发光二极体装置的制作方法

本发明是关于照明领域，且特别是关于发光二极体(Light Emitting Diode,LED)装置的领域。

背景技术：

发光二极体光源具有高发光效率、低发热、省电和寿命长的优点，因此其应用愈来愈广泛。发光二极体灯将逐渐取代如白炽灯和卤素灯等传统照明灯具。随着发光二极体灯的发展，驱使发光二极体灯朝向结构微型化的趋势。目前市场上常见的发光二极体灯驱动电路是在整流输入电压后，使用电解电容来滤波。电路中也需要使用电感和变压器。

由于电解电容体积大，占用了较大的驱动电路空间，驱动电路难以进一步微型化。而且电解电容的寿命受到驱动电路空间的环境温度影响非常大，使得电解电容过早失效，造成整灯的寿命缩短。较大的电感和变压器体积亦造成驱动结构难以微型化。除此之外，有效率的调光控制发光二极体装置是非常重要的现代照明应用。

技术实现要素：

本发明的其中一个目的是提供一种有效率的发光二极体装置调光控制器。

本发明的另一个目的是提供一种调光控制，其可以使用相位调光器以控制发光二极体装置的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)开关。

本发明的再另一个目的是提供一种调光控制，其可帮助发光二极体装置适用于传统相位调光控制。

根据本发明的一个方面，其揭露了一种发光二极体装置，用于接收调整信号。所述调整信号由相位调光器输出，所述相位调光器削减输入信号的一部分相位以输出所述调整信号。发光二极体装置包括第一发光二极体灯串、第二发光二极体灯串、整流模块以及控制单元。整流模块整流调整信号及输出整流信号。控制单元接收整流信号。控制单元将整流信号与预设电压值进行比较。

当整流信号的电压值大于预设电压值时，脉冲宽度调制控制器依据整流信号转换整流信号成为开关信号，控制单元串联连接第一发光二极体灯串及第二发光二极体灯串。

当整流信号的电压值低于预设电压值时，脉冲宽度调制控制器停止转换整流信号成为开关信号，控制单元并联连接第一发光二极体灯串及第二发光二极体灯串。

根据本发明的另一个方面，其揭露了一种发光二极体装置，用于接收一调整信号。所述调整信号由一相位调光器输出，所述相位调光器削减一输入信号的一部分相位以输出所述调整信号。发光二极体装置包括第一发光二极体灯串、第二发光二极体灯串、整流模块以及控制单元。整流模块整流调整信号及输出整流信号。

控制单元接收整流信号。控制单元具有并联模式及串联模式。控制单元包括脉冲宽度调制控制器。脉冲宽度调制控制器根据至少一个由整流信号计算出的参数来产生开关信号。

当控制单元为并联模式时，控制单元并联连接第一发光二极体灯串及第二发光二极体灯。当控制单元为串联模式时，控制单元串联连接第一发光二极体灯串及第二发光二极体灯串。

根据本发明的又另一个方面，其揭露了一种发光二极体装置，用于接收一调整信号。所述调整信号由一相位调光器输出，所述相位调光器削减一输入信号的一部分相位以输出所述调整信号。发光二极体装置包括第一发光二极体灯串、第一脉冲宽度调制晶体管、第二发光二极体灯串、第二脉冲宽度调制晶体管、整流模块以及控制单元。第一脉冲宽度调制晶体管连接至第一发光二极体灯串。第二脉冲宽度调制晶体管连接至第二发光二极体灯串。整流模块整流调整信号及输出整流信号。

控制单元包括脉冲宽度调制控制器及输入电压侦测单元。控制单元接收整流信号。脉冲宽度调制控制器制造脉冲宽度调制信号已控制第一脉冲宽度调制晶体管及第二脉冲宽度调制晶体管。输入电压侦测单元将整流信号及预设电压值做比较。

当整流信号的电压值大于预设电压值时，第一发光二极体灯串及第二发光二极体灯串共用第一脉冲宽度调制晶体管。当整流信号的电压值低于预设电压值时，第一发光二极体灯串及第二发光二极体灯串不共用第一脉冲宽度调制晶体管。

依据上述实施例的发光二极体装置可具有有效率的调光控制。调光控制可以是使用相位调光器以控制发光二极体装置的脉冲宽度调制开关。调光控制可帮助发光二极体装置适用于传统相位调光控制。

附图说明

图1说明一种发光二极体装置的实施例。

图2说明发光二极体装置的另一个实施例。

图3说明整流信号和输出电流的波形。

图4说明当一部分的相位被削减的整流信号和输出电流的波形。

图5说明当另一个部分的相位被削减时整流信号和输出电流的波形。

图6说明当另一个部分的相位被削减时整流信号和输出电流的波形。

图7说明当开关信号被应用时输出电流的例子。

图8说明当开关信号被应用时另一个输出电流例子。

图9说明连接发光二极体灯串的脉冲宽度调制晶体管的例子。

具体实施方式

图1说明一种发光二极体装置的实施例。图2说明发光二极体装置的另一个实施例。图3说明整流信号和输出电流的波形。图4说明当一部分的相位被削减的整流信号和输出电流的波形。图5说明当另一个部分的相位被削减时整流信号和输出电流的波形。图6说明当另一个部分的相位被削减时整流信号和输出电流的波形。图7说明当开关信号被应用时输出电流的例子。图8说明当开关信号被应用时另一个输出电流例子。图9说明连接发光二极体灯串的脉冲宽度调制晶体管的例子。

参考图1及图2，依据一实施例，发光二极体装置100用于接收一调整信号12。所述调整信号12由一相位调光器13输出，所述相位调光器13削减一输入信号11的一部分相位以输出所述调整信号12。所述发光二极体装置包括第一发光二极体灯串21、第二发光二极体灯串22、整流模块10以及控制单元30。整流模块10整流调整信号12及输出整流信号14。同时参考图4、图5及图6，相位调光器13削减一部分输入信号11的相位及输出整流信号。控制单元30包括脉冲宽度调制控制器506。脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation)就是脉冲宽度调制。控制单元30接收整流信号。控制单元30将整流信号与第一预设电压值U1及第二预设电压值U2进行比较。第一发光二极体灯串21具有第一开启电压。第二发光二极体灯串22具有第二开启电压。第一预设电压值U1可以是第一开启电压或第二开启电压中的任一个。第二预设电压值U2至少是第一开启电压和第二开启电压的总和。在一些实施例中，第一开启电压和第二开启电压相同。

参考图1、图2、图3、图4、图5及图6，当整流信号的电压值大于第一预设电压值U1但低于第二预设电压值U2时，控制单元30并联连接第一发光二极体灯串21及第二发光二极体灯串22。

当整流信号的电压值大于预设电压值U2时，脉冲宽度调制控制器506依据整流信号将整流信号转换成为开关信号，而控制单元30串联连接第一发光二极体灯串21及第二发光二极体灯串22。

在一些实施例中，当整流信号的电压值低于第二预设电压值U2时，脉冲宽度调制控制器506停止转换整流信号成为开关信号15，而控制单元30并联连接第一发光二极体灯串21与第二发光二极体灯串22。开关信号15可以用于实现脉冲宽度调制。

在一些实施例中，相位调光器13是前沿切相调光器。在一些实施例中，相位调光器13是可控硅整流器。在一些实施例中，相位调光器13是TRIAC调光器。在一些实施例中，相位调光器13是后沿切相调光器。在一些实施例中，相位调光器13是MOS调光器。

在一些实施例中，控制单元30还包括开关组合31。在一些实施例中，开关组合31可以是开关组合503。当整流信号的电压值高于第一预设电压值U1且低于第二预设电压值U2时，开关组合503并联连接第一发光二极体灯串21及第二发光二极体灯串22。当整流信号的电压值高于第二预设电压值U2时，开关组合503串联连接第一发光二极体灯串21及第二发光二极体灯串22。

在一些实施例中，开关组合31包括第一开关311、第二开关312及第三开关313。参考图1、图2、及图3，当整流信号的电压值高于第一预设电压值U1且低于第二电压值U2时，第一开关311连接，第二开关312连接，而第三开关313断开，使得第一发光二极体灯串21及第二发光二极体灯串22并联连接。当整流信号的电压值高于第二预设电压值U2时，第一开关311断开，第二开关312断开，而第三开关313连接，使得第一发光二极体灯串21及第二发光二极体灯串22串联连接。

参考图3，在一些实施例中，当第一发光二极体灯串21及第二发光二极体灯串22并联连接时，控制单元30输出驱动电流I1。当第一发光二极体灯串21及第二发光二极体灯串22串联连接时，控制单元30输出驱动电流I2。在此情形中，由于每一个第一发光二极体灯串21及第二发光二极体灯串22具有相同的定值驱动电流，因此驱动电流I1是两倍的驱动电流I2。

参考图3，当整流信号低于第一预设电压值U1时，无驱动电流流经第一发光二极体灯串21及第二发光二极体灯串22。因此，当整流信号的相位的削减部分低于第一预设电压U1时，其不影响发光二极体装置100的亮度。

参考图4，一部分整流信号14的上升相位在点401处被相位调光器13削减，形成前沿切相削减效应。点401的电压值高于第一预设电压值U1且低于第二预设电压值。对应的驱动电流也被削减，因此亮度是由整流信号剩余的相位来表示。在一些实施例中，整流信号的平均电压值正比于发光二极体装置的亮度。

参考图5，一部分整流信号的上升相位在点501被相位调光器13削减，形成前沿切向削减效应。点501的电压值高于第二预设电压值U2。对应的驱动电流也被削减，因此亮度是由整流信号剩余的相位来表示。在一些实施例中，驱动电流的占空比正比于发光二极体装置100的亮度。

参考图6，一部分整流信号14的上升相位在点601处被相位调光器13削减，形成前沿切相削减效应。点601的电压值高于第一预设电压值U1且低于第二预设电压值U2。对应的驱动电流也被削减，因此亮度是由整流信号剩余的相位来表示。在一些实施例中，整流信号的平均电压值正比于发光二极体装置的亮度。

参考图1、图2、图3及图4，根据另一实施例，揭露了一种发光二极体装置100，用于接收一调整信号12。所述调整信号12由一相位调光器13输出，所述相位调光器13削减一输入信号11的一部分相位以输出所述调整信号12。所述发光二极体装置100包括第一发光二极体灯串21、第二发光二极体灯串22、整流模块10及控制单元30。

整流模块10整流调整信号12及输出整流信号14。相位调光器13削减部分整流信号12的相位及输出整流信号14。控制单元30接收整流信号14。控制单元30具有并联模式及串联模式。控制单元30包括脉冲宽度调制控制器506。脉冲宽度调制控制器506依据至少由整流信号计算出的一个参数产生开关信号15。

当控制单元30在并联模式时，控制单元30并联连接第一发光二极体灯串21及第二发光二极体灯串22。当控制单元30在串联模式时，控制单元串联连接第一发光二极体灯串21及第二发光二极体灯串22。

在一些实施例中，参数是由整流信号计算出的均方根值。在一些实施例中，参数是由整流信号计算出的平均电压值。在一些实施例中，脉冲宽度调制控制器506只在当控制单元30在串联模式下输出开关信号15。在一些实施例中，脉冲宽度调制控制器506在并联模式及串联模式中皆输出开关信号15。在一些实施例中，开关信号15的占空比和整流信号的占空比相同。

参考图1、图2、图3、图4及图9，根据另一实施例，发光二极体装置用于接收一调整信号12。所述调整信号12由一相位调光器13输出，所述相位调光器13削减一输入信号11的一部分相位以输出所述调整信号12。所述发光二极体装置包括发光二极体灯串21、第一脉冲宽度调制晶体管81、第二发光二极体灯串22、第二脉冲宽度调制晶体管82、整流模块10以及控制单元30。

第一脉冲宽度调制晶体管81连接至第一发光二极体灯串21。第二脉冲宽度调制晶体管82连接至第二发光二极体灯串22。整流模块10整流调整信号12及输出整流信号14。相位调光器13削减一部分整流信号12的相位及输出整流信号14。

控制单元30包括脉冲宽度调制控制器506及输入电压侦测单元502。控制单元30接收整流信号14。脉冲宽度调制控制器506产生脉冲宽度调制信号15以控制第一脉冲宽度调制晶体管81及第二脉冲宽度调制晶体管82。输入信号侦测单元502将整流信号14与第一预设电压值U1及第二预设电压值U2进行比较。

当整流信号14的电压值大于预设电压值U2时，第一发光二极体灯串21及第二发光二极体灯串22共享第一脉冲宽度调制晶体管81。当整流信号14的电压值低于预设电压值U2时，第一发光二极体灯串21及第二发光二极体灯串22不共用第一脉冲宽度调制晶体管81。

在一些实施例中，预设电压值U2是第二预设电压值U2。控制单元30还包括开关组合503。当整流信号14的电压值高于第一预设电压值U1且低于第二预设电压值U2时，开关组合503并联连接第一发光二极体灯串及第二发光二极体灯串。当整流信号的电压值高于第二预设电压值U2时，开关组合503串联连接第一发光二极体灯串21及第二发光二极体灯串21。

在一些实施例中，控制单元30还包括用以产生定值电流给每一个第一发光二极体灯串21及第二发光二极体灯串22的调整模块504。在一些实施例中，控制单元30还包括用以控制输入电压侦测单元502的逻辑电路505、开关组合503及调整模块504。在一些实施例中，脉冲宽度调制控制器根据由整流信号计算出的至少一个参数506产生开关信号15。调整模块504可提供适当的电流值，使得每一个第一发光二极体灯串21及第二发光二极体灯串22无论是在并联模式或串联模式都可具有定值电流。

在一些实施例中，参数是由整流信号计算出的方均根值。在一些实施例中，参数是由整流信号算出的平均电压值。在一些实施例中，开关信号15的占空比和整流信号的占空比相同。在一些实施例中，当整流信号的电压值大于预设电压值U2时，关掉第二脉冲宽度调制晶体管82。

参考图9，在一些实施例中，脉冲宽度调制信号15控制脉冲宽度调制晶体管81、82的开/关状态。因此，可控制流经第一发光二极体灯串21及第二发光二极体灯串22之对应的电流。在一些实施例中，当第一发光二极体灯串21及第二发光二极体灯串并联连接时，两个脉冲宽度调制晶体管81、82用来分别控制两个发光二极体灯串。然而，当第一发光二极体灯串21和第二发光二极体灯串22串联连接時，只有一个脉冲宽度调制晶体管81用来控制驱动电压。在此情形中，第一发光二极体灯串21及第二发光二极体灯串22共用脉冲宽度调制晶体管81。

参考图5及图7，在一些实施例中，只有在控制单元30在串联模式时制造脉冲宽度调制信号15，可产生电流值為I2的切换驱动电流。切换中的驱动电流的占空比正比于发光二极体装置的亮度。

参考图5及图8，在一些实施例中，在串联模式和并联模式下皆产生脉冲宽度调制信号15，可产生电流值I1的切换驱动电流及另一个电流值I2。切换驱动电流的占空比正比于发光二极体装置的亮度。

以上仅为本发明较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明精神和原则之内，所做的任何修改、同等替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。