专利名称：光源模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光源模块，特别是涉及一种可防止闪烁的光源模块。
背景技术：
图1示出了一种传统的光源模块100。在光源模块100中，交流电源120会提供具有正负半波的电源信号^至全波整流器110。接着，全波整流器110会将电源信号^整流为只有正半波的电源信号Shf，如图2所显示。接着，电源信号会通过限流电阻130，然后再输入至发光二极管模块140。一般而言，发光二极管的驱动电压约为2伏特至4伏特。 由于输入至发光二极管模块140的电压值很大，因此必须串接到许多颗发光二极管(例如图1的发光二极管142、144)来分散输入电压。于是，增加了电路布局的困难度，并增加整体光源模块的尺寸。再者，当接收到交流信号时，发光二极管会有部分时间是操作在电流均方根值 (例如图2的Iems)之上，这将使得发光二极管的效率下降，进而影响发光二极管的使用寿命。如先前所描述，由于必须增加发光二极管的串接数量来分散输入电压，因此一旦有任一发光二极管损坏时，将会改变其它发光二极管的电压与电流。于是，将导致整体发光二极管模块的使用寿命会大幅下降。再者，每一个发光二极管都有各自的发光颜色以及出光角度。 因此，无论是采用单颗封装或是多颗封装的方式来增加发光二极管的数量，势必都会互相干扰并影响到整体光源的出光效果。另外，当任一发光二极管损坏时，则会改变其它发光二极管晶粒的电压与电流，使得其它发光二极管晶粒的亮度会受到影响。此时，如果其它发光二极管为非单一颜色的光源种类时，整体光源的混光效果将会偏离原本的设定值，并且会无法稳定地控制发光二极管的光输出。因此，将会大幅增加使用发光二极管模块的困难性。一般而言，在离峰及尖峰时刻所输出的交流电源会有微幅的变化(即非稳定的交流电源)。微幅的电压或电流变化将会造成发光二极管在亮度上有明显的闪烁变化，其可能会对使用者造成明显的不适。因此，需要一种具有高效率以及稳定光输出的光源模块。
发明内容
本发明提供一种光源模块。该光源模块包括一全波整流器，用以根据一交流电源产生一整流信号；一定电流输出集成电路，用以根据该整流信号输出一定电流信号；以及， 一个或多个高驱动电压发光二极管晶粒，耦接于该定电流输出集成电路以及一接地端之间，其中该高驱动电压发光二极管晶粒的亮度是由该定电流信号所决定。再者，本发明提供另一种光源模块。该光源模块包括一全波整流器，用以根据一交流电源产生一整流信号；一个或多个定电流输出集成电路，用以根据该整流信号输出一个或多个定电流信号；多个高驱动电压发光二极管晶粒，耦接于一接地端；以及，多个降压单元，分别耦接于该定电流输出集成电路以及对应的该高驱动电压发光二极管晶粒之间。 每一该高驱动电压发光二极管晶粒的亮度受该定电流信号以及所对应的该降压单元所影响。
图1示出了一种传统的光源模块；图2示出了图1中传统光源模块的信号波形图；图3示出了根据本发明一实施例所述的光源模块；图4示出了根据本发明另一实施例所述的光源模块；图5A示出了根据本发明另一实施例所述的光源模块；图5B示出了根据本发明另一实施例所述的光源模块；图6A示出了根据本发明另一实施例所述的光源模块；图6B示出了根据本发明另一实施例所述的光源模块；图7A示出了根据本发明另一实施例所述的光源模块；图7B示出了根据本发明另一实施例所述的光源模块；图7C示出了根据本发明另一实施例所述的光源模块；图8示出了电压与流明(Lumen)变化率的关系图。图9A示出了根据本发明另一实施例所述的光源模块；图9B示出了根据本发明另一实施例所述的光源模块；以及图10示出了根据本发明另一实施例所述的光源模块。附图符号说明100、300、400、500、600A、600B、700A、700B、700C、900A、900B、1000 光源模块；110、310 全波整流器；120、320 交流电源；130 限流电阻；140 发光二极管模块；142、144、Dl-DN 发光二极管；330 低通滤波器；340.3401-340N 定电流输出集成电路；350、3501-350N 降压单元；360、3601-360N 高驱动电压发光二极管晶粒；410 控制器；510、5101-510N 可变电阻；610 开关；7101-710N、7201-720N、7301-730N 发光装置；910A、910B 热补偿驱动电流单元；920 热检测电阻；930 脉冲宽度调制控制集成电路；1010 双向硅控整流调光器；C 电容；I 定电流信号；
R1、R2 电阻；^ 交流信号；以及SHF、SLPF 信号。
具体实施例方式为使本发明的该和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图详细说明如下。实施例图3示出了根据本发明一实施例所述的光源模块300。光源模块300包括全波整流器310、交流电源320、低通滤波器330、定电流输出集成电路Qntegrated Circuit, IC) 340、降压单元350以及高驱动电压发光二极管晶粒360。全波整流器310会将交流电源320所提供的交流信号SA。整流成信号SHF。低通滤波器330耦接于全波整流器310以及定电流输出集成电路340之间，用以对整流信号^if进行滤波并产生信号S，。在此实施例中，低通滤波器330包括电阻Rl以及电容C，其中电阻Rl耦接于全波整流器310以及定电流输出集成电路340之间，而电容C耦接于电阻Rl以及接地端之间。根据信号Sut，定电流输出集成电路340会经由降压单元350提供定电流信号I至高驱动电压发光二极管晶粒 360，其中降压单元350会对定电流信号I进行降压，而高驱动电压发光二极管晶粒360的亮度受定电流信号I所影响。在此实施例中，降压单元350为电阻R2。在另一实施例中，降压单元350可以是齐纳二极管(Zener Diode)。对高驱动电压发光二极管晶粒360而言，定电流信号I为不随交流信号Sac变化的稳定输入电流。因此，当交流信号Sac因不同区域或尖峰用电时刻造成不稳定时，定电流信号I仍会维持住固定的电流值，使得高驱动电压发光二极管晶粒360不会发生闪烁现象。在一实施例中，定电流输出集成电路340为具有稳定输出电流的驱动集成电路。此外，在图3中，高驱动电压发光二极管晶粒360是由多个个发光二极管Dl-DN串联所组成，其中高驱动电压发光二极管晶粒360具有高驱动电压，例如大于10伏特的驱动电压。在其它实施例中，高驱动电压发光二极管晶粒360可以是由多个个发光二极管Dl-DN串联、并联或其组合所组成的发光二极管晶粒。高驱动电压发光二极管晶粒360的发光波长可介于200nm至800nm之间。一般而言，为了达到不同的亮度与混光结果，多个个高驱动电压发光二极管晶粒组合的驱动电压可任意搭配，使彼此的电压差可以等于或大于1伏特。然而，不断增加多个个高驱动电压发光二极管的晶粒数会导致整体发光二极管晶粒的总驱动电压上升。此外， 在固定功率输出下，当多个个高驱动电压发光二极管晶粒的驱动电压上升时，会使发光二极管晶粒的电流慢慢下降，这将会造成整体流明值的下降。此外，如果驱动电压过高且交流电压源有不稳定的波动时，这将造成多个个高驱动电压发光二极管晶粒有闪烁的现象发生。因此，应将驱动电压的上限控制在一特定电压值以下，方能提供一稳定的操作范围，其中该特定电压值可根据实际应用而决定。值得注意的是，当交流电压源的规格改变时，本发明实施例的光源模块所提供的功率将随之改变，而多个个高驱动电压发光二极管晶粒的驱动电压亦会随之改变。因此，在一特定的交流电压源条件下，多个个高驱动电压发光二极管晶粒的驱动电压至少须控制在小于一电压值下， 才能避免因为交流电压源不稳定的波动时，造成发光二极管晶粒闪烁的现象发生。
在其它实施例中，为了达到不同需求的色温可以采用不同波长的高驱动电压发光二极管晶粒组合。借着调整不同波长的高驱动电压发光二极管晶粒组合达到不同的色温需求。举例来说，为了使光源在特定色温时具有较佳的效率及演色性，可使用不同发光波长的多个颗高驱动电压发光二极管晶粒组合来搭配。具体而言，藉由使用不同发光波长的多个颗发光二极管晶粒组合可以互相弥补光源的效率与色彩演色性。然而，不同发光波长的多个颗高驱动电压发光二极管晶粒需考虑不同的驱动电压与光输出功率，其组合必须互相搭配才能达到较佳的效率与演色性。因此，在某一特定色温下，可以调整不同发光波长的多个颗高驱动电压发光二极管晶粒组合的输出光功率来得到较佳的效率与色彩演色性。例如， 在输出光功率比例大于1倍以上的条件下可以达到较佳的效率与演色性。此外，亦可并联多个定电流输出集成电路340来提供高驱动电压发光二极管晶粒 360较大的驱动电流，如图4所显示。高驱动电压发光二极管晶粒360的亮度受全部定电流输出集成电路340所提供的定电流信号I所影响。图5A示出了根据本发明另一实施例所述的光源模块400。相较于图3的光源模块 300，光源模块400还包括耦接于定电流输出集成电路340的控制器410。在光源模块400 中，定电流输出集成电路340所输出的定电流信号I的电流值可由控制器410所调整，于是高驱动电压发光二极管晶粒360的亮度可以被改变并被设定至期望的亮度。此外，在一实施例中，亦可使用多个个高驱动电压发光二极管晶粒360以串联、并联或其它方式形成不同的高驱动电压发光二极管晶粒组合。图5B示出了根据本发明另一实施例所述的光源模块500。在光源模块500中，可变电阻510耦接于定电流输出集成电路340以及高驱动电压发光二极管晶粒360之间。除了降压之外，亦可经由控制器410来调整可变电阻510的电阻值，以便改变输入至高驱动电压发光二极管晶粒360的驱动电流的电流值。于是，高驱动电压发光二极管晶粒360的亮度可以被改变并且被设定至期望的亮度。此外，在一实施例中，亦可使用多个个高驱动电压发光二极管晶粒360以串联、并联或其它方式形成不同的高驱动电压发光二极管晶粒组合。图6A示出了根据本发明另一实施例所述的光源模块600A。相较于图3的光源模块300，光源模块600A具有N个降压单元3501-350N以及N个高驱动电压发光二极管晶粒 3601-360N，其中每一降压单元耦接于定电流输出集成电路340以及对应的高驱动电压发光二极管晶粒之间。例如，降压单元3501耦接于高驱动电压发光二极管晶粒3601以及定电流输出集成电路340之间，而降压单元3502耦接于高驱动电压发光二极管晶粒3602以及定电流输出集成电路340之间。在此实施例中，每一降压单元为一电阻。此外，藉由适当地选用具有不同电阻值的降压单元3501-350N，可分别提供不同的驱动电流至高驱动电压发光二极管晶粒3601-360N，以便得到不同的亮度。举例来说，当降压单元3501与3502的电阻值相同时，则高驱动电压发光二极管晶粒3601与3602具有相同的亮度。反之，当降压单元3501与3502的电阻值不相同时，则高驱动电压发光二极管晶粒3601与3602的亮度亦会不相同。此外，在一实施例中，高驱动电压发光二极管晶粒3601-360N可分别具有不同的发光颜色，因此通过光源模块600A可将不同的发光颜色进行混合。图6B示出了根据本发明另一实施例所述的光源模块600B。相较于图6A的光源模块600A，光源模块600B还包括开关610，其中，此开关610可为机械式或电子式开关。在光源模块600B中，开关610可选择性地将定电流输出集成电路340耦接至N个降压单元之一，以便提供定电流信号I至对应于所耦接的降压单元的高驱动电压发光二极管晶粒。例如，如图6B所显示，定电流输出集成电路340经由开关610耦接至降压单元350N，于是定电流输出集成电路340可提供定电流信号I至高驱动电压发光二极管晶粒360N。在一实施例中，高驱动电压发光二极管晶粒3601-360N分别具有不同规格(例如亮度、色温等)。举例来说，高驱动电压发光二极管晶粒3601、3602及360N可具有不同的亮度，并且分别对应于红色、绿色及蓝色。因此，藉由控制开关610，光源模块600B可选择性地切换不同亮度或是不同发光波长的高驱动电压发光二极管晶粒。图7A示出了根据本发明另一实施例所述的光源模块700A。光源模块700A包括多个个发光装置7101-710N，其中发光装置7101-710N是以并联方式相连接。每一发光装置包括定电流输出集成电路(例如3401、3402. · · 340N)、降压单元(例如3501、3502. · · 350N)以及高驱动电压发光二极管晶粒(例如3601、3602. . . 360N)。在光源模块700A中，不同发光装置的定电流输出集成电路可分别提供相同或不同的定电流信号至所对应的高驱动电压发光二极管晶粒。举例来说，当定电流输出集成电路3401与3402分别提供具有相同电流值的定电流信号I至高驱动电压发光二极管晶粒3601与3602时，高驱动电压发光二极管晶粒3601与3602可得到相同的亮度。反之，当定电流输出集成电路3401与3402分别提供定电流信号I1与定电流信号I2G1 ^ I2)至高驱动电压发光二极管晶粒3601与3602时， 则高驱动电压发光二极管晶粒3601与高驱动电压发光二极管晶粒3602的亮度会分别由定电流信号I1与定电流信号I2所决定，即两者的亮度会不同。此外，在光源模块700A中，高驱动电压发光二极管晶粒3601-360N可具有相同或是不同的发光颜色。如先前所描述，在每一发光装置中，亦可使用多个个定电流输出集成电路或是多个个降压单元再加上多个个高驱动电压发光二极管晶粒来提供不同亮度或是不同颜色的发光效果。图7B示出了根据本发明另一实施例所述的光源模块700B。相较于图7A的光源模块700A，光源模块700B内发光装置7201-720N的定电流输出集成电路3401-340N可由控制器410来动态地调整所输出的定电流信号的电流值，使得高驱动电压发光二极管晶粒 3601-360N的亮度可以各自被改变并设定至期望的亮度。图7C示出了根据本发明另一实施例所述的光源模块700C。在光源模块700C中， 发光装置7301-730N内的降压单元5101-510N包括可变电阻。除了降压之外，亦可经由控制器410来分别调整可变电阻5101-510N的电阻值，以便改变输入至高驱动电压发光二极管晶粒3601-360N的驱动电流的电流值。于是，高驱动电压发光二极管晶粒3601-360N的亮度可以被分别改变并被设定至期望的亮度。图8示出了电压与流明(Lumen)变化率的关系图，其表示电压变动对流明变化率所造成的影响。在图8中，曲线A表示传统光源模块在交流电压有变动(例如VAve±10伏特)时的流明变化率，而曲线B表示根据本发明实施例所述的光源模块在交流电压有变动时的流明变化率。明显地，传统光源模块的流明变化率相当高(例如士25% )，因此容易产生闪烁的现象。反之，根据本发明实施例所述的高驱动电压发光二极管晶粒光源模块的流明变化率相当小，因此光源模块不会有闪烁的现象发生。根据本发明实施例，可得到具有稳定光输出且高效率的发光二极管光源，而不需要使用到额外高成本或复杂电路来降低交流电源的电压。此外，使用高驱动电压发光二极管晶粒来取代多个颗发光二极管，可降低生产成本并减少整体光源模块的尺寸。
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图9A示出了根据本发明另一实施例所述的光源模块900A。相较于图3的光源模块300，光源模块900A还包括热补偿驱动电流单元910A，其包含热检测电阻920以及电阻 R3。热补偿驱动电流单元910A耦接于定电流输出集成电路340，用以检测高驱动发光二极管晶粒360在操作时的温度变化，并改变热检测电阻的电阻值以回授给定电流输出集成电路340，以便改变输出到高驱动电压发光二极管晶粒360的电流值。图9B示出了根据本发明另一实施例所述的光源模块900B。在光源模块900B中，热补偿驱动电流单元910B包含热检测电阻920以及脉冲宽度调制(PWM)控制集成电路930。一般而言，发光二极管晶粒的效率会随着时间及操作温度因素而逐渐下降，这将造成发光二极管晶粒亮度的衰减。因此，为了避免发光二极管晶粒因效率下降导致亮度变化过大的现象，可使用热补偿驱动电流单元来检测高驱动电压发光二极管的操作温度并补偿其驱动电流，使发光二极管晶粒不会因为时间及操作温度因素导致亮度下降的情形。因此，在经过长时间与操作温度上升的因素下，使用热补偿驱动电流单元能使光源模块中不同发光波长的多个颗发光二极管晶粒可维持一致的亮度，使整体光源拥有稳定的亮度及色图10示出了根据本发明另一实施例所述的光源模块1000。相较于图3的光源模块300，光源模块1000还包括双向硅控整流调光器1010，其包括双向硅控整流器(Triode AC Switch, TRIAC)以及双向触发二极管(DiodeAC Switch, DIAC)。双向硅控整流器为双向闸流管(Thyristor)，其能以小电流/电压来控制大电流/电压，并具有体积小、功耗低、 效率高、切换迅速等优点。具体而言，双向硅控整流调光器1010能改变光源模块1000的电流，而达到稳定调光的功能。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，因此本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。
权利要求
1.一种光源模块，包括一全波整流器，用以根据一交流电源产生一整流信号； 一定电流输出集成电路，用以根据该整流信号输出一定电流信号；以及一个或多个高驱动电压发光二极管晶粒，耦接于该定电流输出集成电路以及一接地端之间，其中该高驱动电压发光二极管晶粒的亮度是由该定电流信号所决定。
2.如权利要求1所述的光源模块，还包括一低通滤波器，耦接于该全波整流器以及该定电流输出集成电路之间，用以对该整流信号进行滤波，其中该低通滤波器包括一电阻，耦接于该全波整流器以及该定电流输出集成电路之间；以及一电容，耦接于该电阻以及该接地端之间。
3.如权利要求1所述的光源模块，还包括一降压单元，耦接于该定电流输出集成电路以及该高驱动电压发光二极管晶粒之间， 用以对该定电流信号进行稳压，其中该高驱动电压发光二极管晶粒的驱动电压大于10伏特。
4.如权利要求3所述的光源模块，其中该降压单元包括一电阻或一齐纳二极管。
5.如权利要求1所述的光源模块，其中该高驱动电压发光二极管晶粒是由多个个发光二极管所组成，以及该高驱动电压发光二极管晶粒的发光波长范围介于200nm至SOOnm之间。
6.如权利要求5所述的光源模块，其中多个该高驱动电压发光二极管晶粒组合彼此间的驱动电压差等于或大于1伏特。
7.如权利要求1所述的光源模块，还包括一第一控制器，耦接于该定电流输出集成电路，用以调整该定电流输出集成电路所输出的该定电流信号的电流值，以便控制该高驱动电压发光二极管晶粒的亮度，其中该定电流信号的电流值大于3毫安。
8.如权利要求1所述的光源模块，还包括一可变电阻，耦接于该定电流输出集成电路以及该高驱动电压发光二极管晶粒之间；以及一第二控制器，耦接于该可变电阻，用以调整该可变电阻的电阻值，以便控制该高驱动电压发光二极管晶粒的亮度。
9.如权利要求1所述的光源模块，还包括一热补偿驱动电流单元，耦接于该全波整流器以及该定电流输出集成电路之间，包括一热检测电阻，其中该热补偿驱动电流单元检测该高驱动发光二极管晶粒的温度变化，并改变该热检测电阻的电阻值以回授给该定电流输出集成电路，以便改变该定电流信号的电流值。
10.如权利要求1至9项中任一所述的光源模块，还包括一双向硅控整流调光器，耦接于该交流电源以及该全波整流器之间，用以改变该定电流信号的电流值，以对该高驱动发光二极管晶粒进行调光。
11.一种光源模块，包括一全波整流器，用以根据一交流电源产生一整流信号；一个或多个定电流输出集成电路，用以根据该整流信号输出一个或多个定电流信号；多个高驱动电压发光二极管晶粒，耦接于一接地端；以及多个降压单元，分别耦接于该定电流输出集成电路以及对应的该高驱动电压发光二极管晶粒之间，其中每一该高驱动电压发光二极管晶粒的亮度受该定电流信号以及所对应的该降压单元影响。
12.如权利要求11所述的光源模块，还包括一低通滤波器，耦接于该全波整流器以及该定电流输出集成电路之间，用以对该整流信号进行滤波，其中该低通滤波器包括一电阻，耦接于该全波整流器以及该定电流输出集成电路之间；以及一电容，耦接于该电阻以及该接地端之间。
13.如权利要求11所述的光源模块，其中每一该降压单元包括一电阻或一齐纳二极管。
14.如权利要求11所述的光源模块，其中每一该高驱动电压发光二极管晶粒的驱动电压大于10伏特。
15.如权利要求11所述的光源模块，还包括一开关，选择性地将该定电流输出集成电路耦接至该降压单元之一，以便提供该定电流信号至对应于所耦接的该降压单元的该高驱动电压发光二极管晶粒。
16.如权利要求1所述的光源模块，其中该多个定电流输出集成电路各自耦接于对应的该降压单元，以便提供该定电流信号至对应的该高驱动电压发光二极管晶粒。
17.如权利要求11至16中任一所述的光源模块，还包括一第一控制器，耦接于该多个定电流输出集成电路，用以调整每一该定电流输出集成电路所输出的该定电流信号的电流值，以便控制每一该高驱动电压发光二极管晶粒的亮度。
18.如权利要求11所述的光源模块，其中每一该高驱动电压发光二极管晶粒由多个个发光二极管所组成，且每一该高驱动电压发光二极管晶粒具有不同的亮度，以及每一该高驱动电压发光二极管晶粒的发光波长范围介于200nm至SOOnm之间。
19.如权利要求18所述的光源模块，其中该多个个高驱动电压发光二极管晶粒组合彼此间的驱动电压差等于或大于1伏特。
20.如权利要求11所述的光源模块，还包括一第二控制器，其中每一该降压单元包括一可变电阻，以及该第二控制器耦接于每一该可变电阻，用以调整每一该可变电阻的电阻值，以便控制每一该高驱动电压发光二极管晶粒的亮度。
全文摘要
一种光源模块。该光源模块包括一全波整流器、一定电流输出集成电路以及至少一高驱动电压发光二极管晶粒。该全波整流器根据一交流电源产生一整流信号。该定电流输出集成电路根据该整流信号输出一定电流信号。该高驱动电压发光二极管晶粒耦接于该定电流输出集成电路以及一接地端之间，以及该高驱动电压发光二极管晶粒的亮度受该定电流信号所影响。
文档编号F21S2/00GK102261583SQ20101019370
公开日2011年11月30日 申请日期2010年5月24日 优先权日2010年5月24日
发明者廖文甲, 方嘉隆, 林昆阅, 王宏洲, 薛清全, 赵永祥, 陈世鹏 申请人:台达电子工业股份有限公司