TWI474755B - 燈具驅動裝置 - Google Patents

Description

燈具驅動裝置

本案係關於一種驅動裝置，尤指一種驅動多發光二極體(Light-Emitting Diode,LED)燈具之燈具驅動裝置。

近年來環保意識抬頭，節能減碳已然成為全民運動，電子業也致力於研發更具環保性之產品，例如太陽能之運用及發光二極體等節能產品。為達到環保節能之目的，發光二極體現已普遍使用於通用照明設備，例如家用照明裝置、汽車照明裝置、手持照明裝置以及看板等照明應用。

請參閱第1圖，其係為習知燈具驅動裝置及其配置圖。如第1圖所示，每一個燈具1A~1C依據使用者需求設置於屋內之不同位置，並使用燈具驅動裝置1同時驅動多燈具1A~1C。該燈具驅動裝置1係以雙級式電源轉換電路的方式實現，其包含第一級電路11及第二級電路12，其中，第一級電路11係為一交流-直流轉換電路，且包含一匯流排電容C_bus，第一級電路11係用以將輸入電壓V_in進行轉換，並藉由與第一級電路11之輸出端電連接之匯流排電容C_bus來穩壓濾波，進而輸出為固定電壓值之匯流排電壓V_bus。第二級電路12係與第一級電路11電連接，並經由第一燈具連接座131A、131B、第二燈具連接座132A、132B以及第三燈具連接座133A、 133B而與對應之燈具1A~1C電連接。第二級電路12係對應燈具1A~1C之個數而具有同樣個數之轉換電路(未圖示)，以藉由該些轉換電路將匯流排電壓V_bus分別轉換為第一~第三工作電壓V_o1、V_o2、V_o3，並經由第一燈具連接座131A、131B、第二燈具連接座132A、132B以及第三燈具連接座133A、133B傳送至對應之燈具1A~1C。

當啟動燈具開關10時，輸入電壓V_in會經由燈具開關10傳送至第一級電路11的輸入端，並由第一級電路11轉換為約250V~400V電壓值之匯流排電壓V_bus後，提供至第二級電路12來降壓，以輸出第一工作電壓V_o1、第二工作電壓V_o2及第三工作電壓V_o3，藉此驅動燈具1A~1C發亮。

然由於每一級電路皆有功率損耗，輸入電能在經過第一級電路11及第二級電路12的轉換後，傳送至燈具之電能會減少，除了會造成效率下降且多餘的電能浪費外，更使得燈具驅動裝置1運作效率無法有效提升，因此無法達到節能減碳之目的。

此外，習知燈具驅動裝置1係架構於驅動同一規格之發光二極體燈具，由於發光二極體係為亮度與電流成正比之元件，為了使每一個發光二極體燈具之亮度相同，因此第二級電路12必須藉由複數個轉換電路來提供約相同電流之第一~第三工作電流I_o1、I_o2、I_o3至燈具1A~1C，然而，該複數個轉換電路因生產過程不一且元件與元件之間具有誤差，致使效能不盡相同，因而使複數個轉換電路所提供之第一~第三工作電流I_o1、I_o2、I_o3無法相同。

再者，習知燈具驅動裝置1若欲對由發光二極體所構成之燈具 1A~1C進行調光，需於第二級電路12之每一轉換電路內設置對應的調光電路以及控制單元，由於調光電路以及控制單元之電路結構複雜且成本較高，將導致習知燈具驅動裝置1的生產成本提高且不易設計。

更甚者，由於匯流排電容C_bus係對第一級電路11所輸出之匯流排電壓V_bus進行穩壓濾波，然因匯流排電壓V_bus的電壓值約為250V~400V，故匯流排電容C_bus需使用額定值較高且耐壓程度較佳之電容來構成，如此一來，匯流排電容C_bus的體積實為較大且昂貴，此外，為了避免當習知燈具驅動裝置1或燈具1A~1C因損壞而發生短路的情況時，額定值較高之匯流排電容C_bus係放電而產生較大的電流突波，導致習知燈具驅動裝置1內部電子元件的損壞，習知燈具驅動裝置1還需增加額外的保護電路來保護電子元件，更增加了習知燈具驅動裝置1之生產成本。

因此，如何發展一種可解決習知燈具之缺失，且可對燈具進行調光，並具有較低生產成本之燈具驅動裝置，實為目前迫切需要解決之問題。

本案之主要目的在於提供一種燈具驅動裝置，俾解決習知燈具驅動裝置需利用成本昂貴、線路複雜之調光電路與控制單元來對燈具進行調光，且需利用體積大且高額度之匯流排電容來穩壓濾波，導致習知燈具驅動裝置生產成本較高，以及習知燈具驅動裝置之調光電路以及控制單元之所驅動之每一個燈具之發光亮度不同，且無法利用模化方式現實應用於不同燈具數目之燈具驅動裝置，此外，亦因為使用雙級電源轉換電路造成用電效能較低且燈具 驅動裝置之整體運作效率較低等缺失。

為達上述目的，本案之一較廣義實施態樣為提供一種燈具驅動裝置，用以驅動複數個燈具，包括：電源轉換電路，用以將輸入電壓轉換為直流輸出電壓；複數個燈具連接座，係相互串聯電連接，且分別與對應之燈具電連接，以各自輸出工作電壓及工作電流至對應之燈具，其中，每一燈具連接座之正負端間之工作電壓係由直流輸出電壓分壓而得，且每一該工作電流係相同；複數個輸出保護電路，係分別與對應之燈具連接座並聯電連接，用以選擇性地將對應之燈具連接座旁路，以停止燈具連接座輸出工作電流至對應之燈具；以及控制電路，係與複數個輸出保護電路電連接，用以輸出複數個控制訊號，以藉由複數個控制訊號分別主動控制複數個輸出保護電路是否將對應之燈具連接座旁路，俾控制複數個燈具發亮之數目而進行調光。

1、2‧‧‧燈具驅動裝置

10‧‧‧燈具開關

11‧‧‧第一級電路

12‧‧‧第二級電路

21‧‧‧電源轉換電路

21a‧‧‧正輸出端

21b‧‧‧負輸出端

22‧‧‧第一燈具連接座

22a‧‧‧正端

22b‧‧‧負端

23‧‧‧第二燈具連接座

23a‧‧‧正端

23b‧‧‧負端

24‧‧‧第三燈具連接座

24a‧‧‧正端

24b‧‧‧負端

25‧‧‧控制電路

221‧‧‧第一燈具

231‧‧‧第二燈具

241‧‧‧第三燈具

36a~36c‧‧‧第一~第三輸出保護電路

36a1、36a2‧‧‧主開關電路

36a3‧‧‧限流電路

36a4‧‧‧第一開關電路

36a5‧‧‧分壓電路

32‧‧‧輸出模

Q₁‧‧‧PNP雙載子接面電晶體

Q₂‧‧‧NPN雙載子接面電晶體

1A~1C‧‧‧燈具

131A、131B‧‧‧第一燈具連接座

132A、132B‧‧‧第二燈具連接座

133A、133B‧‧‧第三燈具連接座

V_in‧‧‧輸入電壓

V_bus‧‧‧匯流排電壓

V_o1~V_o3‧‧‧第一~第三工作電壓

V₁‧‧‧直流輸出電壓

V_s1~V_s3‧‧‧第一~第三控制訊號

I_o1~I_o3‧‧‧第一~第三工作電流

I₁‧‧‧輸出電流

I_a1~I_a3‧‧‧第一~第三旁路電流

R₁~R₈‧‧‧第一~第八電阻

R_t‧‧‧熱敏電阻

D_Z1~D_Z4‧‧‧第一~第四齊納二極體

D₁~D₂‧‧‧第一~第二二極體

C_bus‧‧‧匯流排電容

C_bus1~C_bus3‧‧‧第一~第三匯流排電容

C‧‧‧第一電容

第1圖：其係為習知燈具驅動裝置及其配置圖。

第2圖：其為本案一較佳實施例之燈具驅動裝置示意圖。

第3圖：其係為第2圖所示之燈具驅動裝置之部份細部電路。

第4圖：其係為第3圖所示之燈具驅動裝置之另一較佳實施例之部份細部電路意圖。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖式在本質上係當作說明之 用，而非用以限制本案。

本案之燈具驅動裝置適用於驅動複數個燈具，以下將例舉應用於三個燈具說明本案燈具驅動裝置之運作原理，但不以此為限。請參閱第2圖及3圖，其中第2圖係為本案一較佳實施例之燈具驅動裝置示意圖，第3圖為第2圖所示之燈具驅動裝置之部份細部電路圖。如第2及3圖所示，本案之燈具驅動裝置2係用來驅動複數個燈具發亮，其中該複數個燈具，例如第一燈具221、第二燈具231以及第三燈具241，可為但不限於分別由至少一發光二極體元件串接而成，該燈具驅動裝置2包含電源轉換電路21、複數個燈具連接座、複數個輸出保護電路、複數個匯流排電容以及一控制電路25。電源轉換電路21係以單級式的電路方式實現，例如單級返馳式(single-stage flyback)轉換電路、主動箝位返馳式(active-clamp)轉換電路或諧振式(resonant)轉換電路，用以將一輸入電壓V_in轉換為一直流輸出電壓V₁，且輸出實質上為定電流值之一輸出電流I₁。

複數個燈具連接座，例如第一燈具連接座22、第二燈具連接座23、第三燈具連接座24，係在電源轉換電路21的正輸出端21a與負輸出端21b之間以串聯方式相互電連接，用以分別與第一燈具221、第二燈具231、第三燈具241電連接，並藉由第一燈具連接座22、第二燈具連接座23、第三燈具連接座24分別傳送電壓值約為60V之第一~第三工作電壓V_o1、V_o2、V_o3至第一燈具221、第二燈具231、第三燈具241。

於此實施例中，第一燈具連接座22包含正端22a與負端22b，相似地，第二~第三燈具連接座23、24亦各自包含正端23a、24a與負 端23b、24b。其中，第一燈具連接座22之正端22a電連接於電源轉換電路21的正輸出端21a，最後一燈具連接座之負端，即第三燈具連接座24之負端24b電連接於電源轉換電路21的負輸出端21b，而第一燈具連接座22與最後一個燈具連接座間之電連接關係為上一個燈具連接座之負端與下一個燈具連接座之正端電連接，例如第一燈具連接座22之負端22b與第二燈具連接座23之正端23a電連接，或第二燈具連接座23之負端23b與第三燈具連接座24之正端24a電連接。此外，第一~第三燈具連接座22、23、24分別提供第一工作電流I_o1、第二工作電流I_o2、第三工作電流I_o3至所對應電連接之第一~第三燈具221、231、241。

複數個匯流排電容，例如第一匯流排電容C_bus1、第二匯流排電容C_bus2以及第三匯流排電容C_bus3，係分別與對應之第一燈具連接座22、第二燈具連接座23、第三燈具連接座24並聯連接，用以分別將所對應之第一燈具連接座22、第二燈具連接座23、第三燈具連接座24輸出之第一~第三工作電壓V_o1、V_o2、V_o3進行穩壓濾波。

複數個輸出保護電路，例如第一輸出保護電路36a、第二輸出保護電路36b及第三輸出保護電路36c，係分別與對應之第一~第三燈具連接座22~24並聯連接，即第一輸出保護電路36a之兩端係與第一燈具連接座22之正端22a及負端22b電連接，以此類推。第一~第三輸出保護電路36a~36c係用以選擇性地將所對應之第一~第三燈具連接座22~24旁路(bypass)，以停止第一~第三燈具連接座22~24輸出第一~第三工作電流I_o1~I_o3至第一~第三燈具221、231、241，換言之，亦即將對應之第一~第三燈具221、231、241旁路，藉此使燈具驅動裝置2可選擇性地只驅動第一~第三燈具221 、231、241之一部分發亮，而無須同時驅動第一~第三燈具221、231、241發亮。

控制電路25係與第一~第三輸出保護電路36a~36c電連接，用以輸出複數個控制訊號，例如第一控制訊號V_s1、第二控制訊號V_s2以及第三控制訊號V_s3，至對應之第一~第三輸出保護電路36a~36c，以藉由第一~第三控制訊號V_s1~V_s3來分別主動控制第一~第三輸出保護電路36a~36c將對應之第一~第三燈具連接座22~24旁路。

由上可知，首先，由於第一~第三輸出保護電路36a~36c可藉由控制電路25之主動控制而將對應之第一~第三燈具連接座22~24旁路，因此一旦使用者欲對第一~第三燈具221、231、241整體亮度進行調光時，便可藉由控制電路25來主動控制第一~第三輸出保護電路36a~36c是否將第一~第三燈具連接座22~24旁路，如此一來，便可控制第一~第三燈具221、231、241發亮之數目而達到調光之目的，舉例而言，當第一~第三燈具連接座22、23、24分別提供第一工作電流I_o1、第二工作電流I_o2、第三工作電流I_o3至對應電連接之第一~第三燈具221、231、241，以驅動第一~第三燈具221、231、241發亮時，若使用者欲調整第一~第三燈具221、231、241整體的亮度變暗，則可藉由控制一調光元件(未圖示)而使控制電路25輸出對應之第一控制訊號V_s1，以使第一輸出保護電路36a將第一燈具連接座22旁路，使得與第一燈具連接座22電連接之第一燈具221停止發亮，如此一來，由於僅剩第二及第三燈具231、241發亮，故整體的亮度便變暗，反之，當使用者欲再使整體的亮度變亮時，則可再藉由控制調光元件而使控制電路25輸出對應之第一控制訊號V_s1，使第一輸出保護電路36a停止將第一燈 具連接座22旁路，藉此使與第一燈具連接座22電連接之第一燈具221再次發亮，如此一來，由於第一~第三燈具221、231、241係同時發亮，故整體的亮度便提昇。

此外，相較於第1圖所示之習知燈具驅動裝置1因匯流排電容C_bus係用來對高電壓值之匯流排電壓V_bus進行穩壓濾波，導致習知燈具驅動裝置1會因為匯流排電容C_bus需使用額定值較高且耐壓程度較佳之電容而具有生產成本較高等缺失，由於本案之燈具驅動裝置2係設置第一至第三匯流排電容C_bus1~C_bus3來各自與所對應之第一~第三燈具連接座22、23、24並聯連接，使得第一至第三匯流排電容C_bus1~C_bus3僅需對電壓值相對低之第一~第三工作電壓V_o1、V_o2、V_o3進行穩壓濾波，如此一來，第一~第三匯流排電容C_bus1~C_bus3便可使用額定值較低且耐壓程度較低之電容來構成，是以第一~第三匯流排電容C_bus1~C_bus3的體積較小，亦減少了燈具驅動裝置2之生產成本，此外，由於第一~第三匯流排電容C_bus1~C_bus3係由額定值較低之電容構成，因此即便第一燈具221、第二燈具231以及第三燈具241有損壞而發生短路的情況，第一~第三匯流排電容C_bus1~C_bus3放電所產生之電流突波亦較小，故大幅減少了燈具驅動裝置2內部電子元件的損壞的風險，因此燈具驅動裝置2並無須再增加額外的保護電路來保護電子元件，更減少了燈具驅動裝置2之生產成本。

再者，於上述實施例中，當燈具開關(未圖示)被導通而使輸入電壓V_in傳送至電源轉換電路21之輸入端後，電源轉換電路21會將輸入電壓V_in轉換為直流輸出電壓V₁，並輸出實質上定電流值之輸出電流I₁。由於，電源轉換電路21以定電流方式運作，且第一~第 三燈具連接座22、23、24係以電性串聯方式電連接，故第一~第三工作電流I_o1、I_o2、I_o3之電流值均與輸出電流I₁相等，即使第一~第三燈具221、231、241彼此由不同製造商的發光二極體組成，相同電流值之第一~第三工作電流I_o1、I_o2、I_o3可以使第一~第三燈具221、231、241中之發光二極體具有相似的亮度。

更甚者，直流輸出電壓V₁等於第一~第三工作電壓V_o1、V_o2、V_o3之總合(V₁=V_o1+V_o2+V_o3)且隨著第一~三燈具221、231、241的第一~第三工作電壓V_o1、V_o2、V_o3變化，由於，第一~第三工作電壓V_o1、V_o2、V_o3之電壓值會隨著所對應電連接之燈具之額定運作電壓值變化，因此，直流輸出電壓V₁之電壓值會同時隨著燈具連接座的數目以及每一個燈具的額定運作電壓值增加而對應增加。為了防止燈具運作時，使用者碰觸燈具或燈具驅動裝置2而導致使用者受到電擊，目前燈具之額定運作電壓值會設計低於安規要求之人體導電之最小電壓值以下，例如約為60V以下。

直流輸出電壓V₁之電壓值會同時隨著燈具連接座的數目以及每一個燈具的額定運作電壓值增加而對應增加，而使用者會碰觸到之第一~第三燈具連接座22、23、24之第一~第三工作電壓V_o1、V_o2、V_o3之電壓值即為燈具之額定運作電壓值，一般低於安規要求之人體導電之最小電壓值以下，例如大約60V以下，不會隨著燈具連接座的數目增加而對應增加，所以，如果使用者不慎因為碰觸燈具或燈具驅動裝置2，也不會造成使用者受到電擊。再者，本案之燈具驅動裝置2因以單級式電路方式實現，故用電效能提升、電能於燈具驅動裝置2轉換時之整體損耗較小。

請再參閱第2-3圖，於一些實施例中，當第一~第三燈具221、 231、241發生異常，例如發光二極體有損壞的情況發生時，與第一~第三燈具221、231、241所對應之第一~第三輸出保護電路36a~36c更可無須藉由控制電路25之主動控制，而改以被動的方式將第一~第三燈具連接座22、23、24旁路，藉此使燈具驅動裝置2可驅動正常運作之燈具，以避免因第一~第三燈具連接座22~24為電性串聯電連接導致第一~第三燈具221~241均停止被驅動之情形。

以第一燈具連接座22為例，當第一燈具221中之發光二極體損壞使第一燈具221為開路狀態，或使用者未電連接第一燈具221於第一燈具連接座22等異常狀態發生時，第一工作電壓V_o1之電壓值會提升而超過第一工作電壓V_o1之額定運作電壓值範圍，於此實施例中，高於約60V時，第一輸出保護電路36a內之一主開關電路36a1會被觸發而導通，使得第一輸出保護電路36a運作而將第一燈具連接座22旁路(bypass)，以停止第一燈具連接座22輸出電流。此時，流入至第一輸出保護電路36a之第一旁路電流I_a1之電流值等於輸出電流I₁，第一工作電流I_o1之電流值為零，而流入至第一輸出保護電路36a之第一旁路電流I_a1會流經第二燈具連接座23以驅動剩餘之第二燈具231及第三燈具241。換言之，當第一~第三燈具221、231、241正常運作時，第一~第三燈具連接座22~24會輸出電能至對應之燈具，第一~第三輸出保護電路36a~36c不會作動，流至第一~第三輸出保護電路36a~36c之第一~第三旁路電流I_a1~I_a3之電流值均為零。

請再參閱第2及3圖，第一~第三輸出保護電路36a~36c之電路架構皆相同，但不以此為限。為便於說明，以下將以第一輸出保護電 路36a之細部電路為示範例以說明其電路架構及其運作原理。於本實施例中，第一輸出保護電路36a包括主開關電路36a1與一觸發電路，其中主開關電路36a1電連接於第一燈具連接座22之正、負端22a、22b間，而觸發電路電連接於第一燈具連接座22之正、負端22a、22b以及主開關電路36a1之控制端，用以依據第一燈具連接座22之第一工作電壓V_o1控制主開關電路36a1是否導通。

於本實施例中，主開關電路36a1可為但不限於為矽控整流器(Silicon-controlled rectifier,SCR)，且主開關電路36a1之控制端更與控制電路25電連接，因此控制電路25可藉由輸出第一控制訊號V_s1至主開關電路36a1之控制端，以主動控制主開關電路36a1是否導通。觸發電路包含一第一電阻R₁、一第二電阻R₂、一第一齊納二極體D_Z1以及一第一二極體D₁，而觸發電路可選擇性地更包含：一第三電阻R₃及一第一電容C所構成之延遲電路，且電連接於觸發電路與主開關電路36a1之控制端間。其中第一二極體D₁、第一齊納二極體D_Z1、第一電阻R₁、第二電阻R₂在第一燈具連接座22之正、負端22a、22b間構成串聯電連接關係，係做為限流及分壓之用。當第一工作電壓V_o1之電壓值瞬間提升而超過第一工作電壓V_o1之額定運作電壓值範圍時，例如高於額定運作電壓值之10%時，觸發電路會傳送一觸發訊號至主開關電路36a1之控制端控制主開關電路36a1導通，使得第一輸出保護電路36a作動而持續地將第一燈具連接座22旁路，以停止第一燈具連接座22輸出電流，此外，當使用者欲使第一燈具221停止發亮來調整燈具整體的亮度變暗時，便可藉由控制電路25輸出對應之第一控制訊號V_s1至主開關電路36a1之控制端，以控制主開關電路36a1導通，使得 第一輸出保護電路36a作動而將第一燈具連接座22旁路，以停止第一燈具連接座22輸出電流。

於上述實施例中，當第一燈具221異常而第一輸出保護電路36a被動地將第一燈具連接座22旁路，使第一燈具221停止發亮時，此時若將異常之第一燈具221更換為新的，由於觸發電路並無法對應更換動作而傳送另一觸發訊號至主開關電路36a1之控制端，以控制主開關電路36a1切換為截止狀態，因此輸出電流I₁實際上仍流入第一輸出保護電路36a而形成第一旁路電流I_a1，且第一燈具連接座22仍因第一輸出保護電路36a而持續維持於旁路，故更新之第一燈具221並不會發亮，因此實際上第一輸出保護電路36a之電路結構為一閂鎖(latch)電路架構。

於本實施例中，第一電容C電連接於主開關電路36a1之控制端，而第三電阻R₃係電連接於第一電阻R₁與第一電容C之間，用以使第一輸出保護電路36a之觸發電路控制主開關電路36a1導通時產生一延遲時間，以增加觸發電路之判斷時間而降低第一輸出保護電路36a誤作動之機會。

於其他實施例中，如第3圖所示，第一輸出保護電路36a更可為但不限於具有一熱敏電阻R_t，係連接於第一燈具連接座22之正端22a及主開關電路36a1之間，用以限制流入主開關電路36a1之電流大小。

當然，第一~第三輸出保護電路36a~36c的電路結構並不侷限於如第3圖示，於一些實施例中，第一~第三輸出保護電路36a~36c之電路結構亦可變化為如第4圖所示，而由於第一~第三輸出保護電 路36a~36c電路結構相似，因此第4圖僅例示第一輸出保護電路36a之電路結構。如第4圖所示，第一輸出保護電路36a係包含一主開關電路36a2以及一非閂鎖(Non-latch)電路，其中主開關電路36a2可為但不限於由金氧半導體場效電晶體所構成，係電連接於第一燈具連接座22之正、負端22a、22b間且與控制電路25電連接，並與非閂鎖電路並聯連接，用以根據控制電路25所輸出之第一控制訊號V_s1的主動控制而進行導通或截止切換，藉此當主開關電路36a2導通時，使第一輸出保護電路36a作動而將第一燈具連接座22旁路，以停止第一燈具連接座22輸出電流，進而達到調光之目的。

非閂鎖電路係與電連接於第一燈具連接座22之正、負端22a、22b間，且與第一匯流排電容C_bus1及主開關電路36a2並聯連接，用以當第一燈具221發生異常，使得第一工作電壓V_o1之電壓值瞬間提升而超過第一工作電壓V_o1之額定運作電壓值範圍時，例如高於額定運作電壓值之10%時，被第一工作電壓V_o1觸發而導通，使得第一輸出保護電路36a被動地作動，而將第一燈具連接座22旁路以停止第一燈具連接座22輸出電流，並當更換異常之當第一燈具221後，停止第一輸出保護電路36a將第一燈具連接座22旁路，使第一燈具連接座22再次輸出電流。

非閂鎖電路係包含一第二二極體D₂、一限流電路36a3、一第二齊納二極體D_Z2、一第三齊納二極體D_Z3、一第一開關電路36a4、一PNP雙載子接面電晶體Q₁、一NPN雙載子接面電晶體Q₂以及一分壓電路36a5，其中第二二極體D₂之陽極端係與第一燈具連接座22之正端22a電連接，第二二極體D₂之陰極端係與限流電路36a3電連 接，限流電路36a3係與第二齊納二極體D_Z2之陰極端、第一匯流排電容C_bus1及PNP雙載子接面電晶體Q₁之射極電連接，用以限制流入第二齊納二極體D_Z2及PNP雙載子接面電晶體Q₁之電流量，且於一些實施例中，限流電路36a3可由一第四電阻R₄以及第五電阻R₅構成，第四電阻R₄係與第二二極體D₂之陰極端、第五電阻R₅以及第一匯流排電容C_bus1電連接，第五電阻R₅係與第二齊納二極體D_Z2之陰極端、第一匯流排電容C_bus1及PNP雙載子接面電晶體Q₁之射極電連接。

第二齊納二極體D_Z2之陽極端係與第一燈具連接座22之負端22b電連接，PNP雙載子接面電晶體Q₁之集極係與NPN雙載子接面電晶體Q₂之集極連接，NPN雙載子接面電晶體Q₂之射極係與第一燈具連接座22之負端22a連接，第三齊納二極體D_Z3之陰極端係與PNP雙載子接面電晶體Q₁之基極連接，第三齊納二極體D_Z3之陽極端係與第一燈具連接座22之正端22a電連接，NPN雙載子接面電晶體Q₂之基極係與分壓電路36a5電連接，第一開關電路36a4係電連接於第一燈具連接座22之正端及分壓電路36a5之間，且第一開關電路36a4之控制端係與第二齊納二極體D_Z2之陽極端電連接，並可為但不限於由金氧半導體場效電晶體所構成，分壓電路36a5係用來使NPN雙載子接面電晶體Q₂之基極與射極之間產生電壓差，且可為但不限於由一第六電阻R₆以及一第七電阻R₇所構成，其中第六電阻R₆係與NPN雙載子接面電晶體Q₂之基極、第一開關電路36a4及第七電阻R₇電連接，第七電阻R₇電連接於第一開關電路36a4及第一燈具連接座22之負端22b之間。

藉由非閂鎖電路之電路結構，當第一燈具221發生異常而於第一 燈具連接座22之正端及負端22a、22b間形成開路狀態時，電源轉換電路21所輸出之電能便會經由第二二極體D₂及限流電路36a3之第四電阻R₄對第一匯流排電容C_bus1充電，而當第一工作電壓V_o1之電壓值逐漸提升並超過第一工作電壓V_o1之額定運作電壓值範圍時，例如高於額定運作電壓值之10%時，便會驅使第二齊納二極體D_Z2導通，使得第一開關電路36a4之控制端經由第二齊納二極體D_Z2而接受致能(enable)之電壓，造成第一開關電路36a4導通，進而驅使NPN雙載子接面電晶體Q₂導通，此時，第一工作電壓V_o1之電壓值會因為第一開關電路36a4導通而逐漸下降，進而驅使第三齊納二極體D_z3及PNP雙載子接面電晶體Q₁導通，由於PNP雙載子接面電晶體Q₁及NPN雙載子接面電晶體Q₂導通，故非閂鎖電路便開始運作來驅使第一輸出保護電路36a被動地將第一燈具連接座22旁路，以停止第一燈具連接座22輸出電流。

同時，第一匯流排電容C_bus1亦會經由限流電路36a3、PNP雙載子接面電晶體Q₁與NPN雙載子接面電晶體Q₂所構成的迴路放電，進而驅使第二齊納二極體D_z2截止而第一開關電路36a4亦截止，因此第一工作電壓V_o1便會拉升，故電源轉換電路21所輸出之電能會經由第二二極體D₂再次對第一匯流排電容C_bus1充電，並重複上述之該些作動。

由上可知，當第一燈具221異常而第一輸出保護電路36a將第一燈具連接座22旁路時，由於第一工作電壓V_o1係持續地於進行上升及下降的變化，因此當將異常之第一燈具221更換為新的時，若第一工作電壓V_o1的電壓值上升至足以驅動新的第一燈具221時，第一燈具221便又開始發亮，使得第一輸出保護電路36a停止運作， 亦即無法將第一燈具連接座旁路，因此第4圖所示之第一輸出保護電路36a之電路結構為一非閂鎖(Non-latch)電路。

於一些實施例中，如第4圖所示，非閂鎖電路更可具有一第八電阻R₈以及一第四齊納二極體D_z4，第八電阻R₈係與第二齊納二極體D_z2之陽極端、第一開關電路36a4之控制端以及第一燈具連接座22之負端22b電連接，用以調整第一開關電路36a4之控制端上的電壓，第四齊納二極體D_z4係電連接於第一開關電路36a4之控制端以及第一燈具連接座22之負端22b之間，用以保護第一開關電路36a4。

請再參閱第3及4圖，由於第一~第三燈具連接座22~24以及第一~第三輸出保護電路36a~36c不包含複雜的控制電路，可以輕易地以低成本的方式模化為一輸出模32，且設計為燈具連接座之數目不同之輸出模32，當使用者需要驅動較多或不同燈具數目時，只需要更換輸出模32即可，例如將驅動三個燈具之輸出模更換為驅動六個燈具之輸出模。

綜上所述，本案之驅動多發光二極體燈具之燈具驅動裝置不但可藉由控制電路來主動控制複數個輸出保護電路之運作而對燈具整體之亮度進行調光，且由於複數個匯流排電容係分別與對應之燈具連接座並聯連接，故該些匯流排電容可使用額定值較低、體積小且耐壓程度較低之電容來構成，故減少燈具驅動裝置之生產成本，此外，本案燈具驅動裝置係以單級式電路的方式實現，可以提升其用電效能，而燈具與燈具間係以電性串聯電連接，可使得每一燈具之電流及亮度精確地相同，再者，本案之燈具驅動裝置更可以利用成本較低之模化方式現實應用於不同燈具數目之燈具 驅動裝置，可使製造不同燈具數目之燈具驅動裝置之製造商以較低成本的方式實現。

本案得由熟知此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

2‧‧‧燈具驅動裝置

21‧‧‧電源轉換電路

21a‧‧‧正輸出端

21b‧‧‧負輸出端

22‧‧‧第一燈具連接座

22a‧‧‧正端

22b‧‧‧負端

23‧‧‧第二燈具連接座

23a‧‧‧正端

23b‧‧‧負端

24‧‧‧第三燈具連接座

24a‧‧‧正端

24b‧‧‧負端

25‧‧‧控制電路

221‧‧‧第一燈具

231‧‧‧第二燈具

241‧‧‧第三燈具

36a~36c‧‧‧第一~第三輸出保護電路

V_in‧‧‧輸入電壓

V_o1~V_o3‧‧‧第一~第三工作電壓

V₁‧‧‧直流輸出電壓

V_s1~V_s3‧‧‧第一~第三控制訊號

I_o1~I_o3‧‧‧第一~第三工作電流

I₁‧‧‧輸出電流

C_bus1~C_bus3‧‧‧第一~第三匯流排電容

Claims (8)

1. 一種燈具驅動裝置，用以驅動複數個燈具，包括：一電源轉換電路，用以將一輸入電壓轉換為一直流輸出電壓；複數個燈具連接座，係相互串聯電連接，且分別與對應之該燈具電連接，以各自輸出一工作電壓及一工作電流至對應之該燈具，其中，每一該燈具連接座之正負端間之該工作電壓係由該直流輸出電壓分壓而得，且每一該工作電流係相同；複數個輸出保護電路，係分別與對應之該燈具連接座並聯電連接，用以選擇性地將對應之該燈具連接座旁路，以停止該燈具連接座輸出該工作電流至對應之該燈具；以及一控制電路，係與複數個該輸出保護電路電連接，用以輸出複數個控制訊號，以藉由複數個該控制訊號分別主動控制複數個該輸出保護電路是否將對應之燈具連接座旁路，俾控制複數個該燈具發亮之數目而進行調光；其中當複數個該燈具其中之一個損壞使該燈具為開路狀態或使用者未電連接該燈具於該複數燈具連接座其中之一燈具連接座，使對應該燈具連接座之該工作電壓之電壓值超過一額定運作電壓值範圍時，該複數個輸出保護電路對應之該輸出保護電路係被動地作動，以將對應之該燈具連接座旁路而停止對應該燈具連接座輸出電流；其中每一該輸出保護電路包含： 一非閂鎖電路，係電連接於對應之該燈具連接座之正、負端間，且與該燈具驅動裝置之複數個匯流排電容之對應之該匯流排電容及一主開關電路並聯連接，用以當該燈具發生異常時，使該輸出保護電路被動地作動，以將該燈具連接座旁路而停止該燈具連接座輸出電流，並當更換異常之該燈具後，停止該輸出保護電路將該燈具連接座旁路，使該燈具連接座再次輸出電流。
2. 如申請專利範圍第1項所述之燈具驅動裝置，其中每一該匯流排電容係與對應之該燈具連接座並聯連接，用以對該燈具連接座所輸出之該工作電壓穩壓濾波。
3. 如申請專利範圍第2項所述之燈具驅動裝置，其中每一輸出保護電路包含該主開關電路，電連接於該複數燈具連接座之對應之該燈具連接座之正、負端間，且該主開關電路之控制端係與該控制電路電連接，以依據對應之該控制訊號進行導通或截止切換，藉此控制該輸出保護電路是否將對應之該燈具連接座旁路，俾進行調光。
4. 如申請專利範圍第1項所述之燈具驅動裝置，其中該非閂鎖電路包含：一第二二極體，其陽極端係與對應之該燈具連接座之正端電連接；一限流電路，係與該第二二極體之陰極端、對應之該匯流排電容電連接；一第二齊納二極體，其陰極端係與限流電路電連接，其陽極端係與對應之該燈具連接座之負端電連接；一PNP雙載子接面電晶體，其射極係與該限流電路及該第二 齊納二極體之陰極端電連接；一NPN雙載子接面電晶體，其集極係與該PNP雙載子接面電晶體之集極電連接，其射極係與對應之該燈具連接座之負端電連接；一第三齊納二極體，其陰極端係與該PNP雙載子接面電晶體之基極電連接，其陽極端係與對應之該燈具連接座之正端電連接；一分壓電路，係與該NPN雙載子接面電晶體之基極及射極電連接，以使該NPN雙載子接面電晶體之基極及射極間產生壓差；以及一第一開關電路，係與該燈具連接座之正端及該分壓電路電連接，且該第一開關電路之控制端係與該第二齊納二極體之陽極端電連接；其中，該第二齊納二極體、該PNP雙載子接面電晶體及該NPN雙載子接面電晶體係當對應之該燈具連接座之該工作電壓超過該額定運作電壓值範圍時導通，使得該輸出保護電路作動而將對應之該燈具連接座旁路以停止輸出電流。
5. 如申請專利範圍第4項所述之燈具驅動裝置，其中該限流電路係包含一第四電阻以及一第五電阻，該第四電阻係與該第二二極體之陰極端、該第五電阻以及對應之該匯流排電容電連接，該第五電阻係與該第二齊納二極體之陰極端、對應之該匯流排電容及該PNP雙載子接面電晶體之射極電連接，俾使該限流電路限制流入該第二齊納二極體及該PNP雙載子接面電晶體之電流量。
6. 如申請專利範圍第4項所述之燈具驅動裝置，其中該分壓電路係由一第六電阻以及一第七電阻所構成，該第六電阻係與該NPN雙載子接面電晶體之基極、該第一開關電路及該第七 電阻電連接，該第七電阻係電連接於該第一開關電路及對應之該燈具連接座之負端之間。
7. 如申請專利範圍第4項所述之燈具驅動裝置，其中該非閂鎖電路更包含一第八電阻以及一第四齊納二極體，該第八電阻係與該第二齊納二極體之陽極端、該第一開關電路之控制端以及對應之該燈具連接座之負端電連接，用以調整該第一開關電路之控制端的電壓，該第四齊納二極體係電連接於該第一開關電路之控制端以及對應之該燈具連接座之負端之間，用以保護該第一開關電路。
8. 一種燈具驅動裝置，用以驅動複數個燈具，包括：一電源轉換電路，用以將一輸入電壓轉換為一直流輸出電壓；複數個燈具連接座，係相互串聯電連接，且分別與對應之該燈具電連接，以各自輸出一工作電壓及一工作電流至對應之該燈具，其中，每一該燈具連接座之正負端間之該工作電壓係由該直流輸出電壓分壓而得，且每一該工作電流係相同；複數個輸出保護電路，係分別與對應之該燈具連接座並聯電連接，用以選擇性地將對應之該燈具連接座旁路，以停止該燈具連接座輸出該工作電流至對應之該燈具，其中每一該輸出保護電路包含一主開關電路，電連接於該複數燈具連接座之對應之該燈具連接座之正、負端間；以及一控制電路，係與複數個該輸出保護電路電連接，用以輸出複數個控制訊號，以藉由複數個該控制訊號分別主動控制複數個該輸出保護電路是否將對應之燈具連接座旁路，俾 控制複數個該燈具發亮之數目而進行調光，其中該主開關電路之控制端係與該控制電路電連接，以依據對應之該控制訊號進行導通或截止切換，藉此控制該輸出保護電路是否將對應之該燈具連接座旁路，俾進行調光；其中當複數個該燈具其中之一個損壞使該燈具為開路狀態或使用者未電連接燈具於該複數燈具連接座其中之一燈具連接座，使對應該燈具連接座之該工作電壓之電壓值超過一額定運作電壓值範圍時，該複數個輸出保護電路對應之該輸出保護電路係被動地作動，以將對應之該燈具連接座旁路而停止對應該燈具連接座輸出電流；其中每一該輸出保護電路包含：一觸發電路，電連接於對應之該燈具連接座之正、負端以及該主開關電路之控制端，用以依據對應之該燈具連接座之該工作電壓控制該主開關電路是否導通；其中，當對應之該燈具連接座之該工作電壓超過該額定運作電壓值範圍時，該觸發電路傳送一觸發訊號至該主開關電路之控制端控制該主開關電路導通，使得該輸出保護電路作動而持續地將對應之該燈具連接座旁路以停止輸出電流，且該觸發電路包含：一第一電阻、一第二電阻、一第一二極體以及一第一齊納二極體，且在對應之該燈具連接座之正、負端間構成串聯電連接關係，係做為限流及分壓之用。