驅(qū)動(dòng)led燈具的部件及其方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種驅(qū)動(dòng)LED燈具的部件及其方法，其根據(jù)交流電壓整流后的值來(lái)調(diào)節(jié)LED串中的LED的數(shù)目，包括電源模塊、LED串、電流源及控制器。LED串是以多個(gè)LED相串聯(lián)，并形成一個(gè)主串和多個(gè)次要串?？刂破鬟B接電流源和LED串，其選擇性地短路掉次要串中的LED。因此，根據(jù)整流后的電壓來(lái)動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)LED串中的LED的數(shù)目，使得LED串的總導(dǎo)通電壓緊密地匹配于整流后電壓，進(jìn)而提升了電能的使用效率。
【專利說(shuō)明】驅(qū)動(dòng)LED燈具的部件及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)發(fā)光二極管(LED)的部件及其方法，尤其是關(guān)于一種采用電流調(diào)節(jié)裝置(Current Regulating Device, CRD),以整流后的交流(AC)電來(lái)驅(qū)動(dòng)LED的部件及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以交流電來(lái)直接驅(qū)動(dòng)LED燈具或許是在傳統(tǒng)的LED燈具結(jié)構(gòu)中最為廉價(jià)的一種，它具有最少的組件，最容易構(gòu)成方式且不會(huì)有電磁干擾，然而，以普通的交流電來(lái)直接驅(qū)動(dòng)LED燈具卻存在著低效率、低頻率閃爍及低功率因子等缺點(diǎn)。
[0003]請(qǐng)參考圖1所示，圖1是直接從一交流AC電源整流后，以恒定電流源驅(qū)動(dòng)的LED燈具。在圖1的電路圖中，電流源2也可被稱為一電流調(diào)節(jié)裝置(CRD)，若上述電路在其兩端出現(xiàn)有很大的壓降時(shí)就會(huì)產(chǎn)生極低的效率，而這種情況就會(huì)發(fā)生在整流后的電壓遠(yuǎn)高于LED串3的總電壓時(shí)，另外，若整流后電壓低于LED串3的總電壓，那么上述電路就會(huì)產(chǎn)生低頻閃爍，此時(shí)的LED串3就會(huì)在每半個(gè)電源周期閃爍一次，這在輸入交流電壓VAC為50赫茲或60赫茲的市電時(shí)，其閃爍頻率就是100赫茲或120赫茲。
[0004]很多LED燈具的設(shè)計(jì)都是在整流器I后采用一個(gè)很大的電容Cf，以將脈沖的波形轉(zhuǎn)變成類似于直流的形狀，且在整流器I的后可見(jiàn)的剩余紋波即為所加入的電容Cf的數(shù)値和負(fù)載(亦即LED串3)的大小的函數(shù)，當(dāng)紋波減小時(shí)，驅(qū)動(dòng)LED的電流源2就會(huì)有較高的效率。然而，即使設(shè)置電容Cf為極大，以使在整流器I的后極能夠產(chǎn)生一個(gè)理想的直流電壓，其仍然存在有效率的問(wèn)題，也就是說(shuō)，在LED串中的LED個(gè)數(shù)應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)成永遠(yuǎn)有足夠的電壓使各LED全部都能點(diǎn)亮，但是LED電壓和輸入交流電壓VAC的變化卻只能用比理想值更少一些的LED數(shù)。這意味著整流后的電壓必須永遠(yuǎn)比LED串的總電壓還要高，而在電流源2上任何多余的電壓就導(dǎo)致了浪費(fèi)的能源。
[0005]因此，是否有一種驅(qū)動(dòng)LED燈具的器件或方法，能夠在任何時(shí)候都能使LED串的總電壓和整流后電壓密切的匹配。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]基于上述的需求，本發(fā)明提供了一種能夠自適應(yīng)地調(diào)節(jié)在LED串里的發(fā)光二極管的數(shù)目的部件及方法，以使得驅(qū)動(dòng)LED所需的電壓非常貼近且匹配于整流后的電壓。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，一種驅(qū)動(dòng)LED燈具的部件包括了一電源模塊、一 LED串、一電流源和一控制器。電源模塊包括一個(gè)二極管整流器及一濾波電容，是用來(lái)接收一交流(AC)輸入電壓，以提供一整流后電壓。LED串是以多個(gè)發(fā)光二極管串聯(lián)起來(lái)的，并包括一主串和多個(gè)次要串。電流源是連接于LED串的其中一端，以提供被電源模塊的整流后電壓所驅(qū)動(dòng)的LED串一恒定電流。控制器連接電流源與LED串，其有選擇性地把次要串中的LED加以短路，以使LED串上的導(dǎo)通電壓正好與整流后電壓非常接近地匹配。
[0008]依上述實(shí)施方式，所述控制器包括一電壓偵測(cè)模塊、至少一開(kāi)關(guān)及至少一開(kāi)關(guān)控制器。所述電壓偵測(cè)模塊電性連接于所述電源模塊，以檢測(cè)流經(jīng)所述電流源的電壓值。所述開(kāi)關(guān)是電性連接于所述次要串。所述開(kāi)關(guān)控制器是電性連接于所述開(kāi)關(guān)，并根據(jù)流經(jīng)所述電流源的電壓值來(lái)開(kāi)啟或關(guān)閉所述開(kāi)關(guān)，以增加或刪減所述次要串至所述LED串。
[0009]依上述實(shí)施方式，所述控制器包括至少一開(kāi)關(guān)、一電流減小檢測(cè)器及一狀態(tài)機(jī)。所述電流減小檢測(cè)器是電性連接于所述LED串的一端，并在當(dāng)電流值低于原先電流值或低于一默認(rèn)值時(shí)產(chǎn)生一觸發(fā)信號(hào)。所述狀態(tài)機(jī)是用來(lái)在被所述電流減小檢測(cè)器所輸出的所述觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)時(shí)，藉由各所述開(kāi)關(guān)來(lái)選擇性地短路掉各次要串中的所述發(fā)光二極管。
[0010]依上述實(shí)施方式，所述控制器另包括一紋波電壓檢測(cè)器，其電性連接于所述電源模塊與所述狀態(tài)機(jī)之間，并自所述整流后電壓檢測(cè)一紋波電壓的最小值。
[0011]依上述實(shí)施方式，所述控制器另包括至少一誤差放大器，其在一伺服回路中調(diào)節(jié)所述開(kāi)關(guān)，以使所述開(kāi)關(guān)的電壓變化發(fā)生在由許多電壓周期所組成的一期間中。
[0012]依上述實(shí)施方式，所述電流源是設(shè)置在所述LED串的所述主串相同于或相對(duì)于所述狀態(tài)機(jī)的一端。
[0013]依上述實(shí)施方式，所述驅(qū)動(dòng)LED燈具的部件，另包括一參考電壓源、一高電壓晶體管、一電流感測(cè)電阻及一放大器。所述高電壓晶體管是以一漏極電性連接一濾波電容的負(fù)端。所述電流感測(cè)電阻是電性連接于所述高電壓晶體管與接地端，其用來(lái)將電流値限制為一理想電流値。所述放大器包括一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端，所述第一輸入端是電性連接于所述參考電壓源，所述第二輸入端是電性連接于所述高電壓晶體管的一源極與所述電流感測(cè)電阻，所述輸出端是電性連接于所述高電壓晶體管的一柵極。
[0014]依上述實(shí)施方式，所述控制器是以串連的方式連接的，且各所述控制器是依順序的對(duì)應(yīng)連接于各所述次要串。
[0015]依上述實(shí)施方式，所述驅(qū)動(dòng)LED燈具的部件另包括一電流源控制器，其電性連接于所述電源模塊與所述電流源之間，其中，所述電流源控制器是同步于輸入電壓，并調(diào)控所述電流源以提供所述LED串一適配電流。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，一種驅(qū)動(dòng)LED燈具的方法包括步驟將一 LED燈具中的LED串分為一主串與至少一次要串以及交替地導(dǎo)通或關(guān)閉所述LED串中的所述次要串。
[0017]依上述實(shí)施方式，所述步驟交替地導(dǎo)通或關(guān)閉所述LED串中的所述次要串，另包括步驟檢測(cè)一整流后電壓、當(dāng)所述整流后電壓高于一必要電壓時(shí)，依順序?qū)ㄋ龃我爱?dāng)所述整流后電壓不高于所述必要電壓時(shí)，依順序關(guān)閉所述次要串。
[0018]依上述實(shí)施方式，所述步驟交替地導(dǎo)通或關(guān)閉所述LED串中的所述次要串，另包括步驟從已啟用的各開(kāi)關(guān)中，關(guān)閉一個(gè)第一開(kāi)關(guān)、若流過(guò)LED串的電流沒(méi)有減小，則在一個(gè)第一接線程序中依順序地關(guān)閉一個(gè)開(kāi)關(guān)及當(dāng)流過(guò)LED串的電流有減小，則在一個(gè)第二接線程序中依順序地開(kāi)啟一個(gè)開(kāi)關(guān)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，一種驅(qū)動(dòng)LED燈具的部件包括有一電源模塊、一 LED串以及一控制器。所述電源模塊是接收一交流電壓以提供一整流后電壓。所述LED串是以多個(gè)發(fā)光二極管依串連的方式串接而成的，其具有一主串及多個(gè)次要串。所述控制器是電性連接所述電源模塊與所述LED串，是藉由所述整流后電壓來(lái)提供所述LED串一恒定電流，并選擇性地短路掉所述次要串的所述發(fā)光二極管，使流經(jīng)所述LED串的電壓匹配于所述整流后電壓。[0020]依上述實(shí)施方式，控制器另包括至少一開(kāi)關(guān)、一電流源、一電壓偵測(cè)模塊及一開(kāi)關(guān)控制器。所述電壓偵測(cè)模塊包括一電阻分壓器、一電壓傳感器、一編碼產(chǎn)生器及一振蕩器，所述電阻分壓器是電性連接于所述電流源，以檢測(cè)所述電流源兩端的電壓，所述電壓傳感器是電性連接于所述電阻分壓器，并根據(jù)所述電阻分壓器所檢測(cè)到的電壓來(lái)定義一電壓狀態(tài)，所述編碼產(chǎn)生器，是電性連接于電壓傳感器，并產(chǎn)生一電平信號(hào)來(lái)表示自所述電壓傳感器接收的所述電壓狀態(tài)，所述振蕩器是電性連接于所述編碼產(chǎn)生器，并產(chǎn)生一時(shí)鐘信號(hào)來(lái)指示所述編碼產(chǎn)生器輸出所述電平信號(hào)。所述開(kāi)關(guān)控制器是電性連接于所述編碼產(chǎn)生器，并根據(jù)所述電平信號(hào)，藉由所述開(kāi)關(guān)來(lái)短路所述次要串。
[0021]依上述實(shí)施方式，所述開(kāi)關(guān)控制器是一遲滯電平移位器，其具有一低端輸入和一高端輸出，其中，所述低端輸入是電性連接于所述編碼產(chǎn)生器以接收所述電平信號(hào)，所述高端輸出是根據(jù)所述電平信號(hào)來(lái)產(chǎn)生一控制信號(hào)，以選擇性地開(kāi)啟或關(guān)閉所述開(kāi)關(guān)。
[0022]依上述實(shí)施方式，所述驅(qū)動(dòng)LED燈具的部件另包括一偏置單元，其電性連接于所述LED串的所述次要串，其中，所述偏置單元是用來(lái)調(diào)節(jié)通過(guò)所述電流源的電流以保持所述LED串的輸出為一恒定照度。
[0023]依上述實(shí)施方式，所述偏置單元是一模擬回授單元，其檢測(cè)表示所述LED串中的所述次要串增加與減少的數(shù)目的一模擬訊號(hào)。
[0024]依上述實(shí)施方式，所述偏置單元是產(chǎn)生一數(shù)字符字符串來(lái)表示所述LED串中的所述次要串增加與減少的數(shù)目。
[0025]依上述實(shí)施方式，各所述次要串中的所述發(fā)光二極管的數(shù)目是互不相同的。
[0026]依上述實(shí)施方式，各所述次要串中的所述發(fā)光二極管的數(shù)目是以一個(gè)二進(jìn)制的格式來(lái)安排的。
[0027]因此，本發(fā)明可以根據(jù)整流后的電壓來(lái)動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)LED串中的LED的數(shù)目，使得LED串的總導(dǎo)通電壓緊密地匹配于整流后電壓，進(jìn)而提升了電能的使用效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0029]圖1是一種采用普通電流源來(lái)直接驅(qū)動(dòng)LED燈具的示意圖；
[0030]圖2是本發(fā)明一實(shí)施方式中驅(qū)動(dòng)LED燈具部件的電路示意圖；
[0031]圖3A是本發(fā)明一實(shí)施方式中驅(qū)動(dòng)LED燈具的方法的流程圖；
[0032]圖3B是本發(fā)明圖3A中步驟S32的流程圖；
[0033]圖4A是本發(fā)明一實(shí)施方式中驅(qū)動(dòng)LED燈具部件的電路示意圖；
[0034]圖4B是本發(fā)明一實(shí)施方式中驅(qū)動(dòng)LED燈具部件的電路示意圖；
[0035]圖5是本發(fā)明一實(shí)施方式中緊湊型控制器的電路示意圖；
[0036]圖6為本發(fā)明一實(shí)施方式中驅(qū)動(dòng)LED燈具部件的電路示意圖；
[0037]圖7為本發(fā)明一實(shí)施方式中驅(qū)動(dòng)LED燈具的方法的流程圖；
[0038]圖8為本發(fā)明一實(shí)施方式中驅(qū)動(dòng)LED燈具部件的電路示意圖；
[0039]圖9A為本發(fā)明一實(shí)施方式中驅(qū)動(dòng)LED燈具部件的電路示意圖；
[0040]圖9B為本發(fā)明一實(shí)施方式中驅(qū)動(dòng)LED燈具部件的電路示意圖；[0041]圖10為本發(fā)明一實(shí)施方式中以限流裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)LED燈具的部件的電路示意圖；
[0042]圖11為本發(fā)明一實(shí)施方式中驅(qū)動(dòng)LED燈具部件的電路示意圖；
[0043]圖12為本發(fā)明一實(shí)施方式中驅(qū)動(dòng)LED燈具部件的電路示意圖；
[0044]其中，
[0045]I整流器
[0046]2電流源
[0047]3LED 串
[0048]10電源模塊
[0049]12交流電壓源
[0050]120二極管整流器
[0051]122濾波電容
[0052]20LED 串
[0053]200主串
[0054]220次要串
[0055]30電 流源
[0056]40控制器
[0057]420電壓偵測(cè)模塊
[0058]440開(kāi)關(guān)控制器
[0059]460開(kāi)關(guān)
[0060]50緊湊型控制器
[0061]510電流源
[0062]520電壓偵測(cè)模塊
[0063]5200電阻分壓器
[0064]5220電壓傳感器
[0065]5260編碼溢位防止器
[0066]5270編碼產(chǎn)生器
[0067]5280振蕩器
[0068]540開(kāi)關(guān)控制器
[0069]5400低端輸入
[0070]5420高端輸出
[0071]550開(kāi)關(guān)
[0072]560偏置單元
[0073]60控制器
[0074]600開(kāi)關(guān)
[0075]620電流減小檢測(cè)器
[0076]640狀態(tài)機(jī)
[0077]660紋波電壓檢測(cè)器
[0078]680誤差放大器
[0079]70限流裝置[0080]Ml高電壓晶體管
[0081]700電流感測(cè)電阻
[0082]720放大器
[0083]740參考電壓源
[0084]80控制器
[0085]90電流源控制器
[0086]92濾波電容
【具體實(shí)施方式】
[0087]請(qǐng)參照?qǐng)D2所示，圖2是本發(fā)明一實(shí)施方式中驅(qū)動(dòng)LED燈具的部件的電路示意圖。如圖所示，本發(fā)明驅(qū)動(dòng)LED燈具的部件包括一電源模塊10、一 LED串20、一電流源30及一控制器40。
[0088]電源模塊10電性連接一交流電壓源12，以自交流電壓源12接收一交流電壓(AC)，并將所述交流電壓轉(zhuǎn)化為一整流后電壓，電源模塊10更包括一個(gè)二極管整流器(diode rectifier) 120及一濾波電容122，其中，二極管整流器120是用以將所述交流電壓轉(zhuǎn)換為一脈沖型直流電壓(pulsating DC voltage),濾波電容122是用來(lái)將所述脈沖型直流電壓穩(wěn)壓為更接近直流 的所述整流后電壓。
[0089]LED串20是以多個(gè)發(fā)光二極管(LED)依串連的方式串接而成的，其包括一主串200及多個(gè)次要串220，于本實(shí)施方式，LED串20是包括一個(gè)主串200及三個(gè)次要串220，其中，主串200具有四個(gè)所述LED(于多數(shù)市電應(yīng)用中，主串200所具有的LED數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于四個(gè)，在此采用四個(gè)LED只是為了方便說(shuō)明)，各次要串220則各包括一所述LED并具有一
輸入端與一輸出端。
[0090]電流源30是一端電性連接電源模塊10，另一端電性連接LED串20，其自電源模塊10接收所述整流后電壓以輸出一恒定電流至LED串20。
[0091]控制器40電性連接電源模塊10、電流源30及LED串20，其選擇性地將所選擇的各次要串220短路，以使通過(guò)LED串20的一總順向壓降能夠與所述整流后電壓的電壓值非常接近而匹配。另外，于本實(shí)施方式，控制器40更包括一電壓偵測(cè)模塊(voltage sensingmodule)420、至少一開(kāi)關(guān)控制器440及至少一開(kāi)關(guān)460，其中，電壓偵測(cè)模塊420是電性連接電源模塊10與電流源30，以檢測(cè)電源模塊10輸出的所述整流后電壓的電壓值，開(kāi)關(guān)控制器440電性連接電壓偵測(cè)模塊420，開(kāi)關(guān)460可以是具有一柵極(gate)、源極(source)與漏極(drain)的一晶體管(transister),所述柵極是電性連接于開(kāi)關(guān)控制器440,所述源極是電性連接于所述次要串220的輸出端，所述漏極是電性連接所述次要串220的輸入端、開(kāi)關(guān)控制器440與另一個(gè)開(kāi)關(guān)460的源極。另外，開(kāi)關(guān)460是對(duì)應(yīng)于次要串220來(lái)設(shè)置的，因此，于本實(shí)施方式中，控制器40包括有三個(gè)開(kāi)關(guān)460。
[0092]開(kāi)關(guān)控制器440包括有邏輯和電平移位元器，其根據(jù)所述整流后電壓來(lái)控制所述開(kāi)關(guān)460的開(kāi)啟與關(guān)閉，進(jìn)而增加或減少LED串20中的次要串220的導(dǎo)通數(shù)目，并藉由增加或減少次要串220的導(dǎo)通數(shù)目來(lái)使所述LED串20的總導(dǎo)通電壓接近地匹配于所述整流后電壓。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)所述整流后電壓上升時(shí)，開(kāi)關(guān)控制器440會(huì)依所述整流后電壓的上升量來(lái)開(kāi)啟相應(yīng)的開(kāi)關(guān)460，以增加LED串20中的次要串220的導(dǎo)通數(shù)目，而當(dāng)所述整流后電壓下降時(shí)，開(kāi)關(guān)控制器440就會(huì)依所述整流后電壓的下降量來(lái)關(guān)閉相應(yīng)的開(kāi)關(guān)460，以減少LED串20中的次要串220的導(dǎo)通數(shù)目。也就是說(shuō)，為了避免頻閃現(xiàn)象，開(kāi)關(guān)控制器440是預(yù)設(shè)為將一預(yù)定數(shù)量的次要串220短路，使得所述LED串20的總導(dǎo)通電壓恒低于所述整流后電壓(否則電流將不再流進(jìn)LED串20)，又因?yàn)殡妷簜蓽y(cè)模塊420能夠檢測(cè)所述整流后電壓的電壓值，因此開(kāi)關(guān)控制器440可以藉由接收電壓偵測(cè)模塊420所輸出的電壓，并透過(guò)一預(yù)設(shè)機(jī)制來(lái)決定LED串20中的次要串220的正確短路數(shù)目。
[0093]凡知悉本發(fā)明領(lǐng)域具有通常技藝人士很容易得知，若調(diào)換電流源30和控制器40的位置將不會(huì)對(duì)本實(shí)施方式的功能有任何影響。
[0094]請(qǐng)參考圖2、3A及3B所示，圖3A是本發(fā)明一實(shí)施方式中驅(qū)動(dòng)LED燈具的方法的流程圖，圖3B是本發(fā)明圖3A中步驟S32的流程圖。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，一種可以但不限于應(yīng)用在圖2所述的實(shí)施方式的方法，包括S30將一 LED燈具中的LED串分為一主串與至少一次要串及S32交替地導(dǎo)通或關(guān)閉所述LED串中的所述次要串。
[0095]如圖3B所示，所述步驟S32更包括S320檢測(cè)一整流后電壓、S322當(dāng)所述整流后電壓高于一必要電壓時(shí)，依順序?qū)ㄋ龃我?也就是加入更多的發(fā)光二極管到所述LED串)及S324當(dāng)所述整流后電壓不高于所述必要電壓時(shí)，則依順序關(guān)閉所述次要串。
[0096]如圖2所示，本實(shí)施方式不需要電流源30或控制器40中的任何一個(gè)來(lái)承受全部的所述整流后電壓，且實(shí)際上控制器40降低了本實(shí)施方式對(duì)于電流源30的崩潰電壓的要求，因?yàn)楫?dāng)所述整流后電壓越來(lái)越高時(shí)，控制器40中的開(kāi)關(guān)控制器440會(huì)加入越來(lái)越多的次要串220到LED串20，如此便限制了電流源30所必須承受的電壓，因此，依這種類型來(lái)設(shè)計(jì)的一大優(yōu)點(diǎn)是其對(duì)于電流源30與控制器40的崩潰電壓的要求是非常適中的，然而，本實(shí)施方式所述開(kāi)關(guān)控制器440只能對(duì)所述整流后電壓做出響應(yīng)，其沒(méi)有考慮到所述LED的電壓會(huì)由于生產(chǎn)過(guò)程和溫度漂移而引起變化。
[0097]請(qǐng)參考圖4A所示，圖4A是本發(fā)明一實(shí)施方式中驅(qū)動(dòng)LED燈具的部件的電路示意圖。如圖所示，本實(shí)施方式提供了類似于圖2所示的另一種驅(qū)動(dòng)LED燈具的部件，然而，于本實(shí)施方式中，電壓偵測(cè)模塊420不再測(cè)量電源模塊10輸出的所述整流后電壓，而是測(cè)量電流源510兩端的電壓，其以增加或減少LED串20中的次要串220的導(dǎo)通數(shù)量來(lái)保持電流源510兩端的電壓于一定范圍內(nèi)，如此便能在所有的時(shí)間中都保持電流源510兩端的電壓在低電壓，進(jìn)而使電流源的功耗為最低而其效率為最高。
[0098]此外，于本實(shí)施方式中，所述LED的正向電壓與輸入電壓的變化就不再成為問(wèn)題。開(kāi)關(guān)控制器持續(xù)不斷地把LED串20中的次要串220的導(dǎo)通數(shù)量增加或減少，以保持電流源510的電壓在一理想范圍中。依本發(fā)明實(shí)際的實(shí)施狀況而言，所述理想范圍不到幾伏特，其可以使電流源510只耗散非常小的能量，進(jìn)而使本發(fā)明的效率很容易就高于97%。
[0099]請(qǐng)參考圖4A、4B及5所示，圖4B是本發(fā)明一實(shí)施方式中驅(qū)動(dòng)LED燈具的部件的電路示意圖，圖5是本發(fā)明一實(shí)施方式中控制器的電路示意圖。如圖所示，一種驅(qū)動(dòng)LED燈具的部件是被示于一個(gè)集成電路(compact IC)模塊中(如圖4A)，其將電流源、控制器及開(kāi)關(guān)集成在一起。于本實(shí)施方式，一種驅(qū)動(dòng)LED燈具的部件包括電源模塊10、一 LED串20及一緊湊型控制器50。LED串20包含有一個(gè)主串200及四個(gè)次要串220。緊湊型控制器(compactcontroller) 50包括一電流源510、一電壓偵測(cè)模塊520、一開(kāi)關(guān)控制器540及至少一開(kāi)關(guān)550。[0100]于本實(shí)施方式，電流源510是電性連接LED串20的次要串220的輸出端。電壓偵測(cè)模塊520包括一電阻分壓器5200、一電壓傳感器5220、一編碼產(chǎn)生器5270及一振蕩器5280。電阻分壓器5200電性連接于電流源510，其是用來(lái)檢測(cè)電流源510兩端的電壓。電壓傳感器5220電性連接于電阻分壓器5200，并根據(jù)電阻分壓器5200所檢測(cè)到的電壓來(lái)決定一電壓狀態(tài)(voltage state)。電壓傳感器5220可藉由至少一取樣比較電路(window comparator circuit)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其通過(guò)米用了一種雙運(yùn)放大器(dual operationalamplifier)來(lái)將所檢測(cè)到的電壓與一參考電壓相比較，以輸出一信號(hào)來(lái)表示電流源510的電壓狀態(tài)。
[0101]然而，如此的電路安排(即電流源510和電壓傳感器5220的取樣比較器電路)是本領(lǐng)域所屬的技術(shù)人員所熟知的，因此若省略掉重復(fù)的說(shuō)明，本領(lǐng)域所屬的技術(shù)人員在沒(méi)有這些具體的細(xì)節(jié)或等效于本發(fā)明所安排的電路下仍然可能實(shí)施本發(fā)明。
[0102]編碼產(chǎn)生器(code generator) 5270是電性連接于電壓傳感器5220,并產(chǎn)生一電平信號(hào)(level signal)來(lái)表不自電壓傳感器5220接收的所述電壓狀態(tài)。振蕩器5280電性連接于編碼產(chǎn)生器5270并產(chǎn)生一時(shí)鐘信號(hào)(clock signal)。為了令編碼產(chǎn)生器5270只對(duì)來(lái)自電壓傳感器5220的有效信號(hào)響應(yīng)，而不會(huì)因?yàn)閷?duì)系統(tǒng)的有限瞬態(tài)響應(yīng)所產(chǎn)生的雜亂信號(hào)響應(yīng)，導(dǎo)致編碼產(chǎn)生器5270在不同的編碼之間作變換，編碼產(chǎn)生器5270會(huì)在所述時(shí)鐘信號(hào)的前沿改變其狀態(tài)。所述時(shí)鐘信號(hào)的頻率雖不是那么重要，但是它必須高于系統(tǒng)可能遇到的最高市電頻率才行。而且，過(guò)快的頻率也是不被允許的，這會(huì)使得電壓傳感器5220無(wú)法設(shè)定到有效的狀態(tài)，而編碼產(chǎn)生器5270就有可能基于電壓傳感器5220所提供的錯(cuò)誤信息來(lái)選擇其狀態(tài)。
[0103]于本實(shí)施方式，編碼產(chǎn)生器5270可以是一個(gè)4位數(shù)的升降(up/down，U/D)計(jì)數(shù)器，其輸出為一個(gè)4位數(shù)的二進(jìn)制編碼，且每一個(gè)不同的二進(jìn)制編碼即對(duì)應(yīng)表示哪一個(gè)次要串220將會(huì)被短路，而哪一個(gè)次要串220將不會(huì)被短路。例如，當(dāng)所述4位數(shù)的二進(jìn)制編碼輸出為“1100”，即表示前兩個(gè)次要串220將被加入到LED串20，而后面的兩個(gè)次要串220則將被短路掉。
[0104]開(kāi)關(guān)控制器5 40是電性連接于電壓偵測(cè)模塊520，其可以是基于編碼產(chǎn)生器5270的輸出，并藉由開(kāi)關(guān)550來(lái)把次要串220中的LED加以短路。開(kāi)關(guān)550可以是一個(gè)晶體管，且開(kāi)關(guān)550的數(shù)量是對(duì)應(yīng)于次要串220的數(shù)量來(lái)設(shè)置的，其源極與漏極是分別電性連接到次要串220的相應(yīng)接點(diǎn)。
[0105]然而，如圖4B所示，圖4B顯示了圖4A的另一個(gè)實(shí)施方式，其改變了在次要串220中的LED的數(shù)目，且主串200是設(shè)置在和電流源510相同的一邊。如圖4B所示，在次要串220中的LED的數(shù)目是按照以下二進(jìn)制的格式來(lái)安排的:
[0106]UD=2n，n=0, 1，2，3…N,
[0107]其中，UD為各個(gè)次要串220中的LED的數(shù)目，而N為開(kāi)關(guān)550的數(shù)目。
[0108]也就是說(shuō)，第一個(gè)開(kāi)關(guān)550會(huì)短路掉20個(gè)LED，第二個(gè)開(kāi)關(guān)550會(huì)短路掉21個(gè)LED...，如此類推，第十個(gè)開(kāi)關(guān)550就會(huì)短路掉210個(gè)LED。舉例來(lái)說(shuō)，利用前面所述的4位數(shù)U/D計(jì)數(shù)器，當(dāng)它產(chǎn)生“1100”的編碼時(shí)，就表示后兩個(gè)次要串220中的12 (即22+23)個(gè)LED將會(huì)被短路掉。
[0109]此外，為了避免編碼產(chǎn)生器5270有溢位的情況發(fā)生，緊湊型控制器50另包括有一編碼溢位防止器5260，其電性連接到編碼產(chǎn)生器5270。編碼溢位防止器(code rolloverpreventer) 5260可以是某種譯碼邏輯電路(decoding logic),其可以防止編碼產(chǎn)生器5270的輸出在向上計(jì)數(shù)到“1111”后直接轉(zhuǎn)換為“0000”;或是當(dāng)編碼產(chǎn)生器5270向下計(jì)數(shù)至lj“0000”后就轉(zhuǎn)變成“1111”。假如允許上述溢位的情況發(fā)生，那么在感應(yīng)電流源的電壓以及開(kāi)關(guān)550的適當(dāng)開(kāi)關(guān)順序之間的正確回授關(guān)系將會(huì)被破壞。
[0110]于本實(shí)施方式中，開(kāi)關(guān)控制器540可以一具有遲滯的電平移位器(hystereticlevel shifter)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其具有一低端輸入5400和一高端輸出5420，其中，低端輸入5400電性連接于編碼產(chǎn)生器5270，以接收編碼產(chǎn)生器5270的輸出，高端輸出5420電性連接于開(kāi)關(guān)550的柵極，并產(chǎn)生一控制信號(hào)來(lái)選擇性地轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)550的開(kāi)啟或關(guān)閉。換言的，開(kāi)關(guān)控制器540是把編碼產(chǎn)生器5270的輸出轉(zhuǎn)換為所述控制信號(hào)，并根據(jù)編碼產(chǎn)生器5270的輸出，藉由所述控制信號(hào)來(lái)選擇性地導(dǎo)通開(kāi)關(guān)550以短路掉相對(duì)應(yīng)的次要串220。
[0111]然而，若沒(méi)有采取進(jìn)一步的行動(dòng)，則每當(dāng)一個(gè)次要串220被導(dǎo)通而加入到LED串20時(shí)，所述LED燈具的亮度就會(huì)有略微的增加。因此，為了抵消上述LED燈具的亮度變化，緊湊型控制器50更包括一偏置單元560。偏置單元(offset unit) 560是一端電性連接于次要串220的一端，另一端電性連接電流源510的一控制端，當(dāng)各個(gè)次要串220因?qū)ǘ嗬^加入到LED串20時(shí)，主串200的底部電壓(如圖4所示)將會(huì)增加，而流經(jīng)偏置單元560的電流及后來(lái)流入電流源30的電流也將會(huì)增加，則偏置單元560的設(shè)置即是用來(lái)調(diào)節(jié)通過(guò)電流源30的電流以保持LED串20的輸出為一恒定照度。
[0112]于一實(shí)施方式，偏置單元560可以是一模擬回授單元(analog feedback unit),例如一種用來(lái)感測(cè)因?qū)ǘ黾拥絃ED串20中的次要串220的數(shù)目的電阻器。然而，當(dāng)回授訊號(hào)不是模擬訊號(hào)而是一數(shù)字字符串時(shí)，偏置單元560也可以設(shè)置為一數(shù)字單元(digitalunit)ο
[0113]請(qǐng)參考圖6所示，圖6為本發(fā)明一實(shí)施方式中驅(qū)動(dòng)LED燈具的部件的電路示意圖。于本實(shí)施方式，LED燈具不會(huì)感測(cè)所述電流源的電壓或是所述整流后電壓，而是在額外的次要串220因?qū)ǘ尤隠ED串20時(shí)，感測(cè)LED串20的電流減小量，當(dāng)LED串20的電流減小時(shí)，則顯示了包含有主串200與未被短路的次要串220于一串行的LED串20將沒(méi)有足夠的電壓來(lái)維持應(yīng)有的穩(wěn)定電流。
[0114]不同于圖4A及4B所示的電路,在圖6所示的實(shí)施方式是藉由監(jiān)測(cè)流過(guò)LED串20的電流來(lái)選擇次要串220最適當(dāng)?shù)拈_(kāi)啟或關(guān)閉的數(shù)目，使LED串20的電壓總是剛好可以維持LED串20所需的電流。本實(shí)施方式所述的LED燈具的部件包括有電源模塊10、LED串20及控制器60，其中，每當(dāng)通過(guò)LED串20的電流減小時(shí)，控制器60會(huì)依順序短路掉LED串20中的次要串220。
[0115]在圖6所示的實(shí)施方式中，控制器60可以包括至少一開(kāi)關(guān)600、一電流減小檢測(cè)器(current decrease detector) 620 及一狀態(tài)機(jī)(state machine) 640,其中，電流減小檢測(cè)器620是電性連接于LED串20的第二端(亦即底端)，當(dāng)目前的電流值低于原先的電流值或低于某一默認(rèn)值時(shí)，電流減小檢測(cè)器620即產(chǎn)生一觸發(fā)信號(hào)(triggering signal)并輸出至狀態(tài)機(jī)640，則狀態(tài)機(jī)640在被電流減小檢測(cè)器620輸出的所述觸發(fā)信號(hào)所觸發(fā)時(shí)，會(huì)藉由各開(kāi)關(guān)600從頂部到底部依順序地短路掉各次要串220。
[0116]請(qǐng)參考圖6和圖7所示，圖7為本發(fā)明一實(shí)施方式中驅(qū)動(dòng)LED燈具的方法的流程圖。如圖所示，本實(shí)施方式是一種藉由控制器60交替地將LED串20中的次要串220開(kāi)啟或關(guān)閉來(lái)驅(qū)動(dòng)LED燈具的方法。于本實(shí)施方式，一種驅(qū)動(dòng)LED燈具的方法包括S60從已啟用(即短路)的各開(kāi)關(guān)600中，關(guān)閉一個(gè)第一開(kāi)關(guān)600A、S62若流過(guò)LED串的電流沒(méi)有減小，則在一個(gè)第一接線程序(first route)中依順序地關(guān)閉(即開(kāi)路)一個(gè)開(kāi)關(guān)600以及S64當(dāng)流過(guò)LED串的電流有減小,貝U在一個(gè)第二接線程序(second route)中依順序地開(kāi)啟一個(gè)開(kāi)關(guān)600。進(jìn)一步的，如圖6所示，次要串220是以串連的方式電性連接于LED串20的主串200的底部，因此，于一實(shí)施方式，所述第一接線程序是定義為自次要串220的頂端到次要串220底端，而所述第二接線程序則是相反于所述第一接線程序。
[0117]相應(yīng)地，當(dāng)所有開(kāi)關(guān)600都開(kāi)啟時(shí)，也就意味著所有次要串220都已經(jīng)從LED串20中電性移除，如此便表示所有經(jīng)由LED串20且流經(jīng)主串200的電流都已經(jīng)被次要串220旁的開(kāi)關(guān)600所分流，而當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)600A關(guān)閉時(shí)，流經(jīng)LED串20的電流就會(huì)是流經(jīng)主串200和一個(gè)次要串220的電流，當(dāng)越來(lái)越多的次要串220被加入到LED串20時(shí)，所述電流源將會(huì)沒(méi)有足夠的電壓來(lái)維持一穩(wěn)定電流，則流經(jīng)LED串20的電流就會(huì)減少。在這種情況下，控制器60會(huì)按照一反向順序來(lái)移除已經(jīng)加入的次要串220直到通過(guò)LED串20的電流不再下降，一旦控制器60確定了開(kāi)啟與關(guān)閉的最佳組合，也就是確保了 LED串20將永遠(yuǎn)在最高效率的條件下運(yùn)作，則控制器60將在等待一固定的時(shí)間后再次進(jìn)行檢測(cè)。舉例來(lái)說(shuō)，重新檢測(cè)的周期可以是10秒鐘到幾分鐘，甚至于在某些應(yīng)用程序中可以采用更長(zhǎng)的時(shí)間周期。
[0118]請(qǐng)參考圖6及圖8,圖8為本發(fā)明一實(shí)施方式中驅(qū)動(dòng)LED燈具的部件的電路示意圖。如圖所示，圖8所示的電路是類似于圖6所示的電路，且由于整流后的AC電壓會(huì)具有紋波，則假如正好在紋波電壓接近于其峰值時(shí)去檢測(cè)LED的電流，那么圖6中的控制器60將會(huì)誤判在整個(gè)AC電壓的輸入周期里都有足夠的電壓來(lái)維持所需的電流。因此，在圖8所示的實(shí)施方式中即解決了這個(gè)問(wèn)題，其進(jìn)一步地包括了一紋波電壓檢測(cè)器660，紋波電壓檢測(cè)器(ripple voltage detector)660是電性連接于電源模塊10與狀態(tài)機(jī)640之間,其中，紋波電壓檢測(cè)器660能夠檢測(cè)紋波電壓的最小值，從而使LED燈具可以在這一瞬間去檢測(cè)LED的電流，假如在紋波電壓出現(xiàn)最小值的時(shí)候LED串20仍然有足夠的電壓去維持其所需的電流，那么LED串20在其它的紋波區(qū)域中也一定有足夠的電壓去維持所需的電流，總之，一旦紋波電壓的最小值被確定以后，就可以避免LED電流的錯(cuò)誤取樣。
[0119]請(qǐng)參考圖9A及圖9B，圖9A與圖9B表示出兩種不同的實(shí)施方式，它們不需要專門的檢測(cè)器去檢測(cè)紋波電壓的最小值。于這些實(shí)施方式中，控制器60進(jìn)一步的包括有至少一誤差放大器680，其是用來(lái)調(diào)節(jié)在伺服回路中的開(kāi)關(guān)600，使在開(kāi)關(guān)600上的電壓可以緩慢地變化。如此一來(lái)，在LED串20中由于加入次要串220而引起的電流變化將會(huì)變得十分緩慢，且慢到會(huì)跨越許多電壓周期，因此，這些實(shí)施方式不用在每一個(gè)輸入電壓周期里檢測(cè)一次由于次要串220加入到LED串20后的LED電流，而只要在一個(gè)開(kāi)關(guān)600被開(kāi)啟的任意時(shí)間中有檢測(cè)到LED電流下降時(shí)，狀態(tài)機(jī)640馬上就可以將被開(kāi)啟的開(kāi)關(guān)600關(guān)閉。
[0120]圖9A和圖9B的不同處在于，圖9A的電流源30是設(shè)置于LED串20的主串200相對(duì)于狀態(tài)機(jī)640的一端；而圖9B的電流源30是移到和LED串的主串200相同于狀態(tài)機(jī)640的一端，使得控制器60與電流源30的電壓是近乎相同，而可以很容易地進(jìn)行連接。然而在圖9A所示的電路中，電流源30和控制器60之間存在有一個(gè)很大的電壓，以至于電流源30和控制器60之間很難進(jìn)行連接。[0121]因此，當(dāng)所述整流后電壓往紋波電壓的最小值減小時(shí)，LED串20的電流下降將會(huì)很快的被檢測(cè)到并加以校正，也就是說(shuō)，LED的電流在紋波電壓的最小值時(shí)是可以被自動(dòng)測(cè)試的。
[0122]一般來(lái)說(shuō)，為了采用一個(gè)電流調(diào)節(jié)裝置(Current Regulating Device, CRD)來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)LED燈具，通常會(huì)需要在整流橋的后加入一個(gè)很大的濾波電容以儲(chǔ)存足夠的電能，進(jìn)而在所述整流后電壓低于流過(guò)LED串20的最低需求電流值時(shí)還能恒定地保持LED的亮度。然而，所述濾波電容通常會(huì)限制部件的一功率因子(Power Factor, PF)値約等于0.5，因此，為了增加所述PF值，圖10所示的實(shí)施方式中就加上了一限流裝置(CurrentLimiting Device, CLD) 70。
[0123]如圖10所示的實(shí)施方式，限流裝置70包括一高電壓晶體管(high-voltagetransistor)Ml>一電流感測(cè)電阻(current sensing resistor) 700、一放大器720及一參考電壓源740。高電壓晶體管Ml的漏極是電性連接于濾波電容122的負(fù)端。電流感測(cè)電阻700是電性連接于高電壓晶體管Ml的源極與接地端(GND)之間，其輸出値是用來(lái)將電流限制値設(shè)定為一理想値。放大器720具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端，其中，所述第一輸入端是電性連接于參考電壓源740，所述第二輸入端是電性連接高電壓晶體管Ml的源極與電流感測(cè)電阻700，所述輸出端是電性連接于高電壓晶體管Ml的柵極。另外，電流感測(cè)電阻700的數(shù)值是用來(lái)把電流限流值設(shè)定為預(yù)期值。
[0124]如此一來(lái)，限流裝置70便限制了電源模塊10中的濾波電容122的充電電流值，使得濾波電容122的充電時(shí)間被分散到一更長(zhǎng)的時(shí)間區(qū)間，且濾波電容122的充電電流的峰值也會(huì)下降，進(jìn)而增加了部件的功率因子(PF)。
[0125]請(qǐng)參考圖11所示，圖11為本發(fā)明驅(qū)動(dòng)LED燈具部件的另一實(shí)施方式。如圖所示，為了使本發(fā)明可以校正更高的紋波電壓及更寬的線電壓變化，在前文所描述的控制器必須具有一較高的崩潰電壓。然而，如果采用高電壓的程序來(lái)建構(gòu)所述控制器，那么所提升的生產(chǎn)成本將會(huì)無(wú)法被接受，因此，我們可以采用數(shù)個(gè)低電壓程序的控制器80，以較低的成本來(lái)實(shí)現(xiàn)同樣的效果(如圖11所示)。在圖11中的實(shí)施方式是一個(gè)可迭加的控制器架構(gòu)，其可以應(yīng)用于較高的耐電壓能力的需求中，其中，各控制器80是以串聯(lián)的方式互相串接的，且每一個(gè)控制器80是電性連接于相應(yīng)的次要串220。在這些串聯(lián)的控制器80的底部的電流源30則必須把電流源30的電壓(或電流)的狀態(tài)向上傳送至迭接的控制器80，以將適當(dāng)?shù)拇我?20的數(shù)目加入LED串20或自LED串20中減去。
[0126]在前述的實(shí)施方式中，濾波電容122必須具有夠大的電容(數(shù)十微法拉(uF))，以儲(chǔ)存足夠的能量來(lái)提供一特定的應(yīng)用程序使用，并必須承受很高的整流后電壓。然而，這類型的電容通常會(huì)是一電解電容，所述電解電容的體積都很大，且在高溫的環(huán)境下的運(yùn)作壽命很短，因此，有些燈具使用客戶會(huì)要求不在燈具設(shè)計(jì)中使用電解電容，以改善PF値及運(yùn)作壽命，但是除去所述電解電容以后通常會(huì)造成燈具有閃爍現(xiàn)象，這是由于非電解類電容器的電能儲(chǔ)存能力是非常有限的。進(jìn)一步的，這類閃爍的頻率通常會(huì)是輸入線電壓的頻率的兩倍，也就是當(dāng)輸入線電壓為50赫茲(Hz)時(shí)，其閃爍的頻率為100Hz，而最近很多研究都顯示，如果要避免引起健康的危害，其閃爍的頻率就必須要高于200Hz以上。
[0127]圖12為本發(fā)明驅(qū)動(dòng)LED燈具部件的另一個(gè)實(shí)施方式。于本實(shí)施方式，LED燈具部件包括一電流源控制器90，電流源控制器90是電性連接于電源模塊10與電流源30之間，其中，電流源控制器90的一運(yùn)作頻率是同步于所述整流后電壓，且所述運(yùn)作頻率是高于200Hz (即240Hz，其為交流輸入電壓60Hz的4倍)的，并調(diào)控電流源30以提供LED串20 —適配電流(adapted current)。電流源控制器90會(huì)在整流后電壓的波形的一“谷部”(valleyportion)區(qū)間中將所述適配電流減小，其可以降低濾波電容92的制作大小，且仍能夠提供所需的電能儲(chǔ)存量來(lái)維持理想的LED串20的電流。
[0128]另外，因?yàn)殡娏髟纯刂破?0是與所述整流后電壓同步的，也就是說(shuō)，電流源控制器90在任何給定的時(shí)間中都能夠確切地知道這個(gè)時(shí)間點(diǎn)是位于輸入波形中的哪一個(gè)位置上，因此，電流源控制器90可以在所述整流后電壓的波形的所述谷部區(qū)間中調(diào)降電流，并在所述整流后電壓的波形接近峰對(duì)峰值時(shí)，再將電流調(diào)升。然而，電流源控制器90也可以在輸入電壓中的其它位置如同所述谷部區(qū)間一樣將電流調(diào)降，如此效能可以使有效的閃爍頻率提升到高于200Hz以上，而控制器40不僅可以滿足其本來(lái)目的，也會(huì)響應(yīng)由于小型電容而導(dǎo)致的所述整流后電壓的變化。因此，以這種方式就可以避免必須采用所述電解電容，而LED部件的PF値也可以得到改善，更重要的是，由于低閃爍頻率而導(dǎo)致的健康危害問(wèn)題也可以被解決。
[0129]惟以上所述者，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，當(dāng)不能用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，凡知悉本案領(lǐng)域具有通常技藝人士所明顯可作的變化與修飾，皆應(yīng)視為不悖離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管燈具的部件，包括: 一電源模塊，是接收一交流電壓以提供一整流后電壓，包括: 一個(gè)二極管整流器，是用來(lái)將所述交流電壓轉(zhuǎn)換為一脈沖型直流電壓；及 一濾波電容，是用來(lái)將所述脈沖型直流電壓穩(wěn)壓為所述整流后電壓； 一發(fā)光二極管串，是以多個(gè)發(fā)光二極管依串連的方式串接而成的，其具有一主串及多個(gè)次要串； 一電流源，電性連接于所述電源模塊及所述發(fā)光二極管串的一端，其自所述電源模塊接收所述整流后電壓以輸出一恒定電流至所述發(fā)光二極管串；以及 一控制器，電性連接于所述電流源及所述次要串，其選擇性地短路掉所選擇的各所述次要串，以使所述發(fā)光二極管具有與所述整流后電壓的電壓值非常接近而匹配的一總順向壓降。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管燈具的部件，其特征在于:所述控制器包括: 一電壓偵測(cè)模塊，電性連接于所述電源模塊，以檢測(cè)流經(jīng)所述電流源的電壓值； 至少一開(kāi)關(guān)，是電性連接于所述次要串；以及 至少一開(kāi)關(guān)控制器，是電性連接于所述開(kāi)關(guān)，并根據(jù)流經(jīng)所述電流源的電壓值來(lái)開(kāi)啟或關(guān)閉所述開(kāi)關(guān)，以增加或刪減所述次要串至所述發(fā)光二極管串。
3.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管燈具的部件，其特征在于:所述控制器包括: 至少一開(kāi)關(guān)； 一電流減小檢測(cè)器，是電性連`接于所述發(fā)光二極管串的一端，并在當(dāng)電流值低于原先電流值或低于一默認(rèn)值時(shí)產(chǎn)生一觸發(fā)信號(hào)；以及 一狀態(tài)機(jī)，是用來(lái)在被所述電流減小檢測(cè)器所輸出的所述觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)時(shí)，藉由各所述開(kāi)關(guān)來(lái)選擇性地短路掉各次要串中的所述發(fā)光二極管。
4.如權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管燈具的部件，其特征在于:所述控制器另包括一紋波電壓檢測(cè)器，其電性連接于所述電源模塊與所述狀態(tài)機(jī)之間，并自所述整流后電壓檢測(cè)一紋波電壓的最小值。
5.如權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管燈具的部件，其特征在于:所述控制器另包括至少一誤差放大器，其在一伺服回路中調(diào)節(jié)所述開(kāi)關(guān)，以使所述開(kāi)關(guān)的電壓變化發(fā)生在由許多電壓周期所組成的一期間中。
6.如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管燈具的部件，其特征在于:所述電流源是設(shè)置在所述發(fā)光二極管串的所述主串相同于或相對(duì)于所述狀態(tài)機(jī)的一端。
7.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管燈具的部件，另包括: 一參考電壓源； 一高電壓晶體管，是以一漏極電性連接一濾波電容的負(fù)端； 一電流感測(cè)電阻，是電性連接于所述高電壓晶體管與接地端，其用來(lái)將電流値限制為一理想電流値；以及一放大器，包括: 一第一輸入端，是電性連接于所述參考電壓源； 一第二輸入端，是電性連接于所述高電壓晶體管的一源極與所述電流感測(cè)電阻；及 一輸出端，是電性連接于所述高電壓晶體管的一柵極。
8.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管燈具的部件，其特征在于:所述控制器是以串連的方式連接的，且各所述控制器是依順序的對(duì)應(yīng)連接于各所述次要串。
9.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管燈具的部件，另包括一電流源控制器，其電性連接于所述電源模塊與所述電流源之間，其特征在于:所述電流源控制器是同步于輸入電壓，并調(diào)控所述電流源以提供所述發(fā)光二極管串一適配電流。
10.一種驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管燈具的方法，包括: 將一發(fā)光二極管燈具中的發(fā)光二極管串分為一主串與至少一次要串；以及 交替地導(dǎo)通或關(guān)閉所述發(fā)光二極管串中的所述次要串。
11.如權(quán)利要求10所述的驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管燈具的方法，其特征在于:所述步驟交替地導(dǎo)通或關(guān)閉所述發(fā)光二極管串中的所述次要串，另包括: 檢測(cè)一整流后電壓； 當(dāng)所述整流后 電壓高于一必要電壓時(shí)，依順序?qū)ㄋ龃我?；以? 當(dāng)所述整流后電壓不高于所述必要電壓時(shí)，依順序關(guān)閉所述次要串。
12.如權(quán)利要求10所述的驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管燈具的方法，其特征在于:所述步驟交替地導(dǎo)通或關(guān)閉所述發(fā)光二極管串中的所述次要串，另包括: 從已啟用的各開(kāi)關(guān)中，關(guān)閉一個(gè)第一開(kāi)關(guān)； 若流過(guò)發(fā)光二極管串的電流沒(méi)有減小，則在一個(gè)第一接線程序中依順序地關(guān)閉一個(gè)開(kāi)關(guān)；以及 當(dāng)流過(guò)發(fā)光二極管串的電流有減小，則在一個(gè)第二接線程序中依順序地開(kāi)啟一個(gè)開(kāi)關(guān)。
13.—種驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管燈具的部件，包括: 一電源模塊，是接收一交流電壓以提供一整流后電壓； 一發(fā)光二極管串，是以多個(gè)發(fā)光二極管依串連的方式串接而成的，其具有一主串及多個(gè)次要串；以及 一控制器，是電性連接所述電源模塊與所述發(fā)光二極管串，是藉由所述整流后電壓來(lái)提供所述發(fā)光二極管串一恒定電流，并選擇性地短路掉所述次要串的所述發(fā)光二極管，使流經(jīng)所述發(fā)光二極管串的電壓匹配于所述整流后電壓。
14.如權(quán)利要求13所述的驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管燈具的部件，其特征在于:所述控制器另包括: 至少一開(kāi)關(guān)； 一電流源； 一電壓偵測(cè)模塊，包括: 一電阻分壓器，是電性連接于所述電流源，以檢測(cè)所述電流源兩端的電壓； 一電壓傳感器，是電性連接于所述電阻分壓器，并根據(jù)所述電阻分壓器所檢測(cè)到的電壓來(lái)定義一電壓狀態(tài)； 一編碼產(chǎn)生器，是電性連接于電壓傳感器，并產(chǎn)生一電平信號(hào)來(lái)表示自所述電壓傳感器接收的所述電壓狀態(tài) '及 一振蕩器，是電性連接于所述編碼產(chǎn)生器，并產(chǎn)生一時(shí)鐘信號(hào)來(lái)指示所述編碼產(chǎn)生器輸出所述電平信號(hào)；以及一開(kāi)關(guān)控制器，是電性連接于所述編碼產(chǎn)生器，并根據(jù)所述電平信號(hào)，藉由所述開(kāi)關(guān)來(lái)短路所述次要串。
15.如權(quán)利要求14所述的驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管燈具的部件，其特征在于:所述開(kāi)關(guān)控制器是一遲滯電平移位器，其具有一低端輸入和一高端輸出，其特征在于:所述低端輸入是電性連接于所述編碼產(chǎn)生器以接收所述電平信號(hào)，所述高端輸出是根據(jù)所述電平信號(hào)來(lái)產(chǎn)生一控制信號(hào)，以選擇性地開(kāi)啟或關(guān)閉所述開(kāi)關(guān)。
16.如權(quán)利要求13所述的驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管燈具的部件，另包括一偏置單元，其電性連接于所述發(fā)光二極管串的所述次要串，其特征在于:所述偏置單元是用來(lái)調(diào)節(jié)通過(guò)所述電流源的電流以保持所述發(fā)光二極管串的輸出為一恒定照度。
17.如權(quán)利要求16所述的驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管燈具的部件，其特征在于:所述偏置單元是一模擬回授單元，其檢測(cè)表示所述發(fā)光二極管串中的所述次要串增加與減少的數(shù)目的一模擬訊號(hào)。
18.如權(quán)利要求16所述的驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管燈具的部件，其特征在于:所述偏置單元是產(chǎn)生一數(shù)字符字符串來(lái)表示所述發(fā)光二極管串中的所述次要串增加與減少的數(shù)目。
19.如權(quán)利要求13所述的驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管燈具的部件，其特征在于:各所述次要串中的所述發(fā)光二極管的數(shù)目是互不相同的。
20.如權(quán)利要求13所述的驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管燈具的部件，其特征在于:各所述次要串中的所述發(fā)光二極管的數(shù)目是以一個(gè)二 進(jìn)制的格式來(lái)安排的。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK103428959SQ201310181802
【公開(kāi)日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2013年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月16日
【發(fā)明者】理查德·蘭德里·格雷, 茅于海 申請(qǐng)人:理查德·蘭德里·格雷, 茅于海