專利名稱：雙端電流控制器及相關(guān)發(fā)光二極管照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙端電流控制器及相關(guān)發(fā)光二極管照明裝置，尤指一種可提高功率因素的雙端電流控制器及相關(guān)發(fā)光二極管照明裝置。
背景技術(shù)：
相較于傳統(tǒng)的白熾燈泡，發(fā)光二極管(light emitting diode, LED)具有耗電量低、組件壽命長、體積小、無須暖燈時間和反應(yīng)速度快等優(yōu)點，并可配合應(yīng)用需求而制成極小或數(shù)組式的組件。除了戶外顯示器、交通標(biāo)志燈之外、各種消費性電子產(chǎn)品，例如行動電話、筆記型計算機(jī)或電視的液晶顯示屏幕背光源之外，發(fā)光二極管亦廣泛地被應(yīng)用于各種室內(nèi)室外照明裝置，以取代日光燈管或白熾燈泡等。請參考圖1，圖1為一發(fā)光二極管的電壓-電流特性圖。當(dāng)發(fā)光二極管的順向偏壓 (forward-bias voltage)小于其隔離電壓(barrier voltage)Vb時，流經(jīng)發(fā)光二極管的電流極小，此時可視為開路；當(dāng)發(fā)光二極管的順向偏壓大于其隔離電壓Vb時，流經(jīng)發(fā)光二極管的電流會隨著其順向偏壓呈指數(shù)型的增加，此時可視為短路。隔離電壓Vb的值相關(guān)于發(fā)光二極管的材料和摻雜濃度，通常介于1. 5和3. 5伏特之間。由于針對大多數(shù)的電流值，發(fā)光二極管的亮度和電流呈正比，因此一般會使用電流源來驅(qū)動發(fā)光二極管，讓不同的發(fā)光二極管皆能達(dá)到一致的發(fā)光亮度。請參考圖2，圖2為現(xiàn)有技術(shù)中一發(fā)光二極管照明裝置600的示意圖。發(fā)光二極管照明裝置600包含一電源供應(yīng)電路110，一電阻R，和一發(fā)光裝置10。電源供應(yīng)電路110可接收一具正負(fù)周期的交流電壓VS，并利用一橋式整流器112來轉(zhuǎn)換交流電壓VS在負(fù)周期內(nèi)的輸出電壓，因此可提供一整流交流電壓\c以驅(qū)動發(fā)光裝置10。電阻R串聯(lián)于發(fā)光裝置10，用來限定流經(jīng)發(fā)光裝置10的電流I·。在照明應(yīng)用中，往往需要使用許多發(fā)光二極管來提供足夠光源，由于發(fā)光二極管為一電流驅(qū)動組件，其發(fā)光亮度與驅(qū)動電流的大小成正比，為了達(dá)到高亮度和亮度均勻的要求，發(fā)光裝置10—般會包含復(fù)數(shù)個串聯(lián)的發(fā)光二極管D1-Dntl假設(shè)發(fā)光二極管D1-Dn的隔離電壓皆為理想值Vb，而整流交流電壓Vac的值隨著時間而在0和Vmax之間呈周期性變化，則開啟發(fā)光裝置10所需的驅(qū)動電壓其值需大于n*Vb， 亦即0 < Vac < n*Vb間的能量并無法利用。串聯(lián)發(fā)光二極管的數(shù)量越多，導(dǎo)通發(fā)光裝置10 所需的順向偏壓越高，若發(fā)光二極管數(shù)量太少，則會使得發(fā)光二極管在AV = Vmax時驅(qū)動電流過大，進(jìn)而影響發(fā)光二極管的可靠度。因此，現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光二極管照明裝置600僅能在可操作電壓范圍與發(fā)光二極管可靠度之間作一取舍。另一方面，具限流作用的電阻R亦會消耗額外能量，進(jìn)而降低系統(tǒng)效率。請參考圖3，圖3為現(xiàn)有技術(shù)中另一發(fā)光二極管照明裝置700的示意圖。發(fā)光二極管照明裝置700包含一電源供應(yīng)電路110，一電感L，一電容C，一開關(guān)SW，和一發(fā)光裝置10。 電源供應(yīng)電路110可接收一具正負(fù)周期的交流電壓VS，并利用一橋式整流器112來轉(zhuǎn)換交流電壓VS在負(fù)周期內(nèi)的輸出電壓，因此可提供一整流交流電壓Vac以驅(qū)動發(fā)光裝置10。電感L和開關(guān)SW串聯(lián)于發(fā)光裝置10，用來限定流經(jīng)發(fā)光裝置10的電流1_。電容C并聯(lián)于發(fā)光裝置10，用來吸收電源供應(yīng)電路110的電壓漣波(voltage ripple)。相較于發(fā)光二極管照明裝置600的電阻R，電感L在限流時消耗的能量較少，但具限流作用的電感L和具穩(wěn)壓作用的電容C會大幅降低發(fā)光二極管照明裝置700的功率因素(power factor)，讓能量利用率變低。同時，在照明應(yīng)用中，現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光二極管照明裝置700僅能在可操作電壓范圍與亮度之間作一取舍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一實施例提供一種發(fā)光二極管照明裝置，其包含一發(fā)光組件和一雙端電流控制器。該發(fā)光組件依據(jù)一第一電流來提供光源。該雙端電流控制器并聯(lián)于該發(fā)光組件， 用來依據(jù)該發(fā)光組件的跨壓來調(diào)節(jié)該第一電流，其中在一整流交流電壓的一上升周期內(nèi)當(dāng)該發(fā)光組件的跨壓不大于一第一電壓時，該雙端電流控制器在一第一模式下運作；在該上升周期內(nèi)當(dāng)該發(fā)光組件的跨壓大于該第一電壓且不大于一第二電壓時，該雙端電流控制器在一第二模式下運作；且在該上升周期內(nèi)當(dāng)該發(fā)光組件的跨壓大于該第二電壓時，該雙端電流控制器是在一第三模式下運作。該雙端電流控制器包含一限流單元和一調(diào)整單元。當(dāng)該雙端電流控制器在該第一模式下運作時，該限流單元導(dǎo)通相關(guān)于該整流交流電壓的一第二電流并依據(jù)該發(fā)光組件的跨壓來調(diào)整該第二電流的值，且將該第一電流限定至零；當(dāng)該雙端電流控制器在該第二模式下運作時，該限流單元導(dǎo)通該第二電流并將該第二電流的值固定在大于零的一預(yù)定值，且將該第一電流限定至零；當(dāng)該雙端電流控制器在該第三模式下運作時，該限流單元呈關(guān)閉；而該調(diào)整單元用來調(diào)整該預(yù)定值和該第二電壓的值。本發(fā)明的還一實施例提供一種雙端電流控制器，用來控制流經(jīng)一負(fù)載的一第一電流，其中在一整流交流電壓的一上升周期內(nèi)當(dāng)該負(fù)載的跨壓不大于一第一電壓時，該雙端電流控制器在一第一模式下運作；在該上升周期內(nèi)當(dāng)該負(fù)載的跨壓大于該第一電壓且不大于一第二電壓時，該雙端電流控制器在一第二模式下運作；而在該上升周期內(nèi)當(dāng)該負(fù)載的跨壓大于該第二電壓時，該雙端電流控制器是在一第三模式下運作。該雙端電流控制器包含一限流單元和一調(diào)整單元當(dāng)該雙端電流控制器在該第一模式下運作時，該限流單元導(dǎo)通相關(guān)于該整流交流電壓的一第二電流，進(jìn)而將該第一電流限定至零，并依據(jù)該負(fù)載的跨壓來調(diào)整該第二電流的值；當(dāng)該雙端電流控制器在該第二模式下運作時，該限流單元導(dǎo)通以將該第二電流的值固定在大于零的一預(yù)定值，并將該第一電流限定至零；而當(dāng)該雙端電流控制器在該第三模式下運作時，該限流單元呈關(guān)閉；而該調(diào)整單元用來調(diào)整該預(yù)定值和該第二電壓的值。


圖1為發(fā)光二極管的電壓-電流特性圖。圖2和圖3為現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)光二極管照明裝置的示意圖。圖4為本發(fā)明第一實施例中發(fā)光二極管照明裝置的示意圖。圖5為本發(fā)明第一實施例中雙端電流控制器運作時的電流-電壓特性圖。圖6為本發(fā)明第一實施例中發(fā)光二極管照明裝置運作時相關(guān)電流和電壓變化的示意圖。圖7為本發(fā)明第二實施例中發(fā)光二極管照明裝置的示意圖。
圖8為本發(fā)明第二實施例中雙端電流控制器運作時的電流-電壓特性圖。
圖9為本發(fā)明第二實施例中發(fā)光二極管照明裝置運作時相關(guān)電流和電壓變化的示意圖。
圖10為本發(fā)明第JΞ實施例中發(fā)光二二極管照明裝置示意圖。
圖11A-11D為本發(fā)明第三實施例中雙端電流控制器運作時的電流-電壓特性圖。
圖12為本發(fā)明第J三實施例中發(fā)光二二極管照明裝置運作時相關(guān)電流和電壓變化的示意圖。
圖13為本發(fā)明第四實施例中發(fā)光二二極管照明裝置的示意圖。
圖14為本發(fā)明第四實施例中發(fā)光二二極管照明裝置運作時相關(guān)電流和電壓變化的示意圖。
圖15為本發(fā)明第五實施例中發(fā)光二二極管照明裝置的示意圖。
圖16和圖17為本發(fā)明實施例中雙端電流控制器的示意圖。
其中，附圖標(biāo)記說明如下
L電感
C電容
CPl CP3比較器
D1-DpDrDm發(fā)光單元
Sff, QN開關(guān)
F1-F3保險絲
R, Rl R9電阻
10,20,30,40發(fā)光裝置
21-25發(fā)光組件
50帶隙參考電壓產(chǎn)生器
70電壓偵測電路
72邏輯電路
74電壓邊緣偵測電路
100，200，300，400，500，600，700 發(fā)光二極管照明裝置
110,410電源供應(yīng)電路
112橋式整流器
120-124雙端電流控制器
120A-125A限流單元
120BA-125B調(diào)整單元
412交流-交流變壓器
具體實施例方式
請參考圖4，圖4為本發(fā)明第一實施例中一發(fā)光二極管照明裝置100的示意圖。發(fā)光二極管照明裝置100包含一電源供應(yīng)電路110，一雙端電流控制器120，和一發(fā)光裝置10。 電源供應(yīng)電路110可接收一具正負(fù)周期的交流電壓VS，并利用一橋式整流器112來轉(zhuǎn)換交流電壓VS在負(fù)周期內(nèi)的輸出電壓，因此可提供一整流交流電壓Vac以驅(qū)動發(fā)光裝置10，其中整流交流電壓\c的值隨著時間而有周期性變化。發(fā)光裝置10可包含η個串聯(lián)的發(fā)光單元D1-Dn,每一發(fā)光單元可包含一個發(fā)光二極管或復(fù)數(shù)個發(fā)光二極管，圖4僅顯示了采用單一發(fā)光二極管的架構(gòu)，其中流經(jīng)發(fā)光裝置10的電流由Imi來表示，而其跨壓由Vak來表示。 雙端電流控制器120并聯(lián)于發(fā)光裝置10和電源供應(yīng)電路110，其包含一限流單元120Α和一調(diào)整單元120Β，可依據(jù)整流交流電壓Vac的值來控制流經(jīng)發(fā)光裝置10的電流1_，流經(jīng)限流單元120Α的電流由Iak來表示，而其跨壓由Vak來表示。在本發(fā)明第一實施例中，雙端電流控制器120的隔離電壓Vb’小于發(fā)光裝置10的整體隔離電壓n*Vb(假設(shè)每一發(fā)光單元的隔離電壓皆為Vb)。圖5和圖6說明了本發(fā)明第一實施例中發(fā)光二極管照明裝置100的運作，其中圖5 顯示了雙端電流控制器120運作時的電流-電壓特性圖，而圖6顯示了發(fā)光二極管照明裝置100運作時相關(guān)電流和電壓的變化。在圖5中，縱軸代表流經(jīng)限流單元120A的電流IAK， 橫軸代表限流單元120A的跨壓Vffi。在本發(fā)明第一實施例的雙端電流控制器120中，當(dāng)電壓 Vak的值介于0和V_P之間時，雙端電流控制器120在第一模式下運作，此時限流單元120A 的作用如同一壓控組件，亦即當(dāng)電壓Vak大于雙端電流控制器120的隔離電壓Vb’時，流經(jīng)限流單元120A的電流Iffi會隨著其跨壓Vffi呈特定變化。當(dāng)電壓Vffi的值介于Vmaff和Vtw TH'之間時，雙端電流控制器120在第二模式下運作，此時限流單元120Α的作用如同一定電流源，亦即電流Iffi的值不再隨著電壓Vak變化，而是被限定在一可調(diào)整的特定電流值Imx’。 當(dāng)電壓Vffi的值大于Vqff TH’時，雙端電流控制器120在第三模式下運作，此時限流單元120A 會被關(guān)閉，其電流Iffi的值瞬間降至0，因此可視為開路。另一方面，調(diào)整單元120B可用來調(diào)整雙端電流控制器120在第二模式下運作時的限流值IMX’，以及調(diào)整用來切換第二和第三模式的電壓Vtw TH’，因此能提供多種特性以達(dá)到彈性設(shè)計。圖6顯示了本發(fā)明第一實施例中電壓Vffi，電流Iak和電流Imi的波形。如前所述， 由于電壓Vak的值相關(guān)于整流交流電壓Vac，其值隨著時間而有周期性變化，因此以包含時間點的一個周期來做說明，其中時間點之間為整流交流電壓\c的上升周期，而時間點t3-t6之間為整流交流電壓Vac的下降周期。在時間點、和、之間，電壓Vffi逐漸上升， 雙端電流控制器120的限流單元120A首先被導(dǎo)通，電流Iffi的值會隨著電壓Vak以特定方式增加，此時電流的值為零。在時間點、和t2之間，電壓Vak大于電壓V_P，雙端電流控制器120的限流單元120A會將電流Iffi的值限定在特定電流值IMX’，而此時發(fā)光裝置10 仍未導(dǎo)通，因此電流的值依舊為零。在時間點t2和t4之間，電壓Vak的值大于電壓Vqff TH'，雙端電流控制器120的限流單元120A會被關(guān)閉，而相關(guān)于整流交流電壓Vac的電流則由發(fā)光裝置10來導(dǎo)通，此時電流Iak的值降至零，而電流Imi的值則隨著電壓Vak變化。在時間點t4和t5之間，電壓Vak降至介于Vdeop和Voff, th，之間，雙端電流控制器120的限流單元 120A會導(dǎo)通，因此電流Iak的值會再次被限定在特定電流值Imax'，而電流I·的值會降至零。 在時間點t5和t6之間，電壓Vak降至低于電壓V_P，此時電流Iak的值會隨著電壓Vffi以特定方式減少。換而言的，在0 < Vak < Vdeop的時間區(qū)間和t5-t6，雙端電流控制器120在第一模式下運作；在V_P < Vak < VQFF,TH’的時間區(qū)間tft2和t4-t5，雙端電流控制器120在第二模式下運作；在Vffi > V0FF, TH'的時間區(qū)間t2-t4，雙端電流控制器120在第三模式下運作。請參考圖7，圖7為本發(fā)明第二實施例中一發(fā)光二極管照明裝置200示意圖。發(fā)光二極管照明裝置200包含一電源供應(yīng)電路110，一雙端電流控制器120，和一發(fā)光裝置20。 本發(fā)明第一和第二實施例結(jié)構(gòu)類似，不同的處在于發(fā)光裝置20的結(jié)構(gòu)和與雙端電流控制器120的銜接方式。在本發(fā)明第二實施例中，發(fā)光裝置20包含兩發(fā)光組件21和25 發(fā)光組件21并聯(lián)于雙端電流控制器120且其包含m個串聯(lián)的發(fā)光單元D1-Dm,流經(jīng)發(fā)光組件21的電流由AK來表示，而其跨壓由Vffi來表示；發(fā)光組件25串聯(lián)于雙端電流控制器120且其包含η個串聯(lián)的發(fā)光單元D1-Dn,流經(jīng)發(fā)光組件25的電流由I·來表示，而其跨壓由Vmi來表示。每一發(fā)光單元可包含一個發(fā)光二極管或復(fù)數(shù)個發(fā)光二極管，圖7僅顯示了采用單一發(fā)光二極管的架構(gòu)。雙端電流控制器120依據(jù)整流交流電壓Vac的值來控制流經(jīng)發(fā)光裝置 20的電流，流經(jīng)限流單元120Α的電流由Iffi來表示，而其跨壓由Vak來表示。在本發(fā)明第二實施例中，雙端電流控制器120的隔離電壓Vb’小于發(fā)光組件21的整體隔離電壓m*Vb (假設(shè)每一發(fā)光單元的隔離電壓皆為Vb)。圖8和圖9說明了本發(fā)明第二實施例中發(fā)光二極管照明裝置200的運作，其中圖8 顯示了雙端電流控制器120運作時的電流-電壓特性圖，而圖9顯示了發(fā)光二極管照明裝置200運作時相關(guān)電流和電壓的變化。在圖8中，縱軸代表流經(jīng)限流單元120A的電流IAK， 橫軸代表雙端電流控制器120的跨壓VAK。在整流交流電壓\c的上升周期，當(dāng)電壓Vffi的值介于0和V_P之間時，雙端電流控制器120在第一模式下運作，此時限流單元120A的作用如同一壓控組件，亦即當(dāng)電壓Vak大于雙端電流控制器120的隔離電壓Vb’時，流經(jīng)限流單元120A的電流Iffi會隨著其跨壓Vak呈特定變化。當(dāng)電壓Vffi的值介于V_P和Vtw TH’之間時，雙端電流控制器120在第二模式下運作，此時，限流單元120A的作用如同一定電流源， 亦即電流Iak的值不再隨著電壓Vffi變化，而是被限定在一可調(diào)整的特定電流值Imax’。當(dāng)電壓Vffi的值大于Vtw TH’時，雙端電流控制器120在第三模式下運作，此時限流單元120A會被關(guān)閉，其電流Iffi的值瞬間降至0，因此可視為開路。在整流交流電壓Vac的下降周期，當(dāng)電壓 Vak的值降至低于Vm TH’時，雙端電流控制器120在第二模式下運作，此時限流單元120A會被開啟并將電流Iak的值限定在特定電流值Ima/。當(dāng)電壓Vak的值降至介于0和V_P之間時，雙端電流控制器120在第一模式下運作，此時限流單元120A的作用如同一壓控組件，亦即當(dāng)電壓Vak大于雙端電流控制器120的隔離電壓Vb’時，流經(jīng)限流單元120A的電流^會隨著其跨壓Vak呈特定變化。另一方面，調(diào)整單元120B可用來調(diào)整雙端電流控制器120在第二模式下運作時的限流值Ima/，以及調(diào)整用來切換第二和第三模式的電壓TH’和V,— TH'，因此能提供多種特性以達(dá)到彈性設(shè)計。圖9顯示了本發(fā)明第二實施例中電壓Vac，Vak，Vled和電流IAK，Iled ak, Iled的波形。 如前所述，由于整流交流電壓Vac的值隨著時間而有周期性變化，因此以包含時間點Vt6的一個周期來做說明，其中時間點之間為整流交流電壓Vac的上升周期，而時間點t3-t6 之間為整流交流電壓\c的下降周期。在時間點、和、之間，雙端電流控制器120的跨壓 Vak和發(fā)光組件25中η個串聯(lián)發(fā)光單元的跨壓\ED隨著整流交流電壓Vac逐漸上升。由于雙端電流控制器120的隔離電壓Vb’小于發(fā)光組件21中m個串聯(lián)發(fā)光單元的整體隔離電壓 m*Vb，因此雙端電流控制器120的限流單元120A首先會被導(dǎo)通，此時電流Iffi和I·的值會隨著電壓Vak以特定方式增加，而電流Ι· ΑΚ的值為零。在時間點、和t2之間，電壓Vak大于電壓V·，雙端電流控制器120會將電流Iak 的值限定在特定電流值IMX’，而并聯(lián)于雙端電流控制器120的發(fā)光組件21仍未導(dǎo)通，因此電流ILED—AK的值依舊為零，此時電壓V·的值可由m*VF來表示，其中Vf代表發(fā)光組件25中每一發(fā)光單元此時的順向偏壓。因此，發(fā)光組件21在時間點、-、之間并未導(dǎo)通，此時電源供應(yīng)電路110所提供的整流交流電壓Vac施加于雙端電流控制器120和發(fā)光組件25中η個串聯(lián)發(fā)光單元上。在時間點t2和t4之間，電壓Vffi的值大于Vtw TH’，雙端電流控制器120會被關(guān)閉， 而相關(guān)于整流交流電壓\c的電流則由發(fā)光組件21和25來導(dǎo)通，此時電流Iak的值降至零， 而電流I·—AK的值隨著電壓Vffi變化。因此，當(dāng)發(fā)光組件21在時間點t2-t4之間被導(dǎo)通時， 雙端電流控制器120兩端的跨壓Vak由發(fā)光裝置20分壓整流交流電壓\c來提供。在時間點t4和t5之間，電壓Vak降至介于V·和Vm TH’之間，雙端電流控制器120 會導(dǎo)通，因此電流Iak的值會再次被限定在特定電流值IMX’，而電流Μ的值會降至為零。 在時間點t5和t6之間，電壓Vak降至低于V_P，此時電流Iak的值會隨著電壓Vffi以特定方式減少。如圖7和圖9所示，電流Imi的值為電流I· AK和電流Iak的加總，本發(fā)明第二實施例可透過雙端電流控制器120來增加電源供應(yīng)電路110的可操作電壓范圍(例如電壓Vac在 t0-t2和t4-t6的輸出)，進(jìn)而提升發(fā)光二極管照明裝置200的功率因素。請參考圖10，圖10為本發(fā)明第三實施例中一發(fā)光二極管照明裝置300示意圖。發(fā)光二極管照明裝置300包含一電源供應(yīng)電路110，復(fù)數(shù)個雙端電流控制器，以及一發(fā)光裝置 30。本發(fā)明第二和第三實施例結(jié)構(gòu)類似，不同的處在于發(fā)光二極管照明裝置300包含復(fù)數(shù)個雙端電流控制器(圖10以4組雙端電流控制器121-1 來做說明)，而發(fā)光裝置30包含復(fù)數(shù)個發(fā)光組件(圖10以5組發(fā)光組件21-25來做說明)發(fā)光組件21-M分別并聯(lián)于相對應(yīng)的雙端電流控制器121-124，且各包含復(fù)數(shù)個串聯(lián)的發(fā)光單元，流經(jīng)發(fā)光組件21-24的電流分別由I·—ΑΚ1-Ι_—AK4來表示，而其跨壓則分別由Vaki-Vak4來表示。發(fā)光組件25串聯(lián)于雙端電流控制器121-1M且其包含復(fù)數(shù)個串聯(lián)的發(fā)光單元，流經(jīng)發(fā)光組件25的電流由I· 來表示，而其跨壓由來表示。每一發(fā)光單元可包含一個發(fā)光二極管或復(fù)數(shù)個發(fā)光二極管，圖10僅顯示了采用單一發(fā)光二極管的架構(gòu)。在圖10所示的實施例中，雙端電流控制器 121-1M分別包含相對應(yīng)的限流單元121A-124A和調(diào)整單元121B-1MB，可分別依據(jù)其跨壓 Vaki-Vak4的值來控制流經(jīng)相對應(yīng)發(fā)光組件21-M的電流，流經(jīng)限流單元121A-124A的電流分別由Iaki-Iak4來表示，而其跨壓分別由Vaki-Vak4來表示。在本發(fā)明第三實施例中，雙端電流控制器121-124的隔離電壓分別小于相對應(yīng)發(fā)光組件21-M的整體隔離電壓。圖11A-11D和圖12說明了本發(fā)明第三實施例中發(fā)光二極管照明裝置300的運作， 其中第11A-11D圖分別顯示了限流單元121A-124A運作時的電流-電壓特性圖，而圖12顯示了發(fā)光二極管照明裝置300運作時相關(guān)電流和電壓的變化。本發(fā)明可分別利用調(diào)整單元121B-124B來分別設(shè)定雙端電流控制器121 IM在第二模式下運作時的限流值Imax’ 和切換第二和第三模式的電壓Vm th’及Vwf th’，因此能提供多種特性以達(dá)到彈性設(shè)計。圖 11A-11D所示的實施例中，雙端電流控制器121-124在第二模式下運作時的限流值大小關(guān)系為Imax1 < Imax2 < IMAX3 < Imax4,用來切換第二和第三模式的電壓大小關(guān)系為VQN—TH1 < Von th2
〈V〇N—TH3〈 V〇N—TH4 禾口 ^0FF_TH1〈 ^OFF_TH2〈 ^OFF_TH3〈 V〇FF—TH4。圖12說明了本發(fā)明第三實施例的發(fā)光二極管照明裝置300的運作，顯示了電壓Vac 和電流U的波形。如前所述，由于整流交流電壓\c的值隨著時間而有周期性變化，因此以包含時間點tftm的一個周期來做說明，其中時間點、、之間為整流交流電壓Vac的上
12升周期，而時間點t5_t1(l之間為整流交流電壓Vac的下降周期。首先說明包含時間點的上升周期，在時間點、和、之間，雙端電流控制器 121-124的跨SVaki-Vak4隨著整流交流電壓Vac而上升。由于雙端電流控制器121-124的隔離電壓小于相對應(yīng)發(fā)光組件21-24的整體隔離電壓，因此，在時間點、和、之間雙端電流控制器121-1 較早被導(dǎo)通，此時電流從電源供應(yīng)電路110依序透過限流單元121A-124A 傳送至發(fā)光組件25，亦即Iled = Iaki = Iak2 = Iak3 = Iffi4,而電流Iled_AKI"Iledm4的值為零。在時間點、和t2之間，電壓Vaki的值大于Vtw TH1 ’，雙端電流控制器121首先被關(guān)閉，此時電流從電源供應(yīng)電路110依序透過發(fā)光組件21、限流單元122A-124A傳送至發(fā)光組件25，亦即 ILED = ILED—Mi = Iffi2 =工船=IAK4，而電流Iaki和WAK2_WAK4的值為零。在時間點t2和t3 之間，電壓Vffi2的值大于Vtw TH2’，雙端電流控制器122接著被關(guān)閉，此時電流從電源供應(yīng)電路110依序透過發(fā)光組件21，發(fā)光組件22，限流單元123A 124A傳送至發(fā)光組件25，亦艮口 ILED = ILED—AKI = ILED—AK2 = IAO = Iffi4，而電流 IAKI' Iffi2 禾口 ILED—AK3_ILED—AM 的值為零。在時間點t3和t4之間，電壓Vffi3的值大于Vtw TH3’，雙端電流控制器123接著被關(guān)閉，此時電流從電源供應(yīng)電路110依序透過發(fā)光組件21，發(fā)光組件22，發(fā)光組件23和限流單元124A傳送至發(fā)光組件 25，亦艮口 Iled — ILED_AK1 — ILED—AK2 — !LED—AK3 —工艦4，而電流 IAKI‘ IAK2，IAK3 禾口 ！LED—AK4 的值為零。在時間點、和t5之間，電壓Vak4的值大于Vcw th/,雙端電流控制器IM接著被關(guān)閉，此時電流從電源供應(yīng)電路110依序透過發(fā)光組件21- 傳送至發(fā)光組件25，亦即I· =Iledmi = Iledm2 = Iledm3 = Ακ4，而電流 IAK1-IAK4 的值為零。針對包含時間點 t5_t1(1 的下降周期，隨著整流交流電壓\c的下降，當(dāng)電壓Vak4-Vaki的值依序分別低于Vm th4’ -Von thi' 時，限流單元124A-121A會在時間點t6-t9依序被開啟，其運作方式和其相對應(yīng)的上升周期類似，在此不另加贅述。換而言的，在同一周期內(nèi)，發(fā)光組件25的導(dǎo)通時間最長，發(fā)光組件 21的導(dǎo)通時間次的，而發(fā)光組件M的導(dǎo)通時間最短。在某些應(yīng)用中，發(fā)光組件21-M可能需要提供不同亮度或在不同時間點開始發(fā)光，本發(fā)明可利用調(diào)整單元121B-124B來提供彈性設(shè)計。請參考圖13，圖13為本發(fā)明第四實施例中一發(fā)光二極管照明裝置400示意圖。發(fā)光二極管照明裝置400包含一電源供應(yīng)電路110，復(fù)數(shù)個雙端電流控制器，以及一發(fā)光裝置 40。本發(fā)明第三和第四實施例結(jié)構(gòu)類似，發(fā)光二極管照明裝置400同樣包含復(fù)數(shù)個雙端電流控制器(圖13以5組雙端電流控制器121-125來做說明)和復(fù)數(shù)個發(fā)光組件(圖13以 4組發(fā)光組件21-M來做說明)，不同的處在于雙端電流控制器121-1M分別并聯(lián)于相對應(yīng)的發(fā)光組件21-24，而雙端電流控制器125串聯(lián)于發(fā)光組件21-24。圖14說明了本發(fā)明第四實施例的發(fā)光二極管照明裝置400的運作，顯示了電壓Vac 和電流的波形。如前所述，在時間點t4-t5間，雙端電流控制器121-1 為關(guān)閉，此時流經(jīng)發(fā)光組件21-M的電流Imi由電源供應(yīng)電路110提供的整流交流電壓Vac來決定。在圖 10和圖12所示的第三實施例中，若電源供應(yīng)電路110無法提供穩(wěn)定輸出，此時電流Imi的值可能會超過發(fā)光組件21-25所能承受的最大額定值，進(jìn)而損毀發(fā)光組件21-25。因此，在本發(fā)明第四實施例的發(fā)光二極管照明裝置400中，雙端電流控制器125可在時間點t4-t6間將電流‘的值限定在一特定限流值IMX5。Imxs的值可為不同應(yīng)用場合所需的任意值，圖 14所示Imaxi-Imax5之間大小關(guān)系并非絕對。請參考圖15，圖15為本發(fā)明第五實施例中一發(fā)光二極管照明裝置500示意圖。發(fā)光二極管照明裝置500包含一電源供應(yīng)電路410、一雙端電流控制器120，和一發(fā)光裝置10。 本發(fā)明第一和第五實施例結(jié)構(gòu)類似，不同的處在于電源供應(yīng)電路410的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明第一實施例中，電源供應(yīng)電路110利用橋式整流器112來對交流電壓VS (例如市電110 220 伏特)進(jìn)行整流，進(jìn)而提供隨著時間而有周期性變化的整流交流電壓VAC。在本發(fā)明第五實施例中，電源供應(yīng)電路410可接收任意來源的交流電壓VS，再利用一交流-交流變壓器412 來進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，最后由橋式整流器112進(jìn)行整流，進(jìn)而提供隨著時間而有周期性變化的整流交流電壓\c。發(fā)光二極管照明裝置500的運作方式亦可如圖5和圖6所示，在此不另加贅述。同理，本發(fā)明第二至第四實施例亦可采用電源供應(yīng)電路410來提供整流交流電壓
Vaco圖16和圖17為本發(fā)明雙端電流控制器120實施方式的示意圖。在此兩種實施例中，雙端電流控制器120的限流單元120A包含電阻R1-R7、一開關(guān)QN、一比較器CP1、一帶隙參考電壓產(chǎn)生器50，以及一電壓偵測電路70。帶隙參考電壓產(chǎn)生器50通常包含正溫度系數(shù)和負(fù)溫度系數(shù)的組件，藉此達(dá)到零溫度系數(shù)的電壓輸出特性，進(jìn)而提供一穩(wěn)定的參考電壓 Vref °電阻Rl能偵測流經(jīng)開關(guān)QN的電流，并提供一相對應(yīng)的反饋電壓VFB。透過由電阻 R2-R4所組成的分壓電路，參考電壓Vkef會被分壓成相對應(yīng)的一參考電壓Vkefi和一參考電壓VKEF2。透過由電阻R5-R7所組成的分壓電路，電壓Vffi會被分壓成相對應(yīng)的一電壓Vw和一電壓V,。比較器CPl于其正輸入端接收參考電壓VKEF1，于其負(fù)輸入端接收反饋電壓Vfb， 并依據(jù)參考電壓Vkefi和反饋電壓Vfb之間的大小關(guān)系來輸出一控制信號Vg至開關(guān)QN。開關(guān)QN可為一場效晶體管(Field Effect ^Transistor，F(xiàn)ET)，一雙載子接面晶體管(Bipolar Junction Transistor，BJT)，或是其它具類似功能的組件，圖14和圖15的實施例是以一 N型金氧半導(dǎo)體(N-Type Metal-Oxide-Semiconductor)場效晶體管來做說明。 開關(guān)QN的柵極耦接至比較器CPl以接收控制信號Vg，其漏極-源極電壓、柵極-源極電壓和臨界電壓分別由Vds，Ves和Vth來表示。當(dāng)開關(guān)QN在線性區(qū)運作時，其漏極電流主要由漏極-源極電壓Vds來決定；當(dāng)開關(guān)QN在飽和區(qū)運作時，其漏極電流只相關(guān)于柵極-源極電壓 Vgs。在整流交流電壓Vac的上升周期，開關(guān)QN的漏極-源極電壓Vds會隨著電壓Vffi而增加當(dāng)電壓Vak的值不大于V·時，漏極-源極電壓Vds小于柵極-源極電壓Ves和臨界電壓Vth的差值(亦即Vds < Vgs-Vth)，而比較器CPl提供的控制信號Vg會讓Ves > Vth，因此開關(guān)QN會在線性區(qū)運作，此時其漏極電流主要取決于漏極-源極電壓Vds，亦即雙端電流控制器120會讓電流Iak和電壓Vffi之間的關(guān)系呈現(xiàn)如同開關(guān)QN的線性區(qū)特性。在整流交流電壓VAe的上升周期，當(dāng)電壓Vak的值介于Vmaff和電壓Vtw ΤΗ’之間時， 漏極-源極電壓Vds大于柵極-源極電壓Ves和臨界電壓Vth的差值(Vds > Vgs-Vth)，而比較器CPl提供的控制信號Vg會讓Ves > Vth，因此開關(guān)QN會在飽和區(qū)運作，此時其漏極電流只相關(guān)于柵極-源極電壓Ves，亦即電流Iak的值不會隨著電壓Vak改變。電壓偵測電路70包含一邏輯電路72，一電壓邊緣偵測電路74，以及兩比較器CP2 和CP3。比較器CP2于其負(fù)輸入端接收電壓Vm，于其正輸入端接收參考電壓VKEF2，并依據(jù)電壓Vm和參考電壓Vkef2之間的大小關(guān)系來輸出Vw TH’控制信號。比較器CP3于其負(fù)輸入端接收參考電壓VKEF2，于其正輸入端接收電壓Vtw并依據(jù)電壓Vtw和參考電壓Vkef2之間的大小關(guān)系來輸出Vtw TH’控制信號。比較器CP2可判斷電壓Vak和Vw TH’之間的大小關(guān)系，而比較器CP3可判斷電壓Vak 和Vtw TH’之間的大小關(guān)系。同時，當(dāng)電壓Vak的值介于Vtw TH’和Vw TH’之間時，電壓邊緣偵測電路74可判斷此時是整流交流電壓Vac的上升周期或下降周期。依據(jù)電壓邊緣偵測電路 74和比較器CP2、CP3的判斷結(jié)果，邏輯電路72再依此輸出一相對應(yīng)的控制信號至比較器 CP1。當(dāng)電壓Vffi的值在整流交流電壓VAe的上升周期內(nèi)介于Vwf th'和TH’之間時，比較器CPl會將控制信號Vg調(diào)降至低于臨界電壓Vth的值以關(guān)閉開關(guān)QN，進(jìn)而將電流Iak的值限定在零；當(dāng)電壓Vak的值在整流交流電壓Vac的下降周期內(nèi)介于Vw—TH’和V,—TH’之間時，比較器CPl會將控制信號Vg調(diào)升至高于臨界電壓Vth的值以讓開關(guān)QN于飽和區(qū)運作，進(jìn)而將電流Iak的值限定在Imax'。在圖16所示的實施例中，調(diào)整單元120B包含一電阻R8，透過調(diào)整電阻R8的值可改變參考電壓Vkef分壓至比較器CP1-CP3的值，亦即可彈性調(diào)整參考電壓Vkefi和Vkef2的值。 如前所述，比較器CPl會依據(jù)參考電壓Vkefi和反饋電壓Vfb的差值來輸出控制信號Vg至開關(guān)QN，比較器CP2會依據(jù)電壓Vw和參考電壓Vkff2的差值來輸出Vw TH’控制信號，而比較器 CP3會依據(jù)電壓Vqff和參考電壓Vkef2的差值來輸出Vqff TH’控制信號。由于開關(guān)QN在飽和區(qū)運作時(第二模式)其漏極電流只相關(guān)于柵極-源極電壓Ves，本發(fā)明可透過調(diào)整單元120B 來調(diào)整雙端電流控制器120在第二模式下運作時的限流值IMX’，同時亦能調(diào)整用來切換第二和第三模式的電壓Vm TH’和Vtw TH’，因此能提供多種特性以達(dá)到彈性設(shè)計。在圖17所示的實施例中，調(diào)整單元120B包含電阻R8-R9和保險絲F1-F3，可透過激光燒斷方式或是電流燒斷方式來使保險絲F1-F3呈連接狀態(tài)或斷開狀態(tài)，改變并聯(lián)于分壓電阻R3&R4的等效電阻值。舉例來說，僅燒斷Fl可將R8并聯(lián)于電阻串R3+R4，僅燒斷F2 可將R9并聯(lián)于電阻串R3+R4，僅燒斷Fl和F2可將電阻串R8+R9并聯(lián)于電阻串R3+R4，而燒斷F3則不會并聯(lián)任何電阻至電阻串R3+R4。本發(fā)明亦可使用更多電阻與保險絲的組合，電阻之間也不一定都是串聯(lián)。因此，本發(fā)明可改變參考電壓Vkef分壓至比較器CP1-CP3的值， 亦即可彈性調(diào)整參考電壓Vkefi和Vkef2的值。如前所述，比較器CPl會依據(jù)參考電壓Vkefi和反饋電壓Vfb的差值來輸出控制信號Vg至開關(guān)QN，比較器CP2會依據(jù)電壓Von和參考電壓 Veef2的差值來輸出Vw TH’控制信號，而比較器CP3會依據(jù)電壓Vtw和參考電壓Vkef2的差值來輸出Vtw TH’控制信號。由于開關(guān)QN在飽和區(qū)運作時(第二模式)其漏極電流只相關(guān)于柵極-源極電壓Ves，本發(fā)明可透過調(diào)整單元120B來調(diào)整雙端電流控制器120在第二模式下運作時的限流值Ima/，同時亦能調(diào)整用來切換第二和第三模式的電壓Vw th’和Vwf th'，因此能提供多種特性以達(dá)到彈性設(shè)計。在圖16所示的實施例中，使用者可自行調(diào)整電流；在圖17所示的實施例中，雙端電流控制器的制造者可預(yù)先幫使用者作調(diào)整，以IC來說，就是使調(diào)整單元(電阻)內(nèi)建，如此可以讓使用者省去一個電阻。內(nèi)建電阻或是激光/電流燒斷保險絲等都是IC制造流程當(dāng)中常用手段，圖15和圖16僅說明本發(fā)明的實施例，并不限定本發(fā)明的范疇。在本發(fā)明發(fā)光二極管照明裝置100，200，300,400, 500中，雙端電流控制器 120-125的數(shù)目、發(fā)光組件21-25的數(shù)目和結(jié)構(gòu)，以及電源供應(yīng)電路110，410的種類可依據(jù)不同應(yīng)用來決定。第4，7，10和12圖所示僅為本發(fā)明的實施例，并不限定本發(fā)明的范疇。同時，圖13所示的雙端電流控制器120中僅為本發(fā)明的實施例，本發(fā)明亦可采用其它具類似功能的組件來達(dá)到如第5，6，8，9和11A-11D圖所示的特性。本發(fā)明的發(fā)光二極管照明裝置利用雙端電流控制器來控制流經(jīng)串聯(lián)發(fā)光二極管的電流大小和導(dǎo)通數(shù)目，在整流交流電壓尚未達(dá)到所有發(fā)光二極管的整體隔離電壓前即能導(dǎo)通部分發(fā)光二極管，因此能夠增加發(fā)光二極管照明裝置的功率因素，同時兼顧可操作電壓范圍與亮度。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，包括 一發(fā)光組件，其依據(jù)一第一電流來提供光源；及一雙端電流控制器，并聯(lián)于該發(fā)光組件，用來依據(jù)該發(fā)光組件的跨壓來調(diào)節(jié)該第一電流，其中在一整流交流電壓的一上升周期內(nèi)當(dāng)該發(fā)光組件的跨壓不大于一第一電壓時，該雙端電流控制器在一第一模式下運作；在該上升周期內(nèi)當(dāng)該發(fā)光組件的跨壓大于該第一電壓且不大于一第二電壓時，該雙端電流控制器在一第二模式下運作；且在該上升周期內(nèi)當(dāng)該發(fā)光組件的跨壓大于該第二電壓時， 該雙端電流控制器在一第三模式下運作；且該雙端電流控制器包括 一限流單元，其中當(dāng)該雙端電流控制器在該第一模式下運作時，該限流單元導(dǎo)通相關(guān)于該整流交流電壓的一第二電流并依據(jù)該發(fā)光組件的跨壓來調(diào)整該第二電流的值，且將該第一電流限定至零；當(dāng)該雙端電流控制器在該第二模式下運作時，該限流單元導(dǎo)通該第二電流并將該第二電流的值固定在大于零的一第一預(yù)定值，且將該第一電流限定至零；而當(dāng)該雙端電流控制器在該第三模式下運作時，該限流單元呈關(guān)閉；以及一調(diào)整單元，用來調(diào)整該第一預(yù)定值和該第二電壓的值。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，在該整流交流電壓的一下降周期內(nèi)，當(dāng)該發(fā)光組件的跨壓介于該第一電壓和一第三電壓之間時，該雙端電流控制器在該第二模式下運作，且該限流單元導(dǎo)通該第二電流并將該第二電流的值固定在該第一預(yù)定值，并將該第一電流限定至零，而該第三電壓大于該第二電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該限流單元包含 一開關(guān)，用來依據(jù)一控制信號來導(dǎo)通該第二電流；一帶隙參考電壓產(chǎn)生器，用來提供一帶隙參考電壓；一第一分壓電路，用來分壓該帶隙參考電壓以提供一第一參考電壓和一第二參考電壓；一第二分壓電路，用來分壓該整流交流電壓以提供一第四電壓和一第五電壓； 一電流偵測電路，串聯(lián)于該開關(guān)，用來偵測該第二電流的值并提供一相對應(yīng)的反饋電壓；一電壓邊緣偵測電路，用來判斷該整流交流電壓是在該上升周期或該下降周期； 一第一比較器，用來依據(jù)該第一參考電壓和該反饋電壓之間的大小關(guān)系、該第二電壓、 該第三電壓，以及該電壓邊緣偵測電路的判斷結(jié)果來提供該控制信號；一第二比較器，用來依據(jù)該第二參考電壓和該第四電壓之間的大小關(guān)系來提供該第二電壓；以及一第三比較器，用來依據(jù)該第二參考電壓和該第五電壓之間的大小關(guān)系來提供該第三電壓。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該調(diào)整單元包含一電阻，并聯(lián)于該第一分壓電路，用來調(diào)整該第一參考電壓和該第二參考電壓的值。
5.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該調(diào)整單元包含 一電阻；以及一保險絲，并聯(lián)于該電阻，用來在燒斷時讓該電阻并聯(lián)于該第一分壓電路以調(diào)整該第一參考電壓和該第二參考電壓的值。
6.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該調(diào)整單元包含 一電阻；以及一保險絲，串聯(lián)于該電阻，用來在未燒斷時讓該電阻并聯(lián)于該第一分壓電路以調(diào)整該第一參考電壓和該第二參考電壓的值。
7.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于 在該下降周期內(nèi)，當(dāng)該發(fā)光組件的跨壓不大于該第一電壓時， 該開關(guān)依據(jù)該控制信號來調(diào)節(jié)該第二電流的值；而在該下降周期內(nèi)，當(dāng)該發(fā)光組件的跨壓大于該第一電壓且不大于該第三電壓時，該開關(guān)依據(jù)該控制信號來將該第二電流維持在該第一預(yù)定值并將該第一電流的值限定至零。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該雙端電流控制器依據(jù)該發(fā)光組件的跨壓來調(diào)節(jié)該第二電流的值以使該發(fā)光組件的跨壓和該第二電流之間的變化關(guān)系符合該開關(guān)的一特定運作區(qū)域的特性。
9.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該限流單元包含 一開關(guān)，用來依據(jù)一控制信號來導(dǎo)通該第二電流；一帶隙參考電壓產(chǎn)生器，用來提供一帶隙參考電壓；一第一分壓電路，用來分壓該帶隙參考電壓以提供一第一參考電壓和一第二參考電壓；一第二分壓電路，用來分壓該整流交流電壓以提供一第四電壓和一第五電壓； 一電流偵測電路，串聯(lián)于該開關(guān)，用來偵測該第二電流的值并提供相對應(yīng)的一反饋電壓；一電壓邊緣偵測電路，用來判斷該整流交流電壓是在該上升周期或一下降周期； 一第一比較器，用來依據(jù)該第一參考電壓和該反饋電壓之間的大小關(guān)系、該第二電壓、 該第三電壓，以及該電壓邊緣偵測電路的判斷結(jié)果來提供該控制信號；以及一第二比較器，用來依據(jù)該第二參考電壓和該第四電壓之間的大小關(guān)系來提供該第二電壓。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該調(diào)整單元包含一電阻，并聯(lián)于該第一分壓電路，用來調(diào)整該第一參考電壓和該第二參考電壓的值。
11.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該調(diào)整單元包含 一電阻；以及一保險絲，并聯(lián)于該電阻，用來在燒斷時讓該電阻并聯(lián)于該第一分壓電路以調(diào)整該第一參考電壓和該第二參考電壓的值，以及在未燒斷時旁路該電阻。
12.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，該調(diào)整單元包含 一電阻；以及一保險絲，串聯(lián)于該電阻，用來在未燒斷時讓該電阻并聯(lián)于該第一分壓電路以調(diào)整該第一參考電壓和該第二參考電壓的值。
13.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于在該上升周期內(nèi)當(dāng)該發(fā)光組件的跨壓不大于該第一電壓時，該開關(guān)依據(jù)該控制信號來調(diào)節(jié)該第二電流的值；而在該上升周期內(nèi)當(dāng)該發(fā)光組件的跨壓大于該第一電壓時，該開關(guān)依據(jù)該控制信號來將該第二電流維持在該第一預(yù)定值。
14.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，導(dǎo)通該雙端電流控制器所需的隔離電壓小于導(dǎo)通該發(fā)光組件所需的隔離電壓。
15.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，另包含(n+1)個串聯(lián)的發(fā)光組件，每一發(fā)光組件依據(jù)一相對應(yīng)第一電流來提供光源；及 η個雙端電流控制器，每一雙端電流控制器并聯(lián)于該η個串聯(lián)的發(fā)光組件中一相對應(yīng)發(fā)光組件，用來依據(jù)該相對應(yīng)發(fā)光組件的跨壓來調(diào)節(jié)該相對應(yīng)第一電流，且在該上升周期內(nèi)當(dāng)該發(fā)光組件的跨壓不大于該第一電壓時，該雙端電流控制器在該第一模式下運作；在該上升周期內(nèi)當(dāng)該相對應(yīng)發(fā)光組件的跨壓大于該第一電壓且不大于該第二電壓時， 該相對應(yīng)雙端電流控制器在該第二模式下運作；且在該上升周期內(nèi)當(dāng)該相對應(yīng)發(fā)光組件的跨壓大于該第二電壓時，該相對應(yīng)雙端電流控制器在該第三模式下運作。
16.如權(quán)利要求15所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，另包含 一第(n+1)個雙端電流控制器，串聯(lián)于該η個串聯(lián)的發(fā)光組件且包含一第(n+1)個限流單元，用來在該η個雙端電流控制器關(guān)閉時將該第一電流固定在大于零的一第二預(yù)定值及一第(n+1)個調(diào)整單元，用來調(diào)整該第二預(yù)定值的值。
17.—種雙端電流控制器，用來控制流經(jīng)一負(fù)載的一第一電流，其特征在于在一整流交流電壓的一上升周期內(nèi)，當(dāng)該負(fù)載的跨壓不大于一第一電壓時，該雙端電流控制器在一第一模式下運作；在該上升周期內(nèi)，當(dāng)該負(fù)載的跨壓大于該第一電壓且不大于一第二電壓時，該雙端電流控制器在一第二模式下運作；而在該上升周期內(nèi)，當(dāng)該負(fù)載的跨壓大于該第二電壓時，該雙端電流控制器在一第三模式下運作；且該雙端電流控制器包含 一限流單元，其中當(dāng)該雙端電流控制器在該第一模式下運作時，該限流單元導(dǎo)通相關(guān)于該整流交流電壓的一第二電流，進(jìn)而將該第一電流限定至零，并依據(jù)該負(fù)載的跨壓來調(diào)整該第二電流的值；當(dāng)該雙端電流控制器在該第二模式下運作時，該限流單元導(dǎo)通以將該第二電流的值固定在大于零的一預(yù)定值，并將該第一電流限定至零；而當(dāng)該雙端電流控制器在該第三模式下運作時，該限流單元呈關(guān)閉；及一調(diào)整單元，用來調(diào)整該預(yù)定值和該第二電壓的值。
18.如權(quán)利要求17所述的雙端電流控制器，其特征在于，在該整流交流電壓的一下降周期內(nèi)，當(dāng)該負(fù)載的跨壓介于該第一電壓和一第三電壓之間時，該雙端電流控制器在該第二模式下運作，且該限流單元導(dǎo)通該第二電流并將該第二電流的值固定在該預(yù)定值，并將該第一電流限定至零，而該第三電壓大于該第二電壓。
19.如權(quán)利要求18所述的雙端電流控制器，其特征在于，該限流單元包含 一開關(guān)，用來依據(jù)一控制信號來導(dǎo)通該第二電流；一帶隙參考電壓產(chǎn)生器，用來提供一帶隙參考電壓；一第一分壓電路，用來分壓該帶隙參考電壓以提供一第一參考電壓和一第二參考電壓；一第二分壓電路，用來分壓該整流交流電壓以提供一第四電壓和一第五電壓； 一電流偵測電路，串聯(lián)于該開關(guān)，用來偵測該第二電流的值并提供一相對應(yīng)的反饋電壓；一電壓邊緣偵測電路，用來判斷該整流交流電壓是在該上升周期或該下降周期； 一第一比較器，用來依據(jù)該第一參考電壓和該反饋電壓之間的大小關(guān)系、該第二電壓、 該第三電壓，以及該電壓邊緣偵測電路的判斷結(jié)果來提供該控制信號；一第二比較器，用來依據(jù)該第二參考電壓和該第四電壓之間的大小關(guān)系來提供該第二電壓；及一第三比較器，用來依據(jù)該第二參考電壓和該第五電壓之間的大小關(guān)系來提供該第三電壓。
20.如權(quán)利要求19所述的雙端電流控制器，其特征在于，該調(diào)整單元包含 一電阻；以及一保險絲，并聯(lián)于該電阻，用來在燒斷時讓該電阻并聯(lián)于該第一分壓電路以調(diào)整該第一參考電壓和該第二參考電壓的值。
21.如權(quán)利要求19所述的雙端電流控制器，其特征在于，該調(diào)整單元包含 一電阻；以及一保險絲，串聯(lián)于該電阻，用來在未燒斷時讓該電阻并聯(lián)于該第一分壓電路以調(diào)整該第一參考電壓和該第二參考電壓的值。
22.如權(quán)利要求19所述的雙端電流控制器，其特征在于在該下降周期內(nèi)當(dāng)該負(fù)載的跨壓不大于該第一電壓時，該開關(guān)依據(jù)該控制信號來調(diào)節(jié)該第二電流的值；而在該下降周期內(nèi)當(dāng)該負(fù)載的跨壓大于該第一電壓且不大于該第三電壓時，該開關(guān)依據(jù)該控制信號來將該第二電流維持在該預(yù)定值并將該第一電流的值限定至零。
23.如權(quán)利要求22所述的雙端電流控制器，其特征在于，該雙端電流控制器依據(jù)該負(fù)載的跨壓來調(diào)節(jié)該第二電流的值以使該負(fù)載的跨壓和該第二電流之間的變化關(guān)系符合該開關(guān)的一特定運作區(qū)域的特性。
24.如權(quán)利要求17所述的雙端電流控制器，其特征在于，該限流單元包含 一開關(guān)，用來依據(jù)一控制信號來導(dǎo)通該第二電流；一帶隙參考電壓產(chǎn)生器，用來提供一帶隙參考電壓；一第一分壓電路，用來分壓該帶隙參考電壓以提供一第一參考電壓和一第二參考電壓；一第二分壓電路，用來分壓該整流交流電壓以提供一第四電壓和一第五電壓； 一電流偵測電路，串聯(lián)于該開關(guān)，用來偵測該第二電流的值并提供相對應(yīng)的一反饋電壓；一電壓邊緣偵測電路，用來判斷該整流交流電壓在該上升周期或一下降周期； 一第一比較器，用來依據(jù)該第一參考電壓和該反饋電壓之間的大小關(guān)系、該第二電壓、 該第三電壓，以及該電壓邊緣偵測電路的判斷結(jié)果來提供該控制信號；及一第二比較器，用來依據(jù)該第二參考電壓和該第四電壓之間的大小關(guān)系來提供該第二電壓。
25.如權(quán)利要求M所述的雙端電流控制器，其特征在于，該調(diào)整單元包含 一電阻；以及一保險絲，并聯(lián)于該電阻，用來在燒斷時讓該電阻并聯(lián)于該第一分壓電路以調(diào)整該第一參考電壓和該第二參考電壓的值，以及在未燒斷時旁路該電阻。
26.如權(quán)利要求M所述的雙端電流控制器，其特征在于，該調(diào)整單元包含 一電阻；以及一保險絲，串聯(lián)于該電阻，用來在未燒斷時讓該電阻并聯(lián)于該第一分壓電路以調(diào)整該第一參考電壓和該第二參考電壓的值。
27.如權(quán)利要求M所述的雙端電流控制器，其特征在于在該上升周期內(nèi)當(dāng)該負(fù)載的跨壓不大于該第一電壓時，該開關(guān)依據(jù)該控制信號來調(diào)節(jié)該第二電流的值；而在該上升周期內(nèi)當(dāng)該負(fù)載的跨壓大于該第一電壓時，該開關(guān)依據(jù)該控制信號來將該第二電流維持在該預(yù)定值。
28.如權(quán)利要求17所述的雙端電流控制器，其特征在于，導(dǎo)通該雙端電流控制器所需的隔離電壓小于導(dǎo)通該負(fù)載的所需的隔離電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙端電流控制器及相關(guān)發(fā)光二極管照明裝置。該雙端電流控制器包含一限流單元和一調(diào)整單元，用來依據(jù)負(fù)載跨壓來控制流經(jīng)負(fù)載的第一電流。當(dāng)負(fù)載跨壓不大于第一電壓時，雙端電流控制器在第一模式下運作，限流單元導(dǎo)通相關(guān)于整流交流電壓的第二電流以將第一電流限定至零，并依據(jù)負(fù)載跨壓來調(diào)整第二電流。當(dāng)負(fù)載跨壓大于第一電壓且不大于第二電壓時，雙端電流控制器在第二模式下運作，限流單元導(dǎo)通第二電流以將第一電流限定至零，并將第二電流固定在大于零的一預(yù)定值。當(dāng)負(fù)載跨壓大于第二電壓時，雙端電流控制器在第三模式下運作，限流單元呈關(guān)閉。調(diào)整單元用來調(diào)整預(yù)定值和第二電壓的值。因此，本發(fā)明能提供多種特性以達(dá)到彈性設(shè)計。
文檔編號F21V23/02GK102563400SQ20101062286
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者李怡玫, 江永欣 申請人:安恩國際公司