TWI344118B - Illumination apparatus and image display apparatus - Google Patents

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1344118 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於使用發光二極體元件之照明設備及使用 此型的照明設備作爲光源之影像顯示裝置。 【先前技術】 於諸如例如LCD(液晶顯示器）裝置之顯示裝置中，稱 爲背光之光源（照明設備）係使用來顯示可見輻射之影像。 近年來，照明設備已被提出，其中發光二極體（LED)元件（ 以下稱爲”發光二極體”）被使用於背光。在發光二極體被 使用於背光之處，通常採用一技術，其中發出紅（R)'綠 (G)及藍（B)的原色的光之發光二極體被使用，且，致使發 光二極體發出光所獲得之光係由加成合成光學地混合以獲 得白光。 爲了實際驅動符合於如上述的R、G及B的原色之發 光二極體被使用以使光源實際發出光之此種光源，採用相 似於使用來顯示影像之矩陣驅動系統的配置之配置的想法 係可能的。 依據矩陣驅動系統，像素係配置於沿著X向（水平方 向）及 Y向（垂直方向）的陣列，且，適當電極係以與像素 的對應關係沿著X向（水平方向）及Y向（垂直方向）的陣列 而配置。然後，電極係基於將被驅動以發出光之像素的設 定及在其時像素被驅動以發出光之時序的設定來驅動在所 需的時序。應注意到，此時之驅動時序在矩陣驅動系統的 -4 - (2) (2)1344118 標準內依據驅動係統的不同而不同。像素係以此方式來驅 動以重複例如各別地像素之分度以顯示可見輻射的影像在 整個螢幕上。 然而，如上述的矩陣系統的驅動電路系統係複雜且需 要高成本。特別是關於背光或類似光之照明設備，發光二 極體之電力消耗係相對地高。在本條件下，諸如用於實施 提供給如上述的此種高電力驅動之矩陣驅動的LSI之部件 幾乎不可取得。自如剛所述之此種情況，採用矩陣系統的 驅動電路系統作爲用於驅動光源的配置被認爲是不實際。 在背光係使用符合於R、G及B的原色之發光二極體 予以形成之處，R、G及B的顏色的發光二極體間之發光 效率、壓降、電力消耗等之差係重要的。發光二極體的半 導體組成在不同顔色中是不同的，且，此在如上述的發光 二極體中因而呈現特性差。因此，考慮到，爲了獲得良好 白色，較佳地，相互獨立地驅動R、G及B的顏色的發光 二極體且調整每一色之光量。 自如上述之此種背景，爲了驅動使用符合於R、G及 B的三種色之發光二極體所形成之背光，普遍地採用以下 基本配置。

首先，作爲背光區塊之最小單元，發光二極體單元 100係以如圖18A所示的此種方式而設置。發光二極體區 塊或單元的形成係藉由，製備預定數量的預定顏色的發光 二極體，將發光二極體配置在板或類似物的預定位置，以 及依據預定圖案電連接所配置的發光二極體。於如圖18 A (3) (3)1344118 所示之發光二極體區塊中，總共配置的六個二極體包括兩 個對應R(紅）之紅色發光二極體DL-R、兩個對應至G(綠） 之綠色發光二極體DL-G及兩個對應至B(藍）之藍色發光 二極體DL-B。發光二極體係自左側至右側以藍-綠-紅-藍-綠-紅的順序配置，如圖18A所示。再者，各種色的發光 二極體係以相同極性串聯地連接。 應注意到，LED單元中之發光二極體元件可以不同配 置圖案而可能地配置。發光二極體元件的配置圖案被決定 ，例如，以回應將實際使用的發光二極體的額定規格、發 光效率等，使得良好品質的白光被獲得作爲R、G及B的 混合色。 以此方式形成之發光二極體單元100可連接至關於如 圖18A所示之R、G及B的各別色的發光二極體的串聯連 接的陽極側及陰極側兩者之相同類型的發光二極體單元 1〇〇。在發光二極體單元1〇〇係以此方式相互連接之處，符 合於R、G及B的每一色之發光二極體的串聯連接的數量 依據所連接的LED單元的數量而增加。 因此，一所需數量的發光二極體單元1〇〇被連接以形 成一區塊。如一特別實例，發光二極體單元100被連接以 形成一區塊於圖18B中。在此，此區塊稱爲LED單元區 塊101。因爲一發光二極體單元100包括R、G及8的每一 色的兩個發光二極體，發光二極體單元100的發光源的顏 色的數量係以（2R、2G、2B)所表示。於圖18B的配置中， 因爲LED單元區塊1〇1係由發光二極體單元100形成的，

A -6- (4) (4)1344118 顏色的數量可以（2G、2R' 2B) = (6G、6R、6B)所表示。 然後，以如上述的此種方式形成之LED單元區塊101 係配置在面板上，以建構例如具有如背光的功能之面板。 圖19所示使用圖18B所示的LED單兀區塊101形成的背光 面板11 〇的實例。 參考圖19，LED單元區塊101係配置於包括列gl至g5 及行ml至m4之5列x4行的矩陣以形成背光面板110。 背光面板110包括總計6x5x4= 120個紅色發光二極體 DL-R。同樣地，背光面板110包括總計120個綠色發光二 極體DL-G及120個藍色發光二極體DL-B。因此，背光面 板110包括總計360( = 120x3)個發光二極體。 如上述，實施大量發光二極體的發光驅動被認爲是不 實際，其以此方式依據矩陣驅動系統發出R、G及B的不 同色的光使得良好白光可被獲得，且，在本條件下，普遍 地使用例如，藉由如以下所述之此種方法予以驅動。 圖20解說用於驅動圖19所示的結構的背光面板的發光 二極體之配置的槪念。 參考圖20，形成背光面板之LED單元區塊1〇1係連接 使得列gl至gn的每一列之LED單元區塊1〇1相互連接於 水平方向。因此’於列g 1至g η的每一列中，符合於r ' G及Β的每一色之發光二極體係以行mi至mn的順序串 聯連接。 至於以如上述之此種連接方式連接之發光二極體，三 個對應於R、G及B的顔色之DC-DC轉換器120-R、120- (5) (5)1344118 G及120-B被提供給列gi至gn的每一列。然後，DC-DC 轉換器120-R的輸出係連接至紅色發光二極體dl-R的串 列連接電路的陽極側端子（亦即，連接至定位於行ml之 LED單元區塊1〇1的陽極側上之連接位置）。同樣地，DC-DC轉換器120-G及120-B分別係連接至綠色發光二極體 DL-G的串列連接電路的陽極側端部及藍色發光二極體 DL-B的串列連接電路的陽極側端部。 於上述之配置中，DC驅動電流係自輸出自DC-DC轉 換器120-R的DC供電器供應至沿著一列串聯地連接之紅 色發光二極體DL-R，以驅動紅色發光二極體DL-R發出 光。同樣地，沿著相同列串聯地連接之綠色發光二極體 DL-G係藉由輸出自DC-DC轉換器120-G之DC供電器來 驅動以發出光。再者，沿著相同列串聯地連接之藍色發光 二極體DL-B係藉由輸出自DC-DC轉換器120-B之DC供 電器來驅動以發出光》如剛剛所述之驅動電路系統的此種 配置被形成於各列。 圖21顯示用於發光二極體的串列連接電路之驅動電路 的實際配置》 參考圖21，其爲DC-DC轉換器120的輸出之DC電壓 Vcc被施加至由串聯連接的發光二極體形成之LED串列 電路130的陽極側端子以插入電阻R42。因此，驅動電流 I LED流經形成LED串列電路130之發光二極體DL。 再者，DC-DC轉換器120實施定電流控制使得其在預 定時序檢測跨電阻R42之預定DC電壓Vcc的壓降，且實 -8 - (6) (6)1344118 施定電流控制使得流動的驅動電流I LED可被固定。爲了 定電流控制，電阻R41、電容器C41、切換電晶體Q12及 取樣時序生產/切換驅動電路1 3 1係附加地設置。此例中之 取樣時序生產/切換驅動電路131經由AND閘極13 2基於輸 入至其上之PWM信號（矩形波形信號）來產生樣本保持時 序，且〇n/off控制作用如樣本保持切換之切換電晶體Q 1 2 。因此’ DC-DC轉換器120在樣本保持時序檢測通過電阻 R42之壓降。DC-DC轉換器120實施將被供應作爲DC電壓 Vcc之電力的定電流控制以回應所檢測的壓降位準。再者 ，控制部位（CPU)140控制位準移位電路141以回應檢測例 如溫度之感測器142的檢測結果，以使將使用於藉由DC-DC轉換器120的定電流控制之參考位準Lref可被改變。 因此，相當於溫度變化之適當定電流量可被獲得用於驅動 電流ILED。 再者，供應自驅動器（未顯示）之PWM信號被使用於 PWM信號的週期來實施電晶體Q11的0n/0ff控制以控制 驅動電流ILED的連續/不連續。因此，每單元之驅動電流 I LED的連續時間被控制以回應在一週期內之PWM信號的 脈衝寬度。換言之，自發光二極體發出之光的量可被控制 。再者，PWM信號及on/off控制輸入至其上之AND閘極 1 3 2的輸出係施加至電晶體Q 11的閘極。特別地，上述之 發光二極體的光量控制（及定電流控制）可藉由Η(高）位準 及L(低）位準間之on/off信號的切換設定在οη及off之間 。on/off信號係例如自實施Η位準及L位準間的切換之控 • 9 - (7) (7)1344118 制部位140輸出以回應操作情況等等。 圖2 2顯示用於上述之發光二極體的光量控制之控制迴 路的配置。應注意到，於圖22中，與圖21相同的元件係由 類似參考符號所表示，且，共同元件的重複說明被省略以 避免重複。 參考圖22，感光器150檢測形成LED串列電路130之 發光二極體D L的光量作爲電流量，且輸出所檢測的電流 量至I-V放大器151。I-V放大器151係由以如圖22所示的 此種方式連接之操作放大器OP、電阻R3 1、電容器C3 1 、另一電阻R32及另一電容器C32形成之放大器。I-V放 大器151操作以使輸入至其上之電流量轉換成電壓値。輸 出自I-V放大器151之類比電壓値係由A/D轉換器152轉換 成數位値，且輸入至控制部位140作爲所檢測的光量値的 資訊。 控制部位140參照非揮發型的存於記憶體153之光量控 制資料以獲得對應於輸入至其上的所檢測光量値之控制値 ，且以此控制値控制驅動器154。驅動器154以控制値來改 變PWM信號的脈衝寬度，且將所改變的脈衝寬度的PWM 信號施加至電晶體Q11。因此，適當光量被獲得，且，發 光二極體DL的所發出的光量係可變化地控制。此種光量 控制被實施以保持例如適當的白光。扼要的說，符合於 R(紅）、G(綠）及B(藍）的各別顏色之發光二極體的所發出 的光量被控制，以使R(紅）、G(綠）及B(藍）的顏色的所發 出光量係適當平衡以獲得適當白光。因爲發光二極體的發 -10 - (8) (8)1344118 光效率依據如上述所發出的光的顏色而不同，被考慮到， 在本條件下，以如上述的此種方式使用各別顏色相互獨立 之控制迴路來實施發光二極體的光量控制係適當的。 應注意到，相關設備例如，被揭示於曰本先行公開專 利案第2001-272938及日本先行公開實用新型第63-64059 號中。 【發明內容】 如圖18 A至22所示的背光之照明設備的配置可以當相 較於使用例如依據矩陣驅動方法驅動之替代配置時所抑制 之電路尺寸予以形成。然而，此配置仍不得不具有大比例 的電路尺寸。 例如，依據此配置，DC-DC轉換器被使用來獲得DC 電流以供應用於驅動如圖20所示的發光二極體之電力。在 發光二極體係使用於照明之處’比例高的電力係必要的， 且因此，以下的對策被採取’亦即，數個適於發光二極體 的串列連接電路之DC-DC轉換器被設置以達到穩定的發 光操作。換言之，相對大量的DC-DC轉換器係必要的， 且，此使電路尺寸的縮小變難。DC-DC轉換器包括諸如 例如變壓器之大尺寸部件。

再者，此種大量DC-DC轉換器的設置亦增加DC-DC 轉換器的總電力損失，且因此’在電力消耗方面是不利的 〇 再者，如圖21及22所示’用於實施發光二極體的光量 -11 - 1344118 Ο) 控制、定電流控制等等之控制電路系統必須被提供給發光 二極體的每一串列連接電路。且，此致使防礙電路尺寸的 縮小的因素。 於此方式中，在本條件下，發光二極體係使用於照明 用之發光源的發光二極體之設備的電路尺寸的縮小保持在 某一位準’且，形成以縮小尺寸的更簡單配置所述之類型 的設備被要求。 較佳地，提供以縮小尺寸的更簡單配置之照明設備及 影像顯示設備，同時發光二極體係使用作爲照明用之發光 源。 爲了提出上述及其它問題，依據本發明的實施例，提 供一種照明設備，包含：橋接整流電路，用於接收AC電 壓作爲對其本身的輸入且整流AC電壓；橋接整流電路係 由數個單元串列電路的橋接連接予以形成，單元串列電路 的每一者係由數個發光二極體元件的串列連接予以形成。 依據本發明的另一實施例，提供一種影像顯示設備， 其包括光源部位，用於發出作爲光源之光爲了以此光來顯 示影像，光源部位包括用於接收AC電壓作爲對其輸入且 整流AC電壓之橋接整流電路，橋接整流電路係由數個單 元串列電路的橋接連接予以形成，單元串列電路的每一者 係由數個發光二極體元件的串列連接予以形成。 於照明設備及影像顯示設備的兩者中，數個各由數個 發光二極體元件的串列連接形成之單元串列連接的橋接連 接被提供作爲橋接整流電路。以此方式形成之橋接整流電 -12 - (10) (10)1344118 路包括相當大量的發光二極體元件，雖然此數量取決於形 成單元串列連接之發光二極體元件的數量而定。然後，如 果AC電壓係施加至橋接整流電路，則由於橋接整流電路 的整流操作而流動之整流電流供作用於發光二極體元件之 驅動電流，且驅動發光二極體元件以發出光。 簡而言之，依據本發明，輸入AC電壓來驅動相對大 量的發光二極體元件以發出光係可能。爲了以如上述的習 知照明設備之此種方式來驅動發光二極體元件，此消除發 光二極體元件的每一串列連接電路之DC-DC轉換器的設 置之需要。 以此照明設備及影像顯示設備，用於驅動使用照明用 (光源部位用）的發光二極體元件之設備的發光之配置可明 顯地縮小。因此，此設備的尺寸及重量的縮小、電力消耗 的減小等等之此種優點可被預期。 自以下說明及申請專利範圍連同附圖，本發明的以上 及其它特徵與優點將係顯而易見的，在附圖中，類似部件 或元件由類似相同參考符號所標示。 【實施方式】 首先’參考圖1Α至3說明使用於依據本發明之照明設 備的橋接整流電路。首先參考圖1Α及1Β，顯示有橋接整 流電路Di;.橋接整流電路Di包括四個整流二極體D1、 D2、D3及D4作爲連接於如圖1A及1B所示的橋接連結之 整流裝置。 -13- (11) (11)1344118 於橋接整流電路Di中，整流二極體D1的陽極及整流 二極體D4的陰極間之節點被使用作爲正輸入端子，且連 接至AC電壓AC的正線。同時，整流二極體D 2的陽極及 整流二極體D3的陰極間之另一節點被使用作爲負輸入端 子，且連接至AC電壓AC的負線。AC電壓AC係例如由 將AC插頭PLG插入插頭實際地予以供應，如圖1A及1B 所示。 整流二極體D1的陰極及整流二極體D2的陰極間的另 —節點係使用作爲正輸出端子，且，整流二極體D3的陽 極及整流二極體D2的陽極間之更另一節點係使用作爲負 輸出端子。 圖1A顯示一半波長的週期內之整流電流Irt的路徑， 其中AC電壓AC具有正極性。當AC電壓AC具有正極性 時，整流電流Irt沿著包括整流二極體D1及D3的路徑而 流動。 圖1B顯示另一半波長週期的週期內之整流電流Irt的 另一路徑，其中AC電壓AC具有負極性。此例中之整流 電流Irt沿著包括整流二極體D2及D4的另一路徑而流動 〇 圖2解說如圖1A及1B所示之橋接整流電路Di的操作 波形之AC電壓VAC及整流電壓Vrt。AC電壓VAC係供 應自 AC電壓AC，且具有正弦波形，此正弦波形顯未正 極性於標示爲週期tl的一半週期內，而顯示負極性於標示 爲週期t2的另一半週期內。 -14 - (12) (12)1344118 整流電壓Vrt具有脈動電壓的波長，此電壓具有在正 輸出端子的電位（接地電位）VI及藉由橋接整流電路Di的 整流操作所獲得之負輸出端子的電位（接地電位）V2間之電 位差（V1-V2)的波高。 具有作爲電位VI及V2間的差的位準（波高値）之整流 電壓Vrt在每一週期內流經兩個整流二極體，在此週期， AC電壓AC具有正及負極性。因此，整流電壓Vrt具有 獲得作爲藉由此整流二極體的壓降與AC電壓AC的位準（ 波高値）的差之位準（波高値）。例如，如果藉由一 AC電壓 AC的壓降係0.3V，則整流電壓Vrt具有比AC電壓VAC 低於〇.6V( = 〇.3Vx2)的位準。 通常，圖1A及1B所示之橋接整流電路Di包括以如 圖3所示的方式之連接在正輸出端子及負輸出端子之間之 電容器Co。電容器Co使脈動電壓的形式之整流電壓Vrt 平滑成爲DC電壓，且供應作爲電力之DC電壓至負載RL 〇 應用本發明的照明（光源）設備使用發光二極體作爲發 光源。照明設備具有如圖4所示之基本配置。 參考圖4，本實施例的照明設備的基本配置係形成作 爲單一 LED驅動方塊1。LED驅動方塊1包括二極體串列 電路20-1、20-2、20·3及2〇-4’每一電路包括數個具有相 同極性串列連接之發光二極體。每一個二極體串列電路 20(20-1、20-2、20-3及20-4)相當於習知照明設備的一個 LED串列電路130。二極體串列電路20-1、20-2、20-3及 -15 - (13) (13)1344118 2〇-4係以如圖4所示的橋接連接而連接，以使它門大致形 成單一橋接整流電路。於本實施例的以下說明，橋接整流 電路稱爲LED橋接電路10。 於LED橋接電路10中，二極體串列電路20-1的陽極 側端及二極體串列電路20-4的陰極側端間之節點被使用作 爲正輸入端子，且，二極體串列電路20-2的陽極側端及二 極體串列電路20-3的陰極側端間之另一節點被使用作爲正 輸入端子。再者，二極體串列電路20-1及20-2的陰極側端 及被使用作爲正側端子，且，二極體串列電路20-3及20-4 的陽極側端及被使用作爲負輸出端子。 然後，AC電壓AC的正線及負線係以如圖1所示的橋 接整流電路Di的例子之相似方式連接至LED橋接電路10 的正輸入端子及負輸入端子。再者，負載電阻器RL被插 入於LED橋接電路10的正輸出端子及負輸出端子之間以 形成LED驅動方塊1。 參考圖5A及5B說明以此方式形成之LED驅動方塊1 的操作。圖5A及5B係相當於在半波長的週期內獲得的操 作之LED驅動方塊1的等效電路圖，在此週期中，AC電 壓AC具有正極性及負極性。 其中AC電壓AC之半波長的週期內具有正極性，整 流電流Irt具有正極性，整流電流Irt沿著如圖5A所示之 二極體串列電路20-1—負載電阻器RL—二極體串列電路 20-3的路徑而流動。特別地，於此例中，整流電流Irt流 經形成二極體串列電路20-1及20-3之發光二極體DL。因 -16 - (14) (14)1344118 此，形成二極體串列電路20-1及20-3之發光二極體DL發 出光。 另一方面，在AC電壓AC具有負極性之另一半波長 的週期內，整流電流Irt沿著如圖5B所示之二極體串列電 路20-2—負載電阻器 RL—二極體串列電路20-4的路徑而 流動，以使形成二極體串列電路20-2及20-4之所有發光二 極體DL發出光。換言之，於本實施例中，整流電流Irt 供作爲用於驅動發光二極體DL以發出光之驅動電流。 於本實施例之LED驅動方塊1中，LED橋接電路1〇的 整流電流Irt被獲得作爲通過負載電阻器RL之電壓。而 且，本實施例中，整流電壓Vrt被給定作爲符合參考圖1A 、1B及2的以上說明之依據位在正輸出端子的電位VI及 在負輸出端子的電位V2之間的差之位準。 然而，本實施例中，因爲數個發光二極體DL被插入 整流電流Irt流動的路徑，其爲電位VI及電位V2間的差 之整流電壓Vrt的位準被給定作爲藉由發光二極體的壓降 與AC電壓VAC的差。 作爲特別實例，假設形成一個二極體串列電路20之發 光二極體DL的數量係15。且，假設一個發光二極體DL 的壓降Vf爲Vf = 3.3V。於此例中，因爲整流電流Irt流經 30(=15x2)發光二極體於每一週期內，其中AC電壓AC具 有正極性及負極性，在AC電壓AC係正極性及負極性的 每一週期內由發光二極體的傳導所造成之總壓降位準爲 3.3Vx30 = 99V。 -17 - (15) (15)1344118 因此，如果假設例如供應自AC電壓AC之AC電壓 VAC的峰値位準爲141 Vpeak，則整流電壓 Vrt爲141-99 = 42Vpeak。整流電壓Vrt表現爲通過負載電阻器RL之 電壓。 圖6解說如整流電壓Vrt的波形的區之供電量。 可基於以上說明而考慮到，相當於圖6的波形的每一 結構部的區P之電力係藉著LED橋接電路10的整流操作 由發光二極體DL予以消耗，然而相當於剩餘空白部的區 Q之電力係由負載電阻器RL予以消耗。 依據以上參考圖4至6所述之本實施例的LED驅動方 塊1的配置，這係可能例如將AC電壓AC直接輸入至LED 驅動方塊1以驅動發光二極體DL來發出光。換言之，AC 供電器係直接施加至LED驅動方塊1以驅動LED驅動方塊 1來發出光。此意指例如，以上參考圖20所述之DC-DC轉 換器可被消除以驅動發光二極體DL來發出光。再者，因 爲二極體串列電路20相當於習知照明設備中之LED串列 電路130，可考慮到，LED橋接電路10可管理用於相當於 習知照明設備之四個LED串列電路13之發光二極體DL的 發光之驅動。 自此，當相較於使用習知LED驅動方塊之設備的電 路尺寸時，本實施例的LED驅動方塊1被使用於照明（作 爲光源）之設備的電路尺寸可明顯地減小。結果，成本、 電力消耗等等之降低亦可被預期。 然而，AC電壓AC具有相當低的頻率，例如50HZ， -18- (16) (16)1344118 作爲交流供電。因此，當AC電壓AC被輸入作爲如圖4所 示之AC電壓時，發光二極體DL的光的發出及未發出被 重複在相當於AC電壓AC的週期之相當慢的時序。因此 ，當發光二極體DL的光的發出係各別地審視時，人類的 眼睛不會注意到，發光二極體DL不斷地發出光，而看起 來好像如果發光二極體DL週期性地閃爍。然而，於例如 LCD設備之諸如背光之照明設備（光源）中，不斷地發出光 係需要的。 然而，已被確認到，如上述之此種閃燦依據發光二極 體DL的配置方式而降低至沒有問題之程度，諸如例如一 配置，其中在AC電壓AC具有正極性之週期內發出光之 此些發光二極體DL及在AC電壓AC具有負極性之另一 週期內發出光之此些發光二極體DL係相鄰配置。如上述 之此種閃爍可藉由發光二極體DL與可保持發光之螢光材 料的結合而消除。 本實施例的照明設備的基板配置係諸如以上參考圖4 至6所述。實際上，然而，這是難以在本條件下將圖4所示 的電路配置照其原樣地放入實際使用。理由係以下參考圖 圖7A及7B所述。 關於本發明實的LED驅動方塊1，爲方便說明，在圖 5的電路圖案的方式之後，圖7A及7B解說形成LED橋接 電路10之二極體串列電路20-1、20-2、20-3及20-4及負載 電阻器RL的連接關係。再者，假設，圖7A及7B中，一 個二極體串列電路20係藉由串聯地連接34發光二極體DL0 -19- (17) (17)1344118 至DL33所形成的。 首先如圖7A所示，在AC電壓VAC具有正極性之週 期內，整流電流Irt沿著二極體串列電路20-1—負載電阻 器RL—二極體串列電路20-3的路徑而流動，而不會流經 二極體串列電路20-2及20-4。實際上，然而，當整流電流 Irt沿著上述流動時，漏電流ILEAK於其極性相反方向流 經串聯地連接於二極體串列電路20-2及20-4之發光二極體 DL。換言之，漏電流ILEAK沿著流動之二極體串列電路 20-2—負載電阻器 RL—二極體串列電路20-4的路徑被形 成。 發光二極體的漏電量係相對地高，且，此裝置中的漏 電量之分散亦高。因此，施加至形成二極體串列電路20的 發光二極體DL之電壓的部份電壓變得不穩定，以回應上 述的漏電量之分散。發光二極體DL然後等效地具有隨著 漏電流減小而增加之阻抗値。換言之，較高電壓係由漏電 流所施加至具有較低漏電流之發光二極體DL。

形成圖7A所示的二極體串列電路20-4之發光二極體 DL0至DL33係等效地標示爲對應於圖7B中之各別漏電量 之電阻RdO至Rd33。在此，假設例如，漏電流ILEAK流 經二極體串列電路20-4，且，電阻RdO具有高於其它電阻 Rdl至Rd33的阻抗値的總和之阻抗値。實際上，這是流經 發光二極體DL0至DL33中的發光二極體DL0之漏電流 ILEAK的量明顯地小於其它發光二極體DL1至DL33的漏 電流量之例子。於此例中，例如通過電阻RdO之電壓VdO -20 - (18) Ϊ344118 係高於電阻Rdl至Rd33的串聯連接的電壓Vdl至Vd33。 . 如如剛才所述的此種情況的實際例子，低於耐電壓之反向 電壓係施加至來自發光二極體DLO至DL33中的發光二極 體DL1至DL33之情況可能實際發生。假設，高於耐電壓 之反向電壓係施加至發光二極體DLO。於此例中，發光二 極體DLO係被超過其耐電壓的電壓所燒燬。 明顯地自以上所述，從發光二極體的耐電壓係低之理 φ 由’這是難以照其原樣使用圖4所示的配置用於照明。然 而’依據以上參考圖7B的說明，例如，如果具有對漏電 流非常低阻抗値之元件被包括於二極體串列電路20，則考 慮到施加至其它元件之反向電壓係非常低。自此，如果二 極體串列電路20係形成使得具有相對於漏電流的高阻抗値 之元件係包括於串列電路，則低於耐電壓之反向電壓施加 至剩餘發光二極體DL之狀態可藉由具有高阻抗値的元件 所獲得的明顯壓降而穩定地獲得。 • 基於此’如本實施例的實際照明設備，LED驅動方塊 1係以如圖8所示的方式予以配置。 參考圖8’依據本實施例的實際照明設備所示，每一 二極體串列電路20包括至少一個整流二極體Do。在此， 整流二極體Do係以相同極性連接至串聯連接發光二極體 DL的陽極側端。且，於二極體串列電路20-2，一個整流 二極體Do係以相同極性連接至串聯連接發光二極體DL 的陽極側端。 相對之下’於二極體串列電路20-3及20-4中，一個整 -21 - (19) (19)1344118 流二極體Do係以相同極性連接至串聯連接發光二極體 DL的陰極側端。 簡要地說，於本實施例中，每一二極體串列電路20係 配置使得一個整流二極體Do插入至整流二極體Do連接 至正輸入端子或負輸入端子之位置。 整流二極體Do原始地應用於整流，且不會發出光。 再者，通常，相較於發光二極體，整流二極體具有非常高 耐電壓特性。且，至於整流二極體流動於相反方向之漏電 流量係非常小。 .因爲具有上述性質之整流二極體Do被插入，經由二 極體串列電路20-1、20-2、20-3及20-4的每一者流動於相 反方向的漏電流ILEAK所產生之反壓Vd通過整流二極體 Do係非常高，如自以上參考圖7的說明所認知。因爲藉由 整流二極體Do的反向電壓的明顯壓降以此方式發生，將 施加至剩餘發光二極體DL的每一者之反向電壓係充份地 減小至小於發光二極體DL的耐電壓之此種程度。 簡要地說，即使AC電壓AC係直接施加，發光二極 體完全不會被高於其耐電壓的電壓所燒燬。因此，充份實 用的LED驅動方塊1被獲得。 應注意到，如果在取決於輸入作爲驅動電力的AC電 壓的位準中之平衡、發光二極體DL的總壓降及負載電阻 器之最大數量內，包括於LED橋接電路10之發光二極體 DL的數量可隨意地設定。附帶地說，強調在效率上，負 載電阻器R L的阻抗減小至儘可能地低，然而儘可能大量 -22 - (20) (20)Ϊ344118 的發光二極體DL可設於二極體串列電路20-1至20-4的每 —者中。 再者，雖然基本上發光二極體DL及整流二極體Do 的數量係在二極體串列電路20-1至20-4中分別地設定相等 ，在某些情況下，它們在二極體串列電路20-1至20-4中可 以是不同。 圖9所示基於具有以上參考圖8所述的配置之LED驅 動方塊1而使用R、G及B用的發光二極體以獲得白光之 照明設備（光源）的基本結構的實例。 參考圖9，顯示有 LED驅動方塊1-R用於紅色（R)、 LED驅動方塊1-G用於綠色（G)及LED驅動方塊1-B用於 藍色（B)。LED驅動方塊1-R、1-G及1-B具有相似於圖8所 示的LED驅動方塊1之基本配置。因此，於所有的LED驅 動方塊1-R、1-G及1-B中，整流二極體Do被輸入於二極 體串列電路20-1至20-4的每一者中。 然而，於LED驅動方塊1-R中，僅紅色（R)用之紅色 發光二極體DL-R被使用於串聯連接於二極體串列電路20-1至20-4的毎一者中之發光二極體。同樣地，LED驅動方 塊1-G包括僅綠色（G)用之綠色發光二極體DL-G，且， LED驅動方塊1-B包括僅藍色（B)用之藍色發光二極體DL-B。再者，可變負載電阻器RLV被使用作爲包括於LED 驅動方塊卜R、1-G及1-B的每一者中之負載電阻器。

以此方式形成之LED驅動方塊1-R、1-G及1-B係並 聯連接至AC電壓AC。換言之，LED驅動方塊1-R、1-G -23 - (21) (21)1344118 及卜B係連接以使 AC電壓 AC的正線及負線係連接至 LED驅動方塊1-R、1-G及1-B的每一者中之LED橋接電 路10的正輸入端子及負輸入端子。 依據如上述之此種配置，LED驅動方塊1-R接收AC 電壓AC作爲對其的輸入，且利用LED橋接電路10實施整 流操作。結果，形成LED橋接電路10用於紅色之發光二 極體DL-R被驅動以發出光。同時，亦於LED驅動方塊ΙΟ 中， LED 橋 接電路 10實施整 流操作 ，然 而形成 LED 橋 接電路10用於綠色之綠色發光二極體DL-G被驅動以發出 光。亦於LED驅動方塊1-B中，LED橋接電路10實施整流 操作，然而形成LED橋接電路10用於藍色之藍色發光二 極體DL-B被驅動以發出光。 因爲相當於R、G及B的顏色之發光二極體DL係以 此方式同時驅動以發出光，R、G及B的光係附加混合以 獲得白光。 而且，於LED驅動方塊1-R、1-G及1-B的每一者中 ，可變負載電阻器RLV被插入作爲如上述之負載電阻器 。藉由改變可變負載電阻器 RLV(改變整流電壓 Vrt)， LED橋接電路10的發光二極體DL的發光量被改變。特別 地，如果可變負載電阻器RLV的阻抗値減小，則流經 LED橋接電路10的整流電流（亦即，發光二極體DL的驅 動電流）增加，且發光二極體DL的發光量亦增加。如果可 變負載電阻器RLV的阻抗値增加，則流經LED橋接電路 10的整流電流減小，且發光二極體DL的發光量亦減小。 -24 - (22) 1344118 於圖9的配置中，發光二極體DL的發光量的調 獨立地實施用於LED驅動方塊1_R、1-G及1-B的每 。換言之，發光二極體DL的發光量可被獨立地調整 R、G及B的顏色的每一者。此意指，於白光或類似 色調的調整中，光量調整係可能用於形成的白光之I 及B的顏色光的每一者。至於白光等等的色調的調整 係足夠調整R、G及B的每一色之光量。將此列入考 本實施例的照明設備亦配置使得LED驅動方塊1-R、 及1-B的每一者中之負載電阻器被形成以作用如可變 ’以使光量調整可獨立地實施用於R、G及B的顏色 —者。 應注意到，圖9所示的配置完全係基本配置，其 使用R、G及B用的發光二極體之本實施例的照明設 之微小單元以獲得白光。例如，如果形成可被實際使 照明設備所需之R、G及B的每一者中之發光二極體 量不能被確定使用LED驅動方塊1，然後LED驅動方 R、1-G及1-B可視實際需求來適當地加入。而且， 例中將被加入之LED驅動方塊1的每一者可被提供 LED橋接電路1〇的正輸入端子及負輸入端子係以相似 9之連接方式分別地連接至AC電壓AC的正線及負線

再者，將被設於照明設備之LED驅動方塊1-R、 及1-B的數量不需相等。例如，LED驅動方塊卜R、1-1-B的數量可依據關於R、G及B的發光效率之間的 相互不同。再者，設於LED橋接電路10之發光二極I

整係 一者 用於 光的 I、G .其 慮， 1-G 電阻 的每 使得 備中 用的 的數 塊1-於此 使得 於圖 〇 1-G _G及 差而 [DL -25 - (23) (23)1344118 及整流二極體Do的數量可以是不同在數個LED驅動方塊 1之間。 圖10顯示關於負載電阻器形成作爲圖9所示的照明設 備中之光量的調整用的可變電阻的技術槪念之更實際配置 〇 參考圖10，爲方便解說及說明，顯示有LED驅動方 塊1係連接至AC電壓AC之電路圖。應注意到，具有圖10 所示的配置之LED驅動方塊1實際上提供給如圖9所示之 R、G及B的每一者。 圖10所示的LED驅動方塊1包括驅動電流控制電路3 〇 驅動電流控制電路3包括由以橋接連結連接的四個*一 般整流二極體所形成之橋接整流電路Di。橋接整流電路 Di的正輸入端子及負輸入端子係連接至AC電壓AC的正 線及負線。再者，橋接整流電路Di的正輸出端子係經由 電阻R21及電容器C1而連接至LED橋接電路10的負輸入 端子。橋接整流電路Di的負輸出端子係經由電阻R20而 連接至LED橋接電路10的負輸入端子。因爲橋接整流電 路Di係以此方式而連接，橋接整流電路Di接收AC電壓 AC作爲輸入且整流AC電壓AC。橋接整流電路Di的整 流輸出係藉由電容器C1予以平滑化，且，DC電壓Vcc被 獲得作爲通過電容器C1的電壓。此例中之DC電壓 Vcc 具有藉由電阻R20及R21之壓降與AC電壓AC的位準的 差的位準。DC電壓Vcc係連接至操作放大器2的正供電。 -26 - (24) (24)1344118 操作放大器2的負供電係連接至LED橋接電路1〇的負輸出 端子（接地電位）。 利用電阻R22及R23分割電壓値作爲光量資訊所獲得 之電壓被輸入至操作放大器2的反輸入端子。應注意到’ 光量資訊可自所設置的感光器或類似物所獲得以檢測設於 相同LED驅動方塊1之發光二極體DL的發光量。參考電 壓Vref係輸入至操作放大器2的非反輸入端子。於此例中 ，時間常數電容器C2 1用於驅動電流控制電路3的敏感度 的調整係連接平行於電阻R2 3。 操作放大器2的輸出係連接至插在負載電阻器RL及 LED橋接電路10的負輸出端子間之電晶體Q1的閘極。 於以如上述方式形成之驅動電流控制電路3中，操作 放大器2比較作爲光量資訊之電壓値與參考電壓Vrei，且 基於對於電晶體Q 1的閘極之差而施加電壓位準。電晶體 Q 1改變電流量以流動在其汲極及源極之間，以回應閘極 電壓的應用。換言之，電晶體Q1改變流經LED橋接電路 10的整流電流Irt的位準（發光二極體DL的驅動電流）。特 別地，等效於圖9中之負載電阻器的電阻値（RLV)的變化之 控制被實施，且因此，發光二極體DL的發光量係可變地 控制。 於如上述之控制迴路的配置，如果相當於預先設定用 於LED驅動方塊1中的發光二極體DL之所需發光量的値 被設定成將由操作放大器2輸入的參考電壓Vref，然後發 光二極體DL的發光量係由驅動電流控制電路3的操作予 -27 - (25) 1344118 以控制使得所需發光量可被獲得。例如，如果圖9所示之 LED驅動方塊1-R ' 1-G及卜B形成有圖1〇所示之配置以及 LED驅動方塊1-R、1-G及卜B的每一者中之操作放大器2 的參考電壓Vref被設定以回應決定來獲得所需白光之R 、〇及B的顏色的每一者之發光量，然後紅色發光二極體 DL-R、DL-G及DL-B的光量控制被實施於LED驅動方塊 1-R、1-G及1-B的每一者使得最佳白光可一直被獲得。 φ 附帶地，稱爲傳導角度控制或相位控制之控制方法被 熟知爲用於AC電力之可變控制系統。傳導角度控制之配 置係參考圖11予以說明。 參考圖11，傳導角度控制電路4被顯示爲實施傳導角 度控制之電路部位。爲了簡化解說及說明，一實例，其中 白熾燈係使用作爲AC電力供應的負載。如習知技術所熟 知，藉由傳導角度控制之AC電力控制通常係有效用於電 阻負載以及白熾燈。 φ 此例中之傳導角度控制電路4包括AC插座4a，其插 入於AC電壓AC的相反極性的線的一者（於圖U，於正極 性的線）。如果連接至白熾燈30的燈絲之AC插頭係插入 至AC插座4 a，然後白熾燈3 0的燈絲係作爲負載而插入 AC電壓AC的線。 可變電阻器VR及時間常數電容器ct的串聯電路係 連接在插入AC插座4a(負載）之AC電壓AC的正線及AC 電壓AC的負線之間。可變電阻器VR及時間常數電容器 C t間的節點係經由觸發二極體d t g而連接至三端雙向可 -28- (26) (26)1344118 控矽元件TRC的閘極（G)。三端雙向可控矽元件TRC係在 其端子T1連接至AC電壓Ac的負線。三端雙向可控矽元 件TRC係在其另一端子T2經由AC插座4a(負載）連接至 AC電壓AC的正線。 如果正或負觸發脈衝ptg被施加至三端雙向可控矽元 件TRC的閘極（G)，然後三端雙向可控矽元件TRC係在其 端子T1及T2之間自斷開狀態切換成接通狀態。在三端雙 向可控矽元件TRC係接通在其端子T1及T2間之後，AC 電壓AC係供應至連接至AC插座4a之負載（白熾燈30的 燈絲）。 此時，AC電壓AC亦即，AC電壓係施加在三端雙向 可控矽元件TRC的端子T1及T2之間。雖然AC電壓在一 個週期內顯示零交越在0° 、180°及360° ，每當三端雙 向可控矽元件TRC的端子T1及T2間之電壓差整於〇伏特 (volt)以回應零交越狀態時，已於接通狀態之三端雙向可 控矽元件TRC斷開。其後，三端雙向可控矽元件TRC保 持斷開狀態直到觸發脈衝ptg被施加於其閘極（G)之後。 於此例中，觸發脈衝係自觸發二極體Dtg輸出的。 觸發二極體Dtg係當高於取決於觸發二極體Dtg的類 型的轉折電壓之電位差被施加在其端子之間時之具有脈衝 的形式的轉折電流流經之裝置，如習知技術中所熟知。再 者，觸發二極體Dtg係雙極裝置，如上述之此種操作係以 此雙極裝置獲得以回應AC波形。如果觸發二極體Dtg的 一個端子係以如圖11所示的此種方式連接至三端雙向可控 -29 - (27) (27)1344118 矽元件TRC的閘極（G)，基於如上述之具有脈衝形式的此 種轉折電流之三端雙向可控矽元件TRC的輸出係作爲觸 發脈衝ptg而施加至三端雙向可控矽元件TRC的閘極（G) 〇 然後，由可變電阻器VR及時間常數電容器Ct的串 聯連接形成之時間常數電路作用如改變時序之電路，在此 時序中，高於轉折電壓之電位差將被施加至觸發二極體 Dtg。 觸發二極體Dtg的另一端子係連接至可變電阻器VR 及時間常數電容器Ct間之節點。因此，作爲施加至觸發 二極體Dtg之AC電壓，AC電壓AC的相位被移位以回應 時間常數電路（VR、Ct)的時間常數。再者，可變電阻器 V R的電阻値被改變以變化時間常數電路的時間常數，藉 此改變相對於AC電壓AC將施加至觸發二極體Dtg之AC 電壓的相位移位量。爲回應相位移位量的改變，自觸發二 極體Dtg輸出的觸發脈衝ptg之時序亦相對於AC電壓 AC的週期時序而改變。 圖12(a)至12(d)簡要地解說AC供電器以回應觸發脈 衝Ptg的輸出時序的電力控制。於圖12(a)至12(d)中，AC 電壓AC的一個週期之正弦波形被顯不。於任一正弦波形 中’由斜線表示之區代表三端雙向可控砂元件TRC接通 在其端子T1及T2之間的狀態。再者，由斜線所示之任何 區的面積表示將被施加至此負載的電力量如一週期內的比 -30- (28) 1344118 圖12(a)解說三端雙向可控矽元件TRC在AC電厘 的一個週期內係穩定地接通在其端子T1及T2之間的 。於此例中’可考慮到’ AC電壓AC的電力係100% 至此負載。雖然未顯示於圖12(a)，此例中之觸發脈衝 係在零交越時序而輸出的，例如，相當於正弦波形的 (360。）及 180。。 在此假設，圖12(a)所述之狀態中，時間常數電路 、Ct)的可變電阻器VR的電阻値被改變以使觸發脈衝 的輸出時序自AC電壓AC的零交越時序延遲達某一 量。 換言之，假設，觸發脈衝ptg的輸出時序係自0° 180° )逐步地延遲如圖12(b)、l2(c)及12(d)中之觸發 ptg所示。

如上述，三端雙向可控矽元件TRC在施加觸發 ptg之時序接通之後，三端雙向可控矽元件TRC在 T1及T2間的電位差後來等於0之時序斷開（亦即，AC AC的零交越時序）。因此，當觸發脈衝ptg的輸出時 自〇°成功地延遲時，三端雙向可控矽元件TRC顯示 狀態在其端子T1及T2間以供應電力至負載之週期亦 ’如圖12(a)、12(b)及12(c)所示。可見到，當供電減 ，在AC電壓AC的一個週期內供應至負載之AC電 亦減小。附帶地，圖12(b)、12(c)及12(d)解說 AC電 供應量分別爲90% 、50%及10%之電力控制。當AC 的供應量係50%如圖l2(c)所示時，觸發脈衝ptg係正 i AC 狀態 施加 ptg J 0〇 -(VR ptg 固定 (及 脈衝 脈衝 端子 電壓 序係 一個 減小 小時 力量 力的 電力 在90 -31 - (29)1344118 ° (或270° )的輸出時序而輸出的。爲此而回應，對 載之電力供應週期（在端子T1及T2間之週期）係自90 180° (及270°至360° )之週期。 再者，如果圖12(a)至12(d)所述之傳導角度控制 被施加至圖11所示之配置，則白熾燈30顯示最大發光 且發出最亮的光於圖12(a)的控制狀態。然後，當供 以圖l2(b)、12(c)及l2(d)的控制狀態的順序而減小時 熾燈30的發光量亦減小且此亮度亦減弱。 且，本實施例的LED驅動方塊1接收AC電力的 ，且驅動發光二極體DL以發出光。因此，可考慮到 爲圖11所示的傳導角度控制電路4的配置被提供，發 極體D L的發光量可藉由A C電力控制予以控制。 圖13顯示圖11所示之傳導角度控制電路4的配置 本實施例的LED驅動方塊1中之電路配置。例如，圖 示之LED驅動方塊1包括具有相同如圖4所示且連接3 電壓 AC的配置之傳導角度控制電路4。再者，LED 電路10的正輸入端子及負輸入端子係連接至AC插座· 位置，此位置係顯示如圖11中的AC插頭31將被插入 置。因此，LED驅動方塊1的傳導角度控制可藉由使 LED橋接電路10及可變負載電阻器RLV形成作爲一 的電路之傳導角度控制電路4所實施。 如果如圖13所示的配置被應用，藉由改變傳導角 制電路4的可變電阻器VR的電阻値，將供應至包括 橋接電路10及可變負載電阻器RLV且作爲負載的電 於負 。至 狀態 量， 電量 ，白 供應 ，因 設於 13所 i AC 橋接 U的 之位 用由 負載 度控 LED 路部 32 - (30) (30)1344118 位之 AC電力量依據以上參考圖12(a)至12(d)所述之原理 予以變化。結果，形成LED橋接電路10之發光二極體DL 的發光量被改變。 再者，於圖13所示之配置中，因爲可變負載電阻器 RLV係依據圖9的配置而使用作爲負載電阻器，藉由可變 負載電阻器RLV的改變之發光二極體DL的發光量控制亦 可同時實施。應注意到，圖10所示的驅動電流控制電路3 可取代可變負載電阻器RLV而設置。 圖14(a)及14(b)簡要地解說一例子之供電的狀態，在 此例中，藉由圖13的LED驅動方塊1所實施的傳導角度控 制電路4之可變負載電阻器RLV及AC電力控制的兩者變 化係以如圖12(a)至12(d)中的相似方式予以使用。 圖14(a)及14(b)分別地解說藉由傳導角度控制電路4的 AC供電控制之50%及10%的供電狀態。在此，可變負載 電阻器RLV的電阻値的某一參考値係由RV表示。在參考 値RV被設定作爲可變負載電阻器RLV的電阻値之處，相 當於圖14(a)及14(b)的每一者的破折線所示之正弦波形的 區之電力供應被實施。然而，例如，如果可變負載電阻器 RLV的電阻値係自參考値RV減小，則整流電流Irt增加 以回應可變負載電阻器 R LV的電阻値的減小，且，將由 二極體串列電路20所消耗之電力量增加。自圖14(a)及 14(b)，可認知到，如果可變負載電阻器RLV的電阻値係 設在1/2的參考値RV，則每單位時間之供電量增加至大到 二倍。此時，發光二極體DL的發光量亦增加以回應電力 -33- (31) (31)1344118 供應量。 以此方式，本實施例的LED驅動方塊1可實施具有包 括藉由負載電阻器RL(RLV)的變化的驅動電流量的變化及 藉由傳導角度控制的電力量控制的兩自由度之控制作爲發 光二極體DL的光量控制。因此例如，用於獲得各LED驅 動方塊1所需的發光量之調整被促成。 再者，例如，習知照明設備具有DC電壓係由DC-DC 轉換器所產生以獲得定電流，然後光量係藉由如以上參考 圖21所述的PWM控制予以調整。換言之，DC-DC轉換器 亦需要用於光量控制。相對之下，於本實施例中，藉由傳 導角度控制之光量控制被實施以取代脈衝寬度的控制。依 據傳導角度控制，交流電流的波形被控制作爲控制的目的 。因此，一次側上的控制係可能，亦如圖13中所示。藉由 負載電阻器的改變之整流電流Irt的變化基本上亦改變一 次側上之負載電阻器RL的値，而且，用於實施等效於負 載電阻器RL的改變的控制之配置可由一小量的如同圖10 的驅動電流控制電路3的部件所形成的。自此，依據本實 施例，即使用於控制發光二極體DL的發光量之配置被加 入，當相較於DC-DC轉換器被設置的例子，電路尺寸明 顯地減小。因爲DC-DC轉換器包括從變壓器開始之具有 大尺寸及超重的部件，實際電路的尺寸及重量與成本降低 之減小的功效係明顯地。再者，因爲發光二極體D L的光 量控制係實質直接地實施在一次側上，電力轉換的損失亦 減小。 -34- (32) 1344118 應注意到，傳導角度控制電路可被配置使得觸發脈衝 . ptg的輸出時序係由控制部位（CPU :微電腦）所控制。符 合此傳導角度控制電路之傳導角度控制電路4A的配置係 顯示於圖15中。 參考圖15，於所顯示之傳導角度控制電路4A中，電 阻器RL1係連接於AC電壓AC的極性的一者的線（於圖15 爲正線）。於本實施例的 LED驅動方塊1的例子中，電阻 φ 器RL1表示致使電力的供應的目的之負載，且，於圖13的 例子中，由 LED橋接電路10及負載電阻器RL(RLV)所形 成之整流電路系統係連接以取代電阻器RL1。 再者，電阻器Rs及電容器Cs的串聯連接電路係經由 電阻器RL1及AC電壓AC的負線插在AC電壓AC的正線 之間。再者，三端雙向可控矽元件TRC係在其端子T2經 由電阻器RL1而連接至AC電壓AC的正線，且在其另一 端子T1連接至AC電壓AC的負線。 • 再者’光三端雙向可控矽耦合器41的光三端雙向可控 矽元件係在其一端經由電阻器Rt連接至電阻器RL1，且 在其另一端經由電阻器Rg連接至AC電壓AC的負線。 三端雙向可控矽元件TRC的閘極（G)係連接至光三端雙向 可控矽元件及電阻器Rg間之節點。 光三端雙向可控矽耦合器41的光電二極體係在其節點 經由電阻器Rb連接至預定位準的DC供電器，且在其陰 極經由開關S W連接至接地。開關s W係藉由自控制部位（ 未顯示）輸出的開關οη/off控制信號s 1所控制在接通及斷 -35 - (33) 1344118 開之間。 . 例如，控制部位實施諸如AC電壓AC的波形的成形 之預定過程以檢測零交越時序。然後，控制部位在對應至 觸發脈衝ptg的時序而控制開關SW的〇n/off以回應參考 檢測的零交越時序之所需電力量。因此，於光三端雙向可 控矽耦合器41中，脈衝狀信號係自光電二極體傳輸至光三 端雙向可控矽元件，使得光三端雙向可控矽元件係以脈衝 φ 狀方式成爲導體。此時，觸發脈衝ptg係施加至三端雙向 可控砂元件TRC的閘極。施加的觸發脈衝ptg之三端雙 向可控矽元件TRC以如以上參考圖12(a)至12(d)所述的此 種方式操作。於此方式中，依據圖15所示之配置，AC供 電量的控制係藉由控制部位所實施。因此，此配置可被採 用於以下例子，例如，這是難以使圖1 3的傳導角度控制電 路4的時間常數電路（VR、Ct)滿足觸發脈衝ptg的輸出時 序之所需的準確性。 φ 圖16顯示可應用至本實施例的LED驅動方塊1之發光 二極體的光量控制之控制迴路的配置之實例。 於此例中，設於LED橋接電路10之發光二極體DL的 發光量係由感光器1 5 0檢測如電流，且，電流對電壓轉換 係藉由I-V放大器151實施於電流。再者，合成電壓係藉 由A/D轉換器152轉換成數位値，且其本身輸出至控制部 位 1 4 0 〇 控制部位140基於如輸入至其上的光量資訊之電壓値 及存於§5憶體1 5 3之光量控制資料而獲得用於控制驅動電 -36 - (34) (34)1344118 流控制電路3之控制値及用於控制傳導角度控制電路4的另 一控制値。然後，控制部位1 4 0基於此控制値來控制驅動 電流控制電路3及傳導角度控制電路4。驅動電流控制電路 3的控制例如爲將輸入至操作放大器2之參考電壓 Vref的 變化。再者，作爲傳導角度控制電路4的控制，可變電阻 器V R的電阻値係可變地控制以改變時間常數電路（V R、 Ct)的時間常數。或者，圖5所示的傳導角度控制電路4A 的配置可被採用來控制開關S W的on/off時序。 因此，LED驅動方塊1的發光二極體DL的發光量控 制被控制使得發光量控制可一直係適當的。 如上述，依據習知照明設備，以上參考圖21及22所述 之此種上述之發光二極體DL的此種發光控制涉及利用 DC-DC轉換器轉換成定電流及PWM控制的應用。 相較之下，本實施例中，發光二極體DL的發光量控 制可藉由驅動電流控制及傳導角度控制在一次側上予以實 施。控制部位僅可控制驅動電流控制及傳導角度控制之參 數。 於先前所述，其敘述及說明，本實施例的LED驅動 方塊1以輸入至其上之AC電壓而操作。然而，這是可能 以不同方式將除了 AC電壓AC外之交流電流輸入至LED 驅動方塊1以致使操作。換言之，這係可能使LED驅動方 塊1以除了輸入至其上的商業AC電壓的AC電力來操作。

尤其例如，商業用AC電壓AC係以如圖17所示的此 種方式藉由AC-DC轉換器50(或整流平滑電路）轉換成DC -37- (35) (35)1344118 電壓。然後，AC-DC轉換器50的輸出係輸入至DC-AC轉 換器51使得，例如，高於AC電壓AC的頻率之預定頻率 的AC電力係自DC-AC轉換器51而輸出的。LED驅動方 塊1接收且以AC-DC轉換器50的輸出作爲對其輸入來予以 操作。以此方式之具有依據高頻的AC電力之LED驅動方 塊1的驅動提供以下優點，因爲重複用於交流電力的一個 半波的每一區間之發光二極體DL的發光/非發光的週期係 更短，發出的光的閃爍可隨時消除。 應小心注意到，即使AC-DC轉換器50及DC-AC轉換 器的配置被設置如圖17所示來驅動被採用之LED驅動方 塊1，當相較於習知配置時，電路尺寸的減小的功效未受 損失。依據習知照明設備，這係需要提供DC-DC轉換器 用於如以上參考圖20所述之每一 LED串列電路。相較之 下，於本實施例的照明設備中，習知的照明設備之LED 驅動方塊相當於二極體串列電路20-1、20-2、20-3及20-4 ’每一二極體串列電路20-1、20-2、20-3及20-4係形成 LED橋接電路之橋接連接單元。扼要來說，可簡單地考慮 到，單一 LED驅動方塊1可供應電力至習知照明設備的四 個二極體串列電路。再者’如圖9所示，於本實施例中， 數個LED驅動方塊1可平行連接至共同AC輸入供電器且 使用於此狀態。因此，亦在圖17的配置下，數個DC-AC 轉換器的輸出連接至其上作爲AC輸入供電器之LED驅動 方塊1可被設置。扼要來說’於本實施例中，實質上，數 個LED串列電路可被連接至單一電力轉換系統（AC-DC轉 -38 · (36) (36)1344118 換器50及DC-AC轉換器）。於此方面，LED串列電路係不 同於習知照明設備之DC-DC轉換器。 使用上述的本實施例的LED驅動方塊1之照明設備的 可能應用的一者係將使用於未被使甩諸如LCD面板的自 發光的顯示裝置之光源（光源部位）。如剛說明之此種光源 設備通稱爲背光》 使用本實施例的LED驅動方塊1之背光可例如，於以 下方式來配置。 首先，一般要求，顯示裝置的背光發出白光。因此， 作爲不同類型的發光二極體，符合R、G及B的顏色之發 光二極體係必要的。然後，依據實際背光面板的尺寸所需 之數個R、G及B用的發光二極體被製備且以考慮到不同 條件所決定之適當配置圖案附接至作爲背光面板的基板。 然後，發光二極體DL被使用來形成如用於R、G及 B的每一者的發光二極體的LED驅動方塊1之電路，例如 ，如圖9所述。於此例中，將設於一個二極體串列電路20 之發光二極體的數量應考慮藉由發光二極體的串聯群、實 際配線、熱輻射、電力消耗及等等之壓降位準來設定。再 者，如上述，數個對應於R、G及B的顏色之LED驅動 方塊1-R、1-G及1-B可在實際需求下來設置。且，在配置 之此背光之處，一所需量的LED驅動方塊1-R、1-G及1-B 被設置。以此方式配置之背光係例如與LCD面板結合以 形成LCD影像顯示設備。 再者，基於本實施例的LED驅動方塊1之照明設備亦 -39 - (37) (37)1344118 可使用如除了背光外之光源。例如，這係可能使用照明設 備作爲光源，例如，用於將影像投射在螢幕上之投影機設 備。再者，這係可能使用照明設備不僅作爲用於如上述的 此種顯示設備之光源，而且作爲一般照明設備。且，在照 明設備係使用作爲一般照明設備之處，相較於習知技術的 電路尺寸的明顯減小及成本的減少之此種功效可被達成。 更者，這係可能配置發光二極體來表示適當文字，使得照 明設備可被使用作爲指示器。自以上所述，依據本發明， 隨意單一顏色或數個隨意顏色的發光二極體可依據應用予 以使用，而未限於R、G及B的光的三種原色。 再者，如果可取得足夠高的耐電壓的發光二極體之此 種情況於將來成爲可獲得，則這係可能配置具有圖4所示 的基本配置之依據本發明的照明設備。 雖然本發明的較佳實施例已使用特定用辭來說明，此 種說明僅用於解說目的，且，應瞭解到，修改及變化可被 製作而不會脫離以下請求項的精神及範圍。 【圖式簡單說明】 圖1A及1B係顯示使用於依據本發明的照明設備之橋 接整流電路之電路圖； 圖2係解說如圖1A及1B所示之橋接整流電路的操作 之波形圖： 圖3係顯示通用型整流平滑電路的配置的實例之電路 圖，此通用型整流平滑電路包括附加地設至橋接整流電路 -40 - (38) 1344118 之平滑電容器； . 圖4係顯示應用本發明之LED驅動方塊的基本配置之 電路圖； 圖5A及5B係解說當AC輸入電壓分別地爲正及負時 之圖4的LED驅動方塊的操作之電路圖； 圖6係簡要地解說圖4的LED驅動方塊的電力消耗之 波形圖； φ 圖7A及7B係解說圖4的LED驅動方塊之發光二極體 的漏電流所造成之反向電壓之電路圖： 圖8係顯示圖4所示之LED驅動方塊的配置之電路圖 ，然而具有適於實際使用的形式； 圖9係顯示照明設備的基本配置之電路圖，其中圖4所 示之LED驅動方塊被使用來獲得白光； 圖10係顯示圖4的LED驅動方塊的配置的實例之電路 圖，此LED驅動方塊附加地包括驅動電流控制電路； φ 圖11係顯示通用型傳導角度控制電路的配置之電路圖 > 圖12(a)至12(d)係解說藉著圖11所示之傳導角度控制 電路的AC電力控制之波形圖； 圖13係顯示圖4的LED驅動方塊的配置的實例之電路 圖，此LED驅動方塊附加地包括傳導角度控制電路； 圖14(a)及14(b)係解說圖4的LED驅動方塊的發光量 控制之波形圖，其中驅動電流控制及傳導角度控制的兩者 被使用； -41 - (39) 1344118 圖1 5係顯示傳導角度控制電路的配置的另一實例之電 路圖； 圖16係顯示用於控制圖4的LED驅動方塊中之發光二 極體的發光量之控制迴路的配置之電路圖； 圖17係顯示圖4的LED驅動方塊的配置的實例之電路 圖，其中LED驅動方塊係由除了商業用AC電力供應以外 之AC供電器所驅動； φ 圖18A及18B係顯示LED單元的構造的實例及使用來 形成習知背光之LED單元方塊之示意圖； 圖19係顯示習知背光面板的LED單元方塊的配置圖 案的實例之示意圖； 圖20係顯示用於驅動圖19所示的背光面板的發光二極 體之配置的實例之電路圖； 圖21係顯示用於發光二極體的發光量控制之習知配置 之電路圖；及 φ 圖22係顯示用於發光二極體之發光量控制迴路的習知 配置之電路圖。 【主要元件符號說明】 AC : AC電壓 C 1 : »電容器 C21 :時間常數電容器 C31 :電容器 C32 :電容器 -42 - (40) (40)1344118 C41 ·’電容器

Co :電容器

Cs :電容器

Ct =時間常數電容器

Dl、D2、D3、D4 :整流二極體

Di =橋接整流電路 DL :發光二極體 DL0至DL33 :發光二極體 DL-B :藍色發光二極體 DL-G :綠色發光二極體 DL-R :紅色發光二極體

Do :整流二極體

Dtg :觸發二極體 (G):閘極 ILEAK :漏電流 I LED :驅動電流 I r t :整流電流 LCD :液晶顯示器 LED :發光二極體

Lref :參考位準 0 P :操作放大器 P :區 P L G : A C插頭 ptg :正或負觸發脈衝 -43 - (41) (41)1344118 Q l :電晶體 Q 1 1 :電晶體 Q 1 2 :切換電晶體 R20 :電阻 R21 :電阻 R22及R23 :電阻 R 3 1 :電阻 R 3 2 :電阻 R 4 1 :電阻 R42 :電阻

Rb :電阻器

RdO至Rd33 ：電阻

Rg :電阻器 RL :負載 R L1 :電阻器 RLV :可變負載電阻器

Rs :電阻器 R t :電阻器 RV :參考値 S1 :開關on/off控制信號 SW :開關 tl及t2 :週期 TRC :三端雙向可控矽元件 V 1、V 2 :電位 -44 (42)1344118 VAC : AC電壓 Vcc : DC電壓 Vd :反壓

VdO至Vd33 ：電壓 Vf :壓降 VR :可變電阻器 Vref :參考電壓 V r t :整流電壓 1 -B : LED驅動方塊 1-G : LED驅動方塊 1-R : LED驅動方塊 1 :單一LED驅動方塊 2 :操作放大器

3 :驅動電流控制電路 4:傳導角度控制電路 4a : AC插座 4A :傳導角度控制電路 10 : LED橋接電路 13 : LED串列電路 20 :二極體串列電路 20-1、20-2 ' 20-3及20-4 :二極體串列電路 3 0 :白熾燈 3 1 : A C插頭 41:光三端雙向可控矽耦合器 -45 - (43) (43)1344118 50 : AC-DC轉換器 51 : DC-AC轉換器 100 :發光二極體單元 101: LED單元區塊 11 〇 :背光面板 120 : DC-DC轉換器 120-R、120-G 及 120-B: DC-DC 轉換器 130 : LED串列電路 131:取樣時序生產/切換驅動電路 1 3 2. : A N D 閘極 1 4 0 :控制部位 1 4 1 :位準移位電路 142 :感測器 150 :感光器 151 : I-V放大器 152 : A/D轉換器 1 5 3 :記憶體 154 :驅動器 -46 ·

Claims (1)

1344118 (1) 十、申請專利範圍 1. 一種照明設備，包含： 橋接整流電路，用於接收AC電壓作爲對其本身的輸 入，以及用於整流該AC電壓： 該橋接整流電路係由數個單元串列電路的橋接連接予 以形成，該單元串列電路的每一者係由數個發光二極體元 件的串列連接予以形成。 2. 如申請專利範圍第1項之照明設備，其中該單元串 列電路的每一者包括串聯連接至該數個發光二極體元件之 二極體元件’該二極體元件的預定耐電壓特性高於該發光 二極體元件的耐電壓特性。 3 ·如申請專利範圍第1項之照明設備，另包含： 負載電阻器，連接至該橋接整流電路的整流輸出：及 電流變化部位，用於改變流至該橋接整流電路之電流 量。 4. 如申請專利範圍第3項之照明設備，其中該電流變 化部位係藉由形成該負載電阻器作爲可變電阻器予以形成 〇 5. 如申請專利範圍第4項之照明設備，其中該電流變 化部位可變化地控制流至該橋接整流電路之電流量，以回 應該發光二極體元件的所檢測發光量。 6 ·如申請專利範圍第1項之照明設備，另包含用於可 變化地控制AC電壓的傳導角度之傳導角度變化部位。 7.如申請專利範圍第6項之照明設備，其中該傳導角 -47- (2) 1344118 度變化部位可變化地控制傳導角度，以回應該發光二極體 元件的所檢測的發光量。 8. —種影像顯示裝置，包含： 光源部位，用於發出作爲光源之光，爲了以該光顯示 影像： 該光源部位包括用於接收作爲對其本身的輸入之AC 電壓且整流該AC電壓之橋接整流電路； φ 該橋接整流電路係由數個單元串列電路的橋接連接予 以形成，該單元串列電路的每一者係由數個發光二極體元 件的串列連接予以形成。 9. 如申請專利範圍第8項之影像顯示裝置，其中該光 源部位包括符合於紅、綠及藍色之該發光二極體元件，且 合成符合於該色之該發光二極體元件的光，以發出白光。 -48 -