TWI445438B - 照明裝置及其控制方法 - Google Patents

Description

照明裝置及其控制方法

本發明有關於一種照明裝置，且特別是有關於一種發光二極體的照明裝置。

在發光二極體(LED)的驅動技術中，一般常採用交流電AC驅動發光二極體的方式。此種方式為將交流電AC輸入至整流電路BR，交流電AC經全波整流後，再經由限流電阻R1以驅動發光二極體燈陣列LA，如圖1所示。然而，此種驅動方式可能會因為不穩定的交流電AC而產生以下缺點。

一、輸出功率不穩定。換言之，流過發光二極體燈陣列LA的平均電流會隨交流電AC的峰值電壓而變動，導致發光二極體燈陣列LA的輸出功率不穩定與亮度變動大的問題，而易造成發光二極體燈陣列LA損壞或光衰。

二、發光效率低。發光二極體燈陣列LA的導通電壓通常會設計為接近交流電AC的峰值電壓，此設計會導致每一電壓周期的燈管電流其導通時間短的情況。在電流導通時間短的情況下，必須相對增加燈管電流的峰值，才能夠維持固定的平均電流流過發光二極體燈陣列LA。一般來說，發光二極體的發光強度與燈管電流成非線性關係，如在特定電流1A時，發光強度為1，當增加電流2A時，發光強度僅為1.6而非2。因此，將發光二極體燈陣列LA的導通電壓設計為接近交流電AC的峰值電壓，係會造成發光二極體燈陣列LA發光效率變低，進而間接影響整體系統效率，即整體系統效率=發光二極體驅動轉換效率×發光二極體發 光效率。

本發明實施例提供一種照明裝置及其控制方法，其中照明裝置依據交流電源整流後的輸入電源，對應改變照明裝置中二個以上的發光模組與整流單元之間連結的關係，以達到高的發光效率及長的使用壽命。

依據一實施例，本發明之照明裝置接收一交流電，包括一第一發光模組、一第二發光模組、一整流單元及一控制模組。整流單元將交流電轉成一輸入電源。控制模組耦接於整流單元、第一發光模組及第二發光模組，其係接收輸入電源，並且在輸入電源小於一參考值時，控制第一發光模組、第二發光模組及整流單元形成第一連結狀態，或在輸入電源大於參考值時，控制第一發光模組、第二發光模組及整流單元形成第二連結狀態。

依據另一實施例，本發明之照明裝置的控制方法，適用於一控制模組對一第一發光模組與一第二發光模組的控制，其步驟包括有：首先，取得一輸入電源，該輸入電源為交流電經整流後的電源；然後，在輸入電源小於一參考值時，控制第一發光模組與第二發光模組及輸入電源形成第一連結狀態；接著，在輸入電源大於參考值時，控制第一發光模組與第二發光模組及輸入電源形成第二連結狀態。

依據再一實施例，本發明之照明裝置的控制方法，適用於一控制模組對多個發光模組的控制，其步驟包括有：首先，取得一輸入電源，該輸入電源為交流電經整流後的電源；然後，在輸入電源小於一第一參考值時，控 制多個發光模組與輸入電源形成第一連結狀態；接著，在輸入電源大於該第一參考值，且小於一第二參考值時，控制多個發光模組與輸入電源形成第二連結狀態；然後，在輸入電源大於第二參考值時，控制多個發光模組與輸入電源形成第三連結狀態。

綜上所述，本發明實施例所提供的照明裝置係依據交流電源整流後的輸入電源，對應改變照明裝置中二個或二個以上的發光模組與整流單元之間連結的關係，並且在求得一固定平均電流下，可以降低每電壓周期流過發光模組的電流峰值，進而達到高發光效率及使用壽命長的效果。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

本發明實施例所提供的照明裝置，其驅動方式係利用交流電整流後的輸入電源直接驅動二個或二個以上發光模組的技術。本發明實施例中較佳的發光模組可以是發光二極體(LED)或發光二極體陣列(LED Array)，發光二極體陣列包括多個彼此連接的發光二極體(LED)。前述中，該些發光二極體(LED)包括彼此串聯、並聯或串並聯等連接關係。然，發光二極體或發光二極體陣列並不為本發明唯一限制，凡可以被交流電整流後的輸入電源直接驅動的發光模組皆為本發明的範圍。

參閱圖2。圖2為本發明實施例的功能架構示意圖。照 明裝置1包括一控制模組10、一整流單元11、一第一發光模組12及一第二發光模組14，其中控制模組10耦接於整流單元11、第一發光模組12及第二發光模組14。整流單元11將一交流電AC轉成一輸入電源Vbr，該輸入電源Vbr的電壓波形係為正弦波(sine wave)的交流電AC經過整流後的波形，因此，輸入電源Vbr的電壓大小隨著交流電AC而變化。

復參考圖2。控制模組10接收輸入電源Vbr，並且偵測輸入電源Vbr的電壓大小。同時，控制模組10設有一參考值，其中當輸入電源Vbr的電壓小於參考值時，控制模組10係控制第一發光模組12與第二發光模組14及整流單元11形成第一連結狀態。另外，當輸入電源Vbr的電壓大於參考值時，控制模組10則控制第一發光模組12與第二發光模組14及整流單元11形成第二連結狀態。

如此，照明裝置1係能夠依據交流電AC整流後的輸入電源Vbr，對應改變第一發光模組12、第二發光模組14與整流單元11之間的連結關係，在求得一固定平均電流下，可以降低每電壓周期流過第一發光模組12與第二發光模組14的電流峰值，進而達到高發光效率及使用壽命長的效果。

參考圖3。圖3為本發明第一實施例的電路示意圖。整流單元11為一全波整流器，其係用來將交流電AC整流成輸入電源Vbr，其中整流單元11可以是一顆整流晶片或是由4個二極體BR1~BR4連接組成，此為一般熟知技術，在此不再贅述。

控制模組10包括一開關單元102與一控制單元104。開關單元102耦接於第一發光模組12與第二發光模組14。控制單元104耦接於整流單元11與開關單元102，係依據輸入電源Vbr的電壓是否大於一參考值，而加以控制開關單元102的動作。開關單元102的動作係可以改變第一發光模組12、第二發光模組14與整流單元11之間的連接關係，三者之間的連接關係係隨著輸入電源Vbr的電壓是否大於參考值而處在第一連結狀態或第二連結狀態。

復參考圖3。開關單元102包括一二極體D1、一第一電晶體Q1及一第二電晶體Q2，前述各元件之間的連接關係及動作說明如下。二極體D1的陽極端連接第一發光模組12的輸出端T12，二極體D1的陰極端則連接第二發光模組14的輸入端T21。第一電晶體Q1的輸出/入端C1經由限流電阻R3連接二極體D1的陰極端，第一電晶體Q1的輸出/入端E1連接第一發光模組12的輸入端T11，且第一電晶體Q1的受控端B1連接控制單元104。同時，第二電晶體的Q2的輸出/入端C2經由限流電阻R2連接第二發光模組14的輸出端T22，第二發光模組14的輸出端T22經由限流電阻R1連接接地端GND及整流單元11，第二電晶體的Q2的輸出/入端E2連接二極體D1之陽極端，第二電晶體的Q2的受控端B2連接控制單元104。

本實施例之限流電路係由限流電阻R1、R2、R3串並聯接組成，然此種方式並不是唯一的限流電路，凡是可以依據輸入電源Vbr而控制流過發光模組的電流的電 路都為本發明主張權利的範圍。

復參考圖3。控制單元104包括一分壓電路1042與一驅動電路1044。分壓電路1042連接於整流單元11，其係依據輸入電源Vbr而建立一輸入電壓比例值VR，該輸入電壓比例值VR的電壓大小與輸入電源Vbr成比例。本實施例之分壓電路1042係由電阻R12、R13串接組成，然此種方式並不是唯一的分壓電路，凡是可以依據輸入電源Vbr而建立輸入電壓比例值VR的分壓電路都為本發明主張權利的範圍。

驅動電路1044耦接於分壓電路1042，其係接收分壓電路1042所建立的輸入電壓比例值VR，其中驅動電路1044具有設定值Vth。驅動電路1044在輸入電壓比例值VR小於設定值Vth時，控制第一電晶體Q1與第二電晶體Q2導通(turn on)，以令第一發光模組12、第二發光模組14及整流單元11形成第一連結狀態。另外，驅動電路1044在輸入電壓比例值VR大於設定值Vth時，控制第一電晶體Q1與第二電晶體Q2截止(turn off)，以令第一發光模組12、第二發光模組14及整流單元11形成第二連結狀態。

本實施例之驅動電路1044包括二個電晶體Q3、Q4，然此種電路並不是唯一的驅動電路，凡是可以依據輸入電壓比例值VR與設定值Vth之間的比較結果，加以驅動第一電晶體Q1與第二電晶體Q2的電路都為本發明主張權利的範圍。

參考圖3與圖4。圖4為圖3的電路波形示意圖。控制單元104從整流單元11接收輸入電源Vbr，並在分 壓電路1042的電阻R13上建立輸入電壓比例值VR。當輸入電源Vbr在期間T1時，建立在電阻R13上的輸入電壓比例值VR尚且小於電晶體Q4的設定值Vth(意即輸入電源Vbr小於參考值Vref)。在此期間T1，建立在分壓電路1042上的電阻電壓VR12會令電晶體Q3導通，以控制第一電晶體Q1與第二電晶體Q2進入導通(turn on)狀態，進而讓第一發光模組12與第二發光模組14並聯電性連結於整流單元11以形成第一連結狀態。此時，分別流過第一發光模組12與第二發光模組14的電流I1如圖4所示。

另外，在期間T2，建立在電阻R13上的輸入電壓比例值VR隨著輸入電源Vbr電壓的增加而大於電晶體Q4的設定值Vth(意即輸入電源Vbr大於參考值Vref)。在此期間T2，電晶體Q4進入導通，以令電晶體Q3進入截止。截止的電晶體Q3係控制第一電晶體Q1與第二電晶體Q2進入截止(turn off)狀態，進而讓第一發光模組12與第二發光模組14串聯電性連結於整流單元11以形成第二連結狀態。此時，流過第一發光模組12與第二發光模組14的電流I2如圖4所示。

換言之，控制單元104在較低的輸入電源Vbr下控制開關單元102，以令第一發光模組12與第二發光模組14並聯連接，進而讓較低的輸入電源Vbr供電給並聯的第一發光模組12與第二發光模組14。由於並聯的第一發光模組12與第二發光模組14具有較低的導通電壓，因此，較低的輸入電源Vbr即可以讓並聯的第一發光模組12與第二發光模組14動作以產生電流I1。另外，控 制單元104在較高的輸入電源Vbr下控制開關單元102，以令第一發光模組12與第二發光模組14串聯連接，進而讓較高的輸入電源Vbr供電給串聯的第一發光模組12與第二發光模組14。由於串聯的第一發光模組12與第二發光模組14具有較高的導通電壓，因此，較高的輸入電源Vbr即可以讓串聯的第一發光模組12與第二發光模組14動作以產生電流I2。

如此，利用較低的輸入電源Vbr供電給並聯的第一發光模組12與第二發光模組14，以及較高的輸入電源Vbr供電給串聯的第一發光模組12與第二發光模組14的方式，在求得一固定平均電流下，即可以降低每電壓周期流過第一發光模組12與第二發光模組14的電流峰值，進而達到高發光效率及使用壽命長的效果。

復參考圖3與圖4。輸入電源Vbr(或輸入電壓比例值VR)為正弦波的交流電AC整流後的電源，其電壓波形係以90度為對稱增減，因此，控制單元104在期間T3、T4對電晶體Q3、Q4的動作控制係對應且相同於期間T2、T1，如圖4所示。

綜上所述，控制單元104會追隨輸入電源Vbr的電壓大小，在一電壓週期內，讓第一發光模組12、第二發光模組14與整流單元11之間的連結關係依序循環動作在第一連結狀態、第二連結狀態、第一連結狀態之間。如此，在固定平均電流的驅動方式下，控制單元104的控制方式，將可以降低每電壓周期流過第一發光模組12、第二發光模組14的電流峰值(如同電流I2)，進而提高照明裝置1整體的發光效率及使用壽命。

參考圖5。圖5為本發明第二實施例的電路示意圖。本實施例的照明裝置2與圖3的照明裝置1之間主要的差別在於控制模組20。照明裝置2的控制模組20包括一開關單元202與一控制單元204。開關單元202為一電晶體Q3，其中電晶體Q3的輸出/入端C3經由限流電阻R2連接第一發光模組12的輸出端T12與第二發光模組14的輸入端T21。電晶體Q3的輸出/入端E3連接於接地端GND，第二發光模組14的輸出端T22經由限流電阻R1連接於接地端GND，電晶體Q3的受控端B3連接控制單元204。

復參考圖5。控制單元204包括一分壓電路2042與一驅動電路2044，其中分壓電路2042與圖3的分壓電路1042相同，在此不再贅述。另外，本實施例之驅動電路2044包括一個電晶體Q4，其係依據輸入電壓比例值VR與設定值Vth之間的比較結果，以驅動電晶體Q3，進而令第一發光模組12、第二發光模組14及整流單元11形成第一連結狀態或第二連結狀態。

如此，控制單元204從整流單元11接收輸入電源Vbr，並在分壓電路2042的電阻R13上建立輸入電壓比例值VR。在輸入電壓比例值VR尚且小於電晶體Q4的設定值Vth期間，建立在分壓電路2042上的電阻電壓VR12會先令電晶體Q3導通，進而讓第一發光模組12單獨的電性連結於整流單元11以及第二發光模組14切離整流單元11以形成第一連結狀態。

另外，在輸入電壓比例值VR隨著輸入電源Vbr電壓的增加而大於電晶體Q4的設定值Vth期間。電晶體 Q4進入導通，以令電晶體Q3截止，進而讓第一發光模組12與第二發光模組14串聯電性連結於整流單元11以形成第二連結狀態。

換言之，控制單元204在較低的輸入電源Vbr下控制開關單元202，以令第一發光模組12單獨的串聯電性連結於整流單元11，進而讓較低的輸入電源Vbr供電給第一發光模組12。由於單獨的第一發光模組12具有較低的導通電壓，因此，較低的輸入電源Vbr即可以讓單獨的第一發光模組12先行動作。另外，控制單元204在較高的輸入電源Vbr下控制開關單元202，以令第一發光模組12與第二發光模組14串聯連接，進而讓較高的輸入電源Vbr供電給串聯的第一發光模組12與第二發光模組14。由於串聯的第一發光模組12與第二發光模組14具有較高的導通電壓，因此，較高的輸入電源Vbr即可以讓串聯的第一發光模組12與第二發光模組14動作。

如此，利用較低的輸入電源Vbr供電給單獨的第一發光模組12，以及較高的輸入電源Vbr供電給串聯的第一發光模組12與第二發光模組14的方式，即可以降低每電壓周期流過第一發光模組12與第二發光模組14的電流峰值，進而達到高發光效率及使用壽命長的效果。

綜上所述，控制單元204會追隨輸入電源Vbr的電壓大小，在一電壓週期內，讓第一發光模組12、第二發光模組14與整流單元11之間的連結關係依序循環動作在第一連結狀態、第二連結狀態、第一連結狀態之間。如此，在固定平均電流的驅動方式下，控制單元204的 控制方式，將可以降低每電壓周期流過第一發光模組12、第二發光模組14的電流峰值，進而提高照明裝置2整體的發光效率及使用壽命。

配合圖3，請參考圖6。圖6為本發明第三實施例的電路示意圖。本實施例的照明裝置3與圖3的照明裝置1之間主要的差別在於，本實施例的照明裝置3更包括一功率補償模組16。功率補償模組16耦接於整流單元11、控制模組10、第一發光模組12及第二發光模組14，其係根據輸入電源Vbr的電壓大小，對應調整流過第一發光模組12與第二發光模組14的總電流ILED。換句話說，功率補償模組16係隨著輸入電源Vbr的電壓大小，以對流過第一發光模組12與第二發光模組14的總電流ILED作補償，以令在額定交流電AC範圍下，讓輸入功率維持在一額定範圍內。

前述中，照明裝置3藉由功率補償模組16對電流的補償作用，將可以有效的抑制流過第一發光模組12與第二發光模組14的電流峰值。相較於圖4，如圖7所示，在期間T1流過第一發光模組12與第二發光模組14的電流I1峰值較為平整。另外，在期間T2，流過第一發光模組12與第二發光模組14的電流I2峰值也較為平整。

值得一提的是，功率補償模組16不需搭配控制模組10，也可以單獨的與整流單元11、第一發光模組12及第二發光模組14耦接構成一種照明裝置(未標示)，以作為該種照明裝置的電流補償，令該種照明裝置的輸入功率可以維持在一額定範圍內。

功率補償模組16包括一電壓控制電流源162與一定電流源164。電壓控制電流源162耦接於整流單元11，係根據輸入電源Vbr的電壓大小，對應輸出一補償電流Ibr。舉例來說，輸入電源Vbr的電壓越大，對應輸出的補償電流Ibr也相對變大，反之，輸入電源Vbr的電壓越小，對應輸出的補償電流Ibr也相對變小。前述中，電壓控制電流源162包括電阻R1、R2、及稽納二極體ZD1，其係利用前端取樣方式取得輸入電源Vbr的電壓大小，再根據輸入電源Vbr的電壓大小，對應輸出補償電流Ibr，以作為總電流ILED的補償。

另外，定電流源164耦接電壓控制電流源162、控制模組10、第一發光模組12及第二發光模組14，其係從電壓控制電流源162接收補償電流Ibr，並且根據補償電流Ibr的大小，加以調整流過第一發光模組12與第二發光模組14的總電流ILED。舉例來說，補償電流Ibr越大，則流過第一發光模組12與第二發光模組14的總電流ILED相對變小，反之，補償電流Ibr越小，則流過第一發光模組12與第二發光模組14的總電流ILED相對變大。

綜上所述，功率補償模組16取得輸入電源Vbr的電壓，並且追隨輸入電源Vbr的電壓大小，以對應補償流過第一發光模組12與第二發光模組14的總電流ILED，進而讓總電流ILED能夠維持在額定範圍之內。

如此，本實施例的照明裝置3係可以利用功率補償模組16作為總電流ILED的補償，讓總電流ILED不至於受到不穩定的輸入電源Vbr影響，進而讓輸入功率能夠 維持在額定範圍內，得以解決第一發光模組12與第二發光模組14受到不穩定的交流電AC之影響所造成損壞與光衰的問題。

復參考圖6。定電流源164包括電晶體Q5、Q6、電阻R4、R5、R6。電阻R4耦接至輸入電源Vbr，係提供電晶體Q5偏壓電流及電晶體Q6的驅動電流，電晶體Q6的受控端B6受控於電晶體Q5。此時流過電阻R6的電流ID約為總電流ILED，電流ID在電阻R6上建立的電壓VR6，以讓電晶體Q5工作在作用區(active region)。如此，連接於電晶體Q6之受控端B6的電晶體Q5即可以用來調整流過電晶體Q6的總電流ILED，使其維持在一固定的電流值。

另外，電壓控制電流源162所輸出的補償電流Ibr經由定電流源164的電阻R5流至電阻R6，當電阻R5遠大於電阻R6時，電壓VR6會形成Ibr×R5的偏移電壓(Offset Voltage)，依據戴維靈定理可求得ID×R6=VR6-Ibr×R5。如此，電壓控制電流源162輸出的補償電流Ibr即可以作為總電流ILED的補償，使總電流ILED能夠隨著輸入電源Vbr的電壓大小相對應的變化，進而讓輸入功率能夠維持在額定範圍內，以解決第一發光模組12與第二發光模組14受到不穩定的交流電AC之影響所造成損壞與光衰的問題。

復參考圖6。電壓控制電流源162也可以耦接於第一發光模組12的輸出端T12與第二發光模組14的輸出端T22，進而根據輸入電源Vbr與第一發光模組12及第二發光模組14之間的一電壓差△V，以對應輸出補償電 流Ibr。前述的電壓控制電流源162包括電阻R3與稽納二極體ZD2，其係利用後端取樣方式取得電壓差△V，再根據電壓差△V對應輸出補償電流Ibr，以作為總電流ILED的補償。

舉例來說，在第一發光模組12與第二發光模組14形成並聯連結狀態下，電壓差△V大約等於輸入電源Vbr減去第一發光模組12的導通順向偏壓(forward biased)V1或減去第二發光模組14的導通順向偏壓(forward biased)V2，即△V=Vbr-V1或△V=Vbr-V2。在第一發光模組12與第二發光模組14形成串聯連結狀態下，電壓差△V大約等於輸入電源Vbr減去第一發光模組12與第二發光模組14的導通順向偏壓(forward biased)，即△V=Vbr-(V1+V2)。

復參考圖6。前述的電壓控制電流源162亦可以包括電阻R1~R3、稽納二極體ZD1~ZD2，其係同時結合前端與後端取樣方式，對應輸出補償電流Ibr，以作為總電流ILED的補償。

配合圖5，請參考圖8。圖8為本發明第四實施例的電路示意圖。本實施例的照明裝置4與圖5的照明裝置2之間主要的差別在於，本實施例的照明裝置4更包括一功率補償模組46。功率補償模組46耦接於整流單元11、控制模組20、第一發光模組12及第二發光模組14，其係根據輸入電源Vbr的電壓大小，對應調整流過第一發光模組12與第二發光模組14的總電流ILED。前述中，功率補償模組46的實施與圖6所示的功率補償模組16相同，在此不再贅述。

參考圖9。圖9為本發明第五實施例的電路示意圖。照明裝置5包括一控制模組50與多個發光模組52，多個發光模組52包括四個發光模組52A、52B、52C、52D，然不以此為限。控制模組50耦接整流單元51與多個發光模組52，其中控制模組50從整流單元51接收輸入電源Vbr。

控制模組50中的控制單元501依據交流電AC整流後的輸入電源Vbr，對應控制開關(S_H1~S_H3、S_L1~S_L3、S_M1~S_M3)，以改變多個發光模組52與整流單元51之間連結的關係，進而降低每電壓周期流過發光模組52的電流峰值，達到照明裝置5具有高發光效率及使用壽命長的效果。

參考圖9與圖10。圖10為圖9的電路波形示意圖。在輸入電源Vbr小於一第一設定值Vref1的期間T1，控制模組50內部的開關S_H1~S_H3、S_L1~S_L3受控導通，開關S_M1~S_M3受控截止，進而讓發光模組52A、52B、52C、52D共同並聯電性連結於整流單元51以形成第一連結狀態。此時，分別流過發光模組52A、52B、52C、52D的電流I11如圖10所示。

接著，在輸入電源Vbr大於第一設定值Vref1且小於一第二設定值Vref2的期間T2，控制模組50內部的開關S_H1、S_H3、S_L1、S_L3、S_M2受控截止，開關S_H2、S_L2、S_M1、S_M3受控導通，進而讓發光模組52A、52B串聯電性連結於整流單元51以及發光模組52C、52D串聯電性連結於整流單元51以形成第二連結狀態。此時，分別流過發光模組52A、52B與52C、 52D的電流I12如圖10所示。

然後，在輸入電源Vbr大於第二設定值Vref2的期間T3，控制模組50內部的開關S_H1、S_H3、S_L1、S_L3、S_H2、S_L2受控截止，開關S_M1~S_M3受控導通，進而讓發光模組52A、52B、52C、52D彼此串聯電性連結於整流單元51以形成第三連結狀態。此時，流過發光模組52A、52B、52C、52D的電流I13如圖10所示。

復參考圖10與圖9。輸入電源Vbr為正弦波的交流電AC整流後的電源，其電壓波形係以90度為對稱增減，因此，控制模組50在期間T4、T5、T6對內部開關S_H1~S_H3、S_L1~S_L3、S_M1~S_M3的動作控制係對應且相同於期間T3、T2、T1，如圖10所示。

綜上所述，控制模組50會追隨輸入電源Vbr的電壓大小，讓發光模組52A、52B、52C、52D與整流單元51之間的連結關係依序循環動作在第一連結狀態、第二連結狀態、第三連結狀態、第二連結狀態、第一連結狀態之間。如此，在固定平均電流的驅動方式下，控制模組50的控制方式，將可以降低每電壓周期流過發光模組52A、52B、52C、52D的電流峰值，進而提高照明裝置5整體的發光效率及使用壽命。

復參考圖9。照明裝置5更包括一功率補償模組56。功率補償模組56耦接於整流單元51、控制模組50及多個發光模組52，其係根據輸入電源Vbr的電壓大小，對應調整流過多個發光模組52的總電流ILED。前述中，功率補償模組56的實施與圖6所示的功率補償模組 16相同，在此不再贅述。

本發明第五實施例的控制模組50係依據圖10所揭露的開關控制時序，使用對稱方式控制發光模組52A、52B、52C、52D與整流單元51之間的連結關係，此種方式並不是唯一的時序控制方式，凡是可以依據輸入電源Vbr而控制發光模組之間的連結關係的電路都為本發明主張權利的範圍。

以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。

習知：

AC‧‧‧交流電

BR‧‧‧整流電路

LA‧‧‧發光二極體燈陣列

R1‧‧‧限流電阻

本發明：

1、2、3、4、5‧‧‧照明裝置

10、20、50‧‧‧控制模組

11、51‧‧‧整流單元

12‧‧‧第一發光模組

14‧‧‧第二發光模組

AC‧‧‧交流電

GND‧‧‧接地端

Vbr‧‧‧輸入電源

102‧‧‧開關單元

104、501‧‧‧控制單元

D1‧‧‧二極體

Q1‧‧‧第一電晶體

Q2‧‧‧第二電晶體

1042‧‧‧分壓電路

1044‧‧‧驅動電路

R12、R13‧‧‧電阻

R1、R2、R3‧‧‧限流電阻

Q3、Q4、Q5、Q6‧‧‧電晶體

VR‧‧‧輸入電壓比例值

Vth‧‧‧設定值

Vref‧‧‧參考值

Vref1‧‧‧第一參考值

Vref2‧‧‧第二參考值

202‧‧‧開關單元

204‧‧‧控制單元

2042‧‧‧分壓電路

2044‧‧‧驅動電路

16、46、56‧‧‧功率補償模組

162、462‧‧‧電壓控制電流源

164、464‧‧‧定電流源

Ibr‧‧‧補償電流

ILED‧‧‧總電流

ID‧‧‧流過電阻R6的電流

VR6、VR12‧‧‧電壓

52、52A、52B、52C、52D‧‧‧發光模組

圖1為傳統的發光二極體(LED)驅動電路；圖2為本發明實施例的功能架構示意圖；圖3為本發明第一實施例的電路示意圖；圖4為圖3的電路波形示意圖；圖5為本發明第二實施例的電路示意圖；圖6為本發明第三實施例的電路示意圖；圖7為圖6的電路波形示意圖；圖8為本發明第四實施例的電路示意圖；圖9為本發明第五實施例的電路示意圖；及圖10為圖9的電路波形示意圖。

1‧‧‧照明裝置

10‧‧‧控制模組

11‧‧‧整流單元

12‧‧‧第一發光模組

14‧‧‧第二發光模組

AC‧‧‧交流電

GND‧‧‧接地端

Vbr‧‧‧輸入電源

102‧‧‧開關單元

104‧‧‧控制單元

D1‧‧‧二極體

Q1‧‧‧第一電晶體

Q2‧‧‧第二電晶體

1042‧‧‧分壓電路

1044‧‧‧驅動電路

R12、R13‧‧‧電阻

R1、R2、R3‧‧‧限流電阻

Q3、Q4‧‧‧電晶體

VR‧‧‧輸入電壓比例值

Vth‧‧‧設定值

Claims (17)

1. 一種照明裝置，接收一交流電，包括：一第一發光模組；一第二發光模組；一整流單元，係將該交流電轉成一輸入電源；一控制模組，耦接於該整流單元、該第一發光模組及該第二發光模組，該控制模組接收該輸入電源，並且在該輸入電源小於一參考值時，控制該第一發光模組、該第二發光模組及該整流單元形成第一連結狀態，或在該輸入電源大於該參考值時，控制該第一發光模組、該第二發光模組及該整流單元形成第二連結狀態；及一功率補償模組，該功率補償模組耦接於該整流單元、該控制模組、該第一發光模組及該第二發光模組，根據該輸入電源的電壓大小對應輸出一補償電流，且根據該補償電流對應調整流過該第一發光模組與該第二發光模組的總電流；其中當該輸入電源的電壓越大對應輸出的該補償電流也相對變大，以及當該輸入電源的電壓越小對應輸出的該補償電流也相對變小；其中當該補償電流越大，則流過該第一發光模組與該第二發光模組的總電流相對變小，以及當該補償電流越小，則流過該第一發光模組與該第二發光模組的總電流相對變大。
2. 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中該控制模組包括： 一開關單元，耦接於該第一發光模組與該第二發光模組；及一控制單元，耦接於該整流單元與該開關單元，該控制單元控制該開關單元，以令該第一發光模組、該第二發光模組及該整流單元形成第一連結狀態或令該第一發光模組、該第二發光模組及該整流單元形成第二連結狀態。
3. 如申請專利範圍第2項所述之照明裝置，其中該第一連結狀態為該第一發光模組與該第二發光模組並聯電性連結該整流單元的狀態，該第二連結狀態為該第一發光模組與該第二發光模組串聯電性連結該整流單元的狀態。
4. 如申請專利範圍第2項所述之照明裝置，其中該第一連結狀態為該第一發光模組電性連結該整流單元，且該第二發光模組切離該整流單元的狀態，該第二連結狀態為該第一發光模組與該第二發光模組串聯電性連結該整流單元的狀態。
5. 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中該第一發光模組與該第二發光模組皆包括一個發光二極體或多個彼此連接的發光二極體。
6. 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中該功率補償模組包括：一電壓控制電流源，耦接於該整流單元，係根據該輸入電源的電壓大小，對應輸出一補償電流；及一定電流源，耦接該電壓控制電流源、該控制模組 、該第一發光模組及該第二發光模組，該定電流源接收該補償電流，並且根據該補償電流調整流過該第一發光模組與該第二發光模組的總電流。
7. 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中該功率補償模組包括：一電壓控制電流源，耦接於該第一發光模組與該第二發光模組的輸出端，該電壓控制電流源根據該輸入電源與該第一發光模組及該第二發光模組之間的一電壓差，對應輸出一補償電流；及一定電流源，耦接該電壓控制電流源、該控制模組、該第一發光模組及該第二發光模組，該定電流源接收該補償電流，並且根據該補償電流調整流過該第一發光模組與該第二發光模組的總電流。
8. 如申請專利範圍第2項所述之照明裝置，其中該開關單元包括：一二極體，具有一陽極端與一陰極端，該陽極端連接該第一發光模組的輸出端，該陰極端連接該第二發光模組的輸入端；一第一電晶體，具有一第一輸出/入端、一第二輸出/入端及一第一受控端，其中該第一輸出/入端連接該二極體的陰極端，該第二輸出/入端連接該第一發光模組的輸入端，該第一受控端連接該控制單元；及一第二電晶體，具有一第三輸出/入端、一第四輸 出/入端及一第二控制端，其中該第三輸出/入端連接該第二發光模組的輸出端、一接地端及該整流單元，該第四輸出/入端連接該二極體之陽極端，該第二受控端連接該控制單元。
9. 如申請專利範圍第8項所述之照明裝置，其中該控制單元包括：一分壓電路，連接於該整流單元，係依據該輸入電源建立一輸入電壓比例值；及一驅動電路，耦接於該分壓電路，該驅動電路在該輸入電壓比例值小於一設定值時，控制該第一電晶體與該第二電晶體導通(turn on)，以令該第一發光模組、該第二發光模組及整流單元形成第一連結狀態，以及，該驅動電路在該輸入電壓比例值大於該設定值時，控制該第一電晶體與該第二電晶體截止(turn off)，以令該第一發光模組、該第二發光模組及整流單元形成第二連結狀態。
10. 如申請專利範圍第9項所述之照明裝置，其中該第一連結狀態為該第一發光模組與該第二發光模組並聯電性連結該整流單元的狀態，該第二連結狀態為該第一發光模組與該第二發光模組串聯電性連結該整流單元的狀態。
11. 如申請專利範圍第2項所述之照明裝置，其中該開關單元為一電晶體，其具有一第一輸出/入端、一第二輸出/入端及一受控端，其中該第一輸出/入端經由一限流電阻連接該第一發光模組與該第二發光模組 之間，該第二輸出/入端連接一接地端，該受控端連接該控制單元。
12. 如申請專利範圍第11項所述之照明裝置，其中該控制單元包括：一分壓電路，連接於該整流單元，係依據該輸入電源建立一輸入電壓比例值；及一驅動電路，耦接於該分壓電路，該驅動電路在該輸入電壓比例值小於一設定值時，控制該電晶體導通(turn on)，以令該第一發光模組、該第二發光模組及該整流單元形成第一連結狀態，以及，該驅動電路在該輸入電壓比例值大於該設定值時，控制該電晶體截止(turn off)，以令該第一發光模組、該第二發光模組及該整流單元形成第二連結狀態。
13. 如申請專利範圍第12項所述之照明裝置，其中該第一連結狀態為該第一發光模組電性連結該輸入電源與該第二發光模組切離該整流單元的狀態，該第二連結狀態為該第一發光模組與該第二發光模組串聯電性連結該整流單元的狀態。
14. 一種照明裝置的控制方法，適用於一控制模組對一第一發光模組與一第二發光模組的控制，包括：取得一輸入電源，該輸入電源為交流電經整流後的電源；在該輸入電源小於一參考值時，控制該第一發光模組、該第二發光模組及該輸入電源形成第一連結狀態； 在該輸入電源大於該參考值時，控制該第一發光模組、該第二發光模組及該輸入電源形成第二連結狀態；及根據該輸入電源的電壓大小對應輸出一補償電流，且根據該補償電流對應調整流過該第一發光模組與該第二發光模組的總電流；其中當該輸入電源的電壓越大對應輸出的該補償電流也相對變大，以及當該輸入電源的電壓越小對應輸出的該補償電流也相對變小；其中當該補償電流越大，則流過該第一發光模組與該第二發光模組的總電流相對變小，以及當該補償電流越小，則流過該第一發光模組與該第二發光模組的總電流相對變大。
15. 如申請專利範圍第14項所述之照明裝置的控制方法，其中該第一連結狀態為該第一發光模組與該第二發光模組並聯電性連結該輸入電源的狀態，該第二連結狀態為該第一發光模組與該第二發光模組串聯電性連結該輸入電源的狀態。
16. 如申請專利範圍第14項所述之照明裝置的控制方法，其中該第一連結狀態為該第一發光模組電性連結該輸入電源，且該第二發光模組切離該輸入電源的狀態，該第二連結狀態為該第一發光模組與該第二發光模組串聯電性連結該輸入電源的狀態。
17. 一種照明裝置的控制方法，適用於一控制模組對多個發光模組的控制，包括：取得一輸入電源，該輸入電源為交流電經整流後的 電源；在該輸入電源小於一第一參考值時，控制該多個發光模組形成第一連結狀態；在該輸入電源大於該第一參考值，且小於一第二參考值時，控制該多個發光模組形成第二連結狀態；在該輸入電源大於該第二參考值時，控制該多個發光模組形成第三連結狀態；及根據該輸入電源的電壓大小對應輸出一補償電流，且根據該補償電流對應調整流過該第一發光模組與該第二發光模組的總電流；其中當該輸入電源的電壓越大對應輸出的該補償電流也相對變大，以及當該輸入電源的電壓越小對應輸出的該補償電流也相對變小；其中當該補償電流越大，則流過該第一發光模組與該第二發光模組的總電流相對變小，以及當該補償電流越小，則流過該第一發光模組與該第二發光模組的總電流相對變大。