CN202998569U - 发光装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种发光装置，包括一光源模块以及一驱动模块。驱动模块电连接至光源模块，以驱动光源模块发光，其中光源模块的一光输出强度为一周期性曲线，光输出强度的最小值与最大值的比值介于25％～67％之间。
Description
技术领域
本实用新型是有关于一种发光装置，且特别是有关于一种发光二极管的发光装置。
背景技术
近年来，发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)因为其体积小、省电且耐用的优点，已逐渐成为照明市场的主流。此外，发光二极管的工作电压低(仅1.5-3V)、能主动发光且有一定亮度，亮度可用电压或电流调节，同时具备耐冲击、抗振动、寿命长(10万小时)的特点，所以发光二极管在各种终端设备中被广泛使用，从汽车前照灯、交通信号灯、文字显示器、看板及大屏幕视频显示器，到普通级建筑照明和液晶显示器(Liquid Crystal Display简称LCD)背光等领域。
然而，在日常生活中，一般可得的电力源为交流电，交流电的电压极性是随着时间不断交替改变。因此，当交流电的电压极性转换时，提供给发光二极管的电压值低于发光二极管的启动电压，此时发光二极管会有亮度减低或者不发光的情形，产生光源闪烁造成使用者视觉不适。
实用新型内容
本实用新型提供一种发光装置，可以提供持续且稳定的光输出，能有效降低光源闪烁，避免使用者视觉不适的问题。
本实用新型提供一种发光装置，可通过人眼视觉暂留的现象来提供较实际平均光强更高的有效光强输出。
本实用新型提供一种发光装置，包括一光源模块以及一驱动模块。驱动模块电连接至光源模块，以驱动光源模块发光，其中光源模块的一光输出强度为一周期性曲线，光输出强度的最小值与最大值的比值介于25％～67％之间。
上述的发光装置，优选地，上述光输出强度变化为一正弦波。
上述的发光装置，优选地，上述光源模块包括相互串联的多个发光元件。
上述的发光装置，优选地，上述发光元件包括多个发光二极管。
在一实施例中，所述驱动模块包括一电源供应单元、一电感以及一晶体管开关。电感串联于电源供应单元与光源模块之间，用以提供一驱动电流至光源模块。晶体管开关电连接至电源供应单元与电感，晶体管开关接收一周期性驱动信号，以调制驱动电流。
上述的发光装置，优选地，上述电源供应单元包括：一交流电源供应元件；以及一桥式整流电路，电连接于上述交流电源供应元件与上述电感之间。
上述的发光装置，优选地，上述驱动模块还包括一第一电容，上述第一电容的一第一端分别与上述电感的上述第一端及上述电源供应单元电性耦接，上述第一电容的一第二端与上述电源供应单元电性耦接。
上述的发光装置，优选地，上述驱动模块还包括一二极管，上述二极管的一第一端与上述光源模块的一第二端电性耦接，上述二极管的一第二端与上述电感的一第一端电性耦接，上述二极管用以控制电流方向。
上述的发光装置，优选地，上述驱动模块的晶体管开关的一第一端与上述二极管的上述第一端共同电性耦接上述电感的上述第二端，上述驱动模块的晶体管开关的一第二端与上述第一电容的上述第二端电性连接。
上述的发光装置，优选地，上述驱动模块的晶体管开关的上述第一端与上述光源模块的上述第二端电性耦接，上述驱动模块的晶体管开关的上述第二端与上述第一电容的上述第二端电性连接。
上述的发光装置，优选地，还包括一第二电容，上述第二电容与上述光源模块电性并联耦接。
在一实施例中，所述驱动模块包括一电源供应单元，一电流汇集单元以及N个切换单元。电源供应单元提供N个参考电流。电流汇集单元提供一汇集电流，并依据一控制电压的电平而调整汇集电流的大小。N个切换单元，各自具有一传输路径与一电流路径，其中第i个切换单元通过该第i个切换单元所具有的传输路径与第i个发光二极管相互并联，并通过该第i个切换单元所具有的电流路径与其余的切换单元相互串接，且第i个切换单元是依据汇集电流的大小，而导通该第i个切换单元所具有的电流路径或是传输路径，以将第i个参考电流传送至电流汇集单元或是致使第i个发光二极管无法产生光源，i为整数，且1≤i≤N。
基于上述，本实用新型的发光装置可以提供具有周期性强度的持续的光输出。通过此持续的光输出可以降低光源闪烁，避免造成使用者视觉不适。此外，由于人眼视觉暂留的现象，此具有周期性强度变化的光输出可以产生的有效光强输出会大于实际平均光强，有助于提升发光装置的出光品质。
为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1为本实用新型的一实施例的发光装置的示意图；
图2为本实用新型的一实施例的发光装置的光强与时间关系图；
图3为本实用新型的一实施例的发光装置的电路示意图；
图4为本实用新型的另一实施的发光装置例的电路示意图；
图5为本实用新型的又一实施例的发光装置的电路示意图。
附图标记说明：
100：发光装置；
110：光源模块；
112：第一端；
114：第二端；
120：驱动模块(Driver)；
300：发光装置；
320：驱动模块；
330：电源供应单元；
332：交流电源供应元件；
334：桥式整流电路；
340：电感；
342：第一端；
344：第二端；
350：晶体管开关；
352：第一端；
354：第二端；
370：第一电容；
372：第一端；
374：第二端；
380：二极管；
382：第一端；
384：第二端；
390：第二电容；
400：发光装置；
420：驱动模块；
480：二极管；
482：第一端；
484：第二端；
450：晶体管开关；
452：第一端；
454：第二端；
500：发光装置；
520：驱动模块；
530：电源供应单元；
540：电流汇集单元；
550：切换单元；
CN：参考电流；
CC：汇集电流；
W：驱动信号；
I，ISMPS：光输出强度；
Ie：有效光强输出；
Iavg：平均光强；
I1：最大值；
I2：最小值；
D：暗区。
具体实施方式
图1为本实用新型的一实施例的发光装置的示意图。图2为本实用新型的一实施例的发光装置的光强与时间关系图。请同时参考图1及图2，本实用新型的发光装置100包括一光源模块110以及一驱动模块120。驱动模块120电连接至光源模块110，以驱动光源模块110发光。本实用新型的实施例的发光装置100适于输出一种光输出强度I为一周期性曲线的光源。在本实施例中，发光装置100的光输出强度曲线，其光输出强度I分别具有一最大值I1以及一最小值I2，且光输出强度I的最小值I2与最大值I1的比值R介于25％～67％之间。
在本实施例中，光输出强度I的波形变化可以是一正弦波(Sinusoidwave)。在此所指的正弦波公式如下所示：
y＝Asin(ωt±θ)+B (1)
其中，y可视为光输出强度，θ可代入任何角度，B为平均强度，A+B为最高强度，B-A为最低强度，因此各个相位的正弦波均可为本实施例的光输出曲线。此外，光源模块110包括相互串联的多个发光元件，在本实施例中，这些发光元件可以是多个发光二极管。
此外，在图2中，分别又绘示了在相同的发光二极管架构以及相同的功率输出下，采用交流直入式LED串列(ACLED)及传统开关电源(switchingmode power supply，简称SMPS)来进行直流驱动所获得的光强与时间关系，以及通过交流信号驱动所获得的光强与时间关系。
在图2中，以交流直入式LED串列驱动所获得的光输出受限于交流电会有电压极性转换的特性，使得当交流电的电压极性转换时，光输出强度I即开始变化降低，并在交流电电压低于发光装置的启动电压时，发光装置的发光二极管就不会发光。因此，交流电发光装置在光输出的强度频谱上存在多个暗区D，使得整体的光输出产生闪烁的现象，且使用者在观看时容易感到光源闪烁而造成视觉不适。
相对而言，本实用新型的发光装置的光输出强度I的最小值I2与最大值I1的比值R介于25％～67％之间，换言之，在本实用新型的发光装置的出光频谱上不存在暗区，也就能大幅降低闪烁现象，有效避免使用者在观看时产生视觉不适的问题。此外，由于人眼会有视觉暂留的现象，此具有周期性强度变化的光输出强度I可以产生的有效光强输出Ie会大于实际平均光强Iavg，也会大于使用传统开关电源进行直流驱动所产生的光输出强度ISMPS。
为了使发光装置100提供符合图2所示的周期性光强变化的光输出，本实用新型提出以下两种设计方案，包括：第一种，在固定电流路径下，调变输入到发光装置的电流，借以调整每个发光二极管的发光强度，使得整体的光输出强度产生周期性变化；或者，第二种，固定输入到发光装置的电流，并改变流经发光二极管的电流路径，以调整发光二极管被致能的数量，使得整体的光输出强度产生周期性变化。以下分别举实施例说明。
图3为本实用新型的一实施例的发光装置的电路示意图。请参考图3，本实施例的发光装置300包括一光源模块110以及一驱动模块320。驱动模块320包括一电源供应单元330、一电感340以及一晶体管开关350。电感340串联于电源供应单元330与光源模块110之间，用以提供一驱动电流至光源模块110。晶体管开关350电连接至电源供应单元330与电感340，晶体管开关350接收一周期性驱动信号W，以调制驱动电流。
本实施例中，电源供应单元330包括一交流电源供应元件332以及一桥式整流电路334。桥式整流电路334电连接交流电源供应元件332与电感340。在电源供应单元330之外，驱动模块320还包括一第一电容370，以确保提供给发光装置100的电压稳定。第一电容370的一第一端372分别与电感340的第一端342及电源供应单元330电性耦接，第一电容370的一第二端374与电源供应单元330电性耦接。
驱动模块320中包括一二极管380，二极管380用以控制电流的方向，二极管380的一第一端382与电感340的一第二端344电性耦接，二极管380的一第二端384与光源模块110的一第一端112电性耦接。晶体管开关350的一第一端352与二极管380的第一端382共同电性耦接电感340的第二端344，驱动模块320的晶体管开关350的一第二端354与第一电容370的第二端374电性连接。此外，驱动模块320中还包括一第二电容390，第二电容390与光源模块110电性并联耦接。
图4为本实用新型的另一实施例的发光装置的电路示意图。请参考图4，本实施例与图3的实施例差异在于，在本实施中，发光装置400的驱动模块420，其二极管480的一第一端482与光源模块110的一第二端114电性耦接，二极管480的一第二端484与电感340的第一端342电性耦接，二极管480仍是用以控制电流方向。驱动模块420的晶体管开关450的第一端452与光源模块110的第二端114电性耦接，驱动模块420的晶体管开关450的第二端454与第一电容370的第二端374电性连接。
图3及图4的实施例属于前述第一种设计方案，即：在固定电流路径下，调变输入到发光装置的电流，藉以调整每个发光二极管的发光强度，使得整体的光输出强度产生周期性变化。此外，本实用新型也可通过固定输入到发光装置的电流，并改变流经发光二极管的电流路径，以调整发光二极管被致能的数量，使得整体的光输出强度产生周期性变化。以下再举实施例说明。
图5为本实用新型的又一实施例的发光装置的电路示意图。请参考图5，发光装置500的驱动模块520，包括一电源供应单元530，一电流汇集单元540以及N个切换单元550。电源供应单元530提供N个参考电流CN。电流汇集单元540提供一汇集电流CC，并依据一控制电压的电平而调整汇集电流CC的大小。N个切换单元550，各自具有一传输路径与一电流路径，其中第i个切换单元通过其所具有的传输路径与第i个发光二极管相互并联，并通过其所具有的电流路径与其余的切换单元550相互串接，且第i个切换单元550依据汇集电流CC的大小，而导通其所具有的电流路径或是传输路径，以将第i个参考电流CN传送至电流汇集单元540或是致使第i个发光二极管无法产生光源，i为整数且1≤i≤N。
因此，利用切换单元550切换电路的路径，使得在电源供应单元530输出的电流在不同的路径下，仍可导通发光二极管，使光输出强度I为一周期性曲线，且其光输出强度I也与前述该些实施例具有相同的发光特性。
综上所述，本实用新型的发光装置，可通过固定路径调整电流，或是固定电流调整路径的方式使发光装置可提供具有周期性强度的持续的光输出，此持续的光输出可以降低光源闪烁，避免造成使用者视觉不适。其光输出强度的最小值与最大值的比值介于25％～67％之间。此外，由于人眼具有视觉暂留的现象，因此本实用新型的发光装置具有周期性强度变化的光输出可以产生的有效光强输出会大于实际平均光强，有助于提升发光装置的出光品质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (13)
1.一种发光装置，其特征在于，包括：
一光源模块；
一驱动模块，电连接至该光源模块，以驱动该光源模块发光，其中该光源模块的一光输出强度为一周期性曲线，该光输出强度的一最小值与一最大值的比值介于25％～67％之间。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该光输出强度变化为一正弦波。
3.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该光源模块包括相互串联的多个发光元件。
4.根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于，该些发光元件包括多个发光二极管。
5.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该驱动模块包括：
一电源供应单元；
一电感，串联于该电源供应单元与该光源模块之间，用以提供一驱动电流至该光源模块；以及
一晶体管开关，电连接至该电源供应单元与该电感，该晶体管开关接收一周期性驱动信号，以调制该驱动电流。
6.根据权利要求5所述的发光装置，其特征在于，该电源供应单元包括：
一交流电源供应元件；以及
一桥式整流电路，电连接于该交流电源供应元件与该电感之间。
7.根据权利要求5所述的发光装置，其特征在于，该驱动模块还包括一第一电容，该第一电容的一第一端分别与该电感的该第一端及该电源供应单元电性耦接，该第一电容的一第二端与该电源供应单元电性耦接。
8.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于，该驱动模块还包括一二极管，该二极管的一第一端与该电感的一第二端电性耦接，该二极管的一第二端与该光源模块的一第一端电性耦接，该二极管用以控制电流方向。
9.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于，该驱动模块还包括一二极管，该二极管的一第一端与该光源模块的一第二端电性耦接，该二极管的一第二端与该电感的一第一端电性耦接，该二极管用以控制电流方向。
10.根据权利要求8所述的发光装置，其特征在于，该驱动模块的晶体管开关的一第一端与该二极管的该第一端共同电性耦接该电感的该第二端，该驱动模块的晶体管开关的一第二端与该第一电容的该第二端电性连接。
11.根据权利要求9所述的发光装置，其特征在于，该驱动模块的晶体管开关的该第一端与该光源模块的该第二端电性耦接，该驱动模块的晶体管开关的该第二端与该第一电容的该第二端电性连接。
12.根据权利要求10所述的驱动模块，其特征在于，还包括一第二电容，该第二电容与该光源模块电性并联耦接。
13.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该驱动模块包括：
一电源供应单元，提供N个参考电流；
一电流汇集单元，提供一汇集电流，并依据一控制电压的电平而调整该汇集电流的大小；以及
N个切换单元，各自具有一传输路径与一电流路径，其中第i个切换单元通过该第i个切换单元所具有的该传输路径与第i个发光二极管相互并联，并通过该第i个切换单元所具有的该电流路径与其余的切换单元相互串接，且第i个切换单元是依据该汇集电流的大小，而导通该第i个切换单元所具有的该电流路径或是该传输路径，以将第i个参考电流传送至该电流汇集单元或是致使第i个发光二极管无法产生光源，i为整数且1≤i≤N。
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