CN110324932B - 包括发光二极管的照明设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种照明设备，所述照明设备包括：LED电路，包括被配置为接收调制的整流电压的多个串联连接的级，每个级包括第一通路和第二通路，第一通路包括串联连接的第一电阻器和第一LED，第二通路并联连接到第一通路，并包括被配置为发射具有与从第一LED发射的光的色温不同的色温的光的第二LED；以及驱动电流控制器，被配置为根据与整流电压的调光水平相关的调光信号，通过调节施加到连接到级的驱动节点的电流而调节从LED电路输出的光的强度，其中，第一LED的阈值电压低于第二LED的阈值电压。

Description

包括发光二极管的照明设备

本申请要求于2018年3月30日提交的第10-2018-0037269号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请出于所有目的通过引用包含于此，如同在这里充分阐述的一样。

技术领域

发明的示例性实施例总体上涉及一种照明设备，更具体地，涉及一种包括发光二极管的照明设备。

背景技术

包括发光二极管(LED)的照明设备可以将AC电压转换为整流电压并且使LED根据整流电压的电平来发光。

传统的白炽灯泡可以支持调光功能，以根据用户的选择调节光的亮度。在白炽灯泡中，输出光的亮度的变化会导致色温的变化。例如，当使白炽灯泡变暗时，灯泡中发光的灯丝的温度降低，从而降低灯丝发出的光的色温。

近来包括LED的照明设备可以提供预定的光输出，并且还可以支持能够根据用户的选择输出不同水平的光的调光功能。此外，对能够提供类似于白炽灯泡的感觉(诸如，当输出光的亮度改变时的色温的变化)的包括LED的照明设备的需求正在增大。

在本背景技术部分中公开的以上信息仅用于理解发明构思的背景，因此，它可以包含不构成现有技术的信息。

发明内容

发明的示例性实施例提供了一种包括能够控制输出光的色温的LED的照明设备。

发明构思的其它特征将在下面的描述中进行阐述，并且部分地通过描述将是明显的，或者可以通过发明构思的实践而获知。

根据示例性实施例的照明设备包括：LED电路，包括被配置为接收调制的整流电压的多个串联连接的级，每个级包括第一通路和第二通路，第一通路包括串联连接的第一电阻器和第一LED，第二通路并联连接到第一通路，并包括被配置为发射具有与从第一LED发射的光的色温不同的色温的光的第二LED；以及驱动电流控制器，被配置为根据与整流电压的调光水平(dimming level，调光电平)相关的调光信号，通过调节施加到连接到级的驱动节点的电流而调节从LED电路输出的光的强度，其中，第一LED的阈值电压低于第二LED的阈值电压。

第一LED可以包括第一发光单元和覆盖第一发光单元的第一波长转换层，第二LED可以包括第二发光单元和与第一波长转换层不同的第二波长转换层。

第一发光单元可以彼此串联连接，第二发光单元可以彼此串联连接，并且第一发光单元的数量可以小于第二发光单元的数量。

第一LED可以被配置为发射具有第一色温的光，第二LED可以被配置为发射具有第二色温的光，第二色温比第一色温高。

级可以包括彼此顺序地连接的第一级和第二级，驱动节点可以包括第一驱动节点，第一级可以连接在分支节点与被配置为接收整流电压的输入节点之间，第二级可以连接在分支节点与第一驱动节点之间，分支节点为第一级与第二级之间的节点，并且驱动电流控制器可以被配置为根据调光信号来控制第一驱动节点的电流。

驱动节点还可以包括第二驱动节点，LED电路还可以包括连接在分支节点与第二驱动节点之间的电容器，并且驱动电流控制器可以被配置为根据调光信号来控制第二驱动节点的电流。

级可以包括顺序连接的第一级、第二级、第三级和第四级，并且驱动节点包括第一驱动节点、第二驱动节点、第三驱动节点和第四驱动节点，第一级可以连接在第一驱动节点与被配置为接收整流电压的输入节点之间，第二级可以连接在第一驱动节点与第二驱动节点之间，第三级可以连接在第二驱动节点与第三驱动节点之间，第四级可以连接在第三驱动节点与第四驱动节点之间，并且驱动电流控制器可以被配置为根据调光信号来控制第一驱动节点、第二驱动节点、第三驱动节点和第四驱动节点的电流。

照明设备还可以包括LED驱动器，LED驱动器通过驱动节点连接到LED电路，并通过电流设定节点连接到驱动电流控制器，其中，LED驱动器可以被配置为根据电流设定节点的电压来调节驱动节点的电流，并且驱动电流控制器可以被配置为根据调光信号来控制电流设定节点的电压。

照明设备还可以包括被配置为产生调光信号的调光器。

调光器可以包括双向可控硅调光器和脉宽调光器中的至少一者。

根据另一示例性实施例的照明设备包括：LED电路，包括被配置为接收调制的整流电压的多个串联连接的级，每个级包括第一通路和第二通路，第一通路包括串联连接的第一电阻器和第一LED，第二通路并联连接到第一通路，并包括被配置为发射具有与从第一LED发射的光的色温不同的色温的光的第二LED；以及驱动电流控制器，被配置为根据调光信号通过调节施加到级的电流来调节从LED电路输出的光的强度，其中，第二LED的发光单元的数量大于第一LED的发光单元的数量。

从第一LED发射的光的色温可以比从第二LED发射的光的色温低。

第一LED和第二LED的发光单元的阈值电压可以彼此相同。

第一LED和第二LED中的每个LED的发光单元可以彼此串联连接，并且被波长转换层覆盖。

照明设备还可以包括连接在LED电路与驱动电流控制器之间的LED驱动器，LED驱动器包括分别连接到级的比较器。

LED电路还可以包括连接到一个级的输出端和一个比较器的电容器，电容器被配置为根据整流电压的电平进行充电和放电并且在放电时向级提供电流。

比较器可以共同连接到驱动电流控制器。

照明设备还可以包括驱动电流控制电路，驱动电流控制电路连接到驱动电流控制器并被配置为向驱动电流控制器提供DC电压控制信号。

第一LED的阈值电压可以低于第二LED的阈值电压。

照明设备还可以包括被配置为产生调光信号的双向可控硅调光器。

将理解的是，前面的总体描述和下面的详细描述都是示例性和解释性的，并且旨在提供对所要求保护的发明的进一步解释。

附图说明

图1是根据示例性实施例的照明设备的框图。

图2是图1的LED电路和LED驱动器的示例性电路图。

图3是图1的驱动电流控制器的示例性框图。

图4是用于示出电流设定节点根据调光水平偏置的电压的曲线图。

图5是用于示出电流设定节点根据调光水平偏置的电压的曲线图。

图6是用于示出根据示例性实施例的用于驱动多个级的方法的时序图。

图7是根据示例性实施例的LED电路的电路图。

图8是用于示出第一电流通路和第二电流通路中的每个的正向电压与正向电流之间的关系的曲线图。

图9是根据示例性实施例的图7的第一LED和第三LED中的一个的透视图。

图10是根据示例性实施例的图9的LED芯片的俯视图。

图11是根据示例性实施例的图7的第二LED和第四LED中的一个的透视图。

图12是根据示例性实施例的图11的LED芯片的俯视图。

图13是根据另一示例性实施例的照明设备的框图。

具体实施方式

在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以提供对发明的各种示例性实施例或实施方式的彻底的理解。如这里所使用的“实施例”和“实施方式”是可互换的词，其作为采用这里公开的一个或更多个发明构思的装置或方法的非限制性示例。然而，明显的是，各种示例性实施例可以在没有这些具体细节或者在一个或更多个等同布置的情况下实施。在其它情况下，为了避免使各种示例性实施例不必要地模糊，以框图形式示出了公知的结构和装置。此外，各种示例性实施例可以不同，但是不必是互斥的。例如，在不脱离发明构思的情况下，示例性实施例的具体形状、构造和特性可以在另一示例性实施例中使用或实现。

除非另有说明，否则示出的示例性实施例将被理解为提供可以在实践中实现发明构思的一些方式的不同细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离发明构思的情况下，可以对各种实施例的特征、组件、模块、层、膜、面板、区域和/或方面等(在下文中，单独地或统一地称为“元件”)进行另外组合、分离、互换和/或重新布置。

通常在附图中提供交叉影线和/或阴影的使用以使相邻元件之间的边界清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不表达或表示对元件的特定材料、材料性质、尺寸、比例、示出的元件之间的共性和/或任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述的目的，可以夸大元件的尺寸和相对尺寸。当示例性实施例可以不同地实施时，可以采用不同于所描述的顺序来执行特定的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的元件。

当元件或层被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时，该元件或层可以直接在所述另一元件或层上、直接连接到或直接结合到所述另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。然而，当元件或层被称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件或层时，不存在中间元件或层。为此，术语“连接”可以指具有或不具有中间元件的物理连接、电连接和/或流体连接。此外，D1轴、D2轴和D3轴不限于直角坐标系的三个轴(诸如，x轴、y轴和z轴)，并且可以以更广泛的意义进行解释。例如，D1轴、D2轴和D3轴可以相互垂直，或者可以表示不相互垂直的不同方向。为了本公开的目的，“X、Y和Z中的至少一个(种/者)”和“从由X、Y和Z组成的组中选择的至少一个(种/者)”可以解释为仅X、仅Y、仅Z或者X、Y和Z中的两个(种/者)或更多个(种/者)的任意组合，诸如，以XYZ、XYY、YZ和ZZ为例。如在这里使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项的任何组合和全部组合。

虽然在这里可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种类型的元件，但是这些元件不应受这些术语限制。这些术语用于将一个元件与另一元件区分开。因此，在不脱离公开的教导的情况下，下面讨论的第一元件可以被命名为第二元件。

为了描述性目的，可以在这里使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下面”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”、“侧”(例如，如在“侧壁”中)等的空间相对术语，由此来描述如附图中示出的一个元件与另一(其它)元件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语意图还包括设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它元件或特征“下方”或“之下”的元件随后将被定位为“在”所述其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包括上方和下方两种方位。此外，设备可以被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。

这里使用的术语是出于描述特定实施例的目的，而不意图进行限制。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种/者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”、“包括”和/或它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不是作为程度术语，如此，用来解释将由本领域普通技术人员认识到的测量值、计算值和/或提供值的固有偏差。

正如本领域中的惯例，根据功能块、单元和/或模块描述并在附图中示出了一些示例性实施例。本领域技术人员将理解的是，这些块、单元和/或模块通过电子(或光学)电路(诸如，逻辑电路、离散组件、微处理器、硬布线电路、存储元件、布线连接等)物理地实施，其可以利用基于半导体的制造技术或其它制造技术来形成。在通过微处理器或其它类似的硬件来实施块、单元和/或模块的情况下，可以利用软件(例如，微码)对它们进行编程和控制，以执行这里所讨论的各种功能，并且可以可选地通过固件和/或软件来驱动它们。还预期的是，每个块、单元和/或模块可以通过专用硬件实施，或者作为执行某些功能的专用硬件和执行其它功能的处理器(例如，一个或更多个编程的微处理器和相关电路)的组合来实施。此外，在不脱离发明构思的范围的情况下，一些示例性实施例的每个块、单元和/或模块可以物理地分离成两个或更多个交互的且离散的块、单元和/或模块。此外，在不脱离发明构思的范围的情况下，一些示例性实施例的块、单元和/或模块可以物理地组合成更复杂的块、单元和/或模块。

除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开作为其一部分的领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。除非这里明确地如此定义，否则术语(诸如在通用字典中定义的术语)应该被解释为具有与它们在相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且将不以理想化的或过于形式化的含义进行解释。

图1是根据示例性实施例的照明设备100的框图。

参照图1，照明设备100可以连接到AC电源110并接收AC电压Vac，并且可以包括调光器115、整流器120、LED电路130、LED驱动器140、驱动电流控制器150和DC电源160。

调光器115可以从AC电源110接收AC电压Vac，将AC电压Vac调制为具有根据用户的选择的调光水平，并输出调制后的AC电压。调光器115可以包括可以基于双向可控硅(triac)切断AC电压Vac的相位的双向可控硅调光器、可以调制AC电压Vac的脉冲宽度的脉宽调光器等。然而，发明构思不限于特定类型的调光器。

当调光器115是根据示例性实施例的双向可控硅调光器时，调光器115可以通过基于用户选择的调光水平切断AC电压Vac的相位来输出调制后的AC电压。在这种情况下，会需要对双向可控硅触发电流的控制。如此，照明设备100还可以包括连接在调光器115与整流器120之间的泄放电路。例如，泄放电路可以包括电容器和电阻器。

在图1中，调光器115被示出为照明设备100的组件。然而，发明构思不限于此。例如，在一些示例性实施例中，调光器115可以设置在照明设备100的外部，并且与照明设备100电连接。

整流器120可以对由调光器115调制的AC电压进行整流，并且通过第一电力节点VPND和第二电力节点VNND输出整流电压Vrct。第二电力节点VNND可以是接地节点。整流电压Vrct输出到LED电路130和DC电源160。

照明设备100还可以包括浪涌保护电路以保护照明设备100的内部组件免受过电压和/或过电流的影响。浪涌保护电路可以连接在例如第一电力节点VPND与第二电力节点VNND之间。

LED电路130连接在第一电力节点VPND与第二电力节点VNND之间，并且响应于整流电压Vrct而操作。LED电路130包括多个级STG1和STG2，多个级STG1和STG2包括均发光的LED。级STG1和STG2中的每个可以根据整流电压Vrct的电平而选择性地发光。级STG1和STG2通过第一驱动节点D1和第二驱动节点D2连接到LED驱动器140。第一驱动节点D1和第二驱动节点D2的电流可以通过LED驱动器140来调节。从包括在级STG1和STG2中的每个LED发射的光的亮度可以根据该电流来改变。当第一驱动节点D1和第二驱动节点D2的电流被调节时，从每个LED发射的光的亮度可以改变。

如图1中所示，LED电路130可以包括第一级STG1和第二级STG2。第一级STG1和第二级STG2可以顺序地连接在第一电力节点VPND与第二驱动节点D2之间，并且第一级STG1的输出端可以连接到第一驱动节点D1。然而，发明构思不限于此，并且在一些示例性实施例中，级STG1和STG2的数量、级STG1和STG2之间的连接关系以及级STG1和STG2与LED驱动器140之间的连接关系可以进行各种修改。

LED电路130还可以包括电容器CP。电容器CP可以连接在第一级STG1的输出端与第一驱动节点D1之间。电容器CP可以根据整流电压Vrct的电平进行充电和放电，并且可以在放电时向第一级STG1和第二级STG2提供电流。以这种方式，即使在整流电压Vrct的电平变得低于对应的阈值电压时，第一级STG1和第二级STG2也可以由于电容器CP而发光。

LED电路130还可以包括用于防止反向电流的第一二极管DID1至第五二极管DID5。第一二极管DID1连接在第一电力节点VPND与第一级STG1之间，并阻断从第一级STG1流到第一电力节点VPND的电流。第二二极管DID2连接在第一级STG1的输出端与电容器CP之间，并且阻断从电容器CP流到第一级STG1的输出端的电流。第三二极管DID3连接在电容器CP与第一级STG1的输入端之间，并且阻断从第一级STG1的输入端流到电容器CP的电流。第四二极管DID4和第五二极管DID5连接在接地节点(或第二电力节点VNND)与第一驱动节点D1之间，第四二极管DID4与第五二极管DID5之间的分支节点连接到电容器CP。第四二极管DID4阻断从分支节点流到接地节点的电流，第五二极管DID5阻断从第一驱动节点D1流到分支节点的电流。

LED驱动器140通过第一驱动节点D1和第二驱动节点D2连接到LED电路130。LED驱动器140分别通过第一驱动节点D1和第二驱动节点D2将第一驱动电流DI1和第二驱动电流DI2提供到LED电路130。当驱动电流的电平高时，可以增大从驱动电流流过的相应级输出的光的亮度。

驱动电流控制器150根据指示调光水平的调光信号ADIM来控制LED驱动器140，从而调节第一驱动电流DI1和第二驱动电流DI2。调光信号ADIM可以指示整流电压Vrct的调制度。

驱动电流控制器150通过电流设定节点DISND连接到LED驱动器140。驱动电流控制器150可以根据调光信号ADIM来控制电流设定节点DISND的电压。LED驱动器140可以根据电流设定节点DISND的电压来调节第一驱动电流DI1和第二驱动电流DI2的电平。当电流设定节点DISND的电压升高时，LED驱动器140可以使第一驱动电流DI1和第二驱动电流DI2的电平升高。当电流设定节点DISND的电压降低时，LED驱动器140可以使第一驱动电流DI1和第二驱动电流DI2的电平降低。

在一些示例性实施例中，调光信号ADIM可以从调光器115通过调光节点ADIMND提供。在其它示例性实施例中，照明设备100还可以包括调光水平检测器，以基于整流电压Vrct产生调光信号ADIM。调光信号的类型可以进行各种修改。例如，调光水平检测器可以包括RC积分电路并且输出基于整流电压Vrct的DC电压作为调光信号ADIM。作为另一示例，调光水平检测器可以检测整流电压Vrct的每个时段的脉冲宽度，并且可以输出与检测到的脉冲宽度对应的模拟信号或数字信号作为调光信号ADIM。

图2是图1的LED电路130和LED驱动器140的示例性电路图。

参照图2，LED驱动器140可以包括第一晶体管TR1、第一比较器OP1、第二晶体管TR2、第二比较器OP2以及一个或更多个源电阻器Rs1和Rs2。

第一晶体管TR1和第一比较器OP1控制第一驱动节点D1的电流，第二晶体管TR2和第二比较器OP2控制第二驱动节点D2的电流。第一晶体管TR1连接在第一驱动节点D1与第一源节点S1之间。第一比较器OP1具有连接到第一晶体管TR1的栅极的输出端和连接到第一源节点S1的反向端。第二晶体管TR2连接在第二驱动节点D2与第二源节点S2之间。第二比较器OP2具有连接到第二晶体管TR2的栅极的输出端和连接到第二源节点S2的反向端。第一比较器OP1和第二比较器OP2的非反向端共同连接到电流设定节点DISND。例如，第一晶体管TR1和第二晶体管TR2可以是NMOS晶体管。

当第一源节点S1的电压低于电流设定节点DISND的电压时，第一晶体管TR1可以通过第一比较器OP1的输出而导通。当第一源节点S1的电压变得高于电流设定节点DISND的电压时，第一晶体管TR1可以通过第一比较器OP1的输出而截止，其中，电流设定节点DISND的电压通过由第一电力节点VPND提供的整流电压Vrct(参见图1)获得。以这种方式，第一晶体管TR1可以重复地导通和截止。如此，电流设定节点DISND的电压可以反映在第一源节点S1的电压上。类似地，电流设定节点DISND的电压可以反映在第二源节点S2的电压上。

第一源电阻器Rs1连接在第一源节点S1与接地节点之间。根据第一源节点S1的电压和第一源电阻器Rs1的电阻，可以确定第一驱动电流DI1的电平。第二源电阻器Rs2连接在第二源节点S2与第一源节点S1之间。根据第二源节点S2的电压以及第一源电阻器Rs1和第二源电阻器Rs2的电阻之和，可以确定第二驱动电流DI2的电平。例如，第二驱动电流DI2的电平可以低于第一驱动电流DI1的电平。

如此，可以根据电流设定节点DISND的电压分别控制第一驱动电流DI1的电平和第二驱动电流DI2的电平。

图3是图1的驱动电流控制器150的示例性框图。

参照图3，驱动电流控制器150可以包括驱动电流控制电路151、电压调节器152和设定电阻器Rset。

驱动电流控制电路151可以根据调光信号ADIM而输出驱动电流控制信号DICS。在一些示例性实施例中，驱动电流控制信号DICS可以被提供为DC电压。当调光信号ADIM高时，驱动电流控制电路151可以使驱动电流控制信号DICS的电压随着调光水平而升高。在一些示例性实施例中，驱动电流控制器150可以不包括驱动电流控制电路151。在这种情况下，另外的驱动电流控制电路可以连接到驱动电流控制器150，并向驱动电流控制器150提供DC电压控制信号。

设定电阻器Rset连接在电流设定节点DISND与接地节点之间。在一些示例性实施例中，设定电容器Cset可以并联连接到设定电阻器Rset，以消除或减少电流设定节点DISND的电压中的噪声。

电压调节器152根据驱动电流控制信号DICS调节电流设定节点DISND的电压。例如，电压调节器152可以包括可变电流源，该可变电流源在驱动电流控制信号DICS的电压升高时产生高电流。在高电流流动时，电流设定节点DISND的电压可以升高。

图4是示出电流设定节点DISND根据调光水平偏置的电压的曲线图。图5是示出电流设定节点DISND根据调光水平偏置的电压的曲线图。

参照图4，驱动电流控制器150可以随着调光水平升高而升高电流设定节点DISND的电压。参照图5，驱动电流控制器150可以在调光水平低于第一参考调光水平DLrf1时使电流设定节点DISND的电压维持在第一电压电平“a”，可以在调光水平高于第二参考调光水平DLrf2时使电流设定节点DISND的电压维持在比第一电压电平“a”高的第二电压电平“b”，并且可以在调光水平在第一参考调光水平DLrf1与第二参考调光水平DLrf2之间时根据第一电压电平“a”与第二电压电平“b”之间的调光水平来升高电流设定节点DISND的电压。

图6是示出根据示例性实施例的用于驱动多个级STG1和STG2的方法的时序图。

参照图2和图6，在第一时段PRD1至第四时段PRD4期间接收整流电压Vrct。随着整流电压Vrct升高，在第一时间t1，它达到第一电压Va。第一电压Va可以是串联结合的第一级STG1和第二级STG2的阈值电压之和。如此，输入电流IN可以流过第一级STG1和第二级STG2以及第二驱动节点D2。因此，第一级STG1和第二级STG2可以发光。可以将第二驱动节点D2的第二驱动电流DI2调节为具有第一电平L1。

随着整流电压Vrct升高，在第二时间t2，它变得高于第二电压Vb。第二电压Vb可以是第一级STG1的阈值电压与电容器CP两端的电压之和。输入电流IN可以流过第一级STG1、电容器CP和第一驱动节点D1。因此，第一级STG1可以发光。由于通过第二晶体管TR2连接到第二驱动节点D2的第一源电阻器Rs1和第二源电阻器Rs2的电阻之和高于通过第一晶体管TR1连接到第一驱动节点D1的第一源电阻器Rs1的电阻，所以可以逐渐阻断第二驱动电流DI2。第一驱动节点D1的第一驱动电流DI1可以具有高于第一电平L1的第二电平L2。

随着整流电压Vrct减低，在第三时间t3，它变得低于第二电压Vb。阻断流过第一级STG1、电容器CP和第一驱动节点D1的输入电流IN，并且输入电流IN可以流过第一级STG1和第二级STG2以及第二驱动节点D2。可以控制第二驱动电流DI2为具有第一电平L1。

随着整流电压Vrct进一步减低，在第四时间t4，它变得低于第一电压Va。阻断流过第一级STG1和第二级STG2以及第二驱动节点D2的输入电流IN。被充电的电容器CP两端的电压可以高于第一电压Va。电容器CP中的电荷可以流过第一级STG1和第二级STG2以及第二驱动节点D2。以这种方式，即使在整流电压Vrct变得低于第一电压Va的时间段中，LED电路130也可以发光。可以控制第二驱动电流DI2为具有第一电平L1。

在第五时间t5至第八时间t8，以与第一时间t1至第四时间t4类似的方式驱动LED电路130。如此，将省略第五时间t5至第八时间t8期间的基本类似操作的重复描述以避免冗余。

可以调制整流电压Vrct。例如，当第三时段PRD3的整流电压Vrct被相切断(phase-cut)时，可以在第三时段PRD3的特定时间期间接收大约0V的电压，并且可以在剩余时间期间接收高于0V的电压。更具体地，与第三时段PRD3的整流电压Vrct对应的调光水平低于与第一时段PRD1和第二时段PRD2的整流电压Vrct对应的调光水平。

在第九时间t9，第三时段PRD3的整流电压Vrct变得高于第二电压Vb。输入电流IN可以流过第一级STG1、电容器CP和第一驱动节点D1。因此，第一级STG1可以发光。在第九时间t9之前，电容器CP中的电荷可以流过第一级STG1和第二级STG2以及第二驱动节点D2。由于连接到第二驱动节点D2的第一源电阻器Rs1和第二源电阻器Rs2的电阻之和高于连接到第一驱动节点D1的第一源电阻器Rs1的电阻，所以会在第九时间t9阻断第二驱动电流DI2。

第一驱动节点D1的第一驱动电流DI1被调节为具有低于第二电平L2的第三电平L3。如上参照图1所描述的，驱动电流控制器150根据与调光水平对应的调光信号ADIM来调节第一驱动电流DI1和第二驱动电流DI2。由于第三时段PRD3的整流电压Vrct的调光水平低于第一时段PRD1和第二时段PRD2的整流电压Vrct的调光水平，所以第一驱动电流DI1具有低于第二电平L2的第三电平L3。

随着第三时段PRD3的整流电压Vrct降低，在第十时间t10，它变得低于第二电压Vb。阻断流过第一级STG1、电容器CP和第一驱动节点D1的输入电流IN，并且输入电流IN可以流过第一级STG1和第二级STG2以及第二驱动节点D2。因此，第一级STG1和第二级STG2可以发光。由于第三时段PRD3的整流电压Vrct的调光水平低于第一时段PRD1和第二时段PRD2的整流电压Vrct的调光水平，所以第二驱动节点D2的第二驱动电流DI2被调节为具有低于第一电平L1的第四电平L4。

随着第三时段PRD3的整流电压Vrct进一步降低，在第十一时间t11，它变得低于第一电压Va。阻断流过第一级STG1和第二级STG2以及第二驱动节点D2的输入电流IN。电容器CP中的电荷可以流过第一级STG1和第二级STG2以及第二驱动节点D2。控制第二驱动电流DI2为具有第四电平L4。

在第十二时间t12至第十四时间t14，以与第九时间t9至第十一时间t11类似的方式驱动LED电路130，因此，将省略其重复描述以避免冗余。

图7是根据示例性实施例的LED电路130的电路图。图8是示出第一电流通路CRP1和第二电流通路CRP2中的每个的正向电压与正向电流之间的关系的曲线图。

参照图7，第一级STG1包括并联连接的第一电流通路CRP1和第二电流通路CRP2，第二级STG2包括并联连接的第三电流通路CRP3和第四电流通路CRP4。

第一级STG1的第一电流通路CRP1包括串联连接的第一电阻器R1和第一LED LED1。第一级STG1的第二电流通路CRP2包括第二LED LED2。第一LED LED1和第二LED LED2可以各自发射具有不同色温的光。第一LED LED1和第二LED LED2的混合光从第一级STG1输出。在示例性实施例中，第一LED LED1的色温可以低于第二LED LED2的色温。

第二级STG2的第三电流通路CRP3包括串联连接的第二电阻器R2和第三LED LED3。第二级STG2的第四电流通路CRP4包括第四LED LED4。第三LED LED3可以发射与第一LEDLED1具有基本相同的色温的光。第四LED LED4可以发射与第二LED LED2具有基本相同的色温的光。具体地，第二级STG2可以与第一级STG1具有基本相同的配置。

如此，在下文中，将主要描述流过第一级STG1的第一电流通路CRP1和第二电流通路CRP2的电流。

串联连接到LED的电阻器可以降低正向电流相对于正向电压的斜率(或比例常数)。例如，随着串联连接到LED的电阻器的电阻增大，正向电流相对于正向电压的斜率可以降低。如此，第一电流通路CRP1中的正向电流相对于正向电压的斜率可以低于第二电流通路CRP2的正向电流相对于正向电压的斜率。

当相同的电压施加到第一电流通路CRP1和第二电流通路CRP2的两端时，由于第一电流通路CRP1和第二电流通路CRP2并联连接，所以当第一电流通路CRP1和第二电流通路CRP2如上所述具有不同斜率时，分配到第一电流通路CRP1和第二电流通路CRP2的电流比可以随着驱动电流改变而改变。

参照图8，根据示例性实施例，第一电压-电流曲线IV1是示出第一电流通路CRP1的正向电压与正向电流之间的关系的曲线图，第二电压-电流曲线IV2是示出第二电流通路CRP2的正向电压与正向电流之间的关系的曲线图。当施加到第一级STG1的电压高于第一阈值电压Vth1时，电流流过第一电流通路CRP1。例如，第一阈值电压Vth1可以被认为是包括在第一电流路径CRP1中的第一LED LED1的阈值电压。当施加到第一级STG1的电压高于第二阈值电压Vth2时，电流流过第二电流通路CRP2。例如，第二阈值电压Vth2可以被认为是包括在第二电流通路CRP2中的第二LED LED2的阈值电压。第一阈值电压Vth1可以低于第二阈值电压Vth2。更具体地，第一LED LED1和第二LED LED2可以被配置为使得第一阈值电压Vth1低于第二阈值电压Vth2。

第一电压-电流曲线IV1可以由于串联连接到第一LED LED1的第一电阻器R1而具有比第二电压-电流曲线IV2的斜率低的斜率。因此，当提供到第一级STG1的驱动电流改变时，分配到第一电流通路CRP1的电流和第二电流通路CRP2的电流的比例可以改变。

因为通过驱动电流控制器150将相对大量的驱动电流提供到第一级STG1，所以第一电流I1可以流过第一电流通路CRP1。如上面参照图1至图6所描述的，驱动电流控制器150根据调光信号ADIM来调节驱动电流(见图1的DI1或DI2)。根据第一电压-电流曲线IV1，第一电流通路CRP1两端的电压是第一电压V1。由于第二电流通路CRP2并联连接到第一电流通路CRP1，所以第二电流通路CRP2两端的电压也是第一电压V1。根据第二电压-电流曲线IV2，第二电流I2可以流过第二电流通路CRP2。第二电流I2高于第一电流I1。

随着提供到第一级STG1的驱动电流降低，低于第一电流I1的第三电流I3可以流过第一电流通路CRP1。根据第一电压-电流曲线IV1，第一电流通路CRP1两端的电压是第二电压V2。因此，第二电流通路CRP2两端的电压也是第二电压V2。根据第二电压-电流曲线IV2，第四电流I4可以流过第二电流通路CRP2。第四电流I4低于第三电流I3。

随着提供到第一级STG1的驱动电流进一步降低，低于第三电流I3的第五电流I5可以流过第一电流通路CRP1。根据第一电压-电流曲线IV1，第一电流通路CRP1两端的电压是第三电压V3。第三电压V3低于第二阈值电压Vth2。因此，电流不流过第二电流通路CRP2，因此，第二电流通路CRP2不发光。例如，第一阈值电压Vth1可以低于第二阈值电压Vth2，以提供这样的调光水平：该调光水平仅使具有第一色温的第一电流通路CRP1发光，而具有第二色温的第二电流通路CRP2不发光。

如此，随着提供到第一级STG1的驱动电流降低，流过第一电流通路CRP1的电流的比率可以增大，并且流过第二电流通路CRP2的电流的比率可以减小。当考虑到第一LEDLED1和第二LED LED2具有不同的色温时，当提供到第一级STG1的驱动电流改变时，从第一级STG1输出的混合光的色温可以改变。类似地，当提供到第二级STG2的驱动电流改变时，从第二级STG2输出的混合光的色温可以改变。因此，在根据示例性实施例的照明设备100中，根据调光水平调节提供到级STG1和级STG2的驱动电流DI1和DI2能够调节从LED电路130输出的混合光的色温。

在一些示例性实施例中，第一LED LED1的色温可以低于第二LED LED2的色温。在这种情况下，随着提供到第一级STG1的驱动电流降低，从第一级STG1输出的混合光的色温可以降低。具体地，随着调光水平降低，从第一级STG1输出的混合光的色温可以降低。如此，照明设备100可以提供与白炽灯泡类似的效果，诸如，使白炽灯泡变暗会降低从灯丝发射的光的色温。

图9是根据示例性实施例的图7的第一LED LED1和第三LED LED3中的一个的透视图。

参照图9，LED LED'可以包括壳体HS、安装在壳体HS中的LED芯片CHP1和覆盖LED芯片CHP1的波长转换层WVC1。

例如，壳体HS可以通过对塑料树脂进行注射成型而形成。在这种情况下，壳体HS可以通过注射成型被形成为支撑与LED芯片CHP1连接的引线端。壳体HS可以具有其中安装有LED芯片CHP1的腔CVT。

LED芯片CHP1设置在腔CVT中。LED芯片CHP1可以包括多个发光单元。稍后将参照图10对此进行详细描述。

波长转换层WVC1覆盖LED芯片CHP1。在一些示例性实施例中，波长转换层WVC1可以通过在将LED芯片CHP1安装在腔CVT中之后，使用包括荧光材料的成型树脂填充腔CVT来形成。在其它示例性实施例中，包括荧光材料涂层作为波长转换层WVC1的LED芯片CHP1可以安装在壳体HS中。在这种情况下，LED芯片CHP1上的覆盖层可以由透明树脂成型。

在一些示例性实施例中，光学构件可以额外设置在波长转换层WVC1上。

波长转换层WVC1可以转换从LED芯片CHP1发射的光的波长以产生白光。从LEDLED'输出的光的色温可以由波长转换层WVC1确定。

LED芯片CHP1中的多个发光单元可以共用一个波长转换层WVC1。以这种方式，可以避免针对每个发光单元形成单独的波长转换层引起的工艺误差，使得可以从LED芯片CHP1发射期望的色温的光。因此，根据示例性实施例的LED电路130可以能够根据调光水平将色温精确地调节到目标色温。

图10是根据示例性实施例的图9的LED芯片CHP1的俯视图。

参照图10，LED芯片CHP1可以包括：基底SB1；多个发光单元LEC1至LEC3，设置在基底SB1上；布线WR1和WR2；以及两个垫(pad，也可以称为“焊盘”)PAD1和PAD2，用于使发光单元LEC1至LEC3连接到外部组件(诸如，引线端)。发光单元LEC1至LEC3中的每个可以包括氮化镓基材料并发射紫外光或蓝光。多个发光单元LEC1至LEC3可以通过布线WR1和WR2串联连接。在一些示例性实施例中，可以利用能够使多个发光单元LEC1至LEC3电连接的各种组件来代替布线WR1和WR2。例如，LED芯片CHP1可以包括导电层，导电层可以通过沉积和图案化形成，并且多个发光单元LEC1至LEC3可以通过导电层彼此电连接。

各个发光单元LEC1至LEC3的阈值电压可以基本相同。在这种情况下，随着LED芯片CHP1中的串联连接的发光单元LEC1至LEC3的数量增加，LED芯片CHP1的阈值电压可以升高。图10示例性地示出了LED芯片CHP1包括三个发光单元LEC1至LEC3。然而，发明构思不对LED芯片CHP1中的发光单元的具体数量进行限定。

图11是根据示例性实施例的图7的第二LED LED2和第四LED LED4中的一个的透视图。

参照图11，LED LED”可以包括壳体HS、安装在壳体HS中的LED芯片CHP2和覆盖LED芯片CHP2的波长转换层WVC2。

LED芯片CHP2可以设置在壳体HS的腔CVT中。LED芯片CHP2包括多个发光单元。与图9的LED芯片CHP1相比，LED芯片CHP2可以包括更大数量的发光单元。稍后将参照图12对此进行详细描述。

波长转换层WVC2可以转换从LED芯片CHP2发射的光的波长以产生白光。由波长转换层WVC2转换的白光的色温可以比由图9的波长转换层WVC1转换的白光的色温高。可以适当地选择波长转换层WVC2的材料(诸如，荧光材料)以具有期望的色温。波长转换层WVC2可以共同覆盖多个发光单元，以减少或避免上面所描述的工艺误差，并发射期望色温的光。因此，LED电路130可以能够根据调光水平将色温精确地调节到目标色温。

图12是根据示例性实施例的图11的LED芯片CHP2的俯视图。

参照图12，LED芯片CHP2可以包括基底SB2、设置在基底SB2上的多个发光单元LEC1至LECn(n是大于3的整数)、用于使多个发光单元LEC1至LECn彼此连接的布线以及用于使多个发光单元LEC1至LECn连接到外部组件的两个垫PAD1和PAD2。多个发光单元LEC1至LECn可以通过布线串联连接。在一些示例性实施例中，可以利用能够使多个发光单元LEC1至LECn电连接的各种组件来代替布线。

包括在LED芯片CHP2中的发光单元LEC1至LECn的数量可以大于图10的LED芯片CHP1的发光单元LEC1至LEC3的数量。如此，LED芯片CHP2的阈值电压(见图8的Vth2)可以高于图10的LED芯片CHP1的阈值电压(见图8的Vth1)。

根据示例性实施例，每个LED可以包括其中具有多个发光单元的LED芯片和共同覆盖发光单元的波长转换层，因此，可以具有减小的工艺误差并且发射期望的色温的光。因此，能够提供能够根据调光水平将色温精确地调节到目标色温的LED电路130。此外，通过调节包括在LED中的发光单元的数量，可以有效地调节LED的阈值电压。

图13是根据另一示例性实施例的照明设备200的框图。

参照图13，照明设备200可以连接到AC电源210并且接收AC电压Vac，并且可以包括调光器215、整流器220、LED电路230、LED驱动器240、驱动电流控制器250和DC电源260。

调光器215、整流器220、驱动电流控制器250和DC电源260与上面参照图1描述的调光器115、整流器120、驱动电流控制器150和DC电源160基本相同。如此，将省略对基本相同元件的重复描述以避免冗余。

可以对发明构思的LED电路进行各种修改。例如，根据示出的示例性实施例的LED电路230可以包括多个级STG1至STG4，多个级STG1至STG4被配置为响应于整流电压Vrct的电平而选择性地发光。在一些示例性实施例中，可以对多个级STG1至STG4的数量、多个级STG1至STG4之间的连接关系以及多个级STG1至STG4与LED驱动器240之间的连接关系进行各种改变。

在图13中，LED电路230被示出为包括四个级STG1至STG4。第一级STG1至第四级STG4可以分别通过第一驱动节点D1至第四驱动节点D4顺序连接，并且可以分别通过第一驱动节点D1至第四驱动节点D4连接到LED驱动器240。每个级可以以与上面参照图7描述的级基本相同的方式进行配置。

LED驱动器240可以通过第一驱动节点D1至第四驱动节点D4连接到LED电路230，并且可以在驱动电流控制器250的控制下控制第一驱动节点D1至第四驱动节点D4的驱动电流。

虽然这里已经描述了某些示例性实施例和实施方式，但是通过该描述，其它实施例和修改将是明显的。因此，发明构思不限于这些实施例，而是限于所附权利要求以及如对于本领域普通技术人员而言将明显的各种明显的修改和等同布置的更宽的范围。

Claims (18)

1.一种照明设备，所述照明设备包括：

LED电路，包括被配置为接收调制的整流电压的多个串联连接的级，每个级包括：第一通路，包括串联连接的第一电阻器和第一LED；以及第二通路，并联连接到第一通路，并包括被配置为发射具有与从第一LED发射的光的色温不同的色温的光的第二LED；以及

驱动电流控制器，被配置为根据与整流电压的调光水平相关的调光信号，通过调节施加到与所述多个串联连接的级连接的驱动节点的电流而调节从LED电路输出的光的强度，

其中，第一LED包括彼此串联连接的第一发光单元，

第二LED包括彼此串联连接的第二发光单元，

第一发光单元的数量小于第二发光单元的数量，并且

第一LED的阈值电压低于第二LED的阈值电压。

2.根据权利要求1所述的照明设备，其中：

第一LED还包括覆盖第一发光单元的第一波长转换层；并且

第二LED还包括覆盖第二发光单元且与第一波长转换层不同的第二波长转换层。

3.根据权利要求1所述的照明设备，其中，第一LED被配置为发射具有第一色温的光，并且第二LED被配置为发射具有第二色温的光，第二色温比第一色温高。

4.根据权利要求1所述的照明设备，其中：

级包括彼此串联连接的第一级和第二级；

驱动节点包括第二驱动节点；

第一级连接在分支节点与被配置为接收整流电压的输入节点之间，第二级连接在分支节点与第二驱动节点之间，分支节点为第一级与第二级之间的节点；并且

驱动电流控制器被配置为根据调光信号来控制第二驱动节点的电流。

5.根据权利要求4所述的照明设备，其中：

驱动节点还包括第一驱动节点；

LED电路还包括连接在分支节点与第一驱动节点之间的电容器；并且

驱动电流控制器被配置为根据调光信号来控制第一驱动节点的电流。

6.根据权利要求1所述的照明设备，其中：

级包括串联连接的第一级、第二级、第三级和第四级，并且驱动节点包括第一驱动节点、第二驱动节点、第三驱动节点和第四驱动节点；

第一级连接在第一驱动节点与被配置为接收整流电压的输入节点之间，第二级连接在第一驱动节点与第二驱动节点之间，第三级连接在第二驱动节点与第三驱动节点之间，第四级连接在第三驱动节点与第四驱动节点之间；并且

驱动电流控制器被配置为根据调光信号来控制第一驱动节点、第二驱动节点、第三驱动节点和第四驱动节点的电流。

7.根据权利要求1所述的照明设备，所述照明设备还包括LED驱动器，LED驱动器通过驱动节点连接到LED电路，并通过电流设定节点连接到驱动电流控制器，

其中：

LED驱动器被配置为根据电流设定节点的电压来调节驱动节点的电流；并且

驱动电流控制器被配置为根据调光信号来控制电流设定节点的电压。

8.根据权利要求1所述的照明设备，所述照明设备还包括被配置为产生调光信号的调光器。

9.根据权利要求8所述的照明设备，其中，调光器包括双向可控硅调光器和脉宽调光器中的至少一者。

10.一种照明设备，所述照明设备包括：

LED电路，包括被配置为接收调制的整流电压的多个串联连接的级，每个级包括：第一通路，包括串联连接的第一电阻器和第一LED；以及第二通路，并联连接到第一通路，并包括被配置为发射具有与从第一LED发射的光的色温不同的色温的光的第二LED；以及

驱动电流控制器，被配置为根据调光信号通过调节施加到级的电流来调节从LED电路输出的光的强度，

其中，第一LED和第二LED中的每个LED的发光单元彼此串联连接，

第二LED的发光单元的数量大于第一LED的发光单元的数量，并且

第一LED的阈值电压低于第二LED的阈值电压。

11.根据权利要求10所述的照明设备，其中，从第一LED发射的光的色温比从第二LED发射的光的色温低。

12.根据权利要求10所述的照明设备，其中，第一LED和第二LED的发光单元的阈值电压彼此相同。

13.根据权利要求12所述的照明设备，其中，第一LED和第二LED中的每个LED的发光单元被波长转换层覆盖。

14.根据权利要求10所述的照明设备，所述照明设备还包括连接在LED电路与驱动电流控制器之间的LED驱动器，LED驱动器包括分别连接到级的比较器。

15.根据权利要求14所述的照明设备，其中，LED电路还包括连接到一个级的输出端和一个比较器的电容器，电容器被配置为根据整流电压的电平进行充电和放电并且在放电时向级提供电流。

16.根据权利要求14所述的照明设备，其中，比较器共同连接到驱动电流控制器。

17.根据权利要求10所述的照明设备，所述照明设备还包括驱动电流控制电路，驱动电流控制电路连接到驱动电流控制器并被配置为向驱动电流控制器提供DC电压控制信号。

18.根据权利要求10所述的照明设备，所述照明设备还包括被配置为产生调光信号的双向可控硅调光器。

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