TW201036490A - Light emitting device and driving circuit thereof - Google Patents

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201036490 jiis/jpir 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種發光裝置及其驅動電路，且特別 是有關於一種能夠提高功率因數與光學效率同時減小總諧 波失真（total harmonic distortion )和減少閃爍（flickering ) 的發光裝置及其驅動電路。 【先前技術】 發光二極體（light emitting diodes, LEDs)也表現出二 極體的共同特性，當發光二極體被施加以正向臨界電壓 (forward threshold voltage)或更大的電壓時，此發光二極 體接通。另外，當施加交流（Alternating Current，AC)電 壓源時，為了增大發光區域，可將兩個或兩個以上的發光 二極體相互反向並聯（以下，這些相連的發光二極體將稱 作“交流發光二極體(ACLED)，’）。在此情形下，在交流 電壓源的正半週射，正向臨界電壓或更大的電壓被施加 在與電壓之正半週期有關的正向相互連接的發光二極體 上，使侍父流發光二極體接通，而在交流電壓源的負半週 /月中正向臨界電壓或更大的電壓被施加在與電壓之負半 週期有_正向相互連接光二極體上，使得交流發光 二極體接通。 _當施加交流電壓源時，每個發光二極體的運作區較 短土ί成因閃爍或總譜波失真加劇所致的交流發光二極體 之先子效率降低的問題。當多個交流發光二極體串聯時， 此類問題愈加嚴重。下面將參相式來·交流發光二極 201036490 體的這些問題。 是習知的一種交流發光二極體的等效電路圖，且 =2疋圖1所不之交流發光二極體的電壓-電流特性曲線

叫參照®卜發光裝置！〇、交流電壓源L以及電阻 互串聯。此處，發光二極體12 (Dl1、Dl2)與發 米丄14 (Dl3、D14)就是交流發光二極體。 12、Vae的正半週期施加在交流發光二極體 Κ Aί時，發光二極體Dn、Dl3運作。容易理解的是， 二極極體Dl1、Dl3串聯’所以當電壓大於各別發光 D13運作U、Dl3之正向臨界電壓之和時’發光二極體Dn、 2的，當交流電壓源Vae的負半週期施加在交流發 $==4'12上時’發光二極體D14、D12運作。在此 雷厭a w職大於各顺光二極體D14、D12之正向臨界 0 总'+、▲時，發光二極體Dl4、D12運作。此處，在以下的 …、，發光二極體的運作將視為發光二極體的發光運作。 §父流發光二極體12、14在交流電壓源％的正半週 期或負半週期中運作時，電流取決於電阻器Rn。 在圖2中’ Vl是電壓曲線，I是電流曲線。χ轴指示 ::間’ y軸指示電流或電壓的強度。這將同樣適用於以下 所有的電壓及電流曲線。 如圖1所述，當交流電壓源Vae施加在交流發光二極 體上時，根據交流電壓源Vac的正半週期或負半週期，當 201036490 ^ 1 O / jykk 電壓大於與交流電壓源vae有關的正向連接的各別發光二 極體的正向臨界電壓之和時，電流可流經交流發光二極 體。圖2之電壓·電流曲線圖清楚地緣示出這種特性。容易 理解的是，當發光裝置包括單個交流發光二極體12或14 時，此父流發光二極體12或14也表現出與上述發光裝置 相似的電壓電流特性。另外，儘管圖丨中繪示為兩個交流 發光一極體12與14，但是包括三個或三個以上的交流發 光二極體的發光裝置也能表現出與圖2相似的電壓-電流 特性。 這種只有交流電壓高於或等於正向臨界電塵之和才能 使交流發光二極體12與14運作的特性會引發多個問題。 換言之，當施加在交流發光二極體12與14上的交流電壓 源Vac高於或等於與該電壓有關的正向連接的 的正向臨界電壓之和時，電流會突然流經交流發光二極 體丄提供給交流發光二極體的運作區較短，僅持續施加在 此交流發光二極體上的交流電壓源的一個週期，從而造成 總讀波失真（total harmonic distortion, THD)加虐,丨、$ 奋 閃爍以及光學效率降低。 過又 因此，迫切需要一種發光裝置或其驅動電路，當施加 交流電壓源時，這種發光裝置或其驅動電路能夠解決交流 發光二極體之運作特性所引發的各種問題，諸如功率因^ 減小、總諧波失真以及過度閃爍。 【發明内容】 本發明的目的是解決先前技術的上述問題，且實施例 能 期 Ο ❹ 201036490 =，發光裝置及其驅動電路，此發光裂置及其驅動電 解決錢發光二極體之運作特性所料的問題，諸 如功率因數減小、總諧波失真加劇以及過度閃燦 當施加在交流發光二極體上的交流電愿源高於或等於盘= 連接的發光二極體的正向臨界電•之:i 及交流發光二極體的運作區較短，僅 持續杨在此交流發光二_上的交流鐘源的單個週 觀點’—種發钱置包括：第―與第二發光單 元包=串聯’第—與第二發光單元十的每個發光單 - 個發光二極體；以及ptf私，其並聯至第 知尤早70，且串聯至第二發光單元。 包括處在於，第—與第二發光單元之—或兩者都可 括兩個相互反向並聯的發光二極體。 得第^絲炫電壓_，阳單元可使 九早70先於第一發光單元而運作。 第-^之^在於’第—發光單元可包括相互反向並聯的 並聯的且第二發光單元可包括相互反向 在交流雷厭、、塔目發光一極體。第一及第三發光二極體是 體先於笫一^正半週期區域中運作，其中第三發光二極 在交流電屨ϊΐΐ極體而運作。第二及第四發光二極體是 趙先於第二钱:2=:運作L發光二極 J之處在於，此發光裝置可更包括整流器 7 201036490

JlO/jpu (rectifier)’此整流器連接在發光裝置與交流電壓源之間。 有利之處在於，當施加交流電壓源時，ρτ 得第二發光單元先於第—發光單元而運作。 有利之處在於，PTF單元可包括電容器。 依照另一觀點 ^ 一種發光裝置包括：第一與第二發光 早凡1它們相互反向並聯’第—與第二發光單元中的每個 發光早兀包括至少兩個正向相互串聯的發光二極體一 單元L並聯至f—發料糾—些發光二極體；以及 第-PTF單7C，並聯至第二魏單元的—些發光二極體。 〇有利之處在於’當施加交流電壓源時，第一與第二PTF 單元可使得第-發光單元中的與第—pTF單元並聯的那些 發光二極體之外的其他發光二極體之運作或者第二發光單 元中的與第二PTF單元並聯的那些發光二極體之外的其他 發光二極體之運作先於與第— PTF^元並聯的那些發&二 極體之運作或者先於與第二抑單元並翻那些發光 體之運作。 依照又一觀點，一種發光裝置包括：第-發光群电 (group)，包括至少一個第一發光單元，此第一發光單元包 括至少:個發光二極體；第二發光群組，包括至少一個第 了發光單70 ’此第二發光單元包括至少-個發光二極體； 以及至4 -個PTF單元’此pTF單元並聯至第_發光群 組，且串聯至第二發光群組。 有利之處在於，當施加電源時，pTF單元可使得第二 發光群叙先於第一發光群組而運作。 201036490 _有利之處在於，當第—發光群組包括至少兩個第一發 光單70時，這些第一發光單元可相互並聯，且PTF單元可 以共用方式並聯至這些第一發光單元。 _有利之處在於，第—發鱗組可包括至少兩個第一發 光單70 ’且第二發光群組可包括至少兩個第二發光單元， 每個第-發料元可對應地串聯至每個第二發料元，且 PTF單元可並聯至各別的第一發光單元。 Ο ❹ 有利之處在於，當第一及第二發光單元之一或兩者都 包括至少兩個發光二極體時，至少兩個發光二極體可按照 正向串聯、並聯、反向並聯以及串並聯相結合中所選的任 何一種連接關係來相互連接。 有利之處在於，第一或第二發光群缸可單片整合在 一基板上。 有利之處在於，每個第一發光單元或每個第二發光單 元可分別形成在獨立的封裝(package)中。 第一發光單元中的每個發光二極體或 =發先早疋中的母個發光二極體可分卿成在獨立的封 裝φ有於’第—或第二發光群組可形成在單一封 ί:光單一封裝中的第一或第二發光群組内的每 個發先-極體可分別形成在獨立的封裝中。 母 第一發光單元可包括第-至第四發光 接其中第-發光二極體是從第一節點指向第三節 9 201036490 向連接；第二發光二極體是從第四節點指向n點而正 向連接·; ί三發光二極體是從第二節點指向第三節點而正 向連接；第四發光二極體是從第四節點指向第二節點而正 向連接；以及第三節點電性地連接至第四節點。 有利之處在於，此發光I置可更包括第五發光二極 體此第五發光一極體是從第三節點指向第四節點而正向 連接在第三節點與第四節點之間。 依照另-觀點’-種驅動電路是利用交流電壓源來驅 動發光裝置，此㈣電路包括PTF單元，其巾發光裝置包 括第及第—發光裝置，每個發光裝置包括至少—個發光 二極體、且第一及第二發光裝置經由第一節點來相互串 ~ PTF單元並聯至第一發光單元，且串聯至第二發光單 元。 有利之處在於，第-及第二發光單元之一或兩者都可 包括兩個相互反向並聯的發光二極體。 有利之處在於，當施加交流電壓源時，pTF單元可使 得第二發光單林於發料it而運作。 有利之處在於，PTF單元可包括電容器。 抑有利之處在於，此發光裝置可更包括一電阻器，此電 阻器經由f —節點來串聯至第__發光單元與pTF單元，其 中第Γ發光單元可並聯至介於第—節點與第二節點之間的 早 。 有利之處在於，此發光裝置可更包括一電阻器，此電 器串聯至’丨於乂流電壓源與第一發光單元之間的第一發 201036490 光單元，其中m單元可並聯 有利之處在於，第一發*九早70與此電阻心 第-及第二發光-極俨 70可包括相互反向並聯的 並聯的第- Γί 第二發光單元可包括相互反向 四發光二極體，其中第-及第三發光二極 體=在父流電壓源的正半週期區域中 極體先於第-發光二極體而運作。 =一[ Ο 電屋源的負半週期區域中運；，且第四發 極體先於第二發光二極體而運作。 ㈣發尤- 有利之處在於，此發先梦 流器是連接在發域置財器，此整 得第T當施加交流電壓源時，PTF單元可使 仔第一發光#7〇先於第—發光單元而 早U使 依照另一觀點，一種驅動電 發光裝置，此發光|置包括源來驅動 光單元包括至少-個發光二極體，^ 27°，每個發 經由第-節點來相互串聯。复=-及第二發光單元 阻器，經由第二節點來串聯；電路包括：第-電 聯至介於第三節點與第一節點=單元；電容器，並 電阻器;以及第二電阻器，心;發==第： 點之間的電容器。 、第二即點與第一節 有利之處在於，第二電卩且 電/放電關，且降低_與=來㈣該電容器的充 有利之處在於，此驅動 (thermistor)，此熱敏電阻串更包括一熱敏電阻 爭聯在父流電壓源與發光裝置 201036490 ^Ιδ/^pu 之間。 為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下 舉實施例’並配合所賴式作詳細說明如下。、 【實施方式】 下面將參考所附圖式來詳細描述本發明之實施例。以 :的^細描述和圖錢為了透過舉例朗來讓本領域中且 =:=徹底瞭解本發明’而不應理解成是對: 動電是依照本發明之實施例的發光裝置或其壤 請參照圖3，-種發光袭置包括第一發光單元32 二發光單元34以及PTF衫36。第—發料元 =元單34，至少兩個相互反向並聯的發光二： 體1 亚聯至第一發光單元32，且串聯至第二 使得第二發光單元34能夠先於第-發光單M2而Ϊ 作0 % PTF單元36可包括多種元件，諸如 ，器等。也就是說，PTF單元36可包括各種元 =交源時，這些元件_第二發光單元34 先於第一發光單元32而運作即可。 M 假α第—發光單70 32是—個包括兩個相互反 向並9聯的^二極體的交流發光二極體，且第二發光單元 疋另-個包括兩個相互反向並聯的發光二極體的交流 12 201036490 發光-極體，則第-發光單元32之運作歧指交流發光二 極體的兩個發光二極體當中的正向連接的發光二極體的運 作。 Ο ❹ 換s之，在第-發光單元32内的與交流電壓源有關 的正向連接的發光二極體運作之前（也就找，當正向電 壓，於第-發光單元32中之發光二極體之正向臨界電壓 仁同於第_發光單元34中之發光二極體之正向臨界電壓 ，）’電流流經-種由節點N34、pTF單元％、節點知、 第二發光單it 34以及節點N36所形成的路徑，下面將做詳 細描述。相反地，當不包括PTF單元36日夺，如上所述， 只有當施加的電壓高於第—發光單元32中之發光二極體 =臨，與第二發光單元34中之發光二極體之正 向1界電I之和時，發光單元才能夠運作。 ^不^括PTF單元36的發光裝置相比，依照本實施 =/44具有，長崎俩期，且根據第—發光單元 i _?早7034中的交流電壓源的正、負半週期， 電壓源高於或等於與交流電壓源有關的正向 的發光穿置:的i向臨界電壓之和時，依照本實施例 、、I抑制突發電流。因此，本f施例之發光f 功率因數，且總諧波失真與閃爍都減 :功=，失真以及閃燦的改良與π單4 關=以PTF早喊是這些改良的縮寫。 谷易理解的;^ ’儘管圖3所繪 ㈣，單心，但邮單幻^聯至第1 13 201036490 ^ίο/ορη 單7L 34也可執行相同的功能。另外，每個發光單元可經配 置以使得單個發光二極體的反向並聯或雨個發光二極體的 反向並聯組合是形成在單個封裝裡。或是，包括PTF單元 36的整個發光單元可形成在單個封裝裡。 抑一此外，雖然本實施例之發光裝置中提供單個第一發光 ^元32與單個第二發光單元％ ’但是至少—個第三發光 早疋可f聯至第一發光單元32與第二發光單元34中的每 個發光單元。另外，許多個發光裝置可連續地相互並聯， 〇 其中每個發光裝置包括第-發光單元32、PTF單元36以 及第一發光單元34。 -恭如上所述’至少—個第三發光單元可串聯至第 聯至第與第二發光單元34中的每個發光單元或串 x早兀32與第二發光單元34中的並聯著至少 個第四發光單元的每個發先單元。 ，外，PTF單元36並聯至發光單元的位置可改變， 並聯至PTF單元36的發光單元的數量也可改變。

CJ 顯然，用串聯與/或並聯以增加元件的方法來 明:實他 範圍内。 良，且攻些改良也包括在本發明的 光單元42盘PTG電f原之間，使得電阻器48 '第一發 互串聯，早π46之並聯以及第二發光單元44相 14 201036490 如圖3所示，就PTF單元46與第一發光單元42、第 一發光單元44的相互連接而言，PTF單元46是並聯至第 一發光單元42,且串聯至第二發料，二當交流Ϊ 壓源被施加在此發光裝置上時，使得第二發光單元44能夠 先於第一發光單元42而運作。電阻器48的作用是決定第 一發光單70 42與/或第二發光單元44運作過程中的電流強 度。 〇 在圖4中，電阻器48繪示為連接在交流電壓源與第 二發光單元42之間，但是也可串聯在第二發光單元44與 交流電壓源之輸入端當中的輸入端m2之間。 在圖5中，電阻器58串聯至第一發光單元52，同時 電阻态58與第一發光單元52並聯至ptf單元56。如圖4 所不’PTF單元56的作用是當交流電壓源被施加在發光裝 置上時’使第二發光單元54先於第一發光單元52而運作。 另外，電阻器58決定第一發光單元52與/或第二發光單元 =運作過程中的電流強度。此外，如圖4所示，電阻器58 可串聯在第二發光單元54與交流電壓源之輸入端當中的 輸入端IN2之間。 ，圖6是圖3至圖5所示之發光裝置或其驅動電路的電 壓及電流特性曲線圖。請參照圖2與圖6,容易理解的是， ，不包括PTF單元36、46、56的習知發光裝置相比，依 照本發明之實施例的發光裝置具有更寬的運作區。換言 之如圖6之電流曲線iio所示’第二發光單元34、44、 4先於第一發光單元32、42、52而運作，以致於即使在 15 201036490

316/jpiI 不包括PTF單元36、46、56的習知發光裝置不能運作的 區域裡，依照本發明之實施例的發光裝置也能夠運作。因 此，依照本發明之實施例的發光裝置具有寬很多的運作 區’在低電壓下就能提前接通’從而使閃爍和總諧波失真 能夠明顯減少。 在圖3中，第一發光單元32與第二發光單元34可用 相同數量或不同數量的交流發光二極體來構成。第一發光 單元42與第二發光單元44、第一發光單元52與第二^光 單元54也可用相同數量或不同數量的交流發光二極體來 構成 右構成弟一發光單元32、42、52的交流發光二極體 的數量不同於構成弟一發光單元34、44、54的交流發光二 極體，就會影響到第二發光單元34、44、54的運作時間& 第一發光單元32、42、52的運作時間。因此，期望根據發 ，裝置所期望的設計來適#地確定交流發光三極體的數 ΐ 外’如上所述，就交流電壓源或構成交流發光二極 光二極體的正向臨界電壓而言，元件之間可採用各 ㈣與/或並聯，透過各職光二㈣之連接而得 =發^元可具有各翻型，且單織以 體可採用各種排列。 梭 圖7疋@ 4所示之發光裝置或其動 圖。請參昭圖7，PTF留-κ ^ 電路 _ ,、、、圖7 PTF早兀46包括電容器C41，且第— 一與第二發光單元44均包括兩個發光二極體。第 44 42經由第—節點〜來串聯至第二發光單元 5日’並聯至電容器。此處，電阻器48經由第二節 16 Ο 〇 201036490 C至第一發光單元42與電容器C41。換言之， f元42並聯至介於第-_2與第二節點n44 之間的電M C4I。另外，關於電容器 :2發m單元：之賴接，電容π是=第 發先早το 42 ’且㈣至第二發光單元44。 體元42包括相互反向並翻第—發光二極 互及體D42，且第二發光單元44包括相 D值/曰馬f第二發光二極體D43與第四發光二極體 =。„值躲意岐，圖7卿之第-發光單元42盘第二 :多!、f峨二極體。另外，單個交:發 心"1·發光一極體42)可包括兩個或兩個以上的發 只要當施加交流電壓源時這些發光二輸:j 當施加交流電壓源Vae時，第—發光二極體 極體D43在交流電麗源的正半週期區域運作:: ^先—鎌D42與第叫光二極體在交 :負半週期區域運作。在交流電壓源Vac的 =、 域’第三發光二極體D43先於第—發光二極 、期£ ，交流電壓源Vae的負半週期域，第四發光’ 先於第二發光二極體042而運作。 體044 雖然圖7中緣示為單個電容器C41作為pTF軍 但是此PTF單元也可以是電阻減電感器，或者是諸如電 201036490 •Μδ/Jpil 阻器、 電容器等各種元件的連接單元。 依照一實施例，發光装置的驅動電 茆在交流電壓源&與發光襄置4〇之間。通 二”可分為負溫度絲阻與正 5 ===數_阻_溫度係數，使電阻隨 二溫度係數熱敏電阻具有正溫度係 '皿又而增大。依照本實施例，正溫度 係數熱敏電_作用是#發杜置4()之溫 減小要供應給發光裝置40的電流。 又回、 此外，雖然為了便於描述，決 程中的電流強度的電阻器触4〇，過 與單個電阻器R43來^的數^按兩個電阻器 之數量與電阻以及它們之’但疋必要時，電阻器 發光二極體之數量與額定:率來置：内的 Μ :、、€ 43㈣為綱至熱敏電阻、，#是依昭 本發明的發光裝置的驅動電44彳-疋依4 可改良成各種組態。並不侷限於此種組態，而是 圖8至圖13是圖7所千夕双 運作的等效電關以及轉_ /或其㈣電路之 示為當施加交流電壓源V=:=，_M 的等效電柳圖10是與圖8=\時發光襄置之運作 曲線圖；圖11與圖12繪示_1:應的電壓及電流 + 為田軛加父流電壓源Vac之負 •發光裝置之運作的等效 圖 U、圖12相對朗及電流曲_。_ 13疋”圖 18 201036490 =參關8，在交流電壓源Vae的正半 2第-發光二極體D41與第三發光二極體〇43的= 界電壓t和時’只有第三發光二極體d43運作。換士：

箭頭〜與A2所指示的路徑流動。此處，、:交产 ae之正半週期，當電壓是從GV至小於第三i J # :技43之正向臨界電_電壓時，即使電壓小於i三^ 一極體d43之正向臨界電壓’但 Ο Ο ，流仍然沿著箭頭心所二以= 迷之交流賴源Vae之負半職以 動（從下 性當中的電流相位 i§c41<運作特 理解）。位& (phaselead)·方面考慮就能夠 發光==且高於第-發光二極體〜與第三 :广所指==二=著箭 與第三發^二極體D43—起運作。帛科-極體D41 乂與Vae的正半週期，沿著箭頭 發光二極趙斷’然後在第- 徑流動。 夺點化者則碩A3與、所指示的路 就交流電壓源v 極體D43接通，先於二::正:週期而言’第三發光二 徨沿著圖8之箭碩A發先-極體D41而運作（電流路 與第三發光θ二，C時A運作接著第一發光二極體〜 疋電麵 '。之正半週期的與圖^圖9相 19 201036490 電Sd) ί電流(g2)曲線圖。請參照圖10，第 先於第一發光二極體D41而運作，接著 接菩妹41與第二發光二極體Du同時運作。 當糕小於第月ιίΓ11，在交流電塵源Vac的負半週期， 正向臨界電1之^—極體D42與第四發光二極體D44的 言之，電流沿著j ’只有第四發光二極體D44運作。換 在交流電_、與A6所指示的路徑流動。此處， 四發光二_ ^ ^半獅中，當電錢從GV至小於第 於第四發光二極^正向臨界電㈣麵時，即使電壓小

的衫響’所以電流仍然沿著 電^C4I 流經發光裝置。#外發—„ 八6所扣不的路徑而 位韶箭锊參士 。從電谷器Cq之運作特性當中的電产相 ^ 1 面考慮，也就是說，考詹到電泣相#初二 電壓相位，就容易理解了 目位超前於 發光與第四 頭八7與人8所__^& 和時電流就會沿著箭 發光=’=r源“負半週期，經過第四 他瓶Uu而流向電容器 、第四 第二發光二極體D42接通 被切斷’然後在 與第四發光二極體％。、·’ "'k四發光二極體d44 然後，交流電壓源之負半 重 複以上參照圖8至圖10所述之運=乍之後的新正半週期將 20 201036490 圖13是交流電壓源v 相對應的電壓（g3)及電^之負^ /圖U、圖13 圖U是將圖8^、tf光二極體心同時運作。 負半週期結合在一起二^示電壓源1之正、 壓⑹及錢⑹：：tr流錢狀單-週期的電

就交^電壓源Vae的整個單一週期而言，在正 ，第二發光一極體D43先於第一n _ ^ 。 你先體41與第三發光二極體D43同時運 t在負半週射，第四發光二極體D44歧第二=運 極體D42而運作，接荖笛-欲k ^ 極體D 先"極體D42與第四發光二 從篮U44 W呀運作0 與圖卜圖2所示之不包括pTF單元的f知發光 目依照本發明之實施例的發絲置或其驅動電路具有 較寬的運作區。目此’賊實關的發光裝置*大可能發 生閃爍與突發的操作，而在習知的發紐置巾，當所施加 的電壓高於或等於正向連接的兩個發光二極體的正向臨界 電壓之和時，則會發生這種閃爍與突發的操作。另外，在 依照實施例的發光裝置中，尖峰電流與總諧波失真減小， 且表現出改良的功率因數與光學效率。 應理解的是，上述實施例是從定性分析的角度來進行 栺述的，目的是為了有效地繪示本發明的特徵。也就是說， 考慮到實際操作中的具體狀況，諸如依照本發明之實施例 21 201036490 的發光裝置或其驅動電路中的電 之實際電阻以及交流發光二極趙各器，實際電容、電阻器 發光單元與第二發光單元的運作^數量及負載功率，第一 圖15是與圖5所示之發=點可存在輕微的差異。 其驅動電路的等效電路圖，其中、置相對應的發光裝置或 低頻濾波器的電阻ϋ。請參^ ^發光裝置包括能夠充當 二發光單元54、電容器csi、塗一 +第一發光單元52、第 器Rc繪示於圖15中。 一電阻器58以及第二電阻 第一發光單元52經由第一節 單元54,以構成發光sn 1^點^2來串聯至第二發光 連接動電路的交流㈣V:動動發電2 第一電阻器58經由第一鍩科\T ㈣尤装置Μ) 〇 元仏第一電阻器58決定該聯至第一發光單 流強度。電容n c51並駐;^裝Λ5ϋ運作過程中的電 〜之間的第-發光單元52;r一; 對PTF單元56的描述中已描述了電容器:。來 N 串聯至介於第三節點N56與第一節點 看η所曰给：二a C51。從第三節點N56朝第-節點N52來 順序來建立的。铁而，靡痛^ ^ m +器CS1的 gr始㈣、、、而應理解m阻器11。與電容 == 反的順序來串聯也具有相同的功能。另外， 第1阻ί =中第二電阻器R。繪示為單個電阻器，但是 第-電阻㈣數量或它們之_連接並無限制。疋 22 201036490 第二電阻器Re的·是調節電容器C51的充電/放電 ^ 且可充當低頻渡波器，用來阻擋電磁干擾或雜訊所 產生的射頻（radio frequencies )。 此外，熱敏電阻R54可串聯在交流電壓源Vae與發光 裝置50之間，以執行上述功能。本實施例之發光裝置之基 本運作與® 8至圖η之上述發絲置之基本運作實質上相 同’因此這裡將省略重複的描述。 ❹ 〇 圖16疋依照本發明之另一實施例的一種發光裝置或 其驅動電路料效電路®。請參關16，此發光裝置或其 驅動電路包括整流II 68、第—發光單元d61、第二發光單 元Da以及pTF單元66〇 雖然在本實施例中，整流器68繪示為具有四個整流 二極體（rectifying diodes)的橋接整流電路（bridge rectifying circuii)，然而也可使用其他類型的整流電路。 此外，雖然第一發光單元D01與第二發光單元D62均 繪福包括-㈣光二碰，但是本㈣料侷限於此種 組態。例如，第一發光單元Dw與第二發光單元可均 包括相互之間正向串聯與/或並聯的多個發光二極體。 ^ 17是與圖16相對應的電壓及電流曲線圖。從圖17 之電流曲線（i2G)可以看出，此發光裝置的運作比不包括 PTF單元66的發光裝置快很多（參見圖2之正半週 流曲線（i】））。 · 圖18是依照本發明之又一實施例的一種發光裝置或 其驅動電路的等效電路圖。請參照圖18，第一發光單元 23 201036490 ^Ιΰ/jpil D7】及D73、第二發光單元〇72及D74、第一 pTF單元7如 以及第二PTF單元76b緣示於圖18中。 第一發光單元Ι)Ή及DM與第二發光單元〇72及D74 包括至少兩個正向串聯的發光二極體。雖然圖18繪示為每 個發光早元包括兩個正向串聯的發光二極體，但是與上述 實施例相同的是，每個發光單元可包括多個相互之間正向 串聯的發光二極體。 第一 PTF單元76a並聯至第一發光單元D7i、D73中的 發光二極體之一，且第二PTF單元76b並聯至第二發光單 元Du、Dm中的發光二極體之一。如上所述’第一 單 元76a與第三PTF單元76b均可包括多種元件，諸如電阻 ^電容器、電感器等。第—PTF單元7如使得第一發光 單π之發光二極體D73能夠先於第一發光單元之發光二極 體d71而運作’且第二PTF單元77a使得第二發光單:之 發光二極體D72能触於第二發料元之發光二極體 而運你。 =3至圖18中’發光裝置及其驅動電路在描述上 ::明,4區別，在有些情形下’發光裝置、㈣為僅包括發 先早二例如，在圖3巾，-種包括第-發光單元32、第 及種:二Γ36的物體可視為發光裝置， =發先早就-種串聯4〇可視為發光裝置 情形，由於包括PTF單元36(以及（例如 中【 器你、R47等）的剩餘部件可視為發綠 2阻 所以發絲技其鶴魏抑趨上並無=電路 24

192 201036490 圖19與圖20是依照本發明之其他實施例的發光裝置 或其驅動電路的方塊圖。首先，請參照圖19，此發光裝置 包括··第一發光群組191，其包括一個或多個第一發光單 70 1921..... 192n，每個第一發光單元192!.....192n包 括至少一個發光二極體；第二發光群組193，其包括一個 或多個第二發光單元194ι.....194n，每個第二發光單元 194ι、…、194n包括至少一個發光二極體；以及pTF單元 196，並聯至第一發光群組191，且串聯至第二發光群級 193。當經由輸入端ΙΝι、取來施加交流電壓源時，ρτρ 單元I96使得第二發光群組193先於第一發光群組191而 運作。 當第一發光群組191包括單個第一發光單元（例如 192l)時，第一發光群組191就變成第一發光單元192ι， 此組％與圖3所述之實施例相同。這也適用於第二發光群 組193。因此，在本實施例中，第一發光群組ΐ9ι將描述 成包括兩個或兩個以上的第一發光單元192ι.....192^ 5 且第二發光群組19 3也將描述成包括兩個或兩個以上的第 二發光單元194〗、…、194。 第-發光單it叫、…、192n在節點Nl94與節點N 之間相互並聯。PTF單元196連接在節點化4與節點n 之間，以共用方式並聯至第一發光單元192ι、…、192 同樣地，第二發光單元1941、…、194〇也相互並ς。 因此，如上所述，PTF單元196並聯至第—發光群組 191 ’且串聯至第二發光群組193。 25 201036490 31873ριί 請參照圖21至圖23，每個第一發光單元192i..... 192n與每個第二發光單元194】、…、194„可用單個發光二 極體（圖23之(a))或多個發光二極體採用串聯（圖23之 (b))、並聯（圖23之(c))、反向並聯（圖23之(d))、反 向並聯之組合（圖23之⑹）以及串並聯之組合當中的任 意種連接方式來構成。然而，本發明並不偈限於此。 第發光群組191與第二發光群組193可以各種方式 t實現。例如，第-發光群組191或第二發光群組193可 透過單片（mono譲C)積體電路製程來形成在單一基板上 的草-封裝中。可選擇的是，每個第—發光單元ΐ92ι、…、 個第一發光單元194ι.....194η也可形成在獨立 =光:=(例如，圖21至圖23所示之發光= , 1941、...、％中的每個發光二極體 的封裝Φ 所示之發光二極體）可形成在獨立 二極體(例如，圖21至圖仁二':光群組中的每個發光 :光群組193中的每個發光二極:第二 所示之路# -权麻、π , 〜如’圖21至圖23 ▲發光一極體）可形成在獨立的封裝 2〇2l睛參i或多個發光單元 早個第-發光單元(例如，)時，第 26 201036490 -----j— 成第一發光單元，此組態與圖3所述之實施例相同。這也 同樣適用於第二發光群組。因此，在本實施例中，第—發 光群組將描述成包括兩個或兩個以上的笫一發光單元 2021..... 202n ’且第二發光群組也將描述成包括兩個或 兩個以上的第二發光單元204ι.....2〇4〆 每個第一發光單元202!、…、202n對應地串聯至每個 第一發光單元204!..... 204n。換言之，第一發光群組中 〇 ㈣—發光單元之—（例如2G2,)對應於第二發光群組中 ，第-發光單元之-（例如，2〇4ι)，以構成一個串聯2〇〇ι。 每個PTF單το 2(^、···、2G6n並聯至每個第-發光單元 2(^、…、202n。 在本實施例中，構成每個發光單元2〇2ι..... 202n& 204-1..... 20411的發光二極體可按照圖21至圖23所示之 各種方式來連接。 此外，每個發光單元202〗.....202〇及204〗、…、204n 可形成在獨立的封裝中，或者可與每個侧的pTF單元 2001..... 2〇6n 一起形成在獨立的封裝中。可選擇的是， 構成發光單元2021、…、2〇2n及204〗、…、204,的每個發 光二極體可形成在獨立的封裝中。 _々圖21與® 22是依照本剌之—實補的—種發光單 例的等效電路圖。請參照圖21，第一發光單元21〇 、’、呈由郎點]S^2而串聯至第二發光單元211。 # 發光單S21G包括第—發光二極體D211、第二發 光-極體D212、第三發光二極體、以及第四發光二極體 27 201036490 J10/^pu D214,這些發光二極體經由第一節點N211、第二節點N212、 第三節點N213及第四節點N214來相互連接。 第一節點N211與第二節點N212是使PTF單元（未繪 示）能夠並聯至第一發光單元210的節點。另外，第二節 點N212是連接至第二發光單元211的節點。 關於第一至第四發光二極體 D211 ' D212 ' 〇213 ' 〇214 之間經由第一至第四節點N211、N212、、N214而形成的 連接，第一發光二極體D211是從第一節點N211指向第三節 點N213而正向連接，第二發光二極體D212是從第四節點 n214指向第一節點n211而正向連接，第三發光二極體d213 是從第二節點n212指向第三節點n213而正向連接，以及第 四發光二極體 〇214 是從第四節點 N214 指向第二節點 N212 而正向連接。此處，第三節點N213透過（例如）電線等而 電性地連接至第四節點N214。同樣地，第二發光單元211 中的發光二極體具有與第一發光單元210中的發光二極體 相同的連接。 圖22繪示為一種發光單元的範例，此發光單元更包 括第五發光二極體D231，此第五發光二極體D231介於圖21 之節點N213與N214之間。換言之，第五發光二極體D231 是從第三節點N223指向第四節點N224而正向連接在第三節 點N223與第四節點N224之間。 依照圖21與圖22所示之實施例，透過此發光單元内 的發光二極體之間的連接，此發光裝置可進一步使總諧波 失真與閃爍都減小，且可改良光學效率。 28 201036490 種範例的等效電^明之—實施例的-種發光單元的各 光二極在圖23中’嫩示為包括單個發 串聯的發光單元，’（示為包括多個發光二極體相互 的發光單元，（d)繪=示為包括多個發光二極體相互並聯 的發光單元，⑽1包括多個發光二極體相互反向並聯 之組合的發光單元⑹％不為包括多個發光二極體反向並聯 Ο Ο 的發光裝詈2机電壓源被直接施加在包括各種發光單元 _ ^置上而不採用整流電路時，期望發光單开的路出 屋„所示的那樣相互反向並聯。相反地:當交 加在發先裝置上時，則』 你μ、+、& 或⑻所示的那樣單向連接。 從上4内容可以明顯看出，依照本發明 所弓驅動電路能狗解決交流發光二極體之運作特性 = 功率因數減小、總譜波失真加劇:過 於與該電壓有關的正向逹接的發光二極體= 之和時產蝴發電流，以及交流發光二極體 的運作區較短，僅持續交流電壓源的單個週期。 上述的各個實施例可組合在—起，以提供更多 說明書中所提及的與/或申請資料表中所列出的所有 ^國專利、美國專利申請公開案、美國專辦請案、 專利、國外專利申請奴及料利公開轉已整 說明書作為參考。必要時可改良各實施例之觀點，以 29 201036490 J 1 O/jpu 各種專利、申請案及公開案之概念來提供更多的實施例。 雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定 本發明’任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不^二 本發明之精神和範圍内’當可作些許之更動與潤铞，故本 發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為 【圖式簡單說明】 圖1是習知的一種交流發光二極體的等效電路圖。 圖2是圖1所示之交流發光二極體的電壓及電流特性 曲線圖。 圖3至圖5是依照本發明之實施例的發光裝置或其驅 動電路的方塊圖。 圖6是圖3至圖5所示之發光裝置或其驅動電路的電 壓及電流特性曲線圖。 圖7是圖4所示之發光裝置或其驅動電路的等致電路 圖。 圖8與圖9繪示為當施加交流電壓源之正半週期時發 光裝置之運作的等效電路圖。 圖10是與圖8、圖9相對應的電壓及電流曲線圖。 圖11與圖12繪示為當施加交流電壓源之負半週期時 發光裝置之運作的等效電路圖。 圖13是與圖Π、圖12相對應的電壓及電流曲線圖。 圖14是將圖8至圖13所繪示之交流電壓源之正、負 半週期結合在一起而得到的交流電壓源之單個週期的電壓 及電流曲線圖。 30 201036490 318/3ριί 圖15是圖5所示之發光裝置或其祕電路的等效電 路圖、中此發s裝置包括能夠充當低頻濾波器的電阻器。 圖16是依照本發明之另一實施例的一種發光裝置或 其驅動電路的等效電路圖。 一 圖17是與圖16相對應的電壓及電流曲線圖。 圖18是依照本發明之又一實施例的一種發光裝置或 其驅動電路的等效電路圖。 ❹ 圖19與圖20是依照本發明之其他實施例的發光裝置 或其驅動電路的方塊圖。 圖21與圖22是依照本發明之一實施例的一種發光單 元之範例的等效電路圖。 圖23是依照本發明之一實施例的一種發光單元的各 種範例的等效電路圖。圖(a)繪示為包括單個發光二極體的 發光單元，圖(b)繪示為包括多個發光二極體相互串聯的發 光單兀’圖(c)繪示為包括多個發光二極體相互並聯的發光 單元，圖(d)繪示為包括多個發光二極體相互反向並聯的發 光單元’以及圖(e)繪示為包括多個發光二極體反向並聯之 組合的發光單元。 【主要元件符號說明】 10、30、40、50 :發光裝置 12、14、32、34、42、44、52、54、1921〜192n、194! 〜194n、202^2(¾、204^201、210、21 卜 220、221、 232、233、234、235 :發光單元

36、46、56、66、76a、76b、196、: PTF 31 201036490 1 ο / — 早兀 48、5.8、Ru、Rc、R41 〜R44、^51"〜"^54 ·電阻斋 68 :整流器 191、193 :發光群組 20(^-20(^:串聯

Dii〜D14、D41 〜D44、D51 〜D54、D61、D62、D71 〜D74、 D211 〜D2I8、. D22I〜D228、〇231、D232、.發光二極體 vac :交流電壓源 C41、C51 .電容器 N32 ' N34 ' N42 ' N44 ' N52 ' N54 ' N56' N62 ' Νό4 ' Ν66 ' Ν72、Ν73、Ν74、Ν76、Νΐ92、Ν!94、Ν2(34、N2G2.1 〜N202.11、Ν211 〜Ν218、Ν221 〜^228、·節點 IN!、ΙΝ2 :電源輸入端

Claims (1)

1. 201036490 A 七、申請專利範圍： • 1. 一種發光裝置，包括： 第一及第二發光單元，所述第一及第二發光單元相互 串聯，所述第一及第二發光單元中的每個發光單元包括至 少一個發光二極體；以及 PTF單元，所述PTF單元並聯至所述第一發光單元且 串聯至所述第二發光單元，當施加交流電壓源時，所述pTF 〇 單兀使得所述第二發光單元先於所述第一發光單元而運 作。 2.如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中所述 第及第一發光單元之一或兩者都包括兩個相互反向並聯 的發光二極體。 Μ 3·如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中所述 第一發光單元包括相互反向並聯的第一及第二二 體，且所述第二發光單元包括相互反向並聯的第三及第四 ❹發光二極體’其中所述第-及第三發光二極體是在所述交 流電魔源的正半週期區域中運作，所述第三發光二極體先 於所述第-發光二極體而運作，且所述第二及第四發光二 極體是在所述交流電屢源的負半週期區域令運作，所述第 四發光二極體先於所述第二發光二極體而運作。 4. 一種發光裝置，包括： 第及第一發光單元，所述第一及第二發光單元相互 =並聯’所述第—及第二發光單元中的每贿光單 括至少兩個相互正向串聯的發光二極體； 33 201036490 • I 第-PTF單元’並聯至所述第—發光單元的—此 二極體；以及 二灸尤 kPTF單元’並聯至所述第二發光單元的—此 二極體。 二贫亢 5. 如申請專利範圍第4項所述之發光裝置，其中 加交流電壓源時，所述第—及第二pTF單元使得所述^一 發光單元中的與所述第—PTF單元並聯的那些發光二極體 之外的其他發光二鋪之運作或者職第二發光單元 〇 與所述第二PTF單元並聯的那些發光二極體之外的其他發 光二極體之運作先於與所述第—pTF^元並聯的那些^ 二極體之運作或者先於與所述第二m單元並聯 光二極體之運作。 二私 6. —種發光裝置，包括： 第Γ發光群組，包括至少一個第一發光單元，所述第 發光單元包括至少一個發光二極體； 第二發光群組，包括至少—個第二發光單S，所述第 -發光早元包括至少一個發光二極體；以及 ^ -個pTF單元，並聯至所述第—發光群組且串聯 -所二第一發光群組，當施加交流電壓源時，所述pTF單 兀使传所述第二發光群組先於所述第—發光群組而運作。 7. 如申請專利範圍第6項所述之發光裝置，其中當所 Ϊί:發光群組包括至少_第―發光單元時，所述第- 恭相互並聯’且所述pTF單元共同並聯至所述第— 發光早元。 34 201036490 8.如申請專利範圍第6項所述之發光裝置，其中所述 第-發光群組包括至少_第_發光單元，所述第二發 群，包括至少兩個第二發光單元，每個第—發光單元申聯 至母個對應之第二發光單元，其情述PTF單元並 別的所述第一發光單元。 即王谷 、' 9.如t請專利範圍第7項所述之發光裝置，其中當所 述第及第—發光單元之—或兩者都包括至少兩個發光二 Ο 鋪時，所述至少兩個發光二極體按照從正向串聯、並聯、 反向並聯、以及串聯或並聯之組合中所選擇的任何-種連 接關係來相互連接。 、、10.、如申請專利範圍第7項所述之發光裝置，其中所 述第一或第二發光群組被以單片整合在單一基板上。 11#如申請專利範圍第7項所述之發光裝置，其中每 個所述第一發光單元或每個所述第二發光單元分別形成在 獨立的封裝中。 35 201036490 一至第四節點來相互連接， 其中所述第一發光二極體是從所述第一節點指向所 述第三節點而正向連接；所述第二發光二極體是從所述第 四節點指向所述第一節點而正向連接；所述第三發光二_極 體疋從所述第一卽點指向所述第三節點而正向連接；戶斤述 第四發光二極體是從所述第四節點指向所述第二節點而$ 向連接；以及所述第三節點電性地連接至所述第四節點。 15.如申請專利範圍第14項所述之發光裝置，更包 括： 第五發光二極體，從所述第三節點指向所述第四節點 而正向連接在所述第三節點與所述第四節點之間。 16. 如申請專利翻第丨項、第4項及第6項中任一 項所述之發光裝置，其中所述！>TF單元包括電容器。 17. -種驅動電路’利用交、流電壓源來驅動發 置，所述發絲置包括第—及第二發光單元，每個發光 广包括至少-個發光二極體，且所述第—及第 經由第一節點而相互串聯，所述驅動電路包括：早疋 元第電阻器，經由第二節點而串聯至所述第一發光單 電容器，並聯至介於第三 所述第一發光單元和所述第-電阻器；以ί即點之間的 第一電阻器，串聯至介於第二也 點之間的所述電容器。、斤11第-即點與所述第一節 18. 如申請專利範圍第17項所述之驅動電路， 36 201036490 括： 熱敏電阻，串聯在所述交流電壓源與所述發光裝置之 間。 Ο

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