具備多級(jí)驅(qū)動(dòng)階段的發(fā)光二極管照明裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種發(fā)光二極管照明裝置具備多級(jí)驅(qū)動(dòng)階段。第一級(jí)驅(qū)動(dòng)階段包括由第一電流驅(qū)動(dòng)的第一發(fā)光組件、由第二電流驅(qū)動(dòng)的第二發(fā)光組件、用來導(dǎo)通第三電流的路徑控制器、用來調(diào)節(jié)第一電流的第一電流控制器，以及用來調(diào)節(jié)第二電流的第二電流控制器。第二級(jí)驅(qū)動(dòng)階段包括第三電流控制器，串聯(lián)于第一級(jí)驅(qū)動(dòng)階段，用來導(dǎo)通和調(diào)節(jié)第四電流。當(dāng)?shù)谝宦窂娇刂破鞒赎P(guān)閉狀態(tài)時(shí)，第三電流的值為0，且第四電流的值為第一電流和第二電流的值的總和。當(dāng)?shù)谝宦窂娇刂破鞒书_啟時(shí)，第一至第四電流具相同值。因此，本發(fā)明能夠增加發(fā)光二極管照明裝置的操作電壓范圍，且不會(huì)造成閃爍或光線不均勻。
【專利說明】具備多級(jí)驅(qū)動(dòng)階段的發(fā)光二極管照明裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具備多級(jí)驅(qū)動(dòng)階段的發(fā)光二極管照明裝置，尤其涉及一種具備多 級(jí)驅(qū)動(dòng)階段以提供大操作電壓范圍且不會(huì)造成閃爍或光線不均勻的發(fā)光二極管照明裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]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(shí)間和反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，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、交通號(hào)志燈的外、各種消費(fèi)性電子產(chǎn)品，例如移動(dòng)電 話、筆記本電腦或電視的液晶顯示屏幕背光源的外，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。
[W03]在交流電源直接驅(qū)動(dòng)的照明應(yīng)用中，由于發(fā)光二極管為一電流驅(qū)動(dòng)組件，其發(fā)光 亮度與驅(qū)動(dòng)電流的大小成正比，為了達(dá)到高亮度和亮度均勻的要求，往往需要使用許多串 接的發(fā)光二極管來提供足夠光源。在現(xiàn)有的發(fā)光二極管照明裝置的驅(qū)動(dòng)方法中，串接的發(fā) 光二極管會(huì)以多級(jí)驅(qū)動(dòng)以增加可操作電壓范圍。由于較常導(dǎo)通的發(fā)光二極管老化速度較 快，容易影響光線均勻度。此外，當(dāng)整流交流電壓過低時(shí)，可能無法導(dǎo)通所有的串接發(fā)光二 極管，如此會(huì)造成閃爍（flicker)。因此，需要一種能夠增加可操作電壓范圍且不會(huì)造成閃 爍或光線不均勻的發(fā)光二極管照明裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠增加可操作電壓范圍 且不會(huì)造成閃爍或光線不均勻的發(fā)光二極管照明裝置。
[0005]為達(dá)到上述的目的，本發(fā)明公開一種具備多級(jí)驅(qū)動(dòng)階段的發(fā)光二極管照明裝置， 其包括一第一級(jí)驅(qū)動(dòng)階段和一第二級(jí)驅(qū)動(dòng)階段。所述第一級(jí)驅(qū)動(dòng)階段包括一第一發(fā)光組 件，其根據(jù)一第一電流來提供光源；一第二發(fā)光組件，其根據(jù)一第二電流來提供光源；一第 一電流控制器，串聯(lián)于所述第一發(fā)光組件，用來調(diào)節(jié)所述第一電流以使所述第一電流的值 不超過一第一值；一第二電流控制器，串聯(lián)于所述第二發(fā)光組件，用來調(diào)節(jié)所述第二電流以 使所述第二電流的值不超過一第二值；以及一第一路徑控制器，用來導(dǎo)通一第三電流，其包 括一第一端,耦接于所述第二發(fā)光組件和所述第二電流控制器之間；以及一第二端，耦接 于所述第一電流控制器。所述第二級(jí)驅(qū)動(dòng)階段包括一第三電流控制器，串聯(lián)于所述第一級(jí) 驅(qū)動(dòng)階段,用來導(dǎo)通和調(diào)節(jié)一第四電流以使所述第四電流的值不超過一第三值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中一發(fā)光二極管照明裝置的示意圖。
[0007]圖2至圖6為本發(fā)明發(fā)光二極管照明裝置的各驅(qū)動(dòng)階段運(yùn)作時(shí)的示意圖。
[0008]圖7為本發(fā)明實(shí)施例發(fā)光二極管照明裝置在運(yùn)作時(shí)的示意圖。
[0009]圖8為本發(fā)明其它實(shí)施例中一發(fā)光二極管照明裝置的示意圖。
[0010] 其中，附圖標(biāo)記說明如下：
[0011] 100、200 發(fā)光二極管照明裝置
[0012] 110 電源供應(yīng)電路
[0013] 112 橋式整流器
[0014] Ai?An、Bi?Bn 發(fā)光裝置
[0015] CCAi?CCAN、CCAi '?CCA/ 第一類型電流控制器
[0016] 第二類型電流控制器
[0017] CC,+1 第三類型電流控制器
[0018] UNAi?UNAn、UNAi '?UNAn' 電流偵測(cè)和控制單元
[0019] UNBi-UNBK 電壓偵測(cè)和控制單元
[0020] UNn+1 偵測(cè)和控制單元
[0021] Di?DN 路徑控制器
[0022] SI\?STN+1 驅(qū)動(dòng)階段
[0023] ISAi ?ISAN、ISA/ ?ISAN'、 可調(diào)式電流源
[0024] ISB!?ISBN、ISN+i

【具體實(shí)施方式】
[0025] 圖1為本發(fā)明實(shí)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包括一電源供應(yīng)電路110和（N+1)級(jí)驅(qū)動(dòng)階段ST^STm，其中N為正整數(shù)。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V AC以驅(qū)動(dòng)（N+1)級(jí)驅(qū)動(dòng)階段ST\? STN+1，其中整流交流電壓VAC的值隨著時(shí)間而有周期性變化。在其它實(shí)施例中，電源供應(yīng)電 路110可接收任何交流電壓VS，利用一交流-交流電壓轉(zhuǎn)換器來進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，并利用橋式 整流器112來對(duì)轉(zhuǎn)換后的交流電壓VS進(jìn)行整流，因此可提供整流交流電壓V AC以驅(qū)動(dòng)（N+1) 級(jí)驅(qū)動(dòng)階段SI\?STN+1，其中整流交流電壓VAC的值隨著時(shí)間而有周期性變化。值得注意的 是，電源供應(yīng)電路110的結(jié)構(gòu)并不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0026] 第1級(jí)至第N級(jí)驅(qū)動(dòng)階段SI\?STN中每一驅(qū)動(dòng)階段包括多個(gè)發(fā)光裝置、一路徑控 制器、一第一類型電流控制器和一第二類型電流控制器。第（N+1)級(jí)驅(qū)動(dòng)階段ST N+1包括一 第三類型電流控制器。每一第一類型電流控制器包括一可調(diào)式電流源和一電流偵測(cè)和控制 單元，每一第二類型電流控制器包括一可調(diào)式電流源和一電壓偵測(cè)和控制單元，而每一第 三類型電流控制器包括一可調(diào)式電流源和一偵測(cè)和控制單元。
[0027]為了清楚地說明本發(fā)明，說明書全文和附圖中使用下列符號(hào)來表示發(fā)光二極管照 明裝置100中各組件。Ai?AN和?BN分別代表驅(qū)動(dòng)階段SI\?STN中相對(duì)應(yīng)的發(fā)光裝 置。Di?D N分別代表驅(qū)動(dòng)階段SI\?STN中相對(duì)應(yīng)的路徑控制器。CCAi?CCAN分別代表驅(qū) 動(dòng)階段SI\?ST N中相對(duì)應(yīng)的第一類型電流控制器。0^?CCBN分別代表驅(qū)動(dòng)階段SI\? STN中相對(duì)應(yīng)的第二類型電流控制器。CC N+1代表驅(qū)動(dòng)階段STN+1中的第三類型電流控制器。 ISA!?ISAN分別代表第一類型電流控制器?CCA N中相對(duì)應(yīng)的可調(diào)式電流源。ISBi ~ ISBN分別代表第二類型電流控制器CCBi?CCBN中相對(duì)應(yīng)的可調(diào)式電流源。IS N+1代表第三類 型電流控制器CQ+1中的可調(diào)式電流源。UNAi?UNAn分別代表第一類型電流控制器CCAi? CCAN中相對(duì)應(yīng)的電流偵測(cè)和控制單元。UNBi?UNBn分別代表第二類型電流控制器CCBi? CCBN中相對(duì)應(yīng)的電壓偵測(cè)和控制單元。UNn+1代表第（N+1)級(jí)驅(qū)動(dòng)階段STN+1中的偵測(cè)和控 制單元。
[0028] 為了清楚地說明本發(fā)明，說明書全文和圖標(biāo)中使用下列符號(hào)來表示發(fā)光二極管照 明裝置1〇〇中相關(guān)電流和電壓。V皿?VINN分別代表第1級(jí)至第（N+1)級(jí)驅(qū)動(dòng)階段STi? STN+1的跨壓。Vm?VAKN分別代表相對(duì)應(yīng)第一類型電流控制器?CCAN的跨壓。V BK1? VBKN分別代表相對(duì)應(yīng)第二類型電流控制器CCBi?CCBN的跨壓。VCK代表第三類型電流控制 器CQ+1的跨壓。I m?IakN分別代表流經(jīng)相對(duì)應(yīng)第一類型電流控制器?CCAN的電流。 IBK1?I?分別代表流經(jīng)相對(duì)應(yīng)第二類型電流控制器CCBi?CCBN的電流。IA1?I AN分別代 表流經(jīng)相對(duì)應(yīng)發(fā)光裝置Ai?AN的電流。IB1?I BN分別代表流經(jīng)相對(duì)應(yīng)發(fā)光裝置Bl?BN的 電流。ID1?I DN分別代表流經(jīng)相對(duì)應(yīng)路徑控制器Di?DN的電流。ISUM1?ISUMN分別代表流 經(jīng)相對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)階段st^-sTn的電流。流經(jīng)發(fā)光二極管照明裝置100的總電流可由1 311胃來 表不。
[0029] 在第一級(jí)至第N級(jí)驅(qū)動(dòng)階段ST\?STN中，電流偵測(cè)和控制單元UN4?UNA n分別 串聯(lián)至相對(duì)應(yīng)發(fā)光裝置\?\和相對(duì)應(yīng)可調(diào)式電流源IS'?ISAN，而電壓偵測(cè)和控制單元 UNBi?UNBn分別串聯(lián)至相對(duì)應(yīng)發(fā)光裝置Bi?BN和分別并聯(lián)于相對(duì)應(yīng)可調(diào)式電流源iSBi? ISBN。電流偵測(cè)和控制單元UNAi?UNAn可分別根據(jù)電流?IAKN來分別調(diào)節(jié)可調(diào)式電流 源IS'?ISA N的值。電壓偵測(cè)和控制單元UNBi?UNBn可分別根據(jù)電壓VBK1?V BKN來分別 調(diào)節(jié)可調(diào)式電流源ISBi?ISBN的值。
[0030] 在第（N+1)級(jí)驅(qū)動(dòng)階段STN+1中，可調(diào)式電流源ISN+1串聯(lián)于第1級(jí)至第N級(jí)驅(qū)動(dòng) 階段SI\?STN。在一第一組態(tài)中，第三類型電流控制器(Χ；+1的偵測(cè)和控制單元· Ν+1可串 聯(lián)于可調(diào)式電流源ISN+1，用來根據(jù)電流IsmN來調(diào)節(jié)可調(diào)式電流源ISN+1的值。在一第二組態(tài) 中，第三類型電流控制器CC N+1的偵測(cè)和控制單元UNn+1可并聯(lián)于可調(diào)式電流源isN+1，用來根 據(jù)電壓v CK來調(diào)節(jié)可調(diào)式電流源ISN+1的值。圖1所示的實(shí)施例采用第一組態(tài)，但不限定本 發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0031] 在本發(fā)明實(shí)施例中，每一發(fā)光裝置\?AN和Bi?BN可包括一個(gè)發(fā)光二極管，或 是多個(gè)串接、并聯(lián)或組成數(shù)組的發(fā)光二極管。圖1顯示了采用多個(gè)串接發(fā)光二極管的架 構(gòu)，其可包括多個(gè)單接口發(fā)光二極管（single-junction LED)、多個(gè)多界面高壓發(fā)光二極管 (multi-junction high-voltage LED)，或不同類型發(fā)光二極管的任意組合。然而，發(fā)光裝 置八1?八1<和8 1?BN所采用的發(fā)光二極管種類或組態(tài)并不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0032] 在本發(fā)明實(shí)施例中，每一路徑控制器h?DN可采用一二極管，或是其它具備類似 功能的組件。然而，路徑控制器Di?DN的種類并不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0033]圖2至圖5顯示第一級(jí)至第N級(jí)驅(qū)動(dòng)階段31\?8%運(yùn)作時(shí)的示意圖。由于第一 級(jí)至第N級(jí)驅(qū)動(dòng)階段ST\?STN運(yùn)作方式相同，圖2至圖5中以第一級(jí)驅(qū)動(dòng)階段ST\來做說 明，其中圖2說明了第一類型電流控制器CCAi的電流-電壓（I-V)特性，圖3說明了第二類 型電流控制器0?的電流-電壓特性，圖4說明了第一級(jí)驅(qū)動(dòng)階段SI\在不同時(shí)期內(nèi)運(yùn)作 時(shí)的等效電路，而圖5說明了第一級(jí)驅(qū)動(dòng)階段SI\的電流-電壓特性。圖6顯示第（N+1)級(jí) 驅(qū)動(dòng)階段ST N+1中電流控制器CCN+1運(yùn)作時(shí)的示意圖。VD_、VDRQPB和V_ rc分別代表導(dǎo)通第一 類型電流控制器CCA,、第二類型電流控制器CCBi和第三類型電流控制器CCn+1所需的壓差電 壓（dropout voltage)。VQFFA、VQFFB和V圓代表第一類型電流控制器CC&或第二類型電流控 制器0?用來判斷是否切換運(yùn)作模式的臨界電壓。1議、v_和V·為常數(shù)，分別代表第 一類型電流控制器(ΧΛ、第二類型電流控制器CCBi和第三類型電流控制器CC N+1的限流值。 箭號(hào)R標(biāo)示電壓VAK1、VBK1或VCK的上升周期，而箭號(hào)L標(biāo)示電壓V AK1、VBK1或να的下降周期。 [0034]如圖2所示，在電壓V AK1的上升周期和下降周期當(dāng)0<Vaki<Vdrqpa時(shí)，第一類型電 流控制器CCAi尚未完全導(dǎo)通，此時(shí)會(huì)像壓控組件一樣在一線性模式下運(yùn)作，使得電流 會(huì)隨著電壓V AK1呈特定變化。舉例來說，若第一類型電流控制器CCAl以金氧半導(dǎo)體 (metal-oxide-semiconductor, M0S)晶體管來制作，電流lffil和電壓vffil之間的關(guān)系會(huì)相關(guān) 于M0S晶體管在線性區(qū)運(yùn)作時(shí)的電流--電壓特性。
[0035]在電壓VAK1的上升周期和下降周期當(dāng)Vm>V_ PA時(shí)，電流Im升至第一級(jí)驅(qū)動(dòng)階段 ST\的限流值ISETA1，此時(shí)第一類型電流控制器CCAi會(huì)切換至一定電流模式并像限流器一樣 運(yùn)作，而電流偵測(cè)和控制單元UNM可將電流I m的值箝制在ISErA1。舉例來說，若電流ID1變 大，電流偵測(cè)和控制單元UN'會(huì)相對(duì)應(yīng)地降低可調(diào)式電流源ISAi的值；同理，若電流I D1變 小，電流偵測(cè)和控制單元U%會(huì)相對(duì)應(yīng)地增加可調(diào)式電流源ISAi的值。因此，流經(jīng)第一級(jí) 驅(qū)動(dòng)階段ST\的總電流I AK1( = U+ISAi)能維持在固定值ISETA1，而不會(huì)隨著電壓VAK1而改 變。
[0036]在電壓VAK1的上升周期在電流ID1升至ISETA1之前，電流偵測(cè)和控制單元UNAi會(huì)開 啟可調(diào)式電流源IS4，此時(shí)第一類型電流控制器CC4會(huì)在定電流模式下運(yùn)作，使得電流Iffil 能維持在固定值ISETA1。當(dāng)電流ID1升至ISETA1時(shí)，電流偵測(cè)和控制單元UN'會(huì)關(guān)閉可調(diào)式電 流源IS、，此時(shí)第一類型電流控制器CCAi會(huì)切換至一截止模式，使得電流I AK1隨著電流ID1 而增加。
[0037] 在電壓V的下降周期在電流ID1降至ISETA1之前，電流偵測(cè)和控制單元UNAi會(huì)關(guān) 閉可調(diào)式電流源ISA，此時(shí)第一類型電流控制器CX^會(huì)在截止模式下運(yùn)作，使得電流Im隨 著電流I D1而降低。當(dāng)電流ID1降至ISETA1時(shí)，電流偵測(cè)和控制單元U%會(huì)開啟可調(diào)式電流 源IS\，此時(shí)第一類型電流控制器CCAi會(huì)在定電流模式下運(yùn)作，使得電流能維持在固定 值 IsET/U。
[0038]如圖3所示，在電壓VBK1的上升周期和下降周期當(dāng)0〈VBK1〈V_ PB時(shí)，第二類型電流控 制器0?尚未完全導(dǎo)通，此時(shí)會(huì)像壓控組件一樣在線性模式下運(yùn)作，使得電流IBK1會(huì)隨著電 壓VBK1呈特定變化。舉例來說，若第二類型電流控制器0?以M0S晶體管來制作，電流Ι ΒΚι 和電壓VBK1之間的關(guān)系會(huì)相關(guān)于M0S晶體管在線性區(qū)運(yùn)作時(shí)的電流--電壓特性。
[0039]在電壓VBK1的上升周期當(dāng)VBK1>VDRQPB時(shí)，電流I BK1升至ISETB1，此時(shí)第二類型電流控 制器0^會(huì)切換至定電流模式并像限流器一樣運(yùn)作，而電壓偵測(cè)和控制單元UNBi可將電流 ΙβΚΙ的值箱制在IsETBl。
[0040] 在電壓VBK1的上升周期當(dāng)VBK1>V_時(shí)，電壓偵測(cè)和控制單元UNBi會(huì)關(guān)閉可調(diào)式電 流源ISBi，此時(shí)第二類型電流控制器0^會(huì)切換至截止模式，亦即就像是開路組件。在電壓 VBK1的下降周期當(dāng)VBK1〈V_時(shí)，電壓偵測(cè)和控制單元U%會(huì)開啟可調(diào)式電流源ISBi，此時(shí)第 二類型電流控制器會(huì)切換至定電流模式下運(yùn)作，使得電流I BK1能維持在固定值ISETB1。 臨界電壓VQNB的值可大于或等于臨界電壓V QFFB的值。在一實(shí)施例中，本發(fā)明可提供一磁滯 帶（hysteresis band)，其帶寬（VQNB-VQFFB)不為零，如此可避免第二類型電流控制器CCB# 電壓VBK1波動(dòng)而過于頻繁地切換運(yùn)作模式。
[0041]如圖4左方所示，當(dāng)?shù)谝患?jí)驅(qū)動(dòng)階段51'1在￥1<￥11<1<￥2的一第一時(shí)期內(nèi)運(yùn)作時(shí)，發(fā) 光裝置\會(huì)并聯(lián)于發(fā)光裝置&。如圖4右方所示，當(dāng)?shù)谝患?jí)驅(qū)動(dòng)階段ST\在VIN1>V3的一第 二時(shí)期內(nèi)運(yùn)作時(shí)，發(fā)光裝置\會(huì)串聯(lián)于發(fā)光裝置
[0042]如圖5所示，在上升周期當(dāng)電壓VIN1尚低時(shí)，發(fā)光裝置Ai、發(fā)光裝置&和路徑控制 器口1仍呈關(guān)閉狀態(tài)。在上升周期當(dāng)電壓viN1的值升至一開啟電壓VA1，且開啟電壓v A1的值 為導(dǎo)通發(fā)光裝置AiK需的切入電壓（cut-in voltage)和導(dǎo)通第一類型電流控制器cCAiK 需的切入電壓的加總時(shí)，第一類型電流控制器CCA和發(fā)光裝置Ai會(huì)被開啟，使得電流IA1 會(huì)隨著電壓VIN1逐漸增加，直到升至ISETA1為止。在上升周期當(dāng)電壓VIN1的值升至一開啟電 壓V B1，且開啟電壓VB1的值為導(dǎo)通發(fā)光裝置&所需的切入電壓和導(dǎo)通第二類型電流控制器 CCBi所需的切入電壓的加總時(shí)，第二類型電流控制器CCBi和發(fā)光裝置Βι會(huì)被開啟，使得電 流I B1會(huì)隨著電壓VIN1逐漸增加，直到升至ISETB1為止。由于路徑控制器 Dl仍呈關(guān)閉狀態(tài)，電 流ISUM1的值為電流IA1和電流IB1的加總，其中電流I A1由第一類型電流控制器CCAi來調(diào)節(jié)， 而電流IB1由第二類型電流控制器CX^來調(diào)節(jié)。開啟電壓V A1和開啟電壓VB1可為相同值或 不同值。換而言的，當(dāng)電壓VIN1的值升至電壓VI后，電流I slM1開始增加，其中電壓VI為開 啟電壓νΑ1和開啟電壓νΒ1的中較小者。
[0043]在上升周期當(dāng)電壓VIN1的值升至V2使得VBK1 = V_時(shí)，第二類型電流控制器CCBj 會(huì)切換至截止模式，因此電流IA1會(huì)被導(dǎo)向路徑控制器Di，進(jìn)而開啟路徑控制器化。此時(shí)，電 流ISUM1和電流I B1的值相同，其中電流IA1和電流IB1皆由第一類型電流控制器CCAi來調(diào)節(jié)。 隨著電流Ι ΑΓ流經(jīng)路徑控制器01，電流ID1會(huì)隨著電壓VIN1逐漸增加，此時(shí)第一類型電流控制 器CC4會(huì)相對(duì)應(yīng)地降低可調(diào)式電流源l SAl的值，使得總電流ism依舊維持在固定值Isetai。 在上升周期當(dāng)電壓V IN1的值升至V3時(shí)，可調(diào)式電流源IS4的值降至0,而第一類型電流控 制器CCAi會(huì)切換至截止模式，此時(shí)電流l sim會(huì)由下一級(jí)驅(qū)動(dòng)階段來調(diào)節(jié)。
[0044]如圖6所示，在電壓VCK的上升周期和下降周期當(dāng)0<VCK1<V_ rc時(shí)，第三類型電流控 制器(Χ；+1尚未完全導(dǎo)通,此時(shí)會(huì)像壓控組件一樣在線性模式下運(yùn)作，使得電流ICK會(huì)隨著電 壓呈特定變化。舉例來說，若第三類型電流控制器(Χ^ +1以M0S晶體管來制作，電流Im 和電壓之間的關(guān)系會(huì)相關(guān)于M0S晶體管在線性區(qū)運(yùn)作時(shí)的電流一電壓特性。在電壓 VCK的上升周期當(dāng)VCK>V_rc時(shí)，電流ICK1升至I SETC1，此時(shí)第三類型電流控制器CCN+1會(huì)切換至 定電流模式并像限流器一樣運(yùn)作。
[0045]圖7為本發(fā)明實(shí)施例發(fā)光二極管照明裝置1〇〇在運(yùn)作時(shí)的示意圖。為了說明目的， 圖7顯示了 N = 2的實(shí)施例。如前所述，由于電壓VlN1?VIN2、Vm?Vffi2、V BK1?VBK2和VCK 相關(guān)于整流交流電壓VAC，而整流交流電壓VAC的值隨著時(shí)間而有周期性變化，因此以包括時(shí) 間點(diǎn)t。?t n的一個(gè)周期來做說明，其中時(shí)間點(diǎn)t(l?t5之間包括在整流交流電壓VAC的上 升周期，而時(shí)間點(diǎn)t 6?t"之間包括在整流交流電壓VAC的下降周期。
[0046] 在時(shí)間點(diǎn)t。之前，整流交流電壓VAC的值很小，此時(shí)電壓VIN1?VIN2的值尚不足以 導(dǎo)通發(fā)光裝置Ai?A2、發(fā)光裝置&?B2或電流控制器CC4?CCAyCCBi?CCB 2和CC3。因 此，第一級(jí)至第三級(jí)驅(qū)動(dòng)階段ST\?ST3皆在截止模式下運(yùn)作，而發(fā)光二極管照明裝置100 的總電流IgUlN為〇。
[0047] 在時(shí)間點(diǎn)tQ和h之間，第一級(jí)至第三級(jí)驅(qū)動(dòng)階段SI\?ST3皆在線性模式下運(yùn)作， 此時(shí)發(fā)光二極管照明裝置100的總電流lsraN會(huì)隨著整流交流電壓VAC呈特定變化。在時(shí)間 點(diǎn)h和t2之間，第一級(jí)驅(qū)動(dòng)階段si\會(huì)切換至定電流模式下運(yùn)作，使得電流isran會(huì)維持在 固定值（I胃:=i SETA1+i_)，而不會(huì)隨著整流交流電壓vAC而改變。因此，在時(shí)間點(diǎn)t。和t2 之間，發(fā)光二極管照明裝置100的總電流ISDMN是由第一類型電流控制器CCAi和第二類型電 流控制器CCBi來調(diào)節(jié)。
[0048] 在時(shí)間點(diǎn)t2和t3之間，第一級(jí)驅(qū)動(dòng)階段SI\會(huì)切換至截止模式下運(yùn)作，而第二級(jí) 和第三級(jí)驅(qū)動(dòng)階段ST 2?STJ#舊在線性模式下運(yùn)作，此時(shí)發(fā)光二極管照明裝置100的總電 流ISUMN會(huì)隨著整流交流電壓V AC呈特定變化。在時(shí)間點(diǎn)t3和t4之間，第二級(jí)驅(qū)動(dòng)階段ST2 會(huì)切換至定電流模式下運(yùn)作，使得電流151]112會(huì)維持在固定值（IslM2 = ISETA2+ISETB2)，而不會(huì)隨 著整流交流電壓VAC而改變。因此，在時(shí)間點(diǎn)t 2和t4之間，發(fā)光二極管照明裝置100的總電 流IslMN是由第一類型電流控制器CCA 2和第二類型電流控制器CCB2來調(diào)節(jié)。
[0049] 在時(shí)間點(diǎn)1:4和t5之間，第二級(jí)驅(qū)動(dòng)階段ST2會(huì)切換至截止模式下運(yùn)作，而第三級(jí) 驅(qū)動(dòng)階段舊在線性模式下運(yùn)作，此時(shí)發(fā)光二極管照明裝置100的總電流I s_會(huì)隨著 整流交流電壓VAC呈特定變化。在時(shí)間點(diǎn)t5和t6之間，第三級(jí)驅(qū)動(dòng)階段ST 3會(huì)切換至定電 流模式下運(yùn)作，使得電流IsmN會(huì)維持在固定值（ISUMN= ISETC)，而不會(huì)隨著整流交流電壓vA。 而改變。因此，在時(shí)間點(diǎn)14和t 6之間，發(fā)光二極管照明裝置100的總電流Isuw是由第三類 型電流控制器0：3來調(diào)節(jié)。
[0050] 在上升周期內(nèi)的區(qū)間t。~ tp h?t2、t2?t3、t3?t4和t 4 ~ t5分別對(duì)應(yīng)至在 下降周期內(nèi)的區(qū)間h。?tu、t9 ~ t1Q、t8?t9、t7?t8和t 6 ~ t7。因此，發(fā)光二極管照明 裝置100在下降周期內(nèi)的運(yùn)作和在上升周期內(nèi)的運(yùn)作類似，在此不另加贅述。
[0051]在本發(fā)明實(shí)施例中，發(fā)光二極管照明裝置100的限流值可有下列關(guān)系：（Isetai+Ise TB1)〈（IsETA2+IsETB2)〈IsETC。
[0052]下列圖表整理了第一級(jí)至第三級(jí)驅(qū)動(dòng)階段ST\?ST3的不同運(yùn)作模式和運(yùn)作時(shí)期， 其中模式1代表線性模式，模式2代表定電流模式，而模式3代表截止模式。時(shí)期1和時(shí)期 2分別對(duì)應(yīng)于圖4中第一級(jí)驅(qū)動(dòng)階段SL等效電路的第一時(shí)期和第二時(shí)期。
[0053]

【權(quán)利要求】
1. 一種具備多級(jí)驅(qū)動(dòng)階段的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，包括： 一第一級(jí)驅(qū)動(dòng)階段，其包括： 一第一發(fā)光組件，其根據(jù)一第一電流來提供光源； 一第二發(fā)光組件，其根據(jù)一第二電流來提供光源； 一第一電流控制器，串聯(lián)于所述第一發(fā)光組件，用來調(diào)節(jié)所述第一電流以使所述第一 電流的值不超過一第一值； 一第二電流控制器，串聯(lián)于所述第二發(fā)光組件，用來調(diào)節(jié)所述第二電流以使所述第二 電流的值不超過一第二值；以及 一第一路徑控制器，用來導(dǎo)通一第三電流，其包括： 一第一端，耦接于所述第二發(fā)光組件和所述第二電流控制器之間；以及 一第二端，耦接于所述第一電流控制器；以及 一第二級(jí)驅(qū)動(dòng)階段，其包括： 一第三電流控制器，串聯(lián)于所述第一級(jí)驅(qū)動(dòng)階段，用來導(dǎo)通和調(diào)節(jié)一第四電流以使所 述第四電流的值不超過一第三值。
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： 在一整流交流電壓的一上升周期或一下降周期內(nèi)當(dāng)所述第一電流控制器的跨壓不大 于一第一電壓時(shí)，所述第一電流控制器是在一第一模式下運(yùn)作以使所述第一電流隨著所述 第一電流控制器的跨壓而改變； 在所述上升周期或所述下降周期內(nèi)當(dāng)所述第三電流不大于所述第一值時(shí)，所述第一電 流控制器是在一第二模式下運(yùn)作以使所述第一電流維持在所述第一值；且 在所述上升周期或所述下降周期內(nèi)當(dāng)所述第三電流超過所述第一值時(shí)，所述第一電流 控制器是在一第三模式下運(yùn)作時(shí)呈關(guān)閉狀態(tài)。
3. 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： 在一整流交流電壓的一上升周期或一下降周期內(nèi)當(dāng)所述第二電流控制器的跨壓不大 于一第三電壓時(shí)，所述第二電流控制器是在一第一模式下運(yùn)作以使所述第二電流隨著所述 第二電流控制器的跨壓而改變； 在所述上升周期內(nèi)當(dāng)所述第二電流控制器的跨壓超過所述第三電壓但不大于一第四 電壓時(shí)，所述第二電流控制器是在一第二模式下運(yùn)作以使所述第二電流維持在所述第二 值； 在所述上升周期內(nèi)當(dāng)所述第二電流控制器的跨壓超過所述第四電壓時(shí)，所述第二電流 控制器是在一第三模式下運(yùn)作時(shí)呈關(guān)閉狀態(tài)。
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： 在所述下降周期內(nèi)當(dāng)所述第二電流控制器的跨壓超過所述第三電壓但不大于一第五 電壓時(shí)，所述第二電流控制器是在所述第二模式下運(yùn)作以使所述第二電流維持在所述第二 值；且 所述第五電壓大于或等于所述第四電壓。
5. 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： 在一整流交流電壓的一上升周期或一下降周期內(nèi)當(dāng)所述第三電流控制器的跨壓不大 于一第六電壓時(shí)，所述第三電流控制器是在一第一模式下運(yùn)作以使所述第四電流隨著所述 第三電流控制器的跨壓而改變；且 在所述上升周期或所述下降周期內(nèi)當(dāng)所述第三電流控制器的跨壓超過所述第六電壓 時(shí)，所述第三電流控制器是在一第二模式下運(yùn)作以使所述第四電流維持在所述第三值。
6. 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，所述第 一電流控制器包括： 一第一可調(diào)式電流源，用來導(dǎo)通一第五電流；以及 一第一偵測(cè)和控制單元，用來根據(jù)所述第一電流或所述第三電流來調(diào)節(jié)所述第五電流 的值，所述第一偵測(cè)和控制單元包括： 一第一端，耦接于所述第一路徑控制器的所述第二端和所述第一可調(diào)式電流源的所述 第二端；以及 一第二端，稱接于第一發(fā)光組件。
7. 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，所述第二電流控制器包括： 一第二可調(diào)式電流源，用來導(dǎo)通一第六電流；以及 一第二偵測(cè)和控制單元，并聯(lián)于所述第二可調(diào)式電流源，用來根據(jù)所述第二電流控制 器的跨壓來調(diào)節(jié)所述第六電流的值。
8. 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： 所述第一電流控制器包括： 一第一可調(diào)式電流源，用來導(dǎo)通一第五電流；以及 一第一偵測(cè)和控制單元，用來根據(jù)所述第一電流或所述第三電流來調(diào)節(jié)所述第五電流 的值，所述第一偵測(cè)和控制單元包括： 一第一端，耦接于所述第一路徑控制器的所述第二端和所述第一可調(diào)式電流源的所述 第二端；以及 一第二端，耦接于第一發(fā)光組件；且 所述第二電流控制器包括： 一第二可調(diào)式電流源，用來導(dǎo)通一第六電流；以及 一第二偵測(cè)和控制單元，串聯(lián)于所述第二可調(diào)式電流源，用來根據(jù)所述第一電流或流 經(jīng)所述第一級(jí)驅(qū)動(dòng)階段的一總電流來調(diào)節(jié)所述第六電流的值。
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，所述第三電流控制器包括： 一第三可調(diào)式電流源，用來導(dǎo)通所述第四電流；以及 一第三偵測(cè)和控制單元，串聯(lián)于所述第三可調(diào)式電流源，用來根據(jù)所述第四電流控制 所述第三可調(diào)式電流源。
10. 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，另包括一第三級(jí)驅(qū)動(dòng)階 段，耦接于所述第一級(jí)驅(qū)動(dòng)階段和所述第二級(jí)驅(qū)動(dòng)階段之間，所述第三級(jí)驅(qū)動(dòng)階段包括： 一第三發(fā)光組件，其根據(jù)一第七電流來提供光源； 一第四發(fā)光組件，其根據(jù)一第八電流來提供光源； 一第四電流控制器，串聯(lián)于所述第三發(fā)光組件，用來調(diào)節(jié)所述第七電流以使所述第七 電流的值不超過一第四值； 一第五電流控制器，串聯(lián)于所述第四發(fā)光組件，用來調(diào)節(jié)所述第八電流以使所述第八 電流的值不超過一第五值； 一第二路徑控制器，用來導(dǎo)通一第九電流，其包括： 一第一端，耦接于所述第四發(fā)光組件和所述第五電流控制器之間；以及 一第二端，耦接于所述第四電流控制器。
11. 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，另包括一電源供應(yīng)電路， 用來提供驅(qū)動(dòng)所述第一發(fā)光組件和所述第二發(fā)光組件所需的一整流交流電壓。
12. 如權(quán)利要求11所述的發(fā)光二極管照明裝置，其特征在于，所述電源供應(yīng)電路包括 一交流-交流電壓轉(zhuǎn)換器。
13. 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，所述第一路徑控制器包括 一二極管。
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： 當(dāng)所述第一路徑控制器呈關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，所述第一發(fā)光組件并聯(lián)于所述第二發(fā)光組件； 且 當(dāng)所述第一路徑控制器呈開啟狀態(tài)時(shí)，所述第一發(fā)光組件串聯(lián)于所述第二發(fā)光組件。
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： 當(dāng)所述第一路徑控制器呈關(guān)閉時(shí)狀態(tài)，所述第三電流的值為〇,且所述第四電流的值為 所述第一電流和所述第二電流的值的總和；且 當(dāng)所述第一路徑控制器呈開啟狀態(tài)時(shí)，所述第一電流、所述第二電流、所述第三電流和 所述第四電流具相同值。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK104284478SQ201410323011
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月10日
【發(fā)明者】許宏彬, 李怡玫 申請(qǐng)人:安恩科技股份有限公司