TW201915389A - 發光裝置及其驅動方法 - Google Patents
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Abstract
發光裝置包括封裝體、數個發光二極體單元、整流單元及線性恆流單元。此些發光二極體單元的至少一部分、整流單元的至少一部分與線性恆流單元的至少一部分埋設於封裝殼體的實體材料內。
Description
本發明是有關於一種發光裝置及其驅動方法，且特別是有關於一種封裝整合型的發光裝置及其驅動方法。
傳統的發光裝置包含以傳統技術封裝之發光二極體、驅動器及殼體。發光二極體與殼體之間有一空間，用以放置一驅動器，驅動器可控制發光二極體的發光表現。通常發光二極體係與驅動器分開設置，且驅動器無法與發光二極體整合封裝在一起。此外，為了散熱，發光裝置通常又會配置一散熱板。然而，驅動器及散熱板占據一定空間，導致發光裝置的體積無法有效縮小。
本發明係有關於一種發光裝置及其驅動方法，可改善前述習知問題。
本發明一實施例係有關於一種發光裝置。發光裝置包括一封裝體、數個發光二極體單元、一整流單元及一線性恆流單元。此些發光二極體單元的至少一部分、整流單元的至少一部分與線性恆流單元的至少一部分埋設於封裝殼體的實體材料內。
本發明另一實施例係有關於一種發光裝置的驅動方法。驅動方法包括以下步驟。提供一發光裝置，其中發光裝置包括數個發光二極體單元、一無線調光單元及一線性恆流單元，其中此些發光二極體單元共同耦接於線性恆流單元，線性恆流單元電性連接於無線調光單元；無線調光單元透過一線性准位調光訊號或一脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation, PWM)訊號，控制線性恆流單元的導通時間；各發光二極體單元依據脈衝寬度調變訊號發光。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
請參照第1~3圖，第1圖繪示依照本發明一實施例之發光裝置100的外觀示意圖，第2圖繪示第1圖之發光裝置100之發光封裝殼體110及電源連接件130的電性連接示意圖，而第3圖繪示第2圖之發光裝置100之埋設於發光封裝殼體110的實體材料內的數個元件的連接關係圖。
如第1及2圖所示，發光裝置100包括發光封裝結構110、燈座120及電源連接件130。發光封裝結構110可採用卡合、焊合等方式連接於燈座120。電源連接件130與燈座120結合。然在另一實施例亦可省略燈座120，在此設計下，發光封裝結構110可與電源連接件130結合。如第2圖所示，發光封裝殼體110可電性連接於電源連接件130，以透過電源連接件130電性連接外部電源(未繪示)。
如第2圖所示，發光封裝殼體110的第一電極P1及第二電極P2從發光封裝殼體110的封裝體111的端面露出。第一電極P1及第二電極P2可分別電性連接於電源連接件130的二電極。從封裝體111露出的第一電極P1及第二電極P2與電源連接件130之間可不透過任何驅動器(driver)連接。換言之，第一電極P1及第二電極P2可直接與電源連接件130電性連接，之間並未透過任何額外的驅動器。如此，可縮小發光裝置100的整個體積。
如第3圖所示，發光封裝殼體110包括封裝體111(封裝體111繪示於第2圖)、數個發光二極體單元112、整流單元113、線性恆流單元114、無線調光單元115、第一電極P1及第二電極P2。發光二極體單元112、整流單元113、線性恆流單元114及無線調光單元115可以是採用半導體製程實現的電路。換言之，上述所有元件均整合封裝在一起，其整合封裝方式包括半導體製程或冲壓製程等。在另一實施例中，整流單元113、線性恆流單元114與無線調光單元115之任二者也可整合成同一單元。此外，發光封裝殼體110可更包括能量接收器116，其可與一外部供電器(未繪示)採用無線方式產生耦合電流，以供電給整流單元113。在此設計下，發光裝置100可省略電源連接件130。此外，前述能量接收器116可採用共振器(resonator)實現。
在一實施例中，可採用封裝技術，將各發光二極體單元112的至少一部分、整流單元113的至少一部分、線性恆流單元114的至少一部分、無線調光單元115的至少一部分及能量接收器116的至少一部分封裝於封裝體111的實體材料內，使此些元件與封裝體111緊密接觸，可減少熱阻，提升散熱效率。此外，其它習知驅動器的電路也可封裝於封裝體111內。發光二極體單元112、整流單元113、線性恆流單元114與無線調光單元115之間的連接線可以先連接後再進行封裝製程，或進行封裝製程後再採用印刷技術形成。如第2圖所示，封裝體111的所有外表面都可以做為散熱面，使此些元件的熱量可透過封裝體111所提供的大外表面積對流至環境中，以加速發光裝置100的散熱。在此設計下，即使發光裝置100橫擺(與第1圖的姿態垂直的擺法)，藉由發光裝置100的高散熱效率，不致發生熱失控(thermal runway)。前述封裝技術例如是壓縮成型(compression molding)、液態封裝型(liquid encapsulation)、注射成型(injection molding)或轉注成型(transfer molding)。
此外，封裝體111例如是透光殼體，使發光二極體單元112的光線可透過封裝體111出光。此外，封裝體111可包含螢光材，以轉換發光二極體單元112的出光波長。封裝體111的材料包含一固化材料、一奈米導熱材以及一螢光材，其中，前述固化材料之組成，又包含環氧樹脂(Epoxy)、雙酚A系環氧樹脂(Bisphenol A Epoxy)、脂環系環氧樹脂(Cycloaliphatic-Epoxy)、聚矽氧烷改質環氧樹脂(Siloxane Modified Epoxy Resin)、聚酸甲酯改質環氧樹脂(Acrylic Modified Epoxy Resin)、有機改質環氧樹脂(Organic Modified Epoxy Resin)、矽氧樹脂(Silicone)、矽凝膠(Silicone Gel)、矽橡膠(Silicone Rubber)、聚矽氧烷樹脂(Silicone Resin)、及有機改質聚矽氧烷樹脂(Organic Modified Silicone Resin)之組合或其中之一。
此外，數個發光二極體單元112可串聯，然亦可並聯，或串並聯混合。此外，各發光二極體單元112也可以是一經過封裝的發光單元，其也可包含螢光材，以轉換發光二極體單元112內發光二極體1121 (發光二極體1121繪示於第4圖)的出光波長。各發光二極體單元112包括數個串聯的發光二極體1121。各發光二極體單元112內的數個發光二極體1121亦可並聯或串並聯混合。
本發明實施例之發光二極體單元112、整流單元113、線性恆流單元114與無線調光單元115的連接關係並不受第3圖所限。以下係舉例說明其它電性連接關係。
請參照第4圖，其繪示依照本發明另一實施例之發光封裝殼體110的驅動電路示意圖。發光封裝殼體110包括封裝體111、數個發光二極體單元112、整流單元113、至少一線性恆流單元114、無線調光單元115、第一電極P1及第二電極P2。
上述整流單元113耦接於數個發光二極體單元112，以透過第一電極P1及第二電極P2供給外部電源給此些發光二極體單元112。在本實施例中，此些發光二極體單元112可共同電性連接於同一線性恆流單元114，如共同連接於線性恆流單元114的節點a (如源極或汲極)。無線調光單元115耦接於線性恆流單元114，以透過一線性准位調光訊號或一脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation, PWM)訊號控制線性恆流單元114的導通時間(即電流量)，進而控制發光二極體單元112的發光表現，如光強或色溫。此外，一外部控制器(未繪示)可透過無線方式控制無線調光單元115。外部控制器例如是手機、電腦等電子裝置。
一實施例中，本發明整流單元113可以是橋式整流器，以全波整流成成直流弦波波形後再驅動發光二極體單元112。
請參照第5圖，其繪示依照本發明另一實施例之發光封裝殼體210的驅動電路示意圖。發光封裝殼體210包括封裝體111、數個發光二極體單元112、整流單元113、至少一線性恆流單元114、無線調光單元115、升降壓控制單元216、第一電極P1及第二電極P2。與前述實施例之發光封裝殼體110不同的是，本實施例之發光封裝殼體210可將節點a的電壓值Va
回饋給升降壓控制單元216，以調整整流單元113的驅動電壓V0
。升降壓控制單元216可以是採用半導體製程實現的電路。
如第5圖所示，升降壓控制單元216並聯於整流單元113與線性恆流單元114的節點a，且耦接於整流單元113。升降壓控制單元216可依據節點a的電壓值Va
去調整整流單元113的驅動電壓V0
。由於回饋電壓的設計，使升降壓控制單元216能依據發光二極體單元112的實際特性調降驅動電壓，因而能降低損耗率。
如下式(1)所示，VLED
表示發光二極體單元112的驅動電壓，Vref
表示整流單元113內一誤差放大器(未繪示)的一參考電壓值。當回饋控制處於穩態時，節點a的電壓值Va
大致等於參考電壓值Vref
，此時的驅動電壓V0
大致等於發光二極體單元112的驅動電壓VLED
與參考電壓值Vref
的和。
在一實施例中，本發明的第一線性恆流單元412設置的位置不限於上述在各串發光二極體單元112之該共同輸入端節點上，亦可設置在各串發光二極體單元112之一共同輸出端路徑上。
綜上，本發明實施例的發光裝置包括發光封裝殼體及電源連接件。發光封裝殼體可不透過額外的驅動器直接電性連接於電源連接件，以縮小發光裝置的體積。在一實施例中，發光封裝殼體包括數個單元，各單元的至少一部分可封裝在發光封裝殼體的封裝體內。此些單元的發熱可透過封裝體所提供的大表面積對流至外部環境，以提升發光裝置的散熱效率。
綜上所述，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。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，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。
100‧‧‧發光裝置
110、210‧‧‧發光封裝殼體
111‧‧‧封裝體
112‧‧‧發光二極體單元
1121‧‧‧發光二極體
113‧‧‧整流單元
114‧‧‧線性恆流單元
115‧‧‧無線調光單元
116‧‧‧能量接收器
120‧‧‧燈座
130‧‧‧電源連接件
216‧‧‧升降壓控制單元
a、b‧‧‧節點
P1‧‧‧第一電極
P2‧‧‧第二電極
Va、Vref‧‧‧電壓值
VLED、V0‧‧‧驅動電壓
第1圖繪示依照本發明一實施例之發光裝置的外觀示意圖。 第2圖繪示第1圖之發光裝置之發光封裝殼體及電源連接件的電性連接示意圖。 第3圖繪示第2圖之發光裝置100之埋設於發光封裝殼體110的實體材料內的數個元件的連接關係圖。 第4圖繪示依照本發明另一實施例之發光封裝殼體的驅動電路示意圖。 第5圖繪示依照本發明另一實施例之發光封裝殼體的驅動電路示意圖。
Claims (11)
- 一種發光裝置，包括： 一封裝體； 複數個發光二極體單元； 一整流單元；以及 一線性恆流單元； 其中，該些發光二極體單元的至少一部分、該整流單元的至少一部分與該線性恆流單元的至少一部分埋設於該封裝殼體的實體材料內。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該封裝體係一透光殼體。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，更包括： 一無線調光單元，至少部分地埋設於該封裝殼體的實體材料內，且以無線方式控制該線性恆流單元。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該些發光二極體單元耦接於同一個該線性恆流單元。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，包括複數個該線性恆流單元，該些發光二極體單元個別地耦接於該些線性恆流單元。
- 如申請專利範圍第5項所述之發光裝置，更包括： 一無線調光單元，以無線方式個別控制該些線性恆流單元。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，更包括： 一升降壓控制單元，至少部分地埋設於該封裝殼體的實體材料內，且並聯於該線性恆流單元與各該發光二極體單元之間的節點且耦接於該整流單元。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，更包括： 一第一電極；以及 一第二電極； 其中，該第一電極及該第二電極電性連接於該整流單元，且從該封裝體露出。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，更包括： 一發光封裝殼體，包括該封裝體、該些發光二極體單元、該整流單元及該整流單元；以及 一電源連接件，直接電性連接於該發光封裝殼體的該整流單元。
- 一種發光裝置的驅動方法，包括： 提供一發光裝置，其中該發光裝置包括複數個發光二極體單元、一無線調光單元及一線性恆流單元，其中該些發光二極體單元共同耦接於該線性恆流單元，該線性恆流單元電性連接於該無線調光單元； 該無線調光單元透過一線性准位調光訊號或一脈衝寬度調變(PWM)訊號，控制該線性恆流單元的導通時間；以及 各該發光二極體單元依據該脈衝寬度調變訊號發光。
- 如申請專利範圍第10項所述之驅動方法，其中該發光裝置更包括一升降壓控制單元，該升降壓控制單元並聯於該整流單元與該線性恆流單元的一節點；該驅動方法更包括： 該升降壓控制單元依據該節點的電壓值，調整該整流單元的一驅動電壓。
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