具备多级驱动阶段和低频闪的发光二极管照明装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种具备多级驱动阶段的发光二极管照明装置，尤其涉及一种具备多 级驱动阶段、大操作电压范围、高可靠性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-current, AC)电压直接驱动的照明应用中， 由于发光二极管（light emitting diode, LED)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、心神不安、或引发癫痫等反应。因此， 需要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。
【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。
[0005] 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、一第二级驱动阶段和一电荷储存单元。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；以及一第一 电流控制单元，用来调节所述第一电流以使流经所述第一级驱动阶段的电流不超过一第一 值。所述第二级驱动阶段包括一第二发光装置，串联于所述第一发光装置且由所述整流交 流电压来驱动，其根据一第二电流来提供光源；以及一第二电流控制单元，用来调节所述第 二电流以使流经所述第二级驱动阶段的电流不超过一第二值。所述电荷储存单元并联于所 述第一发光装置，用来在所述整流交流电压的值还不足以导通所述第一发光装置时放电至 所述第一发光装置以使所述第一发光装置维持导通。
[0006] 为达到上述的目的，本发明另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、一第二级驱动阶段和一电荷储存单元。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；以及一第 一电流控制单元，用来调节所述第一电流以使流经所述第一级驱动阶段的电流不超过一第 一值。所述第二级驱动阶段包括一第二发光装置，串联于所述第一发光装置且由所述整流 交流电压来驱动，其根据一第二电流来提供光源；以及一第二电流控制单元，用来调节所述 第二电流以使流经所述第二级驱动阶段的电流不超过一第二值。所述电荷储存单元并联于 所述第一发光装置和所述第二发光装置，用来在所述整流交流电压的值还不足以导通所述 第一发光装置和所述第二发光装置时放电至所述第一发光装置和所述第二发光装置以使 所述第一发光装置和所述第二发光装置维持导通。
【附图说明】
[0007] 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。
[0008] 图5至图6为本发明实施例中发光二极管照明装置内发光装置电流-电压特性的 示意图。
[0009] 图7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。
[0010] 图8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。
[0011] 图9为一发光二极管照明装置整体运作的示意图。
[0012] 其中，附图标记说明如下：
[0013] 101~104 发光二极管照明装置
[0014] 110 电源供应电路
[0015] 112 桥式整流器
[0016] AfA3 发光装置
[0017] CC1- CC 3 电流控制单元
[0018] DfD3 路径控制器
[0019] CH1- CH 3 电荷储存单元
[0020] SI\~ST 3 驱动阶段
[0021] VS 交流电压
[0022] Vac 整流交流电压
[0023] Vdeop2 > Vdeop3 压差电压
[0024] Vcun~Vcut3 切入电压
[0025] V0FF2, Voff3 关闭电压
[0026] Vak2、Vffi3、Vledi~V LED3 电压
[0027] Iled、Iledi~I led3、Isum~I sum3、Iffi2、电流
[0028] Iak3
[0029] Iset2、Iset3 限流值
【具体实施方式】
[0030] 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。发光 二极管照明装置101~104各包括一电源供应电路110、N个发光装置Ai~A N、路径控制器 Df D M中至少一者、N个电流控制单元CC广CCn，以及M个电荷储存单元阳~CHM，其中N 为大于1的正整数，而M为不大于N的正整数。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V ac以驱动发光二极管照明装置101~104,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Vac以驱动发光二极管照明装置101~104,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。
[0031] 在发光二极管照明装置101~104中，发光装置运作可包括第1级至第 N级驱动阶段SI\~ST N。在本发明实施例中，每一发光装置AN可包括一个发光二极管， 或是多个串接、并联或组成数组的发光二极管。图1至图4显示了采用多个串接发光二极 管的架构，其可包括多个单接口发光二极管（single-junction LED)、多个多界面高压发光 二极管（multi-junction high-voltage LED)，或不同类型发光二极管的任意组合。然而， 发光装置A N所采用的发光二极管种类或组态并不限定本发明的范畴。在一特定驱动 阶段中，导通一特定电流控制单元所需的压差电压（dropout voltage)Vdkqp小于导通相对 应发光装置所需的切入电压（cut-in voltage)Vqjt。当一特定发光装置的跨压大于其切入 电压Vot时，此特定发光装置会在导通的ON状态；当一特定发光装置的跨压小于其切入电 压V ot时，此特定发光装置会在非导通的OFF状态。切入电压V euT的值相关于相对应发光装 置所采用发光二极管的数目和类型，在不同应用中可具不同值，但不限定本发明的范畴。
[0032] 在发光二极管照明装置101~104中，每一电荷储存单元(^~CHm可包括一个电 容，或是包括一个或多个具备类似功能的组件。然而，电荷储存单元(^~CH M的种类或组 态并不限定本发明的范畴。
[0033] 在发光二极管照明装置101~104中，每一路径控制器D1-Dm可包括一个二极管、 一二极管形式（diode-connected)的场效晶体管（field effect transistor, FET)、一二 极管形式的双载子接面晶体管（bipolar junction transistor, BJT)，或是一个或多个具 备类似功能的组件。然而，路径控制器D1-Dm的种类或组态并不限定本发明的范畴。当 一路径控制器的