TWI439170B - 可改善led裝置的使用率的驅動電路及相關的定電流調節器 - Google Patents

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Description

可改善LED裝置的使用率的驅動電路及相關的定電流調節器
本發明有關驅動電路，尤指一種可改善LED裝置發光效率的驅動電路及相關的定電流調節器。
許多使用LED裝置作為光源的傳統發光裝置需依賴交流電源提供的電力來驅動LED裝置，所以常會在電壓輸入路徑上設置電解電容，以提升LED裝置的發光效率。然而，電解電容的耐用時間通常較LED裝置短。一旦電解電容發生故障，傳統的發光裝置便無法正常運作。很明顯地，在發光裝置中設置電解電容不僅會對發光裝置的功率因數造成不良影響，還會降低發光裝置的可靠度(reliability)和耐用時間。
有鑑於此，如何有效提升發光裝置的功率因數和可靠度，並同時改善發光裝置中的LED裝置的使用率，實為業界有待解決的問題。
本說明書提供了一種用於驅動一LED陣列的驅動電路的實施例。該LED陣列包含有：一第一LED裝置、一第二LED裝置、一第三LED 裝置、一第四LED裝置、和一第一二極體裝置，其中該第二LED裝置連接於該第一LED裝置，該第四LED裝置連接於該第三LED裝置，且該第一二極體裝置連接於該第二LED裝置與該第三LED裝置之間。該驅動電路包含有：一第一定電流調節器，用於耦接在該第一LED裝置與該第二LED裝置之間；一第二定電流調節器，用於耦接在該第二LED裝置與該第三LED裝置之間；一第三定電流調節器，用於耦接在該第三LED裝置與該第四LED裝置之間；一第四定電流調節器，用於耦接在該第四LED裝置與一固定電位之間；以及一控制電路，耦接於該第一、該第二、該第三和該第四定電流調節器；其中當該第一、該第二、該第三、和該第四定電流調節器中的一目標定電流調節器的輸入電壓超過一對應的臨界電壓時，該目標定電流調節器會依據該控制電路的控制，將流經該目標定電流調節器的電流調降到一預定臨界值以下。
本說明書另提供了一種用於驅動一LED陣列的驅動電路的實施例。該LED陣列包含有：一第一LED裝置、一第二LED裝置、一第三LED裝置、一第四LED裝置、一第一二極體裝置、及一第一開關，其中該第二LED裝置連接於該第一LED裝置，該第四LED裝置連接於該第三LED裝置，該第一二極體裝置連接於該第二LED裝置與該第三LED裝置之間，且該第一開關(131)連接於該第三LED裝置與該第一LED裝置之間。該驅動電路包含有：一第一定電流調節器，用於耦接在該第一LED裝置與該第二LED裝置之間；一第二定電流調節器，用於耦接在該第二LED裝置與該第三LED裝置之間；一第三定電流調節器，用於耦接在該第三LED裝置與該第四LED裝置之間；一第四定電流調節器，用於耦接在該第四LED裝置與一固 定電位之間；以及一控制電路，耦接於該第一、該第二、該第三和該第四定電流調節器；其中當該第一、該第二、該第三、和該第四定電流調節器中的一目標定電流調節器的輸入電壓超過一對應的臨界電壓時，該目標定電流調節器會依據該控制電路的控制，將流經該目標定電流調節器的電流調降到一預定臨界值以下，且當該LED陣列的一輸入電壓介於一第二臨界電壓與一第三臨界電壓時，該控制電路會截止該第一開關。
本說明書另提供了一種用於驅動一LED陣列的驅動電路的實施例。該LED陣列包含有：一第一LED裝置、一第二LED裝置、一第三LED裝置、一第四LED裝置、和一第一二極體裝置，其中該第二LED裝置連接於該第一LED裝置，該第四LED裝置連接於該第三LED裝置，且該第一二極體裝置連接於該第二LED裝置與該第三LED裝置之間。該驅動電路包含有：一第一開關，用於耦接在該第三LED裝置與該第一LED裝置之間；一第一定電流調節器，用於耦接在該第一LED裝置與該第二LED裝置之間；一第二定電流調節器，用於耦接在該第二LED裝置與該第三LED裝置之間；一第三定電流調節器，用於耦接在該第三LED裝置與該第四LED裝置之間；一第四定電流調節器，用於耦接在該第四LED裝置與一固定電位之間；以及一控制電路，耦接於該第一、該第二、該第三和該第四定電流調節器；其中當該第一、該第二、該第三、和該第四定電流調節器中的一目標定電流調節器的輸入電壓超過一對應的臨界電壓時，該目標定電流調節器會依據該控制電路的控制，將流經該目標定電流調節器的電流調降到一預定臨界值以下，且當該LED陣列的一輸入電壓介於一第二臨界電壓與一第三臨界電壓時，該 控制電路會截止該第一開關。
上述驅動電路的優點之一，是能大幅改善LED陣列的LED裝置的使用率，提升LED陣列發光效能。
上述驅動電路的另一優點，是對延長LED裝置的耐用時間有正面的助益，也能減少LED裝置發生閃爍的情形。
本說明書另提供了一種定電流調節器，包含有：一第一電晶體，其第一端耦接於一輸入電壓；一第二電晶體，其第一端耦接於該第一電晶體的第二端和控制端；一第三電晶體，其第一端耦接於該第一電晶體的第一端，且該第三電晶體的控制端耦接於該第二電晶體的第一端；一第一電阻，其第一端耦接於該第三電晶體的第二端，且該第一電阻的第二端耦接於該第二電晶體的控制端；一第二電阻，其第一端耦接於該第二電晶體的控制端，且該第二電阻的第二端耦接於該第二電晶體的第二端；以及一第三電阻，其第一端耦接於該第三電晶體的第二端，且該第三電阻的第二端耦接於一固定電位。
本發明的其他優點將藉由以下的說明和附圖進行更詳細的解說。
100‧‧‧發光裝置
102‧‧‧交流電源
104‧‧‧橋式整流器
110‧‧‧LED陣列
111、112、113、114、115、116、421、422‧‧‧LED裝置
121、122、222‧‧‧二極體裝置
130‧‧‧開關陣列
131、132‧‧‧開關
140‧‧‧驅動電路
151、152、153、154、155、156‧‧‧定電流調節器
160‧‧‧控制電路
211、214、215、216、224、225‧‧‧電阻
212、213、221、223、321、322、323‧‧‧電晶體
220‧‧‧偵測電路
320‧‧‧過溫度保護電路
圖1為本發明之發光裝置的一實施例簡化後的功能方塊圖。
圖2是圖1中的驅動電路的一實施例簡化後的局部功能方塊圖。
圖3是圖1中的驅動電路的另一實施例簡化後的局部功能方塊圖。
圖4為本發明之發光裝置的另一實施例簡化後的功能方塊圖。
以下將配合相關圖式來說明本發明之實施例。在這些圖式中，相同的標號表示相同或類似的元件或流程步驟。
在說明書及後續的請求項當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，同樣的元件可能會用不同的名詞來稱呼。本說明書及後續的請求項並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的基準。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於…」。另外，「耦接」一詞在此包含任何直接及間接的連接手段。因此，若文中描述一第一元件耦接於一第二元件，則代表該第一元件可直接(包含透過電性連接或無線傳輸、光學傳輸等信號連接方式)連接於該第二元件，或透過其他元件或連接手段間接地電性或信號連接至該第二元件。
在此所使用的「及/或」的描述方式，包含所列舉的其中之一或多個項目的任意組合。另外，除非本說明書中有特別指明，否則任何單數格的用語都同時包含複數格的涵義。
圖1為本發明一實施例之發光裝置100簡化後的功能方塊圖。發光裝置100包含有交流電源102、橋式整流器104、LED陣列110、開關陣列130、以及驅動電路140。橋式整流器104用於將交流電源102提供的交流電壓Vac整流成m形波的輸入電壓Vin，以提供給LED陣列110。開關陣列130和驅動電路140都耦接於LED陣列110。
LED陣列110中包含有複數個LED裝置和一或多個二極體裝置，而開關陣列130中則包含有一或多個開關。例如，在圖1的實施例中 ，LED陣列110包含有第一LED裝置111、第二LED裝置112、第三LED裝置113、第四LED裝置114、第五LED裝置115、第六LED裝置116、第一二極體裝置121、以及第二二極體裝置122。LED裝置112連接於LED裝置111。LED裝置114連接於LED裝置113。LED裝置116連接於LED裝置115。二極體裝置121連接於LED裝置112與LED裝置113之間。二極體裝置122則耦接於LED裝置115和LED陣列110中的另一LED裝置之間。例如，若LED陣列110中只有六個LED裝置111~116，則二極體裝置122會連接於LED裝置115和LED裝置114之間。在LED陣列110中，各個LED裝置都可用一或多個LED元件來實現，而各個二極體裝置都可用一或多個二極體元件來實現。
在圖1的實施例中，開關陣列130包含有並聯的第一開關131和第二開關132。開關131連接於LED裝置113與LED裝置111之間。開關132則連接於LED裝置115與LED裝置111之間。
在運作時，驅動電路140會藉由控制開關陣列130中的各個開關的運作，動態地調整LED陣列110中的LED裝置111~116的電流路徑組態，以將LED裝置111~116在並聯組態與串聯組態間進行切換。這樣的架構可有效提升這些LED裝置的使用率，進而改善LED陣列110的發光效果。
在圖1的實施例中，驅動電路140包含有第一定電流調節器(constant current regulator)151、第二定電流調節器152、第三定電流調節器153、第四定電流調節器154、第五定電流調節器155、第六定電流調節器156、及控制電路160。定電流調節器151用於耦接在LED裝置111與LED裝置112之間。定電流調節器152用於耦接在LED裝置112與LED裝置113之間。定電流調節器153用於 耦接在LED裝置113與LED裝置114之間。定電流調節器154用於耦接在LED裝置114與一固定電位(例如接地端)之間。定電流調節器155用於耦接在LED裝置115與LED裝置116之間。定電流調節器156用於耦接在LED裝置116與一固定電位(例如接地端)之間。
為便於敘述，在本說明書和後續的請求項中以「目標定電流調節器」一詞來稱呼定電流調節器151~156中的一不特定之定電流調節器。當定電流調節器151~156中的一目標定電流調節器的輸入電壓超過一相對應的臨界電壓時，該目標定電流調節器會依據控制電路160的控制，將流經該目標定電流調節器的電流調降到預定臨界值以下，例如降到0。在一實施例中，當定電流調節器151的輸入電壓V1超過第一臨界電壓Vb1時，定電流調節器151會依據控制電路160的控制，將流經定電流調節器151的電流i1調降到預定臨界值以下。當定電流調節器152的輸入電壓V2超過第二臨界電壓Vb2時，定電流調節器152會依據控制電路160的控制，將流經定電流調節器152的電流i2調降到預定臨界值以下。當定電流調節器153的輸入電壓V3超過第三臨界電壓Vb3時，定電流調節器153會依據控制電路160的控制，將流經定電流調節器153的電流i3調降到預定臨界值以下。當定電流調節器154的輸入電壓V4超過第四臨界電壓Vb4時，定電流調節器154會依據控制電路160的控制，將流經定電流調節器154的電流i4調降到預定臨界值以下。當定電流調節器155的輸入電壓V5超過第五臨界電壓Vb5時，定電流調節器155會依據控制電路160的控制，將流經定電流調節器155的電流i5調降到預定臨界值以下。當定電流調節器156的輸入電壓V6超過第六臨界電壓Vb6時，定電流調節器156會依據控制電 路160的控制，將流經定電流調節器156的電流i6調降到預定臨界值以下。前述的臨界電壓Vb1~Vb6的相對大小關係是Vb6>Vb5>Vb4>VB3>VB2>Vb1。
圖2所繪示為圖1中的驅動電路140的一實施例簡化後的局部功能方塊圖。為方便說明，在圖2中僅以定電流調節器151為例來說明驅動電路140中的各定電流調節器的實施方式。
在本實施例中，定電流調節器151包含有第一電晶體211、第二電晶體212、第三電晶體213、第一電阻214、第二電阻215、及第三電阻216。電晶體211的第一端耦接於定電流調節器151的輸入電壓V1。電晶體212的第一端耦接於電晶體211的第二端和控制端。電晶體213的第一端耦接於電晶體211的第一端，且電晶體213的控制端耦接於電晶體212的第一端。電阻214的第一端耦接於電晶體213的第二端，且電阻214的第二端耦接於電晶體212的控制端。電阻215的第一端耦接於電晶體212的控制端，且電阻215的第二端耦接於電晶體212的第二端。電阻216的第一端耦接於電晶體213的第二端，且電阻216的第二端耦接於一固定電位。
在本實施例中，驅動電路140的控制電路160包含有複數組偵測電路，分別耦接於驅動電路140中的定電流調節器151~156，用來偵測定電流調節器151~156個別的輸入電壓。如圖2所示，控制電路160中用來控制定電流調節器151的偵測電路220包含有第四電晶體221、第三二極體裝置222、第五電晶體223、第四電阻224、及第五電阻225。二極體裝置222包含有一或多個二極體元件，並耦接於電晶體221的第一端與定電流調節器151的輸入電壓V1之間。電晶體223的第一端耦接於定電流調節器151中的電晶體213 的控制端，且電晶體223的控制端耦接於電晶體221的第二端。電阻224的第一端耦接於電晶體223的控制端，且電阻224的第二端耦接於電晶體221的控制端。電阻225的第一端耦接於電晶體223的控制端，且電阻225的第二端耦接於一固定電位。定電流調節器151的臨界電壓Vb1取決於二極體裝置222的崩潰電壓。
實作上，定電流調節器151中的電晶體212和213可以用同樣類型的電晶體實現，也可以分別用不同類型的電晶體實現。同樣地，偵測電路220中的電晶體221和223可以用同樣類型的電晶體實現，也可以分別用不同類型的電晶體實現。例如，在一實施例中，偵測電路220中的電晶體221和定電流調節器151中的電晶體211可利用接面場效電晶體(JFET)來實現，而偵測電路220和定電流調節器151中的其他電晶體則可用金氧半導體(MOS)電晶體來實現。
當定電流調節器151的輸入電壓V1小於二極體裝置222的崩潰電壓時，偵測電路220中的電晶體221的第二端會處於低電位。此時，電晶體223會處於截止(turn 0ff)狀態，而流經定電流調節器151的電流i1則是大致上維持固定。
當定電流調節器151的輸入電壓V1大於二極體裝置222的崩潰電壓時，輸入電壓V1會貫穿二極體裝置222，使得電晶體221的第二端切換至高電位而導通(turn on)電晶體223，並進而截止定電流調節器151中的電晶體213。此時，流經定電流調節器151的電流i1會降為0。實作上，可將定電流調節器152~156都設計成與前述定電流調節器151相同的電路結構，以簡化電路控制上的複雜度。
同樣地，可將控制電路160中用來控制定電流調節器152~156的其他偵測電路，都設計成與前述偵測電路220相同的架構。由於定電流調節器151~156的臨界電壓並不相同，所以其他偵測電路中的二極體裝置也要做對應的調整，以使二極體裝置的崩潰電壓能與對應的定電流調節器的臨界電壓相匹配。例如，由於定電流調節器152的臨界電壓Vb2大於定電流調節器151的臨界電壓Vb1，所以定電流調節器152所對應的偵測電路中的二極體裝置的崩潰電壓也要大於前述二極體裝置222的崩潰電壓。又例如，由於定電流調節器156的臨界電壓Vb6大於定電流調節器155的臨界電壓Vb5，所以定電流調節器156所對應的偵測電路中的二極體裝置的崩潰電壓，也要大於定電流調節器155所對應的偵測電路中的二極體裝置的崩潰電壓。
有關圖2中的定電流調節器151與偵測電路220間的電路運作說明，也適用於定電流調節器152~156和各自所對應的其他偵測電路，為簡潔起見，在此不重複敘述。
在某些實施例中，也可以只在控制電路160中為定電流調節器151~155分別設置相對應的多個偵測電路，而省略用來控制定電流調節器156的偵測電路，以節省電路面積。
如前所述，驅動電路140會藉由控制開關陣列130中的各個開關的運作，動態地調整LED陣列110中的LED裝置111~116的電流路徑組態，以將LED裝置111~116在並聯組態與串聯組態間進行切換。為方便說明，以下假設LED裝置111~116具有相同的順向電壓VF，且二極體裝置121和122具有相同的順向電壓VFD。
當LED陣列110的輸入電壓Vin大於VF、但小於定電流調節器151的臨界電壓Vb1時，驅動電路140中的控制電路160會導通開關陣列130中的開關131和開關132，使得橋式整流器104輸出的電流會經由LED裝置111流向定電流調節器151，也會經由LED裝置113流向定電流調節器153，同時也會經由LED裝置115流向定電流調節器155。此時，LED裝置111、113、和115會發光，且三者會形成並聯組態。
當LED陣列110的輸入電壓Vin大於2VF、但小於定電流調節器152的臨界電壓Vb2時，定電流調節器151會依據控制電路160的控制，將流經定電流調節器151的電流i1調降到0，且控制電路160會導通開關陣列130中的開關131和開關132。如此一來，橋式整流器104輸出的電流會經由LED裝置111和112流向定電流調節器152，也會經由LED裝置113和114流向定電流調節器154，同時也會經由LED裝置115和116流向定電流調節器156。此時，LED裝置111~116都會發光，且LED裝置111和112組成的LED串列，會和LED裝置113和114組成的LED串列形成並聯組態，同時也會和LED裝置115和116組成的LED串列形成並聯組態。
當LED陣列110的輸入電壓Vin大於3VF+VFD、但小於定電流調節器153的臨界電壓Vb3時，定電流調節器151會將電流i1調降到0，定電流調節器152也會將電流i2調降到0，且控制電路160會導通開關陣列130中的開關132並截止開關131，其中3VF+VFD會大於定電流調節器152的臨界電壓Vb2。如此一來，橋式整流器104輸出的電流會經由LED裝置111、112、和113流向定電流調節器153，也會經由LED裝置115和116流向定電流調節器156。此時，LED裝置 111~113、115、和116都會發光，且LED裝置111~113組成的LED串列，會和LED裝置115和116組成的LED串列形成並聯組態。
當LED陣列110的輸入電壓Vin大於4VF+VFD、但小於定電流調節器154的臨界電壓Vb4時，定電流調節器151會將電流i1調降到0，定電流調節器152會將電流i2調降到0，定電流調節器153也會將電流i3調降到0，且控制電路160會導通開關陣列130中的開關132並截止開關131，其中4VF+VFD會大於定電流調節器153的臨界電壓Vb3。如此一來，橋式整流器104輸出的電流會經由LED裝置111、112、113、和114流向定電流調節器154，也會經由LED裝置115和116流向定電流調節器156。此時，LED裝置111~116都會發光，且LED裝置111~114組成的LED串列，會和LED裝置115和116組成的LED串列形成並聯組態。
當LED陣列110的輸入電壓Vin大於5VF+2VFD、但小於定電流調節器155的臨界電壓Vb5時，定電流調節器151會將電流i1調降到0，定電流調節器152會將電流i2調降到0，定電流調節器153會將電流i3調降到0，定電流調節器154也會將電流i4調降到0，且控制電路160會截止開關陣列130中的開關131和開關132，其中5VF+2VFD會大於定電流調節器154的臨界電壓Vb4。如此一來，橋式整流器104輸出的電流會經由LED裝置111、112、113、114、和115流向定電流調節器155。此時，LED裝置111~115會發光，且會形成串列組態。
當LED陣列110的輸入電壓Vin大於6VF+2VFD、但小於定電流調節器156的臨界電壓Vb6時，定電流調節器151~155會將電流i1~i5調降到0，且控制電路160會截止開關陣列130中的開關131和開關 132。如此一來，橋式整流器104輸出的電流會經由LED裝置111、112、113、114、115、和116流向定電流調節器156。此時，LED裝置111~116都會發光，且會形成串列組態。
當LED陣列110的輸入電壓Vin逐漸降低時，驅動電路140會反向進行前述的運作流程。
由前述說明可知，當LED陣列110的輸入電壓Vin介於VF~2VF之間時，驅動電路140就能驅動LED陣列110中至少半數的LED裝置進行發光，而非只能驅動單一LED裝置。當LED陣列110的輸入電壓Vin介於2VF~3VF之間時，驅動電路140就能驅動LED陣列110中的全部LED裝置進行發光，而非只能驅動2個LED裝置。當LED陣列110的輸入電壓Vin介於3VF~4VF之間時，驅動電路140就能驅動LED陣列110中的4個LED裝置進行發光，而非只能驅動3個LED裝置。當LED陣列110的輸入電壓Vin介於4VF~5VF之間時，驅動電路140就能驅動LED陣列110中的全部LED裝置進行發光，而非只能驅動4個LED裝置。
很明顯地，前揭驅動電路140的架構能大幅改善LED陣列110中的LED裝置的使用率，使得LED陣列110在使用同樣數量的LED裝置的情況下，比其他相關技術的架構具有更優越的發光效果。
另外，如圖1所示，橋式整流器104與LED陣列110間並未有設置任何的電解電容。而且，前述利用驅動電路140將流經LED裝置的電流維持穩定的機制，對延長LED裝置的耐用時間有正面的助益，也能減少LED裝置發生閃爍的情形。因此，不僅可使發光裝置100的功率因數比使用電解電容的傳統發光裝置更高，且耐用時間和 可靠度也會更加理想。
如前所述，在控制電路160包含有用來控制定電流調節器156的對應偵測電路的某些實施例中，當定電流調節器156的輸入電壓V6上升到超過臨界電壓Vb6時，定電流調節器156便會依據對應的偵測電路的控制，而將流經定電流調節器156電流i6調降到0。此時，相當於驅動電路140中的控制電路160提供了對整個LED陣列110進行過電壓保護(over voltage protection)的功能。
在某些實施例中，當定電流調節器151~156中的一目標定電流調節器的溫度超過一臨界溫度時，該目標定電流調節器會依據控制電路160的控制，調降流經該目標定電流調節器的電流大小。
例如，圖3所繪示為圖1中的驅動電路140的另一實施例簡化後的局部功能方塊圖。圖3中的驅動電路140與前述圖2的實施例很類似，差別在於圖3中的控制電路160另包含有複數組過溫度保護電路320，分別耦接於驅動電路140中的定電流調節器151~156，用來為定電流調節器151~156提供過溫度保護的機制。
如圖3所示，控制電路160中用來保護定電流調節器151的過溫度保護電路320包含有第六電晶體321、第七電晶體322、和第八電晶體323。電晶體321的第一端耦接於定電流調節器151中的電晶體213的控制端，且電晶體321的控制端耦接於電阻214的第二端。電晶體322的第一端耦接於電晶體213的控制端，且電晶體322的控制端耦接於電晶體321的第二端。電晶體323的第一端耦接於電晶體213的控制端，且電晶體323的控制端耦接於電晶體322的第二端。
在圖3的實施例中，當電路溫度在預定的臨界溫度以下時，定電流調節器151中的電阻216的跨壓是由電晶體212的控制端的電壓決定。隨著電路溫度的逐漸上升，過溫度保護電路320中的電晶體321的控制端的電壓下降幅度，會大於定電流調節器151中的電晶體212的控制端的電壓下降幅度。因此，當電路溫度上升到超過預定的臨界溫度時，定電流調節器151中的電阻216的跨壓會改由過溫度保護電路320中的電晶體321的控制端的電壓決定。如此一來，電阻216的跨壓會被逐漸拉低，使得流經定電流調節器151的電流i1也跟著逐漸降低，而達到過溫度保護的功能。實作上，過溫度保護電路320中的電晶體321~323的至少其中之一或全部，可用雙極接面電晶體(BJT)來實現。
實作上，可將控制電路160中用來保護定電流調節器152~156的其他過溫度保護電路，都設計成與前述過溫度保護電路320相同的架構。有關圖3中的定電流調節器151與過溫度保護電路320間的電路運作說明，也適用於定電流調節器152~156和各自所對應的其他過溫度保護電路，為簡潔起見，在此不重複敘述。
另外，也可以只為定電流調節器151~156中的部份定電流調節器設置對應的過溫度保護電路，以節省電路面積。例如，控制電路160中可以只設置用來保護定電流調節器156的對應過溫度保護電路，而不為其他的定電流調節器151~155設置對應的過溫度保護電路。
圖4為本發明另一實施例之發光裝置400簡化後的功能方塊圖。發光裝置400與圖1中的發光裝置100很類似，差別在於發光裝置400的LED陣列410中以LED裝置421和422取代圖1中的二極體裝置121 和122。實作上，LED裝置421和422都可以用一或多個LED元件來實現。由於LED裝置421和422也具有發光功能，因此，當驅動電路140以前述實施例的方式驅動LED陣列410時，發光裝置400的架構可以提供更高的發光效能。
有關圖1中的發光裝置100的其他功能方塊的實施和運作方式和相關優點，也適用於圖4的發光裝置400中，為簡潔起見，在此不重複敘述。
實作上，前述各實施例中的開關陣列130亦可整合在LED陣列110或LED陣列410中。或者，亦可將開關陣列130整合在前述各實施例的驅動電路140中。另外，前揭驅動電路140中的定電流調節器151~156和控制電路160也可以改用具有同樣功能的其他電路來實現，而不侷限於前述圖2和圖3的實施例。
在實際應用上，前揭的定電流調節器151~156的電路架構也可應用在其他的技術領域中，而不侷限於只能應用在LED模組的驅動電路中。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明請求項所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100‧‧‧發光裝置
102‧‧‧交流電源
104‧‧‧橋式整流器
110‧‧‧LED陣列
111、112、113、114、115、116‧‧‧LED裝置
121、122‧‧‧二極體裝置
130‧‧‧開關陣列
131、132‧‧‧開關
140‧‧‧驅動電路
151、152、153、154、155、156‧‧‧定電流調節器
160‧‧‧控制電路

Claims (31)

  1. 一種用於驅動一LED陣列的驅動電路，該LED陣列包含有：一第一LED裝置、一第二LED裝置、一第三LED裝置、一第四LED裝置、和一第一二極體裝置，其中該第二LED裝置連接於該第一LED裝置，該第四LED裝置連接於該第三LED裝置，且該第一二極體裝置連接於該第二LED裝置與該第三LED裝置之間，該驅動電路包含有：一第一定電流調節器，用於耦接在該第一LED裝置與該第二LED裝置之間；一第二定電流調節器，用於耦接在該第二LED裝置與該第三LED裝置之間；一第三定電流調節器，用於耦接在該第三LED裝置與該第四LED裝置之間；一第四定電流調節器，用於耦接在該第四LED裝置與一固定電位之間；以及一控制電路，耦接於該第一、該第二、該第三和該第四定電流調節器；其中當該第一、該第二、該第三、和該第四定電流調節器中的一目標定電流調節器的輸入電壓超過一對應的臨界電壓時，該目標定電流調節器會依據該控制電路的控制，將流經該目標定電流調節器的電流調降到一預定臨界值以下。
  2. 如請求項1所述的驅動電路，其中該目標定電流調節器包含有：一第一電晶體，其第一端耦接於該目標定電流調節器的輸入電壓 ；一第二電晶體，其第一端耦接於該第一電晶體的第二端和控制端；一第三電晶體，其第一端耦接於該第一電晶體的第一端，且該第三電晶體的控制端耦接於該第二電晶體的第一端；一第一電阻，其第一端耦接於該第三電晶體的第二端，且該第一電阻的第二端耦接於該第二電晶體的控制端；一第二電阻，其第一端耦接於該第二電晶體的控制端，且該第二電阻的第二端耦接於該第二電晶體的第二端；以及一第三電阻，其第一端耦接於該第三電晶體的第二端，且該第三電阻的第二端耦接於一固定電位。
  3. 如請求項2所述的驅動電路，其中該控制電路會於該目標定電流調節器的輸入電壓超過對應的臨界電壓時，截止該第三電晶體。
  4. 如請求項3所述的驅動電路，其中該控制電路包含有一偵測電路，耦接於該目標定電流調節器，且該偵測電路包含有：一第四電晶體；一第三二極體裝置，包含有一或多個二極體元件，並耦接於該第四電晶體的第一端與該目標定電流調節器的輸入電壓之間；一第五電晶體，其第一端耦接於該第三電晶體的控制端，且該第五電晶體的控制端耦接於該第四電晶體的第二端；一第四電阻，其第一端耦接於該第五電晶體的控制端，且該第四電阻的第二端耦接於該第四電晶體的控制端；以及一第五電阻，其第一端耦接於該第五電晶體的控制端，且該第五電阻的第二端耦接於一固定電位；其中該目標定電流調節器對應的臨界電壓取決於該第三二極體裝 置的崩潰電壓。
  5. 如請求項4所述的驅動電路，其中該控制電路包含有複數個偵測電路，分別耦接於該第一、該第二、和該第三定電流調節器。
  6. 如請求項5所述的驅動電路，其中當該目標定電流調節器的溫度超過一臨界溫度時，該目標定電流調節器會依據該控制電路的控制，調降流經該目標定電流調節器的電流大小。
  7. 如請求項6所述的驅動電路，其中該控制電路會藉由調降該第三電阻的跨壓，以調降流經該目標定電流調節器的電流大小。
  8. 如請求項7所述的驅動電路，其中該控制電路包含有一過溫度保護電路，耦接於該目標定電流調節器，且該過溫度保護電路包含有：一第六電晶體，其第一端耦接於該第三電晶體的控制端，且該第六電晶體的控制端耦接於該第一電阻的第二端；一第七電晶體，其第一端耦接於該第三電晶體的控制端，且該第七電晶體的控制端耦接於該第六電晶體的第二端；以及一第八電晶體，其第一端耦接於該第三電晶體的控制端，且該第八電晶體的控制端耦接於該第七電晶體的第二端。
  9. 如請求項8所述的驅動電路，其中該第五、該第六、和該第七電晶體的至少其中之一是雙極接面電晶體。
  10. 如請求項2所述的驅動電路，其中該LED陣列包含有一第一開關，連接於該第三LED裝置與該第一LED裝置之間，且當該LED陣列的一輸入電壓介於一第二臨界電壓與一第三臨界電壓時，該控制電路會截止該第一開關。
  11. 如請求項2所述的驅動電路，其另包含有：一第一開關，用於耦接在該第三LED裝置與該第一LED裝置之間； 其中當該LED陣列的一輸入電壓介於一第二臨界電壓與一第三臨界電壓時，該控制電路會截止該第一開關。
  12. 如請求項1所述的驅動電路，其中該控制電路包含有一偵測電路，耦接於該目標定電流調節器，且該偵測電路包含有：一第四電晶體；一第三二極體裝置，包含有一或多個二極體元件，耦接於該第四電晶體的第一端與該目標定電流調節器的輸入電壓之間；一第五電晶體，其第一端耦接於該目標定電流調節器，且該第五電晶體的控制端耦接於該第四電晶體的第二端；一第四電阻，其第一端耦接於該第五電晶體的控制端，且該第四電阻的第二端耦接於該第四電晶體的控制端；以及一第五電阻，其第一端耦接於該第五電晶體的控制端，且該第五電阻的第二端耦接於一固定電位；其中該目標定電流調節器對應的臨界電壓取決於該第三二極體裝置的崩潰電壓，且當該目標定電流調節器的輸入電壓超過該臨界電壓時，該目標定電流調節器會依據該第五電晶體的第一端的控制，將流經該目標定電流調節器的電流調降到該預定臨界值以下。
  13. 如請求項12所述的驅動電路，其中該控制電路包含有複數個偵測電路，分別耦接於該第一、該第二、和該第三定電流調節器。
  14. 如請求項13所述的驅動電路，其中當該目標定電流調節器的溫度超過一臨界溫度時，該目標定電流調節器會依據該控制電路的控制，調降流經該目標定電流調節器的電流大小。
  15. 如請求項14所述的驅動電路，其中該控制電路會藉由調降該第三電阻的跨壓，以調降流經該目標定電流調節器的電流大小。
  16. 如請求項15所述的驅動電路，其中該控制電路包含有一過溫度保護電路，耦接於該目標定電流調節器，且該過溫度保護電路包含有：一第六電晶體，其第一端耦接於該第三電晶體的控制端，且該第六電晶體的控制端耦接於該第一電阻的第二端；一第七電晶體，其第一端耦接於該第三電晶體的控制端，且該第七電晶體的控制端耦接於該第六電晶體的第二端；以及一第八電晶體，其第一端耦接於該第三電晶體的控制端，且該第八電晶體的控制端耦接於該第七電晶體的第二端。
  17. 如請求項12所述的驅動電路，其中該LED陣列包含有一第一開關，連接於該第三LED裝置與該第一LED裝置之間，且當該LED陣列的一輸入電壓介於一第二臨界電壓與一第三臨界電壓時，該控制電路會截止該第一開關。
  18. 如請求項17所述的驅動電路，其中該控制電路會藉由控制該第一開關的運作，將該第一、該第二、該第三、及該第四LED裝置在並聯組態與串聯組態間進行切換。
  19. 如請求項12所述的驅動電路，其另包含有：一第一開關，用於耦接在該第三LED裝置與該第一LED裝置之間；其中當該LED陣列的一輸入電壓介於一第二臨界電壓與一第三臨界電壓時，該控制電路會截止該第一開關。
  20. 如請求項19所述的驅動電路，其中該控制電路會藉由控制該第一開關的運作，將該第一、該第二、該第三、及該第四LED裝置在並聯組態與串聯組態間進行切換。
  21. 如請求項1所述的驅動電路，其中該LED陣列另包含有一第五LED裝置、一第六LED裝置、和一第二二極體裝置，其中該第六LED裝置 連接於該第五LED裝置，且該第二二極體裝置耦接於該第五LED裝置和該LED陣列中的另一LED裝置之間，而該驅動電路另包含有：一第五定電流調節器，用於耦接在該第五LED裝置與該第六LED裝置之間，且當該第五定電流調節器的輸入電壓超過一第五臨界電壓時，該第五定電流調節器會依據該控制電路的控制，將流經該第五定電流調節器的電流調降到該預定臨界值以下；以及一第六定電流調節器，用於耦接在該第六LED裝置與一固定電位之間，且當該第六定電流調節器的輸入電壓超過一第六臨界電壓時，該第六定電流調節器會依據該控制電路的控制，將流經該第六定電流調節器的電流調降到該預定臨界值以下。
  22. 如請求項21所述的驅動電路，其中該LED陣列另包含有一第一開關和一第二開關，該第一開關連接於該第三LED裝置與該第一LED裝置之間，而該第二開關連接於該第五LED裝置與該第一LED裝置之間；其中當該LED陣列的一輸入電壓介於一第二臨界電壓與一第三臨界電壓時，該控制電路會截止該第一開關，且當該輸入電壓介於一第四臨界電壓與一第五臨界電壓時，該控制電路會截止該第二開關。
  23. 如請求項22所述的驅動電路，其中該控制電路會藉由控制該第一開關和該第二開關的運作，將該第一、該第二、該第三、該第四、該第五、及該第六LED裝置在並聯組態與串聯組態間進行切換。
  24. 如請求項21所述的驅動電路，其另包含有：一第一開關，用於耦接在該第三LED裝置與該第一LED裝置之間；以及一第二開關，用於耦接在該第五LED裝置與該第一LED裝置之間； 其中當該LED陣列的一輸入電壓介於一第二臨界電壓與一第三臨界電壓時，該控制電路會截止該第一開關，且當該輸入電壓介於一第四臨界電壓與一第五臨界電壓時，該控制電路會截止該第二開關。
  25. 如請求項24所述的驅動電路，其中該控制電路會藉由控制該第一開關和該第二開關的運作，將該第一、該第二、該第三、該第四、該第五、及該第六LED裝置在並聯組態與串聯組態間進行切換。
  26. 一種用於驅動一LED陣列的驅動電路，該LED陣列包含有：一第一LED裝置、一第二LED裝置、一第三LED裝置、一第四LED裝置、一第一二極體裝置、及一第一開關，其中該第二LED裝置連接於該第一LED裝置，該第四LED裝置連接於該第三LED裝置，該第一二極體裝置連接於該第二LED裝置與該第三LED裝置之間，且該第一開關連接於該第三LED裝置與該第一LED裝置之間，該驅動電路包含有：一第一定電流調節器，用於耦接在該第一LED裝置與該第二LED裝置之間；一第二定電流調節器，用於耦接在該第二LED裝置與該第三LED裝置之間；一第三定電流調節器，用於耦接在該第三LED裝置與該第四LED裝置之間；一第四定電流調節器，用於耦接在該第四LED裝置與一固定電位之間；以及一控制電路，耦接於該第一、該第二、該第三和該第四定電流調節器；其中當該第一、該第二、該第三、和該第四定電流調節器中的一 目標定電流調節器的輸入電壓超過一對應的臨界電壓時，該目標定電流調節器會依據該控制電路的控制，將流經該目標定電流調節器的電流調降到一預定臨界值以下，且當該LED陣列的一輸入電壓介於一第二臨界電壓與一第三臨界電壓時，該控制電路會截止該第一開關。
  27. 如請求項26所述的驅動電路，其中該控制電路會藉由控制該第一開關的運作，將該第一、該第二、該第三、及該第四LED裝置在並聯組態與串聯組態間進行切換。
  28. 一種用於驅動一LED陣列的驅動電路，該LED陣列包含有：一第一LED裝置、一第二LED裝置、一第三LED裝置、一第四LED裝置、和一第一二極體裝置，其中該第二LED裝置連接於該第一LED裝置，該第四LED裝置連接於該第三LED裝置，且該第一二極體裝置連接於該第二LED裝置與該第三LED裝置之間，該驅動電路包含有：一第一開關，用於耦接在該第三LED裝置與該第一LED裝置之間；一第一定電流調節器，用於耦接在該第一LED裝置與該第二LED裝置之間；一第二定電流調節器，用於耦接在該第二LED裝置與該第三LED裝置之間；一第三定電流調節器，用於耦接在該第三LED裝置與該第四LED裝置之間；一第四定電流調節器，用於耦接在該第四LED裝置與一固定電位之間；以及一控制電路，耦接於該第一、該第二、該第三和該第四定電流調節器；其中當該第一、該第二、該第三、和該第四定電流調節器中的一 目標定電流調節器的輸入電壓超過一對應的臨界電壓時，該目標定電流調節器會依據該控制電路的控制，將流經該目標定電流調節器的電流調降到一預定臨界值以下，且當該LED陣列的一輸入電壓介於一第二臨界電壓與一第三臨界電壓時，該控制電路會截止該第一開關。
  29. 如請求項28所述的驅動電路，其中該控制電路會藉由控制該第一開關的運作，將該第一、該第二、該第三、及該第四LED裝置在並聯組態與串聯組態間進行切換。
  30. 一種定電流調節器，包含有：一第一電晶體，其第一端耦接於一輸入電壓；一第二電晶體，其第一端耦接於該第一電晶體的第二端和控制端；一第三電晶體，其第一端耦接於該第一電晶體的第一端，且該第三電晶體的控制端耦接於該第二電晶體的第一端；一第一電阻，其第一端耦接於該第三電晶體的第二端，且該第一電阻的第二端耦接於該第二電晶體的控制端；一第二電阻，其第一端耦接於該第二電晶體的控制端，且該第二電阻的第二端耦接於該第二電晶體的第二端；以及一第三電阻，其第一端耦接於該第三電晶體的第二端，且該第三電阻的第二端耦接於一固定電位。
  31. 如請求項30所述的定電流調節器，其中該第一電晶體是一接面場效電晶體。
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