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

背景技術(shù)：

發(fā)光二極體光源具有高發(fā)光效率、低發(fā)熱、省電和壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，因此其應(yīng)用愈來愈廣泛。發(fā)光二極體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)光二極體燈的發(fā)展，驅(qū)使發(fā)光二極體燈朝向結(jié)構(gòu)微型化的趨勢(shì)。目前市場(chǎng)上常見的發(fā)光二極體燈驅(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。

由于電解電容體積大，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。除此之外，有效率的調(diào)光控制發(fā)光二極體裝置是非常重要的現(xiàn)代照明應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的其中一個(gè)目的是提供一種有效率的發(fā)光二極體裝置調(diào)光控制器。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種調(diào)光控制，其可以使用相位調(diào)光器以控制發(fā)光二極體裝置的脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation,PWM)開關(guān)。

本發(fā)明的再另一個(gè)目的是提供一種調(diào)光控制，其可幫助發(fā)光二極體裝置適用于傳統(tǒng)相位調(diào)光控制。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，其揭露了一種發(fā)光二極體裝置，用于接收調(diào)整信號(hào)。所述調(diào)整信號(hào)由相位調(diào)光器輸出，所述相位調(diào)光器削減輸入信號(hào)的一部分相位以輸出所述調(diào)整信號(hào)。發(fā)光二極體裝置包括第一發(fā)光二極體燈串、第二發(fā)光二極體燈串、整流模塊以及控制單元。整流模塊整流調(diào)整信號(hào)及輸出整流信號(hào)?？刂茊卧邮照餍盘?hào)?？刂茊卧獙⒄餍盘?hào)與預(yù)設(shè)電壓值進(jìn)行比較。

當(dāng)整流信號(hào)的電壓值大于預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，脈沖寬度調(diào)制控制器依據(jù)整流信號(hào)轉(zhuǎn)換整流信號(hào)成為開關(guān)信號(hào)，控制單元串聯(lián)連接第一發(fā)光二極體燈串及第二發(fā)光二極體燈串。

當(dāng)整流信號(hào)的電壓值低于預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，脈沖寬度調(diào)制控制器停止轉(zhuǎn)換整流信號(hào)成為開關(guān)信號(hào)，控制單元并聯(lián)連接第一發(fā)光二極體燈串及第二發(fā)光二極體燈串。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，其揭露了一種發(fā)光二極體裝置，用于接收一調(diào)整信號(hào)。所述調(diào)整信號(hào)由一相位調(diào)光器輸出，所述相位調(diào)光器削減一輸入信號(hào)的一部分相位以輸出所述調(diào)整信號(hào)。發(fā)光二極體裝置包括第一發(fā)光二極體燈串、第二發(fā)光二極體燈串、整流模塊以及控制單元。整流模塊整流調(diào)整信號(hào)及輸出整流信號(hào)。

控制單元接收整流信號(hào)?？刂茊卧哂胁⒙?lián)模式及串聯(lián)模式?？刂茊卧}沖寬度調(diào)制控制器。脈沖寬度調(diào)制控制器根據(jù)至少一個(gè)由整流信號(hào)計(jì)算出的參數(shù)來產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)。

當(dāng)控制單元為并聯(lián)模式時(shí)，控制單元并聯(lián)連接第一發(fā)光二極體燈串及第二發(fā)光二極體燈。當(dāng)控制單元為串聯(lián)模式時(shí)，控制單元串聯(lián)連接第一發(fā)光二極體燈串及第二發(fā)光二極體燈串。

根據(jù)本發(fā)明的又另一個(gè)方面，其揭露了一種發(fā)光二極體裝置，用于接收一調(diào)整信號(hào)。所述調(diào)整信號(hào)由一相位調(diào)光器輸出，所述相位調(diào)光器削減一輸入信號(hào)的一部分相位以輸出所述調(diào)整信號(hào)。發(fā)光二極體裝置包括第一發(fā)光二極體燈串、第一脈沖寬度調(diào)制晶體管、第二發(fā)光二極體燈串、第二脈沖寬度調(diào)制晶體管、整流模塊以及控制單元。第一脈沖寬度調(diào)制晶體管連接至第一發(fā)光二極體燈串。第二脈沖寬度調(diào)制晶體管連接至第二發(fā)光二極體燈串。整流模塊整流調(diào)整信號(hào)及輸出整流信號(hào)。

控制單元包括脈沖寬度調(diào)制控制器及輸入電壓偵測(cè)單元?？刂茊卧邮照餍盘?hào)。脈沖寬度調(diào)制控制器制造脈沖寬度調(diào)制信號(hào)已控制第一脈沖寬度調(diào)制晶體管及第二脈沖寬度調(diào)制晶體管。輸入電壓偵測(cè)單元將整流信號(hào)及預(yù)設(shè)電壓值做比較。

當(dāng)整流信號(hào)的電壓值大于預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，第一發(fā)光二極體燈串及第二發(fā)光二極體燈串共用第一脈沖寬度調(diào)制晶體管。當(dāng)整流信號(hào)的電壓值低于預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，第一發(fā)光二極體燈串及第二發(fā)光二極體燈串不共用第一脈沖寬度調(diào)制晶體管。

依據(jù)上述實(shí)施例的發(fā)光二極體裝置可具有有效率的調(diào)光控制。調(diào)光控制可以是使用相位調(diào)光器以控制發(fā)光二極體裝置的脈沖寬度調(diào)制開關(guān)。調(diào)光控制可幫助發(fā)光二極體裝置適用于傳統(tǒng)相位調(diào)光控制。

附圖說明

圖1說明一種發(fā)光二極體裝置的實(shí)施例。

圖2說明發(fā)光二極體裝置的另一個(gè)實(shí)施例。

圖3說明整流信號(hào)和輸出電流的波形。

圖4說明當(dāng)一部分的相位被削減的整流信號(hào)和輸出電流的波形。

圖5說明當(dāng)另一個(gè)部分的相位被削減時(shí)整流信號(hào)和輸出電流的波形。

圖6說明當(dāng)另一個(gè)部分的相位被削減時(shí)整流信號(hào)和輸出電流的波形。

圖7說明當(dāng)開關(guān)信號(hào)被應(yīng)用時(shí)輸出電流的例子。

圖8說明當(dāng)開關(guān)信號(hào)被應(yīng)用時(shí)另一個(gè)輸出電流例子。

圖9說明連接發(fā)光二極體燈串的脈沖寬度調(diào)制晶體管的例子。

具體實(shí)施方式

圖1說明一種發(fā)光二極體裝置的實(shí)施例。圖2說明發(fā)光二極體裝置的另一個(gè)實(shí)施例。圖3說明整流信號(hào)和輸出電流的波形。圖4說明當(dāng)一部分的相位被削減的整流信號(hào)和輸出電流的波形。圖5說明當(dāng)另一個(gè)部分的相位被削減時(shí)整流信號(hào)和輸出電流的波形。圖6說明當(dāng)另一個(gè)部分的相位被削減時(shí)整流信號(hào)和輸出電流的波形。圖7說明當(dāng)開關(guān)信號(hào)被應(yīng)用時(shí)輸出電流的例子。圖8說明當(dāng)開關(guān)信號(hào)被應(yīng)用時(shí)另一個(gè)輸出電流例子。圖9說明連接發(fā)光二極體燈串的脈沖寬度調(diào)制晶體管的例子。

參考圖1及圖2，依據(jù)一實(shí)施例，發(fā)光二極體裝置100用于接收一調(diào)整信號(hào)12。所述調(diào)整信號(hào)12由一相位調(diào)光器13輸出，所述相位調(diào)光器13削減一輸入信號(hào)11的一部分相位以輸出所述調(diào)整信號(hào)12。所述發(fā)光二極體裝置包括第一發(fā)光二極體燈串21、第二發(fā)光二極體燈串22、整流模塊10以及控制單元30。整流模塊10整流調(diào)整信號(hào)12及輸出整流信號(hào)14。同時(shí)參考圖4、圖5及圖6，相位調(diào)光器13削減一部分輸入信號(hào)11的相位及輸出整流信號(hào)?？刂茊卧?0包括脈沖寬度調(diào)制控制器506。脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation)就是脈沖寬度調(diào)制?？刂茊卧?0接收整流信號(hào)?？刂茊卧?0將整流信號(hào)與第一預(yù)設(shè)電壓值U1及第二預(yù)設(shè)電壓值U2進(jìn)行比較。第一發(fā)光二極體燈串21具有第一開啟電壓。第二發(fā)光二極體燈串22具有第二開啟電壓。第一預(yù)設(shè)電壓值U1可以是第一開啟電壓或第二開啟電壓中的任一個(gè)。第二預(yù)設(shè)電壓值U2至少是第一開啟電壓和第二開啟電壓的總和。在一些實(shí)施例中，第一開啟電壓和第二開啟電壓相同。

參考圖1、圖2、圖3、圖4、圖5及圖6，當(dāng)整流信號(hào)的電壓值大于第一預(yù)設(shè)電壓值U1但低于第二預(yù)設(shè)電壓值U2時(shí)，控制單元30并聯(lián)連接第一發(fā)光二極體燈串21及第二發(fā)光二極體燈串22。

當(dāng)整流信號(hào)的電壓值大于預(yù)設(shè)電壓值U2時(shí)，脈沖寬度調(diào)制控制器506依據(jù)整流信號(hào)將整流信號(hào)轉(zhuǎn)換成為開關(guān)信號(hào)，而控制單元30串聯(lián)連接第一發(fā)光二極體燈串21及第二發(fā)光二極體燈串22。

在一些實(shí)施例中，當(dāng)整流信號(hào)的電壓值低于第二預(yù)設(shè)電壓值U2時(shí)，脈沖寬度調(diào)制控制器506停止轉(zhuǎn)換整流信號(hào)成為開關(guān)信號(hào)15，而控制單元30并聯(lián)連接第一發(fā)光二極體燈串21與第二發(fā)光二極體燈串22。開關(guān)信號(hào)15可以用于實(shí)現(xiàn)脈沖寬度調(diào)制。

在一些實(shí)施例中，相位調(diào)光器13是前沿切相調(diào)光器。在一些實(shí)施例中，相位調(diào)光器13是可控硅整流器。在一些實(shí)施例中，相位調(diào)光器13是TRIAC調(diào)光器。在一些實(shí)施例中，相位調(diào)光器13是后沿切相調(diào)光器。在一些實(shí)施例中，相位調(diào)光器13是MOS調(diào)光器。

在一些實(shí)施例中，控制單元30還包括開關(guān)組合31。在一些實(shí)施例中，開關(guān)組合31可以是開關(guān)組合503。當(dāng)整流信號(hào)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)，開關(guān)組合503并聯(lián)連接第一發(fā)光二極體燈串21及第二發(fā)光二極體燈串22。當(dāng)整流信號(hào)的電壓值高于第二預(yù)設(shè)電壓值U2時(shí)，開關(guān)組合503串聯(lián)連接第一發(fā)光二極體燈串21及第二發(fā)光二極體燈串22。

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。參考圖1、圖2、及圖3，當(dāng)整流信號(hào)的電壓值高于第一預(yù)設(shè)電壓值U1且低于第二電壓值U2時(shí)，第一開關(guān)311連接，第二開關(guān)312連接，而第三開關(guān)313斷開，使得第一發(fā)光二極體燈串21及第二發(fā)光二極體燈串22并聯(lián)連接。當(dāng)整流信號(hào)的電壓值高于第二預(yù)設(shè)電壓值U2時(shí)，第一開關(guān)311斷開，第二開關(guān)312斷開，而第三開關(guān)313連接，使得第一發(fā)光二極體燈串21及第二發(fā)光二極體燈串22串聯(lián)連接。

參考圖3，在一些實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝话l(fā)光二極體燈串21及第二發(fā)光二極體燈串22并聯(lián)連接時(shí)，控制單元30輸出驅(qū)動(dòng)電流I1。當(dāng)?shù)谝话l(fā)光二極體燈串21及第二發(fā)光二極體燈串22串聯(lián)連接時(shí)，控制單元30輸出驅(qū)動(dòng)電流I2。在此情形中，由于每一個(gè)第一發(fā)光二極體燈串21及第二發(fā)光二極體燈串22具有相同的定值驅(qū)動(dòng)電流，因此驅(qū)動(dòng)電流I1是兩倍的驅(qū)動(dòng)電流I2。

參考圖3，當(dāng)整流信號(hào)低于第一預(yù)設(shè)電壓值U1時(shí)，無驅(qū)動(dòng)電流流經(jīng)第一發(fā)光二極體燈串21及第二發(fā)光二極體燈串22。因此，當(dāng)整流信號(hào)的相位的削減部分低于第一預(yù)設(shè)電壓U1時(shí)，其不影響發(fā)光二極體裝置100的亮度。

參考圖4，一部分整流信號(hào)14的上升相位在點(diǎn)401處被相位調(diào)光器13削減，形成前沿切相削減效應(yīng)。點(diǎn)401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。對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流也被削減，因此亮度是由整流信號(hào)剩余的相位來表示。在一些實(shí)施例中，整流信號(hào)的平均電壓值正比于發(fā)光二極體裝置的亮度。

參考圖5，一部分整流信號(hào)的上升相位在點(diǎn)501被相位調(diào)光器13削減，形成前沿切向削減效應(yīng)。點(diǎn)501的電壓值高于第二預(yù)設(shè)電壓值U2。對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流也被削減，因此亮度是由整流信號(hào)剩余的相位來表示。在一些實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電流的占空比正比于發(fā)光二極體裝置100的亮度。

參考圖6，一部分整流信號(hào)14的上升相位在點(diǎn)601處被相位調(diào)光器13削減，形成前沿切相削減效應(yīng)。點(diǎn)601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。對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流也被削減，因此亮度是由整流信號(hào)剩余的相位來表示。在一些實(shí)施例中，整流信號(hào)的平均電壓值正比于發(fā)光二極體裝置的亮度。

參考圖1、圖2、圖3及圖4，根據(jù)另一實(shí)施例，揭露了一種發(fā)光二極體裝置100，用于接收一調(diào)整信號(hào)12。所述調(diào)整信號(hào)12由一相位調(diào)光器13輸出，所述相位調(diào)光器13削減一輸入信號(hào)11的一部分相位以輸出所述調(diào)整信號(hào)12。所述發(fā)光二極體裝置100包括第一發(fā)光二極體燈串21、第二發(fā)光二極體燈串22、整流模塊10及控制單元30。

整流模塊10整流調(diào)整信號(hào)12及輸出整流信號(hào)14。相位調(diào)光器13削減部分整流信號(hào)12的相位及輸出整流信號(hào)14?？刂茊卧?0接收整流信號(hào)14?？刂茊卧?0具有并聯(lián)模式及串聯(lián)模式。控制單元30包括脈沖寬度調(diào)制控制器506。脈沖寬度調(diào)制控制器506依據(jù)至少由整流信號(hào)計(jì)算出的一個(gè)參數(shù)產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)15。

當(dāng)控制單元30在并聯(lián)模式時(shí)，控制單元30并聯(lián)連接第一發(fā)光二極體燈串21及第二發(fā)光二極體燈串22。當(dāng)控制單元30在串聯(lián)模式時(shí)，控制單元串聯(lián)連接第一發(fā)光二極體燈串21及第二發(fā)光二極體燈串22。

在一些實(shí)施例中，參數(shù)是由整流信號(hào)計(jì)算出的均方根值。在一些實(shí)施例中，參數(shù)是由整流信號(hào)計(jì)算出的平均電壓值。在一些實(shí)施例中，脈沖寬度調(diào)制控制器506只在當(dāng)控制單元30在串聯(lián)模式下輸出開關(guān)信號(hào)15。在一些實(shí)施例中，脈沖寬度調(diào)制控制器506在并聯(lián)模式及串聯(lián)模式中皆輸出開關(guān)信號(hào)15。在一些實(shí)施例中，開關(guān)信號(hào)15的占空比和整流信號(hào)的占空比相同。

參考圖1、圖2、圖3、圖4及圖9，根據(jù)另一實(shí)施例，發(fā)光二極體裝置用于接收一調(diào)整信號(hào)12。所述調(diào)整信號(hào)12由一相位調(diào)光器13輸出，所述相位調(diào)光器13削減一輸入信號(hào)11的一部分相位以輸出所述調(diào)整信號(hào)12。所述發(fā)光二極體裝置包括發(fā)光二極體燈串21、第一脈沖寬度調(diào)制晶體管81、第二發(fā)光二極體燈串22、第二脈沖寬度調(diào)制晶體管82、整流模塊10以及控制單元30。

第一脈沖寬度調(diào)制晶體管81連接至第一發(fā)光二極體燈串21。第二脈沖寬度調(diào)制晶體管82連接至第二發(fā)光二極體燈串22。整流模塊10整流調(diào)整信號(hào)12及輸出整流信號(hào)14。相位調(diào)光器13削減一部分整流信號(hào)12的相位及輸出整流信號(hào)14。

控制單元30包括脈沖寬度調(diào)制控制器506及輸入電壓偵測(cè)單元502?？刂茊卧?0接收整流信號(hào)14。脈沖寬度調(diào)制控制器506產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號(hào)15以控制第一脈沖寬度調(diào)制晶體管81及第二脈沖寬度調(diào)制晶體管82。輸入信號(hào)偵測(cè)單元502將整流信號(hào)14與第一預(yù)設(shè)電壓值U1及第二預(yù)設(shè)電壓值U2進(jìn)行比較。

當(dāng)整流信號(hào)14的電壓值大于預(yù)設(shè)電壓值U2時(shí)，第一發(fā)光二極體燈串21及第二發(fā)光二極體燈串22共享第一脈沖寬度調(diào)制晶體管81。當(dāng)整流信號(hào)14的電壓值低于預(yù)設(shè)電壓值U2時(shí)，第一發(fā)光二極體燈串21及第二發(fā)光二極體燈串22不共用第一脈沖寬度調(diào)制晶體管81。

在一些實(shí)施例中，預(yù)設(shè)電壓值U2是第二預(yù)設(shè)電壓值U2?？刂茊卧?0還包括開關(guān)組合503。當(dāng)整流信號(hào)14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)，開關(guān)組合503并聯(lián)連接第一發(fā)光二極體燈串及第二發(fā)光二極體燈串。當(dāng)整流信號(hào)的電壓值高于第二預(yù)設(shè)電壓值U2時(shí)，開關(guān)組合503串聯(lián)連接第一發(fā)光二極體燈串21及第二發(fā)光二極體燈串21。

在一些實(shí)施例中，控制單元30還包括用以產(chǎn)生定值電流給每一個(gè)第一發(fā)光二極體燈串21及第二發(fā)光二極體燈串22的調(diào)整模塊504。在一些實(shí)施例中，控制單元30還包括用以控制輸入電壓偵測(cè)單元502的邏輯電路505、開關(guān)組合503及調(diào)整模塊504。在一些實(shí)施例中，脈沖寬度調(diào)制控制器根據(jù)由整流信號(hào)計(jì)算出的至少一個(gè)參數(shù)506產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)15。調(diào)整模塊504可提供適當(dāng)?shù)碾娏髦?，使得每一個(gè)第一發(fā)光二極體燈串21及第二發(fā)光二極體燈串22無論是在并聯(lián)模式或串聯(lián)模式都可具有定值電流。

在一些實(shí)施例中，參數(shù)是由整流信號(hào)計(jì)算出的方均根值。在一些實(shí)施例中，參數(shù)是由整流信號(hào)算出的平均電壓值。在一些實(shí)施例中，開關(guān)信號(hào)15的占空比和整流信號(hào)的占空比相同。在一些實(shí)施例中，當(dāng)整流信號(hào)的電壓值大于預(yù)設(shè)電壓值U2時(shí)，關(guān)掉第二脈沖寬度調(diào)制晶體管82。

參考圖9，在一些實(shí)施例中，脈沖寬度調(diào)制信號(hào)15控制脈沖寬度調(diào)制晶體管81、82的開/關(guān)狀態(tài)。因此，可控制流經(jīng)第一發(fā)光二極體燈串21及第二發(fā)光二極體燈串22之對(duì)應(yīng)的電流。在一些實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝话l(fā)光二極體燈串21及第二發(fā)光二極體燈串并聯(lián)連接時(shí)，兩個(gè)脈沖寬度調(diào)制晶體管81、82用來分別控制兩個(gè)發(fā)光二極體燈串。然而，當(dāng)?shù)谝话l(fā)光二極體燈串21和第二發(fā)光二極體燈串22串聯(lián)連接時(shí)，只有一個(gè)脈沖寬度調(diào)制晶體管81用來控制驅(qū)動(dòng)電壓。在此情形中，第一發(fā)光二極體燈串21及第二發(fā)光二極體燈串22共用脈沖寬度調(diào)制晶體管81。

參考圖5及圖7，在一些實(shí)施例中，只有在控制單元30在串聯(lián)模式時(shí)制造脈沖寬度調(diào)制信號(hào)15，可產(chǎn)生電流值為I2的切換驅(qū)動(dòng)電流。切換中的驅(qū)動(dòng)電流的占空比正比于發(fā)光二極體裝置的亮度。

參考圖5及圖8，在一些實(shí)施例中，在串聯(lián)模式和并聯(lián)模式下皆產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號(hào)15，可產(chǎn)生電流值I1的切換驅(qū)動(dòng)電流及另一個(gè)電流值I2。切換驅(qū)動(dòng)電流的占空比正比于發(fā)光二極體裝置的亮度。

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)。