本發(fā)明是關(guān)于照明領(lǐng)域，且特別是關(guān)于發(fā)光二極管(LED，Light Emitting Diode)裝置的領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

發(fā)光二極管光源具有高發(fā)光效率、低發(fā)熱、省電和壽命長的優(yōu)點(diǎn)，因此其應(yīng)用愈來愈廣泛。發(fā)光二極管燈將逐漸取代如白熾燈和鹵素?zé)舻葌鹘y(tǒng)照明燈具。隨著發(fā)光二極管燈的發(fā)展，驅(qū)使發(fā)光二極管燈朝向結(jié)構(gòu)微型化的趨勢(shì)。目前市場上常見的發(fā)光二極管燈驅(qū)動(dòng)電路是在整流輸入電壓后，使用電解電容來濾波。電路中也需要使用電感和變壓器。

因?yàn)殡娊怆娙蒹w積大，占用了較大的驅(qū)動(dòng)電路空間，驅(qū)動(dòng)電路難以進(jìn)一步微型化。而且電解電容的壽命受到驅(qū)動(dòng)電路空間的環(huán)境溫度影響非常大，使得電解電容過早失效，造成整燈的壽命縮短。較大的電感和變壓器體積亦造成驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)難以微型化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的其中一個(gè)目的是提供一種省電的發(fā)光二極管裝置。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種當(dāng)輸入電壓值及驅(qū)動(dòng)電流皆高時(shí)可以避免峰值發(fā)熱的發(fā)光二極管裝置。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，其揭露了一種發(fā)光二極管裝置。發(fā)光二極管裝置包括第一發(fā)光二極管燈串、第二發(fā)光二極管燈串、整流模塊及控制單元。

整流模塊接收輸入信號(hào)?？刂茊卧B接至第一發(fā)光二極管燈串以及第二發(fā)光二極管燈串。控制單元連接至整流模塊。控制單元輸出一輸出電流。輸出電流包括流經(jīng)第一發(fā)光二極管燈串及第二發(fā)光二極管燈串的驅(qū)動(dòng)電流。

當(dāng)輸入信號(hào)介于閾值電壓及總和電壓之間時(shí)，控制單元截?cái)囹?qū)動(dòng)電流?？偤碗妷褐辽偈堑谝话l(fā)光二極管燈串的開啟電壓及第二發(fā)光二極管燈串的開啟電壓之總和。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，其揭露了一種發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路的控制單元。驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)多數(shù)個(gè)發(fā)光二極管串?？刂茊卧ㄝ斎腚妷簜蓽y單元、開關(guān)組合及調(diào)節(jié)模塊。

輸入電壓偵測單元偵測輸入信號(hào)的電壓值以產(chǎn)生一偵測輸出。開關(guān)組合連接至輸入電壓偵測單元。當(dāng)輸入電壓偵測單元判斷輸入信號(hào)的電壓值低于預(yù)設(shè)值時(shí)，開關(guān)組合將發(fā)光二極管燈串并聯(lián)連接。當(dāng)輸入電壓偵測單元判斷輸入信號(hào)的電壓值高于預(yù)設(shè)值時(shí)，開關(guān)組合將發(fā)光二極管燈串串聯(lián)連接。

調(diào)節(jié)模塊產(chǎn)生發(fā)光二極管燈串的驅(qū)動(dòng)電流。在開關(guān)組合將發(fā)光二極管燈串于并聯(lián)連接與串聯(lián)連接之間作切換的期間，截?cái)囹?qū)動(dòng)電流。

根據(jù)本發(fā)明的又另一個(gè)方面，其揭露了一種發(fā)光二極管裝置。發(fā)光二極管裝置包括一組發(fā)光二極管燈串、一整流模塊以及一控制單元。

整流模塊整流輸入信號(hào)?？刂茊卧B接至整流模塊?？刂茊卧敵龃私M發(fā)光二極管燈串的驅(qū)動(dòng)電流?？刂茊卧谝黄陂g內(nèi)截?cái)啻蓑?qū)動(dòng)電流。在截?cái)囹?qū)動(dòng)電流前，驅(qū)動(dòng)電流具有第一電流值。在驅(qū)動(dòng)電流從被截?cái)嘀林匦麻_啟后，驅(qū)動(dòng)電流具有第二電流值。第一電流值不同于第二電流值。

附圖說明

圖1說明一種發(fā)光二極管裝置的實(shí)施例。

圖2說明輸入信號(hào)及輸出電流的波形。

圖3說明控制單元的實(shí)施例。

圖4說明調(diào)節(jié)模塊及其對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)開關(guān)的實(shí)施例。

圖5說明調(diào)節(jié)器的三個(gè)示例。

圖6說明調(diào)節(jié)器的另三個(gè)示例。

具體實(shí)施方式

圖1說明一種發(fā)光二極管裝置的實(shí)施例。圖2說明輸入信號(hào)及輸出電流的波形。圖3說明控制單元的實(shí)施例。圖4說明調(diào)節(jié)模塊及其對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)開關(guān)的實(shí)施例。圖5說明調(diào)節(jié)器的三個(gè)示例。圖6說明調(diào)節(jié)器的另三個(gè)示例。參考圖1及圖2，根據(jù)一實(shí)施例，發(fā)光二極管裝置100包括多數(shù)個(gè)發(fā)光二極管燈串20、整流模塊10以及控制單元30。

發(fā)光二極管燈串20包括第一發(fā)光二極管燈串21及第二發(fā)光二極管燈串22。在一些實(shí)施例中，整流模塊10對(duì)交流輸入進(jìn)行全波整流。電阻40可以放置于控制單元30的輸出電流之路徑上。電阻40的一端接地。電阻40也可以用來調(diào)整輸出電流。雖然在此例子中只使用兩個(gè)發(fā)光二極管燈串，兩個(gè)以上的發(fā)光二極管燈串可使用于發(fā)光二極管裝置30。

第一發(fā)光二極管燈串21具有第一開啟電壓。第二發(fā)光二極管燈串21具有第二開啟電壓。整流模塊10接收輸入信號(hào)Uin?？刂茊卧?0連接至第一發(fā)光二極管燈串21及第二發(fā)光二極管燈串22?？刂茊卧?0連接至整流模塊10?？刂茊卧?0輸出輸出電流Iout。輸出電流Iout包括流經(jīng)第一發(fā)光二極管燈串21及第二發(fā)光二極管燈串22的驅(qū)動(dòng)電流。驅(qū)動(dòng)電流用來驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管燈串20。第一燈串21可包括多個(gè)發(fā)光二極體。第二燈串22可包括多個(gè)發(fā)光二極體。

參考圖1及圖2，在一些實(shí)施例中，控制單元30更包括開關(guān)組合31。當(dāng)輸入信號(hào)Uin的電壓值高于第一預(yù)設(shè)電壓值U1但低于第二預(yù)設(shè)電壓值U2時(shí)，開關(guān)組合31并聯(lián)連接第一發(fā)光二極管燈串21及第二LED燈串22。當(dāng)輸入信號(hào)Uin的電壓值高于第二預(yù)設(shè)電壓值U2時(shí)，開關(guān)組合31串聯(lián)連接第一發(fā)光二極管燈串21及第二發(fā)光二極管燈串22。

在一些實(shí)施例中，第一預(yù)設(shè)電壓值U1大于或等于第一開啟電壓及第二開啟電壓中之任一個(gè)。在一些實(shí)施例中，第二預(yù)設(shè)電壓值U2大于或等于第一發(fā)光二極管燈串21的第一開啟電壓和第二發(fā)光二極管燈串22的第二開啟電壓的總和。

參考圖1，在一些實(shí)施例中，開關(guān)組合31包括第一開關(guān)311、第二開關(guān)312及第三開關(guān)313。當(dāng)輸入信號(hào)Uin的電壓值高于第一預(yù)設(shè)電壓值U1且低于第二預(yù)設(shè)電壓值U2時(shí)，第一開關(guān)311連接上(關(guān)上)、第二開關(guān)312關(guān)上且第三開關(guān)313斷開(打開)，使得第一發(fā)光二極管燈串21及第二發(fā)光二極管燈串22并聯(lián)連接。當(dāng)輸入信號(hào)Uin的電壓值高于第二預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，第一開關(guān)311打開、第二開關(guān)312打開且第三開關(guān)313關(guān)上，使得第一發(fā)光二極管燈串21及第二發(fā)光二極管燈串22串聯(lián)連接。

參考圖2，在一些實(shí)施例中，當(dāng)輸入信號(hào)Uin的電壓值低于第一開啟電壓及第二開啟電壓中之任一個(gè)時(shí)，將無驅(qū)動(dòng)電流流經(jīng)第一發(fā)光二極管燈串21或第二發(fā)光二極管燈串22。在一些實(shí)施例中，第一預(yù)設(shè)電壓值U1是第一開啟電壓及第二開啟電壓中的任一個(gè)。在一些實(shí)施例中，第一開啟電壓與第二開啟電壓相同。在一些實(shí)施例中，當(dāng)輸入信號(hào)Uin低于第一預(yù)設(shè)電壓值U1時(shí)，第一開關(guān)311及第二開關(guān)312皆關(guān)上(連接)，而第三開關(guān)313打開(斷開)。

當(dāng)輸入信號(hào)Uin上升且超過第一預(yù)設(shè)電壓值U1時(shí)，第一發(fā)光二極管燈串21及第二發(fā)光二極管燈串22并聯(lián)連接，且有一定電流流經(jīng)每一個(gè)發(fā)光二極管燈串。在一些實(shí)施例中，輸出電流Iout為I1，其與流經(jīng)發(fā)光二極管燈串的定電流的總和相同。

在輸入信號(hào)Uin的上升相位中，當(dāng)輸入信號(hào)Uin的電壓值持續(xù)上升且變成高于閾值電壓Uth但低于總合電壓時(shí)，控制單元30截?cái)囹?qū)動(dòng)電流。在一些實(shí)施例中，總合電壓至少是第一開啟電壓及第二開啟電壓的總和。在一些實(shí)施例中，總合電壓是第二預(yù)設(shè)電壓值U2。

如圖3所示，在一些實(shí)施例中，可以由輸入偵測單元502來偵測閾值電壓Uth。在一些實(shí)施例中，可以在控制單元30之外實(shí)施閾值電壓Uth的偵測。在一些實(shí)施例中，閾值電壓Uth可以由外部來編寫。

在輸入信號(hào)Uin的上升相位中，當(dāng)輸入信號(hào)Uin的電壓值持續(xù)上升且變成高于總和電壓時(shí)，控制單元30將驅(qū)動(dòng)電流由截?cái)嘀林匦麻_啟?？刂茊卧?0串聯(lián)連接第一發(fā)光二極管燈串21及第二發(fā)光二極管燈串。而驅(qū)動(dòng)電流，也就是輸出電流，為I2?？偤想妷褐辽偈莾杀兜娜我粋€(gè)發(fā)光二極管燈串的開啟電壓。在一些實(shí)施例中，總合電壓是第二預(yù)設(shè)電壓U2。

當(dāng)輸入信號(hào)Uin變成下降相位，且輸入信號(hào)Uin的電壓值低于總合電壓時(shí)，控制單元30截?cái)囹?qū)動(dòng)電流?？刂茊卧?0并聯(lián)連接第一發(fā)光二極管燈串21及第二發(fā)光二極管燈串22?？偤碗妷褐辽偈莾杀兜娜我粋€(gè)發(fā)光二極管燈串的開啟電壓。在一些實(shí)施例中，總和電壓是第二預(yù)設(shè)電壓值U2。

當(dāng)輸入信號(hào)Uin的電壓值持續(xù)下降且變成低于閾值電壓，控制單元30將驅(qū)動(dòng)電流由截?cái)嘀林匦麻_啟。在此情況中，第一發(fā)光二極管燈串21仍然并聯(lián)連接第二發(fā)光二極管燈串22。當(dāng)輸入信號(hào)Uin的電壓持續(xù)下降且變成低于第一預(yù)設(shè)電壓值U1時(shí)，關(guān)掉驅(qū)動(dòng)電流。

在一些實(shí)施例中，控制單元30更包括產(chǎn)生定電流給每一個(gè)第一發(fā)光二極管燈串21及第二發(fā)光二極管燈串22的調(diào)節(jié)模塊504。在一些實(shí)施例中，整流模塊10是橋式整流器。在一些實(shí)施例中，發(fā)光二極管裝置100更包括連接于整流模塊10與控制單元30之間的的電阻。調(diào)節(jié)模塊504是用來提供發(fā)光二極管燈串適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電流。調(diào)節(jié)模塊504是用來提供發(fā)光二極管燈串適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電流。當(dāng)控制單元30改變發(fā)光二極管燈串20的連接方式時(shí)，調(diào)節(jié)模塊504調(diào)整驅(qū)動(dòng)電流以確保每個(gè)發(fā)光二極管燈串具有適當(dāng)?shù)亩娏?。換句話說，調(diào)節(jié)模塊504提供每一個(gè)發(fā)光二極管燈串適當(dāng)?shù)暮懔鳌?/p>

參考圖1、圖3及圖4，根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，揭露了一種發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路100的控制單元30。驅(qū)動(dòng)電路100驅(qū)動(dòng)多個(gè)發(fā)光二極管串。控制單元30包括輸入電壓偵測單元502、開關(guān)組合503以及調(diào)節(jié)模塊504。

輸入電壓偵測單元502偵測輸入信號(hào)Uin之電壓值以產(chǎn)生一偵測的輸出的信號(hào)。開關(guān)組合503連接至輸入電壓偵測單元502。當(dāng)輸入電壓偵測單元502判斷輸入信號(hào)的電壓值低于預(yù)設(shè)值時(shí)，開關(guān)組合503并聯(lián)連接至少一個(gè)發(fā)光二極管燈串子集組。發(fā)光二極管燈串子集組是所有發(fā)光二極管燈串的一個(gè)子集合。當(dāng)輸入電壓偵測單元502判斷輸入信號(hào)的電壓值高于一預(yù)設(shè)值時(shí)，開關(guān)組合503串聯(lián)連接發(fā)光二極管燈串子集組。在一些實(shí)施例中，預(yù)設(shè)值是電壓值U2。

調(diào)節(jié)模塊504產(chǎn)生發(fā)光二極管燈串子集組的驅(qū)動(dòng)電流。在開關(guān)組合將發(fā)光二極管燈串子集于并聯(lián)連接與串聯(lián)連接之間作切換的期間，截?cái)囹?qū)動(dòng)電流。在一些實(shí)施例中，調(diào)節(jié)模塊504包括多個(gè)調(diào)節(jié)器(REG 0 604、REG 1 605及REG 2 606)。對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)開關(guān)607、608、609連接至調(diào)節(jié)器(REG0 604、REG 1 605及REG 2 606)?？煽刂普{(diào)節(jié)開關(guān)607、608及609打開或關(guān)閉特定的調(diào)節(jié)器以提供適當(dāng)?shù)陌l(fā)光二極管燈串電流值。如果將調(diào)節(jié)開關(guān)607、608及609全部關(guān)閉，可截?cái)嗨械尿?qū)動(dòng)電流。

參考圖4，一組發(fā)光二極管燈串經(jīng)由調(diào)節(jié)開關(guān)607、608及609連接至調(diào)節(jié)器REG0 604、REG 1 605及REG 2 606。此組發(fā)光二極管燈串可分為第一子集601及第二子集602。第一子集601可包括多個(gè)LED單元燈串603。在此實(shí)施例中，所有于第一子集601中的LED單元燈串603并聯(lián)連接。第二子集602可包括多數(shù)個(gè)發(fā)光二極管單元燈串603。

在第二子集602中，兩串發(fā)光二極管單位燈串603串聯(lián)連接，而反過來較長的發(fā)光二極管燈串并聯(lián)連接。只要提供適當(dāng)?shù)拈_關(guān)加上正確的連接，任何可能的并聯(lián)連接或串聯(lián)連接皆可由開關(guān)組合實(shí)施。在一些實(shí)施例中，發(fā)光二極管燈串603的第三子集及第四子集可實(shí)施不同形式的并聯(lián)連接或串聯(lián)連接。在一些實(shí)施例中，調(diào)節(jié)開關(guān)607、608及609可實(shí)施于開關(guān)組合504之內(nèi)。

在一些實(shí)施例中，當(dāng)輸入信號(hào)Uin于上升相位中且當(dāng)輸入信號(hào)Uin的電壓值高于閾值電壓Uth時(shí)，控制單元30截?cái)囹?qū)動(dòng)電流。在一些實(shí)施例中，開關(guān)組合503包括一組用來控制調(diào)節(jié)模塊504的調(diào)節(jié)開關(guān)607、608及609，而控制單元30可借由斷開此組調(diào)節(jié)開關(guān)607、608及609來截?cái)囹?qū)動(dòng)電流。

在一些實(shí)施例中，調(diào)節(jié)模塊504更包括多個(gè)調(diào)節(jié)器604、605及606以提供驅(qū)動(dòng)電流。在一些實(shí)施例中，輸入電壓偵測單元502是以一預(yù)設(shè)值來比較輸入信號(hào)Uin的電壓值的比較器。在一些實(shí)施例中，控制單元30更包括控制輸入電壓偵測單元502的邏輯電路505、開關(guān)組合503及調(diào)節(jié)模塊504。

參考圖1及圖3，根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，發(fā)光二極管裝置100包括一組發(fā)光二極管燈串21及22、整流模塊10及控制單元30。整流模塊10整流輸入信號(hào)Uin。

控制單元30連接至整流模塊10?？刂茊卧?0輸出發(fā)光二極管燈串21、22的驅(qū)動(dòng)電流。控制單元30在一期間內(nèi)截?cái)囹?qū)動(dòng)電流。在截?cái)囹?qū)動(dòng)電流前，驅(qū)動(dòng)電流具有第一電流值。在驅(qū)動(dòng)電流從被截?cái)嘀林匦麻_啟后，驅(qū)動(dòng)電流具有第二電流值，而第一電流值不同于第二電流值。參考圖2，在一些輸入信號(hào)Uin于上升相位的實(shí)施例中，第一電流值是I1，第二電流值是I2。在輸入信號(hào)Uin的下降相位中，第一電流值是I2，第二電流值是I1。

在一些實(shí)施例中，當(dāng)輸入信號(hào)Uin于上升相位中且當(dāng)輸入信號(hào)Uin的電壓值高于閾值電壓Uth時(shí)，控制單元30截?cái)囹?qū)動(dòng)電流。在一些實(shí)施例中，當(dāng)輸入信號(hào)Uin于上升相位中且當(dāng)輸入信號(hào)Uin的電壓值高于總和電壓時(shí)，控制單元30將驅(qū)動(dòng)電流由截?cái)嘀林匦麻_啟?？偤碗妷褐辽偈莾杀兜娜我粋€(gè)發(fā)光二極管燈串之開啟電壓。在一些實(shí)施例中，總和電壓是第二預(yù)設(shè)電壓值U2。

在一些實(shí)施例中，當(dāng)輸入信號(hào)Uin于下降相位中且當(dāng)輸入電壓的電壓值低于總和電壓時(shí)，控制單元30截?cái)囹?qū)動(dòng)電流。總和電壓至少是兩倍的任一個(gè)發(fā)光二極管燈串的開啟電壓。在一些實(shí)施例中，當(dāng)輸入信號(hào)Uin于下降相位中且當(dāng)輸入電壓的電壓值低于閾值電壓Uth時(shí)，控制單元30將驅(qū)動(dòng)電流由截?cái)嘀林匦麻_啟。

圖5說明調(diào)節(jié)器的三個(gè)示例。圖6說明調(diào)節(jié)器的另三個(gè)示例。每一個(gè)圖5及圖6中的調(diào)節(jié)器可以是實(shí)施適當(dāng)電流源的設(shè)計(jì)選擇。每一個(gè)調(diào)節(jié)器皆具有當(dāng)運(yùn)用不同的電壓和電流時(shí)，顯示其特性之對(duì)應(yīng)的I-V曲線。

由于本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路不使用電解電容、電感及變壓器，而是使用新設(shè)計(jì)的分段恒流集成電路，使得每個(gè)發(fā)光二極管燈串之間的串/并聯(lián)關(guān)系可以靈活組合和切換，從而大大縮小了占用空間。驅(qū)動(dòng)電路易于微型化且降低了成本。

由于電路中不存在電解電容，消除了由于電解電容過早失效而造成之整燈壽命縮短的隱患。發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路因此可用于空間緊湊而對(duì)裝置體積有較高需求的情況下，像是MR16和candle的場合。除此之外，發(fā)光二極管燈串的驅(qū)動(dòng)電路在特定的周期被截?cái)?，使得由高電壓差造成的集成電路熱問題得以減少。發(fā)光二極管裝置30更為省電。發(fā)光二極管裝置30可避免當(dāng)輸入電壓值及驅(qū)動(dòng)電流皆高時(shí)的峰值發(fā)熱。

以上僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、同等替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。