DE102011056878A1

DE102011056878A1 - Lichtemittierende Vorrichtung

Info

Publication number: DE102011056878A1
Application number: DE102011056878A
Authority: DE
Inventors: Schang Jing Hon; Chao-Hsing Chen; Hsin Mao Liu
Original assignee: Epistar Corp
Current assignee: Epistar Corp
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2012-06-28
Anticipated expiration: 2031-12-23
Also published as: TW201228457A; DE102011056878B4; US9232586B2; TWI589179B; US20120161651A1

Abstract

Diese Offenbarung offenbart eine lichtemittierende Vorrichtung. Die lichtemittierende Vorrichtung kann ein periodisches Spannungssignal empfangen, das ein erstes Spannungssignal und ein zweites Spannungssignal umfasst. Die lichtemittierende Vorrichtung umfasst: eine erste lichtemittierende Einheit; eine zweite lichtemittierende Einheit; und eine erste Schalteinheit, die wenigstens drei Schalter umfasst, zum Empfangen des periodischen Spannungssignals. Die wenigstens drei Schalter sind so mit der ersten und der zweiten lichtemittierenden Einheit elektrisch verbunden, dass die erste und die zweite lichtemittierende Einheit bei dem ersten Spannungssignal zueinander parallel geschaltet sind und bei dem zweiten Spannungssignal miteinander in Reihe geschaltet sind.

Description

Diese Anmeldung beansprucht das Prioritätsrecht basierend auf der TW Anmeldung, laufende Nr. 099145713 , eingereicht am 24. Dez. 2010, und der TW Anmeldung, laufende Nr. 100114902 , eingereicht am 27. Apr. 2011, deren Inhalte durch Bezugnahme hier vollständig mit aufgenommen sind.
HINTERGRUND
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine lichtemittierende Vorrichtung und insbesondere auf eine lichtemittierende Vorrichtung, die eine erste lichtemittierende Einheit, eine zweite lichtemittierende Einheit und eine erste Schalteinheit umfasst, wobei die elektrische Verbindung zwischen der ersten und der zweiten lichtemittierenden Einheit durch die erste Schalteinheit gesteuert wird.
2. Beschreibung der in Beziehung stehenden Technik
Die Leuchtdioden (LEDs) der Festkörper-Beleuchtungselemente besitzen die Eigenschaften einer niedrigen Leistungsaufnahme, einer niedrigen Wärmeerzeugung, einer langen Betriebslebensdauer, sie sind stoßfest, besitzen ein kleines Volumen, eine schnelle Reaktion und eine gute optoelektrische Eigenschaft wie die Lichtemission bei einer stabilen Wellenlänge, deshalb sind LEDs umfassend in Haushaltsgeräten, dem Anzeigelicht von Instrumenten und optoelektrischen Produkten usw. verwendet worden.
Die herkömmliche LED wird durch einen Gleichstrom (DC) angesteuert. Ein AC-DC-Umsetzer ist erforderlich, um den DC in einen AC umzusetzen. Weil der Umsetzer ein großes Volumen und ein großes Gewicht besitzt, werden die Kosten hinzugefügt, wobei während des Umsetzens Leistung verloren wird. Es ist schwierig, dass eine LED mit einer vorhandenen Lichtquelle konkurriert, hauptsächlich infolge der Wichtigkeit des Preises.
Es sind Wechselstrom-Leuchtdioden (ACLED) entwickelt worden, um die oben erwähnten Probleme zu lösen, wobei sie die Vorteile besitzen, dass sie ein kleines Volumen besitzen, leicht und preiswert sind. Außerdem ist der Verlust elektrischer Leistung von 15 % bis 30%, der durch das Umsetzen des Wechselstroms in Gleichstrom erzeugt wird, in der herkömmlichen LED verringert, wobei dadurch der Gesamtwirkungsgrad der LEDs verbessert wird.
Eine Betriebsspannung der oben beschriebenen ACLED ist jedoch relativ hoch. Deshalb wird die ACLED in den meisten Bereichen der Versorgungswechselspannung nicht betrieben.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Offenbarung schafft eine lichtemittierende Vorrichtung, die ein periodisches Spannungssignal empfangen kann, das ein erstes Spannungssignal und ein zweites Spannungssignal umfasst.
Die lichtemittierende Vorrichtung umfasst: eine erste lichtemittierende Einheit; eine zweite lichtemittierende Einheit; und eine erste Schalteinheit, die wenigstens drei Schalter umfasst, zum Empfangen des periodischen Spannungssignals. Die wenigstens drei Schalter sind so mit der ersten und der zweiten lichtemittierenden Einheit elektrisch verbunden, dass die erste und die zweite lichtemittierende Einheit bei dem ersten Spannungssignal zueinander parallel geschaltet sind und bei dem zweiten Spannungssignal miteinander in Reihe geschaltet sind.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird eine lichtemittierende Vorrichtung geschaffen. Die lichtemittierende Vorrichtung umfasst: eine Anzahl X von lichtemittierenden Einheiten, X ≥ 3; und wenigstens 3·(X – 1) Schalteinheiten zum Empfangen eines periodischen Spannungssignals, wobei das periodische Spannungssignal mehrere verschiedene Spannungssignale umfasst. Die Schalteinheiten sind so mit den lichtemittierenden Einheiten verbunden, dass die lichtemittierenden Einheiten in wenigstens zwei verschiedenen Schaltungen, die den verschiedenen Spannungssignalen entsprechen, miteinander verbunden sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen sind enthalten, um ein leichtes Verständnis der Anmeldung zu schaffen, wobei sie hier aufgenommen sind und einen Teil dieser Beschreibung bilden. Die Zeichnungen veranschaulichen die Ausführungsformen der Anmeldung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Anmeldung zu veranschaulichen.
1A und 1B zeigen einen Stromlaufplan einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
2A ist ein Stromlaufplan der ersten Ausführungsform, der eine erste lichtemittierende Einheit zeigt.
2B ist ein Stromlaufplan der ersten Ausführungsform, der eine zweite lichtemittierende Einheit zeigt.
3A und 3B sind Stromlaufpläne der ersten Ausführungsform, die die lichtemittierenden Einheiten zeigen, die zueinander parallel geschaltet sind.
3C und 3D sind Stromlaufpläne der ersten Ausführungsform, die die lichtemittierenden Einheiten zeigen, die miteinander in Reihe geschaltet sind.
3E ist eine graphische Spannungs-Zeit- und Strom-Zeit-Darstellung der ersten Ausführungsform.
4 ist ein Stromlaufplan einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
5A und 5B sind Stromlaufpläne der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die die lichtemittierenden Einheiten zeigen, die zueinander parallel geschaltet sind.
5C und 5D sind Stromlaufpläne der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die die lichtemittierenden Einheiten zeigen, die zueinander reihen-parallel geschaltet sind.
5E und 5F sind Stromlaufpläne der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die die lichtemittierenden Einheiten zeigen, die miteinander in Reihe geschaltet sind.
6 zeigt einen Stromlaufplan einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
7A und 7B sind Stromlaufpläne der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die die lichtemittierenden Einheiten zeigen, die zueinander parallel geschaltet sind.
7C und 7D sind Stromlaufpläne der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die die lichtemittierenden Einheiten zeigen, die zueinander reihen-parallel geschaltet sind.
7E und 7F sind Stromlaufpläne der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die die lichtemittierenden Einheiten zeigen, die miteinander in Reihe geschaltet sind.
7G ist eine graphische Spannungs-Zeit- und Strom-Zeit-Darstellung der dritten Ausführungsform.
8 zeigt einen Stromlaufplan einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
9A und 9B sind Stromlaufpläne der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die die lichtemittierenden Einheiten zeigen, die zueinander reihen-parallel geschaltet sind.
14A zeigt einen Stromlaufplan einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
10B ist ein Stromlaufplan der fünften Ausführungsform, der zeigt, dass eine Strombegrenzungseinheit ein fester Widerstand ist.
10C ist ein Stromlaufplan der fünften Ausführungsform, der zeigt, dass eine Strombegrenzungseinheit ein variabler Widerstand ist.
11A und 11B zeigen einen Stromlaufplan einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
12A zeigt eine Schaltungsanordnung der vierten Ausführungsform.
12B zeigt eine weitere Schaltungsanordnung der vierten Ausführungsform.
13A bis 13E zeigen graphische Spannungs-Zeit- und Strom-Zeit-Darstellungen der dritten Ausführungsform, die angeben, dass die Helligkeit der lichtemittierenden Einheiten durch die Einschaltzeit eingestellt werden kann.
14A zeigt einen Stromlaufplan einer Lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der siebenten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
14B zeigt eine graphische Spannungs-Zeit- und Strom-Zeit-Darstellung der vierten Ausführungsform während zweier Perioden eines gepulsten Gleichstromsignals.
14C zeigt eine graphische Spannungs-Zeit- und Strom-Zeit-Darstellung der siebenten Ausführungsform während zweier Perioden eines gepulsten Gleichstromsignals.
15 zeigt einen Stromlaufplan einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Um die Offenbarung besser und prägnanter zu erklären, sollten der gleiche Name oder das gleiche Bezugszeichen, die in verschiedenen Abschnitten oder Figuren in der Beschreibung angegeben werden oder erscheinen, die gleiche oder eine äquivalente Bedeutung besitzen, wenn diese einmal irgendwo in der Offenbarung definiert ist.
Das Folgende zeigt die Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Übereinstimmung mit den Zeichnungen.
1A offenbart eine lichtemittierende Vorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die lichtemittierende Vorrichtung 100 umfasst eine erste Schalteinheit 5, die mit einer Leistungsquelle elektrisch verbunden ist, um ein periodisches Spannungssignal von der Leistungsquelle zu empfangen, und eine erste und eine zweite lichtemittierende Einheit 10, 20. Sowohl die erste als auch die zweite lichtemittierende Einheit 10, 20 umfasst ein erstes Kontaktgebiet 111 und ein zweites Kontaktgebiet 112, wobei folglich die erste und die zweite lichtemittierende Einheit 10, 20 elektrisch unabhängig sind und jeweils mit der ersten Schalteinheit 5 elektrisch verbunden werden können. In dieser Ausführungsform ist die Leistungsquelle eine Wechselstrom-Leistungsversorgung (AC-Leistungsversorgung), wobei das periodische Spannungssignal ein Wechselstromsignal mit einer Frequenz von 50 bis 60 Hz ist. Das Wechselstromsignal wird durch einen Gleichrichter 1 in ein Gleichstromsignal gleichgerichtet, wobei das Gleichstromsignal außerdem ein periodisches Spannungssignal (ein gepulster Gleichstrom) ist.
Wie in 1B gezeigt ist, umfasst sowohl die erste als auch die zweite lichtemittierende Einheit 10, 20 einen ersten elektrischen Endpunkt 101, 201 und einen zweiten elektrischen Endpunkt 102, 202. Die ersten elektrischen Endpunkte 101, 201 und die zweiten elektrischen Endpunkte 102, 202 entsprechen jeweils dem ersten Kontaktgebiet 111 und dem zweiten Kontaktgebiet 112 nach 1A. Die erste Schalteinheit 5 umfasst einen ersten Schalter 51, der den ersten elektrischen Endpunkt 101 der ersten lichtemittierenden Einheit 10 und den zweiten elektrischen Endpunkt 202 der zweiten lichtemittierenden Einheit 20 verbindet, einen zweiten Schalter 52, der die zweiten elektrischen Endpunkte 102, 202 der ersten bzw. der zweiten lichtemittierenden Einheit 10, 20 verbindet, und einen dritten Schalter 53, der die ersten elektrischen Endpunkte 101, 201 der ersten bzw. der zweiten lichtemittierenden Einheit 10, 20 verbindet. In dieser Ausführungsform ist, wie in den 2A und 2B gezeigt ist, sowohl die erste als auch die zweite lichtemittierende Einheit 10, 20 ein Chip einer lichtemittierenden Anordnung, der mehrere Leuchtdioden 11 umfasst, die auf einem Substrat 12 gemeinsam ausgebildet sind. Alternativ sind mehrere Leuchtdioden 1 1 auf einem Substrat gemeinsam ausgebildet, um einen Chip einer lichtemittierenden Anordnung zu bilden, wobei einige der Leuchtdioden 11 als die erste lichtemittierende Einheit 10 definiert sind, während die anderen als die zweite lichtemittierende Einheit 20 definiert sind; wobei die Leuchtdioden 11 z. B. durch Epitaxie oder Bonden durch eine Klebstoffschicht an das Substrat 12 auf einem Substrat 12 gemeinsam ausgebildet sind. Die erste lichtemittierende Einheit 10 umfasst eine Anzahl N von Leuchtdioden 11, während die zweite lichtemittierende Einheit 20 eine Anzahl M von Leuchtdioden 11 umfasst; wobei N ≥ 1; M ≥ 1; und N – M ≤ 3 gilt. In dieser Ausführungsform sind die Leuchtdioden 11 miteinander in Reihe geschaltet. In Abhängigkeit von den tatsächlichen Anforderungen können die Leuchtdioden 11 zueinander parallel oder zueinander reihen-parallel geschaltet sein.
Wie in den 1A und 3A bis 3D gezeigt ist, ist in dieser Ausführungsform das periodische Spannungssignal ein Gleichstromsignal mit einer Frequenz von 120 Hz, wobei es ein erstes Spannungssignal und ein zweites Spannungssignal umfasst. Die erste Schalteinheit 5 empfängt das periodische Spannungssignal und schaltet basierend auf dem ersten und dem zweiten Spannungssignal die erste und die zweite lichtemittierende Einheit 10, 20 in Reihe oder parallel. Das periodische Spannungssignal ist z. B. ein Sinuswellensignal mit einer Spannung von 0 bis 155 V, wobei eine Vorwärtsspannung einer Leuchtdiode bei einem Strom von 10 mA 3 V beträgt. Sowohl die erste als auch die zweite lichtemittierende Einheit 10, 20 umfasst zwanzig Leuchtdioden, die miteinander in Reihe geschaltet sind, wobei deshalb die Vorwärtsspannung (die Betriebsspannung) sowohl der ersten als auch der zweiten lichtemittierenden Einheit 10, 20 60 V beträgt. Wenn die Schalteinheit 5 das periodische Spannungssignal empfängt und die Spannung auf etwa 60 V (das erste Spannungssignal) ansteigt, befindet sich der erste Schalter 51 der ersten Schalteinheit 5 in einem offenen Zustand, während sich der zweite und der dritte Schalter 52, 53 der ersten Schalteinheit 5 in einem geschlossenen Zustand befinden, so dass die erste und die zweite lichtemittierende Einheit 10, 20 parallel zueinander geschaltet sind, wie in den 3A und 3B gezeigt ist. Wenn die Spannung kontinuierlich auf etwa 120 V (das zweite Spannungssignal) erhöht wird, befindet sich der erste Schalter 51 der ersten Schalteinheit 5 in einem geschlossenen Zustand, während sich der zweite und der dritte Schalter 52, 53 der ersten Schalteinheit 5 in einem offenen Zustand befinden, so dass die erste und die zweite lichtemittierende Einheit 10, 20 miteinander in Reihe geschaltet sind, wie in den 3C und 3D gezeigt ist.
3E ist eine graphische Spannungs-Zeit- und Strom-Zeit-Darstellung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Es wird z. B. eine Periode genommen, wobei, während die Spannung des periodischen Spannungssignals in dem Bereich von 0 bis 60 V (A) liegt, in diesem Bereich die erste und die zweite lichtemittierende Einheit 10, 20 kein Licht emittieren, weil die Spannung die Betriebsspannung (60 V) der ersten und der zweiten lichtemittierenden Einheit 10, 20 nicht erreicht; wenn die Spannung kontinuierlich in einen Bereich von 60 bis 120 V (B) erhöht wird, sind die erste und die zweite lichtemittierende Einheit 10, 20 zueinander parallel geschaltet, um Licht zu emittieren; wenn die Spannung in einen Bereich von 120 bis 155 V (C) erhöht wird, sind die erste und die zweite lichtemittierende Einheit 10, 20 miteinander in Reihe geschaltet, um Licht zu emittieren. Anschließend, wenn die Spannung bis zu einer Spitze (155 V) steigt und auf 120 V fällt (155 bis 120 V (C)), sind die erste und die zweite lichtemittierende Einheit 10, 20 immer noch miteinander in Reihe geschaltet, um Licht zu emittieren; wenn die Spannung kontinuierlich in einen Bereich von 120 bis 60 V (B) abfällt, ändert sich die Schaltung der ersten und der zweiten lichtemittierenden Einheit 10, 20 von der Reihenschaltung zur Parallelschaltung; und schließlich, während sich die Spannung in einem Bereich von 60 bis 0 V befindet, emittieren die erste und die zweite lichtemittierende Einheit 10, 20 kein Licht, weil die Spannung kleiner als die Betriebsspannung der ersten und der zweiten lichtemittierenden Einheit 10, 20 ist. Demgemäß emittieren die erste und die zweite lichtemittierende Einheit 10, 20 Licht, während sich die Spannung im Bereich von 60 bis 155 V befindet, so dass der Leistungsfaktor vergrößert ist. Es wird angegeben, dass das erste und das zweite Spannungssignal eine unterschiedliche Spannung (z. B.: 60 V und 120 V) oder einen unterschiedlichen Spannungsbereich (z. B.: 60 bis 120 V und 120 bis 155 V) besitzen. Wenn das periodische Spannungssignal ein nicht gleichgeachtetes Wechselstromsignal ist, ist außerdem der Absolutwert des zweiten Spannungssignals größer als der des ersten Spannungssignals.
Es ist selbstverständlich, dass sich der erste, der zweite und der dritte Schalter 51, 52, 53 der ersten Schalteinheit 5 in einem offenen Zustand befinden, während sich die Spannung in einem Bereich von 0 bis 60 V (A) oder 60 bis 0 V (A) befindet. In Übereinstimmung mit der Konstruktion können sich jedoch der zweite und der dritte Schalter 52, 53 der ersten Schalteinheit 5 in einem geschlossenen Zustand befinden, während sich die Spannung in einem Bereich von 0 bis 60 V befindet. Deshalb sind die erste und die zweite lichtemittierende Einheit 10, 20 zueinander parallel geschaltet, während sich die Spannung in einem Bereich von 0 bis 120 V befindet, wobei aber die erste und die zweite lichtemittierende Einheit 10, 20 lediglich Licht emittieren, während sich die Spannung in dem Bereich von 60 bis 120 V befindet. Wenn die Spannung auf etwa 120 V erhöht wird, wird die erste Schalteinheit 5 geschaltet, um die erste und die zweite lichtemittierende Einheit 10, 20 in Reihe zu schalten, um Licht zu emittieren. Während sich Spannung in einem Bereich von 0 bis 155 V befindet, wird die erste Schalteinheit 5 nur einmal geschaltet, um die erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zu verkörpern.
4 offenbart eine lichtemittierende Vorrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die lichtemittierende Vorrichtung 200 umfasst ferner eine dritte lichtemittierende Einheit 30 und eine zweite Schalteinheit 6. Die dritte lichtemittierende Einheit 30 umfasst einen ersten elektrischen Endpunkt 301 und einen zweiten elektrischen Endpunkt 302. Die zweite Schalteinheit 6 umfasst einen ersten Schalter 61, der den ersten elektrischen Endpunkt 201 der zweiten lichtemittierenden Einheit 20 und den zweiten elektrischen Endpunkt 302 der dritten lichtemittierenden Einheit 30 verbindet, einen zweiten Schalter 62, der die zweiten elektrischen Endpunkte 102, 302 der ersten bzw. der dritten lichtemittierenden Einheit 10, 30 verbindet, und einen dritten Schalter 63, der die ersten elektrischen Endpunkte 201, 301 der zweiten bzw. der dritten lichtemittierenden Einheit 20, 30 verbindet. Das periodische Spannungssignal umfasst ferner ein drittes Spannungssignal.
Wie in den 5A bis 5F gezeigt ist, umfasst in dieser Ausführungsform sowohl die erste, die zweite als auch die dritte lichtemittierende Einheit 10, 20, 30 einen Chip einer lichtemittierenden Anordnung, der zehn Leuchtdioden 11 umfasst, die miteinander in Reihe geschaltet sind, wobei die Vorwärtsspannung jeder der Leuchtdioden 11 bei einem Strom von 10 mA 3 V beträgt. Deshalb beträgt die Gesamtvorwärtsspannung sowohl der ersten, der zweiten als auch der dritten lichtemittierenden Einheit 10, 20, 30 30 V. Wenn die erste und die zweite Schalteinheit 5, 6 das periodische Spannungssignal empfangen und die Spannung auf etwa 30 V (das erste Spannungssignal) erhöht ist, befinden sich die ersten Schalter 51, 61 der ersten bzw. der zweiten Schalteinheit 5, 6 in einem offenen Zustand, während sich die zweiten und die dritten Schalter 52, 53, 62, 63 der ersten bzw. der zweiten Schalteinheit 5, 6 in einem geschlossenen Zustand befinden, so dass die erste, die zweite und die dritte lichtemittierende Einheit 10, 20, 30 zueinander parallel geschaltet sind (wie in den 5A und 5B) gezeigt ist. Anschließend befinden sich, wenn die Spannung kontinuierlich auf etwa 60 V (das zweite Spannungssignal) erhöht wird, der erste Schalter 61 der zweiten Schalteinheit 6 und der zweite und der dritte Schalter 52, 53 der ersten Schalteinheit 5 in einem geschlossenen Zustand, während sich der erste Schalter 51 der ersten Schalteinheit 5 und der zweite und der dritte Schalter der zweiten Schalteinheit 6 in einem offenen Zustand befinden, so dass die erste und die zweite lichtemittierende Einheit 10, 20 zueinander parallel geschaltet sind und dann mit der dritten lichtemittierenden Einheit 30 in Reihe geschaltet sind (wie in den 5C und 5D gezeigt ist). Wenn die Spannung kontinuierlich auf etwa 90 V (das dritte Spannungssignal) erhöht wird, befinden sich die ersten Schalter 51, 61 der ersten bzw. der zweiten Schalteinheit 5, 6 in einem geschlossenen Zustand, während sich die zweiten und die dritten Schalter 52, 53, 62, 63 der ersten bzw. der zweiten Schalteinheit 5, 6 in einem offenen Zustand befinden, so dass die erste, die zweite und die dritte lichtemittierende Einheit 10, 20, 30 miteinander in Reihe geschaltet sind (wie in den 5E und 5F gezeigt ist). Ähnlich zur ersten Ausführungsform emittieren die erste, die zweite und die dritte lichtemittierende Einheit 10, 20, 30 Licht, während sich die Spannung im Bereich von 30 bis 155 V befindet, so dass der Leistungsfaktor vergrößert ist. Es wird angegeben, dass das erste, das zweite und das dritte Spannungssignal eine unterschiedliche Spannung (z. B.: 30 V, 60 V und 90 V) oder einen unterschiedlichen Spannungsbereich (z. B.: 30 bis 60 V, 60 bis 90 V und 90 bis 155 V) besitzen. Außerdem ist der Absolutwert des dritten Spannungssignals größer als der des ersten und des zweiten Spannungssignals, wenn das periodische Spannungssignal ein nicht gleichgerichtetes Wechselstromsignal ist.
Gleichermaßen befinden sich die zweiten und die dritten Schalter 52, 53, 62, 63 der ersten bzw. der zweiten Schalteinheit 5, 6 optional in einem offenen Zustand oder in einem geschlossenen Zustand, während sich die Spannung einem Bereich von 0 bis 30 V befindet.
6 offenbart eine lichtemittierende Vorrichtung 300 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die lichtemittierende Vorrichtung 300 umfasst ferner eine vierte lichtemittierende Einheit 40 und eine dritte Schalteinheit 7. Die vierte lichtemittierende Einheit 40 umfasst einen ersten elektrischen Endpunkt 401 und einen zweiten elektrischen Endpunkt 402. Die dritte Schalteinheit 7 umfasst einen ersten Schalter 71, der den ersten elektrischen Endpunkt 301 der dritten lichtemittierenden Einheit 30 und den zweiten elektrischen Endpunkt 402 der vierten lichtemittierenden Einheit 40 verbindet, einen zweiten Schalter 72, der die zweiten elektrischen Endpunkte 302, 402 der dritten bzw. der vierten lichtemittierenden Einheit 30, 40 verbindet, und einen dritten Schalter 73, der die ersten elektrischen Endpunkte 301, 401 der dritten bzw. der vierten lichtemittierenden Einheit 30, 40 verbindet. Außerdem verbindet der dritte Schalter 63 der zweiten Schalteinheit 6 die ersten elektrischen Endpunkte 201, 401 der zweiten bzw. der vierten lichtemittierenden Einheit 20, 40.
Wie in den 7A bis 7F gezeigt ist, ist in dieser Ausführungsform das periodische Spannungssignal ein Sinuswellensignal mit einer Spannung von 0 bis 311 V. Sowohl die erste, die zweite, die dritte als auch die vierte lichtemittierende Einheit 10, 20, 30, 40 umfasst einen Chip einer lichtemittierenden Anordnung, der siebzehn Leuchtdioden 11 umfasst, die miteinander in Reihe geschaltet sind, wobei die Vorwärtsspannung jeder der Leuchtdioden 11 bei einem Strom von 10 mA 3 V beträgt. Deshalb beträgt die Gesamtvorwärtsspannung sowohl der ersten, der zweiten, der dritten als auch der vierten lichtemittierenden Einheit 10, 20, 30, 40 51 V. Wenn die erste, die zweite und die dritte Schalteinheit 5, 6, 7 das periodische Spannungssignal empfangen und die Spannung auf etwa 51 V (das erste Spannungssignal) erhöht ist, befinden sich die ersten Schalter 51, 61, 71 der ersten, der zweiten und der dritten Schalteinheit 5, 6, 7 in einem offenen Zustand, während sich die zweiten und die dritten Schalter 52, 53, 62, 63, 72, 73 der ersten, der zweiten bzw. der dritten Schalteinheit 5, 6, 7 in einem geschlossenen Zustand befinden, so dass die erste, die zweite, die dritte und die vierte lichtemittierende Einheit 10, 20, 30, 40 zueinander parallel geschaltet sind (wie in den 7A und 7B gezeigt ist). Wenn anschließend die Spannung kontinuierlich auf etwa 102 V (das zweite Spannungssignal) erhöht wird, befinden sich die zweiten und die dritten Schalter 52, 53, 72, 73 der ersten bzw. der dritten Schalteinheit 5, 7 und der erste Schalter 61 der zweiten Schalteinheit 6 in einem geschlossenen Zustand, während sich die ersten Schalter 51, 71 der ersten bzw. der dritten Schalteinheit 5, 7 und der zweite und der dritte Schalter 62, 63 der zweiten Schalteinheit 6 in einem offenen Zustand befinden, so dass die erste und die zweite lichtemittierende Einheit 10, 20 zueinander parallel geschaltet sind und die dritte und die vierte lichtemittierende Einheit 30, 40 zueinander parallel geschaltet sind, wobei die sie dann miteinander in Reihe geschaltet sind (diese Schaltung wird im Folgenden als ”zwei parallel, dann in Reihe” bezeichnet, wie in den 7C und 7D gezeigt ist). Wenn die Spannung kontinuierlich auf etwa 204 V (das dritte Spannungssignal) erhöht wird, befinden sich die ersten Schalter 51, 61, 71 der ersten, der zweiten bzw. der dritten Schalteinheit 5, 6, 7 in einem geschlossenen Zustand, während sich die zweiten und die dritten Schalter 52, 53, 62, 63, 72, 73 der ersten, der zweiten bzw. der dritten Schalteinheit 5, 6, 7 in einem offenen Zustand befinden, so dass die erste, die zweite, die dritte und die vierte lichtemittierende Einheit 10, 20, 30, 40 miteinander in Reihe geschaltet sind (wie in den 7E und 7F gezeigt ist).
7G ist eine graphische Spannungs-Zeit- und Strom-Zeit-Darstellung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Es wird z. B. eine Periode genommen, wobei, während die Spannung des periodischen Spannungssignals in dem Bereich von 0 bis 51 V (A') liegt, die lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 in diesem Bereich kein Licht emittieren, weil die Spannung die Betriebsspannung der lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 nicht erreicht; wenn die Spannung kontinuierlich in einen Bereich von 51 bis 102 V (B') erhöht wird, sind die lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 zueinander parallel geschaltet, um Licht zu emittieren; wenn die Spannung in einen Bereich von 102 bis 204 V (C') erhöht wird, sind die lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 in eine Schaltung von zwei parallel, dann in Reihe geschaltet, um Licht zu emittieren; wenn die Spannung in einen Bereich von 204 bis 311 V (D') erhöht wird, sind die lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 miteinander in Reihe geschaltet, um Licht zu emittieren. Wenn die Spannung bis zu einer Spitze (311 V) steigt und auf 204 V fällt (311 bis 204 V (D')), sind die lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 immer noch miteinander in Reihe geschaltet, um Licht zu emittieren; wenn die Spannung kontinuierlich in einen Bereich von 204 bis 102 V (C') fällt, ändert sich die Schaltung der lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 von der Reihenschaltung zur Schaltung von zwei parallel, dann in Reihe; wenn die Spannung kontinuierlich in einen Bereich von 102 bis 51 V (B') fällt, ändert sich die Schaltung der lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 von der Schaltung von zwei parallel, dann in Reihe zur Parallelschaltung; und schließlich, während sich die Spannung in einem Bereich von 51 bis 0 V (A') befindet, ist die Spannung kleiner als die Betriebsspannung der lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40, wobei die lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 kein Licht emittieren. Demgemäß emittieren die erste, die zweite, die dritte und die vierte lichtemittierende Einheit 10, 20, 30, 40 Licht, während sich die Spannung im Bereich von 51 bis 311 V befindet, so dass der Leistungsfaktor vergrößert ist.
Gleichermaßen befinden sich die zweiten und die dritten Schalter 52, 53, 62, 63, 72, 73 der ersten, der zweiten bzw. der dritten Schalteinheit 5, 6, 7 optional in einem offenen Zustand oder in einem geschlossenen Zustand, während sich die Spannung einem Bereich von 0–51 V befindet.
Es wird angegeben, dass, wenn das periodische Spannungssignal ein Sinuswellensignal mit einer Spannung von 0 bis 155 V ist, die lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 zueinander parallel geschaltet sind, während sich die Spannung in einem Bereich von 51 bis 102 V befindet; und die lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 in der Schaltung von zwei parallel, dann in Reihe geschaltet sind, während sich die Spannung einem Bereich von 102 bis 155 V befindet. Es gibt jedoch keine Reihenschaltung der lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40, während sich die Spannung einem Bereich von 0 bis 155 V befindet. Das heißt, selbst in der dritten Ausführungsform gibt es drei Typen der Schaltungen der lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40. für das Anpassen an die Betriebsspannung ist es aber nicht notwendig, dass die Schaltung der lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 drei Typen umfasst, wobei sie in Abhängigkeit von den tatsächlichen Anforderungen einstellbar ist.
8 offenbart eine lichtemittierende Vorrichtung 400 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die vierte Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung 400 besitzt eine ähnliche Struktur wie die dritte Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung 300, mit Ausnahme der Schaltungskonfiguration zwischen den lichtemittierenden Einheiten und den Schalteinheiten. Aufgrund der unterschiedlichen Schaltungskonfiguration befinden sieh, wenn die Spannung bis zu etwa 102 V (das zweite Spannungssignal) steigt, die ersten Schalter 51, 71 der ersten bzw. der dritten Schalteinheit 5, 7 und der zweite und der dritte Schalter 62, 63 der zweiten Schalteinheit 6 in einem geschlossenen Zustand, während sich die anderen Schalter 52, 53, 61, 72, 73 in einem offenen Zustand befinden, so dass die erste und die zweite lichtemittierende Einheit 10, 20 miteinander in Reihe geschaltet sind, die dritte und die vierte lichtemittierende Einheit 30, 40 miteinander in Reihe geschaltet sind und sie dann parallel zueinander geschaltet sind (wie in den 9A und 9B gezeigt ist).
Es wird angegeben, dass die Anzahl der lichtemittierenden Einheiten nicht auf zwei, drei oder vier in dieser Offenbarung eingeschränkt ist, wobei die Reihen- oder die Parallelschaltung der lichtemittierenden Einheiten nicht auf die oben beschriebene Schaltung eingeschränkt ist. Die Anzahl der lichtemittierenden Einheiten kann basierend auf den Anforderungen gewählt werden, wobei jede lichtemittierende Einheit eine geeignete Anzahl von Leuchtdioden umfassen kann. Außerdem sind die Schalteinheiten in einer geeigneten Anzahl für die elektrische Verbindung mit den lichtemittierenden Einheiten vorgesehen. Für eine gewünschte Konstruktion sind die Schalteinheiten in Übereinstimmung mit dem periodischen Spannungssignal in verschiedene Zustände schaltbar, was zu lichtemittierenden Einheiten führt, die bei den verschiedenen Zuständen der Schalteinheiten in verschiedenen Schaltungen verbunden sind. Außerdem emittieren alle lichtemittierenden Einheiten in diesen Verbindungen Licht, wobei daher der Leistungsfaktor verbessert ist. Vorzugsweise beträgt die Anzahl der lichtemittierenden Einheiten X; X ist eine positive ganze Zahl, wobei Y die Gesamtzahl der Faktoren von X ist (z. B. X = 4, die Faktoren von 4 sind 1, 2, 4, deshalb gilt Y = 3); Y ≥ 2. Die Schaltung der lichtemittierenden Einheiten umfasst wenigstens zwei Typen der Schaltungen, sie umfasst vorzugsweise Y Typen der Schaltungen. Das periodische Spannungssignal umfasst eine Anzahl Y von verschiedenen Spannungssignalen. Die Anzahl der Schalteinheiten umfasst wenigstens (X – 1), wobei jede der Schalteinheiten wenigstens drei Schalter umfasst, d. h., die Anzahl der Schalter beträgt insgesamt 3·(X – 1). Innerhalb der 3·(X – 1) Schalter gibt es (X – 1) Leuchtdioden, die einen ersten elektrischen Endpunkt einer lichtemittierenden Einheit und einen zweiten elektrischen Endpunkt der benachbarten lichtemittierenden Einheit verbinden.
In einer weiteren Ausführungsform besitzt z. B. eine einzige blaue Leuchtdiode bei einem Strom von 10 mA eine Vorwärtsspannung von etwa 2,8 bis 3,2 V. Wenn bei einem effektiven Mittelwert der Spannung von 110 V gearbeitet wird, sind die lichtemittierenden Einheiten während des ersten Spannungssignals, das eine Spannung im Bereich von 35 bis 80 V besitzt, in einem Schaltungstyp verbunden und sind während des zweiten Spannungssignals, das eine Spannung im Bereich von 70 bis 150 V besitzt, in einem weiteren Schaltungstyp verbunden. Wenn bei einem effektiven Mittelwert der Spannung von 220 V gearbeitet wird, sind die lichtemittierenden Einheiten während des ersten Spannungssignals, das eine Spannung im Bereich von 35 bis 80 V besitzt, in einem Schaltungstyp verbunden, sind sie während des zweiten Spannungssignals, das eine Spannung im Bereich von 70 bis 150 V besitzt, in einem weiteren Schaltungstyp verbunden und sind sie während des dritten Spannungssignals, das eine Spannung im Bereich von 140 bis 280 V besitzt, in einem weiteren Schaltungstyp verbunden.
In einer weiteren Ausführungsform besitzt z. B. eine einzige rote Leuchtdiode bei einem Strom von 15 mA eine Vorwärtsspannung von etwa 1,8 bis 2,5 V. Wenn bei einem effektiven Mittelwert der Spannung von 110 V gearbeitet wird, sind die lichtemittierenden Einheiten während des ersten Spannungssignals, das eine Spannung im Bereich von 27 bis 78 V besitzt, in einem Schaltungstyp verbunden und sind während des zweiten Spannungssignals, das eine Spannung im Bereich von 54 bis 150 V besitzt, in einem weiteren Schaltungstyp verbunden. Wenn bei einem effektiven Mittelwert der Spannung von 220 V gearbeitet wird, sind die lichtemittierenden Einheiten während des ersten Spannungssignals, das eine Spannung im Bereich von 27 bis 78 V besitzt, in einem Schaltungstyp verbunden, sind sie während des zweiten Spannungssignals, das eine Spannung im Bereich von 54 bis 150 V besitzt, in einem weiteren Schaltungstyp verbunden und sind sie während des dritten Spannungssignals, das eine Spannung im Bereich von 108 bis 300 V besitzt, in einem weiteren Schaltungstyp verbunden.
10A offenbart eine lichtemittierende Vorrichtung 500 gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die lichtemittierende Vorrichtung 500 umfasst ferner eine Strombegrenzungseinheit 9. In dieser Ausführungsform ist jede lichtemittierende Einheit mit einer Strombegrenzungseinheit 9 in Reihe geschaltet, wobei die Strombegrenzungseinheit 9 ein fester Widerstand (siehe 10B) oder ein variabler Widerstand (siehe 10B) sein kann. Die Strombegrenzungseinheit 9 kann außerdem einen bipolaren Flächentransistor (BJT), einen bipolaren Leistungs-Flächentransistor, einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET), einen Leistungs-Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor, einen gesteuerten Siliziumgleichrichter (SCR), einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT), einen Kondensator oder eine Induktivität umfassen. Die Strombegrenzungseinheit ist für das gleichmäßige Verteilen des Stroms und/oder das Dimmen vorgesehen.
11A offenbart eine lichtemittierende Vorrichtung 600 gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die sechste Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung 600 besitzt eine ähnliche Struktur wie die fünfte Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung 500, mit Ausnahme, dass die lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 jeweils mit einer Strombegrenzungseinheit 9 in Reihe geschaltet sind und danach mit einer weiteren Strombegrenzungseinheit 9 in Reihe geschaltet sind. In dieser Ausführungsform ist die Strombegrenzungseinheit 9, die mit jeder lichtemittierenden Einheit 10, 20, 30, 40 in Reihe geschaltet ist, ein fester Widerstand, während die weitere Strombegrenzungseinheit 9 ein variabler Widerstand ist (wie in 11B gezeigt ist). In dieser Ausführungsform ist der Zweck des Verbindens mit dem festen Widerstand die gleichmäßige Verteilung der Stroms, während der Zweck des Verbindens mit dem variablen Widerstand das Einstellen des Stroms durch die lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 für das Dimmen ist.
12A offenbart eine lichtemittierende Vorrichtung 400 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Jeder der Schalter 51, 52, 53, 61, 62, 63, 71, 72, 73 umfasst einen bipolaren Flächentransistor (BJT). Die lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 und die ersten Schalter 51, 61, 71 der Schalteinheiten 5, 6, 7 sind gemeinsamen auf einem Träger 80 ausgebildet, während die anderen Schalter 52, 53, 62, 63, 72, 73 gemeinsamen auf einem weiteren Träger 81 ausgebildet sind und mit den lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 und dem ersten Schalter 51, 61, 71 durch leitfähige Leitungen elektrisch verbunden sind. Alternativ sind, wie in 12B gezeigt ist, die lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 und die Schalteinheiten 5, 6, 7 gemeinsamen auf einem Träger 82 ausgebildet. In dieser Ausführungsform sind die lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 durch die Flip-Chip-Technik oder die Oberflächenmontagetechnik (SMT) am Träger angebracht. In einer weiteren Ausführungsform sind die lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 vertikal an den Schalteinheiten 5, 6, 7 ausgebildet und unter Verwendung eines (nicht gezeigten) Verbindungsbereichs elektrisch miteinander verbunden. In einer Ausführungsform können die Schalteinheiten 5, 6, 7 eine Diode, einen bipolaren Flächentransistor (BJT), einen bipolaren Leistungs-Flächentransistor, einen Hetero-Bipolar-Flächentransistor (BJT), einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET), einen Leistungs-Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor, einen Transistor mit hoher Elektronenbeweglichkeit (HEMT) einen gesteuerten Siliziumgleichrichter (SCR), einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT), einen Kondensator oder eine Induktivität umfassen. Außerdem kann die Schalteinheit einen Umsetzer zum Umsetzen der Signalform des periodischen Spannungssignals umfassen. Eine Sinuswelle wird z. B. für die Eingabe in den Schalter (BJT) in eine Rechteckwelle oder eine Sägezahnwelle umgesetzt. Der Träger umfasst eine Leiterplatte (PCB). Das Substrat der Leiterplatte umfasst Metall, ein thermoplastisches Material, ein wärmeaushärtendes Material oder ein Keramikmaterial. Das Metall umfasst Al oder Cu. Das wärmeaushärtende Material umfasst Phonetik, Epoxid, Bismaleimid-Triazin oder Kombinationen daraus. Das thermoplastische Material umfasst ein Polyimid-Harz oder Polytetrafluorethylen. Das Keramikmaterial umfasst Al₂O₃, AlN oder AlSiC.
Die 13A bis 13E zeigen graphische Spannungs-Zeit- und Strom-Zeit-Darstellungen gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Durch das Einstellen der Einschaltzeit beträgt das Helligkeitsniveau der lichtemittierenden Vorrichtung 300 fünf (die Niveaus 1–5, das Niveau 5 besitzt die höchste Helligkeit, während das Niveau 1 die niedrigste Helligkeit besitzt). In 13A emittieren die lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 Licht, während sich die Spannung im Bereich von 51–311–51 V (B, C, D, C, B) befindet, wobei es das höchste Helligkeitsniveau (das Niveau 5) in den 13A bis 13E ist. In 13B emittieren die lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 Licht, während sich die Spannung im Bereich von 102 bis 311–51 V (C, D, C, B) befindet, wobei es das hohe Helligkeitsniveau (das Niveau 4) in den 13A bis 13E ist. In 13C emittieren die lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 Licht, während sich die Spannung im Bereich von 102–311–102 V (C, D, C) befindet, wobei es das mittlere Helligkeitsniveau (das Niveau 3) in den 13A bis 13E ist. In 13D emittieren die lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 Licht, während sich die Spannung im Bereich von 204–311–102 V (D, C) befindet, wobei es das niedrige Helligkeitsniveau (das Niveau 2) in den 13A bis 13E ist. In 13E emittieren die lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 Licht, während sich die Spannung im Bereich von 204–311–204 V (D) befindet, wobei es das niedrigste Helligkeitsniveau (das Niveau 1) in den 13A bis 13E ist. Durch das Einstellen der Einschaltzeit kann die lichtemittierende Vorrichtung 300 der vorliegenden Offenbarung gedimmt werden. Es wird angegeben, dass in den 13A bis 13E die Helligkeitsniveaus der lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 verschieden sind, wobei aber, wenn die lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 Licht emittieren, alle Leuchtdioden 11 Licht emittieren. In Abhängigkeit von den tatsächlichen Anforderungen kann die lichtemittierende Vorrichtung 300 konstruiert sein, um zwei, drei oder vier Helligkeitsniveaus zu besitzen.
Das Substrat 12 umfasst GaAs, GaP, Saphir, SiC, GaN oder A1N. Die Leuchtdiode 11 umfasst eine erste Halbleiterschicht, eine zweite Halbleiterschicht und eine aktive Schicht. Die erste und die zweite Halbleiterschicht und die aktive Schicht umfassen wenigstens ein Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die Al, Ga, In, N, P und As umfasst, z. B. Al-GaInP, AlN, GaN, AlGaN, InGaN oder AlInGaN.
14A offenbart eine lichtemittierende Vorrichtung 700 gemäß der siebenten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die siebente Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung 700 besitzt eine zur vierten Ausführungsform der lichtemittierenden Vorrichtung 400 ähnliche Struktur, mit Ausnahme, dass jede der lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 einen Kondensator 91 umfasst, der mit ihr parallel geschaltet ist. 14B zeigt während zweier Perioden (der ersten und der zweiten Periode) die graphische Spannungs-Zeit- und Strom-Zeit-Darstellung der lichtemittierenden Vorrichtung 400 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Wenn die Spannung der ersten Periode von der Spitze (311 V) abfällt und die Spannung des periodischen Spannungssignals im Bereich von 51 bis 0 V liegt, emittieren die lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 kein Licht, weil die Spannung kleiner als die Betriebsspannung der lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 ist. Wenn die Spannung der zweiten Periode anfangs erhöht wird (während sich die Spannung im Bereich von 0 bis 51 V befindet, A'), ist die Spannung immer noch kleiner als die Betriebsspannung der lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40, wobei deshalb die lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 außerdem kein Licht emittieren. 14C zeigt eine graphische Spannungs-Zeit- und Strom-Zeit-Darstellung der lichtemittierenden Vorrichtung 700 gemäß der siebenten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. In dieser Ausführungsform ist jede der lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 mit einem Kondensator 91 parallel geschaltet. Wenn die Spannung der Leistungsversorgung größer als die Spannung des Kondensators 91 ist, befindet sich der Kondensator 91 in einem geladenen Zustand; wenn die Spannung der Leistungsversorgung kleiner als die Spannung des Kondensators 91 ist, befindet sich der Kondensator 91 in einem entladenen Zustand und wirkt als eine Leistungsversorgungsquelle zum Bereitstellen eines Stroms für die entsprechenden lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40. Demgemäß können, während sich die Spannung der ersten Periode im Bereich von 51 bis 0 V (E) befindet und sich die Spannung der zweiten Periode im Bereich von 0 bis 51 V (E) befindet, obwohl die Spannung der Leistungsversorgung kleiner als die Betriebsspannung der lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 ist, die lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 aufgrund des Kondensators 91, der mit den Iichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 parallel geschaltet ist, als eine temporäre Leistungsversorgungsquelle immer noch während dieses Bereichs (E) Licht emittieren. In dieser Ausführungsform umfasst der Kondensator 91 einen gepolten Kondensator (z. B. einen Elektrolytkondensator) oder einen ungepolten Kondensator (z. B. einen Metall-Isolator-Metall-Kondensator oder einen Keramikkondensator). Es wird angegeben, dass der Kondensator 91, der mit den lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 parallel geschaltet ist, der gleiche Typ (ein ungepolter Kondensator oder ein gepolter Kondensator) mit einer anderen Kapazität; oder der andere Typ mit der gleichen Kapazität; oder der andere Typ mit der anderen Kapazität sein kann. Jeder der Kondensatoren 91 besitzt eine Kapazität, die kleiner als 1000 μF ist. Wie in 15 gezeigt ist, ist der Kondensator 91' zwischen dem Gleichrichter 1 (siehe 1) und den lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 konfiguriert und ist mit den lichtemittierenden Einheiten 10, 20, 30, 40 parallel geschaltet.
Es ist für die Durchschnittsfachleute auf dem Gebiet offensichtlich, dass in den Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Offenbarung verschiedene Modifikationen und Variationen hergestellt werden können, ohne von dem Erfindungsgedanken oder dem Umfang der Offenbarung abzuweichen. Im Hinblick auf das Vorhergehende ist vorgesehen, dass die vorliegende Offenbarung die Modifikationen und Variationen dieser Offenbarung umfasst, vorausgesetzt sie fallen in den Umfang der folgenden Ansprüche und ihrer Äquivalente.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

TW 099145713 [0001]
TW 100114902 [0001]

Claims

Lichtemittierende Vorrichtung, die ein periodisches Spannungssignal empfangen kann, das ein erstes Spannungssignal und ein zweites Spannungssignal umfasst, wobei die lichtemittierende Vorrichtung umfasst: – eine erste lichtemittierende Einheit; eine zweite lichtemittierende Einheit; und – eine erste Schalteinheit, die wenigstens drei Schalter umfasst, zum Empfangen des periodischen Spannungssignals; – wobei die wenigstens drei Schalter so mit der ersten und der zweiten lichtemittierenden Einheit elektrisch verbunden sind, dass die erste und die zweite lichtemittierende Einheit bei dem ersten Spannungssignal zueinander parallel geschaltet sind und bei dem zweiten Spannungssignal miteinander in Reihe geschaltet sind.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei des periodische Spannungssignal ein Wechselstromsignal oder ein Gleichstromsignal umfasst.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Absolutwert des zweiten Spannungssignals größer als der des ersten Spannungssignals ist.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Spannungssignal einen Spannungsbereich umfasst, der von dem des zweiten Spannungssignals verschieden ist.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei sowohl die erste als auch die zweite lichtemittierende Einheit einen ersten elektrischen Endpunkt und einen zweiten elektrischen Endpunkt umfasst, wobei die wenigstens drei Schalter einen ersten Schalter, einen zweiten Schalter und einen dritten Schalter umfassen; und wobei der erste Schalter den ersten elektrischen Endpunkt der ersten lichtemittierenden Einheit und den zweiten elektrischen Endpunkt der zweiten lichtemittierenden Einheit verbindet, der zweite Schalter die ersten elektrischen Endpunkte der ersten und der zweiten lichtemittierenden Einheit verbindet und der dritte Schalter die zweiten elektrischen Endpunkte der ersten und der zweiten lichtemittierenden Einheit verbindet.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei sowohl die erste als auch die zweite lichtemittierende Einheit ein erstes Kontaktgebiet und ein zweites Kontaktgebiet umfasst und wobei die erste Schalteinheit zwischen das erste Kontaktgebiet und das zweite Kontaktgebiet sowohl der ersten als auch der zweiten lichtemittierenden Einheit geschaltet ist.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei sowohl die erste als auch die zweite lichtemittierende Einheit ein Chip einer lichtemittierenden Anordnung ist, der mehrere Leuchtdioden umfasst, die auf einem Substrat gemeinsam ausgebildet sind.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei sowohl die erste als auch die zweite lichtemittierende Einheit mehrere Leuchtdioden umfasst und die Leuchtdioden der ersten und der zweiten lichtemittierenden Einheit auf einem Substrat gemeinsam ausgebildet sind, um einen Chip einer lichtemittierenden Anordnung zu bilden.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Leuchtdioden durch Epitaxie oder Bonden durch eine Klebstoffschicht an das Substrat auf dem Substrat gemeinsam ausgebildet sind.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Leuchtdioden durch Epitaxie oder Bonden durch eine Klebstoffschicht an das Substrat auf dem Substrat gemeinsam ausgebildet sind.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste lichtemittierende Einheit eine Anzahl N von Leuchtdioden umfasst und die zweite lichtemittierende Einheit eine Anzahl M von Leuchtdioden umfasst, wobei N ≥ 1; M ≥ 1; und N – M ≤ 3 gilt.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Schalteinheit einen bipolaren Flächentransistor, einen bipolaren Leistungs-Flächentransistor, einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor, einen Leistungs-Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor, einen gesteuerten Siliziumgleichrichter oder einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate umfasst.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei sowohl die erste als auch die zweite lichtemittierende Einheit und die erste Schalteinheit auf einem Träger gemeinsam ausgebildet sind.
Lichtemittierende Vorrichtung, die umfasst: - eine Anzahl X von lichtemittierenden Einheiten, X ≥ 3; und – wenigstens 3·(X – 1) Schalteinheiten zum Empfangen eines periodischen Spannungssignals, wobei das periodische Spannungssignal mehrere verschiedene Spannungssignale umfasst; - wobei die Schalteinheiten so mit den lichtemittierenden Einheiten verbunden sind, dass die lichtemittierenden Einheiten in wenigstens zwei verschiedenen Schaltungen, die den verschiedenen Spannungssignalen entsprechen, miteinander verbunden sind.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei das periodische Spannungssignal eine Anzahl Y von verschiedenen Spannungssignalen umfasst, wobei X eine positive ganze Zahl ist und Y die Gesamtzahl der Faktoren von X ist, Y ≥ 2.