TWI451810B - 基於發光二極體的多數個照明單位之驅動裝置 - Google Patents

Description

基於發光二極體的多數個照明單位之驅動裝置

本發明係有關基於發光二極體的照明裝置，尤其是一用以驅動包含有多個分段之基於發光二極體的照明單位之裝置。

發光二極體(LED)是一種基於半導體的光源，經常被應用在低耗電儀表和家電的指示器，應用發光二極體在各種照明裝置也已越來越普遍。例如，高明亮度的發光二極體已被廣泛用於交通信號燈，車輛指示燈，以及剎車燈。

發光二極體之電流對電壓(IV)特性曲線類似於一般的普通二極體，當加於發光二極體的電壓小於二極體的正向電壓時，只有非常小的電流通過發光二極體。當電壓超過正向電壓時，通過發光二極體的電流則大幅增加。一般來說，在大多數操作範圍，基於發光二極體的照明裝置之發光強度是和通過的電流成正比，但操作在高電流時則不如此。通常為基於發光二極體的照明裝置設計之驅動裝置，都是以提供一個恆定的電流為主，以便能發出穩定的光和延長發光二極體的壽命。

為了提高基於發光二極體的照明裝置之亮度，通常是將多數個發光二極體串聯在一起，形成一個基於發光二極體的照明單位，而且多數個基於發光二極體的照明單位可以更進一步串聯在一起，形成一個照明裝置。例如，美國專利6777891號揭露將多個基於發光二極體的照明單位，形成一個可由電腦控制的燈串，其中每個照明單位在燈串裡形成一個可單獨控制的節點。

每個照明裝置所需要的工作電壓，通常是取決於照明單位裡的發光二極體之正向電壓，每個照明單位裡有多少個發光二極體，每個照明單位是如何相互接聯的，以及每個照明單位在照明裝置裡， 是如何接收來自電源的電壓。因此，在大多數的應用中，都需要某種類型的電源電壓轉換裝置，來將一般較普遍的高電壓電源，轉換成較低的電壓，以提供給一個或多個基於發光二極體的照明單位。因為需要這樣的一個電壓轉換裝置，造成基於發光二極體的照明設備效率減低，成本增高，也難以減小其體積。

美國專利7781979號提供了一個控制串聯的發光二極體的裝置。其中有兩個或兩個以上的發光二極體串聯連接。當施加電壓時，一串聯的電流即流經發光二極體。其中至少有一個發光二極體被並聯一個或多個可控制的電流路徑，來使串聯的電流部分流經這些可控制的電流路徑，以便不需要電壓轉換裝置即可使用一般較普遍的高電壓電源。因此該裝置可使用如120V或240V的交流電壓。美國專利公告2010/0308739號揭露了將多個發光二極體互接串聯成多個發光二極體段的裝置，以及多個開關器與此多個發光二極體段互接，來選取控制某一發光二極體段，將其從一個發光二極體串聯電流通路中串聯接入或切隔分出。

因為已有越來越多的基於發光二極體的照明單位被應用在高亮度的照明設備上，如何使用牆上現有的交流電源，靈活和有效地提高發光二極體的利用率，並提供穩定性和高亮度，來驅動和連接多數個基於發光二極體的照明單位之設計方法和裝置，已經形成一種不可或缺的需求。此外，如何控制連接在一起之基於發光二極體的照明單位，使照明亮度可以根據不同的照明要求，或交流電源電壓的變化，來提供不同的照明模式，也是非常重要的。

本發明係為提供一種能有效率的驅動基於發光二極體照明裝置，而根據輸入之交流電壓的電壓值，以提供多種操作模式的驅動裝置而創作的。本發明中，基於發光二極體的照明裝置被分成多個基於發光二極體的照明段，每一照明段包含有一或多個基於發光二 極體的照明單位。該多個基於發光二極體的照明段互相串聯，最後一個照明段則經由一個電流控制器而接地。

本發明的主要目的是提供一種可以在輸入電壓值增加時，選擇性的打開某些或者所有的基於發光二極體的照明段，而且在輸入電壓值減少時，選擇性的關閉某些或者所有的基於發光二極體的照明段，從而提供多種操作模式給基於發光二極體的照明裝置。

因此，本發明的第一個優選實施範例中，本發明的裝置包含有在切換電壓比較單位控制下的多個開關控制器，每一開關控制器與多個基於發光二極體的照明段中的一個照明段並聯。切換電壓比較單位根據輸入電壓值，將幾個共同信號送到該多個開關控制器，這些共同信號可以重置開關控制器，使開關控制器的開關切換同步，和指示輸入電壓值是上升還是下降。

在第一個優選實施範例中，每一個開關控制器，除了接收幾個共同信號之外，還有一輸入端以接收輸入傳送信號，以及一輸出端以送出輸出傳送信號。

在本優選實施範例中的切換電壓比較單位，首先產生第一個傳送信號，將其送至第一個開關控制器的輸入端，再經由各個開關控制器的傳送，到達最後一個開關控制器，使得該多個基於發光二極體的照明段，可以隨著輸入電壓之増高或減低而被選擇性的打開或是關閉。

在本發明的第二個優選實施範例中，本發明的裝置也包含有在切換電壓比較單位控制下的多個開關控制器，每一基於發光二極體的照明段有一正端與前一個基於發光二極體的照明段之負端串聯，每一開關控制器則從多個基於發光二極體的照明段中的一個照明段之正端連到電流控制器的一端。

在第二個優選實施範例中，切換電壓比較單位根據輸入電壓值，也同樣將幾個共同信號送到該多個開關控制器。然而每一個開 關控制器，除了接收幾個共同信號之外，還有兩個輸入端各接收從前後兩個開關控制器送來的兩個輸入傳送信號，以及一輸出端以送出一輸出傳送信號到前後兩個開關控制器。

與第一優選實施範例一樣，第二優選實施範例中的切換電壓比較單位，也首先產生第一個傳送信號，將其送至第一個開關控制器的一輸入端，再經由各個開關控制器的傳送，到達最後一個開關控制器。除此之外，第二優選實施範例中的切換電壓比較單位，又產生一個最後傳送信號，將其送至最後一個開關控制器的一輸入端，再經由各個開關控制器向前傳送，到達第一個開關控制器。

在第二優選實施範例中，該多個基於發光二極體的照明段，可以隨著輸入電壓值之逐漸増高而被依照順序的打開，或者是當輸入電壓值到達最高值後，隨著輸入電壓值逐漸減低而被依照順序的關閉。

以下是根據本發明的幾個優選實施範例，參照附屬的圖式之詳細說明，對於熟悉本技術領域的人，閱讀以下根據本發明的幾個優選實施範例之詳細說明，再參照附屬的圖式，應可很清楚的了解本發明。附圖是為了讓本發明能更進一步的被了解，同時也構成本發明之說明規範的一部分，藉由附屬的圖示來說明本發明的實施範例，並解釋本發明的原則。

如上所述，為了提高基於發光二極體的照明裝置的亮度，多數個包含有一個以上的發光二極體的照明單位通常被串聯，以增加發光強度。因此，提供多種可能的照明模式，以使照明裝置能以不同的發光強度操作，是非常需要的。為達成此目的，最直接的一個方法，是對每一基於發光二極體的照明單位，使用一各別的開關器來控制該照明單位，使其被串接在照明裝置裏，或被以短路方式繞過，可是這種方法需要非常昂貴的硬體成本。

本發明提出一種創新的裝置，將基於發光二極體的照明裝置，以分段的方法控制。此一新方法將照明裝置裏所有的基於發光二極體的照明單位，分割成多數個基於發光二極體的照明段，每一照明段包含有一個以上的串聯之發光二極體的照明單位。在每一個照明模式下，照明裝置裏的某些基於發光二極體的照明段，可以被控制成互相串聯，而另外一些照明段則被繞過。為了簡化說明，以下的範例假設每一基於發光二極體的照明單位，只有一個發光二極體。

圖一顯示本發明中，將基於發光二極體的照明裝置操作於M種不同的照明模式下的輸入電源的電壓值V_IN 。該輸入電源是經過整流的交流電壓，而在每種不同的操作模式下，輸入電壓值會使不同數量的照明段打開。如圖一所示，當輸入電壓值V_IN 在時間T_i 與T_i+1 之間從V_i 増加到V_i+1 時，該基於發光二極體的照明裝置操作於模式-i。當經過整流的輸入電壓值到達最高值V_IN(MAX) 後，電壓值開始減低。當輸入電壓值在V_M 與V_IN(MAX) 之間時，該基於發光二極體的照明裝置操作於模式-M，而當輸入電壓值降到V_i 與V_i+1 之間時，則又操作於模式-i。電壓值V_i 與V_i+1 之間的差異為模式區分電壓V_mdif 。

圖二顯示了根據本發明的第一優選實施範例，用於驅動多數個基於發光二極體的照明段的照明裝置之電路示意圖。基於發光二極體的照明裝置包括多數個基於發光二極體的照明段101，102，…，10N，與一電流控制器401串聯於輸入電壓V_IN 和地之間。切換電壓比較單位301控制了多個開關控制器201，202，…，20N。每一基於發光二極體的照明段有一正端和一負端，每一開關控制器與一基於發光二極體的照明段並聯在該正端和負端之間。

在本發明中，切換電壓比較單位301根據輸入電壓V_IN 來比較每一操作模式的開關切換電壓。切換電壓比較單位301產生幾個共同信號送到每一個開關控制器，這些信號包括重置信號，上/下信號，和同步信號。重置信號將所有的開關控制器201，202，…，20N重置到初始狀態，上/下信號顯示輸入電壓V_IN 是在増加或減少，同步信號使所有的開關控制器201，202，…，20N能同步切換。圖三顯示了以經過整流的交流電壓為輸入電壓而產生的共同信號之波形。

根據本發明，如圖二所示，每一個開關控制器接收一輸入傳送信號，並送出一輸出傳送信號到下一個開關控制器。從圖二可以看出。與第一基於發光二極體的照明段101並聯的第一個開關控制器201，接收從切換電壓比較單位301產生的第一傳送信號3011。第一開關控制器201送出傳送信號2011到第二開關控制器202。而第二開關控制器202再送出傳送信號2021到下一個開關控制器，依此類推。在某些應用中，在最上端的基於發光二極體的照明段101並不需要被控制，因此不需要並聯一個開關控制器。在這種情況下，切換電壓比較單位301可以將產生的第一傳送信號3011送到與第二基於發光二極體的照明段102並聯的第二個開關控制器202。

在本發明中，每一個開關控制器201，202，…，20N受切換電壓比較單位301之控制，而使其相並聯的基於發光二極體的照明段與其他的基於發光二極體的照明段串聯，或將相並聯的基於發光二極體的照明段短路繞過。每一基於發光二極體的照明段可以有不同數量的基於發光二極體的照明單位，每一個開關控制器201，202，…，20N可以是不相同的。在圖二中所顯示的電流控制器401為一電流限制器，該電流控制器也可以由一電阻器501取代。

如圖一所示，當輸入電壓值V_IN 在時間T_i 與T_i+1 之間從V_i 増加到V_i+1 時，該基於發光二極體的照明裝置操作於模式-i。根據圖二顯示的優選實施範例，開關控制器201，202，…，20N受切換電壓比較單位301之控制，可以選擇性的將某一個或多數個基於發光二極體的照明段中的發光二極體單位打開照明。

舉例來說，在時間T₁ 和T₂ 之間，切換電壓比較單位301可以控制開關控制器201，使得在基於發光二極體的照明段101的發光二極體單位打開照明，而所有其他的照明段則關閉。在時間T₂ 和T₃ 之間，切換電壓比較單位301可以控制開關控制器202，使得在基於發光二極體的照明段102的發光二極體單位打開照明，而所有其他的照明段則關閉。當輸入電壓值V_IN 増加到V_M 與V_IN(MAX) 之間時，切換電壓比較單位301可以控制所有的開關控制器201，202，…， 20N，而使所有在基於發光二極體的照明段101，102，…，10N的發光二極體單位全部打開照明。

圖四顯示一根據本發明的第一優選實施範例而設計的開關控制器201，202，…，20N的電路範例。開關控制器的電路包含一個開關器2001與相對應的基於發光二極體的照明段並聯。開關控制器接收從切換電壓比較單位301或連接在前端的另一開關控制器送出的一輸入傳送信號P_in ，同時也送出一輸出傳送信號P_out 給連接在後端的另一開關控制器。切換電壓比較單位301將同步，重置，以及上/下等共同信號送到每一個開關控制器，使開關控制器內的邏輯電路得以產生輸出傳送信號P_out ，開關控制器內部也產生一用來打開或關閉開關器2001的控制信號。

圖五顯示一根據本發明的第一優選實施範例而設計的切換電壓比較單位301的電路範例。切換電壓比較單位301包含有多數個電壓比較器3001。根據輸入電壓V_IN 的電壓值，切換電壓比較單位301內的電路產生第一傳送信號以及圖三所顯示的同步，重置，以及上/下等共同信號。

圖六顯示一根據本發明的第一優選實施範例而設計的基於發光二極體的照明裝置，其中包含有四個基於發光二極體的照明段。在最上端的一個基於發光二極體的照明段600含有一個基於發光二極體，而其他的三個基於發光二極體的照明段601-603則各別有一，二和四個基於發光二極體。三個開關控制器201-203與三個基於發光二極體的照明段601-603各別並聯。切換電壓比較單位301將同步，重置，以及上/下等共同信號送到每一個開關控制器201-203，並且將第一傳送信號送到開關控制器201。開關控制器201再送出一輸出傳送信號到開關控制器202，而開關控制器202則又送出一輸出傳送信號到開關控制器203。

根據本發明，在不同的操作模式下，如何來打開或關閉某些或全部的基於發光二極體的照明段，是由開關控制器的設計而決定的。以圖四中所顯示的開關控制器來說，在圖六中的基於發光二極 體的照明裝置，可以被控制在八種模式下操作，而將一到八個發光二極體打開照明。

在圖六的基於發光二極體的照明裝置，其中的開關控制器201-203，可以用圖四的控制器電路來形成一個三位元的上/下計數器，以控制在開關控制器內的開關器2001。從切換電壓比較單位301送出的傳送信號控制此三位元的計數器之上/下計數，當開關控制器201-203被重置時，因為所有的開關控制器201-203中的開關器2001都是被短路的，只有在照明段600裏的發光二極體是打開照明的。

當輸入電壓V_IN 増加，而且傳送信號經過開關控制器201-203的傳送，由開關控制器201-203形成的三位元的上/下計數器，可以在模式-1，模式-2，模式-3，模式-4，模式-5，模式-6，和模式-7下，輸出011，101，001，110，010，100和000的開關信號，來控制每一開關控制器裏的開關器2001以打開不同數量的發光二極體，從而提供不同的操作模式給基於發光二極體的照明裝置。舉例來說，在模式-3下，該三位元的上/下計數器之值為001，開關控制器201和202的兩個位元是0。因此，除了在照明段600裏的發光二極體以外，在照明段601和602裏的發光二極體也都打開照明。

圖七顯示了根據本發明的第二優選實施範例，用於驅動多數個基於發光二極體的照明段的照明裝置之電路示意圖。在此優選實施範例中，該照明裝置也包括多數個基於發光二極體的照明段101，102，…，10N，與一電流控制器401串聯於輸入電壓V_IN 和地之間。每一基於發光二極體的照明段有一正端和一負端，和一相對應的開關控制器從該照明段的正端連接到電流控制器401的第一端，以及一切換電壓比較單位901控制了多個開關控制器801，802，…，80N。

從圖七可以看出，在此優選實施範例中，每一開關控制器係將在相對應的基於發光二極體的照明段之下的所有基於發光二極體的照明段以並聯方式連接。舉例來說，開關控制器801與基於發光二 極體的照明段101-10N並聯，開關控制器802與基於發光二極體的照明段102-10N並聯，而開關控制器803則與基於發光二極體的照明段103-10N並聯，依此類推。

與本發明的第一優選實施範例類似，切換電壓比較單位901根據輸入電壓V_IN 來比較每一操作模式的開關切換電壓。切換電壓比較單位901產生幾個共同信號送到每一個開關控制器，這些信號包括重置信號，上/下信號，和同步信號。重置信號將所有的開關控制器801，802，…，80N重置到初始狀態，上/下信號顯示輸入電壓V_IN 是在増加或減少，同步信號使所有的開關控制器801，802，…，80N能同步切換。

根據本發明的第二優選實施範例，除了第一和最後的開關控制器之外，每一開關控制器都送出一輸出傳送信號給前後兩個開關控制器，每一開關控制器也都接收從前後兩個開關控制器送出的輸出傳送信號。舉例來說，開關控制器802送出輸出傳送信號8021到開關控制器801和803，並且接收從開關控制器801送出的輸出傳送信號8011，和從開關控制器803送出的輸出傳送信號8031。

從圖七可以看出，第一開關控制器801並沒有前端的開關控制器，因此它接收從切換電壓比較單位901發出的第一個傳送信號9011。在此一優選實施範例中，最後一個開關控制器80N也沒有後端的開關控制器，因此它接收從切換電壓比較單位901發出的最後一個傳送信號9012。

如前所述，在某些應用中，在最上端的基於發光二極體的照明段101，並沒有控制的必要。在此情況下，如果開關控制器801並不存在，切換電壓比較單位901發出的第一個傳送信號9011，就直接被送到開關控制器802。除此之外，本發明中的每一基於發光二極體的照明段可以有不同數量的基於發光二極體的照明單位，每一開關控制器801，802，…，80N並不須是與其他的開關控制器相同的。

在本發明的第二優選實施範例中，每一個開關控制器801，802，…，80N受切換電壓比較單位901之控制，而使其相並聯的基於發光二極體的照明段打開照明，或將相並聯的基於發光二極體的照明段短路繞過。舉例來說，如果開關控制器801被控制成短路，所有的基於發光二極體的照明段都被短路繞過。如果開關控制器802被控制成短路，則除了第一個基於發光二極體的照明段外，其他所有的基於發光二極體的照明段都被短路繞過，依此類推。

本發明的第二優選實施範例之操作，也如圖一所示，當輸入電壓值V_IN 在時間T_i 與T_i+1 之間從V_i 増加到V_i+1 時，該基於發光二極體的照明裝置操作於模式-i。根據圖七所顯示的第二優選實施範例，在時間T₁ 和T₂ 之間，切換電壓比較單位901可以控制開關控制器801，使得在基於發光二極體的照明段101裏的發光二極體單位打開照明，而所有其他的照明段102，103，…，10N，則受到開關控制器802，803，…，80N的控制而關閉。

在時間T₂ 和T₃ 之間，切換電壓比較單位901可以控制開關控制器801和802，使得在基於發光二極體的照明段101和102裏的發光二極體單位打開照明，而所有其他的照明段103，…，10N，則受到開關控制器803，…，80N的控制而關閉。

在圖七所顯示的第二優選實施範例中，每一個基於發光二極體的照明段是依照順序而打開照明的，當輸入電壓值V_IN 從0増加到V_IN(MAX) 時，照明段101，照明段102，…，照明段10N依序而打開照明。當輸入電壓值達到最高而開始降低時，每一個基於發光二極體的照明段也是依照順序而關閉的。

圖八顯示一根據本發明的第二優選實施範例而設計的開關控制器801，802，…，80N的電路範例。開關控制器的電路包含一個開關器8001與相對應的基於發光二極體的照明段並聯。開關控制器接收從連接在前端的一開關控制器送出的一輸入傳送信號P1_in ，以及接收從連接在後端的另一開關控制器送出的另一輸入傳送信號P2_in 。同時也送出一輸出傳送信號P_out 給連接在前後端的兩個開關控 制器。切換電壓比較單位901將同步，重置，以及上/下等共同信號送到每一個開關控制器，使開關控制器內的邏輯電路得以產生輸出傳送信號P_out 。開關控制器內部也產生一用來打開或關閉開關器8001的控制信號。

圖九顯示一根據本發明的第二優選實施範例而設計的切換電壓比較單位901的電路範例。切換電壓比較單位901包含有多數個電壓比較器9001。根據輸入電壓V_IN 的電壓值，切換電壓比較單位901內的電路產生圖三所顯示的同步，重置，以及上/下等共同信號。除此之外，如圖七所顯示，切換電壓比較單位901也產生第一和最後傳送信號9011，9012給第一和最後的兩個開關控制器801和80N。

圖十顯示一根據本發明的第二優選實施範例而設計的基於發光二極體的照明裝置，其中包含有四個基於發光二極體的照明段。在最上端的一個基於發光二極體的照明段100並沒有相對應的開關控制器。三個開關控制器801-803各自從三個對應的基於發光二極體的照明段101-103的正端連接到電流控制器401的第一端。

切換電壓比較單位901將同步，重置，以及上/下等共同信號送送到每一個開關控制器801-803，並且將第一傳送信號9011送到開關控制器801以及最後傳送信號9012送到開關控制器803。開關控制器801再送出一輸出傳送信號8011到開關控制器802，開關控制器802則又送出一輸出傳送信號8021到開關控制器801和803，而開關控制器803也又送出一輸出傳送信號8031到開關控制器802。

根據本發明的第二優選實施範例而設計的切換電壓比較單位901，也可以用圖十一所顯示的電路範例來實施。在該電路中，切換電壓比較單位901包含有兩個電壓比較器9001和一個模式區分電壓比較器9002。與圖九不同的是，圖十一中的同步信號係由模式區分電壓比較器9002根據重置和上/下兩共同信號而產生，而不是由多數個電壓比較器9001來產生。

圖十二顯示圖十一中的模式區分電壓比較器9002的詳細電路。除了重置和上/下兩共同信號之外，由輸入電壓V_IN 而導出的電壓值 V_x =α*V_IN 為模式區分電壓比較器9002的輸入，其中α是一小於1的比例因數。

根據本發明，在基於發光二極體的照明段中的發光二極體，是泛指所有類型的發光二極體，如一般半導體發光二極體和有機發光二極體，這些發光二極體可能在各種頻譜發光。本發明的照明裝置，可包括適當段數的基於發光二極體的照明段，每個基於發光二極體的照明段，可包括適當數量的基於發光二極體的照明單位。這些數量都可根據設備或裝置上實際應用的要求而定。

以上為開關控制器以及切換電壓比較單位所顯示和說明的電路範例，只是用來說明本發明的原理。開關控制器以及切換電壓比較單位都可以用等效的電路來設計而達成一樣的功能。開關控制器中的開關器也是泛指一般包含有可以適當接通或關閉一個電路的開關元件，開關器可以是機械式的或電力式的，也可以是用積體電路製造的半導體開關器。

總之，本發明提供了一種驅動裝置，以多數個開關控制器來控制與驅動將多個基於發光二極體的照明單位分段的照明裝置，並由切換電壓比較單位產生幾個共同信號以及一或兩個傳送信號來控制開關控制器，使其可以將相對應的發光二極體的照明段打開照明或短路繞過，從而提供多種不同的操作模式。

雖然以上只藉由幾個優選的實施範例來描述本發明，然而熟悉本技術領域的人，很明顯的可以了解，仍有許多未描述的變通及修改，都在不偏離以下所定義之本發明的申請專利範圍之內。

100：101：102：10N‧‧‧基於發光二極體的照明段

201：202：20N‧‧‧開關控制器

301‧‧‧切換電壓比較單位

401‧‧‧電流限制器

501‧‧‧電阻器

600：601：602：603：60N‧‧‧基於發光二極體的照明段

801：802：803：80N‧‧‧開關控制器

901‧‧‧切換電壓比較單位

2001‧‧‧開關器

3001‧‧‧電壓比較器

8001‧‧‧開關器

9001‧‧‧電壓比較器

9002‧‧‧模式區分電壓比較器

3011：2011：2021：8011：8021：8031：9011：9012‧‧‧傳送信號

圖一顯示本發明中基於發光二極體的照明裝置，操作於M種不同的照明模式下的輸入電源的電壓值V_IN 。

圖二顯示根據本發明的第一優選實施範例，用於驅動多數個基於發光二極體的照明段的照明裝置之電路示意圖。

圖三顯示本發明中以經過整流的交流電壓為輸入電壓而產生的共同信號之波形。

圖四顯示根據本發明的第一優選實施範例而設計的開關控制器的電路範例。

圖五顯示根據本發明的第一優選實施範例而設計的切換電壓比較單位的電路範例。

圖六顯示根據本發明的第一優選實施範例而設計的基於發光二極體的照明裝置。

圖七顯示根據本發明的第二優選實施範例，用於驅動多數個基於發光二極體的照明段的照明裝置之電路示意圖。

圖八顯示根據本發明的第二優選實施範例而設計的開關控制器的電路範例。

圖九顯示根據本發明的第二優選實施範例而設計的切換電壓比較單位的電路範例。

圖十顯示根據本發明的第二優選實施範例而設計的基於發光二極體的照明裝置。

圖十一顯示根據本發明的第二優選實施範例而設計的切換電壓比較單位的另一電路範例。

圖十二顯示圖十一中的模式區分電壓比較器的詳細電路。

101：102：10N‧‧‧基於發光二極體的照明段

201：202：20N‧‧‧開關控制器

301‧‧‧切換電壓比較單位

401‧‧‧電流限制器

501‧‧‧電阻器

3011：2011：2021‧‧‧傳送信號

Claims (25)

1. 一驅動多數個基於發光二極體的照明單位之裝置，包括：多個基於發光二極體的照明段串接，該多個基於發光二極體的照明段中的每個照明段有一正端，一負端，和至少一個基於發光二極體的照明單位串聯連接於上述正端和負端之間；一輸入電源連接到上述多個基於發光二極體的照明段的第一個照明段之正端；一電流控制器其第一端連接到上述多個基於發光二極體的照明段的最後一個照明段之負端，其第二端接地；多個開關控制器，該多個開關控制器中的每個開關控制器各自與上述多個基於發光二極體的照明段中的一個照明段相對應並與該照明段並聯，並且接收一輸入傳送信號，和產生一輸出傳送信號；以及一切換電壓比較單位，該切換電壓比較單位接收上述輸入電源，產生並送出多數個共同信號到上述多個開關控制器的每一開關控制器，和產生第一傳送信號以作為上述多個開關控制器的第一開關控制器的輸入傳送信號；其中上述多個開關控制器中，除了上述第一開關控制器以外，每一開關控制器的輸入傳送信號係緊接在其前端的開關控制器所產生的輸出傳送信號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中每一開關控制器包含有一被其輸入傳送信號所控制，而可將其相對應的照明段短路的開關器，並且該開關控制器所產生的輸出傳送信號係根據其輸入傳送信號和上述多數個共同信號而產生。
3. 如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中上述多個開關控制器形成一個多位元的計數器，以其中的每一開關控制器為一位元，接收其輸入傳送信號來控制其內所含有的開關器。
4. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中上述多數個共同信號包含一重置信號以重置上述多個開關控制器，一同步信號以使上述 多個開關控制器同步切換，和一上/下信號以顯示上述輸入電源的電壓值係増高或減低。
5. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中上述切換電壓比較單位包含多數個電壓比較器，根據上述輸入電源的電壓值來產生上述第一傳送信號以及上述多數個共同信號。
6. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中上述多個基於發光二極體的照明段中，最少有一個照明段沒有開關控制器與其並聯。
7. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中上述多個基於發光二極體的照明段中，最少有一個照明段其中所含的基於發光二極體的照明單位的數量與其他的照明段不同。
8. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中上述多個開關控制器中，最少有一個開關控制器的電路與其他的開關控制器不同。
9. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中上述電流控制器是一電流限制器。
10. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中上述電流控制器是一電阻器。
11. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中上述多個基於發光二極體的照明段包含有第一照明段，第二照明段，第三照明段，和第四照明段，而其中上述多個開關控制器包含有三個開關控制器分別與第二照明段，第三照明段，和第四照明段並聯。
12. 如申請專利範圍第11項所述之裝置，其中上述多個開關控制器形成一個三位元的計數器，以其中的每一開關控制器為一位元，接收其輸入傳送信號來控制其內所含有的開關器，使每一開關控制器所相對應的照明段短路，或者與其他的照明段串聯。
13. 如申請專利範圍第12項所述之裝置，其中上述第一照明段包含一個基於發光二極體的照明單位，上述第二照明段包含一個基於發光二極體的照明單位，上述第三照明段包含兩個基於發光二極 體的照明單位，上述第四照明段包含四個基於發光二極體的照明單位。
14. 如申請專利範圍第13項所述之裝置，其中上述切換電壓比較單位控制上述多個開關控制器，在不同的種操作模式下，可使一到八個基於發光二極體的照明單位打開照明。
15. 一驅動多數個基於發光二極體的照明單位之裝置，包括：多個基於發光二極體的照明段串接，該多個基於發光二極體的照明段中的每個照明段有一正端，一負端，和至少一個基於發光二極體的照明單位串聯連接於上述正端和負端之間；一輸入電源連接到上述多個基於發光二極體的照明段的第一個照明段之正端；一電流控制器其第一端連接到上述多個基於發光二極體的照明段的最後一個照明段之負端，其第二端接地；多個開關控制器，該多個開關控制器中的每個開關控制器各自與上述多個基於發光二極體的照明段中的一個照明段相對應，並各自有第一端與該照明段之正端相連接，以及有第二端連接到上述電流控制器之第一端，並且接收第一輸入傳送信號，和第二輸入傳送信號，而且產生一輸出傳送信號；以及一切換電壓比較單位，該切換電壓比較單位接收上述輸入電源，產生並送出多數個共同信號到上述多個開關控制器的每一開關控制器，和產生第一傳送信號以作為上述多個開關控制器的第一開關控制器的第一輸入傳送信號，以及產生最後傳送信號以作為上述多個開關控制器的最後一個開關控制器的第二輸入傳送信號；其中上述多個開關控制器中，除了上述第一開關控制器以外，每一開關控制器的第一輸入傳送信號係緊接在其前端的開關控制器所產生的輸出傳送信號，而且除了上述最後一個開關控制器以外，每一開關控制器的第二輸入傳送信號係緊接在其後端的開關控制器所產生的輸出傳送信號。
16. 如申請專利範圍第15項所述之裝置，其中每一開關控制器包含有一被其第一輸入傳送信號與第二輸入傳送信號所控制，而可將其相對應的照明段短路的開關器，並且該開關控制器所產生的輸出傳送信號係根據其第一輸入傳送信號與第二輸入傳送信號和上述多數個共同信號而產生。
17. 如申請專利範圍第15項所述之裝置，其中上述多數個共同信號包含一重置信號以重置上述多個開關控制器，一同步信號以使上述多個開關控制器同步切換，和一上/下信號以顯示上述輸入電源的電壓值係増高或減低。
18. 如申請專利範圍第17項所述之裝置，其中上述切換電壓比較單位包含多數個電壓比較器，根據上述輸入電源的電壓值來產生上述第一傳送信號，上述第二輸入傳送信號，以及上述多數個共同信號。
19. 如申請專利範圍第17項所述之裝置，其中上述切換電壓比較單位包含兩個電壓比較器和一個模式區分電壓比較器，根據上述輸入電源的電壓值來產生上述第一傳送信號，上述第二輸入傳送信號，以及上述多數個共同信號。
20. 如申請專利範圍第19項所述之裝置，其中上述模式區分電壓比較器接收上述輸入電源的電壓值的一部份電壓，上述重置信號，和上述上/下信號，以及一模式區分電壓，來產生上述同步信號。
21. 如申請專利範圍第15項所述之裝置，其中上述多個基於發光二極體的照明段中，最少有一個照明段沒有開關控制器與其並聯。
22. 如申請專利範圍第15項所述之裝置，其中上述多個基於發光二極體的照明段中，最少有一個照明段其中所含的基於發光二極體的照明單位的數量與其他的照明段不同。
23. 如申請專利範圍第15項所述之裝置，其中上述多個開關控制器中，最少有一個開關控制器的電路與其他的開關控制器不同。
24. 如申請專利範圍第15項所述之裝置，其中上述電流控制器是一電流限制器。
25. 如申請專利範圍第15項所述之裝置，其中上述電流控制器是一電阻器。