以交流供电的led光引擎及具有该led光引擎的集成电路与照明装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种W交流供电（ac-powered)的L邸光引擎，特别是用W依据整流后 的弦波输入电压的电压电平，控制多个LED子阵列的点亮或焰灭的数量W及电流值的LED 光引擎。
【背景技术】
[0002] 发光二极管（Li曲t Emitting Diode, LED)为主的照明装置，具有相对较长的寿 命、较不易受到外在环境的干扰影响且较不易受损，故已经逐渐成为照明设备的首选。
[0003] 技术上，LED需要直流值irect化rrent，DC)驱动。因此，一般必须W全波或半波 整流器将交流（AlternatingQirrent，AC)弦波电压源（sinusoidalvoltagesource)整 流为整流后的弦波电压源后，才可W用W驱动LED。而市电为交流电，当交流电转成直流电 时，在直流脉冲的每周期的初始端与末端的低电压区段附近（又叫做空载期间），此时的输 入电压尚无法克服发光二极管的顺向电压降（forwardvoltage化op)W驱动发光二极管。 空载期间与导通角（comluctionangle)的加总构成整流后的弦波输入电压的一个完整周 期。空载期间越长，导通角越小，线电流越狭窄而无法相似于线电压的波形，导致功率因数 (powerfactor)较低。传统的LED驱动器（LED化iver)通常面临S种应用上的问题。
[0004] 第一个问题是传统的L邸驱动器须采用滤波器、整流器、W及功率因数修正器 (power factor corrector, PFC)等较为复杂的驱动器电路（化iver circuit),造成驱 动器的成本高昂。同时，发光二极管的寿命虽长，但功率因数修正器所采用的电解电容器 (electrolytic capacitor)却易于损坏，整体寿命相对缩短，无法发挥发光二极管的优点。
[0005] 第二问题是在空载期间，没有电流通过发光二极管，造成照明设备的闪烁现象 (flicker地enomenon)。LED在驱动电流为正时快速地被点亮，而在驱动电流为0时焰灭。 因此，若有空载期间的存在，将导致闪烁现象发生。闪烁现象W交流弦波的两倍频率，反复 地发生于空载期间。
[0006] 第=个问题是功率因数低落，通常发生在使用低功率的功率因数修正器，无法精 确地检测出微弱的回路电流W正确地修正交流输入电流波形为弦波波形时。功率因数用W 衡量电力使用效率，当线电压与线电流的相似度越高，表示电力使用效率越好，且功率因数 越高。通常交流电的输入电压波形为正弦波，后级负载的电流如能接近正弦波，其谐波数量 少，谐波失真就少，则功率因数越高。当输入电流与输入电压的相位与波形一致时，功率因 数接近最大值1。
[0007] 传统的功率因数修正器需要检测回路电流，W修正线电流对准线电压。当回路电 流太低而无法精确地在功率因数修正器中的阶段被电流检测电路所测得，功率因数修正器 将无法保持线电流与线电压的相位与波形一致而达到优选的功率因数。经常与低功率因数 相提并论的是高总谐波失真（totalharmonicdistortion(T皿)），根据傅立叶级数展开的 理论，任何周期信号于周期波形中任伺非连续或跳跃点将导致于基频成份上的高阶谐波， 导致总谐波失真升高。交流输入电流波形中的非连续或跳跃点造成的高总谐波失真与空载 期间的存在相关。
[000引简化电路、降低成本、改善发光二极管照明设备的闪烁现象W及提高功率因数，仍 是目前发光二极管光源的研发的主要课题。本发明人所提供的解决方案，具有可直接用于 交流电路、成本低廉、性能优异、不易损坏且电路简单、无闪烁现象W及提高功率因数等优 点，详如后述。
【发明内容】
[0009] 根据本发明的一个实施例，公开一种W交流供电的L邸光引擎，禪接于整流器及 多个外部L邸子阵列之间。L邸光引擎包括多个常闭旁通开关、常闭电流调节器W及多个 开关控制器。除了最上级或最下级L邸子阵列W外，各个常闭旁通开关并联禪接于对应的 L邸子阵列，并且穿梭于导通、调节或关闭S种开关状态。常闭电流调节器禪接于多个常闭 旁通开关，用W调节接近外部电压源的峰值的最高LED电流电平。各开关控制器分别禪接 对应的旁通开关W作为反馈网络，并用W根据对应的电流检测信号，控制开关状态。
[0010] 根据本发明的一个实施例，公开一种集成电路，包括如前所述的交流电源的LED 光引擎，该交流电源的LH)光引擎可任何形态实施。
[0011] 根据本发明的一个实施例，公开一种照明装置，包含整流器及交流电源的L邸光 引擎。整流器禪接于交流电源，用W提供整流后的电压。交流电源的L邸光引擎，禪接于整 流器与多个外部的L邸子阵列之间，其中L邸光引擎包括多个常闭旁通开关、常闭电流调节 器、多个电流检测电阻及多个开关控制器。外部的L邸子阵列中除最上级或最下级的L邸子 阵列外，各常闭旁通开关分别并联于对应的L邸子阵列，且穿梭于导通、调节及截止的S种 开关状态。各常闭电流调节器分别禪接于所述多个常闭旁通开关，用W调节接近外部电压 源的峰值的最高LED电流电平。各电流检测电阻分别连接于所述多个外部的LED子阵列。 各开关控制器分别禪接于对应的电流检测电阻及对应的旁通开关W作为反馈网络，并用W 根据对应的电流检测信号，控制所述多个开关状态。
【附图说明】
[0012] 为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特例举优选实施例，并配合所附图式， 作详细说明，其中：
[0013] 图1A示出根据本发明的一个实施例的照明装置1的方块示意图，照明装置1具有 W交流供电的LED光引擎10,根据本发明的一个实施例所设计的LED光引擎10用W由下往 上点亮穿插设置的L邸子阵列G1、G2、G3及G4且由上往下焰灭穿插设置的L邸子阵列G1、 G2、G3 及G4。
[0014] 图1B示出根据本发明的一个实施例的照明装置2的方块示意图，其具有W交流供 电的LED光引擎20,根据本发明的一个实施例所设计的LED光引擎20用W由上往下点亮穿 插设置的LED子阵列G1、G2、G3及G4且由下往上焰灭穿插设置的LED子阵列G1、G2、G3及 G4。
[0015] 图1C示出根据本发明的一个实施例的照明装置3的方块示意图，其具有W交流供 电的L邸光引擎30,根据本发明另一实施例所设计的L邸光引擎30用W由下往上点亮串 联设置的L邸子阵列G1、G2、G3及G4且由上往下焰灭串联设置的L邸子阵列G1、G2、G3及G4的。
[0016] 图1D示出根据本发明的一个实施例的照明装置4的方块示意图，其具有W交流供 电的LED光引擎40,根据本发明的又一实施例所设计的LED光引擎40用W由下往上点亮串 联设置的L邸子阵列G1、G2、G3及G4且由上往下焰灭串联设置的L邸子阵列G1、G2、G3及 G4的。
[0017] 图2示出根据本发明的一个实施例中，当W交流供电的LED光引擎于一个周期内 点亮及焰灭分段设置的L邸子阵列时，LED电流与整流后的弦波输入电压两者的波形示意 图。
[001引图3A示出根据本发明的一个实施例的集成电路的示意图，该集成电路具有W交 流供电的光引擎。
[0019] 图3B示出根据本发明的另一实施例的集成电路的示意图，该集成电路具有W交 流供电的光引擎。
[0020] 图4示出如图1A的W交流供电的LED光引擎应用于照明装置的示意图。
[0021] 图5示出如图1C的一个实施例的W交流供电的LED光引擎应用于照明装置的示 意图。
[0022] 图6示出如图1C的另一实施例的W交流供电的LED光引擎应用于照明装置的示 意图。
[0023] 图7示出如图1D的另一实施例的W交流供电的LED光引擎应用于照明装置的示 意图。
[0024] 附图标记说明
[002引 AC交流电压源
[0026] 1、2、3、4、5、6、7、8 照明装置
[0027] 10、20、30、40 控制电路
[002引 100整流器
[0029] 120、120'电流调节器
[0030] S1、S2、S3、S4、SO、Sn-1、Sn旁通开关
[003UG0、Gl、G2、G3、G4、Gn-l、GnLED子阵列
[003引TO、TTIO、T20、T30、T5、T15、T25、T35、Tn-1、化开关控制器
[003引 RIO、R20、R30、RIO,、R20,、R30,、贴、R15、R25、R35、Rx、Rd电流检测电阻
[0034] t0、tl、t2、1:3、t3，、t2，、tr、t0,时间
[0035] A、D、E、F、G、H、I、J、K、N、0、P、Q、S、T、U、V、W引脚
[0036] 12、22集成电路
[0037] R1、R2分压电阻
[003引 RaO、Ra、Ral、Ra2、Ra3、Ra4、Ran_l、Ran口极充电电阻
[0039] B、Bl、B2、B3、B7、B8、B9、Bn-1、化双极结型晶体管
[0040] e、f、g、e'、f'、g'、h'抽头
[0041] 化0、化1、化2、化3防猜位电阻
[0042] Rdl、Rd2、Rd3、Rvl、Rv2、Rv3 限流电阻
[0043] 化1、化2、化3 口极放电电阻
[0044] Rgl、Rg2、Rg3分压电阻
[0045] Z1、Z2、Z3电压猜制齐纳二极管
[0046] R1、R2分压器
[0047] 180、182、184定电压调节器
[0048] D1、D2、D3口极放电二极管
[0049] D5、D6、D7干扰防御二极管
[0050] C1、C2、C3陶瓷电容
[0化^ Z4、Z5、Z6电压猜制齐纳二极管
[0化2] X并联调节器
[0化3] M、SO电流调节开关
[0054] D8、D9、D10、D11 电流保留二极管
[005引 Cgl、Cg2、Cg3、Cg4闪烁抑制电容
[0056] PC0、PC1、PC2、PC3光禪合器
[0057] PD0、PD1、PD2、PD3电压比较光二极管
[005引 PT0、PT1、PT2、PT3口极放电光晶体管
【具体实施方式】
[0化9] 本发明的一个实施例将详细列举于下，所记载的优选实施例仅用于阐释及说明的 目的，并非用W限定本发明的范围。
[0060] 图1A示出根据本发明的一个实施例的照明装置1的方块示意图，照明装置1具有 W交流供电（ACmains)的LED光引擎10,可用W由下而上点亮穿插（interspersed)设置 的L邸子阵列且由上而下焰灭穿插设置的L邸子阵列佑1、G2、G3及G4)。照明装置1包 括禪接于交流电源AC的整流器100、W交流供电的L邸光引擎10,W及多个电流检测电阻 R10、R20及R30,并装配有多个外部LED子阵列G1、G2、G3及G4。
[0061] W交流供电的L邸光引擎10禪接于整流器100及穿插设置的L邸子阵列（G1、G2、 G3及G4)之间，具有常闭电流调节器120、多个常闭旁通开关（S1、S2及S3)及多个开关控 制器（T10、T20及T30)。常闭电流调节器120通过其高压端禪接于整流器100W调节通过 L邸子阵列的最高电流电平（接近整流后的弦波输入电压的峰值）。除了最下级L邸子阵 列G4W外，各常闭旁通开关（S1、S2及S3)分别并联禪接于对应的