CN106817802B - 不频闪的交流发光二极管照明系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种由交流电所驱动的不造成频闪的发光二极管照明系统及控制方法。所述的发光二极管照明系统具有整流器、发光二极管串、行动电源及控制器。整流器接收交流输入电压,以在输入电力线产生整流电压,并在接地线产生接地电压。发光二极管串包括多个串联的发光二极管而具有主阳极及主阴极。主阳极耦接于输入电力线。行动电源连接于输入电力线及主阴极。控制器将第一驱动电流从主阴极导引至接地线,并将第二驱动电流从行动电源导引至接地线。第二驱动电流增加行动电源的储存电能。第一及第二驱动电流都流过发光二极管串。当交流输入电压约为零伏时,行动电源释放电能以使至少一发光二极管发光。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光二极管(Light-Emitting Diode;LED)照明系统,特别是涉及一种由交流电所驱动的不造成频闪的发光二极管照明系统及控制方法。
背景技术
发光二极管(Light-Emitting Diode;LED)正以非常快的速度被使用于一般的照明用途上。在一使用案例中,包括有多个发光二极管的集合是由交流电源所供电,而「交流发光二极管」一词有时即是用来说明这样的电路。对交流发光二极管照明系统而言,所被关心的部分包括了其制造成本、功率效率(power efficiency)、功率因数(power factor)、频闪(flicker)及使用寿命…等。
请参考图1,图1为现有技术中的一种交流发光二极管照明系统10的电路图。交流发光二极管照明系统10简单地包括发光二极管模块12以及电流限制电阻14。发光二极管模块12由两条反平行(anti-parallel)的发光二极管串所组成。图1中的交流发光二极管照明系统10不需要交流-直流转换器(AC-DC converter)或是整流器。即使直流电压也是兼容的,交流电压VAC通常会被施加于交流发光二极管系统10,以直接地供电给交流发光二极管系统10。交流发光二极管照明系统10具有构造简单以及制造成本低这两项优点。然而,交流发光二极管照明系统10在其每一时间周期内只能有短暂的时间发光,而这导致其平均亮度低落。
请参考图2,图2绘示了另一种现有技术中的交流发光二极管照明系统15。发光二极管照明系统15的例子可在美国第7,708,172号专利中看到。交流发光二极管照明系统15采用了全波整流器(full-wave rectifier)18,用以对交流电压VAC进行整波,并用以在输入电力线IN与接地线GND之间提供一直流输出电力源。成串的多个发光二极管被区分为多个发光二极管组201、202、203及204,而发光二极管组201、202、203及204的每一发光二极管组具有一个或多个发光二极管。集成电路22具有一发光二极管控制器,此发光二极管控制器包括接脚或接点PIN1、PIN2、PIN3及PIN4分别耦接于发光二极管组201、202、203及204的阴极。在集成电路22内还包括通道切换开关SG1、SG2、SG3与SG4以及电流控制器24。当在输入电力线IN的整流电压VIN提升时,电流控制器24可调整通道切换开关SG1、SG2、SG3与SG4的电导率(conductivity),以使更多的发光二极管组加入以进行发光。集成电路22的操作可在美国第7,708,172号专利中看到例证,在此即不再赘述。
请参考图3,图3为当交流输入电压VAC具有正弦波波形时图2的信号的波形图。其中t表示时间轴。图3最上面的那个波形表示在输入电力线IN上的整流电压VIN。第二个则表示发光的发光二极管总数,也就是正在发光的发光二极管的数目。接下来的四个波形则分别表示发光二极管电流ILED4、ILED3、ILED2及ILED1,而如图2所示,发光二极管电流ILED4、ILED3、ILED2及ILED1分别流经发光二极管组204、203、202与201。发光的发光二极管总数会随着整流电压VIN的增减而起伏。
当整流电压VIN增加时,发光二极管组201、202、203及204一个接着一个依序地加入发光的行列中。举例来说,当整流电压VIN增加而刚好超过了顺向偏压VTH1(即用以驱使发光二极管组201发光时所需的电压)时,发光二极管组201会开始发光。当整流电压VREC下降时,发光二极管组204、203、202及201会一个接着一个依序地变暗。举例来说,倘若整流电压VIN刚好下降至顺向偏压VTH4(即用以驱使发光二极管组201、202、203及204都发光时所需的电压)以下时,信道切换开关SG3及SG4开启,且通道切换开关SG2及SG1关闭,而使得发光二极管组204停止发光,而仅留下发光二极管组201、202与203在发光。交流发光二极管照明系统15享有简单的电路架构,且可衍生出不错的功率效率。
然而,如图3所示,其中有一黑暗时期TDARK,在这期间因整流电压VIN太低以致无法驱动发光二极管组201,而导致没有发光二极管会发光。倘若整流电压VIN为120赫兹的信号,整流电压VIN其电压值约为零伏特而为电压波谷的地方会以120赫兹出现,而导致黑暗时期TDARK也会以相同的120赫兹的频率出现。此现象有时会被称为「频闪(flickering)」。即使频闪可能不会被人的肉眼所察觉,但有报告指出当人们在观看由发光二极管照明系统15所照射的物体时,会觉得头晕或是感觉不舒服。因此,市场上期待能出现一种不会产生频闪的发光二极管照明系统。
发明内容
本发明一实施例提供一种发光二极管照明系统。上述发光二极管照明系统包括整流器、发光二极管串、移动电源以及发光二极管控制器。整流器用以接收交流输入电压,以在输入电力线产生整流输入电压,并在接地线产生接地电压。发光二极管串包括多个串联的发光二极管,而具有主阳极以及主阴极。其中,主阳极耦接于输入电力线。移动电源耦接于输入电力线及主阴极,用以储存电能。发光二极管控制器耦接于发光二极管串及移动电源,用以将第一驱动电流从主阴极导引至接地线,并用以将第二驱动电流从移动电源导引至接地线。其中,第二驱动电流使移动电源所储存的电能增加,而第一电流与第二电流合并后的合并电流流经发光二极管串。其中,当交流输入电压大约为零伏特时,移动电源通过输入电力线释放移动电源所储存的电能,以使上述多个发光二极管中的至少一个发光二极管发光。
本发明另一实施例提供一种控制方法,其适用于发光二极管照明系统以避免频闪。上述的发光二极管照明系统包括整流器、发光二极管串以及移动电源。整流器用以接收交流输入电压,以在输入电力线产生整流输入电压,并在接地线产生接地电压。发光二极管串包括多个串联的发光二极管,而具有主阳极以及主阴极,其中主阳极耦接于输入电力线。移动电源耦接于主阴极,用以储存电能。上述的控制方法包括:调整流经发光二极管串的发光二极管电流;当调整发光二极管电流的同时,将发光二极管电流的部分分流到移动电源,以增加移动电源所储存的电能;以及当交流输入电压的交流电压值等于零伏特时,释放移动电源所储存的电能,以使上述多个发光二极管中的至少一个发光体发光,并因此使发光二极管照明系统持续地发光。
附图说明
图1及图2为现有技术中的两种交流发光二极管照明系统的电路图。
图3绘示了图2中的信号的波形。
图4为本发明一实施例的交流发光二极管照明系统的电路图。
图5为本发明另一实施例的交流发光二极管照明系统的电路图。
图6绘示了图5中的信号的波形。
图7绘示了发光二极管电流ILED1与整流电压VIN相位相同。
图8为本发明另一实施例的交流发光二极管照明系统的电路图。
其中,附图标记说明如下:
10 交流发光二极管照明系统
12 发光二极管模块
14 电流限制电阻
15 发光二极管照明系统
18 全波整流器
201、202、203、204、201A、201B 发光二极管组
22 集成电路
24 电流控制器
100 交流发光二极管照明系统
102 集成电路
103 电流控制器
104 移动电源
112 电容
200 交流发光二极管照明系统
201 移动电源
202 集成电路
204 电流控制器
300 交流发光二极管照明系统
302 集成电路
304 电流控制器
306 RS触发寄存器
308 比较器
310 比较器
BT 双极性晶体管
CAUX 电容
DET 接脚
DCHG 二极管
DDCHG 二极管
GND 接地线
I1、I2、I3、I4 驱动电流
ICHG 充电电流
ILED1、ILED2、ILED3、ILED4 发光二极管电流
IN 输入电力线
MN1、MN2、MN3、MN4 通道切换开关
PAS 脚位
PIN1、PIN2、PIN3、PIN4、 接脚或接点
RDET 电阻
SG1、SG2、SG3、SG4、 通道切换开关
SBDCHG 信号
SBPAS 信号
STOO-LOW 信号
t 时间轴
tCH、tCH-END、tDCH、tDCH-END 时间点
TDARK 黑暗时期
VAC 交流电压
VCAP 电压
VCS1、VCS4 电压
VIN 整流电压
VREC 整流电压
VREF 参考电压
VTH1、VTH2、VTH3、VTH4 顺向偏压
|VAC| 交流电压VAC的绝对值
具体实施方式
以下所公开本发明的各实施例是充分地公开,而足使熟习本发明所属领域中的技术人员得以实施本发明。对于本发明所公开的各实施例所做的各种简单组合与变化,仍应视为本发明的实施例。
在以下说明书中,将会公开本发明多个实施例的特例。然而,该些特例并非实施本发明的唯一方式,为了使本发明的说明书以简洁易懂的方式记载,部分熟习本发明所属领域的技术人员得以简单转用而产生的实施例将不重复赘述。
请参考图4,图4为本发明一实施例的交流发光二极管照明系统100的电路图。交流发光二极管照明系统100具有全波整流器18,用以对正旋的交流电压VAC进行整波,并用以在输入电力线IN提供整流电压VIN以及在接地线GND提供接地电压。发光二极管组201、202、203及204一同组成串联于输入电力线IN与接地线GND之间的一发光二极管串。此发光二极管串可被认为具有耦接于输入电力线IN的主阳极以及耦接于接脚PIN4的主阴极。在本发明部分实施例中,每一发光二极管组可仅包括一个发光二极管,而在本发明另一部分的实施例中,每一发光二极管组可由多个并联或串联的发光二极管所组成,其中每一发光二极管组的发光二极管的数目取决于其应用。发光二极管组201为图4中最上游的发光二极管组,其阳极耦接于发光二极管串中的最高电压(即整流电压VIN)。类似地,发光二极管组204为图4中最下游的发光二极管组。
集成电路102作为发光二极管控制器,其具有通道切换开关SG1、SG2、SG3及SG4,并具有电流控制器103。每一通道切换开关SG1、SG2、SG3及SG4用以协助将一对应的发光二极管组的阴极耦接于接地线GND。电流控制器103控制每一通道切换开关的电导率,以调整发光二极管电流ILED1。举例来说,倘若整流电压VIN够低,而使得通过发光二极管组204的发光二极管电流ILED4降至约零安培(0A)。则电流控制器103会开启通道切换开关SG3,以将发光二极管组203的阴极耦接至接地线GND。同时,电流控制器103监控发光二极管电流ILED3,以控制通道切换开关SG3的电导率,以调整发光二极管电流ILED1。
交流发光二极管照明系统100包括移动电源(power bank)104,其耦接于输入电力线IN与接地线GND之间。当正旋的交流电压VAC的绝对值|VAC|朝其最大值提升时,移动电源104会增加电容112所储存的电能。移动电源104可被集成电路102所触发,以释放移动电源104的电容112所储存的电能,而使发光二极管串于整流电压VIN相对低时发光。通过适当的设计,交流发光二极管照明系统100可持续地发光且不产生频闪。
移动电源104中的电容112得能够承受输入电力线IN上的高电压。举例来说,倘若正旋的交流输入电压VAC为240伏特的交流电压,则电容112势必要忍受至少为240伏特的压力。首先,本技术领域所公知的是能够忍受高电压的装置通常不便宜。其次,当能够忍受高电压的电容操作于相对高的电压时,它的有效电容值(effective capacitance)会下降。举例来说,当电容112两端的跨压约为零伏特时,电容112的有效电容值可大到470纳法(nanoFarad;nF)。但当电容112两端的跨压增加至260伏特时,电容112的有效电容值则低到200纳法。为避免频闪的现象,电容112要有够大的电容值。因此,组装交流发光二极管照明系统100所需的费用可能相当的贵。
请参考图5,图5为本发明另一实施例的交流发光二极管照明系统200的电路图。全波整流器18用以对交流电压VAC进行整波,并用以在输入电力线IN与接地线GND之间提供一直流输出电力源。输入电力线IN的电压可称为整流电压VIN,而接地线GND的电压可称为接地电压或零伏特。图5的实施例中的发光二极管串具有串联于输入电力线IN与接脚PIN3之间的三个发光二极管组201、202及203。就图5中的发光二极管串整体来看,其表现如同一个二极管,而此二极管具有耦接于输入电力线IN的主阳极以及耦接于接脚PIN3的主阴极。移动电源201具有两个二极管DCHG和DDCHG以及一个电容CAUX。如图5所示,二极管DCHG与电容CAUX串联于主阴极(接脚PIN3)与接脚PIN4之间,而二极管DDCHG耦接于主阳极(输入电力线IN)与电容CAUX之间。在下面的说明中,将会更清楚地了解二极管DCHG用以对电容CAUX充电,而二极管DDCHG用以对电容CAUX放电。流经发光二极管组201、202及203的电流分别标示为发光二极管电流ILED1、ILED2及ILED3,而经由电容CAUX而流到接地线GND的电流标示为充电电流ICHG。
集成电路202作为发光二极管控制器,其具有通道切换开关MN1、MN2、MN3及MN4,并具有电流控制器204。通道切换开关MN1及MN2、MN3用以协助将发光二极管组201、202及203分别耦接于接地线GND,而通道切换开关MN4用以协助将电容CAUX的一端耦接于接地线GND。通过道切换开关MN1、MN2、MN3及MN4的电流分别标示为驱动电流I1、I2、I3及I4。相似于图4中的电流控制器103的功能,图5中的电流控制器204控制每一通道切换开关MN1、MN2、MN3及MN4的电导率,以控制发光二极管电流ILED1。举例来说,倘若电流控制器感测到驱动电流I3及I4都降至零安培,则电流控制器204开启通道切换开关MN2,以将发光二极管组202的阴极耦接至接地线GND。同时波幅大约等于发光二极管电流ILED2的驱动电流I2则被电流控制器204所监控,以控制通道切换开关MN2的电导率,并调整发光二极管电流ILED1及ILED2。
在本发明一实施例中,发光二极管电流ILED1为驱动电流I1、I2、I3及I4的合并电流,并被调整至一目标值。举例来说,倘若整流电压VIN够高而可使所有的发光二极管组201、202及203发光时,通道切换开关MN1及MN2会维持在关闭的状态,且通道切换开关MN3及MN4被受到控制而使驱动电流I3与I4的总和等于上述的目标值。换句话说,驱动电流I1与I2都为零,且发光二极管电流ILED3被调整至上述的目标值。发光二极管电流ILED3的一部分会被分流出来而成为充电电流ICHG,而随着时间的进行,充电电流ICHG会对电容CAUX充电,以增加电容CAUX所储存的电能。电流控制器204可对电压VCS4进行感测,以决定驱动电流I4的大小,而于此时可用以表示充电电流ICHG。发光二极管电流ILED3的其他剩余部分则成为驱动电流I3,并流经通道切换开关MN3。随着电容CAUX继续地被充电,因电压VCAP的提升以及充电电流ICHG的减少,驱动电流I4也会跟着减少。驱动电流I4的减少会促使电流控制器204降低通道切换开关MN3的电导率,因此驱动电流I3会增加,且发光二极管电流ILED3(即驱动电流I3与驱动电流I4的合并电流)维持在上述的目标值。
请参考图6,图6绘示了图5中的信号的波形。其中t表示时间轴,而图6中的波形由上至下分别为整流电压VIN、发光的发光二极管总数、发光二极管电流ILED3、发光二极管电流ILED2、发光二极管电流ILED1、电容CAUX的电压VCAP、充电电流ICHG、驱动电流I4、驱动电流I3、驱动电流I2以及驱动电流I1。直的注意的,如图6所示,图6中的每一时刻发光的发光二极管总数从未掉至零,这意味着图3中的黑暗时期TDARK的消失。换句话说,图5的交流发光二极管照明系统200不会产生频闪。
为了方便比较,交流电压VAC的绝对值|VAC|的波形也以虚线的形式伴随着整流电压VIN的波形一同地绘示。类似地,伴随着电压VCAP的波形,|VAC|以及(|VAC|-VTH3)的波形也以虚线的形式绘示,其中顺向电压VTH3为使所有发光二极管组201、202及203发光时所需的顺向电压。相似地,顺向电压VTH2为可使发光二极管组201及202发光的电压,而顺向电压VTH1为可使发光二极管组201发光的电压。
图6所示,发光二极管组201在每一时刻都会发光,而其原因将会进一步地说明。当交流电压VAC的绝对值|VAC|从电压波谷(即|VAC|大约为零伏特的位置)向上提升时,发光二极管组202及203会一个接着一个依序地加入发光的行列中。当绝对值|VAC|进一步地向上提升,且(|VAC|-VTH3)超越了电压VCAP时,此刻的二极管DCHG会处于顺向偏压的状态,且此刻的充电电流ICHG会开始对移动电源201中的电容CAUX充电。因此,在时间点tCH,电容CAUX所储存的电能以及电压VCAP会开始增加。在时间点tCH-END,当(|VAC|-VTH3)低于电压VCAP时,则停止对电容CAUX充电。如图6所示,在对电容CAUX充电的期间,充电电流ICHG会等于驱动电流I4,且发光二极管电流ILED3(即驱动电流I3与驱动电流I4的合并电流)会被调整到大致上为定值。
在时间点tDCH,当绝对值|VAC|掉至电压VCAP以下且二极管DDCHG处于顺向偏压的状态时,移动电源201开始释放所储存的电能。因此,自时间点tDCH开始,整流电压VIN会随着电压VCAP一同地起伏,而整流电压VIN的波形会与绝对值|VAC|的波形分离,如图6所示。充电电流ICHG变为负值而对电容CAUX放电,而为负值的充电电流ICHG从接地线GND流过通道切换开关MN4的体二极管(body diode)、电容CAUX、二极管DDCHG以及输入电力线IN,而成为发光二极管电流ILED1,其中发光二极管电流ILED1流过发光二极管组201及通道切换开关MN1,而成为流到接地线GND的驱动电流I1。同时,因为驱动电流I1被调整至定值,故充电电流ICHG大约为负数的定值。因为通道切换开关MN4持续地开启且接脚PIN4的电压为负值,所以驱动电流I4或电压VCS4稍加地会为负值。然而,电流控制器204可被设计成会将负值的电压VCS4当作是零伏特,以及当驱动电流I2和I3都为零时,仍将驱动电流I1调整至大约为定值。当电容CAUX持续放电时,电压VCAP会下降。当绝对值|VAC|在从零伏特回升而在图6中的时间点tDCH-END超越了电压VCAP时,电容CAUX会停止放电,且整流电压VIN开始跟着绝对值|VAC|一同地起伏。
从图5及图6可明显地看出,在时间点tCH到时间点tCH-END的期间,发光二极管电流ILED3的其中一部分会被转移,而成为充电电流ICHG,而充电电流ICHG会流经二极管DCHG并增加移动电源201的电容CAUX所储存的电能。储存在电容CAUX的电能会通过二极管DDCHG释放,而使发光二极管组201在时间点tDCH到时间点tDCH-END的期间发光,故交流发光二极管照明系统200在每一时刻可持续地发光。时间点tDCH到时间点tDCH-END的期间是一段交流输入电压VAC大约为零伏特时的期间。
图6中的电压VCAP的波形显示出电容CAUX可能承受的最大电压不会超过(绝对值|VAC|-VTH3)的最大值(通常仅为几十伏特)。相较于图4的电容112需承受高达240伏特的电压,图6中的电容CAUX可以只承受几十伏特的电压,而就成本的考虑上,图6中的电容CAUX也会是一个更加的选择。此外,相较于图4的电容112,图6中的电容CAUX也可享有更高的有效电容值。
因图6的发光二极管电流ILED1不会随着时间而改变,故上述的目标值(即发光二极管电流ILED被调整后的值)会是定值。但本发明并不以此为限。在本发明部分实施例中,上述的目标值可基于某些参数而有所变动。举例来说,在本发明一实施例中,当通道切换开关MN1、MN2、MN3及MN4切换时,上述的目标值会被改变。又例如,当电流控制器204关闭通道切换开关MN1时,电流控制器204会调整上述的目标值而使其略微地增加。在本发明一实施例中,当通道切换开关被关闭的数目越多时,上述的目标值会越大。在本发明另一实施例,上述的目标值与整流电压VIN相关。电流控制器204会通过图5中的接脚DET以及电阻RDET感测整流电压VIN,以决定上述的目标值。整流电压VIN越高时,目标值也会越高,如图7所示。因发光二极管电流ILED1与整流电压VIN相位相同(in phase),而整流电压VIN大部分时间与绝对值|VAC|一同地起伏,故交流发光二极管照明系统200所呈现的总谐波失真(Total HarmonicDistortion;THD)以及功率因数(Power Factor;PF)会非常地优秀。在本发明一实施例中,上述的功率因数可达到0.97,而总谐波失真可达到19%。
请参考图8。图8为本发明另一实施例的交流发光二极管照明系统300的电路图,而交流发光二极管照明系统300可在发光期间不产生任何的频闪。如图8所示,串联的发光二极管组201A及201B取代了图5中的发光二极管组201。交流发光二极管照明系统300还包括PNP型的双极性晶体管(Bipolar Junction Transistor;BJT)BT,双极性晶体管BT的发射极和集电极分别耦接于发光二极管组201A的阳极与阴极。图8中的双极性晶体管BT的基极,耦接于集成电路302的脚位PAS。双极性晶体管BT表现得像是一个旁通开关,其可以让发光二极管电流ILED1绕过发光二极管组201A。除了图5所绘示的常用的装置及组件之外,集成电路302作为发光二极管控制器并还包括电流控制器304、两个比较器308和310以及RS触发寄存器(RS flip-flop register)306。就驱动电流I1、I2、I3与I4来看,图8中的电流控制器304与图5中的电流控制器203相似,电流控制器304可改变通道切换开关MN1、MN2、MN3以及MN4的电导率。
比较器310会将电压VCS4与零伏特作比较,其中电压VCS4某程度上可代表流经通道切换开关MN4的驱动电流I4。请再参考图6,其中只有当电容CAUX放电时,驱动电流I4才会变成负值。因此,图8的比较器310可以判断出电容CAUX是否放电。
比较器308会将电压VCS1与参考电压VREF作比较,其中电压VCS1代表流经通道切换开关MN1的驱动电流I1。换句话说,比较器308可以判断出驱动电流I1是否低于一默认值,其中上述的默认值在本发明一实施例中小于上述的目标值,而此目标值是发光二极管电流ILED1经调整后的电流值。
在电容CAUX没有放电的期间,因电压VCS4并非为负值,故信号SBDCHG为逻辑值「1」,而RS触发寄存器306会被重置并输出逻辑值「1」的信号SBPAS。因此,PNP型的双极性晶体管BT会被关闭,而使得发光二极管电流ILED1(若有的话)会流经发光二极管组201A及201B。
当电容CAUX放电而使得发光二极管组201A及201B发光时,信号SBDCHG会转变成逻辑值「0」。在电容CAUX放电的期间,电容CAUX的电容电压VCAP会随着时间的推移而下降。同时,电流控制器304会调整通道切换开关MN1的电导率,以将驱动电流I1至上述的目标值。一旦电容电压VCAP下降而低于用以驱动发光二极管组201A及201B时所需的顺向电压,则驱动电流I1不能再被调整并开始下降。当驱动电流I1下降而进一步地低于参考电压VREF所代表的默认值时,比较器308会将信号STOO-LOW转变成逻辑值「1」,以设定RS触发寄存器306,故信号SBPAS变成逻辑值「0」且PNP型的双极性晶体管BT会被开启。发光二极管电流ILED1(若有的话)则会绕过发光二极管组201A并通过发光二极管组201B,而变成驱动电流I1。因电容电压VCAP仍旧超过了仅驱动发光二极管组201B时所需的顺向电压,故此时的驱动电流I1还可被调整。当发光二极管组201A停止发光时,电容CAUX可放电,以进一步地使发光二极管组201B发光。
依据上述说明,可推导出图8中的电容CAUX可释放本身所储存的电能,直到电容电压VCAP下降而低于仅驱动发光二极管组201B时所需的顺向电压为止。然而,一旦电容电压VCAP下降而低于仅驱动发光二极管组201时所需的顺向电压,图5中的电容CAUX则会停止放电。倘若图5中的发光二极管组201由图8中的发光二极管组201A及201B所组成,则图8的电容CAUX所释放的电能会比图5的电容CAUX所释放的电能还多,且图8的电容CAUX会比图5的电容CAUX运作得更有效率。
图8所绘示的PNP型的双极性晶体管BT可以作为发光二极管组201A的分流器,但本发明并不以此为限。在本发明另一实施例中,上述图8中的PNP型的双极性晶体管BT可被搬迁,不再作为发光二极管组201A的分流器,反而是成为发光二极管组201B的分流器。
电流控制器304将发光二极管电流ILED1调整至目标值。如上述本发明的其他实施例所述,上述的目标值可以是一定值,或是可依据某些参数来决定。举例来说,当信号SBDCHG为逻辑值「1」时,目标值可被设定成而大约是一个定值;而当信号SBDCHG为逻辑值「0」时,目标值则转变成一个相对数值较小的定值。因逻辑值「0」的信号SBDCHG同时也会是交流输入电压VAC大约为零伏特时的征兆,故当信号SBDCHG为逻辑值「0」时,数值小的目标值将有助于改善总谐波失真(THD)。
请注意,将本发明上述所公开的各实施例加以进行简单组合与变化(例如数量上的变化)所衍生的各种实施例,仍应视为本发明的实施例。
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 (18)
1.一种发光二极管照明系统,其特征在于,包括:
整流器,用以接收交流输入电压,以在输入电力线产生整流输入电压,并在接地线产生接地电压;
发光二极管串,包括多个串联的发光二极管,而具有主阳极以及主阴极,其中该主阳极耦接于该输入电力线;
移动电源,耦接于该输入电力线及该主阴极,用以储存电能;以及
发光二极管控制器,耦接于该发光二极管串及该移动电源,用以将一第一驱动电流从该主阴极导引至该接地线,并用以将一第二驱动电流从该移动电源导引至该接地线,其中该第二驱动电流使该移动电源所储存的电能增加,而该第一驱动电流与该第二驱动电流合并后的一合并电流流经该发光二极管串;
其中当该交流输入电压大约为零伏特时,该移动电源通过该输入电力线释放该移动电源所储存的电能,以使该些发光二极管中的至少一个发光二极管发光。
2.如权利要求1所述的发光二极管照明系统,其特征在于,该发光二极管控制器包括:
第一通道开关,耦接于该主阴极及该接地线之间,用以导引该第一驱动电流;以及
第二通道开关,耦接于该移动电源及该接地线之间,用以导引该第二驱动电流通过该移动电源,以储存电能于该移动电源内。
3.如权利要求2所述的发光二极管照明系统,其特征在于,该发光二极管控制器包括电流控制器,耦接于该第一通道开关及该第二通道开关,用以将该第一驱动电流及该第二驱动电流的总和大致上调整至一目标值。
4.如权利要求1所述的发光二极管照明系统,其特征在于,该移动电源包括:
第一二极管;
第二二极管;以及
电容,用以储存该移动电源所储存的电能;
其中该移动电源用以使该第二驱动电流流经该第一二极管及该电容,而该移动电源所储存的电能经由该第二二极管被释放。
5.如权利要求4所述的发光二极管照明系统,其特征在于,该第一二极管连接于该电容及该主阴极之间。
6.如权利要求4所述的发光二极管照明系统,其特征在于,该第二二极管连接于该电容及该输入电力线之间。
7.如权利要求1所述的发光二极管照明系统,其特征在于,该些发光二极管经分组成第一发光二极管组及第二发光二极管组,而该第一发光二极管组与该第二发光二极管组通过串联于该主阴极及该主阳极之间的一接点而相连,该发光二极管控制器包括一通道切换开关,该通道切换开关耦接于该接点与该接地线之间用以导引一第三驱动电流,而该发光二极管控制器还包括一电流控制器,用以将该第一驱动电流、该第二驱动电流以及该第三驱动电流的总和大致上调整至一目标值。
8.如权利要求7所述的发光二极管照明系统,其特征在于,该电流控制器感测该整流输入电压,以决定该目标值。
9.如权利要求1所述的发光二极管照明系统,其特征在于,该发光二极管控制器包括:
比较器,用以决定该移动电源所储存的电能是否被释放,以提供信号;
其中该发光二极管控制器将通过该些发光二极管中的至少一个发光二极管的一发光二极管电流调整至一目标值,而该目标值取决于该信号。
10.如权利要求1所述的发光二极管照明系统,其特征在于,该些发光二极管经分组成一第一发光二极管组及一第二发光二极管组,而该第一发光二极管组与该第二发光二极管组通过串联于该主阴极及该主阳极之间的一接点而相连,而该发光二极管照明系统还包括:
旁通开关,耦接于该输入电力线及该接点之间;
第一比较器,用以决定该移动电源所储存的电能是否被释放;以及
第二比较器,用以决定流经该第二发光二极管组的一驱动电流是否低于一参考值;
其中当该第二发光二极管组的该驱动电流低于该参考值且该移动电源释放所储存的电能时,该发光二极管控制器开启该旁通开关,以使该第二发光二极管组的该驱动电流绕过该第一发光二极管组并流经该第二发光二极管组。
11.一种控制方法,适用于一发光二极管照明系统以避免频闪,其特征在于,
该发光二极管照明系统包括:
整流器,用以接收一交流输入电压,以在一输入电力线产生一整流输入电压,并在一接地线产生一接地电压;
发光二极管串,包括多个串联的发光二极管,而具有主阳极以及主阴极,其中该主阳极耦接于该输入电力线;以及
移动电源,耦接于该主阴极,用以储存电能;
该控制方法包括:
调整流经该发光二极管串的一发光二极管电流;
当调整该发光二极管电流的同时,将该发光二极管电流的一部分分流到该移动电源,以增加该移动电源所储存的电能;以及
当该交流输入电压的交流电压值等于零伏特时,释放该移动电源所储存的电能,以使该些发光二极管中的至少一个发光二极管发光,并因此使该发光二极管照明系统持续地发光。
12.如权利要求11所述的控制方法,其特征在于,调整该发光二极管电流的步骤是将该发光二极管电流调整到一目标值,而该控制方法还包括:感测该输入电力线的线电压,以决定该目标值。
13.如权利要求12所述的控制方法,其特征在于,当该线电压越高时,该目标值也会越高。
14.如权利要求11所述的控制方法,其特征在于,该移动电源包括:
第一二极管;
第二二极管;以及
电容,用以储存该移动电源所储存的电能;
其中该第一二极管耦接于该电容与该主阴极之间;且
该第二二极管耦接于该电容与该主阳极之间。
15.如权利要求14所述的控制方法,其特征在于,将该发光二极管电流的该部分分流到该移动电源的步骤是将该发光二极管电流的该部分经过该第一二极管分流到该移动电源;以及
释放该移动电源所储存的电能的步骤是通过该第二二极管释放该移动电源所储存的电能。
16.如权利要求11所述的控制方法,其特征在于,该些发光二极管经分组成一第一发光二极管组及一第二发光二极管组,而该第一发光二极管组与该第二发光二极管组通过串联于该主阳极及该主阴极之间的一接点而相连,该控制方法还包括:
当流经该第二发光二极管组的一第二发光二极管电流大约为零时,将流经该第一发光二极管组的一第一发光二极管电流调整至一目标值。
17.如权利要求16所述的控制方法,其特征在于,所述的控制方法还包括:
判断该移动电源所储存的电能是否被释放;
当该移动电源所储存的电能被释放时,将该目标值设定为一第一值;以及
当该移动电源所储存的电能不被释放时,将该目标值设定为异于该第一值的一第二值。
18.如权利要求11所述的控制方法,其特征在于,所述的控制方法还包括:
将该些发光二极管分组成串联的第一发光二极管组及第二发光二极管组;
释放该移动电源所储存的电能,以使该第一发光二极管组及该第二发光二极管组都发光;
判断该移动电源所储存的电能是否被释放;
判断该发光二极管电流是否被调整;以及
释放该移动电源所储存的电能,以使该第二发光二极管组发光,但倘若该发光二极管电流不被调整时,该第一发光二极管组发光则不发光。
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