TW201622484A - 發光裝置與發光二極體電路 - Google Patents

發光裝置與發光二極體電路 Download PDF

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light
coupled
diode
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張峻榮
黃昭銓
陳柏燊
葉建男
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隆達電子股份有限公司
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light

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  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

發光裝置包含整流電路、M個發光模組與控制模組。整流電路具有正輸出端與負輸出端，並根據輸入電源而於正輸出端與負輸出端之間產生驅動電壓。M個發光模組耦接於正輸出端與負輸出端之間，其中M個發光模組中每一者具有導通電壓，並包含一發光單元，且發光單元包含至少一發光二極體。控制模組根據驅動電壓與導通電壓控制M個發光模組動態地形成S串互相並聯的發光二極體串。多個S串發光二極體串中每一者中的發光單元的個數為N，且S×N=M，其中M、S與N皆為正整數。

Description

發光裝置與發光二極體電路
本發明是有關於一種發光裝置，且特別是有關於具有可適應驅動電壓的多個發光模組的發光裝置。
近來，發光二極體(Light Emitting Diode,LED)廣泛地被應用在各種照明裝置中，例如家用照明、車頭燈、手電筒、顯示面板的背光源等等。
於目前常見的技術中，採用LED作為發光元件的照明裝置無法有效地在不同的驅動電壓下維持所有LED件同時點亮，造成LED的有效利用率降低。此外，目前現有的照明裝置亦無法有效地在不同的驅動電壓下達成定功率的驅動LED。
因此，如何能改善照明裝置中能夠在大範圍的驅動電壓下維持所有LED同時點亮，並可達到定功率的驅動方式，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前相關領域亟需改進的目標。
為了解決上述的問題，本揭示內容之一態樣提供了一種發光裝置。發光裝置包含整流電路、M個發光模組與控制模組。整流電路具有正輸出端以及負輸出端，並用以根據輸入電源而正輸出端與負輸出端之間產生驅動電壓。M個發光模組耦接於正輸出端與負輸出端之間。M個發光模組中每一者具有一導通電壓，並包含發光單元，且發光單元包含至少一發光二極體。控制模組耦接於整流電路與M個發光模組之間。控制模組用以偵測驅動電壓，並根據驅動電壓與導通電壓控制M個發光模組動態地形成S串互相並聯的發光二極體串。S串發光二極體串中每一者的發光單元的個數為N，且S×N=M，其中M、S與N皆為正整數。
本揭示內容之另一態樣提供了一種發光二極體電路。發光二極體電路包含M個串接的發光模組耦接於整流電路之正輸出端與負輸出端之間，M個發光模組每一者包含發光單元，且發光單元包含第一端與第二端。M個發光模組中之一第n個發光模組更包含第一整流二極體、第一開關與第二開關。第一整流二極體的陰極耦接於第n個發光模組中的發光單元的第一端。第一開關耦接於正輸出端與第一整流二極體的陰極之間，並用以根據複數個第一控制信號中之第n者選擇性地導通。第二開關耦接於負輸出端與第n個發光模組中的發光單元的第二端之間，並用以根據複數個第二控制信號中之第n者選擇性地導通。其中，n為大於1並小於M的一正整數。
本揭示內容之又一態樣提供一種發光裝置。發光裝置包含整流電路、控制模組、M個發光模組與二極體矩陣。 整流電路具有正輸出端以及負輸出端，並用以根據一輸入電源而於正輸出端與負輸出端之間產生驅動電壓。控制模組耦接於正輸出端與負輸出端之間。M個發光模組中每一者具有一導通電壓，並包含發光單元，且發光單元包含至少一發光二極體。二極體矩陣包含多個二極體，多個二極體耦接於控制模組與M個發光模組之間。控制模組用以偵測驅動電壓，並根據驅動電壓與該導通電壓導通該些二極體中至少一者，以控制M個發光模組動態地形成S串互相並聯的發光二極體串。其中，S串發光二極體串中每一者的發光單元的個數為N，S×N=M，且M、S與N皆為正整數。
綜上所述，本揭示內容所揭示之發光裝置、其內部發光模組之電路及其控制方法可適用於寬範圍的驅動電壓環境，並在讓發光裝置內部的所有二極體在不同的驅動電壓下動態調整其連接組態而達到同時點亮的操作。進一步地，本揭示內容所提供之電路解決方案可以廣泛應用於以線性驅動發光二極體的調光電路。
100‧‧‧發光裝置
120‧‧‧整流電路
D[n]‧‧‧整流二極體
D[1]‧‧‧整流二極體
140‧‧‧發光模組
160‧‧‧控制模組
VIN‧‧‧輸入電源
VD‧‧‧驅動電壓
O+‧‧‧正輸出端
O-‧‧‧負輸出端
VC+‧‧‧控制信號
VC-‧‧‧控制信號
302‧‧‧導通路徑
304‧‧‧導通路徑
402‧‧‧導通路徑
404‧‧‧導通路徑
500‧‧‧方法
S520‧‧‧步驟
S540‧‧‧步驟
VF‧‧‧導通電壓
VP‧‧‧峰值
N1‧‧‧第一端
N2‧‧‧第二端
900‧‧‧發光裝置
920‧‧‧整流電路
940‧‧‧發光模組
960‧‧‧控制模組
980‧‧‧二極體矩陣
D[2]‧‧‧整流二極體
D[3]‧‧‧整流二極體
D[4]‧‧‧整流二極體
D[5]‧‧‧整流二極體
D[6]‧‧‧整流二極體
142[1]‧‧‧發光單元
142[2]‧‧‧發光單元
142[3]‧‧‧發光單元
142[4]‧‧‧發光單元
142[5]‧‧‧發光單元
142[6]‧‧‧發光單元
142[n]‧‧‧發光單元
S[n+]‧‧‧開關
S[n-]‧‧‧開關
S[1+]‧‧‧開關
S[2+]‧‧‧開關
S[3+]‧‧‧開關
S[4+]‧‧‧開關
S[5+]‧‧‧開關
S[6+]‧‧‧開關
S[1-]‧‧‧開關
S[2-]‧‧‧開關
S[3-]‧‧‧開關
S[4-]‧‧‧開關
962‧‧‧分壓電路
964‧‧‧比較器
966‧‧‧邏輯閘
968‧‧‧驅動單元
R1‧‧‧電阻
R2‧‧‧電阻
R3‧‧‧電阻
R4‧‧‧電阻
R5‧‧‧電阻
R6‧‧‧電阻
R7‧‧‧電阻
R8‧‧‧電阻
RB‧‧‧電阻
ZD‧‧‧齊納二極體
C‧‧‧電容
VI1‧‧‧啟動信號
VI2‧‧‧啟動信號
vI3‧‧‧啟動信號
VI4‧‧‧啟動信號
VI5‧‧‧啟動信號
VI6‧‧‧啟動信號
+R1‧‧‧列電極線
+R2‧‧‧列電極線
+R3‧‧‧列電極線
S[5-]‧‧‧開關
S[6-]‧‧‧開關
VT1‧‧‧測試電壓
VT2‧‧‧測試電壓
VT3‧‧‧測試電壓
VT4‧‧‧測試電壓
VT5‧‧‧測試電壓
VT6‧‧‧測試電壓
VT7‧‧‧測試電壓
VREF‧‧‧參考電壓
VD1‧‧‧偵測信號
VD2‧‧‧偵測信號
VD3‧‧‧偵測信號
VD4‧‧‧偵測信號
VD5‧‧‧偵測信號
VD6‧‧‧偵測信號
VD7‧‧‧偵測信號
+C1‧‧‧行電極線
+C2‧‧‧行電極線
+C3‧‧‧行電極線
+C4‧‧‧行電極線
+C5‧‧‧行電極線
+C6‧‧‧行電極線
-C1‧‧‧行電極線
+R4‧‧‧列電極線
+R5‧‧‧列電極線
+R6‧‧‧列電極線
-R1‧‧‧列電極線
-R2‧‧‧列電極線
-R3‧‧‧列電極線
-R4‧‧‧列電極線
-R5‧‧‧列電極線
-R6‧‧‧列電極線
D[1]‧‧‧整流二極體
D[2]‧‧‧整流二極體
D[3]‧‧‧整流二極體
D[4]‧‧‧整流二極體
D[5]‧‧‧整流二極體
D1‧‧‧二極體
D2‧‧‧二極體
D3‧‧‧二極體
D4‧‧‧二極體
D5‧‧‧二極體
D51‧‧‧二極體
D52‧‧‧二極體
D91‧‧‧二極體
-C2‧‧‧行電極線
-C3‧‧‧行電極線
-C4‧‧‧行電極線
-C5‧‧‧行電極線
-C6‧‧‧行電極線
968A‧‧‧驅動器
968B‧‧‧驅動器
942[1]‧‧‧發光單元
942[2]‧‧‧發光單元
942[3]‧‧‧發光單元
942[4]‧‧‧發光單元
942[5]‧‧‧發光單元
942[6]‧‧‧發光單元
D6‧‧‧二極體
D61‧‧‧二極體
D62‧‧‧二極體
D7‧‧‧二極體
D71‧‧‧二極體
D72‧‧‧二極體
D8‧‧‧二極體
D81‧‧‧二極體
D82‧‧‧二極體
D92‧‧‧二極體
為讓本揭示內容之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖為根據本揭示內容之一實施例所繪示的一種發光裝置的示意圖；第2圖為根據本揭示內容之一實施例所繪示的如第1圖中所示的發光模組的電路示意圖； 第3A圖為根據本揭示內容之一實施例所繪示的六個串接的發光模組的示意圖；第3B圖為根據本揭示內容之一實施例所繪示的第3A圖之發光模組之一導通狀態圖；第3C圖為根據本揭示內容之另一實施例所繪示的第3A圖之發光模組之導通狀態圖；第4A圖為根據本揭示內容之又一實施例所繪示的六個串接的發光模組的示意圖；第4B圖根據本揭示內容之一實施例所繪示的第4A圖之發光模組之一導通狀態圖；第4C圖為根據本揭示內容之另一實施例所繪示的第4A圖之發光模組之導通狀態圖；第5圖為根據本揭示內容之一實施例所繪示的一種控制方法的流程圖；第6圖為根據本揭示內容之一實施例所繪示的驅動電壓VD的波形圖；第7圖為根據本揭示內容之一應用於十二個發光模組的各開關狀態的第二查找表；第8圖為根據本揭示內容之一應用於十二個發光模組的各開關狀態的第三查找表；第9A圖為根據本揭示內容之一些實施例所繪示的一種發光裝置；以及第9B圖為根據本揭示內容之一些實施例所繪示第9A圖中的驅動單元、二極體矩陣以及發光模組的連接示意 圖。
下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍，而結構操作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本發明所涵蓋的範圍。此外，圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。為使便於理解，下述說明中相同元件將以相同之符號標示來說明。
關於本文中所使用之『第一』、『第二』、…等，並非特別指稱次序或順位的意思，亦非用以限定本發明，其僅僅是為了區別以相同技術用語描述的元件或操作而已。
關於本文中所使用之『約』、『大約』或『大致』一般通常係指數值之誤差或範圍約百分之二十以內，較好地是約百分之十以內，而更佳地則是約百分五之以內。文中若無明確說明，其所提及的數值皆視作為近似值，即如『約』、『大約』或『大致』所表示的誤差或範圍。
另外，關於本文中所使用之『耦接』或『連接』，均可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸，或是相互間接作實體或電性接觸，亦可指二或多個元件相互操作或動作。
請參照第1圖，第1圖為根據本揭示內容之一實施例所繪示的一種發光裝置的示意圖。如第1圖所示，發光裝置100包含整流電路120、多個發光模組140與控制模組160。
如第1圖所示，整流電路120具有正輸出端O+與負輸出端O-。整流電路120用以接收輸入電源VIN(例如為市電)，以根據輸入電源VIN而於其正輸出端O+與負輸出端O-之間產生驅動電壓VD。於各個實施例中，整流電路120可為各種類型的半波或全波整流電路，例如為橋式整流電路等。上述僅為例示，本揭示內容並不以此為限，其他各種類型的驅動方式亦可實施於發光裝置100中。
多個發光模組140相互串接而形成發光二極體電路，並耦接於正輸出端O+與負輸出端O-之間。發光模組140包含發光單元(如後第2圖所示之發光單元142[n])，且發光單元可經由驅動電壓VD所驅動而發光，且每個發光單元可包含至少一發光二極體。
控制模組160耦接於整流電路120與多個發光模組140之間。於各個實施例中，控制模組160可為數位信號處理器、數位控制器或相關的組合邏輯電路等等，但不以此為限。
詳細而言，控制模組160耦接至正輸出端O+與負輸出端O-，以偵測驅動電壓VD，並根據驅動電壓VD產生多個控制信號VC+與多個控制信號VC-。於各個實施例中，控制信號VC+與控制信號VC-可為具有高邏輯值或低邏輯值的數位信號。多個發光模組140可根據上述的多個控制信號VC+與多個控制信號VC-而動態地切換多個發光模組140之間的連接組態，進而形成多串互相並聯的發光二極體串(未繪示)。藉由上述設置，多個發光模組140可在不同的驅動電壓VD下保持同時發光。例如，發光裝置100包含M個發光模組140。M個發光模 組140可根據多個控制信號VC+與多個控制信號VC-而形成S串互相並聯的發光二極體串，且每一串發光二極體中的發光單元的個數為N，其中S×N=M，且M、S與N皆為正整數。相關詳細操作將於後一併說明。
請參照第2圖，第2圖為根據本揭示內容之一實施例所繪示的如第1圖中所示的發光模組的電路示意圖。為方便說明，以第1圖中M個發光模組140中的第n個發光模組140為例進行說明，其中n為一大於1且小於M的正整數。如第2圖所示，第n個發光模組140包含整流二極體D[n]、開關S[n+]、開關S[n-]以及發光單元142[n]。其中，發光單元142[n]可經由開關S[n+]連接至正輸出端O+，且發光單元142[n]可經由開關S[n-]連接至負輸出端O-。
發光單元142[n]具有一第一端N1與一第二端N2。整流二極體D[n]的陰極耦接於發光單元142[n]的第一端N1，且整流二極體D[n]的陽極耦接於第(n-1)個發光模組140中的發光單元142[n-1]的第二端N2(未繪示)。開關S[n+]的第一端耦接於正輸出端O+，開關S[n+]的第二端耦接於整流二極體D[n]的陰極以及發光單元142[n]的第一端N1，且開關S[n+]的控制端用以接收對應的控制信號VC+。開關S[n-]的第一端耦接於發光單元142[n]的第二端N2，開關S[n-]的第二端耦接於負輸出端O-，且開關S[n-]的控制端用以接收對應的控制信號VC-。發光單元142[n]的第二端N2更耦接至第(n+1)個發光模組140中的整流二極體D[n+1]的陽極(未繪示)。
具體而言，第一個發光模組140中的整流二極體D[1]的陽極耦接至正輸出端O+(未繪示)，且第M個發光模組140中的開關S[m-]的第二端(未繪示)耦接至負輸出端O-，藉此讓M個發光模組皆耦接於正輸出端O+與負輸出端O-之間。
於另一些實施例中，發光單元142[n]可僅包含單一個發光二極體。於一些實施例中，發光單元142[n]包含多個串接的發光二極體。以第2圖為例，發光單元142[n]的第一端N1耦接至第一個發光二極體的陽極，且發光單元142[n]的第二端N2耦接至最後一個發光二極體的陰極。為了方便繪示與說明，本文下列實施例將以具有單一發光二極體的發光單元142[n]為例進行說明，但本揭示內容並不以此為限，本領域具有通常知識者可視實際應用調整發光單元142[n]中的發光二極體的數目。
另外，於各個實施例中，開關S[n+]與開關S[n-]可為各種形式的電晶體，例如雙極性電晶體與場效電晶體等等。舉例而言，於一些實施例中，開關S[n+]可由金屬氧化場效電晶體(MOSFET)所實現，且開關S[n+]的第一端可為MOSFET的汲極，開關S[n+]的第二端可為MOSFET的源極，且開關S[n+]的控制端可為MOSFET的閘極。
於各個實施例中，發光單元142[n]具有導通電壓VF。例如，導通電壓VF可為發光二極體的順向電壓(forward voltage)。當施加發光單元142[n]的第一端N1與第二端N2之間的電壓大於導通電壓VF時，發光單元142[n]可被點亮。於 各個實施例中，控制模組160將驅動電壓VD與導通電壓VF進行比較，以產生相應的控制信號VC+與控制信號VC-。
藉由上述的設置方式，開關S[n+]可根據對應的控制信號VC+選擇性地導通，且開關S[n-]可根據對應的控制信號VC-選擇性地導通。如此一來，多個發光模組140可在不同的驅動電壓VD下動態地切換其內部的連接組態，以形成不同數目的發光二極體串，藉此保持同時點亮的運作。
請參照第3A圖，第3A圖為根據本揭示內容之一實施例所繪示的六個串接的發光模組的示意圖。舉例而言，如第3A圖所示，發光裝置100具有六個發光模組140，其中六個發光模組140串接於正輸出端O+與負輸出端O-之間。於各個實施例中，為了能使六個串接的發光模組140正確操作，第一個發光模組140中的開關S[1+]設置為導通，且第六個發光模組140中的開關S[6-]亦設置為導通。
請參照第3B圖，第3B圖為根據本揭示內容之一實施例所繪示的第3A圖之發光模組之一導通狀態圖。如第3B圖所示，當驅動電壓VD為一倍的導通電壓VF時，控制模組160可輸出相應的多個控制信號VC+與控制信號VC-，以讓所有開關S[1+]~S[6+]與開關S[1-]~S[6-]皆為導通(如導通路徑302所示)。此時，六個發光模組140之連接組態可形成六串互相並聯的發光二極體串，且每一發光二極體串中的發光單元142[n]的個數為1。
詳細而言，如第3B圖所示，第一串發光二極體串含有一個導通的發光單元142[1]，第二串發光二極體串含有一 個導通的發光單元142[2]，第三串發光二極體串含有一個導通的發光單元142[3]，第四串發光二極體串含有一個導通的發光單元142[4]，第五串發光二極體串含有一個導通的發光單元142[5]，且第六串發光二極體串含有一個導通的發光單元142[6]。上述六串發光二極體串彼此並聯於正輸出端O+與負輸出端O-之間。
請參照第3C圖，第3C圖為根據本揭示內容之另一實施例所繪示的第3A圖之發光模組之導通狀態圖。或者，如第3C圖所示，當驅動電壓VD為兩倍的導通電壓VF時，控制模組160可輸出相應的多個控制信號VC+與控制信號VC-，以讓開關S[2-]、開關S[3+]、開關S[4-]與開關S[5+]皆為導通(如導通路徑304所示)，其中開關S[1+]、開關S[6-]已為導通。此時，六個發光模組140之連接組態可形成三串互相並聯的發光二極體串，且每一發光二極體串中的發光單元142[n]的個數為二。
詳細而言，如第3C圖所示，第一串發光二極體串包含兩個導通的發光單元142[1]與發光單元142[2]，第二串發光二極體串包含兩個導通的發光單元142[3]與發光單元142[4]，第三串發光二極體串包含兩個導通的發光單元142[5]與發光單元142[6]，且此三串發光二極體串彼此並聯於正輸出端O+與負輸出端O-之間。
換句話說，藉由控制模組160根據驅動電壓VD與導通電壓VF進行比較而輸出不同的控制信號VC+與控制信號VC-，而導通至少一組相鄰的發光模組140中的開關S[(n-1)-] 與開關S[n+]，藉此逆偏壓對應的整流二極體D[n]。如此，整流二極體D[n]會被關斷，而形成多串互相並聯的發光二極體串。
舉例而言，如第3C圖之導通路徑304所示，第2個的發光模組140中的開關S[2-]與第3個的發光模組140中的開關S[3+]為導通。此時，整流二極體D[3]的陽極耦接至負輸出端O-，且整流二極體D[3]的陰極耦接至正輸出端O+。因此，整流二極體D[3]呈現逆偏壓狀態而被關斷。同理，整流二極體D[5]亦呈現逆偏壓狀態而被關斷。如此，六個發光模組140可形成三串互相並聯的發光二極體串。
此外，如先前所述，當驅動電壓VD為一倍的導通電壓VF時，六個發光模組140形成六串互相並聯的發光二極體串。當驅動電壓VD為兩倍的導通電壓VF時，六個發光模組140形成三串互相並聯的發光二極體串。對於整流電路120而言，其負載(即六個發光模組140)將根據不同的驅動電壓VD即時地調整，以達成定功率的驅動方式。換個方式解釋，本案所提出的多個發光模組140可藉由動態地切換其內部連接組態，以適應於不同的驅動電壓VD，進而保持各個發光模組140可同時被點亮。
前述第3A~3C圖所示之實施例中，多個發光模組140具有相同的電路結構。以下段落將說明多個發光模組140之電路結構可有不同電路結構的實施例。
請參照第4A圖，第4A圖為根據本揭示內容之又一實施例所繪示的六個串接的發光模組的示意圖。如第4A圖 所示，第一個發光模組140包含發光單元142[1]與開關S[1-]，且第六個發光模組140包含整流二極體D6、開關S[6+]以及發光單元142[6]。相較於第3A圖~第3C圖所示的實施例，第4A圖中的第一個發光模組140省略了整流二極體D[1]與開關S[1+]，且第六個發光模組140省略了開關S[6-]。
換句話說，於一些實施例中，多個串接的發光模組140的第一個發光模組140內的發光單元142[1]的第一端可直接耦接至正輸出端O+，且多個串接的發光模組140的最後一個發光模組140內的發光單元142[6]的第二端可直接耦接至負輸出端O-。如此，發光裝置100的成本與體積可進一步地降低。
請參照第4B圖，第4B圖根據本揭示內容之一實施例所繪示的為第4A圖之發光模組之一導通狀態圖。如第4B圖所示，當驅動電壓VD為一倍的導通電壓VF時，控制模組160可輸出相應的多個控制信號VC+與控制信號VC-，以讓所有開關S[2+]~S[6+]與開關S[1-]~S[5-]皆為導通(如導通路徑402所示)。此時，六個發光模組140之連接組態可形成六串互相並聯的發光二極體串，且每一發光二極體串中的發光單元142[n]的個數為1。
詳細而言，如第4B圖所示，第一串發光二極體串含有一個導通的發光單元142[1]，第二串發光二極體串含有一個導通的發光單元142[2]，第三串發光二極體串含有一個導通的發光單元142[3]，第四串發光二極體串含有一個導通的發光單元142[4]，第五串發光二極體串含有一個導通的發光單元 142[5]，且第六串發光二極體串含有一個導通的發光單元142[6]。上述六串發光二極體串彼此並聯於正輸出端O+與負輸出端O-之間。
請參照第4C圖，第4C圖為根據本揭示內容之另一實施例所繪示的第4A圖之發光模組之導通狀態圖。如第4C圖所示，當驅動電壓VD為兩倍的導通電壓VF時，控制模組160可輸出相應的多個控制信號VC+與控制信號VC-，以導通開關S[2-]、開關S[3+]、開關S[4-]與開關S[5+](如導通路徑404所示)。此時，六個發光模組140之連接組態可形成三串互相並聯的發光二極體串，且每一發光二極體串中的發光單元142[n]的個數為二。
詳細而言，如第4C圖所示，第一串發光二極體串包含兩個導通的發光單元142[1]與發光單元142[2]，第二串發光二極體串包含兩個導通的發光單元142[3]與發光單元142[4]，第三串發光二極體串包含兩個導通的發光單元142[5]與發光單元142[6]，且此三串發光二極體串彼此並聯於正輸出端O+與負輸出端O-之間。
以下段落將提出各個實施例，來說明上述發光裝置100的功能與應用，但本揭示內容並不僅以下所列的實施例為限。
請參照第5圖，第5圖為根據本揭示內容之一實施例所繪示的一種控制方法的流程圖。控制方法500可適用於前述的發光裝置100，但不以此為限。為了方便說明，請一併參照第1圖、第4A圖與第5圖，發光裝置100之操作將與控制方法 500一併說明。此外，為簡化說明，下述將以發光裝置100具有M個發光模組140為例進行說明。
如第5圖所示，控制方法500包含步驟S520以及步驟S540。於步驟S520中，控制模組160偵測整流電路120在正輸出端O+與負輸出端O-之間所產生的驅動電壓VD。
於步驟S540中，控制模組160根據驅動電壓VD與導通電壓VF控制M個發光模組140動態地形成S串互相並聯的發光二極體串而同時發光，其中多個S串發光二極體串中每一者的發光單元142[n]的個數為N，S×N=M，且M、S與N皆為正整數。
換句話說，S與N皆為M的因數。因此，於一些實施例中，控制模組160可根據M的數值而建立一查找表(look up table)，並根據此查找表、驅動電壓VD與導通電壓VF輸出對應的控制信號VC+與控制信號VC-，藉此控制多個發光模組140。
以第4A圖為例，發光裝置100具有六個發光模組140(即M=6)，控制模組160可根據底下的第一查找表所示的各開關在不同驅動電壓VD下的狀態來輸出對應的控制信號VC+與控制信號VC-，以調整六個發光模組140的連接組態而形成不同數目的發光二極體串。其中，第一查找表中的「ON」表示對應的開關為導通，而第一查找表中的空白則表示對應的開關為關斷。
例如，如第4B圖所示，當驅動電壓VD為一倍的導通電壓VF時，控制模組160根據第一查找表而輸出對應的控制信號VC+與控制信號VC-，而導通開關S[2+]~S[6+]與開關S[1-]~S[5-]，以形成六組互相並聯的發光二極體串(即S=6)，且其中每一發光二極體串的發光單元142[n]的個數為一(即N=1)。或者，當驅動電壓VD為兩倍的導通電壓VF時，控制模組160根據第一查找表而輸出對應的控制信號VC+與控制信號VC-，而導通開關S[2-]、開關S[3+]、開關S[4-]與開關S[5+]，以形成三組互相並聯的發光二極體串(即S=3)，且其中每一發光二極體串的發光單元142[n]的個數為二(即N=2)。
同理，當驅動電壓VD為三倍的導通電壓VF時，控制模組160根據第一查找表而輸出對應的控制信號VC+與控制信號VC-，而導通開關S[3-]與開關S[4+]，以形成二串互相並聯的發光二極體串(即S=2)，且其中每一發光二極體串的發光單元142[n]的個數為三(即N=3)。
具體而言，於各實施例中，當驅動電壓VD為S倍的導通電壓VF，且S為不等於M的正整數時，至少會有一組鄰 近的發光模組140的開關S[n+]以及開關S[(n-1)-]為導通，藉以形成S串發光二極體串。例如，於此例中，M=6，當驅動電壓VD為三倍的導通電壓VF時(即S=3)，第三個發光模組140中的開關S[3-]與第四個發光模組140中的開關S[4+]將導通，藉此形成二串互相並聯的發光二極體串。
依此類推，當驅動電壓VD為六倍的導通電壓VF時，控制模組160可根據第一查找表而輸出對應的控制信號VC+與VC-，而關斷所有的開關S[1-]~S[6+]，以形成一串的發光二極體串(即S=1)，且其中每一發光二極體串的發光單元142[n]的個數為六(即N=6)。也就是說，此串發光二極體串含有六個導通的發光單元142[1]~142[6]。
請參照第6圖，第6圖為根據本揭示內容之一實施例所繪示的驅動電壓VD的波形圖。如第6圖所示，驅動電壓VD的振幅可從0伏特(volt)變化至峰值VP。於一些實施例中，峰值VP可設置為3倍的導通電壓VF。如此一來，隨著驅動電壓VD的變化，第1圖所示的發光裝置100可動態地並連續切換其內部連接組態，以產生流暢的發光效果。
再者，於一些實施例中，在一些輸入電源VIN較不穩定的環境中，驅動電壓VD的變動幅度可能較大，例如，驅動電壓VD可能會突然跳動到Z倍的導通電壓VF，其中M大於Z且不為Z的整數倍。此時，控制模組160可計算出M的多個因數中最接近Z的因數X，並根據因數X以及第一查找表輸出對應的多個控制信號VC+與多個控制信號VC-，以形成X串互相並聯的發光二極體串，且每一串發光二極體串中的發光單元 142[n]的個數為W，其中X不大於Z，且Z、X與W皆為正整數。如此，發光裝置100在電源較不穩定的環境下可讓多個發光單元142[n]保持同時點亮。
例如，如第一查找表所示，當驅動電壓VD為四倍或五倍的導通電壓VF時(即Z=4或5)，控制模組160將採用對應於三倍導通電壓VF(即X=3)的設置方式來輸出相應的多個控制信號VC+與多個控制信號VC-，而導通開關S[3-]與開關S[4+]，以形成二串互相並聯的發光二極體串(即S=2)，且其中每一發光二極體串的發光單元142[n]的個數為三(即W=3)。也就是說，第一串發光二極體串含有三個導通的發光單元142[1]、142[2]、142[3]，第二串發光二極體串含有三個導通的發光單元142[4]、142[5]、142[6]，且此二串發光二極體串彼此並聯。
藉由應用上述的多個實施例，發光裝置100可應用於具有寬變動範圍的驅動電壓VD(例如其峰值VP的變化約為90~277V)。由於發光裝置100可動態地切換內部連接組態而達到同時點亮，故發光裝置100在不使用大電容(例如：電解電容)或大電感等儲能元件下即可有效地降低頻閃(flicker)的現象。再者，由於在不同的驅動電壓VD下多個發光模組140皆可同步地被點亮，故發光裝置100內的多個發光單元142[n]的利用率得以提升。
此外，當發光裝置100應用於矽控(TRIAC)調光方式，由於所有的發光模組140為同時點亮，故發光裝置100在任意的導通角下可達到固定功率。因此，發光裝置100的週 期平均輸出光功率與導通角可呈現較為線性的關係，降低了光抖動(shimmer)的現象。再者，由於多個發光模組140可同步地被點亮，故可達成更均勻的調光效果。
請參照第7圖，第7圖為根據本揭示內容之一應用於十二個發光模組的各開關狀態的第二查找表。舉例來說，發光裝置100可進一步地擴展，以具有十二個發光模組140。於此例中，控制模組160可根據第7圖的第二查找表所示的各開關在不同驅動電壓VD下的狀態來輸出對應的控制信號VC+與控制信號VC-，以切換各個發光模組140之間的串並聯狀態，以形成不同數目的發光二極體串並且達到同時點亮的運作。相關操作於先前搭配第一查找表的各實施例雷同，故不再重複贅述。
上述的發光模組140的個數與發光單元142[n]中的發光二極體的數目僅為例示，本揭示內容並不以此限制。本揭示內容所示的發光模組140可達成模組化的設計。如此，本領域具有通常知識者可根據實際應用而設置不同數目的發光模組140。
藉由此設置方式，在輸入電源VIN出現變動時，控制模組160可即時地相應調整M個發光模組140的連接組態，進而形成S串發光二極體串而同時發光。例如，在驅動電壓VD為M倍的導通電壓VF時，M個發光模組140將形成一串發光二極體串，且此串發光二極體串包含了多個串接的發光單元142[n]。隨著輸入電源VIN變動，M個發光模組140所形成的發光二極體串的串數以及發光二極體串所具有的發光單元 142[n]的個數將不斷地動態調整，以維持M個發光模組140可在任何的驅動電壓VD維持同時點亮。
進一步地，由於本案發光模組140的模組化設計，發光裝置100可廣泛地應用於各種系統電源應用。例如，當系統電源的電壓較高時，可相應地擴展發光裝置100中的發光模組140的個數。反之，當系統電源的電壓較低時，可相應地降低發光裝置100中的發光模組140的個數。
請參照第8圖，第8圖為根據本揭示內容之一應用於十二個發光模組的各開關狀態的第三查找表。於另一些實施例中，控制模組160可根據第8圖的第三查找表所示的各開關在不同驅動電壓VD下的狀態來輸出對應的控制信號VC+與控制信號VC-，以切換各個發光模組140之間的串並聯狀態。相較於第7圖中的第二查找表，於此例中，當驅動電壓VD為五倍的導通電壓VF時，控制模組160可僅導通開關S[2+]、開關S[6-]、開關S[7+]與開關S[11-]，以形成兩串的發光二極體串，其中第一個發光模組140與第十二個發光模組140內的發光單元並未點亮。
換句話說，於一些實施例中，當驅動電壓VD為Z倍的導通電壓VF，且M大於Z且不為Z的整數倍時，使用者可透過設置對應的查找表，以指定M個發光模組140的設置方式。如此一來，M個發光模組140的點亮方式可具有高度的調整彈性。
請參照第9A圖，第9A圖為根據本揭示內容之一些實施例所繪示的一種發光裝置。如第9A圖所示，發光裝置 900包含整流電路920、M個發光模組940、控制模組960以及二極體矩陣980。
整流電路920具有正輸出端O+與負輸出端O-，且整流電路920設置以根據輸入電源VIN而於正輸出端O+與負輸出端O-之間產生驅動電壓VD。整流電路920的設置方式與整流電路120雷同，故於此不再重複贅述。
M個發光模組940相互串接而形成發光二極體串電路，並耦接於正輸出端O+與負輸出端O-之間。M個發光模組940包含至少一個發光單元(例如，如後述第9B圖所示，六個發光模組940分別包含發光單元942[1]~942[6])，且此發光單元可經由驅動電壓VD所驅動而發光。如先前所述，於各個實施例中，每個發光單元至少包含一發光二極體。
控制模組960耦接於正輸出端O+與負輸出端O-之間，以偵測驅動電壓VD。二極體矩陣980耦接於控制模組960與M個發光模組940之間。如此，控制模組960可根據驅動電壓VD以及發光單元942[n]的導通電壓VF導通二極體矩陣980中的至少一二極體，以控制M個發光模組940動態地形成S串互相並聯的發光二極體串。每一串發光二極體中的發光單元的個數為N，其中S×N=M，且M、S與N皆為正整數。
於一些實施例中，控制模組960包含分壓電路962、多個比較器964、多個邏輯閘966與多個驅動單元968。分壓電路962包含多個電阻R1~R8。多個電阻R1~R8依序串聯耦接於正輸出端O+與負輸出端O-之間，以對驅動電壓VD進行分壓，以產生多個測試電壓VT1~VT7。例 如，藉由選定多個電阻R1~R8的阻值，可依序產生多個測試電壓VT1~VT7，其中多個測試電壓VT1~VT7分別為1倍的驅動電壓VD、1/2倍的驅動電壓VD、1/3倍的驅動電壓VD、…、以及1/7倍的驅動電壓VD。上述僅為例示，本揭示內容並不以此為限。可實現相同功能的其他分壓電路亦為本揭示內容涵蓋的範圍。
多個比較器964分別比較多個測試電壓VT1~VT7以及參考電壓VREF，以輸出多個偵測信號VD1~VD7。於各個實施例中，參考電壓VREF與導通電壓VF具有一預定比例。例如，於一些實施例中，參考電壓VREF設置與導通電壓VF相同。如此，多個比較器964可比較多個測試電壓VT1~VT7以及參考電壓VREF，以得知驅動電壓VD與導通電壓VF之間的關係。或者，於另一些實施例中，參考電壓VREF設置為1/12倍的導通電壓VF。同時，多個電阻R1~R8的阻值經選定而產生多個測試電壓VT1~VT7，其中多個測試電壓VT1~VT7分別為(1×1/12)倍的驅動電壓VD、(1/2×1/12)倍的驅動電壓VD、(1/3×1/12)倍的驅動電壓VD、…、以及(1/7×1/12)倍的驅動電壓VD。
上述預定比例的數值僅為例示，本揭示內容並不以此為限。本領域具有通常知識者可視導通電壓VF、比較器964的輸入範圍等系統規格參數相應調整預定比例。
於一些實施例中，參考電壓VREF可由外部電路直接輸入。或者，於另一些實施例中，參考電壓VREF可間接由驅動電壓VD產生。舉例而言，如第9A圖所示，發光裝 置900更包含參考電壓產生電路，其包含電阻RB、齊納二極體ZD與電容C。齊納二極體ZD與電容C互相並聯，並經由電阻RB耦接於正輸出端O+與負輸出端O-之間。藉由此設置方式，在接收到驅動電壓VD時，齊納二極體ZD可相應輸出參考電壓VREF。上述產生參考電壓VREF的方式僅為例示，本揭示內容並不以此為限。各種類型的參考電壓產生電路亦為本揭示內容所涵蓋的範圍。
請繼續參照第9A圖，多個邏輯閘966對應多個比較器964設置，以分別接收偵測信號VD1~VD7之兩者，並據以輸出啟動信號VI1~VI6。例如，第一個邏輯閘966用以接收偵測信號VD1與偵測信號VD2，並據此輸出啟動信號VI1。第二個邏輯閘966用以接收偵測信號VD2與偵測信號VD3，並據此輸出啟動信號VI2。依此類推，多個邏輯閘966可據此輸出多個啟動信號VI1~VI6。
於一些實施例中，邏輯閘966可為具有一反相輸入端的及(AND)閘。如此一來，多個啟動信號VI1~VI6中僅會有一者的狀態為高準位。例如，當測試電壓VT1僅為1倍的參考電壓VREF時，亦即測試電壓VT2~VT8皆小於參考電壓VREF，偵測信號VD1的狀態為高準位，且偵測信號VD2~VD7的狀態皆為低準位。如此一來，第1個邏輯閘966將據此輸出狀態為高準位的啟動信號VI1，而其餘邏輯閘966將輸出狀態為低準位的多個啟動信號VI2~VI6。換句話說，藉由此種設置方式，可藉由判斷啟動信號VI1~VI6 的低準位，而判斷目前驅動電壓VD與導通電壓VF之間的關係。
多個驅動單元968對應多個邏輯閘966設置，以經由多個啟動信號VI1~VI6中之對應者致能。多個驅動單元968耦接至二極體矩陣980，以在被致能時傳送驅動電壓VD至二極體矩陣980，以導通二極體矩陣980中的至少一二極體。
請參照第9B圖，第9B圖為根據本揭示內容之一些實施例所繪示第9A圖中的驅動單元、二極體矩陣以及發光模組的連接示意圖。
如第9B圖所示，二極體矩陣980包含M個行與列。其中，每一行包含對應的行電極線+Cy與行電極線-Cy，其中y=1~M(於此例中M=6)，每一列包含對應的列電極線+Ry與-Ry。於此例中，每一個驅動單元968包含驅動器968A以及驅動器968B。驅動器968A耦接於對應一列的電極線+Ry與正輸出端O+之間，以在被多個啟動信號VI1~VI6中之對應者致能時，傳送驅動電壓VD至對應一列的電極線+Ry。驅動器968B耦接於對應一列的電極線-Ry與負輸出端O-之間，並根據多個啟動信號VI1~VI6中之對應者致能。
於此實施例中，發光模組940中的發光單元942[n]具有第一端與第二端。其中，M個發光模組940中之第n者包含整流二極體D[n]，其中n為小於M的正整數。發光單元942[n]的設置方式與前述的發光單元142[n]類似，故於此不再 重複贅述。另外，為了簡化說明，於下各實施例僅以具有單一發光二極體的發光單元942[n]為例說明。第n個發光模組940中的發光單元942[n]的第一端耦接至第n行的行電極線+Cn，且發光單元942[n]的第二端耦接至第n行的行電極線-Cn。第n個發光模組中的整流二極體D[n]的陽極耦接至第n行的行電極線-Cn，且整流二極體D[n]的陰極耦接至第(n+1)行的行電極線+C(n+1)。
例如，於此例中n=1~5。以n=2為例進行說明，如第9B圖所示，第2個發光模組940的發光單元942[2]的第一端耦接至第二行的行電極線+C2，且發光單元942[2]的第二端耦接至第2行的行電極線-C2。第2個發光模組940的整流二極體D[2]的陽極耦接至第二行的行電極線-C2，且整流二極體D[2]的陰極耦接至第三行的行電極線+C3。
此外，於各個實施例中，第M個發光模組940(於此例中M=6)的發光單元942[6]的第一端耦接至第六行的行電極線+C6，且發光單元942[6]的第二端耦接至第六行的行電極線-C6。
於各個實施例中，二極體矩陣980更包含了多個二極體D1~D8、二極體D91與二極體D92。多個二極體D1的多個陽極分別耦接至多個列中的列電極線+R1~+R6，且多個二極體D1的多個陰極耦接至第一行中的列電極線+C1。多個二極體D2的多個陽極耦接至第六行的行電極線-C6，且多個二極體D2的多個陰極分別耦接至多條列電 極線-R1~-R6。多個二極體D3的多個陽極分別耦接至第1行至第5行中的多條行電極線-C1~-C5，且多個二極體D3的多個陰極耦接至第一列的列電極線-R1。多個二極體D4的多個陽極耦接於第一列的列電極線+R1，且多個二極體D4的多個陰極分別耦接至多條行電極線+C2~+C6。
於一些實施例中，多個二極體D5中之一者的陽極耦接於M行中的第R行的行電極線-CR，且其陰極耦接於第R列的列電極線-RR，其中R為M的因數，且R不等於1或M。於一些實施例中，多個二極體D6中之一者的陽極耦接於第R列的列電極線+RR，且其陰極耦接於第(R+1)行的行電極線+C(R+1)。
例如，如第9B圖所示，多個二極體D5包含二極體D51與二極體D52，且多個二極體D6包含二極體D61與二極體D62。二極體D51的陽極耦接於第二行的行電極線-C2，且二極體D51的陰極耦接於第二列的列電極線-R2。二極體D52的陽極耦接於第三行的行電極線-C3，且二極體D52的陰極耦接於第三列的列電極線-R3。二極體D61的陽極耦接於第二列的列電極線+R2，且二極體D61的陰極耦接於第三行的行電極線+C3。二極體D62的陽極耦接於第三列的列電極線+R3，且二極體D62的陰極耦接於第四行的行電極線+C4。
於一些實施例中，多個二極體D7中之一者的陽極耦接於第T行的行電極線-CT，且其陰極耦接於對應一列的列電極線-Ry，其中T為正整數，並為M的Y分之一倍，Y為大於等於2的正整數。多個二極體D8中之一者的陽極耦接於對應一 列的列電極線+Ry，且其陰極耦接於第(T+1)行的行電極線+CT。
舉例而言，如第9B圖所示，多個二極體D7包含二極體D71與二極體D72，且多個二極體D8包含二極體D81與二極體D82。二極體D71的陽極耦接於第三行的行電極線-C3，且二極體D71的陰極耦接於第四列的列電極線-R4。二極體D72的陽極耦接於第三行的行電極線-C3，且二極體D72的陰極耦接於第五列的列電極線-R5。二極體D81的陽極耦接於第四列的列電極線+R4，且二極體D81的陰極耦接於第四行的行電極線+C4。二極體D82的陽極耦接於第五列的列電極線+R5，且二極體D82的陰極耦接於第四行的行電極線+C4。
再者，二極體D91的陽極耦接於第四行的行電極線-C4，且二極體D91的陰極耦接於第二列的列電極線-R2。二極體D92的陽極耦接於第二列的列電極線+R2，且二極體D92的陰極耦接於第五行的行電極線+C5。
藉由上述設置方式，控制模組960可根據驅動電壓VD與導通電壓VF而致能一組對應的驅動單元968。相應地，二極體矩陣980中一對應列上的多個二極體將被驅動單元968驅動，而控制M個發光模組動態地形成S串互相並聯的二極體串。
舉例而言，當驅動電壓VD相同於導通電壓VF時，偵測信號VD1的狀態為高準位，而其他偵測信號VD2~VD6的狀態為低準位。據此，多個邏輯閘966分別輸出狀態為高準位的啟動信號VI1以及狀態為低準位的多個啟動 信號VI2~VI6。第一個驅動單元968被致能而經由對應的驅動器968A傳輸驅動電壓VD至第一列的列電極線+R1，並經由對應的驅動器968B將第一列的列電極線-R1耦接至負輸出端O-。換句話說，二極體矩陣980中的第一列內的多個二極體D1、D2、D3與D4皆為導通。相應地，多個發光模組940將相應地形成6串互相並聯的發光二極體串，其中，並同時發光。其中，每串發光二極體串中的發光單元942[n]的個數為一。
依此類推，當驅動電壓VD為兩倍的導通電壓VF時，第二個驅動單元968被致能。據此，二極體矩陣980中的第二列內的多個二極體D1、D51、D61、D91、D92與D2皆為導通。相應地，多個發光模組940將相應地形成三串互相並聯的發光二極體串，其中每一串發光二極體串內的發光單元942[n]的個數為二。
同理，當驅動電壓VD為三倍的導通電壓VF時，第三個驅動單元968被致能。二極體矩陣980中的第三列內的多個二極體D1、D52、D62與D2皆為導通，以使六個發光模組940形成二串互相並聯的發光二極體串，且其中每一發光二極體串的發光單元942[n]的個數為三。
於一些實施例中，當驅動電壓VD為Z倍的導通電壓VF，且M大於Z且不為Z的整數倍時，至少會有一個對應的驅動單元968被致能，而導通二極體矩陣980中的一對應列中的多個二極體。如此，M個發光模組940將形成X串互相並聯 的發光二極體串，且每一串發光二極體串中的發光單元942[n]的個數為W，其中X不大於Z，且Z、X與W皆為正整數。
舉例而言，於此例中，當驅動電壓VD為四倍或五倍的導通電壓VF時，第四個驅動單元968或第五個驅動單元968將被致能，而導通二極體矩陣980中第四列的多個二極體D1、D71、D81與D2或第五列的多個二極體D1、D72、D82與D2。如此，六個發光模組940將形成兩串互相並聯的發光二極體串，且每一串發光二極體串中的發光單元942[n]的個數為三。
或者，當驅動電壓VD大於等於六倍的導通電壓VF時，第六個驅動單元968將被致能，而導通二極體矩陣980的第六列的多個二極體。如此，六個發光模組940將形成一串互相並聯的發光二極體串，且此串發光二極體串中的發光單元942[n]的個數為六。
另外，於一些實施例中，第9B圖中二極體矩陣980的設置方式類似於前述第一查找表的各開關的狀態。換句話說，隨著發光模組960的個數不同，二極體矩陣980的設置方式可參考前述不同的查找表的設置方式。上述實施例僅以第一查找表為例說明，但本揭示內容並不以此為限。例如，於不同的實施例中，二極體矩陣980亦可參照第7圖中的第二查找表或第8圖中的第三查找表相應設置。
於前述第1圖中的發光裝置100，控制模組160須提供多組控制信號VC+與多組控制信號VC-。於一些實施例中，控制模組160包含了多組驅動單元(未繪示)，且多組 驅動單元需同時輸出多組控制信號VC+與多組控制信號VC-。隨著發光模組140的個數越多，所需要的驅動器的個數亦越多，造成發光裝置100的功耗提昇。相對的，在發光裝置900中，在每次操作時，僅有一組驅動單元968會被致能。
此外，相較於發光模組140，此例中的發光模組940並未設置額外的開關S[n+]、S[n-]。於本例中，藉由設置二極體矩陣980，多個發光模組940即可達到動態切換內部連接關係。如此，相對於發光裝置100，發光裝置900的電路成本可更進一步地降低。
綜上所述，本揭示內容所揭示之發光裝置、其內部發光模組之電路及其控制方法可適用於寬範圍的驅動電壓環境，並在讓發光裝置內部的所有二極體在不同的驅動電壓下動態調整其連接組態而達到同時點亮的操作。進一步地，本揭示內容所提供之電路解決方案可以廣泛應用於以線性驅動發光二極體的調光電路。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
140‧‧‧發光模組
O+‧‧‧正輸出端
O-‧‧‧負輸出端
VC+‧‧‧控制信號
VC-‧‧‧控制信號
D[n]‧‧‧整流二極體
142[n]‧‧‧發光單元
S[n+]‧‧‧開關
S[n-]‧‧‧開關
N1‧‧‧第一端
N2‧‧‧第二端

Claims (28)

  1. 一種發光裝置，包含：一整流電路，具有一正輸出端以及一負輸出端，該整流電路用以根據一輸入電源而於該正輸出端與該負輸出端之間產生一驅動電壓；M個發光模組，耦接於該正輸出端與該負輸出端之間，其中該些M個發光模組中每一者具有一導通電壓，並包含一發光單元，且該發光單元包含至少一發光二極體；以及一控制模組，耦接於該整流電路與該些M個發光模組之間，用以偵測該驅動電壓，並根據該驅動電壓與該導通電壓控制該些M個發光模組動態地形成S串互相並聯的發光二極體串，其中該些S串發光二極體串中每一者的該發光單元的個數為N，S×N=M，且M、S與N皆為一正整數。
  2. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中該些M個發光模組彼此串接，該些發光單元每一者包含一第一端與一第二端，且該些M個發光模組中之一第n個發光模組更包含：一第一整流二極體，其中該第一整流二極體的一陰極耦接於該第n個發光模組中的該發光單元的該第一端；一第一開關，耦接於該正輸出端與該第一整流二極體的該陰極之間，並用以根據複數個第一控制信號中之一第n者選擇性地導通；以及 一第二開關，耦接於該負輸出端與該第n個發光模組中的該發光單元的該第二端之間，並用以根據複數個第二控制信號中之一第n者選擇性地導通，其中該第一整流二極體的一陽極耦接至該些M個發光模組中之一第(n-1)個發光模組中的該發光單元的該第二端，該控制模組根據該驅動電壓與該導通電壓產生該些第一控制信號與該些第二控制信號，且n為大於1並小於M的一正整數。
  3. 如申請專利範圍第2項之發光裝置，其中該些M個發光模組中之一第一個發光模組更包含：一第三開關，耦接於該負輸出端與該第一個發光模組中的該發光單元的該第二端之間，並用以根據該些第二控制信號中之一第一者選擇性地導通，其中該第一個發光模組中的該發光單元的該第一端耦接至該正輸出端，且該第一個發光模組中的該發光單元的該第二端耦接於該些M個發光模組中之一第二個發光模組的該第一整流二極體的該陽極。
  4. 如申請專利範圍第3項之發光裝置，其中該些M個發光模組中之一第M個發光模組包含：一第二整流二極體，其中該第二整流二極體的一陰極耦接於該第M個發光模組中的該發光單元的該第一端，該第二整流二極體的一陽極耦接至該些M個發光模組中之一第(M-1)個發光模組中的該發光單元的該第二端；以及 一第四開關，耦接於該正輸出端與該第二整流二極體的該陰極之間，並用以根據該些第一控制信號中之一第M者選擇性地導通，其中該第M個發光模組的該發光單元的該第二端耦接於該負輸出端。
  5. 如申請專利範圍第4項之發光裝置，其中當該驅動電壓為一倍的該導通電壓時，該第三開關、該第四開關以及該第n個發光模組的該第一開關與該第二開關皆為導通，以使該些M個發光模組中每一者的該發光單元彼此並聯於該正輸出端與該負輸出端之間，以形成M串互相並聯的發光二極體串，其中該些M串發光二極體串中每一者的該發光單元的個數為一，S=M且N=1。
  6. 如申請專利範圍第4項之發光裝置，其中當該驅動電壓為M倍的該導通電壓時，該第三開關、該第四開關以及該第n個發光模組的該第一開關與該第二開關皆為關斷，以使該些M個發光模組中每一者的該發光單元串接於該正輸出端與該負輸出端之間，以形成一串的發光二極體串，其中該串發光二極體串中的該發光單元的個數為M，S=1且N=M。
  7. 如申請專利範圍第2項之發光裝置，其中該些M個發光模組中之一第一個發光模組及一第M個發光模組的電路架構與該第n個發光模組相同，其中該第一個發光 模組中的該第一開關設置為導通，且該第M個發光模組中的該第二開關設置為導通。
  8. 如申請專利範圍第7項之發光裝置，其中當該驅動電壓為一倍的該導通電壓時，該些M個發光模組中的每一該第一開關與每一該第二開關皆為導通，以使該些M個發光模組中每一者的該發光單元彼此並聯於該正輸出端與該負輸出端之間，以形成M串互相並聯的發光二極體串，其中該些M串發光二極體串中每一者的該發光單元的個數為一，S=M且N=1。
  9. 如申請專利範圍第7項之發光裝置，其中當該驅動電壓為M倍的該導通電壓時，該第n個發光模組的該第一開關與該第二開關、該第一個發光模組中的該第二開關以及該第M個發光模組中的該第一開關皆為關斷，以使該些M個發光模組中每一者的該發光單元串接於該正輸出端與該負輸出端之間，以形成一串的發光二極體串，其中該串發光二極體串中的該發光單元的個數為M，S=1且N=M。
  10. 如申請專利範圍第2項之發光裝置，其中當該驅動電壓為S倍的該導通電壓時，該第n個發光模組模組的該第一開關為導通，且該第(n-1)個發光模組中的該第二開關為導通，以形成該些S串發光二極體串，其中S為不等於M的正整數。
  11. 如申請專利範圍第2項之發光裝置，其中當該驅動電壓為Z倍的該導通電壓，且M大於Z且不為Z的整數倍時，該第n個發光模組的該第一開關為導通，且該第(n-1)個發光模組中的該第二開關為導通，以形成X串互相並聯的發光二極體串，且該些X串發光二極體串中每一者的該發光單光的個數為W，其中X與W皆為正整數，X不大於Z且為M的多個因數中數值最接近Z之一第一因數，且X×W=M。
  12. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中該控制模組更包含一查找表，且該控制模組根據該查找表、該驅動電壓與該導通電壓產生對應的該些第一控制信號與對應的該些第二控制信號。
  13. 一種發光二極體電路，包含M個串接的發光模組耦接於一整流電路之一正輸出端與一負輸出端之間，該些發光模組每一者包含一發光單元，且該發光單元包含一第一端與一第二端，其中該些M個發光模組中之一第n個發光模組更包含：一第一整流二極體，其中該第一整流二極體的一陰極耦接於該第n個發光模組中的該發光單元的該第一端；一第一開關，耦接於該正輸出端與該第一整流二極體的該陰極之間，並用以根據複數個第一控制信號中之一第n者選擇性地導通；以及一第二開關，耦接於該負輸出端與該第n個發光模組中的該發光單元的該第二端之間，並用以根據複數個第二控制 信號中之一第n者選擇性地導通，其中n為大於1並小於M的一正整數。
  14. 如申請專利範圍第13項之發光二極體電路，其中該些M個發光模組中之一第一個發光模組更包含：一第三開關，耦接於該負輸出端與該第一個發光模組中的該發光單元的該第二端之間，且該第三開關根據該些第二控制信號中之一第一者選擇性地導通，其中該第一個發光模組中的該發光單元的該第一端耦接該正輸出端，且該第一個發光模組中的該發光單元的該第二端耦接於該些M個發光模組中之一第二個發光模組的該第一整流二極體的該陽極。
  15. 如申請專利範圍第13項之發光二極體電路，其中該些M個發光模組中之一第M個發光模組更包含：一第二整流二極體，其中該第二整流二極體的一陽極耦接於該些M個發光模組中之一第(M-1)個發光模組中的該發光單元的該第二端，且該第二整流二極體的一陰極耦接於該第M個發光模組中的該發光單元的該第一端；以及一第四開關，耦接於該正輸出端與該第M個發光模組中的該發光單元的該第一端之間，且該第四開關根據該些第一控制信號中之一第M者選擇性地導通，其中該第M個發光模組的該發光單元的該第二端耦接於該負輸出端。
  16. 如申請專利範圍第13項之發光二極體電路，其中該些M個發光模組中之一第一個發光模組與該第n個發光模組具有相同電路結構，且該第一個發光模組中的該第一開關設置為導通。
  17. 如申請專利範圍第13項之發光二極體電路，其中該些M個發光模組中之一第M個發光模組與該第n個發光模組具有相同電路結構，且該第M個發光模組中的該第二開關設置為導通。
  18. 如申請專利範圍第13項之發光二極體電路，其中該發光單元包含至少一發光二極體。
  19. 一種發光裝置，包含：一整流電路，具有一正輸出端以及一負輸出端，該整流電路用以根據一輸入電源而於該正輸出端與該負輸出端之間產生一驅動電壓；一控制模組，耦接於該正輸出端與該負輸出端之間；M個發光模組，其中該些M個發光模組中每一者具有一導通電壓，並包含一發光單元，且該發光單元包含至少一發光二極體；以及一二極體矩陣，包含複數個二極體，耦接於該控制模組與該些M個發光模組之間； 其中該控制模組用以偵測該驅動電壓，並根據該驅動電壓與該導通電壓導通該些二極體中至少一者，以控制該些M個發光模組動態地形成S串互相並聯的發光二極體串，其中該些S串發光二極體串中每一者的該發光單元的個數為N，S×N=M，且M、S與N皆為一正整數。
  20. 如申請專利範圍第19項之發光裝置，其中該二極體矩陣更包含：M個行，其中該些M行中每一者包含一第一行電極線與一第二行電極線；以及複數列，其中該些列中每一者包含一第一列電極線與一第二列電極線；其中該些二極體，包含：複數個第一二極體，該些第一二極體的複數陽極分別耦接至該些列中的該些第一列電極線，且該些第一二極體的複數陰極耦接至該些M行中之一第一行的該第一行電極線；以及複數個第二二極體，該些第二二極體的複數陽極耦接至該些M行中之一第M行的該第二行電極線，且該些第二二極體的複數陰極分別耦接至該些列中的該些第二列電極線。
  21. 如申請專利範圍第20項之發光裝置，其中該發光單元具有一第一端與一第二端，且該些M個發光模組中之一第n個發光模組更包含一整流二極體；其中該第n個 發光模組中的該發光單元的該第一端耦接至該些M行中之一第n行的該第一行電極線，該第n個發光模組中的該發光單元的該第二端耦接至該第n行的該第二行電極線；其中該第n個發光模組中的該整流二極體的一陽極耦接至該第n行的該第二行電極線，且該第n個發光模組中的該整流二極體的一陰極耦接至該些M行中之一第(n+1)行的該第一行電極線，其中n為小於M的一正整數。
  22. 如申請專利範圍第20項之發光裝置，其中該發光單元具有一第一端與一第二端，該些M個發光模組中之一第M個發光模組中的該發光單元的該第一端耦接至該第M行的該第一行電極線，且該第M個發光模組中的該發光單元的該第二端耦接至該第M行的該第二行電極線。
  23. 如申請專利範圍第20項之發光裝置，其中該控制模組包含複數個驅動單元，該些驅動單元對應該些列設置，其中該些驅動單元中之一者包含：一第一驅動器，用以經由複數個啟動信號中之一對應者致能，以傳送該驅動電壓至該些列中之一對應者的該第一列電極線；以及一第二驅動器，耦接至該些列中之該對應者的該第二列電極線與該負輸出端之間，並用以根據該些啟動信號中之該對應者致能。
  24. 如申請專利範圍第23項之發光裝置，其中該控制模組更包含：一分壓電路，耦接於該正輸出端與該負輸出端之間，並用以對該驅動電壓進行分壓，以產生複數個測試電壓；複數個比較器，用以比較該些測試電壓與一參考電壓，以輸出複數個偵測信號；以及複數個邏輯閘，用以根據該些偵測信號輸出該些啟動信號。
  25. 如申請專利範圍第20項之發光裝置，其中該些二極體更包含：複數個第三二極體，其中該些第三二極體的複數陽極分別耦接於該第一行至該些M行中之第Q行中的該些第二行電極線，且該些第三二極體的複數陰極耦接於該些列中之一第一列的該第二列電極線，其中Q為小於M的一正整數；以及複數個第四二極體，其中該些第四二極體的複數陽極耦接至該第一列的該第一列電極線，且該些第四二極體的複數陰極分別耦接於該些M行中之一第二行至該第M行中的該些第一行電極線。
  26. 如申請專利範圍第20項之發光裝置，其中該些二極體更包含：一第三二極體，其中該第三二極體的一陽極耦接於該些M行中之一第R行的該第二行電極線，且該第三二極體的一 陰極耦接於該些列中之一第R列的該第二列電極線，其中R為M的一因數，且R不等於1或M；以及一第四二極體，其中該第四二極體的一陽極耦接於該第R列的該第一列電極線，且該第四二極體的一陰極耦接於該些M行中之一第(R+1)行的該第一行電極線。
  27. 如申請專利範圍第20項之發光裝置，其中該些二極體更包含：一第三二極體，其中該第三二極體的一陽極耦接於該些M行中之一第T行的該第二行電極線，且該第三二極體的一陰極耦接於該些列中之一對應者的該第二行電極線，其中T為一正整數，且為M的Y分之一倍，Y為大於等於2的一正整數；以及一第四二極體，其中該第四二極體的一陽極耦接於該些列中之該對應者的該第一列電極線，且該第四二極體的一陰極耦接於該些M行中之一第(T+1)行的該第一行電極線。
  28. 如申請專利範圍第20項之發光裝置，其中當該驅動電壓為M倍的該導通電壓時，該控制模組導通該些第一二極體中之一第一者與該些第二二極體中之一第一者，以控制該些M個發光模組形成一串發光二極體串，且該串發光二極體串中的該發光單元的個數為M，S=1且N=M；其中該些第一二極體中之該第一者耦接於該些列中之一最後一列的該第一列電極線與該第一行的該第一行電極線之 間，且該些第二二極體中之該第一者耦接於該第M行的該第二行電極線與該最後一列的該第二列電極線之間。
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