專利名稱：基于ac電壓振幅的具有可調(diào)節(jié)的照明強度的led燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燈，更具體地說，涉及包括多個LED (發(fā)光二極管)元件的LED燈，這些 LED元件基于由該LED燈接收的源電壓的振幅而被選擇性地激活或去激活。
背景技術(shù)：
通常，LED燈包括彼此串聯(lián)連接的多個LED元件。這些LED元件中的每一個由施加到該LED元件的電壓來供電，并響應于所施加的電壓來產(chǎn)生照明(illumination)。LED燈具有包括尺寸小、壽命長和效率高的許多優(yōu)點。因此，已經(jīng)預測LED燈在許多照明應用中將逐漸替代白熾燈和熒光燈，這些照明應用包括用于居住、商業(yè)和工業(yè)應用中的環(huán)境照明、用于前燈(headlight)以及其它照明應用。LED元件對跨接(across)其端子施加的電壓很敏感。例如，當所施加的電壓過高時，LED元件中的電流很大，并且LED元件可能劣化或被損壞。此外，當所施加的電壓比邊界電壓低時，流經(jīng)LED元件的電流很小，并且LED元件可能產(chǎn)生很少的光或不產(chǎn)生光。因此， 控制跨接LED元件施加的電壓以避免LED元件損壞并使LED元件產(chǎn)生足夠的發(fā)光強度是非
常重要的。圖1示出常規(guī)的LED燈。該常規(guī)的LED燈具有交流電壓供應器10、橋式二極管20 和照明塊30。交流電壓供應器10提供交流電壓VAC。橋式二極管20通過對交流電壓VAC 進行整流來產(chǎn)生整流電壓VREC。并且，照明塊30的LED元件串聯(lián)地耦接(couple)并通過跨接這些LED元件的端子施加的整流電壓VREC來照明。但是，在常規(guī)的LED燈中，當整流電壓的振幅比基準電壓低時，LED元件所產(chǎn)生的發(fā)光強度變得很低。如果整流電壓很低，則全部這些LED元件可能熄滅。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種LED燈。該LED燈包括整流塊，其在整流電壓節(jié)點與基礎(chǔ)(basis)電壓節(jié)點之間提供驅(qū)動電壓；照明塊，其包括第一照明模塊、第二照明模塊、第三照明模塊、第一連接開關(guān)和第二連接開關(guān)，其中，所述第一照明模塊耦接在所述整流電壓節(jié)點與第一連接節(jié)點之間，所述第二照明模塊耦接在所述第一連接節(jié)點與第二連接節(jié)點之間，并且所述第三照明模塊耦接在所述第二連接節(jié)點與第三連接節(jié)點之間，其中， 所述第一連接開關(guān)被配置為響應于第一控制信號的激活來選擇性地將所述第一連接節(jié)點電連接到所述基礎(chǔ)電壓節(jié)點，所述第二連接開關(guān)被配置為響應于第二控制信號的激活來選擇性地將所述第二連接節(jié)點電連接到所述基礎(chǔ)電壓節(jié)點，并且所述第三連接節(jié)點能夠耦接到所述基礎(chǔ)電壓節(jié)點；以及控制塊，其提供所述第一控制信號和所述第二控制信號，其中， 所述第一控制信號和所述第二控制信號的邏輯狀態(tài)取決于所述驅(qū)動電壓的振幅。


附圖被包括進來以提供對本發(fā)明的進一步理解，并被并入本說明書且構(gòu)成本說明書的一部分，附圖例示了本發(fā)明的示例性實施方式，并且與描述一起用于解釋本發(fā)明的多個方面。圖1示出常規(guī)的LED燈；圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的LED燈的圖示；圖3是用于說明交流電壓的整流的圖示；圖4是用于說明圖2的LED燈中的照明量的仿真圖；以及圖5是根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的LED燈的圖示。
具體實施例方式現(xiàn)在將參照附圖來更充分地描述本發(fā)明，附圖中示出了本發(fā)明的實施方式。但是， 可以按照許多不同的形式來實現(xiàn)本發(fā)明，而不應當將本發(fā)明解釋為限于這里闡述的實施方式。更確切地說，提供這些實施方式以使得本公開將是徹底的和完全的，并且這些實施方式將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達本發(fā)明的范圍。在全部附圖中，相似的附圖標記指示相似的元件。將理解的是，當提到元件“耦接到”另一元件時，該元件可以直接耦接到其它元件或者在這兩個元件之間可以存在中間元件。相反，當提到元件“直接耦接到”另一元件時， 不存在中間元件。將理解的是，盡管術(shù)語第一、第二、第三等可以在本文中用于描述各種元件、組件、 區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應該由這些術(shù)語來限制。這些術(shù)語僅用于將一個元件、組件、區(qū)域、層或部分與其它元件、組件、區(qū)域、層或部分相區(qū)分。 因而，下文討論的第一元件、組件、區(qū)域、層或部分可以被稱為第二元件、組件、區(qū)域、層或部分，而不偏離本發(fā)明的教導。本文使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施方式
的目的，而并不旨在限制本發(fā)明。除非上下文另行明確地指示，否則如本文所使用的，單數(shù)形式“a(—、一個)”、“an( —、一個)” 和“the (該、所述)”旨在也包括復數(shù)形式。進一步可以理解的是，當被用在本說明書中時， 術(shù)語“comprises (包括、包含)，，和/或“comprising (包括、包含)，，或者“ includes (包括、包含)”和/或“including(包括、包含)”指的是存在所述的特征、區(qū)域、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或添加一個或更多個其它特征、區(qū)域、整體、步驟、操作、 元件、組件和/或它們的組。除非另行定義，否則這里所用的所有術(shù)語(包括科技術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員所通常理解的相同含義。進一步可以理解的是，術(shù)語(例如，在通常所用的字典中所定義的那些術(shù)語)應當被理解為具有與其在相關(guān)領(lǐng)域的上下文環(huán)境中的含義相一致的含義，并且，除非在此明確地定義，否則不應當以理想化或完全形式的方式來理解。(第一實施方式)圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的LED燈100的圖示。再次參照圖2，LED燈 100包括整流塊110、照明塊130和控制塊150。整流塊110在其VREC輸出節(jié)點處提供整流電壓VREC，在其VBAS輸出節(jié)點處提供基礎(chǔ)電壓VBAS，并且在其VREC輸出節(jié)點與VBAS輸出節(jié)點之間提供驅(qū)動電壓差VLU。這里，
6驅(qū)動電壓差VLU是整流電壓VREC與基礎(chǔ)電壓VBAS之間的定向(directional)電壓差VVUI = Vkec_Vbas。在該實施方式中，驅(qū)動電壓差VLU是時變(time-varying)的。優(yōu)選地，整流塊110包括交流電壓源111和整流器113。交流電壓源111提供跨接其端子的交流電壓VAC。整流器113接收跨接其輸入節(jié)點的交流電壓VAC，并通過對交流電壓VAC進行整流來在其輸出節(jié)點VREC處提供整流電壓VREC。并且，整流器113在其輸出節(jié)點VBAS處提供基礎(chǔ)電壓VBAS，該基礎(chǔ)電壓VBAS幾乎為地電壓VSS。優(yōu)選地，整流器113是全波整流器，并在全部范圍中對交流電壓VAC進行整流，如圖3所示。利用全波整流器113將交流電壓VAC中的負電壓電平轉(zhuǎn)換為整流電壓VREC中的正電壓電平。可以使用橋式二極管來實現(xiàn)整流器113，整流器113包括4個二極管。也可以將其它的整流器結(jié)構(gòu)用作整流器113，這些整流器結(jié)構(gòu)包括半波整流器、包括輸出平滑的整流器、包括跨接整流器的輸入節(jié)點或輸出節(jié)點而耦接的一個或更多個電容器的整流器。再次參照圖2，照明塊130包括串聯(lián)連接的多個LED元件LD。這些LED元件LD可以由整流電壓VREC來供電?？刂茐K150控制照明塊130，使得被供電的LED元件LD的數(shù)量取決于驅(qū)動電壓差VLU。下文更詳細地描述照明塊130和控制塊150。照明塊130具有第一照明模塊131、第二照明模塊133、第三照明模塊135和第四照明模塊137。第一照明模塊131至第四照明模塊137串聯(lián)連接在整流電壓節(jié)點VREC與基礎(chǔ)電壓節(jié)點VBAS之間。在第一照明模塊131至第四照明模塊137中的每一個照明模塊中，包括一個或更多個LED元件LD ；在一個或更多個照明模塊131至137包括多個LED元件LD的實施方式中，LED元件LD被串聯(lián)地耦接。在該實施方式中，第一照明模塊131連接在整流電壓節(jié)點VREC與第一連接節(jié)點 NCl之間，而第二照明模塊133連接在第一連接節(jié)點NCl與第二連接節(jié)點NC2之間。第三照明模塊135連接在第二連接節(jié)點NC2與第三連接節(jié)點NC3之間，而第四照明模塊137連接在第三連接節(jié)點NC3與第四連接節(jié)點NC4之間。并且，照明塊130具有第一連接開關(guān)SW1、第二連接開關(guān)SW2、第三連接開關(guān)SW3和第四連接開關(guān)SW4。第一連接開關(guān)SWl被控制為響應于第一控制信號VCONl的激活來選擇性地將第一連接節(jié)點NCl電連接到基礎(chǔ)電壓節(jié)點VBAS。第二連接開關(guān)SW2被控制為響應于第二控制信號VC0N2的激活來選擇性地將第二連接節(jié)點NC2電連接到基礎(chǔ)電壓節(jié)點VBAS。第三連接開關(guān)SW3被控制為響應于第三控制信號VC0N3的激活來選擇性地將第三連接節(jié)點NC3電連接到基礎(chǔ)電壓節(jié)點VBAS。并且，第四連接開關(guān)SW4被控制為響應于第四控制信號VC0N4的激活來選擇性地將第四連接節(jié)點NC4電連接到基礎(chǔ)電壓節(jié)點VBAS。控制塊150檢測驅(qū)動電壓差VLU的瞬時值或振幅，并基于驅(qū)動電壓差VLU的檢測值來產(chǎn)生第一控制信號VCONl至第四控制信號VC0N4。第一控制信號VCONl至第四控制信號VC0N4的邏輯狀態(tài)取決于驅(qū)動電壓差VLU的值。(表1)示出根據(jù)驅(qū)動電壓差VLU的瞬時值來選擇第一控制信號VCONl至第四控制信號VC0N4的邏輯狀態(tài)的示例。
(表 1)
權(quán)利要求
1. 一種LED燈，該LED燈包括整流塊，其在整流電壓節(jié)點與基礎(chǔ)電壓節(jié)點之間提供驅(qū)動電壓； 照明塊，該照明塊包括第--照明模塊第二二照明模塊第三三照明模塊第--連接開關(guān)第二二連接開關(guān)，其中，所述第一照明模塊耦接在所述整流電壓節(jié)點與第一連接節(jié)點之間，所述第二照明模塊耦接在所述第一連接節(jié)點與第二連接節(jié)點之間，并且所述第三照明模塊耦接在所述第二連接節(jié)點與第三連接節(jié)點之間，其中，所述第一連接開關(guān)被配置為響應于第一控制信號的激活來選擇性地將所述第一連接節(jié)點電連接到所述基礎(chǔ)電壓節(jié)點，所述第二連接開關(guān)被配置為響應于第二控制信號的激活來選擇性地將所述第二連接節(jié)點電連接到所述基礎(chǔ)電壓節(jié)點，并且所述第三連接節(jié)點能夠耦接到所述基礎(chǔ)電壓節(jié)點；以及控制塊，其提供所述第一控制信號和所述第二控制信號，其中，所述第一控制信號和所述第二控制信號的邏輯狀態(tài)取決于所述驅(qū)動電壓的振幅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其中，所述照明塊還包括第三連接開關(guān)，其響應于第三控制信號的激活來選擇性地將所述第三連接節(jié)點電連接到所述基礎(chǔ)電壓節(jié)點，其中，所述控制塊還提供所述第三控制信號，根據(jù)所述驅(qū)動電壓的振幅來激活所述第三控制信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其中，所述第一照明模塊、第二照明模塊和第三照明模塊中的每一個包括串聯(lián)耦接的多個發(fā)光二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其中當所述驅(qū)動電壓的振幅比第一閾值Vl低時，所述第一控制信號為高電平， 當所述驅(qū)動電壓的振幅比所述第一閾值Vl高并且比第二閾值V2低時，所述第一控制信號為低電平，并且所述第二控制信號為高電平，當所述驅(qū)動電壓的振幅比所述第二閾值V2高時，所述第一控制信號和所述第二控制信號為低電平，并且所述第一閾值和所述第二閾值滿足Vl ( V2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈， 其中，所述整流塊包括交流電壓源，該交流電壓源提供跨接其輸出端的交流電壓，所述交流電壓具有周期；以及整流器，其耦接到所述交流電壓源的所述輸出端并在所述整流電壓節(jié)點與所述基礎(chǔ)電壓節(jié)點之間產(chǎn)生所述驅(qū)動電壓，并且其中，所述控制塊基于所述驅(qū)動電壓的瞬時值來每周期多次地調(diào)節(jié)所述第一控制信號和所述第二控制信號。
6.一種LED燈，該LED燈包括整流塊，其在整流電壓節(jié)點與基礎(chǔ)電壓節(jié)點之間提供驅(qū)動電壓；照明塊，該照明塊包括第一照明模塊；第二照明模塊；第一連接部；以及第二連接部，其中，所述第一照明模塊耦接在所述整流電壓節(jié)點與第一連接節(jié)點之間，所述第二照明模塊耦接在所述第一連接節(jié)點和第二連接節(jié)點之間，其中，所述第一連接部響應于第一控制信號的激活來選擇性地將所述第一連接節(jié)點電連接到所述基礎(chǔ)電壓節(jié)點，并且所述第二連接部響應于第二控制信號的激活來選擇性地將所述第二連接節(jié)點電連接到所述基礎(chǔ)電壓節(jié)點；以及控制塊，其提供所述第一控制信號和所述第二控制信號，其中，所述第一控制信號和所述第二控制信號的邏輯狀態(tài)取決于所述驅(qū)動電壓的振幅，其中，所述第一連接部包括開關(guān)元件，其利用取決于比較信號的電壓的可調(diào)節(jié)開關(guān)電導來將所述第一連接節(jié)點連接到反饋節(jié)點；比較元件，其將所述反饋節(jié)點的電壓與基準電壓進行比較以產(chǎn)生所述比較信號；以及電阻器，其耦接在所述反饋節(jié)點與所述基礎(chǔ)電壓節(jié)點之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED燈，其中，所述開關(guān)元件包括NMOS晶體管，其具有接收由所述比較元件產(chǎn)生的所述比較信號的柵極端子、連接到所述反饋節(jié)點的源極端子和連接到所述第一連接節(jié)點的漏極端子。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED燈，其中，所述第一照明模塊和第二照明模塊中的每一個包括串聯(lián)耦接的多個發(fā)光二極管。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED燈，其中當所述驅(qū)動電壓的振幅比第一閾值Vl低時，所述第一控制信號為高電平， 當所述驅(qū)動電壓的振幅比所述第一閾值Vl高并且比第二閾值V2低時，所述第一控制信號為低電平，并且所述第二控制信號為高電平，當所述驅(qū)動電壓的振幅比所述第二閾值V2高時，所述第一控制信號和所述第二控制信號為低電平，并且所述第一閾值和所述第二閾值滿足Vl ( V2。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED燈， 其中，所述整流塊包括交流電壓源，該交流電壓源提供跨接其輸出端的交流電壓，所述交流電壓具有周期；以及整流器，其耦接到所述交流電壓源的所述輸出端并在所述整流電壓節(jié)點與所述基礎(chǔ)電壓節(jié)點之間產(chǎn)生所述驅(qū)動電壓，并且其中，所述控制塊基于所述驅(qū)動電壓的瞬時值來每周期多次地調(diào)節(jié)所述第一控制信號和所述第二控制信號。
11.一種LED燈，該LED燈接收跨接第一輸入端子與第二輸入端子的、具有可變振幅的電源電壓，該LED燈包括第一照明塊，其包括串聯(lián)耦接的多個二極管，并且該第一照明塊耦接在所述第一輸入端子與第一連接節(jié)點之間；第二照明塊，其包括串聯(lián)耦接的多個二極管，并且該第二照明塊耦接在所述第一連接節(jié)點與第二連接節(jié)點之間；第三照明塊，其包括串聯(lián)耦接的多個二極管，并且該第三照明塊耦接在所述第二連接節(jié)點與第三連接節(jié)點之間；第一連接開關(guān)，其響應于第一控制信號來選擇性地將所述第一連接節(jié)點耦接到所述第二輸入端子；第二連接開關(guān)，其響應于第二控制信號來選擇性地將所述第二連接節(jié)點耦接到所述第二輸入端子；第三連接開關(guān)，其響應于第三控制信號來選擇性地將所述第三連接節(jié)點耦接到所述第二輸入端子；以及控制塊，其具有耦接到所述第一輸入端子和所述第二輸入端子的輸入端以及耦接到所述第一連接開關(guān)、第二連接開關(guān)和第三連接開關(guān)的輸出端，所述控制塊響應于跨接所述第一輸入端子與第二輸入端子的電壓的振幅來產(chǎn)生所述第一控制信號、第二控制信號和第三控制信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的LED燈，該LED燈還包括第四照明塊，其包括串聯(lián)耦接的多個二極管，并且該第四照明塊耦接在所述第三連接節(jié)點與所述第二輸入端子之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的LED燈，其中，所述控制塊產(chǎn)生所述第一控制信號、第二控制信號和第三控制信號，以使得當所述驅(qū)動電壓的振幅比第一閾值Vl低時，所述第一控制信號為高電平；當所述驅(qū)動電壓的振幅比所述第一閾值Vl高并且比第二閾值V2低時，所述第一控制信號為低電平并且所述第二控制信號為高電平；當所述驅(qū)動電壓的振幅比所述第二閾值V2高并且比第三閾值V3低時，所述第一控制信號和所述第二控制信號為低電平， 所述第三控制信號為高電平；以及當所述驅(qū)動電壓的振幅比所述第三閾值V3高時，所述第一控制信號、所述第二控制信號和所述第三控制信號為低電平，其中，所述第一閾值、第二閾值和第三閾值滿足Vl < V2 < V3。
全文摘要
公開了一種基于AC電壓振幅的具有可調(diào)節(jié)的照明強度的LED燈。該LED燈包括照明塊，該照明塊具有第一照明模塊、第二照明模塊和第三照明模塊以及第一開關(guān)和第二開關(guān)。第一照明模塊、第二照明模塊和第三照明模塊串聯(lián)耦接在整流電壓節(jié)點與第三連接節(jié)點之間。第一開關(guān)選擇性地將由第一照明模塊和第二照明模塊共享的第一連接節(jié)點連接到基礎(chǔ)電壓節(jié)點。第二開關(guān)選擇性地將由第二照明模塊和第三照明模塊共享的第二連接節(jié)點連接到基礎(chǔ)電壓節(jié)點。第三連接節(jié)點耦接到基礎(chǔ)電壓節(jié)點?？刂茐K提供用于分別控制第一開關(guān)和第二開關(guān)的第一控制信號和第二控制信號，其中，第一控制信號和第二控制信號的邏輯狀態(tài)基于在整流電壓節(jié)點與基礎(chǔ)電壓節(jié)點之間測量的驅(qū)動電壓的振幅。
文檔編號F21S2/00GK102235608SQ20111011397
公開日2011年11月9日 申請日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者洪淳元 申請人:(株)提爾愛