TW201436633A - 具限流及開關功能之控制電路 - Google Patents

Abstract

本發明係一種具限流及開關功能之控制電路，該控制電路係連接於一驅動電源及複數個發光二極體之間，且包括一第一電晶體、一第二電晶體及一控制單元，該第一電晶體之輸入端係連接至該等發光二極體及該驅動電源之正極；該第二電晶體之輸入端則連接於該第一電晶體之輸出端，其輸出端則連接至該驅動電源之負極；該控制單元係分別連接於該等電晶體之控制端，以能提供一第一控制訊號至該第一電晶體，使該第一電晶體能根據該第一控制訊號之電壓值大小，調整能通過該第一電晶體之電流；該控制單元尚能提供一第二控制訊號至該第二電晶體，在該第二控制訊號之電壓值大於一預定電壓值的情況下，該第二電晶體能維持在一導通狀態，使該第一電晶體之輸出端輸出的電流能透過該第二電晶體，流回該驅動電源；反之，在該第二控制訊號之電壓值小於該預定電壓值的情況下，該第二電晶體能進入一斷路狀態，使該第一電晶體之輸出端輸出的電流無法通過該第二電晶體。如此，業者即能透過調整該第一控制訊號及第二控制訊號，將該控制電路作為一限流元件或一開關元件使用。

Description

具限流及開關功能之控制電路

本發明係一種具限流及開關功能之控制電路，尤指透過一控制單元，分別提供一第一控制訊號及一第二控制訊號至一第一電晶體及一第二電晶體，使各該電晶體分別具備限流及開關功能之控制電路。

按，發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)係一種於通電後能產生光亮的半導體電子元件，相較於傳統的照明用具，發光二極體具有效率高、成本低、反應速度快且使用壽命長的優點，故近年來開始被大量應用在交通號誌、照明器具、顯示面板甚至光通訊等領域上，成為經濟發展及科技研發上極具影響力的關鍵技術之一。

一般言，在驅動多個發光二極體時，為了節省成本或簡化控制電路，業者多會以一個驅動電源，同時供電給複數個發光二極體，請參閱第1圖所示，係一種習知發光二極體驅動電路1，該發光二極體驅動電路1包括一驅動電源10、複數個發光二極體11及複數個限流電阻12，該驅動電源1中設有整流模組，以能將一交流訊號轉為一弦波直流訊號，由於發光二極體的接面電壓約為0.7伏特，因此，該等發光二極體11是否能被導通而發亮，需視該弦波直流訊號的大小而定，舉例而言：在該驅動電源10產生之弦波直流訊號為1伏特的情況下，由於僅能推動一個發光二極體11，故在第1圖所示之發光二極體驅動電路1中，僅有最左邊的發光二極體11及限流電阻12能被導通，而在該驅動電源10產生之弦波直流訊號為4伏特的情況下，該驅動電源10提供之電壓值大小始能同時驅動所有的發光二極體11，且該發光二極體驅動電路1上的電流會被分流至各該限流電阻12後，再流回該驅動電源10。

惟，前述之發光二極體驅動電路1在使用上卻有著重大的缺 陷：即，在該驅動電源10提供之電壓值大小能同時驅動該等發光二極體11時，該等發光二極體11上的電流並不相同(第1圖中，設置位置越右方的發光二極體，因為電流會被分流至各該限流電阻12上，故導通時的電流值將較小)，如此一來，不僅會造成該等發光二極體產生的亮度不一的問題，同時，尚會影響該等發光二極體11的使用壽命，因此，有許多業者即針對此一問題，對習知發光二極體驅動電路1進行改良。然而，時下所使用的各類改良電路，不是電路設置成本過高，便是無謂的損耗功率過多，故皆不理想，因此，如何設計出一種控制電路，不僅能有效控制發光二極體導通時的電流大小，同時，尚能兼具成本低、效率高等優點，即成為本發明在此亟欲解決的重要問題。

有鑑於習知二極體驅動電路中，由於同時驅動所有的發光二極體時，發光二極體有亮度不一致的問題，且時下各類改良電路中，又缺少一種架構精簡、效率良好的解決方式，申請人憑藉著多年的實務經驗，並經過多次的研究及測試後，終於設計出本發明之一種具限流及開關功能之控制電路，期能提供一種便於實行的良好控制方法。

本發明之一目的，係提供一種具限流及開關功能之控制電路，該控制電路包括一第一電晶體、一第二電晶體及一控制單元，該第一電晶體之輸入端係與一外部電路相電氣連接，以接受該外部電路之供電；該第二電晶體之輸入端係與該第一電晶體之輸出端相連接，且該第二電晶體之輸出端則電氣連接至該外部電路，以將該第二電晶體之輸出端輸出之電流送回該外部電路；該控制單元係分別連接至該等電晶體之控制端，以提供一第一控制訊號至該第一電晶體，使該第一電晶體能根據該第一控制訊號之電壓值大小，調整經由該第一電晶體之輸入端及輸出端，通過該第一電晶體的電流大小；該控制單元尚能提供一第二控制訊號至該第二電晶體，在該第二控制訊號之電壓值大於一預定電壓值的情況下，該第二電晶體之輸入端及輸出端間能維持在一導通狀態，使得該第一電晶體之輸出端提供的電流，能經由該第二電晶體之輸入端及輸出端，順利通過該第二電晶體；在該第二控制訊號之電壓值小於該預定電壓值的情況下，該第二電 晶體之輸入端及輸出端間將呈現一斷路狀態，使得該第一電晶體之輸出端提供的電流，無法通過該第二電晶體。如此，業者僅需調整該第一控制訊號之電壓值大小，即能改變該控制電路中的電流大小，以將該控制電路作為一限流元件使用；此外，由於該控制單元尚能透過調整該第二控制訊號之電壓值大小，使該第二電晶體於導通狀態及斷路狀態間切換，故業者尚能將該控制電路作為一開關元件使用，進而使該控制電路同時具備限流及開關之功能。

本發明之另一目的，乃該控制單元係包括一第一供電端及一切換電路，該第一供電端係連接至該第一電晶體之控制端，以提供該第一控制訊號至該第一電晶體之控制端；該切換電路之輸出端係連接至該第二電晶體之控制端，以提供該第二控制訊號至該第二電晶體之控制端，該切換電路之輸入端係連接至一第二供電端，以接收該第二供電端之供電，在該第二供電端提供之電壓值大於一參考電壓值的情況下，該切換電路能將該第二控制訊號之電壓值調整為小於該預定電壓值，反之，在該第二供電端提供之電壓值小於該參考電壓值的情況下，該切換電路則能將該第二控制訊號之電壓值調整為大於該預定電壓值。

本發明之又一目的，乃該控制電路係由一後端控制電路及至少一前端控制電路構成，且該外部電路包括一驅動電源及至少二負載元件(如：發光二極體)；該後端控制電路係設於該等發光二極體及該驅動電源之間，且其第一電晶體之輸出端上能形成一切換控制訊號，其控制單元之輸入端則連接至該驅動電源之負極，使其第二電晶體能維持在導通狀態，故在該驅動電源輸出之電壓值能同時驅動該等負載元件的情況下，該外部電路的電流將完全經由該後端控制電路，流回該驅動電源；該前端控制電路之一端係設於相鄰之二負載元件之間，其另一端則連接於該驅動電源之負極，且該前端控制電路之控制單元能接收該切換控制訊號，在該驅動電源提供之電壓值大小僅能驅動部份負載元件的情況下，由於電流無法流通至該後端控制電路，故該切換控制訊號將屬於一低電壓訊號(如：零電位)，且該前端控制電路中的控制單元能使該第二控制訊號維持在導通狀態，使該外部電路中的電流在流經部份被導通的負載元件後，將完全由該前端控 制電路，流回該驅動電源。

為便 貴審查委員能對本發明之技術特徵、電路架構及其目的有更進一步的認識與理解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

〔習知〕

1‧‧‧發光二極體驅動電路

10‧‧‧驅動電源

11‧‧‧發光二極體

12‧‧‧限流電阻

〔本發明〕

2、4‧‧‧控制電路

20、43‧‧‧外部電路

200、430‧‧‧驅動電源

201、431‧‧‧發光二極體

21‧‧‧第一電晶體

22‧‧‧第二電晶體

23‧‧‧控制單元

V21、V31‧‧‧第一供電端

V41、V51‧‧‧第一後端供電端

V43、V53‧‧‧第一前端供電端

230‧‧‧切換電路

V20、V30、V40、V50‧‧‧參考供電端

V2‧‧‧第二供電端

R21、R31、R41、R51‧‧‧第一電阻

R22、R32、R42、R52‧‧‧第二電阻

A2、A4‧‧‧運算放大器

331、50‧‧‧切換電晶體

41‧‧‧後端控制電路

411‧‧‧第一後端電晶體

412‧‧‧第二後端電晶體

413‧‧‧後端控制單元

414‧‧‧後端切換電路

42‧‧‧前端控制電路

421‧‧‧第一前端電晶體

422‧‧‧第二前端電晶體

423‧‧‧前端控制單元

424‧‧‧前端切換電路

第1圖係習知之發光二極體驅動電路示意圖；第2圖係本發明之控制電路之一電路架構示意圖；第3圖係本發明之控制電路之第一較佳實施例示意圖；第4圖係本發明之控制電路之第二較佳實施例示意圖；第5圖係本發明之控制電路之另一電路架構示意圖；第6圖係本發明之控制電路之第三較佳實施例示意圖；及第7圖係本發明之控制電路之第四較佳實施例示意圖。

本發明係一種具限流及開關功能之控制電路，請參閱第2圖所示，係本發明之控制電路的第一較佳實施例，該控制電路2包括一第一電晶體21、一第二電晶體22及一控制單元23，且係應用於一外部電路20上，該外部電路20包括一驅動電源200及至少一發光二極體201，且該驅動電源200之正極係與該發光二極體201之正極相連接；該第一電晶體21之輸入端係連接至該發光二極體201之負極，以接受該外部電路20傳來之電流；該第二電晶體22之輸入端係與該第一電晶體21之輸出端相連接，且該第二電晶體22之輸出端則連接至該驅動電源200之負極，以形成一迴路，並將該第二電晶體22之輸出端輸出之電流送回該外部電路20。

復請參閱第2圖所示，該控制單元23係分別連接至該等電晶體21、22之控制端，以提供一第一控制訊號至該第一電晶體21之控制端，使該第一電晶體21能進入一工作狀態，以本實施例為例，該第一控制訊號能使該第一電晶體21之閘極及源極間的電壓差大於其臨界電壓(threshold voltage)，且該第一電晶體21之汲極及源極間的電壓差亦大於臨界電壓，以使該第一電晶體21維持在飽和(Saturation)狀態，根據金屬 氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,，MOSFET)之特性可知，此時該第一電晶體21之汲極電流係取決於其閘極電壓(即，第一控制訊號)的大小，故業者僅需調整該第一控制訊號之電壓值，即能改變該第一電晶體21之輸入端及輸出端間，所能允許通過的最大電流值。

承上，該控制單元23尚能提供一第二控制訊號至該第二電晶體22，在該第二控制訊號之電壓值大於一預定電壓值(如：第二電晶體22的臨界電壓)的情況下，該第二電晶體22將能進入線性(linear)狀態，使其輸入端及輸出端間能維持在一導通狀態，根據金屬氧化物半導體場效電晶體之特性可知，此時該第二電晶體22可視為由第二控制訊號控制之一可變電阻，故業者僅需調整該第二控制訊號，即能使該控制電路2上的電流在可允許的範圍(即，該第一電晶體21根據該第一控制訊號，所能允許通過的最大電流值)的進行變動；反之，在該第二控制訊號22之電壓值小於該預定電壓值的情況下，該第二電晶體22之輸入端及輸出端間將呈現一斷路狀態，故該第一電晶體21之輸出端提供的電流將無法通過該第二電晶體22。

在此要特別一提者，由於該控制電路2中，該第一電晶體21係具有「限流」功效，第二電晶體22則具有「開關」功效，故在實際電路上，業者能依設計上的需求，改變該第一電晶體21及第二電晶體22的規格，而無須使用完全一致的電晶體。此外，在本實施例中該等電晶體21、22係一空乏型(depletion type)金屬氧化物半導體場效電晶體，其輸入端為其汲極，其輸出端為其源極，其控制端則為其閘極，惟，在本發明之其他較佳實施例中，該電晶體21、22亦能為一增強型(enhancement type)金屬氧化物半導體場效電晶體或雙載子接面電晶體(bipolar junction transistor,，BJT)，合先陳明。

透過本發明之控制電路，業者僅需調整該第一控制訊號之電壓值大小，即能改變該控制電路2中的電流大小，以將該控制電路2作為一限流元件使用；此外，由於該控制單元23尚能透過調整該第二控制訊號之電壓值大小，使該第二電晶體22於導通狀態及斷路狀態間切換，故業者 尚能將該控制電路2作為一開關元件使用，進而使該控制電路2同時具備限流及開關之功能。

請參閱第2及3圖所示，茲進一步說明該控制單元23的內部結構：該控制單元23包括一第一供電端V21及一切換電路230，該第一供電端V21係連接至該第一電晶體21之控制端，以提供該第一控制訊號至該第一電晶體21之控制端；該切換電路230之輸出端係連接至該第二電晶體22之控制端，以提供該第二控制訊號至該第二電晶體22之控制端，該切換電路230之輸入端係連接至一第二供電端V2，以接收該第二供電端V2之供電，在該第二供電端V2提供之電壓值大於一參考電壓值的情況下，該切換電路230能將該第二控制訊號之電壓值調整為小於該預定電壓值，使該第二電晶體22進入斷路狀態，反之，在該第二供電端V2提供之電壓值小於該參考電壓值的情況下，該切換電路230則能將該第二控制訊號之電壓值調整為大於該預定電壓值，使該第二電晶體22進入導通狀態。

由上述可知，該切換電路230主要係能根據該第二供電端V2提供的電壓值，在其輸出端產生一電壓大小相反的第二控制訊號，故該切換電路230可視為一反相電路，由於反相電路的設計實屬於電子電路學中極為成熟的電路，且實現的方式繁多，故於後文中，僅舉兩種較佳實施方式進行說明，惟，該切換電路230中的內部詳細架構，並非實現本發明之控制電路的唯一方式，合先陳明。

請參閱第2及3圖所示，該切換電路230包括一參考供電端V20及一運算放大器A2(Operation amplifier)，該運算放大器A2之輸出端係連接至該第二電晶體22之控制端，以提供該第二控制訊號至該第二電晶體22之控制端，該運算放大器A2之非反相輸入端(Non-inverting input node)係與該參考供電端V20相連接，以接收該參考供電端V20提供之該參考電壓值，該運算放大器A2之反相輸入端(inverting input node)則透過一第一電阻R21及一第二電阻R22，分別連接至該第二供電端V2及該運算放大器A2之輸出端。

如此，根據運算放大器的虛短路概念(Virtual short)，由於該運算放大器A2之非反相輸入端及反相輸入端之電壓值將彼此趨近相同， 且阻抗為無限大(即，不接收電流)，因此，在該第二供電端V2提供之電壓值大於該參考電壓值的情況下，該第一電阻R21上將能產生一大電流訊號，並完全流向該第二電阻R22，造成第二電阻R22上的電壓差增加，由於該運算放大器A2之輸出端的電壓值係等於第二供電端V2之電壓值扣除該等電阻R21、R22上的電壓差，故該運算放大器A2之輸出端的電壓值將會遠小於該第二供電端V2的電壓值，使該第二電晶體22將被切換至斷路狀態；同理，在該第二供電端V2提供之電壓值小於該參考電壓值的情況下，由於該第一電阻R21上的大電流訊號將逆流回該第二供電端V2，故將造成第二電阻R22上的電壓差反向增加，故該運算放大器A2之輸出端的電壓值將會遠大於該第二供電端V2的電壓值，使該第二電晶體22能被維持在導通狀態。意即，該切換電路230的控制原理宛如一「蹺蹺板」，能視該第二供電端V2傳來之電壓值大小，反相產生該第二控制訊號。

請參閱第2及4圖所示，係本發明之第二較佳實施例，該控制單元23包括一第一供電端V31及一切換電路230，該第一供電端V31係連接至該第一電晶體21之控制端，以提供該第一控制訊號至該第一電晶體21之控制端；該切換電路230包括一切換電晶體331及一參考供電端V30，該切換電晶體331之控制端係透過一第一電阻R31，連接至該第二供電端V2，該切換電晶體331之輸出端則連接至接地端；該參考供電端V30則透過一第二電阻R32，分別連接至該第二電晶體22之控制端及該切換電晶體331之輸入端，以提供該第二控制訊號至該第二電晶體22之控制端。如此，在該第二供電端V2提供之電壓值小於該參考電壓值的情況下，由於該切換電晶體331係呈現斷路狀態，故該第二電晶體22之控制端將由該參考供電端V30，取得一大於該預定電壓值之該第二控制訊號；反之，在該第二供電端V2提供之電壓值大於該參考電壓值的情況下，由於該切換電晶體331係被維持在導通狀態(即，雙載子接面電晶體的飽和狀態)，故該第二電晶體22之控制端將被導通至該接地端，進而取得一小於該預定電壓值之該第二控制訊號(該切換電晶體331被導通時，其射極及集極間的電壓差約為0.2伏特)。

另，在實際使用上，業者亦能在外部電路上，同時使用複數 個前述的控制電路結構，以能分段驅動不同的發光二極體，請參閱第5圖所示，係本發明之第三較佳實施例，該控制電路4包括一後端控制電路41、至少一前端控制電路42及一外部電路43，其中，該外部電路43包括一驅動電源430及至少二發光二極體431，且該等發光二極體431係依序串接在一起。惟，「驅動發光二極體」僅為該控制電路4的一種應用態樣，在本發明之其他較佳實施例中，該等發光二極體431亦能代換為其他的負載元件。

請參閱第5圖所示，該後端控制電路41係串聯在最後一個發光二極體431之負極與該驅動電源430之負極間，且包括一第一後端電晶體411、一第二後端電晶體412及一後端控制單元413，該第一後端電晶體411之輸入端係與該驅動電源430之正極及該等發光二極體431相電氣連接；該第二後端電晶體412之輸入端則與該第一後端電晶體411之輸出端相連接，且該第二後端電晶體412之輸出端係連接至該驅動電源430之負極；該後端控制單元413包括一第一後端供電端V41及一後端切換電路414，該第一後端供電端V41係連接至該第一後端電晶體411之控制端，以提供一第一後端控制訊號至該第一後端電晶體411，使該第一後端電晶體411能根據該第一後端控制訊號之電壓值大小，調整通過該第一後端電晶體411的電流大小，且該第一後端電晶體411之輸出端尚能形成一切換控制訊號。

承上，該後端切換電路414之輸入端(等同於第2圖中的第二供電端V2)係連接至該驅動電源430之負極，該後端切換電路414之輸出端則連接至該第二後端電晶體412之控制端，以能提供一第二後端控制訊號至該第二後端電晶體412，使該第二後端電晶體412之輸入端及輸出端間能維持在一導通狀態，故在該驅動電源430提供之電壓值大小能同時驅動該等發光二極體431的情況下，該驅動電源430提供之電流將依序通過該等發光二極體431及該後端控制電路41，流回該外部電路43，同時，該第一後端電晶體之411輸出端之電壓值(即，切換控制訊號)大於一參考電壓值；反之，在該驅動電源430提供之電壓值大小僅能驅動部份的發光二極體431的情況下，由於此時電流將無法通過所有的發光二極體431，故該切換控制訊號之電壓值係小於該參考電壓值。

復請參閱第5圖所示，該前端控制電路42係分別與該驅動電源430相並聯在相鄰之二發光二極體431間，且包括一第一前端電晶體421、一第二前端電晶體422及一前端控制單元423，該第一前端電晶體421之輸入端係連接至相鄰之二發光二極體431之間；該第二前端電晶體422之輸入端係與該第一前端電晶體421之輸出端相連接，且該第二前端電晶體422之輸出端係電氣連接至該驅動電源430之負極，以將該第二前端電晶體422之輸出端輸出的電流送回該外部電路43。

請參閱第5及6圖所示，該前端控制單元423包括一第一前端供電端V43及一前端切換電路424，該第一前端供電端V43係連接至該第一前端電晶體421之控制端，以提供一第一前端控制訊號至該第一前端電晶體421；該前端切換電路424之輸出端係連接至該第二前端電晶體422之控制端，以提供一第二前端控制訊號至該第二前端電晶體422，該前端切換電路424之輸入端係連接至該第一後端電晶體411之輸出端，以接收該切換控制訊號，在該切換控制訊號之電壓值大於一參考電壓值的情況下，該前端切換電路424能將該第二前端控制訊號設定為小於該預定電壓值，使該第二前端電晶體422之輸入端及輸出端間能保持在一斷路狀態，且使該驅動電源430提供之電流能依序通過該等發光二極體431及該後端控制電路41，流回該驅動電源430之負極；反之，在該切換控制訊號之電壓值小於該參考電壓值的情況下，該前端切換電路424能將該第二前端控制訊號設定為大於一預定電壓值，使該第二前端電晶體422之輸入端及輸出端間能維持在一導通狀態，且使該驅動電源430提供之電流能依序通過該等發光二極體431及該前端控制電路42，流回該驅動電源430之負極。

如前所述，該後端切換電路414及後端切換電路414可為第3圖或第4圖所示之反相電路架構，茲再次扼要說明其作動方式如下：請參閱第5及6圖所示，在本發明之第三及第四較佳實施例中，該切換電路414、424分別包括一參考供電端V40、一運算放大器A4、一第一電阻R41及一第二電阻R42，其中，由於該後端切換電路414之輸入端係連接至該驅動電源430之負極，故其電壓值可視為零，且必然小於該參考供電端V40，故該第二後端電晶體412將維持在導通狀態，因此，若該驅動電源430能 同時推動該等發光二極體431，則該外部電路43的電流將完全流經該後端控制電路41。

承上，此時，該第一後端電晶體411之輸出端之電壓值將大於該參考供電端V40提供之電壓值，故該前端切換電路424之輸出端提供之電壓值大小將小於該預定電壓值，而使該第二前端電晶體422不會被導通，以確保流經該等發光二極體431的電流大小將相同。反之，在該驅動電源430提供之電壓值大小僅能驅動部份之發光二極體431時，由於外部電路43之電流無法通過對應於該後端控制電路41的發光二極體431，故該後端控制電路41上自然不會有電流通過，且該第一後端電晶體411之輸出端電壓值將可視為零，因此，該前端切換電路424之輸出端電壓值將大於該預定電壓值，使該第二前端電晶體422能導通。

請參閱第5及7圖所示，係本發明之第四較佳實施例，在該實施例中，該後端控制單元413亦包括一第一後端供電端V51及一後端切換電路414；該前端控制單元423則包括一第一前端供電端V53及一前端切換電路424，且該後端切換電路414及前端切換電路424分別包括一參考供電端V50、一切換電晶體50、一第一電阻R51及一第二電阻R52。其中，由於該後端切換電路414之輸入端係連接至該驅動電源430之負極，故其電壓值可視為零，且必然小於該參考供電端V50，故該第二後端電晶體412將維持在導通狀態，因此，若該驅動電源430能同時推動該等發光二極體431，則該外部電路43的電流將完全流經該後端控制電路41。同理，在該驅動電源430提供之電壓值大小僅能驅動部份之發光二極體431時，由於該第一後端電晶體之輸出端產生之切換控制訊號可視為零，故該前端切換電路424產生之第二前端控制訊號將能使該第二前端電晶體422維持於導通狀態。如此，即能確保該等發光二極體431於導通時，皆負載有相同的電流大小。

在本發明之前述實施例中，該控制電路4係由一後端控制電路41及一前端控制電路42構成，然而，在實際施作上，該控制電路4亦能包括複數個前端控制電路(例如：在第5圖所示之電路架構中，在該前端控制電路42左方再加設一前端控制電路，此時新加入的前端控制電路可 視為「第2個前端控制電路」，原前端控制電路42則成為「第1個前端控制電路」)，且業者僅需將「第2個前端控制電路」的前端切換電路輸入端連接至「第1個前端控制電路」之第一前端電晶體之輸出端，並將「第1個前端控制電路」之前端切換電路輸入端連接至該第一後端電晶體之輸出端，如此，在「第1個前端控制電路」之第一前端電晶體之輸出端或該第一後端電晶體之輸出端的電壓值大於參考電壓值的情況下，該「第2個前端控制電路」之前端切換電路將能把該第二前端控制訊號設定為小於該預定電壓值，使「第2個前端控制電路」呈現一斷路狀態。

承上，同理，在「第1個前端控制電路」之第一前端電晶體之輸出端的電壓值小於參考電壓值的情況下，該「第2個前端控制電路」之前端切換電路將能把該第二前端控制訊號設定為大於該預定電壓值，使「第2個前端控制電路」維持在導通狀態，據此，即能確保所有的發光二極體皆能在相同的電流大小下被導通發亮。意即，如第5圖所示，該後端控制電路41之左側能依序設置第1、2…n、n+1個前端控制電路，且「第n個前端控制電路」及「第n+1個前端控制電路」的彼此互動關係，係與第5圖中之後端控制電路41及前端控制電路42相同，在「第n個前端控制電路」上有電流通過時，「第n+1個前端控制電路」將呈現斷路狀態。

按，以上所述，僅為本發明之若干較佳實施例，惟，本發明之技術特徵並不侷限於此，凡相關技術領域之人士在參酌本發明之技術內容後，所能輕易思及之等效變化，均應不脫離本發明之保護範疇。

2‧‧‧控制電路

20‧‧‧外部電路

200‧‧‧驅動電源

201‧‧‧發光二極體

21‧‧‧第一電晶體

22‧‧‧第二電晶體

23‧‧‧控制單元

230‧‧‧切換電路

V2‧‧‧第二供電端

Claims (10)

1. 一種具限流及開關功能之控制電路，係應用至一外部電路，該外部電路包括一驅動電源及一負載元件，該驅動電源之正極係與該負載元件之正極相連接，該控制電路包括：一第一電晶體，其輸入端係與該負載元件之負極相連接；一第二電晶體，其輸入端係與該第一電晶體之輸出端相連接，且該第二電晶體之輸出端係電氣連接至該驅動電源之負極；及一控制單元，係分別連接至該等電晶體之控制端，以提供一第一控制訊號至該第一電晶體，使該第一電晶體能根據該第一控制訊號之電壓值大小，調整經由該第一電晶體之輸入端及輸出端，通過該第一電晶體的電流大小；該控制單元尚能提供一第二控制訊號至該第二電晶體，在該第二控制訊號大於一預定電壓值的情況下，該第二電晶體之輸入端及輸出端間能維持在一導通狀態，使該第一電晶體之輸出端提供的電流，能經由該第二電晶體之輸入端及輸出端，順利通過該第二電晶體；在該第二控制訊號之電壓值小於該預定電壓值的情況下，該第二電晶體之輸入端及輸出端間將呈現一斷路狀態，使該第一電晶體之輸出端提供之電流無法通過該第二電晶體。
2. 如請求項1所述之控制電路，其中該控制單元尚包括：一第一供電端，係連接至該第一電晶體之控制端，以提供該第一控制訊號至該第一電晶體；及 一切換電路，其輸出端係連接至該第二電晶體之控制端，以提供該第二控制訊號至該第二電晶體，該切換電路之輸入端係連接至一第二供電端，以接收該第二供電端之供電，在該第二供電端提供之電壓值大於一參考電壓值的情況下，該切換電路能將該第二控制訊號之電壓值調整為小於該預定電壓值，反之，在該第二供電端之電壓值小於該參考電壓值的情況下，該切換電路能將該第二控制訊號之電壓值調整為大於該預定電壓值。
3. 如請求項2所述之控制電路，其中該切換電路包括：一參考供電端；及一運算放大器，其輸出端係連接至第二電晶體之控制端，以提供該第二控制訊號至該第二電晶體，該運算放大器之非反相輸入端係與該參考供電端相連接，以接收該參考供電端提供之該參考電壓值，該運算放大器之反相輸入端則分別透過一電阻，連接至該第二供電端及運算放大器之輸出端。
4. 如請求項2所述之控制電路，其中該切換電路包括：一切換電晶體，其控制端係透過一電阻，連接至該第二供電端，該切換電晶體之輸出端則連接至接地端；及一參考供電端，係透過另一電阻，分別連接至該第二電晶體之控制端及該切換電晶體之輸入端，以提供該第二控制訊號至該第二電晶體。
5. 一種具限流及開關功能之控制電路，包括： 一外部電路，包括一驅動電源及至少二負載元件，該驅動電源之正極係與第一個負載元件之正極相連接，該等負載元件係依序串接在一起；一後端控制電路，係串聯在最後一個負載元件之負極與該驅動電源之負極間，該後端控制電路包括：一第一後端電晶體，其輸入端係連接至該最後一個負載元件之負極；一第二後端電晶體，其輸入端係與該第一後端電晶體之輸出端相連接，且該第二後端電晶體之輸出端係連接至該驅動電源之負極；及一後端控制單元，包括一第一後端供電端及一後端切換電路，該第一後端供電端係連接至該第一後端電晶體之控制端，以提供一第一後端控制訊號至該第一後端電晶體，使該第一後端電晶體能根據該第一後端控制訊號之電壓值大小，調整經由該第一後端電晶體之輸入端及輸出端，通過該第一後端電晶體的電流大小；該後端切換電路之輸入端係連接至該驅動電源之負極，該後端切換電路之輸出端則連接至該第二後端電晶體之控制端，以能提供一第二後端控制訊號至該第二後端電晶體，在該驅動電源提供之電壓值能同時驅動該等負載元件的情況下，該第二後端控制訊號之電壓值係大於一預定電壓值，使得該第二後端電晶體之輸入端及輸出端間能維持在一導通狀態，令該驅動電源提供之電流能依序通過該等負載元件及該後端 控制電路，流回該外部電路，且使該第一後端電晶體之輸出端之電壓值大於一參考電壓值；反之，在該驅動電源提供之電壓值僅能驅動部份負載元件的情況下，該驅動電源提供之電流將無法流通至該後端控制電路，以使該第一後端電晶體之輸出端之電壓值係小於該參考電壓值；至少一前端控制電路，各該前端控制電路係分別與該驅動電源相並聯在相鄰之二負載元件間，該前端控制電路包括：一第一前端電晶體，其輸入端係連接至相鄰之二負載元件間；一第二前端電晶體，其輸入端係與該第一前端電晶體之輸出端相連接，且該第二前端電晶體之輸出端係電氣連接至該驅動電源之負極；及一前端控制單元，包括一第一前端供電端及一前端切換電路，該第一前端供電端係連接至該第一前端電晶體之控制端，以提供一第一前端控制訊號至該第一前端電晶體，使該第一前端電晶體能根據該第一前端控制訊號之電壓值大小，調整經由該第一前端電晶體之輸入端及輸出端，通過該第一前端電晶體的電流大小；該前端切換電路之輸出端係連接至該第二前端電晶體之控制端，以提供一第二前端控制訊號至該第二前端電晶體，該前端切換電路之輸入端係連接至下一個前端控制電路之第一前端電晶體之輸出端，最後一 個前端切換電路之輸入端則係連接至該第一後端電晶體之輸出端，在下一個前端控制電路之第一前端電晶體之輸出端或該第一後端電晶體之輸出端的電壓值大於一參考電壓值的情況下，該前端切換電路能將該第二前端控制訊號設定為小於該預定電壓值，使得該第二前端電晶體之輸入端及輸出端間能維持在一斷路狀態，且使該驅動電源提供之電流能依序通過該等負載元件及該下一個前端控制電路或該後端控制電路，流回該驅動電源之負極；反之，在下一個前端控制電路之第一前端電晶體之輸出端或該第一後端電晶體之輸出端的電壓值小於該參考電壓值的情況下，該前端切換電路能將該第二前端控制訊號設定為大於一預定電壓值，使得該第二前端電晶體之輸入端及輸出端間能維持在一導通狀態，且使該驅動電源提供之電流能依序通過該等負載元件及該前端控制電路，流回該驅動電源之負極。
6. 如請求項5所述之控制電路，其中該前端切換電路包括：一參考供電端；及一運算放大器，其輸出端係連接至該第二前端電晶體的控制端，以提供該第二前端控制訊號，該運算放大器之非反相輸入端係與該參考供電端相連接，以接收該參考電壓值，該運算放大器之反相輸入端則分別透過一電阻，連接至該運算放大器之輸出端及該前端切換電路之輸入端。
7. 如請求項5所述之控制電路，其中該後端切換電路包括： 一參考供電端；及一運算放大器，其輸出端係連接至該第二後端電晶體的控制端，以提供該第二後端控制訊號，該運算放大器之非反相輸入端係與該參考供電端相連接，以接收該參考電壓值，該運算放大器之反相輸入端則分別透過一電阻，連接至該運算放大器之輸出端及該後端切換電路之輸入端。
8. 如請求項5所述之控制電路，其中該前端切換電路包括：一切換電晶體，其控制端係透過一電阻，連接至該前端切換電路之輸入端，該切換電晶體之輸出端則連接至接地端；及一參考供電端，係透過另一電阻，分別連接至該第二前端電晶體之控制端及該切換電晶體之輸入端，以提供該第二前端控制訊號。
9. 如請求項5所述之控制電路，其中該後端切換電路包括：一切換電晶體，其控制端係透過一電阻，連接至該後端切換電路之輸入端，該切換電晶體之輸出端則連接至接地端；及一參考供電端，係透過另一電阻，分別連接至該第二後端電晶體之控制端及該切換電晶體之輸入端，以提供該第二後端控制訊號。
10. 如請求項5、6、7、8或9所述之控制電路，其中各該負載元件係一發光二極體。