CN103945596A - 双端电流控制器及相关发光二极管照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双端电流控制器及相关发光二极管照明装置。该双端电流控制器包含一限流单元和一调整单元，用来根据负载跨压来控制流经负载的第一电流。当负载跨压不大于第一电压时，双端电流控制器在第一模式下运作，限流单元导通有关整流交流电压的第二电流以将第一电流限定至零，并根据负载跨压来调整第二电流。当负载跨压大于第一电压且不大于第二电压时，双端电流控制器在第二模式下运作，限流单元导通第二电流以将第一电流限定至零，并将第二电流固定在大于零的一预定值。当负载跨压大于第二电压时，双端电流控制器在第三模式下运作，限流单元呈关闭。调整单元用来调整预定值和第二电压的值。因此，本发明能提供多种特性以达到弹性设计。

Description

双端电流控制器及相关发光二极管照明装置

技术领域

本发明涉及一种双端电流控制器及相关发光二极管照明装置，尤其涉及于一种可提高功率因素和提供过电压保护的双端电流控制器及相关发光二极管照明装置。

背景技术

相较于传统的白炽灯泡，发光二极管(light emitting diode,LED)具有耗电量低、组件寿命长、体积小、无须暖灯时间和反应速度快等优点，并可配合应用需求而制成极小或数组式的组件。除了户外显示器、交通标志灯之外、各种消费性电子产品，例如行动电话、笔记型计算机或电视的液晶显示屏幕背光源之外，发光二极管亦广泛地被应用于各种室内室外照明装置，以取代日光灯管或白炽灯泡等。

请参考图1，图1为一发光二极管的电压-电流特性图。当发光二极管的顺向偏压（forward-bias voltage）小于其隔离电压（barriervoltage）Vb时，流经发光二极管的电流极小，此时可视为开路；当发光二极管的顺向偏压大于其隔离电压Vb时，流经发光二极管的电流会随着其顺向偏压呈指数型的增加，此时可视为短路。隔离电压Vb的值相关于发光二极管的材料和掺杂浓度，通常介于1.5和3.5伏特之间。由于针对大多数的电流值，发光二极管的亮度和电流呈正比，因此一般会使用电流源来驱动发光二极管，让不同的发光二极管皆能达到一致的发光亮度。

请参考图2，图2为现有技术中一发光二极管照明装置1100的示意图。发光二极管照明装置1100包含一电源供应电路110,一电阻R，和一发光装置10。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以驱动发光装置10。电阻R串联于发光装置10，用来限定流经发光装置10的电流I_LED。在照明应用中，往往需要使用许多发光二极管来提供足够光源，由于发光二极管为一电流驱动组件，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，发光装置10一般会包含复数个串联的发光二极管D₁-D_n。假设发光二极管D₁-D_n的隔离电压皆为理想值Vb，而整流交流电压V_AC的值随着时间而在0和V_MAX之间呈周期性变化，则开启发光装置10所需的驱动电压其值需大于n*Vb，亦即0<V_AC<n*Vb间的能量并无法利用。串联发光二极管的数量越多，导通发光装置10所需的顺向偏压越高，若发光二极管数量太少，则会使得发光二极管在V_AC=V_MAX时驱动电流过大，进而影响发光二极管的可靠度。因此，现有技术的发光二极管照明装置1100仅能在可操作电压范围与发光二极管可靠度之间作一取舍。另一方面，具限流作用的电阻R亦会消耗额外能量，进而降低系统效率。

请参考图3，图3为现有技术中另一发光二极管照明装置1200的示意图。发光二极管照明装置1200包含一电源供应电路110,一电感L,一电容C,一开关SW，和一发光装置10。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以驱动发光装置10。电感L和开关SW串联于发光装置10，用来限定流经发光装置10的电流I_LED。电容C并联于发光装置10，用来吸收电源供应电路110的电压涟波（voltage ripple）。相较于发光二极管照明装置1100的电阻R，电感L在限流时消耗的能量较少，但具限流作用的电感L和具稳压作用的电容C会大幅降低发光二极管照明装置1200的功率因素（power factor），让能量利用率变低。同时，在照明应用中，现有技术的发光二极管照明装置1200仅能在可操作电压范围与亮度之间作一取舍。

发明内容

有鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的就是在提供一种可提高功率因素和提供过电压保护的双端电流控制器及相关发光二极管照明装置，进而提供多种特性以达到弹性设计。

为达到上述的目的，本发明公开一种双端电流控制器，用来控制流经一负载的一第一电流，其中在一整流交流电压的一上升周期内当该负载的跨压不大于一第一电压时，该双端电流控制器在一第一模式下运作；在该上升周期内当该负载的跨压大于该第一电压且不大于一第二电压时，该双端电流控制器在一第二模式下运作；而在该上升周期内当该负载的跨压大于该第二电压时，该双端电流控制器在一第三模式下运作；在该上升周期内当该负载的跨压在大于该第二电压后再次降至小于该第二电压的一第三电压，且该第二电压和该第三电压之间的差值超过一第一磁滞宽度时，该双端电流控制器在该第二模式下运作；在该上升周期内当该负载的跨压在大于该第二电压后再次降至该第三电压，且该第二电压和该第三电压之间的差值不超过该第一磁滞宽度时，该双端电流控制器在该第三模式下运作。该双端电流控制器包含一限流单元和一调整单元：当该双端电流控制器在该第一模式下运作时，该限流单元导通有关该整流交流电压的一第二电流，根据该负载的跨压来调整该第二电流的值，且将该第一电流限定至零；当该双端电流控制器在该第二模式下运作时，该限流单元导通以将该第二电流的值固定在大于零的一预定值，并将该第一电流限定至零；而当该双端电流控制器在该第三模式下运作时，该限流单元呈关闭。该调整单元用来调整该预定值和该第二电压的值。

本发明还公开一种提供过电压保护的发光二极管照明装置，其包含一第一发光装置，其根据一第一电流来提供光源；一第二发光装置，串联于该第一发光装置，其根据一第二电流来提供光源；一第一阻抗组件，用来在该第一发光装置和该第二发光装置上的跨压大于一第一预定值时，将该第一电流或该第二电流限定在一第一预定范围内；以及一第一双端电流控制器，并联于该第一发光装置且串联于该第二发光装置，用来根据该第一双端电流控制器的跨压来调节该第二电流。在一整流交流电压的一上升周期内当该第一双端电流控制器的跨压不大于一第一电压时，该第一双端电流控制器在一第一模式下运作。在该上升周期内当该第一双端电流控制器的跨压大于该第一电压且不大于一第二电压时，该第一双端电流控制器在一第二模式下运作。在该上升周期内当该第一双端电流控制器的跨压大于该第二电压时，该第一双端电流控制器在一第三模式下运作。该第一双端电流控制器包含一限流单元和一调整单元：当该第一双端电流控制器在该第一模式下运作时，该限流单元导通有关该整流交流电压的一第三电流，根据该负载的跨压来调整该第三电流的值，且将该第一电流限定至零；当该第一双端电流控制器在该第二模式下运作时，该限流单元导通以将该第三电流的值固定在大于零的一第二预定值，并将该第一电流限定至零；而当该第一双端电流控制器在该第三模式下运作时，该限流单元呈关闭以将该第一电流和该第二电流限定在一相同值。该调整单元，用来调整该第二预定值和该第二电压的值。

附图说明

图1为发光二极管的电压-电流特性图。

图2和图3为现有技术中发光二极管照明装置的示意图。

图4～5、9～10、15～18、21和23为本发明实施例中发光二极管照明装置的示意图。

图6、13和19A～19D为本发明实施例中双端电流控制器运作时的电流-电压特性图。

图7为本发明实施例中硅控整流器运作时的电流-电压特性图。

图8、14、20和22为本发明实施例中发光二极管照明装置运作时相关电流和电压变化的示意图。

图11和12为本发明实施例中双端电流控制器的示意图。

图24和25为本发明实施例中阻抗组件的示意图。

其中，附图标记说明如下：

具体实施方式

图4为本发明第一实施例中一发光二极管照明装置100示意图。图5为本发明第二实施例中一发光二极管照明装置200示意图。发光二极管照明装置100和200各包含一电源供应电路110、一双端电流控制器120、一发光装置10、一硅控整流器（Silicon ControlledRectifier）SCR，和一阻抗组件ZL。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以驱动发光装置10，其中整流交流电压V_AC的值随着时间而有周期性变化。发光装置10可包含n个串联的发光单元D₁～D_n，每一发光单元可包含一个发光二极管或多个发光二极管，图4和图5仅显示了采用单一发光二极管的架构，但不限定本发明的范畴。流经发光装置10的电流由I_LED来表示，而其跨压由V_AK来表示。双端电流控制器120并联于发光装置10和电源供应电路110，其包含一限流单元120A和一调整单元120B。双端电流控制器120可根据整流交流电压V_AC的值来控制流经发光装置10的电流I_LED，其中流经双端电流控制器120的电流由I_AK来表示，而其跨压由V_AK来表示。在本发明第一和第二实施例中，双端电流控制器120的隔离电压Vb’远小于发光装置10的整体隔离电压n*Vb（假设每一发光单元的隔离电压皆为Vb）。值得注意的是，相关领域具备通常知识者可能会使用其它词汇来称呼本发明所述的「隔离电压」，例如「切入电压（cut-involtage）」或「内建电压（built-in voltage）」等。

硅控整流器SCR并联于发光装置10和双端电流控制器120，用来对双端电流控制器120提供静电保护，以及对发光装置10提供开路保护。

在本发明第一实施例的发光二极管照明装置100中，双端电流控制器120并联于彼此串联的阻抗组件ZL和发光装置10。在本发明第二实施例的发光二极管照明装置200中，阻抗组件ZL串联于发光装置10和双端电流控制器120。阻抗组件ZL可包含电阻、电容、任何提供阻抗路径的组件，或上述的任意组合。举例来说，阻抗组件ZL可由一定拉电流集成电路（constant current sourceintegrated circuit）或一定灌电流集成电路（constant current sinkintegrated circuit）来实现，其电流-电压特性图如第24图和第25图所示。当电源供应电路110因故产生波动使得整流交流电压V_AC超过理想上限值时，阻抗组件ZL可对发光装置10提供过电压保护。

图6显示了发光二极管照明装置100或200中双端电流控制器120运作时的电流-电压特性图。在图6中，纵轴代表流经限流单元120A的电流I_AK，横轴代表限流单元120A的跨压V_AK。在本发明第一实施例中，当电压V_AK的值介于0和V_DROP之间时，双端电流控制器120在第一模式下运作，此时限流单元120A的作用如同一压控组件，亦即当电压V_AK大于双端电流控制器120的隔离电压Vb’时，流经双端电流控制器120的电流I_AK会随着其跨压V_AK呈特定变化。当电压V_AK的值介于V_DROP和V_{OFF_TH}之间时，双端电流控制器120在第二模式下运作，此时限流单元120A的作用如同一定电流源，亦即电流I_AK的值不再随着电压V_AK变化，而是被限定在一可调整的特定电流I_MAX’。当电压V_AK的值大于V_{OFF_TH}时，由于电流I_AK的值瞬间降至0，此时双端电流控制器120会在第三模式下运作而被关闭，此时限流单元120A可视为开路。同时，调整单元120B可用来调整双端电流控制器120在第二模式下运作时的限流值I_MAX’，以及调整用来切换第二和第三模式的电压V_{OFF_TH}，因此能提供多种特性以达到弹性设计。

图7显示了硅控整流器SCR运作时的电流-电压特性图。在图7中，纵轴代表流经硅控整流器SCR的电流I_SCR，横轴代表硅控整流器SCR的跨压V_AK。当电压V_AK的值小于一转折电压（break-overvoltage）BV时，硅控整流器SCR在一关闭模式下运作，此时仅会导通极小的漏电流。若接收到大于转折电压BV的静电脉冲电压，硅控整流器SCR会被触发且切换至一电阻模式下运作，此时硅控整流器SCR的跨压V_AK大于一保持电压V_HOLD但远小于转折电压BV，而电流I_SCR会随着电压V_AK而增加。因此，硅控整流器SCR可对双端电流控制器120提供静电保护。同时，若发光装置10中一发光二极管单元因故发生开路，电压V_AK会在瞬间超过转折电压BV，此时硅控整流器SCR会被触发以旁路电流I_LED，进而提供开路保护。

图8显示了电压V_AK、电流I_AK和电流I_LED的波形。如前所述，由于电压V_AK的值有关整流交流电压V_AC，其值随着时间而有周期性变化，因此以包含时间点t₀～t₆的一个周期来做说明，其中时间点t₀～t₃之间为整流交流电压V_AC的上升周期，而时间点t₃～t₆之间为整流交流电压V_AC的下降周期。在时间点t₀和t₁之间，电压V_AK逐渐上升，双端电流控制器120的限流单元120A首先被导通，电流I_AK的值会随着电压V_AK以特定方式增加，此时电流I_LED的值维持在零。在时间点t₁和t₂之间，电压V_AK大于电压V_DROP，双端电流控制器120的限流单元120A会将电流I_AK的值限定在特定电流I_MAX，而此时发光装置10仍未导通，因此电流I_LED的值依旧维持在零。在时间点t₂和t₄之间，电压V_AK的值大于电压V_{OFF_TH}，双端电流控制器120的限流单元120A会被关闭，而有关整流交流电压V_AC的电流则由发光装置10来导通，此时电流I_AK的值降至零，而电流I_LED的值则随着电压V_AK变化。在时间点t₄和t₅之间，电压V_AK降至介于V_DROP和V_{OFF_TH}之间，双端电流控制器120的限流单元120A会导通，因此电流I_AK的值会再次被限定在特定电流I_MAX，而电流I_LED的值会降至零。在时间点t₅和t₆之间，电压V_AK降至低于电压V_DROP，此时电流I_AK的值会随着电压V_AK以特定方式减少。换而言的，在0<V_AK<V_DROP的时间区间t₀～t₁和t₅～t₆，双端电流控制器120在第一模式下运作；在V_DROP<V_AK<V_{OFF_TH}的时间区间t₁～t₂和t₄～t₅，双端电流控制器120在第二模式下运作；在V_AK>V_{OFF_TH}的时间区间t₂～t₄，双端电流控制器120在第三模式下运作。

图9为本发明第三实施例中一发光二极管照明装置300示意图。图10为本发明第四实施例中一发光二极管照明装置400示意图。发光二极管照明装置300和400各包含一电源供应电路110、一双端电流控制器120、两发光装置21和25、一硅控整流器SCR，和一阻抗组件ZL。双端电流控制器120包含一限流单元120A和一调整单元120B。

在本发明第三实施例的发光二极管照明装置300中，双端电流控制器120并联于彼此串联的阻抗组件ZL和发光装置21。发光装置21可包含m个串联的发光单元D₁～D_m，每一发光单元可包含一个发光二极管或多个发光二极管，其中流经发光装置21的电流由I_{LED_AK}来表示，而发光装置21和阻抗组件ZL上的跨压由V_AK来表示。发光装置25串联于双端电流控制器120，其包含n个串联的发光单元D₁～D_n，其中流经发光装置25的电流由I_LED来表示，而发光装置25的跨压由V_LED来表示。双端电流控制器120的隔离电压Vb’远小于发光装置21的整体隔离电压m*Vb（假设每一发光单元的隔离电压皆为Vb）。每一发光单元可包含一个发光二极管或多个发光二极管，图9仅显示了采用单一发光二极管的架构，但不限定本发明的范畴。硅控整流器SCR并联于发光装置21和双端电流控制器120，用来对双端电流控制器120提供静电保护，以及对发光装置21提供开路保护。

在本发明第四实施例的发光二极管照明装置400中，阻抗组件ZL串联于发光装置21、25和双端电流控制器120。发光装置21可包含m个串联的发光单元D₁～D_m，其中流经发光装置21的电流由I_{LED_AK}来表示，而发光装置21的跨压由V_AK来表示。发光装置25串联于双端电流控制器120，其包含n个串联的发光单元D₁～D_n，其中流经发光装置25的电流由I_LED来表示，而发光装置25的跨压由V_LED来表示。双端电流控制器120的隔离电压Vb’远小于发光装置21的整体隔离电压m*Vb（假设每一发光单元的隔离电压皆为Vb）。每一发光单元可包含一个发光二极管或多个发光二极管，图10仅显示了采用单一发光二极管的架构，但不限定本发明的范畴。硅控整流器SCR并联于发光装置21和双端电流控制器120，用来对双端电流控制器120提供静电保护，以及对发光装置21提供开路保护。

图11和图12为本发明实施例中双端电流控制器120的示意图。在此两实施例中，双端电流控制器120的限流单元120A包含电阻R1～R7、开关QN1～QN2、一比较器CP0、一带隙参考电压产生器50，以及一电压侦测电路70。带隙参考电压产生器50通常包含正温度系数和负温度系数的组件，藉此达到零温度系数的电压输出特性，进而提供一稳定的参考电压V_REF。

电阻R1能侦测流经开关QN1的电流，并提供一相对应的反馈电压V_FB。透过由电阻R2～R4所组成的分压电路，参考电压V_REF会被分压成相对应的一参考电压V_REF1和一参考电压V_REF2。透过由电阻R5～R7所组成的分压电路，电压V_AK会被分压成相对应的一电压V_ON和一电压V_OFF。比较器CP0于其正输入端接收参考电压V_REF1，于其负输入端接收反馈电压V_FB，并根据参考电压V_REF1和反馈电压V_FB之间的大小关系来输出一控制信号V_g至开关QN1。

开关QN1可为一场效晶体管(Field Effect Transistor,FET)、一双载子接面晶体管(Bipolar Junction Transistor,BJT)，或是其它具类似功能的组件，图11和图12的实施例以一N型金氧半导体场效晶体管(N-Type Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor,NMOSFET)来做说明。开关QN1的闸极耦接至比较器CP0以接收控制信号V_g，其汲极-源极电压、闸极-源极电压和临界电压分别由V_DS、V_GS和V_TH来表示。当开关QN1在线性区运作时，其汲极电流主要由汲极-源极电压V_DS来决定；当开关QN1在饱和区运作时，其汲极电流只有关闸极-源极电压V_GS。

开关QN2可为一场效晶体管、一双载子接面晶体管，或是其它具类似功能的组件，图11和图12的实施例以一N型金氧半导体场效晶体管来做说明。开关QN2并联于电阻R1。当电压V_AK尚未达到能提供足够导通电流的值时，开关QN2呈导通以降低电阻R1的等效阻抗，进而缩短开关导通时间。当电压V_AK接近V_DROP时，开关QN2呈关闭。

在整流交流电压V_AC的上升周期，开关QN1的汲极-源极电压V_DS会随着电压V_AK而增加：当电压V_AK的值不大于V_DROP时，汲极-源极电压V_DS小于闸极-源极电压V_GS和临界电压V_TH的差值（亦即V_DS<V_GS-V_TH），而比较器CP0提供的控制信号V_g会让开关QN1在线性区运作，此时其汲极电流主要取决于汲极-源极电压V_DS，亦即双端电流控制器120会让电流I_AK和电压V_AK之间的关系呈现如同开关QN1的线性区特性。

在整流交流电压V_AC的上升周期，当电压V_AK的值介于V_DROP和电压V_{OFF_TH}之间时，汲极-源极电压V_DS大于闸极-源极电压V_GS和临界电压V_TH的差值（V_DS>V_GS-V_TH），而比较器CP0提供的控制信号V_g会让V_GS>V_TH，因此开关QN1会在饱和区运作，此时其汲极电流只有关闸极-源极电压V_GS，亦即电流I_AK的值不会随着电压V_AK改变。

电压侦测电路70包含一逻辑电路72、一电压边缘侦测电路74，以及两磁滞(hysteresis)比较器CP1和CP2。磁滞比较器CP1的正输入端接收参考电压V_REF2而负输入端接收电压V_ON，可根据电压V_ON和参考电压V_REF2之间的大小关系来决定电压V_{ON_TH}的值。磁滞比较器CP2的正输入端接收电压V_OFF而负输入端接收参考电压V_REF2，可根据电压V_OFF和参考电压V_REF2之间的大小关系来决定电压V_{OFF_TH}的值。电压V_{ON_TH}和V_{OFF_TH}为双端电流控制器120在不同模式之间的切换点，其运作在说明书后续内容中会有详细说明。

同时，当电压V_AK的值介于V_{OFF_TH}和V_{ON_TH}之间时，电压边缘侦测电路74可判断此时是整流交流电压V_AC的上升周期或下降周期。根据电压边缘侦测电路74和磁滞比较器CP1、CP2的判断结果，逻辑电路72再依此输出一相对应的控制信号至比较器CP0。当电压V_AK的值在整流交流电压V_AC的上升周期内介于V_{OFF_TH}和V_{ON_TH}之间时，比较器CP0提供的控制信号V_g低于临界电压V_TH的值，此时开关QN1为关闭，进而将电流I_AK的值限定在零；当电压V_AK的值在整流交流电压V_AC的下降周期内介于V_{ON_TH}和V_{OFF_TH}之间时，比较器CP0提供的控制信号V_g高于临界电压V_TH的值，此时开关QN1会在饱和区运作，进而将电流I_AK的值限定在I_MAX。

在图11所示的实施例中，调整单元120B包含一电阻R8，透过调整电阻R8的值可改变参考电压V_REF分压至比较器CP0～CP2的值，亦即可弹性调整参考电压V_REF1和V_REF2的值。如前所述，比较器CP0会根据参考电压V_REF1和反馈电压V_FB的差值来输出控制信号V_g至开关QN1，磁滞比较器CP1会根据电压V_ON和参考电压V_REF2之间的大小关系来决定电压V_{ON_TH}的值，而磁滞比较器CP2会根据电压V_OFF和参考电压V_REF2之间的大小关系来决定电压V_{OFF_TH}的值。由于开关QN1在饱和区运作时（第二模式）其汲极电流只有关闸极-源极电压V_GS，本发明可透过调整单元120B来调整双端电流控制器120在第二模式下运作时的限流值I_MAX，同时亦能调整用来切换第二和第三模式的电压V_{ON_TH}和V_{OFF_TH}，因此能提供多种特性以达到弹性设计。

在图12所示的实施例中，调整单元120B包含电阻R8～R9和保险丝F1～F3，可透过雷射烧断方式或是电流烧断方式来使保险丝F1～F3呈连接状态或断开状态，改变并联于分压电阻R3和R4的等效电阻值。举例来说，仅烧断保险丝F1可将R8并联于电阻串R3+R4，仅烧断保险丝F2可将R9并联于电阻串R3+R4，仅烧断保险丝F1和F2可将电阻串R8+R9并联于电阻串R3+R4，而烧断保险丝F3则不会并联任何电阻至电阻串R3+R4。本发明亦可使用更多电阻与保险丝的组合，电阻之间也不一定都是串联。因此，本发明可改变参考电压V_REF分压至比较器CP0～CP2的值，亦即可弹性调整参考电压V_REF1和V_REF2的值。如前所述，比较器CP0会根据参考电压V_REF1和反馈电压V_FB的差值来输出控制信号V_g至开关QN1，磁滞比较器CP1会根据电压V_ON和参考电压V_REF2之间的大小关系来决定电压V_{ON_TH}的值，而磁滞比较器CP2会根据电压V_OFF和参考电压V_REF2之间的大小关系来决定电压V_{OFF_TH}的值。由于开关QN1在饱和区运作时（第二模式）其汲极电流只有关闸极-源极电压V_GS，本发明可透过调整单元120B来调整双端电流控制器120在第二模式下运作时的限流值I_MAX，同时亦能调整用来切换第二和第三模式的电压V_{ON_TH}和V_{OFF_TH}，因此能提供多种特性以达到弹性设计。

在图11所示的实施例中，使用者可自行调整电流；在图12所示的实施例中，双端电流控制器120的制造者可预先帮使用者作调整，以集成电路来说，就是使调整单元(电阻)内建，如此可以让使用者省去一个电阻。内建电阻或是雷射/电流烧断保险丝等都是集成电路制程中常用手段，图11和图12仅说明本发明的实施例，并不限定本发明的范畴。

图13显示了发光二极管照明装置300或400中双端电流控制器120运作时的电流-电压特性图。在图13中，纵轴代表流经限流单元120A的电流I_AK，横轴代表双端电流控制器120的跨压V_AK。

在整流交流电压V_AC的上升周期，当电压V_AK的值介于0和V_DROP之间时，双端电流控制器120在第一模式下运作，此时限流单元120A的作用如同一压控组件，亦即当电压V_AK大于双端电流控制器120的隔离电压Vb’时，电流I_AK会随着其跨压V_AK呈特定变化。如前所述，当电压V_AK尚未达到能提供足够导通电流的值时，开关QN2呈导通以降低电阻R1的等效阻抗，使得电流I_AK能更快速地上升。当电流I_AK接近I_MAX时，开关QN2会被关闭。

在整流交流电压V_AC的上升周期，当电压V_AK的值介于V_DROP和V_{OFF_TH}之间时，双端电流控制器120在第二模式下运作，此时限流单元120A的作用如同一定电流源，亦即电流I_AK的值不再随着电压V_AK变化，而是被限定在一可调整的特定电流I_MAX。

在整流交流电压V_AC的上升周期，当电压V_AK的值大于V_{OFF_TH}时，双端电流控制器120会在第三模式下运作而限流单元120A呈关闭。由于电流I_AK的值瞬间降至0，此时双端电流控制器120可视为开路。

在整流交流电压V_AC的下降周期，当电压V_AK的值小于V_{ON_TH}之间时，双端电流控制器120在第二模式下运作，此时限流单元120A会将电流I_AK的值限定在特定电流I_MAX；当电压V_AK的值介于0和V_DROP之间时，双端电流控制器120在第一模式下运作，此时限流单元120A的作用如同一压控组件，亦即当电压V_AK大于双端电流控制器120的隔离电压Vb’时，电流I_AK会随着其跨压V_AK呈特定变化。同时，调整单元120B可用来调整双端电流控制器120在第二模式下运作时的限流值I_MAX，以及调整用来切换第二和第三模式的电压V_{OFF_TH}和V_{ON_TH}，因此能提供多种特性以达到弹性设计。

在本发明中，磁滞比较器CP1和CP2可提供磁滞带（hysteresisband）ΔV1和ΔV2，可避免因噪声产生的小电压变化造成不必要的模式切换。更精确地说，磁滞比较器CP1提供两切换点以定义磁滞带ΔV1，其中下降周期的切换点为V_{ON_TH}而上升周期的切换点为V_{ON_TH}’；同理，磁滞比较器CP2提供两切换点以定义磁滞带ΔV2，其中上升周期的切换点为V_{OFF_TH}而下降周期的切换点为V_{OFF_TH}’。

在整流交流电压V_AC的上升周期，当电压V_AK的值大于V_{OFF_TH}时，双端电流控制器120会切换至第三模式下运作。此时，若电压V_AK因故偏离V_{OFF_TH}，双端电流控制器120会判断电压偏离值是否在磁滞带ΔV2内，再依此决定是否切换至第二模式或继续在至第三模式下运作。举例来说，假设电压V1的值低于电压V_{OFF_TH}’，电压V1’的值介于电压V_{OFF_TH}’和V_{OFF_TH}之间，而电压V2的值介于电压V_{OFF_TH}和V_{ON_TH}之间。若电压V_AK在达到V2后降至V1，接着又回升至V2，此时双端电流控制器120会依序在第三模式、第二模式和第三模式下运作。另一方面，若电压V_AK在达到V2后降至V1’，接着又回升至V2，此时双端电流控制器120会持续在第三模式下运作。

在整流交流电压V_AC的下降周期，当电压V_AK的值低于V_{ON_TH}时，双端电流控制器120会切换至第二模式下运作。此时，若电压V_AK因故偏离V_{ON_TH}，此时双端电流控制器120会判断电压偏离值是否在磁滞带ΔV1内，再依此决定是否切换至第三模式或继续在至第二模式下运作。举例来说，假设电压V2的值介于电压V_{OFF_TH}和V_{ON_TH}之间，电压V3的值大于电压V_{ON_TH}’，而电压V3’的值介于电压V_{ON_TH}和V_{ON_TH}’之间。若电压V_AK在达到V2后升至V3，接着又降回到V2，此时双端电流控制器120会依序在第二模式、第三模式和第二模式下运作。另一方面，若电压V_AK在达到V2后升至V3’，接着又降回到V2，此时双端电流控制器120会持续在第二模式下运作。

图14显示了本发明实施例中电压V_AC、V_AK、V_LED和电流I_AK、I_{LED_AK}、I_LED的波形。如前所述，由于整流交流电压V_AC的值随着时间而有周期性变化，因此以包含时间点t₀～t₆的一个周期来做说明，其中时间点t₀～t₃之间为整流交流电压V_AC的上升周期，而时间点t₃～t₆之间为整流交流电压V_AC的下降周期。在时间点t₀和t₁之间，双端电流控制器120的跨压V_AK和n个串联发光单元的跨压V_LED随着整流交流电压V_AC逐渐上升。由于隔离电压较小，因此双端电流控制器120的限流单元120A首先会被导通，接着电流I_AK和I_LED的值会随着电压V_AK以特定方式增加，而电流I_{LED_AK}的值维持在零。

在时间点t₁和t₂之间，电压V_AK大于电压V_DROP，双端电流控制器120会将电流I_AK的值限定在特定电流I_MAX，而并联于双端电流控制器120的发光装置21仍未导通，因此电流I_{LED_AK}的值依旧为零，此时电压V_LED的值可由m*V_F来表示，其中V_F代表发光装置25中每一发光单元此时的顺向偏压。因此，发光装置21在时间点t₀～t₂之间并未导通，此时电源供应电路110所提供的整流交流电压V_AC系施加于双端电流控制器120和发光装置25中n个串联发光单元上。

在时间点t₂和t₄之间，电压V_AK的值大于V_{OFF_TH}，双端电流控制器120会被关闭，而有关整流交流电压V_AC的电流则由发光装置21和25来导通，此时电流I_AK的值降至零，而电流I_{LED_AK}的值随着电压V_AK变化。因此，当发光装置21在时间区间t₂～t₄被导通时，双端电流控制器120两端的跨压V_AK系由发光装置21分压整流交流电压V_AC来提供。

在时间点t₄和t₅之间，电压V_AK降至介于V_DROP和V_{ON_TH}之间，双端电流控制器120会导通，因此电流I_AK的值会再次被限定在特定电流I_MAX，而电流I_{LED_AK}的值会降至零。在时间点t₅和t₆之间，电压V_AK降至低于V_DROP，此时电流I_AK的值会随着电压V_AK以特定方式减少。如第9、10、14图所示，电流ILED的值为电流I_{LED_AK}和电流I_AK的加总（假设硅控整流器为关闭），本发明第三和第四实施例可透过双端电流控制器120来增加电源供应电路110的可操作电压范围（例如电压V_AC在t₀～t₂和t₄～t₆的输出），进而提升发光二极管照明装置300和400的功率因素。

图15为本发明第五实施例中一发光二极管照明装置500的示意图。图16为本发明第六实施例中一发光二极管照明装置600的示意图。图17为本发明第七实施例中一发光二极管照明装置700的示意图。图18为本发明第八实施例中一发光二极管照明装置800的示意图。发光二极管照明装置500、600、700和800各包含一电源供应电路110、多个双端电流控制器、多个发光装置、多个硅控整流器SCR，和至少一阻抗组件。每一硅控整流器SCR并联于一相对应的发光装置和一相对应的双端电流控制器，用来对相对应双端电流控制器提供静电保护，以及对相对应发光装置提供开路保护。

在本发明第五实施例的发光二极管照明装置500中，发光二极管照明装置500包含4个双端电流控制器121～124、4个发光装置21～23和25、4个硅控整流器SCR，和一阻抗组件ZL。发光装置21～23分别并联于相对应的双端电流控制器121～123，各包含多个串联的发光单元，其中流经发光装置21～23的电流分别由I_{LED_AK1}～I_{LED_AK3}来表示，而发光装置21～23的跨压分别由V_AK1～V_AK3来表示。阻抗组件ZL并联于双端电流控制器124，其中流经阻抗组件ZL的电流由I_{LED_AK4}来表示，而阻抗组件ZL的跨压由V_AK4来表示。阻抗组件ZL可包含电阻、电容、任何提供阻抗路径的组件，或上述的任意组合。举例来说，阻抗组件ZL可由一定拉电流集成电路或一定灌电流集成电路来实现，其电流-电压特性图如第24图和第25图所示。发光装置25串联于双端电流控制器121～124，其包含多个串联的发光单元，其中流经发光装置25的电流由I_LED来表示，而发光装置25的跨压由V_LED来表示。每一发光单元可包含一个发光二极管或多个发光二极管，图15仅显示了采用单一发光二极管的架构，但不限定本发明的范畴。在图15所示的实施例中，双端电流控制器121～124各包含相对应限流单元121A～124A和相对应调整单元121B～124B，分别用来根据电压V_AK1～V_AK4来调节流经相对应发光装置21～23和阻抗组件ZL的电流，其中流经双端电流控制器121～124的电流分别由I_AK1～I_AK4来表示。双端电流控制器121～123的隔离电压Vb’远小于相对应发光装置21～23的整体隔离电压。若电源供应电路110因故产生波动使得整流交流电压V_AC超过理想上限值时，阻抗组件ZL可对发光装置21～23和25提供过电压保护。

在本发明第六实施例的发光二极管照明装置600中，发光二极管照明装置600包含4个双端电流控制器121～124、5个发光装置21～25、4个硅控整流器SCR，和4个阻抗组件ZL1～ZL4。发光装置21～24分别串联于相对应的阻抗组件ZL1～ZL4且分别并联于相对应的双端电流控制器121～124，各包含多个串联的发光单元，其中流经发光装置21～24的电流分别由I_{LED_AK1}～I_{LED_AK4}来表示，而发光装置21～24的跨压分别由V_AK1～V_AK4来表示。阻抗组件ZL1～ZL4可包含电阻、电容、任何提供阻抗路径的组件，或上述的任意组合。举例来说，每一阻抗组件ZL1～ZL4可由一定拉电流集成电路或一定灌电流集成电路来实现，其电流-电压特性图如第24图和第25图所示。发光装置25串联于双端电流控制器121～124，其包含多个串联的发光单元，其中流经发光装置25的电流由I_LED来表示，而发光装置25的跨压由V_LED来表示。每一发光单元可包含一个发光二极管或多个发光二极管，图16仅显示了采用单一发光二极管的架构，但不限定本发明的范畴。在图16所示的实施例中，双端电流控制器121～124各包含相对应限流单元121A～124A和相对应调整单元121B～124B，分别用来根据电压V_AK1～V_AK4来调节流经相对应发光装置21～24的电流，其中流经双端电流控制器121～124的电流分别由I_AK1～I_AK4来表示。双端电流控制器121～124的隔离电压Vb’远小于相对应发光装置21～24的整体隔离电压。若电源供应电路110因故产生波动使得整流交流电压V_AC超过理想上限值时，阻抗组件ZL1～ZL4可对发光装置21～25提供过电压保护。同时，阻抗组件ZL1～ZL4能提供具有相异阻抗的信号传输路径，进而以不同顺序开启发光装置21～24。

在本发明第七实施例的发光二极管照明装置700中，发光二极管照明装置700包含4个双端电流控制器121～124、5个发光装置21～25、4个硅控整流器SCR，和一阻抗组件ZL。发光装置21～24分别并联于相对应的双端电流控制器121～124，各包含多个串联的发光单元，其中流经发光装置21～24的电流分别由I_{LED_AK1}～I_{LED_AK4}来表示，而发光装置21～24的跨压分别由V_AK1～V_AK4来表示。阻抗组件ZL可包含电阻、电容、任何提供阻抗路径的组件，或上述的任意组合。举例来说，阻抗组件ZL可由一定拉电流集成电路或一定灌电流集成电路来实现，其电流-电压特性图如第24图和第25图所示。发光装置25串联于双端电流控制器121～124，其包含多个串联的发光单元，其中流经发光装置25的电流由I_LED来表示，而发光装置25的跨压由V_LED来表示。每一发光单元可包含一个发光二极管或多个发光二极管，图17仅显示了采用单一发光二极管的架构，但不限定本发明的范畴。在图17所示的实施例中，双端电流控制器121～124各包含相对应限流单元121A～124A和相对应调整单元121B～124B，分别用来根据电压V_AK1～V_AK4来调节流经相对应发光装置21～24的电流，其中流经双端电流控制器121～124的电流分别由I_AK1～I_AK4来表示。双端电流控制器121～124的隔离电压Vb’远小于相对应发光装置21～24的整体隔离电压。若电源供应电路110因故产生波动使得整流交流电压V_AC超过理想上限值时，阻抗组件ZL可对发光装置21～25提供过电压保护。

在本发明第八实施例的发光二极管照明装置800中，发光二极管照明装置800包含5个双端电流控制器121～125、5个发光装置21～25，和5个硅控整流器SCR。发光装置21～24分别并联于相对应的双端电流控制器121～124，各包含多个串联的发光单元，其中流经发光装置21～24的电流分别由I_{LED_AK1}～I_{LED_AK4}来表示，而发光装置21～24的跨压分别由V_AK1～V_AK4来表示。双端电流控制器125串联于发光装置21～25，可作为一阻抗组件或一电流调节器。发光装置25串联于双端电流控制器121～125，其包含多个串联的发光单元，其中流经发光装置25的电流由I_LED来表示，而发光装置25的跨压由V_LED来表示。每一发光单元可包含一个发光二极管或多个发光二极管，图18仅显示了采用单一发光二极管的架构，但不限定本发明的范畴。在图18所示的实施例中，双端电流控制器121～125各包含相对应限流单元121A～125A和相对应调整单元121B～125B，分别用来根据电压V_AK1～V_AK4来调节流经相对应发光单元21～24的电流，其中流经双端电流控制器121～124的电流分别由I_AK1～I_AK4来表示。双端电流控制器121～124的隔离电压Vb’远小于相对应发光装置21～24的整体隔离电压。若电源供应电路110因故产生波动使得整流交流电压V_AC超过理想上限值时，双端电流控制器125可吸收多余电压并将电流限定在预定值，因此能对发光装置21～25提供过电压保护。

图19A～19D和图20说明了本发明实施例中发光二极管照明装置500、600、700和800的运作，其中图19A～19D分别显示了限流单元121A～124A运作时的电流-电压特性图，而图20显示了发光二极管照明装置500、600、700和800运作时相关电流和电压的变化。本发明可利用调整单元121B～124B来分别设定双端电流控制器121～124在第二模式下运作时的限流值和切换第二和第三模式的电压，因此能提供多种特性以达到弹性设计。在图19A～19D所示的实施例中，双端电流控制器121～124在第二模式下运作时的限流值大小关系为I_MAX1<I_MAX2<I_MAX3<I_MAX4，用来切换第二和第三模式的电压大小关系为V_{ON_TH1}<V_{ON_TH2}<V_{ON_TH3}<V_{ON_TH4}和V_{OFF_TH1}<V_{OFF_TH2}<V_{OFF_TH3}<V_{OFF_TH4}。

图20说明了本发明实施例的发光二极管照明装置500、600、700和800的运作，显示了电压V_AC和电流I_LED的波形。如前所述，由于整流交流电压V_AC的值随着时间而有周期性变化，因此以包含时间点t₀～t₁₀的一个周期来做说明，其中时间点t₀～t₅之间为整流交流电压V_AC的上升周期，而时间点t₅～t₁₀之间为整流交流电压V_AC的下降周期。

首先说明包含时间点t₀～t₅的上升周期，在时间点t₀和t₁之间，双端电流控制器121～124的跨压V_AK1～V_AK4随着整流交流电压V_AC而上升。由于双端电流控制器121～124的隔离电压较小，因此在时间点t₀和t₁之间双端电流控制器121～124较早被导通，此时电流系从电源供应电路110依序透过限流单元121A～124A传送至发光装置25，亦即I_LED=I_AK1=I_AK2=I_AK3=I_AK4，而I_{LED_AK1}=I_{LED_AK2}=I_{LED_AK3}=I_{LED_AK4}=0。在时间点t₁和t₂之间，电压V_AK1的值大于V_{OFF_TH1}，双端电流控制器121首先被关闭，此时电流系从电源供应电路110依序透过发光装置21、限流单元122A～124A传送至发光装置25，亦即I_LED=I_{LED_AK1}=I_AK2=I_AK3=I_AK4，而I_AK1=I_{LED_AK2}=I_{LED_AK3}=I_{LED_AK4}=0。在时间点t₂和t₃之间，电压V_AK2的值大于V_{OFF_TH2}，双端电流控制器122接着被关闭，此时电流系从电源供应电路110依序透过发光装置21、发光装置22、限流单元123A～124A传送至发光装置25，亦即I_LED=I_{LED_AK1}=I_{LED_AK2}=I_AK3=I_AK4，而I_AK1=I_AK2=I_{LED_AK3}=I_{LED_AK4}=0。在时间点t₃和t₄之间，电压V_AK3的值大于V_{OFF_TH3}，双端电流控制器123接着被关闭，此时电流系从电源供应电路110依序透过发光装置21、发光装置22、发光装置23和限流单元124A传送至发光装置25，亦即I_LED=I_{LED_AK1}=I_{LED_AK2}=I_{LED_AK3}=I_AK4，而I_AK1=I_AK2=I_AK3=I_{LED_AK4}=0。在时间点t₄和t₅之间，电压V_AK4的值大于V_{OFF_TH4}，双端电流控制器124接着被关闭，此时电流系从电源供应电路110依序透过发光装置21～24传送至发光装置25，亦即I_LED=I_{LED_AK1}=I_{LED_AK2}=I_{LED_AK3}=I_{LED_AK4}，而I_AK1=I_AK2=I_AK3=I_AK4=0。针对包含时间点t₅～t₁₀的下降周期，随着整流交流电压V_AC的下降，当电压V_AK4～V_AK1的值依序分别低于V_{ON_TH4}～V_{ON_TH1}时，限流单元124A～121A会在时间点t₆～t₉依序被开启，其运作方式和其相对应的上升周期类似。换而言的，在同一周期内，发光装置25的导通时间最长，发光装置21的导通时间次长，而发光装置24的导通时间最短。在许多应用中，可能需要发光装置21～24提供不同亮度或是在不同时间点提供光源，本发明可利用调整单元121B～124B来提供多种特性以达到弹性设计。

图21为本发明第九实施例中一发光二极管照明装置900的示意图。发光二极管照明装置900包含一电源供应电路110、5个双端电流控制器121～125、4个发光装置21～24，和4个硅控整流器SCR。发光装置21～24分别并联于相对应的双端电流控制器121～124，各包含多个串联的发光单元，其中流经发光装置21～24的电流分别由I_{LED_AK1}～I_{LED_AK4}来表示，而发光装置21～24的跨压分别由V_AK1～V_AK4来表示。每一发光单元可包含一个发光二极管或多个发光二极管，图21仅显示了采用单一发光二极管的架构，但不限定本发明的范畴。在图21所示的实施例中，双端电流控制器121～124各包含相对应限流单元121A～124A和相对应调整单元121B～124B，分别用来根据电压V_AK1～V_AK4来调节流经相对应发光单元21～24的电流，其中流经双端电流控制器121～124的电流分别由I_AK1～I_AK4来表示。双端电流控制器121～124的隔离电压Vb’远小于相对应发光装置21～24的整体隔离电压。双端电流控制器125串联于双端电流控制器121～124，其包含一限流单元125A和一调整单元125B，用来根据电压V_AK5来调节电流I_LED的值。若电源供应电路110因故产生波动使得整流交流电压V_AC超过理想上限值时，双端电流控制器125可作为一限流装置以将流经发光单元21～24的电流限定在预定值。每一硅控整流器SCR并联于一相对应发光装置和一相对应双端电流控制器，用来对相对应双端电流控制器提供静电保护，以及对相对应发光装置提供开路保护。

图22说明了本发明第九实施例的发光二极管照明装置900的运作。如前所述，双端电流控制器121～124在时间点t₄～t₆呈关闭，而电流I_LED的值由电源供应电路11提供的整流交流电压V_AC来决定。在图22所示的实施例中，双端电流控制器125可将电流I_LED的值限定在一特定电流I_MAX5。电流I_MAX5的值可根据不同应用来决定，图22中I_MAX1～I_MAX5的关系仅为说明，并不限定本发明的范畴。

图23为本发明第十实施例中一发光二极管照明装置1000示意图。发光二极管照明装置1000包含一电源供应电路410、一双端电流控制器120、一发光装置10、一硅控整流器SCR，和一阻抗组件ZL。本发明第一和第十实施例结构类似，不同的处在于电源供应电路410的结构。在本发明第一实施例中，电源供应电路110系利用桥式整流器112来对交流电压VS（例如市电110～220伏特）进行整流，进而提供随着时间而有周期性变化的整流交流电压V_AC。在本发明第十实施例中，电源供应电路410可接收任意来源的交流电压VS，再利用一交流-交流变压器412来进行电压转换，最后由桥式整流器112进行整流，进而提供随着时间而有周期性变化的整流交流电压V_AC。发光二极管照明装置1000的运作方式亦可如图6至图8所示，在此不另加赘述。同理，本发明第二至第九实施例亦可采用电源供应电路410来提供整流交流电压V_AC。

在本发明发光二极管照明装置中，双端电流控制器的数目、发光装置的数目和结构，以及电源供应电路的种类可根据不同应用来决定。图4～5、9～10、15～18、21和23所示仅为本发明的实施例，并不限定本发明的范畴。同时，第图11～12所示的双端电流控制器120中仅为本发明的实施例，本发明亦可采用其它具类似功能的组件来达到如图6～8、13和19A～19D所示的特性。

本发明的发光二极管照明装置利用双端电流控制器来控制流经串联发光二极管的电流大小和导通数目，在整流交流电压尚未达到所有发光二极管的整体隔离电压前即能导通部分发光二极管。同时，硅控整流器可对相对应双端电流控制器提供静电保护，以及对相对应发光装置提供开路保护。因此，本发明能够增加发光二极管照明装置的功率因素，同时兼顾可操作电压范围与亮度，以及提供过电压保护。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (45)

1.一种双端电流控制器，用来控制流经一负载的一第一电流，其特征在于：

在一整流交流电压的一上升周期内当该负载的跨压不大于一第一电压时，该双端电流控制器在一第一模式下运作；

在该上升周期内当该负载的跨压大于该第一电压且不大于一第二电压时，该双端电流控制器在一第二模式下运作；而

在该上升周期内当该负载的跨压大于该第二电压时，该双端电流控制器在一第三模式下运作；

在该上升周期内当该负载的跨压在大于该第二电压后再次降至小于该第二电压的一第三电压，且该第二电压和该第三电压之间的差值超过一第一磁滞宽度时，该双端电流控制器在该第二模式下运作；

在该上升周期内当该负载的跨压在大于该第二电压后再次降至该第三电压，且该第二电压和该第三电压之间的差值不超过该第一磁滞宽度时，该双端电流控制器在该第三模式下运作；且

该双端电流控制器包含：

一限流单元，其特征在于：

当该双端电流控制器在该第一模式下运作时，该限流单元导通有关该整流交流电压的一第二电流，根据该负载的跨压来调整该第二电流的值，且将该第一电流限定至零；

当该双端电流控制器在该第二模式下运作时，该限流单元导通以将该第二电流的值固定在大于零的一预定值，并将该第一电流限定至零；而

当该双端电流控制器在该第三模式下运作时，该限流单元呈关闭；以及

一调整单元，用来调整该预定值和该第二电压的值。

2.如权利要求1所述的双端电流控制器，其特征在于，在该整流交流电压的一下降周期内当该负载的跨压介于该第一电压和一第四电压之间时，该双端电流控制器在该第二模式下运作以将该第一电流限定至零并将该第二电流的值固定在该预定值，且该第四电压大于该第二电压。

3.如权利要求2所述的双端电流控制器，其特征在于：

在该整流交流电压的该下降周期内当该负载的跨压在小于该第四电压后再次超过大于该第四电压的一第五电压，且该第四电压和该第五电压之间的差值超过一第二磁滞宽度时，该双端电流控制器在该第三模式下运作；且

在该整流交流电压的该下降周期内当该负载的跨压在小于该第四电压后再次超过该第五电压，且该第四电压和该第五电压之间的差值不超过该第二磁滞宽度时，该双端电流控制器在该第二模式下运作。

4.如权利要求3所述的双端电流控制器，其特征在于，该限流单元包含：

一第一开关，用来根据一控制信号来导通该第二电流；

一带隙参考电压产生器，用来提供一带隙参考电压；

一第一分压电路，用来分压该带隙参考电压以提供一第一参考电压和一第二参考电压；

一第二分压电路，用来分压该整流交流电压以提供一第六电压和一第七电压；

一电流侦测电路，串联于该第一开关，用来侦测该第二电流的值并提供相对应的一反馈电压；

一电压边缘侦测电路，用来判断该整流交流电压在该上升周期或该下降周期；

一比较器，用来根据该第一参考电压和该反馈电压之间的大小关系、该第二电压、该第四电压，以及该电压边缘侦测电路的判断结果来提供该控制信号；

一第一磁滞比较器，用来根据该第二参考电压和该第六电压之间的大小关系来提供该第四电压；以及

一第二磁滞比较器，用来根据该第二参考电压和该第七电压之间的大小关系来提供该第二电压。

5.如权利要求4所述的双端电流控制器，其特征在于，该调整单元包含：

一电阻，并联于该第一分压电路，用来调整该第一参考电压和该第二参考电压的值。

6.如权利要求4所述的双端电流控制器，其特征在于，该调整单元包含：

一电阻；以及

一保险丝，并联于该电阻，用来在烧断时让该电阻并联于该第一分压电路以调整该第一参考电压和该第二参考电压的值。

7.如权利要求4所述的双端电流控制器，其特征在于，该调整单元包含：

一电阻；以及

一保险丝，串联于该电阻，用来在未烧断时让该电阻并联于该第一分压电路以调整该第一参考电压和该第二参考电压的值。

8.如权利要求4所述的双端电流控制器，其特征在于，该电流侦测电路包含：

一电阻，耦接于该第一开关，用来根据该第二电流来提供该反馈电压；以及

一第二开关，并联于该电阻，用来调整该电阻的一等效阻抗。

9.如权利要求4所述的双端电流控制器，其特征在于：

在该下降周期内当该负载的跨压不大于该第一电压时，该第一开关根据该控制信号来调节该第二电流的值；而

在该下降周期内当该负载的跨压大于该第一电压且不大于该第四电压时，该第一开关根据该控制信号来将该第二电流维持在该预定值并将该第一电流的值限定至零。

10.如权利要求9所述的双端电流控制器，其特征在于，该双端电流控制器根据该负载的跨压来调节该第二电流的值以使该负载的跨压和该第二电流之间的变化关系符合该第一开关的一特定运作区域的特性。

11.如权利要求1所述的双端电流控制器，其特征在于，该限流单元包含：

一第一开关，用来根据一控制信号来导通该第二电流；

一带隙参考电压产生器，用来提供一带隙参考电压；

一第一分压电路，用来分压该带隙参考电压以提供一第一参考电压和一第二参考电压；

一第二分压电路，用来分压该整流交流电压以提供一第四电压和一第五电压；

一电流侦测电路，串联于该开关，用来侦测该第二电流的值并提供相对应的一反馈电压；

一电压边缘侦测电路，用来判断该整流交流电压在该上升周期或一下降周期；

一第一比较器，用来根据该第一参考电压和该反馈电压之间的大小关系、该第二电压、该第三电压，以及该电压边缘侦测电路的判断结果来提供该控制信号；以及

一第二磁滞比较器，用来根据该第二参考电压和该第四电压之间的大小关系来提供该第二电压。

12.如权利要求11所述的双端电流控制器，其特征在于，该调整单元包含：

一电阻；以及

一保险丝，并联于该电阻，用来在烧断时让该电阻并联于该第一分压电路以调整该第一参考电压和该第二参考电压的值。

13.如权利要求11所述的双端电流控制器，其特征在于，该调整单元包含：

一电阻；以及

一保险丝，串联于该电阻，用来在未烧断时让该电阻并联于该第一分压电路以调整该第一参考电压和该第二参考电压的值。

14.如权利要求11所述的双端电流控制器，其特征在于，该电流侦测电路包含：

一电阻，耦接于该第一开关，用来根据该第二电流来提供该反馈电压；以及

一第二开关，并联于该电阻，用来调整该电阻的一等效阻抗。

15.如权利要求11所述的双端电流控制器，其特征在于：

在该上升周期内当该负载的跨压不大于该第一电压时，该开关根据该控制信号来调节该第二电流的值；而

在该上升周期内当该负载的跨压大于该第一电压时，该开关根据该控制信号来将该第二电流维持在该预定值。

16.如权利要求1所述的双端电流控制器，其特征在于，导通该双端电流控制器所需的隔离电压小于导通该负载的所需的隔离电压。

17.一种提供过电压保护的发光二极管照明装置，其特征在于，包含：

一第一发光装置，其根据一第一电流来提供光源；

一第二发光装置，串联于该第一发光装置，其根据一第二电流来提供光源；

一第一阻抗组件，用来在该第一发光装置和该第二发光装置上的跨压大于一第一预定值时，将该第一电流或该第二电流限定在一第一预定范围内；以及

一第一双端电流控制器，并联于该第一发光装置且串联于该第二发光装置，用来根据该第一双端电流控制器的跨压来调节该第二电流，其中：

在一整流交流电压的一上升周期内当该第一双端电流控制器的跨压不大于一第一电压时，该第一双端电流控制器在一第一模式下运作；

在该上升周期内当该第一双端电流控制器的跨压大于该第一电压且不大于一第二电压时，该第一双端电流控制器在一第二模式下运作；且

在该上升周期内当该第一双端电流控制器的跨压大于该第二电压时，该第一双端电流控制器在一第三模式下运作；且

该第一双端电流控制器包含：

一限流单元，其特征在于：

当该第一双端电流控制器在该第一模式下运作时，该限流单元导通有关该整流交流电压的一第三电流，根据该负载的跨压来调整该第三电流的值，且将该第一电流限定至零；

当该第一双端电流控制器在该第二模式下运作时，该限流单元导通以将该第三电流的值固定在大于零的一第二预定值，并将该第一电流限定至零；而

当该第一双端电流控制器在该第三模式下运作时，该限流单元呈关闭以将该第一电流和该第二电流限定在一相同值；以及

一调整单元，用来调整该第二预定值和该第二电压的值。

18.如权利要求17所述的发光二极管照明装置，其特征在于，在该整流交流电压的一下降周期内当该第一双端电流控制器的跨压介于该第一电压和一第三电压之间时，该第一双端电流控制器系将该第一电流限定至零，并将该第二电流和该第三电流限定在该第二预定值，且该第三电压大于该第二电压。

19.如权利要求18所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该限流单元包含：

一第一开关，用来根据一控制信号来导通该第三电流；

一带隙参考电压产生器，用来提供一带隙参考电压；

一第一分压电路，用来分压该带隙参考电压以提供一第一参考电压和一第二参考电压；

一第二分压电路，用来分压该整流交流电压以提供一第四电压和一第五电压；

一电流侦测电路，串联于该第一开关，用来侦测该第三电流的值并提供一相对应的反馈电压；

一电压边缘侦测电路，用来判断该整流交流电压在该上升周期或该下降周期；

一第一比较器，用来根据该第一参考电压和该反馈电压之间的大小关系、该第二电压、该第三电压，以及该电压边缘侦测电路的判断结果来提供该控制信号；

一第二比较器，用来根据该第二参考电压和该第四电压之间的大小关系来提供该第二电压；以及

一第三比较器，用来根据该第二参考电压和该第五电压之间的大小关系来提供该第三电压。

20.如权利要求19所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该调整单元包含：

一电阻，并联于该第一分压电路，用来调整该第一参考电压和该第二参考电压的值。

21.如权利要求19所述的发光二极管照明装置，其特征在于，其中该调整单元包含：

一电阻；以及

一保险丝，并联于该电阻，用来在烧断时让该电阻并联于该第一分压电路以调整该第一参考电压和该第二参考电压的值。

22.如权利要求19所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该调整单元包含：

一电阻；以及

一保险丝，串联于该电阻，用来在未烧断时让该电阻并联于该第一分压电路以调整该第一参考电压和该第二参考电压的值。

23.如权利要求19所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该电流侦测电路包含：

一电阻，耦接于该第一开关，用来根据该第三电流来提供该反馈电压；以及

一第二开关，并联于该电阻，用来调整该电阻的一等效阻抗。

24.如权利要求19所述的发光二极管照明装置，其特征在于：

在该下降周期内当该第一双端电流控制器的跨压不大于该第一电压时，该第一开关根据该控制信号来调节该第三电流的值；而

在该下降周期内当该第一双端电流控制器的跨压大于该第一电压且不大于该第三电压时，该第一开关根据该控制信号来将该第三电流维持在该第二预定值并将该第一电流的值限定至零。

25.如权利要求24所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该第一双端电流控制器根据该第一发光装置的跨压来调节该第三电流的值以使该第一发光装置的跨压和该第二电流之间的变化关系符合该第一开关的一特定运作区域的特性。

26.如权利要求17所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该限流单元包含：

一第一开关，用来根据一控制信号来导通该第三电流；

一带隙参考电压产生器，用来提供一带隙参考电压；

一第一分压电路，用来分压该带隙参考电压以提供一第一参考电压和一第二参考电压；

一第二分压电路，用来分压该整流交流电压以提供一第四电压和一第五电压；

一电流侦测电路，串联于该第一开关，用来侦测该第三电流的值并提供一相对应的反馈电压；

一电压边缘侦测电路，用来判断该整流交流电压在该上升周期或该下降周期；

一第一比较器，用来根据该第一参考电压和该反馈电压之间的大小关系、该第二电压、该第三电压，以及该电压边缘侦测电路的判断结果来提供该控制信号；以及

一第二比较器，用来根据该第二参考电压和该第四电压之间的大小关系来提供该第二电压。

27.如权利要求26所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该调整单元包含：

一电阻，并联于该第一分压电路，用来调整该第一参考电压和该第二参考电压的值。

28.如权利要求26所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该调整单元包含：

一电阻；以及

一保险丝，并联于该电阻，用来在烧断时让该电阻并联于该第一分压电路以调整该第一参考电压和该第二参考电压的值。

29.如权利要求26所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该调整单元包含：

一电阻；以及

一保险丝，串联于该电阻，用来在未烧断时让该电阻并联于该第一分压电路以调整该第一参考电压和该第二参考电压的值。

30.如权利要求26所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该电流侦测电路包含：

一电阻，耦接于该第一开关，用来根据该第三电流来提供该反馈电压；以及

一第二开关，并联于该电阻，用来调整该电阻的一等效阻抗。

31.如权利要求26所述的发光二极管照明装置，其特征在于：

在该上升周期内当该第一双端电流控制器的跨压不大于该第一电压时，该第一开关根据该控制信号来调节该第三电流的值；而

在该上升周期内当该第一双端电流控制器的跨压大于该第一电压且不大于该第三电压时，该第一开关根据该控制信号来将该第三电流维持在该第二预定值并将该第一电流的值限定至零。

32.如权利要求17所述的发光二极管照明装置，其特征在于，导通该第一双端电流控制器所需的隔离电压小于导通该第一发光装置所需的隔离电压。

33.如权利要求17所述的发光二极管照明装置，其特征在于，每一发光装置包含多个串联的发光二极管。

34.如权利要求17所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该第一阻抗组件包含一电阻、一电容、一定拉电流集成电路，或一定灌电流集成电路。

35.如权利要求17所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该第一阻抗组件串联于该第一发光装置和该第二发光装置。

36.如权利要求35所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该第一双端电流控制器并联于彼此串联的该第一发光装置和该第一阻抗组件。

37.如权利要求35所述的发光二极管照明装置，其特征在于，另包含一第二双端电流控制器，串联于该第一双端电流控制器和该第二发光装置，用来根据该第二双端电流控制器的跨压来调节该第二电流，其中该第一阻抗组件并联于该第二双端电流控制器。

38.如权利要求17所述的发光二极管照明装置，其特征在于，另包含：

一第三发光装置，串联于该第一发光装置和该第二发光装置，其根据一第四电流来提供光源；

一第二双端电流控制器，并联于该第三发光装置和串联于该第一双端电流控制器，用来根据该第二双端电流控制器的跨压来调节该第二电流

一第二阻抗组件，用来在该第一发光装置、该第二发光装置和该第三发光装置上的跨压大于一第三预定值时，将该第四电流限定在一第二预定范围内，其中该第一阻抗组件并联于该第一双端电流控制器且串联于该第一发光装置，而该第二阻抗组件并联于该第二双端电流控制器且串联于该第二发光装置。

39.如权利要求35所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该第一阻抗组件包含一第二双端电流控制器，其串联于该第一双端电流控制器，用来根据该第二双端电流控制器的跨压来调节该第二电流。

40.如权利要求17所述的发光二极管照明装置，其特征在于，另包含：

一第三发光装置，串联于该第一发光装置和该第二发光装置，其根据一第四电流来提供光源；

一第二双端电流控制器，并联于该第三发光装置，且串联于该第一双端电流控制器和该第四发光装置，用来根据该第二双端电流控制器的跨压来调节该第二电流，其中该第一阻抗组件包含一第三双端电流控制器，串联于该第一双端电流控制器和该第二双端电流控制器，用来根据该第三双端电流控制器的跨压来调节该第四电流。

41.如权利要求17所述的发光二极管照明装置，其特征在于，另包含一电源供应电路，用来提供该整流交流电压以驱动该第一发光装置和该第二发光装置。

42.如权利要求41所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该电源供应电路包含一交流-交流变压器。

43.如权利要求17所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该第一发光装置、该第二发光装置、该第一阻抗组件、该第一双端电流控制器和该调整单元系设置在同一电路板。

44.如权利要求17所述的发光二极管照明装置，其特征在于，另包含：

一硅控整流器，耦接于该第一发光装置，用来在该第一发光装置的跨压超过一转折电压时导通一第四电流，且在该第一发光装置的跨压不超过该转折电压时呈关闭。

45.如权利要求44所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该第一发光装置、该第二发光装置、该第一阻抗组件、该第一双端电流控制器、该调整单元和该硅控整流器设置在同一电路板。