CN106604444B - 电压控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种电压控制装置包含一个第一发光单元、一个电连接该第一发光单元并根据一个第一控制信号而操作于饱和区的第一晶体管，及一个控制单元，该控制单元包括一个电连接该第一发光单元的选择比较模块、一个电连接该选择比较模块的充电开关模块、一个电连接该选择比较模块的放电开关模块，及一个电连接所述充、放电开关模块和该第一晶体管的电容，该电容的跨压作为该第一控制信号，当一第一比较信号为高电平时，该充电开关模块的一个充电电流流入该电容，以致该电容以该充电电流进行充电；而当该第一比较信号为低电平时，该电容经由该放电开关模块进行放电。

Description

电压控制装置
技术领域
本发明涉及一种控制装置，特别是涉及一种电压控制装置。
背景技术
市面上常见的发光二极管的结构为半导体P-N接口，且具有高发光效率及省电的优点，因此广受大众所接收并使用。然而，因现有的发光二极管受限于其结构为半导体P-N接口特性，导致其仅适于单向导通，而无法直接接收来自一般交流电源所提供的一交流信号。
为解决此问题，现有的发光二极管与该交流电源间必须电连接一功率因子校正驱动器，但该功率因子校正驱动器所输出的该直流信号往往具有100Hz/120Hz的电压涟波，例如文献「Li,Ji-Shiuan；Liang,Tsorng-Juu；Senior Member IEEE,Chen,Kai-Hui；Li,Jhih-Sian，“Primary-Side Controller IC Design for Quasi-Resonant Flyback LEDDriver”，IEEE 2015.pp.5308-5315」，其输出的该直流信号亦具有电压涟波，且此电压涟波跨在发光二极管的二端而产生的电流涟波会造成发光二极管的发光亮度闪烁，导致人体视觉疲劳，因此，如何减少该直流信号的电流涟波，进而改善现有发光二极管的发光亮度闪烁为现今发光二极管照明产业的一重要议题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能减少流过发光二极管的电流涟波的电压控制装置。
本发明的电压控制装置，包含一第一发光单元、一第一晶体管，及一控制单元。
该第一发光单元具有一接收一输入电压的第一端，及一第二端，该第一发光单元根据该输入电压在其第二端产生一第一输出电压。
该第一晶体管具有一电连接该第一发光单元的该第二端的第一端、一接地的第二端，及一接收一第一控制信号的控制端，该第一晶体管根据该第一控制信号而操作于饱和区。
该控制单元包括一选择比较模块、一充电开关模块、一放电开关模块，及一电容。
该选择比较模块电连接该第一发光单元的该第二端以接收该第一输出电压，并根据该第一输出电压和一第一参考电压产生一具有一高电平及一低电平的其中之一的第一比较信号。
该充电开关模块具有一电连接该选择比较模块以接收该第一比较信号的输入端，及一输出端，该充电开关模块根据该第一比较信号允许一充电电流自该输出端流出。
该放电开关模块电连接该选择比较模块以接收该第一比较信号，且电连接该充电开关模块的该输出端。
该电容具有一电连接该充电开关模块的该输出端和该第一晶体管的该控制端的第一端，及一接地的第二端，该电容的跨压作为该第一控制信号。
其中，当该第一比较信号处于高电平时，该充电电流流入该电容的该第一端，以致该电容以该充电电流进行充电，因此该第一控制信号的电压上升，当该第一比较信号处于低电平时，该电容经由该放电开关模块进行放电，因此该第一控制信号的电压下降。
本发明的电压控制装置，该选择比较模块包括：
一第一比较器，具有一电连接该第一发光单元的该第二端以接收该第一输出电压的非反相输入端、一接收该第一参考电压的反相输入端，及一输出端，该第一比较器根据该第一输出电压与该第一参考电压，在其输出端输出该第一比较信号。
本发明的电压控制装置，该选择比较模块包括：
一选择电路，电连接该第一发光单元的该第二端以接收该第一输出电压，并根据该第一输出电压产生一选择电压；及
一第一比较器，具有一电连接该选择电路以接收该选择电压的非反相输入端、一接收该第一参考电压的反相输入端，及一输出端，该第一比较器根据该选择电压与该第一参考电压，在其输出端输出该第一比较信号。
本发明的电压控制装置，该选择电路包括：
一第二比较器，具有一电连接该第一发光单元的该第二端以接收该第一输出电压的非反相输入端、一接收一偏压电压的反相输入端，及一输出端，该第二比较器根据该第一输出电压与该偏压电压，在其输出端输出一具有一高电平及一低电平二者其中之一的第一选择信号；
一第一非门，具有一电连接该第二比较器的该输出端以接收该第一选择信号的第一端，及一第二端，该第一非门根据该第一选择信号在其第二端产生并输出一具有一高电平及一低电平二者其中之一的第一转换信号；
串联连接的一第一开关及一第二开关，电连接在该第二比较器的该非反相输入端及该反相输入端间，所述第一及第二开关分别电连接该第二比较器的该非反相输入端及该反相输入端，所述第一及第二开关分别受该第一转换信号及该第一选择信号控制而导通或不导通，且该选择电路在所述第一及第二开关的一共同接点输出该选择电压；
其中，当该第一选择信号处于高电平时，该第一转换信号处于低电平，该第一开关受该第一转换信号控制而不导通，该第二开关则受该第一选择信号控制而导通；及
其中，当该第一选择信号处于低电平时，该第一转换信号处于高电平，该第一开关受该第一转换信号控制而导通，该第二开关则受该第一选择信号控制而不导通。
本发明的电压控制装置，该选择电路包括：
一电流源，产生一固定电流；及
一第一二极管，具有一电连接该电流源和该第一比较器以分别接收该固定电流的阳极，及一电连接该第一发光单元的该第二端以接收该第一输出电压的阴极，该第一二极管根据该第一输出电压在该阳极产生该选择电压。
本发明的电压控制装置，该放电开关模块包括：
一第一非门，具有一电连接该选择比较模块以接收该第一比较信号的第一端，及一第二端，该第一非门根据该第一比较信号，在其第二端产生并输出一具有一高电平及一低电平二者其中之一的切换信号；及
一放电开关和一放电电流源，串联连接于该充电开关模块的该输出端与地间，该放电开关电连接该充电开关模块的该输出端，且该放电电流源电连接至地，该放电开关受该切换信号控制而导通或不导通；
其中，当该第一比较信号处于高电平时，该切换信号处于低电平且该放电开关受该切换信号控制而不导通；及
其中，当该第一比较信号处于低电平时，该切换信号处于高电平且该放电开关受该切换信号控制而导通，以致该电容根据该放电电流源所产生的一放电电流而进行放电。
本发明的电压控制装置，该充电开关模块包括：
一充电开关，具有一电连接该充电开关模块的该输出端的第一端，及一第二端，该充电开关受该第一比较信号控制而导通或不导通；及
一充电电流源，电连接该充电开关的该第二端，并产生该充电电流；
其中，当该第一比较信号处于高电平时，该充电开关受该第一比较信号控制而导通，以致该电容以该充电电流进行充电；及
其中，当该第一比较信号处于低电平时，该充电开关受该第一比较信号控制而不导通。
本发明的电压控制装置，还包含一电阻，该电阻电连接于该第一晶体管的该第二端与地间，且该电阻的跨压作为一第二参考电压。
本发明的电压控制装置，：
该电压控制装置还包含J个分流电路，该J个分流电路中的每一分流电路电连接该第一发光单元的该第一端以接收该输入电压，并根据该输入电压产生一第二输出电压，J为正整数，J≧1；及
该选择比较模块还电连接该J个分流电路以接收J个第二输出电压，且根据该第一输出电压和该J个第二输出电压产生该第一比较信号。
本发明的电压控制装置，每一分流电路包括：
一第二发光单元，具有一接收该输入电压的第一端，及一电连接该选择比较模块的第二端，该第二发光单元根据该输入电压在其第二端产生该第二输出电压；及
一映像单元，电连接于该第二发光单元的该第二端和该第一晶体管的该第二端间，以接收该第二参考电压，并根据该第二参考电压产生一电流。
本发明的电压控制装置，每一映像单元包括：
一第二晶体管，具有一电连接该第二发光单元的该第二端的第一端、一第二端，及一接收一第二控制信号的控制端，该第二晶体管根据该第二控制信号而操作于饱和区；
一运算放大器，具有一电连接该第一晶体管的该第二端以接收该第二参考电压的非反相输入端、一电连接该第二晶体管的该第二端以接收一回授电压的反相输入端，及一电连接该第二晶体管的该控制端的输出端，该运算放大器根据该第二参考电压与该回授电压，在其输出端输出该第二控制信号至该第二晶体管的该控制端；及
一回授电阻，电连接于该第二晶体管的该第二端与地间，该回授电阻的跨压作为该回授电压。
本发明的电压控制装置，该选择比较模块包括：
一选择电路，电连接该第一发光单元和J个第二发光单元的所述第二端以分别接收该第一输出电压和该J个第二输出电压，并根据该第一输出电压和该J个第二输出电压产生一选择电压；
一第一比较器，具有一电连接该选择电路以接收该选择电压的非反相输入端、一接收该第一参考电压的反相输入端，及一输出端，该第一比较器根据该选择电压与该第一参考电压，在其输出端输出该第一比较信号。
本发明的电压控制装置，该选择电路包括：
一选择比较器，具有一接收一偏压电压的第一端、J个分别电连接该J个第二发光单元的所述第二端以分别接收所述第二输出电压的第二端，及一第三端，该选择比较器根据该偏压电压和该J个第二输出电压，在其第三端输出一第二比较信号；
一第二比较器，具有一电连接该第一发光单元的该第二端以接收该第一输出电压的非反相输入端、一电连接该选择比较器的该第三端以接收该第二比较信号的反相输入端，及一输出端，该第二比较器根据该第一输出电压与该第二比较信号，在其输出端输出一第一选择信号；
一第一非门，具有一电连接该第二比较器的该输出端以接收该第一选择信号的第一端，及一第二端，该第一非门根据该第一选择信号在其第二端产生并输出一第一转换信号；
串联连接的一第一开关及一第二开关，电连接在该第二比较器的该非反相输入端及该反相输入端间，所述第一及第二开关分别电连接该第二比较器的该非反相输入端及该反相输入端，所述第一及第二开关分别受该第一转换信号及该第一选择信号控制而导通或不导通，且该选择电路在所述第一及第二开关的一共同接点输出该选择电压。
本发明的电压控制装置，该选择比较器包括J个比较单元，该J个比较单元的每一者具有一第一端、一第二端，及一第三端；
其中，第一个比较单元的该第一端和该第二端分别电连接该选择比较器的该第一端和第一个第二发光单元的该第二端，且当J＝1时，该第一个比较单元的该第三端电连接该选择比较器的该第三端；
其中，当J＝2时，第J个比较单元的该第一端、该第二端和该第三端分别电连接该第一个比较单元的该第三端、第J个第二发光单元的该第二端及该选择比较器的该第三端；及
其中，当J≧3时，第i个比较单元的该第一端、该第二端和该第三端分别电连接第i-1个比较单元的该第三端、第i个第二发光单元的该第二端及第i+1个比较单元的该第一端，2≦i≦J-1，且该第J个比较单元的该第一端、该第二端和该第三端分别电连接第J-1个比较单元的该第三端、该第J个第二发光单元的该第二端及该选择比较器的该第三端，i为正整数。
本发明的电压控制装置，该J个比较单元中的每一者包括：
一第三比较器，具有一电连接所对应的该比较单元的该第二端的非反向输入端、一电连接所对应的该比较单元的该第一端的反向输入端，及一输出一具有高电平及低电平二者其中之一的第二选择信号的输出端；
一第三非门，具有一电连接该第三比较器的输出端以接收该第二选择信号的第一端，及一第二端，该第三非门根据该第二选择信号在其第二端产生并输出一具有高电平及低电平二者其中之一的第二转换信号；及
串联连接的一第三开关及一第四开关，电连接在该第三比较器的该非反向输入端及该反向输入端间，所述第三及第四开关分别电连接该第三比较器的该非反向输入端和该反向输入端，所述第三和第四开关分别受该第二转换信号及该第二选择信号控制而导通或不导通；
其中，当该第二选择信号处于高电平时，该第二转换信号处于低电平，该第三开关受该第二转换信号控制而不导通，该第四开关受该第二选择信号控制而导通；及
其中，当该第二选择信号处于低电平时，该第二转换信号处于高电平，该第三开关受该第二转换信号控制而导通，该第四开关则受该第二选择信号控制而不导通。
本发明的电压控制装置，该选择电路包括：
一电流源，产生一固定电流；
一第一二极管，具有一电连接该电流源以接收该固定电流的阳极，及一电连接该第一发光单元的该第二端以接收该第一输出电压的阴极；及
J个第二二极管，每一个第二二极管具有一电连接该电流源以接收该固定电流的阳极，及一阴极，第i个第二二极管的该阴极电连接第i个第二发光单元的该第二端以接收第i个第二输出电压，J≧1，1≦i≦J，i、J为正整数。
本发明的电压控制装置，所述第一和第二晶体管中的每一者是一N型金氧半场效晶体管，且其第一端、第二端及控制端分别为汲极、源极与门极。
本发明的电压控制装置，还包含一输入单元，该输入单元电连接一交流电源以接收一交流电压，并将该交流电压进行整流而据以产生该输入电压。
本发明的电压控制装置，该输入单元包括：
一整流模块，电连接该交流电源以接收该交流电压，并将该交流电压进行整流以产生一整流电压；及
一功因修正模块，电连接该整流模块以接收该整流电压，并根据该整流电压调整并产生该输入电压，该功因修正模块将该输入电压输出至该第一发光单元的该第一端。
本发明的有益效果在于：通过该充电开关模块和该放电开关模块对该电容进行充放电而控制该第一输出电压，并使该第一晶体管操作于饱和区，进而使流入该第一发光单元的一电流涟波降低。
附图说明
本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：
图1是一电路方块图，说明本发明电压控制装置的一第一实施例；
图2是一电路图，说明本发明电压控制装置的该第一实施例的选择电路；
图3是一波形图，说明本发明电压控制装置的一电容的充放电；
图4是一波形图，说明本发明电压控制装置的一第一晶体管的一特性曲线图；
图5是一电路方块图，说明本发明电压控制装置的一第二实施例；
图6是一电路方块图，说明本发明电压控制装置的一第三实施例；
图7是一电路图，说明本发明电压控制装置的该第三实施例的选择电路的第一态样；
图8是一电路图，说明本发明电压控制装置的该第三实施例的选择电路的第一态样；
图9是一电路图，说明本发明电压控制装置的该第三实施例的选择电路的第二态样；及
图10是一电路图，说明本发明电压控制装置的一第四实施例。
具体实施方式
在本发明被详细描述前，应当注意在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。
参阅图1，本发明电压控制装置的一第一实施例包含一输入单元1、一第一发光单元2、一第一晶体管M1，及一控制单元3。
该输入单元1电连接一交流电源4以接收一交流电压VAC，并据以产生一输入电压Vin，且该输入单元1包括一整流模块11，及一功因修正模块12。该整流模块11电连接该交流电源4以接收该交流电压VAC，并将该交流电压VAC进行整流以产生一整流电压V。该功因修正模块12电连接该整流模块11以接收该整流电压V，并根据该整流电压V调整并产生该输入电压Vin。
该第一发光单元2具有一电连接该输入单元1的该功因修正模块12以接收该输入电压Vin的第一端，及一第二端。该第一发光单元2根据该输入电压Vin在其第二端产生一第一输出电压Vo1。
该第一晶体管M1具有一电连接该第一发光单元2的该第二端的第一端、一接地的第二端，及一接收一第一控制信号S1的控制端，该第一晶体管M1根据该第一控制信号S1而操作于饱和区。该第一晶体管M1为一N型金氧半场效晶体管，且其第一端、第二端及控制端分别为汲极、源极与门极。
该控制单元3包括一选择比较模块31、一充电开关模块32、一放电开关模块33，及一电容C。
该选择比较模块31电连接该第一发光单元2的该第二端以接收该第一输出电压Vo1，并根据该第一输出电压Vo1和一第一参考电压Vr1产生一具有一高电平及一低电平的其中之一的第一比较信号S2。在此实施例中，该选择比较模块31包括一选择电路311，及一第一比较器312。
该选择电路311电连接该第一发光单元2的该第二端以接收该第一输出电压Vo1，并根据该第一输出电压Vo1产生一选择电压Vc。
该第一比较器312具有一电连接该选择电路311以接收该选择电压Vc的非反相输入端、一接收该第一参考电压Vr1的反相输入端，及一输出端。该第一比较器312根据该选择电压Vc与该第一参考电压Vr1，在其输出端输出该第一比较信号S2。
参阅图2，该选择电路311包括一第二比较器313、一第一非门314，及串联连接的一第一开关315及一第二开关316。
该第二比较器313具有一电连接该第一发光单元2的该第二端以接收该第一输出电压Vo1的非反相输入端、一接收一偏压电压Vd的反相输入端，及一输出端，该第二比较器313根据该第一输出电压Vo1与该偏压电压Vd，在其输出端输出一具有一高电平及一低电平二者其中之一的第一选择信号S5。
该第一非门314具有一电连接该第二比较器313的该输出端以接收该第一选择信号S5的第一端，及一第二端，该第一非门314根据该第一选择信号S5在其第二端产生并输出一具有一高电平及一低电平二者其中之一的第一转换信号S6。
串联连接的所述第一及第二开关315、316电连接在该第二比较器313的该非反相输入端及该反相输入端间，所述第一及第二开关315、316分别电连接该第二比较器313的该非反相输入端及该反相输入端，所述第一及第二开关315、316分别受该第一转换信号S6及该第一选择信号S5控制而导通或不导通，且该选择电路311在所述第一及第二开关315、316的一共同接点输出该选择电压Vc。
其中，当该第一选择信号S5处于高电平时，该第一转换信号S6处于低电平，该第一开关315受该第一转换信号S6控制而不导通，该第二开关316则受该第一选择信号S5控制而导通；而当该第一选择信号S5处于低电平时，该第一转换信号S6处于高电平，该第一开关315受该第一转换信号S6控制而导通，该第二开关316则受该第一选择信号S5控制而不导通。
再参阅图1，该充电开关模块32具有一电连接该选择比较模块31以接收该第一比较信号S2的输入端，及一输出端。该充电开关模块32根据该第一比较信号S2允许一充电电流I1自该输出端流出。该充电开关模块32包括一充电开关321，及一充电电流源322。该充电开关321具有一电连接该充电开关模块32的该输出端的第一端，及一第二端，该充电开关321受该第一比较信号S2控制而导通或不导通。该充电电流源322电连接该充电开关321的该第二端，并产生该充电电流I1。
该放电开关模块33电连接该选择比较模块31以接收该第一比较信号S2，且电连接该充电开关模块32的该输出端。该放电开关模块33包括一第一非门331、一放电开关332和一放电电流源333。该第一非门331具有一电连接该选择比较模块31以接收该第一比较信号S2的第一端，及一第二端。该第一非门331根据该第一比较信号S2，在其第二端产生并输出一切换信号S3。该放电开关332和该放电电流源333串联连接于该充电开关模块32的该输出端与地间。该放电开关332电连接该充电开关模块32的该输出端，且该放电电流源333电连接至地，该放电开关332受该切换信号S3控制而导通或不导通。
该电容C具有一电连接该充电开关模块32的该输出端和该第一晶体管M1的该控制端的第一端，及一接地的第二端，该电容C的跨压作为该第一控制信号S1。
参阅图3，以下就一充电及一放电模式进一步说明该控制单元3的该充电开关模块32和该放电开关模块33在操作时的运作。
充电模式：
当该第一比较器312接收到的该选择电压Vc大于该第一参考电压Vr1时，该第一比较器312所产生的该第一比较信号S2处于高电平，且该充电开关321受该第一比较信号S2控制而导通，同时，由于该第一比较信号S2处于高电平，因此该第一非门331所输出的该切换信号S3处于低电平，以致该放电开关332受该切换信号S3控制而不导通。此时，该充电电流I1流经该充电开关321并直接流入该电容C，以致该电容C以该充电电流I1进行充电，因此该第一控制信号S1的电压上升，且该第一晶体管M1根据该第一控制信号S1而操作于一饱和区，使得流经该第一发光单元2的一电流I3能保持一固定值。
放电模式：
当该第一比较器312接收到的该选择电压Vc小于该第一参考电压Vr1时，该第一比较器312所产生的该第一比较信号S2处于低电平，且该充电开关321受该第一比较信号S2控制而不导通，同时，由于该第一比较信号S2处于低电平，因此该第一非门331所输出的该切换信号S3处于高电平，以致该放电开关332受该切换信号S3控制而导通。此时，该电容C根据该放电电流源333所产生的一放电电流I2，经由该放电开关模块33进行放电，因此该第一控制信号S1的电压下降，进而控制该第一晶体管M1根据该第一控制信号S1而持续操作于该饱和区，使得流经该第一发光单元2的该电流I3能保持该固定值。
也就是说，本发明电压控制器通过该充电开关模块32和该放电开关模块33的相配合并适时地对该电容C进行充放电，使该第一晶体管M1操作于该饱和区，借此控制流经该第一发光单元2的该电流I3能维持于该固定值，以减少流经该第一发光单元2的该电流I3的电流涟波。
另外，须加以说明的是，本发明还可通过调整该充电电流源322和该放电电流源333来控制该充电电流I1和该放电电流I2的一电流量，进而改变该电容C充放电的速度。更进一步地加以说明，参阅图3，该第一输出电压Vo1和该第一参考电压Vr1的波形分别为一正弦波和一直流电压，通过调整该充电电流源322和该放电电流源333使得该充电电流I1和该放电电流I2的电流比例为1：9，因此，该充电电流I1对该电容C充电至饱和的时间为该电容C通过该放电电流I2放电的时间的9倍，但不以此为限，同时参阅图4，可清楚得知该第一晶体管M1操作于该饱和区和一欧姆区的一临界电压为该第一参考电压Vr1，因此本发明为使该第一晶体管M1能持续操作于该饱和区，不论该第一晶体管M1的一跨压Vgs为多少，皆通过该充、放电开关模块32、33使该电容C达到缓慢充电快速放电的原则，并借此控制该第一控制信号S1而使该第一晶体管M1的一跨压Vds能持续维持大于等于该第一参考电压Vr1，以使得该电流I3能维持该固定值，该跨压Vgs为该第一晶体管M1的该控制端和该第二端间的电压差，且该跨压Vds为该第一晶体管M1的该第一端和该第二端间的电压差。
参阅图5，本发明电压控制装置的一第二实施例类似于该第一实施例，其不同处在于该选择电路311还可以为另一态样，该选择电路311还包括一产生一固定电流I的电流源96，及一第一二极管D1，该第一二极管D1具有一电连接该第一比较器312的该非反向输入端和该电流源96以接收该固定电流I的阳极，及一电连接该第一发光单元2的该第二端以接收该第一输出电压Vo1的阴极，该第一二极管D1根据该第一输出电压Vo1在该阳极产生该选择电压Vc。
为方便说明，在此定义该第一二极管D1为一理想二极管，也就是说当该第一二极管D1接收该固定电流I而导通时，该第一二极管D1的该阳极即输出等同于该第一输出电压Vo1的该选择电压Vc，以致该第一比较器312能根据该选择电压Vc和该第一参考电压Vr1，在其输出端输出该第一比较信号S2，后续的操作同该第一实施例，在此不再重复说明。
参阅图6，本发明电压控制装置的一第三实施例类似于该第一实施例，其不同处在于该电压控制装置还包含一电阻R，及J个分流电路5、6，J≧1，J为正整数。
该电阻R电连接于该第一晶体管M1的该第二端与地间，且该电阻R的跨压作为一第二参考电压Vr2。
该J个分流电路5、6中的每一分流电路电连接该第一发光单元2的该第一端以接收该输入电压Vin，并根据该输入电压Vin产生一第二输出电压Vo2，且该J个分流电路5、6中的每一者包括一第二发光单元7，及一映像单元10。
该第二发光单元2具有一接收该输入电压Vin的第一端，及一电连接该选择比较模块31的第二端，该第二发光单元2根据该输入电压Vin在其第二端产生该第二输出电压Vo2。
该映像单元10电连接于该第二发光单元2的该第二端和该第一晶体管M1的该第二端间，以接收该第二参考电压Vr2，并根据该第二参考电压Vr2产生一电流I4、I5。
该每一映像单元10包括一第二晶体管M2、一运算放大器8，及一回授电阻Rf。
该第二晶体管M2具有一电连接该第二发光单元2的该第二端的第一端、一第二端，及一接收一第二控制信号S4的控制端，该第二晶体管M2根据该第二控制信号S4而操作于饱和区。
该运算放大器8具有一电连接该第一晶体管M1的该第二端以接收该第二参考电压Vr2的非反相输入端、一电连接该第二晶体管M2的该第二端以接收一回授电压Vf的反相输入端，及一电连接该第二晶体管M2的该控制端的输出端，该运算放大器8根据该第二参考电压Vr2与该回授电压Vf，在其输出端输出该第二控制信号S4至该第二晶体管M2的该控制端。
该回授电阻Rf电连接于该第二晶体管M2的该第二端与地间，该回授电阻Rf的跨压作为该回授电压Vf。
该选择比较模块31的该选择电路311还电连接该J个分流电路以接收J个第二输出电压Vo2，且根据该第一输出电压和该J个第二输出电压Vo2产生该第一比较信号S2。
该选择电路311电连接该第一发光单元2和J个第二发光单元7的所述第二端以分别接收该第一输出电压Vo1和该J个第二输出电压Vo2，并根据该第一输出电压Vo1和该J个第二输出电压Vo2产生该选择电压Vc。
同时参阅图7和图8，该选择电路311还包括一选择比较器9，该选择比较器9具有一接收该偏压电压Vd的第一端、J个分别电连接该J个第二发光单元7的所述第二端以分别接收该J个第二输出电压Vo2的第二端，及一电连接该第二比较器313的该反向输入端的第三端，该选择比较器9根据该偏压电压Vd和该J个第二输出电压Vo2，在其第三端输出一第二比较信号S9，以使该第二比较器313根据该第一输出电压Vo1与该第二比较信号S9，在其输出端输出该第一选择信号S5。
该选择比较器9包括J个比较单元91，该J个比较单元91的每一者具有一第一端、一第二端，及一第三端。
其中，第一个比较单元911的该第一端和该第二端分别电连接该选择比较器9的该第一端和第一个第二发光单元71的该第二端，且当J＝1时，该第一个比较单元911的该第三端电连接该选择比较器9的该第三端。
当J＝2时，第J个比较单元912的该第一端、该第二端和该第三端分别电连接该第一个比较单元911的该第三端、第J个第二发光单元72的该第二端及该选择比较器9的该第三端。
当J≧3时，第i个比较单元91的该第一端、该第二端和该第三端分别电连接第i-1个比较单元91的该第三端、第i个第二发光单元7的该第二端及第i+1个比较单元91的该第一端，2≦i≦J-1，且该第J个比较单元91的该第一端、该第二端和该第三端分别电连接第J-1个比较单元91的该第三端、该第J个第二发光单元7的该第二端及该选择比较器9的该第三端，i为正整数。
又，该J个比较单元91中的每一者包括一第三比较器92、一第三非门93、串联连接的一第三开关94及一第四开关95。
该第三比较器92具有一电连接所对应的该比较单元91的该第二端的非反向输入端、一电连接所对应的该比较单元91的该第一端的反向输入端，及一输出一具有一高电平及一低电平二者其中之一的第二选择信号S7的输出端。
该第三非门93具有一电连接该第三比较器92的输出端以接收该第二选择信号S7的第一端，及一第二端，该第三非门93根据该第二选择信号S7在其第二端产生并输出一具有一高电平及一低电平二者其中之一的第二转换信号S8。
串联连接的所述第三开关94及第四开关95，电连接在该第三比较器92的该非反向输入端及该反向输入端间，所述第三及第四开关94、95分别电连接该第三比较器92的该非反向输入端和该反向输入端，所述第三和第四开关94、95分别受该第二转换信号S8及该第二选择信号S7控制而导通或不导通。
其中，当该第二选择信号S7处于高电平时，该第二转换信号S8处于低电平，该第三开关94受该第二转换信号S8控制而不导通，该第四开关95受该第二选择信号S7控制而导通；而当该第二选择信号S7处于低电平时，该第二转换信号S8处于高电平，该第三开关94受该第二转换信号S8控制而导通，该第四开关95则受该第二选择信号S7控制而不导通。
在此以J＝2为例，也就是说该电压控制装置包含两个分流电路5、6，但不限于此。需注意的是，在该第三实施例中，为方便说明，将所述分流电路5、6中的所述回授电阻Rf、所述回授电压Vf及所述第二输出电压Vo2以相同的编号来表示，但所述回授电阻Rf各自的电阻值可以相同也可以不同，并令所述分流电路5、6中各自的第二发光单元7分别为第一个第二发光单元71和第二个第二发光单元72。
在操作时，该选择电路311会接收到该第一输出电压Vo1和所述分流电路5、6中的所述第二输出电压Vo2，且该选择电路311根据该第一输出电压Vo1和所述第二输出电压Vo2中具有最小电压值的输出电压来产生该选择电压Vc。举例来说，当该第一个第二发光单元71的该第二输出电压Vo2的电压值为最小时，则该第一个比较单元911的该第三比较器92输出的该第二选择信号S7处于低电平，而该第二转换信号S8处于高电平，以致受该第二选择信号S7控制的该第四开关95不导通，而受该第二转换信号S8控制的该第三开关94导通，则该第一个比较单元911的第三端即输出该第一个第二发光单元71的该第二输出电压Vo2以供该第二个比较单元912的该第一端接收，该第二个比较单元912的该第三比较器92再根据该第一个第二发光单元71的该第二输出电压Vo2和该第二个第二发光单元72的该第二输出电压Vo2，在其输出端输出处于高电平的该第二选择信号S7，导致该第二转换信号S8处于低电平，此时该第三开关94和该第四开关95分别为不导通和导通，以致该选择比较器9的该第三端输出的该第二比较信号S9相关于该第一个第二发光单元71的该第二输出电压Vo2，该第二比较器313再根据第二比较信号S9和该第一输出电压Vo1，在其输出端输出处于高电平的第一选择信号S5，以致该第一转换信号S6处于低电平，使得该第一开关和该第二开关315、316分别为不导通及导通，因此，该选择电路311则输出相当于该第一个第二发光单元71的该第二输出电压Vo2的该选择电压Vc，也就是该选择电路311将该分流电路5中的该第二发光单元71的该第二输出电压Vo2作为该选择电压Vc。该第一比较器312再根据该选择电压Vc及该第一参考电压Vr1产生该第一比较信号S2。
当该第一晶体管M1受该第一控制信号S1控制而操作于该饱和区时，流经该第一发光单元2的该电流I3保持于该固定值，且该第二参考电压Vr2如下述公式1所示，且流经所述分流电路5、6中的所述第二发光单元7的两个电流I4、I5分别如下述公式2和公式3所示。
其中，参数r为该电阻R的一电阻值，而参数rf为所述分流电路5、6中的该二个回授电阻Rf的一电阻值。
由于所述分流电路5、6中的所述运算放大器8的反向输入端输入的回授电压Vf等于其非反向输入端输入的该第二参考电压Vr2，所以，通过调整该电阻R和所述回授电阻Rf各自所对应的所述电阻值r、rf即可改变流经该第一发光单元2，及所述分流电路5、6中的所述第二发光单元7的所述电流I3、I4、I5。
值得一提的是，该选择电路311还有另一态样，如图9所示，该选择电路311包括该电流源96、该第一二极管D1，及J个第二二极管D2。
该电流源96产生该固定电流I。
该第一二极管D1具有一电连接该电流源96以接收该固定电流I的阳极，及一电连接该第一发光单元2的该第二端以接收该第一输出电压Vo1的阴极。
每一个第二二极管D2具有一电连接该电流源96以接收该固定电流I的阳极，及一阴极，第i个第二二极管D2的该阴极电连接第i个第二发光单元7的该第二端以接收第i个第二输出电压Vo2，J≧1，1≦i≦J，i、J为正整数。
在此更进一步地针对该选择电路311的第二态样的操作加以说明，图示以两个第二二极管D2为例，但不以此为限，当该第一输出电压Vo1的电压值为最小时，该第一二极管D1即会先导通，以致该第一二极管D1的阳极和阴极的电压值皆相当于该第一输出电压Vo1(假设该第一二极管D1为一理想二极管)，使得所述第二二极管D2皆不导通，因此该选择电路311输出相当于该第一输出电压Vo1的该选择电压Vc以供该第一比较器的该非反向输入端接收。
另外，参阅图10，本发明电压控制装置的一第四实施例类似于该第一实施例，其不同处在于该选择比较模块31不包括该选择电路311，而只包括该第一比较器312，并使该第一比较器312的该非反向输入端电连接该第一发光单元2的该第二端以接收该第一输出电压Vo1，使得该第一比较器312根据该第一输出电压Vo1与该第一参考电压Vr1，在其输出端输出该第一比较信号S2，其运作原理类似于该第一实施例，在此不在赘述。
综上所述，本发明电压控制器可通过该充电开关模块32和该放电开关模块33相配合来对该电容C进行充放电，以使该第一晶体管M1的该第一端和该第二端的跨压Vds能维持大于等于该第一参考电压Vr1，以致该第一晶体管操作于该饱和区，而使流经该第一发光单元2的电流I3维持在该固定值，进而减少该电流I3的电流涟波。此外，通过调整该电阻R和所述分流电路5、6的该二个回授电阻Rf的所述电阻值，更可控制所述电流I3、I4、I5大小，而使所述电流I3、I4、I5大小皆相同，或所述电流I3、I4、I5大小皆不同，借此使该电压控制器达到多路均流或分流的功用。
以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。

Claims (19)

1.一种电压控制装置，其特征在于：包含：
一个第一发光单元，具有一端接收一输入电压的第一端，及一端第二端，该第一发光单元根据该输入电压在其第二端产生一个第一输出电压；
一个第一晶体管，具有一端电连接该第一发光单元的该第二端的第一端、一端接地的第二端，及一端接收一第一控制信号的控制端，该第一晶体管根据该第一控制信号而操作于饱和区；及
一个控制单元，包括
一个选择比较模块，电连接该第一发光单元的该第二端以接收该第一输出电压，并根据该第一输出电压和一个第一参考电压产生一个具有一高电平及一低电平的其中之一的第一比较信号，
一个充电开关模块，具有一端电连接该选择比较模块以接收该第一比较信号的输入端，及一端输出端，该充电开关模块根据该第一比较信号允许一个充电电流自该输出端流出，
一个放电开关模块，电连接该选择比较模块以接收该第一比较信号，且电连接该充电开关模块的该输出端，及
一个电容，具有一端电连接该充电开关模块的该输出端和该第一晶体管的该控制端的第一端，及一端接地的第二端，该电容的跨压作为该第一控制信号；
其中，当该第一比较信号处于高电平时，该充电电流流入该电容的该第一端，以致该电容以该充电电流进行充电，因此该第一控制信号的电压上升，当该第一比较信号处于低电平时，该电容经由该放电开关模块进行放电，因此该第一控制信号的电压下降。
2.根据权利要求1所述的电压控制装置，其特征在于：该选择比较模块包括：
一个第一比较器，具有一端电连接该第一发光单元的该第二端以接收该第一输出电压的非反相输入端、一端接收该第一参考电压的反相输入端，及一端输出端，该第一比较器根据该第一输出电压与该第一参考电压，在其输出端输出该第一比较信号。
3.根据权利要求1所述的电压控制装置，其特征在于：该选择比较模块包括：
一个选择电路，电连接该第一发光单元的该第二端以接收该第一输出电压，并根据该第一输出电压产生一个选择电压；及
一个第一比较器，具有一端电连接该选择电路以接收该选择电压的非反相输入端、一端接收该第一参考电压的反相输入端，及一端输出端，该第一比较器根据该选择电压与该第一参考电压，在其输出端输出该第一比较信号。
4.根据权利要求3所述的电压控制装置，其特征在于：该选择电路包括：
一个第二比较器，具有一端电连接该第一发光单元的该第二端以接收该第一输出电压的非反相输入端、一端接收一偏压电压的反相输入端，及一端输出端，该第二比较器根据该第一输出电压与该偏压电压，在其输出端输出一个具有一个高电平及一个低电平二者其中之一的第一选择信号；
一个第一非门，具有一端电连接该第二比较器的该输出端以接收该第一选择信号的第一端，及一端第二端，该第一非门根据该第一选择信号在其第二端产生并输出一个具有一高电平及一低电平二者其中之一的第一转换信号；
串联连接的一个第一开关及一个第二开关，该第一开关及该第二开关电连接在该第二比较器的该非反相输入端及该反相输入端间，所述第一及第二开关分别电连接该第二比较器的该非反相输入端及该反相输入端，所述第一及第二开关分别受该第一转换信号及该第一选择信号控制而导通或不导通，且该选择电路在所述第一及第二开关的一个共同接点输出该选择电压；
其中，当该第一选择信号处于高电平时，该第一转换信号处于低电平，该第一开关受该第一转换信号控制而不导通，该第二开关则受该第一选择信号控制而导通；及
其中，当该第一选择信号处于低电平时，该第一转换信号处于高电平，该第一开关受该第一转换信号控制而导通，该第二开关则受该第一选择信号控制而不导通。
5.根据权利要求3所述的电压控制装置，其特征在于：该选择电路包括：
一个电流源，产生一个固定电流；及
一个第一二极管，具有一端电连接该电流源和该第一比较器以分别接收该固定电流的阳极，及一端电连接该第一发光单元的该第二端以接收该第一输出电压的阴极，该第一二极管根据该第一输出电压在该阳极产生该选择电压。
6.根据权利要求1所述的电压控制装置，其特征在于：该放电开关模块包括：
一个第一非门，具有一端电连接该选择比较模块以接收该第一比较信号的第一端，及一端第二端，该第一非门根据该第一比较信号，在其第二端产生并输出一个具有一个高电平及一个低电平二者其中之一的切换信号；及
一个放电开关和一个放电电流源，串联连接于该充电开关模块的该输出端与地间，该放电开关电连接该充电开关模块的该输出端，且该放电电流源电连接至地，该放电开关受该切换信号控制而导通或不导通；
其中，当该第一比较信号处于高电平时，该切换信号处于低电平且该放电开关受该切换信号控制而不导通；及
其中，当该第一比较信号处于低电平时，该切换信号处于高电平且该放电开关受该切换信号控制而导通，以致该电容根据该放电电流源所产生的一个放电电流而进行放电。
7.根据权利要求1所述的电压控制装置，其特征在于：该充电开关模块包括：
一个充电开关，具有一端电连接该充电开关模块的该输出端的第一端，及一端第二端，该充电开关受该第一比较信号控制而导通或不导通；及
一个充电电流源，电连接该充电开关的该第二端，并产生该充电电流；
其中，当该第一比较信号处于高电平时，该充电开关受该第一比较信号控制而导通，以致该电容以该充电电流进行充电；及
其中，当该第一比较信号处于低电平时，该充电开关受该第一比较信号控制而不导通。
8.根据权利要求1所述的电压控制装置，其特征在于：还包含一个电阻，该电阻电连接于该第一晶体管的该第二端与地间，且该电阻的跨压作为一个第二参考电压。
9.根据权利要求8所述的电压控制装置，其特征在于：
该电压控制装置还包含J个分流电路，该J个分流电路中的每一分流电路电连接该第一发光单元的该第一端以接收该输入电压，并根据该输入电压产生一个第二输出电压，J为正整数，J≥1；及
该选择比较模块还电连接该J个分流电路以接收J个第二输出电压，且根据该第一输出电压和该J个第二输出电压产生该第一比较信号。
10.根据权利要求9所述的电压控制装置，其特征在于：每一分流电路包括：
一个第二发光单元，具有一端接收该输入电压的第一端，及一端电连接该选择比较模块的第二端，该第二发光单元根据该输入电压在其第二端产生该第二输出电压；及
一个映像单元，电连接于该第二发光单元的该第二端和该第一晶体管的该第二端间，以接收该第二参考电压，并根据该第二参考电压产生一个电流。
11.根据权利要求10所述的电压控制装置，其特征在于：每一映像单元包括：
一个第二晶体管，具有一端电连接该第二发光单元的该第二端的第一端、一端第二端，及一端接收一第二控制信号的控制端，该第二晶体管根据该第二控制信号而操作于饱和区；
一个运算放大器，具有一端电连接该第一晶体管的该第二端以接收该第二参考电压的非反相输入端、一端电连接该第二晶体管的该第二端以接收一回授电压的反相输入端，及一端电连接该第二晶体管的该控制端的输出端，该运算放大器根据该第二参考电压与该回授电压，在其输出端输出该第二控制信号至该第二晶体管的该控制端；及
一个回授电阻，电连接于该第二晶体管的该第二端与地间，该回授电阻的跨压作为该回授电压。
12.根据权利要求10所述的电压控制装置，其特征在于：该选择比较模块包括：
一个选择电路，电连接该第一发光单元和J个第二发光单元的所述第二端以分别接收该第一输出电压和该J个第二输出电压，并根据该第一输出电压和该J个第二输出电压产生一选择电压；
一个第一比较器，具有一端电连接该选择电路以接收该选择电压的非反相输入端、一端接收该第一参考电压的反相输入端，及一端输出端，该第一比较器根据该选择电压与该第一参考电压，在其输出端输出该第一比较信号。
13.根据权利要求12所述的电压控制装置，其特征在于：该选择电路包括：
一个选择比较器，具有一端接收一偏压电压的第一端、J端分别电连接该J个第二发光单元的所述第二端以分别接收所述第二输出电压的第二端，及一端第三端，该选择比较器根据该偏压电压和该J个第二输出电压，在其第三端输出一个第二比较信号；
一个第二比较器，具有一端电连接该第一发光单元的该第二端以接收该第一输出电压的非反相输入端、一端电连接该选择比较器的该第三端以接收该第二比较信号的反相输入端，及一端输出端，该第二比较器根据该第一输出电压与该第二比较信号，在其输出端输出一第一选择信号；
一个第一非门，具有一端电连接该第二比较器的该输出端以接收该第一选择信号的第一端，及一端第二端，该第一非门根据该第一选择信号在其第二端产生并输出一个第一转换信号；
串联连接的一个第一开关及一个第二开关，该第一开关及该第二开关电连接在该第二比较器的该非反相输入端及该反相输入端间，所述第一及第二开关分别电连接该第二比较器的该非反相输入端及该反相输入端，所述第一及第二开关分别受该第一转换信号及该第一选择信号控制而导通或不导通，且该选择电路在所述第一及第二开关的一个共同接点输出该选择电压。
14.根据权利要求13所述的电压控制装置，其特征在于：该选择比较器包括J个比较单元，该J个比较单元的每一者具有一端第一端、一端第二端，及一端第三端；
其中，第一个比较单元的该第一端和该第二端分别电连接该选择比较器的该第一端和第一个第二发光单元的该第二端，且当J＝1时，该第一个比较单元的该第三端电连接该选择比较器的该第三端；
其中，当J＝2时，第J个比较单元的该第一端、该第二端和该第三端分别电连接该第一个比较单元的该第三端、第J个第二发光单元的该第二端及该选择比较器的该第三端；及
其中，当J≥3时，第i个比较单元的该第一端、该第二端和该第三端分别电连接第i-1个比较单元的该第三端、第i个第二发光单元的该第二端及第i+1个比较单元的该第一端，2≤i≤J-1，且该第J个比较单元的该第一端、该第二端和该第三端分别电连接第J-1个比较单元的该第三端、该第J个第二发光单元的该第二端及该选择比较器的该第三端，i为正整数。
15.根据权利要求14所述的电压控制装置，其特征在于：该J个比较单元中的每一者包括：
一个第三比较器，具有一端电连接所对应的该比较单元的该第二端的非反向输入端、一端电连接所对应的该比较单元的该第一端的反向输入端，及一端输出一个具有高电平及低电平二者其中之一的第二选择信号的输出端；
一个第三非门，具有一端电连接该第三比较器的输出端以接收该第二选择信号的第一端，及一端第二端，该第三非门根据该第二选择信号在其第二端产生并输出一个具有高电平及低电平二者其中之一的第二转换信号；及
串联连接的一个第三开关及一个第四开关，电连接在该第三比较器的该非反向输入端及该反向输入端间，所述第三及第四开关分别电连接该第三比较器的该非反向输入端和该反向输入端，所述第三和第四开关分别受该第二转换信号及该第二选择信号控制而导通或不导通；
其中，当该第二选择信号处于高电平时，该第二转换信号处于低电平，该第三开关受该第二转换信号控制而不导通，该第四开关受该第二选择信号控制而导通；及
其中，当该第二选择信号处于低电平时，该第二转换信号处于高电平，该第三开关受该第二转换信号控制而导通，该第四开关则受该第二选择信号控制而不导通。
16.根据权利要求12所述的电压控制装置，其特征在于：该选择电路包括：
一个电流源，产生一个固定电流；
一个第一二极管，具有一端电连接该电流源以接收该固定电流的阳极，及一端电连接该第一发光单元的该第二端以接收该第一输出电压的阴极；及
J个第二二极管，每一个第二二极管具有一端电连接该电流源以接收该固定电流的阳极，及一端阴极，第i个第二二极管的该阴极电连接第i个第二发光单元的该第二端以接收第i个第二输出电压，J≥1，1≤i≤J，i、J为正整数。
17.根据权利要求11所述的电压控制装置，其特征在于：所述第一和第二晶体管中的每一者是一N型金氧半场效晶体管，且其第一端、第二端及控制端分别为漏极、源极与栅极。
18.根据权利要求1所述的电压控制装置，其特征在于：还包含一个输入单元，该输入单元电连接一个交流电源以接收一个交流电压，并将该交流电压进行整流而据以产生该输入电压。
19.根据权利要求18所述的电压控制装置，其特征在于：该输入单元包括：
一个整流模块，电连接该交流电源以接收该交流电压，并将该交流电压进行整流以产生一个整流电压；及
一个功因修正模块，电连接该整流模块以接收该整流电压，并根据该整流电压调整并产生该输入电压，该功因修正模块将该输入电压输出至该第一发光单元的该第一端。
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