具备多级驱动阶段的发光二极管照明装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种具备多级驱动阶段的发光二极管照明装置，尤其设及一种具备多 级驱动阶段、大操作电压范围、高均匀度和低频闪的发光二极管照明装置。
【背景技术】
[0002] 在整流交流(rectified alternative-州rrent,AC)电压直接驱动的照明应用中， 由于发光二极管（light emitting diode,LED)系为一电流驱动组件，其发光亮度与驱动电 流的大小成正比，为了达到高亮度和亮度均匀的要求，往往需要使用许多串接的发光二极 管来提供足够光源。串联发光二极管的数量越多，导通发光装置所需的顺向偏压越高，发光 二极管照明装置的可操作电压范围越小。若发光二极管数量太少，则会使得发光二极管在 整流交流电压具最大值时驱动电流过大，进而影响发光二极管的可靠性。
[0003] 发光二极管照明装置在运作时会调变光通量（luminous flux)和光强度。频闪 (flicker)是一种光源强度随着时间有明暗变化的不均匀现象，无论人眼是否能够辨识，频 闪会对人体造成不同程度的影响，例如头痛、眼花、眼睛疲劳、屯、神不安、或引发癒痛等反 应。因此，需要一种能够增加可操作电压范围、高可靠性，且能降低频闪的发光二极管照明 装置。
【发明内容】
[0004] 鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种能够增加操作电压范围、 高可靠性，且能降低频闪的发光二极管照明装置。
[000引为达到上述的目的，本发明公开一种具备多级驱动阶段的发光二极管照明装置， 其包括一第一级驱动阶段和一第二级驱动阶段。所述第一级驱动阶段包括一第一发光装 置，由一整流交流电压来驱动，其根据一第一电流来提供光源;一第二发光装置，由所述整 流交流电压来驱动，其根据一第二电流来提供光源;一第一电流控制器，串联于所述第一发 光组件，用来调节所述第一电流W使所述第一电流的值不超过一第一值;一第二电流控制 器，串联于所述第二发光组件，用来调节所述第二电流W使所述第二电流的值不超过一第 二值;一第一电荷储存单元，并联于至少所述第一发光装置，用来在所述整流交流电压的值 尚不足W导通所述第一发光装置时放电至所述第一发光装置W使所述第一发光装置维持 导通；W及一第一路径控制器，用来导通一第=电流，其一第一端禪接于所述第一发光组件 和所述第一电流控制器之间，且其第二端禪接于所述第二电流控制器。所述第二级驱动阶 段包括一第=电流控制器，串联于所述第一级驱动阶段，用来导通和调节一第四电流W使 所述第四电流的值不超过一第=值。
【附图说明】
[0006] 图1至图4为本发明实施例中发光二极管照明装置的示意图。
[0007] 图5至图9为本发明实施例中发光二极管照明装置内多个驱动阶段运作时的示意 图。
[0008] 图10为本发明实施例中发光二极管照明装置内发光装置电流-时间特性的示意 图。
[0009] 图11为本发明实施例中发光二极管照明装置整体运作的示意图。
[0010] 图12为一发光二极管照明装置整体运作的示意图。
[0011] 图13至图16为本发明其它实施例中发光二极管照明装置的示意图。
[001引其中，附图标记说明如下：
[0013] 101~108 发光二极管照明装置
[0014] 110 电源供应电路
[001引112 桥式整流器
[0016] Al~A2、Bi~B2 发光装置
[0017] CCAi~CCA2、CCAi'~CCA2' 第一类型电流控制器
[001引 CCBi~CC化 第二类型电流控制器
[0019] CC3 第S类型电流控制器
[0020] C出~邸4 电荷储存单元
[0021 ] UNAi~UNA2、UNAi'~UNA2' 电流侦测和控制单元
[0022] UNBi~UNB2 电压侦测和控制单元
[002引 UN3 侦测和控制单元
[0024] Di~化 路径控制器
[00巧]STi~ST3 驱动阶段
[0026] ISAi~ISA2、ISAi'~ISA2'、
[0027] ISBi~IS化、IS3 可调式电流源
【具体实施方式】
[0028] 图1至图4为本发明实施例中发光二极管照明装置101~104的示意图。每一发光二 极管照明装置101~104各包括一电源供应电路110和(N+1)级驱动阶段STi~STn+1，其中N为 大于1的整数。为了说明目的，图1至图4显示了N=2时的实施例，但驱动阶段的数目并不限 定本发明的范畴。
[0029] 电源供应电路110可接收一具正负周期的交流电压VS，并利用一桥式整流器112来 转换交流电压VS在负周期内的输出电压，因此可提供一整流交流电压VacW驱动(N+1)级驱 动段STi~STn+1，其中整流交流电压Vac的值随着时间而有周期性变化。在其它实施例中，电 源供应电路110可接收任何交流电压VS，利用一交流-交流电压转换器来进行电压转换，并 利用桥式整流器112来对转换后的交流电压VS进行整流，因此可提供整流交流电压VacW驱 动(N+1)级驱动阶段STi~STn+1，其中整流交流电压Vac的值随着时间而有周期性变化。值得 注意的是，电源供应电路110的结构并不限定本发明的范畴。
[0030] 在发光二极管照明装置101~103中，第1级至第N级驱动阶段STi~Sh中每一驱动 阶段包括多个发光装置、一路径控制器、一第一类型电流控制器、一第二类型电流控制器， W及M个电荷储存单元C出~CHm,其中N为大于1的整数，而M为不大于2N的正整数。第(N+1)级 驱动阶段STn+1包括一第=类型电流控制器。
[0031] 在发光二极管照明装置104中，第I级驱动阶段STi包括多个发光装置，而第2级至 第N级驱动阶段ST2~Sh中每一驱动阶段包括多个发光装置、一路径控制器、一第一类型电 流控制器、一第二类型电流控制器，W及M个电荷储存单元C出~CHm,其中N为大于1的整数， 而M为不大于2N的正整数。第(化1)级驱动阶段STn+1包括一第S类型电流控制器。
[0032] 每一第一类型电流控制器包括一可调式电流源和一电流侦测和控制单元，每一第 二类型电流控制器包括一可调式电流源和一电压侦测和控制单元，而每一第=类型电流控 制器包括一可调式电流源和一侦测和控制单元。
[0033] 为了清楚地说明本发明，说明书全文和图标中使用下列符号来表示发光二极管照 明装置101~104中各组件。Al~An和Bi~Bn分别代表驱动阶段STi~中相对应的发光装 置。Di~Dn分别代表驱动阶段STi~STn中相对应的路径控制器。CCAi~CCAn分别代表驱动阶 段STi~STn中相对应的第一类型电流控制器。CCBi~CCBn分别代表驱动阶段STi~STn中相对 应的第二类型电流控制器。CCn+1代表驱动阶段STn+冲的第S类型电流控制器。ISAi~ISAn分 别代表第一类型电流控制器CCAi~CCAn中相对应的可调式电流源。I SBi~I SBn分别代表第 二类型电流控制器CCBi~CCBn中相对应的可调式电流源。ISn+1代表第S类型电流控制器 CCn+冲的可调式电流源。UNAi~UNAn分别代表第一类型电流控制器CCAi~CCAn中相对应的 电流侦测和控制单元。UNBi~UNBn分别代表第二类型电流控制器CCBi~CCBn中相对应的电 压侦测和控制单元。UNn+1代表第(化1)级驱动阶段STn+冲的侦测和控制单元。
[0034] 为了清楚地说明本发明，说明书全文和图标中使用下列符号来表示发光二极管照 明装置101~104中相关电流和电压。Vm~Vinn分别代表第1级至第(N+1)级驱动阶段STi~ STn+1的跨压。Vaki~Vakn分别代表相对应第一类型电流控制器CCAi~CCAn的跨压。Vbki~V画分 另IJ代表相对应第二类型电流控制器CCBi~CCBn的跨压。Vck代表第立类型电流控制器CCn+1的 跨压。Iaki~Iakn分别代表流经相对应第一类型电流控制器CCAi~CCAn的电流。Ibki~Ibkn分别 代表流经相对应第二类型电流控制器CCBi~CCBn的电流。Iai~Ian分别代表流经相对应发光 装置Al~An的电流。Ibi~Ibn分别代表流经相对应发光装置Bi~Bn的电流。Idi~Idn分别代表 流经相对应路径控制器化~Dn的电流。Isumi~Islmn分别代表流经相对应驱动阶段STi~STn的 电流。流经发光二极管照明装置101~104的总电流可由ISUM(N+1)来表示。
[0035] 在发光二极管照明装置101~103的第一级至第N级驱动阶段STi~Sh中，电流侦测 和控制单元UNAi~UNAn分别串联至相对应发光装置Al~An和相对应可调式电流源ISAi~ ISAn,而电压侦测和控制单元UNBi~UNBn分别串联至相对应发光装置Bi~Bn和分别并联于相 对应可调式电流源I SBi~I SBn。电流侦测和控制单元UNAi~UNAn可分别根据电流I AKi~IAKN 来分别调节可调式电流源I SAi~I SAn的值。电压侦测和控制单元UNBi~UNBn可分别根据电 压Vbki~V画来分别调节可调式电流源I SBi~I SBn的值。
[0036] 在发光二极管照明装置104的第二级至第N级驱动阶段ST2~Sh中，电流侦测和控 制单元UNA2~UNAn分别串联至相对应发光装置A2~An和相对应可调式电流源ISA2~ISAn，而 电压侦测和控制单元UNB2~UNBn分别串联至相对应发光装置B2~Bn和分别并联于相对应可 调式电流源ISB2~I SBn。电流侦测和控制单元UNA2~UNAn可分别根据