TWI433599B

TWI433599B - 交流發光二極體的操作方法

Info

Publication number: TWI433599B
Application number: TW99102586A
Authority: TW
Inventors: yu kang Lu
Original assignee: Lite On Electronics Guangzhou; Lite On Technology Corp
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2014-04-01
Also published as: TW201127196A

Description

交流發光二極體的操作方法

本發明係關於一種操作方法，尤指一種應用於交流發光二極體的操作方法。

隨著光電科技的不斷發展，發光二極體(Light Emitting Diode,LED)已大量應用於各種領域。其中，傳統LED晶片均以直流電源驅動，在以交流電為主的一般生活環境中使用時必須外加交流轉直流之控制電路以及降壓元件方可正常操作，如此不僅增加製造成本，操作效率亦隨之降低。因此，自2005年以來，陸續有廠商發表以交流電直接操作之發光二極體(AC LED)晶片。

由於交流發光二極體本身具有一啟動電壓，於交流驅動電壓超過啟動電壓時，交流發光二極體才開始導通發光。此時，驅動發光二極體之驅動電流則會因啟動電壓而變化成不同於正弦波波形的電流訊號，因此，使得交流發光二極體之驅動電流的測定發生困難。並且，由於交流發光二極體為電流驅動之元件，不同的驅動電流即會產生不同的發光亮度，於檢測與篩選交流發光二極體時，若是無法提供固定的驅動電流，會使得交流發光二極體的發光亮度產生差異，可能會影響產品品質。

第一圖所示為交流發光二極體的應用電路圖。

交流發光二極體的應用電路1具有一交流電源10、一交流發光二極體11以及一電阻12等元件以串聯的方式連接。交流電源10可提供驅動電壓以驅動交流發光二極體11發光，並可藉由電阻12調整流經交流發光二極體11之驅動電流。

第二圖所示為交流發光二極體的檢測電路圖。

檢測電路2為一交流電源10與待測交流發光二極體11串聯，並提供一交流驅動電壓及電流以進行測試。其中，需要於一固定的驅動電流條件基準上，才能夠對不同交流發光二極體11的發光亮度作檢測、篩選與分級的動作

傳統的交流發光二極體11的檢測方法，係為利用試錯法(try and error)的方式進行測試，其利用任意選擇一交流測試電壓，施加於檢測電路2以測得對應之測試驅動電流，且不斷地重複調整交流測試電壓測試，最終可得到一交流測試電壓對應預定的測試電流。

改良之交流發光二極體11的檢測方法，其係選擇一交流發光二極體11作為一標準並進行量測以測得一預設驅動電流(Irms)之峰值驅動電壓(Vp)再取得其峰值驅動電流(Ip)，最後，即可利用此峰值驅動電流(Ip)對其他的交流發光二極體11測試峰值驅動電壓(Vp)。但是，若是選擇作為標準的交流發光二極體11的電氣特性並非位於所有待測交流發光二極體11的電性特性分佈的中心點，則會造成量測數值的偏移。

因此，本發明之目的在於解決上述先前技術之不便。

本發明提出一種交流發光二極體的操作方法而可以用以預測該交流發光二極體工作於一預設驅動電流下之一電壓，進而可以進行後續操作。本發明之操作方法是將不同的驅動電壓施加於該交流發光二極體以得出不同的驅動電流，並透過一內插法計算出該交流發光二極體工作在該預設驅動電流下之預測電壓。本發明之操作方法亦可透過前述驅動電壓和驅動電流而得出該交流發光二極體的電流與電壓特性曲線，藉此亦可得出該交流發光二極體工作在該預設驅動電流下之預測電壓。

本案發明人提出本案之發明概念，本發明之機制係與公知技術截然不同，俾以提供一種交流發光二極體的操作方法，以促進產業升級。

因此，透過本發明之操作方法可以準確且快速地對大量的交流發光二極體進行檢測與後續相關操作，據此可以提供穩定的實際驅動電流以統一測試的基礎，並進行產品等級的篩選與分級的動作，提昇產品品質。

以上之概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了能進一步說明本發明為達成預定目的所採取之方式、手段及功效。而有關本發明的其他目的及優點，將在後續的說明及圖式中加以闡述。

第三圖所示為交流發光二極體工作於工作區的電流電壓特性曲線圖。

第四圖所示為根據本發明實施例之交流發光二極體的操作方法。

如第三圖所示，其中的兩條曲線分別對應不同電性特性的交流發光二極體11，其具有不同的驅動電壓與驅動電流的特性。由於一般交流發光二極體11工作於工作區的電流電壓特性(Irms-Vp curve)為一接近線性的曲線。因此，倘若假設其僅為簡單線性關係，在此線性關係的條件下，若是需要預測交流發光二極體11之固定的驅動電流與一驅動電壓的關係，僅需利用簡單的數學計算方法，配合上兩個參考驅動電壓與驅動電流的數值，即可求得。配合上此種假設，本發明可簡單利用一計算公式，計算得到一較為接近的驅動電壓或是驅動電流的數值，雖然其數值不完全正確，但是差距亦不大，可用以作為實際量測時的參考。

根據本發明之方法，可藉由如第二圖所示之交流電源10提供一第一驅動電壓(Vf1)，施加於交流發光二極體11的檢測電路2，即可量測對應於交流發光二極體11之一第一驅動電流(If1)，如步驟S41所示。其中，第一驅動電壓(Vf1)為一交流電壓訊號，以及第二驅動電流(If2)為一交流電流訊號。再藉由交流電源10提供一第二驅動電壓(Vf2)，施加於檢測電路2，即可量測得對應於交流發光二極體11之一第二驅動電流(If2)，如步驟S42所示，其中，第二驅動電壓(Vf2)為一交流電壓訊號，且其電壓不同於第一驅動電壓(Vf1)，以及第二驅動電流(If2)為一交流電流訊號。此外，根據前揭假設，由於交流發光二極體11導通於工作區後的驅動電流與驅動電壓之特性為一線性關係，即可利用內插法計算，可得到預設驅動電流(Irms)所對應之第三驅動電壓(Vrms)，如步驟S43所示，第三驅動電壓為交流發光二極體11工作在預設驅動電流(Irms)下之預測電壓，且此第三驅動電壓(Vrms)亦為一交流電壓訊號。

此外，利用此第三驅動電壓(Vrms)即可對其他所有具有相同電性特性的交流發光二極體11進行後續的操作，像是量測、測試或驗證，如步驟S44所示。而將此第三驅動電壓(Vrms)施加於交流發光二極體11所測得之實際驅動電流(Irms’)，可做為預設驅動電流與實際驅動電流的比對，以驗證測試條件的正確性。其中，若是測試條件維持正常，則實際驅動電流(Irms’)會與預設驅動電流(Irms)接近或相同。

本發明之第三驅動電壓(Vrms)與預設驅動電流(Irms)之對應之內插法的計算公式如下所示：

根據上述之計算公式，僅需提供一第一驅動電壓(Vf1)及第二驅動電壓(Vf2)對交流發光二極體11進行測試，並分別量測得第一驅動電流(If1)及第二驅動電流(If2)，即可利用上述之計算公式，與一預設驅動電流(Irms)進行比較，即可計算得到一第三驅動電壓(Vrms)。即可將此第三驅動電壓(Vrms)施加於交流發光二極體的檢測電路2以對其他具有相同電性特性之交流發光二極體11進行後續的特性測試等相關操作。

將此第三驅動電壓(Vrms)施加於交流發光二極體的檢測電路2，即可驗證交流發光二極體11之實際驅動電流(Irms’)與預設驅動電流(Irms)的差異。其中第一驅動電流、第二驅動電流以及實際驅動電流係為流經交流發光二極體11之電流。

換言之，根據本發明之交流發光二極體的操作方法，可利用交流發光二極體11導通於工作區之電流與電壓特性為接近於線性的關係，因此可將交流發光二極體導通於工作區之電流與電壓特性視為具有相同斜率的線性關係。即是，於此具有相同斜率的電流與電壓特性曲線中，可藉由任意兩點之第一驅動電壓(Vf1)及第二驅動電壓(Vf2)施加於交流發光二極體11，並量測得其對應之第一驅動電流(If1)及第二驅動電流(If2)。藉此，即可計算得到電流與電壓特性曲線的斜率為(If2-If2)/(Vf2-Vf1)。基於上述斜率且再根據第一驅動電壓(Vf1)、第一驅動電流(If1)與預設驅動電流(Irms)，即可計算出與上述之內插法相同的計算公式。

值得一提的是，第一驅動電壓(Vf1)及第二驅動電壓(Vf2)的設定，可依據交流發光二極體11之規格值的上下限，或是可用其他實驗的方法或是經驗法則來決定，例如：預設驅動電流(Irms)設定於20mA，驅動電壓(Vrms)應落於90Vrms的附近，即可依照經驗法則或是實驗數據，適當調整驅動電壓(Vrms)正負2Vrms作為第一驅動電壓(Vf1)及第二驅動電壓(Vf2)。且第一驅動電壓(Vf1)及第二驅動電壓(Vf2)可為固定數值或是依照不同交流發光二極體有不同的第一驅動電壓(Vf1)及第二驅動電壓(Vf2)的設定。並且，該第三驅動電壓(Vrms)位於該第一驅動電(Vf1)壓與該第二驅動電壓(Vf2)之間，而第一驅動電壓(Vf1)及第二驅動電壓(Vf2)的設定不應與第三驅動電壓(Vrms)差距過大，由於本發明藉由假設交流發光二極體11導通於工作區後的驅動電流與驅動電壓之特性為一線性關係。實際上，驅動電流與驅動電壓之特性僅是接近線性關係，因此，若是第一驅動電壓(Vf1)及第二驅動電壓(Vf2)的設定與第三驅動電壓(Vrms)差距過大，則可能造成較大的誤差。

如第1表所示，為利用此種操作方法對一定數量(於本例為150顆交流發光二極體)之交流發光二極體11進行驗證所得到的數據。可得到一定數量之交流發光二極體11所量測到的平均實際驅動電流(Irms’)為19.913mA，其最大值為20.6mA，最小值為19.5mA，標準差為0.1378，其中，預設驅動電流(Irms)設定於20mA。此數據較傳統的操作方法快速簡潔，並且比改良之操作方法準確許多，從誤差百分比僅為-0.43%可驗證出利用本發明之操作方法確實可使得實際驅動電流(Irms’)準確地落於預設驅動電流(Irms)的附近，並且不會產生如前述改良之操作方法之量測數據偏移的現象。

第1表所示為根據本發明之方法對一定數量之交流發光二極體驗證的結果統計。

如上所述，利用本發明之交流發光二極體的操作方法，可對大量的交流發光二極體11進行量測與測試等等操作，利用此方法對大量不同的交流發光二極體11各自施加一第三驅動電壓，即可達到提供一穩定的實際驅動電流(Irms’)的測試的目的，以統一測試的基礎，並進行產品等級的篩選與分級的動作，以達到提昇產品品質的目的。

惟，以上所述，僅為本發明的具體實施例之詳細說明及圖式而已，並非用以限制本發明，本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案所界定之專利範圍。

1．．．應用電路

2．．．檢測電路

10．．．交流電源

11．．．交流發光二極體

12．．．電阻

S41-S44．．．說明本發明實施例之交流發光二極體的操作方法

第一圖所示為交流發光二極體的應用電路圖。

第二圖所示為交流發光二極體的檢測電路圖。

S41-S44．．．說明本發明實施例之交流發光二極體的操作方法

Claims

一種交流發光二極體的操作方法，用以預測該交流發光二極體工作於一預設驅動電流下之一電壓，包括以下步驟：將一第一驅動電壓施加於該交流發光二極體，以測得一第一驅動電流；將一第二驅動電壓施加於該交流發光二極體，以測得一第二驅動電流；以及透過一內插法，根據該第一驅動電壓、該第一驅動電流、該第二驅動電壓、該第二驅動電流以及該預設驅動電流計算得出一第三驅動電壓，該第三驅動電壓為該交流發光二極體工作在該預設驅動電流下之預測電壓。
如申請專利範圍第1項所述之操作方法，其中該內插法之計算公式為：其中，Vrms為該第三驅動電壓；Vf1為該第一驅動電壓；Vf2為該第二驅動電壓；Irms為該預設驅動電流；If1為該第一驅動電流；以及If2為該第二驅動電流。
如申請專利範圍第1項所述之操作方法，其中該第一驅動電壓、該第二驅動電壓與該第三驅動電壓為交流電壓訊號，且該第一驅動電壓與該第二驅動電壓為該交流發光二極體之規格值的上限與下限。
如申請專利範圍第1項所述之操作方法，其中該第一驅動電流與該第二驅動電流為交流電流訊號，且該第一驅動電流與該第二驅動電流為一非正弦波波形，以及該第一驅動電流、該第二驅動電流係為流經該交流發光二極體之電流。
如申請專利範圍第1項所述之操作方法，更包含利用該第三驅動電壓對該交流發光二極體進行量測。
一種交流發光二極體的操作方法，用以預測該交流發光二極體工作於一預設驅動電流下之一電壓，包括以下步驟：將一第一驅動電壓施加於該交流發光二極體，以測得一第一驅動電流；將一第二驅動電壓施加於該交流發光二極體，以測得一第二驅動電流；根據該第一驅動電壓、該第一驅動電流與該第二驅動電壓、該第二驅動電流以計算出電流與電壓特性曲線之一斜率；以及根據該斜率、該第一驅動電壓、該第一驅動電流及該預設驅動電流以計算得出一第三驅動電壓，該第三驅動電壓為該交流發光二極體工作在該預設驅動電流下之預測電壓。
如申請專利範圍第6項所述之操作方法，其中該第三驅動電壓係由以下計算公式計算得出，該計算公式為：其中，Vrms為該第三驅動電壓；Vf1為該第一驅動電壓；Vf2為該第二驅動電壓；Irms為該預設驅動電流；If1為該第一驅動電流；If2為該第二驅動電流；以及(If2-If2)/(Vf2-Vf1)為該斜率。
如申請專利範圍第6項所述之操作方法，其中該第一驅動電壓、該第二驅動電壓與該第三驅動電壓為交流電壓訊號，且該第一驅動電壓與該第二驅動電壓為該交流發光二極體之規格值的上限與下限。
如申請專利範圍第6項所述之操作方法，其中該第一驅動電流與該第二驅動電流為交流電流訊號，且該第一驅動電流與該第二驅動電流為一非正弦波波形，以及該第一驅動電流、該第二驅動電流係為流經該交流發光二極體之電流。
如申請專利範圍第6項所述之操作方法，更包含利用該第三驅動電壓對該交流發光二極體進行量測。