一第二輸入端與一第一與一第二輸出端之一整流電路，其中該 發光二極體包括一陽極與一陰極，該交流輸入電源電連接於該電感之該第一端與該整流 電路之該第二輸入端，該電感之該第二端電連接於該整流電路之該第一輸入端，該整流 電路之該第二輸入端電連接於該第一電容之該第二端與該第二電容之該第一端，該整流 電路之該第一輸出端電連接於該第一電容之該第一端與該發光二極體之該陽極，該整流 電路之該第二輸出端接地且電連接該第二電容之該第二端與該發光二極體之該陰極。 圖式簡單說明 第一圖：其係顯示一傳統之具濾波電路的發光二極體驅動電路之電路圖；第二圖：其係 顯示一依據本發明構想之第一較佳實施例的具有一補償電容組之發光二極體驅動電路的電路 圖；第三圖(a)-(b)：其係分別顯示如第一圖所示之傳統的具濾波電路之發光二極體驅動電路的 輸入電壓與輸入電流相對於時間之波形圖以及流經該發光二極體模組的電流相對於時間之波 形圖；第四圖(a)-(b)：其係分別顯示如第二圖所示的依據本發明構想之第一較佳實施例的具有 一補償電容組之發光二極體驅動電路的輸入電壓與輸入電流相對於時間之波形圖以及 流經該 發光二極體模組的電流相對於時間之波形圖；第五圖：其係顯示一依據本發明構想之第二較 佳實施例的具有一補償電容組之發光二極體驅動電路的電路圖；第六圖：其係顯示一依據本 發明構想之第三較佳實施例的具有一補償電容組之發光二極體驅動電路的電路圖；第七圖： 其係顯示一依據本發明構想之第四較佳實施例的具有一補償電容組之發光二極體驅動電路的 電路圖；第八圖：其係顯示如第七圖所示的依據本發明構想之第四較佳實施例的具有一補償 電容組之發光二極體驅動電路的流經該第一發光二極體模組之電流、流經該第二發光二極體 模組的電流與輸入電壓相對於時間之波形圖；第九圖：其係顯示一依據本發明構想之第五較 佳實施例的具有一補償電容組之發光二極體驅動電路的電路圖；以及第十圖(a)-(b)：其係分別 顯示當輸入電壓正常時與當輸入電壓過高時如第九圖所示的依據本發明構想之第四較佳實施 例的具有一補償電容組之發光二極體驅動電路的輸入電流與輸入電壓相對於時間之波形圖。
