TWI466591B - 一種發光之方法、可重新組態之發光二極體陣列及可重新組態之發光二極體陣列於照明系統之應用 - Google Patents

一種發光之方法、可重新組態之發光二極體陣列及可重新組態之發光二極體陣列於照明系統之應用 Download PDF

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Description

一種發光之方法、可重新組態之發光二極體陣列及可 重新組態之發光二極體陣列於照明系統之應用
本發明之示例性態樣係關於發光裝置。特別是，本發明的該(等)態樣係關於藉由使用交流(AC)電力供應器或非穩壓式(unregulated)直流(DC)電力供應器之發光裝置來產生光。
固態發光元件，例如發光二極體(LEDs,“Light Emitting Diodes”)，對於取代像是白熱燈及螢光燈這類傳統光源是引人注目的候選者。LEDs通常具有比白熱燈明顯較高的光轉換效率，且比傳統光源具有較長的壽命。某些LEDs類型具有比螢光光源較高的轉換效率，並且更高的轉換效率在實驗室已經被驗證。對於許多照明應用當中可接受的LEDs而言，最重要是最佳化每個處理步驟，並且達成最高可能效率。
習知LED或LED照明系統伴隨的問題為電力從AC電力轉換成DC電力，因為習知LEDs使用穩壓式(regulated)DC電力。LEDs通常用DC定電流與DC定電壓來運作。另一方面，電力公司傳送的是AC電流及/或AC電壓。習知像是電氣插座所提供的電力之電力供應為AC電力。目前市面上可用的照明系統，像是白熱燈泡及/或鹵素燈都由AC電力供電。
習知解決該LED照明系統之DC電力需求的方式為提供AC至DC電力轉換。電力從AC轉換成非穩壓式DC，然後從非穩壓式DC轉換成穩壓式DC之設備通常龐大並且昂貴。尤其是，AC至DC轉換器內使用的電容元件通常壽命不長，這將影響該LED照明系統的整體壽命。
本發明揭示一種能夠由AC電力供應器或非穩壓式DC電力供應器供電，並運用一可重新組態發光二極體陣列的發光裝置。在一種態樣中，該發光裝置係耦合至一控制器、一發光二極體陣列及一電力供應器，其中該電力供應器可為一AC電源或一非穩壓式DC電源。該電力供應器提供電力時，該控制器產生各種發光二極體控制信號以回應該電力的變動。該發光二極體陣列允許至少一部分的發光二極體根據該等發光二極體控制信號的該等邏輯狀態來啟動。
吾人瞭解，精通此技術的人士從下列詳細說明當中可迅速瞭解本發明的其他態樣，其中僅藉由例示來顯示與描述LED的示範組態。如所瞭解，本發明包含其他與不同態樣，並且許多細節都可在許多其他方面修改，而這全都不悖離本發明的精神與範疇。據此，該等圖式與詳細說明在性質上應視為例示而非限制。
此處以可使用AC電源的重新組態發光二極體(「LED」)陣列之方法、裝置與設備為背景來說明本發明之態樣。
本發明以下可參照附隨圖式更完整地描述，其顯示本發明不同態樣。然而，本發明可實行於許多不同形式且不應被理解為被經由本揭露文件所呈現之本發明不同態樣所限制。更確切地說，提供這些態樣使得本揭露文件完善且完整以及充分地傳達本發明的範疇給本技藝之人士。本發明於該等圖式中所例示的不同態樣可不依比例繪製。更確切地說，不同特徵的尺寸為了清楚可擴大或縮小。此外，該等圖式為了清楚可被簡化。如此， 該等圖式可不描繪出一給定裝置或方法的所有組件。
本發明不同態樣可參照圖解例示本發明理想化結構的圖式於本文中描述。就圖式本身而言，由於例如繪圖技術及/或誤差，來自圖式中形狀的差異可被預期。因此，本揭露文件中所呈現本發明不同態樣不應被理解為限制於本文所例示及描述的特定部件形狀(例如，區域、層、區段、基板等等)而是包含來自例如繪圖形狀的偏差。舉例而言，一部件例示或描述為一矩形可具有圓形或圓弧特徵及/或是在它的邊緣有一斜度而不是從一部件到另一部件不連續地變化。如此，在該等圖式中圖解的該等部件是本質地例示且它們的形狀非欲例示一部件的精準形狀且亦非欲限制本發明之範疇。
其可了解到當例如一區域、層、區段、基板之類的部件提到”on(於另一部件上方)”，其可以直接於該另一部件上方或亦可呈現有介於中間的部件。對照之下，當一部件被提到”directly on(直接於另一部件上方)”，則沒有介於中間的部件。另外其可了解到當一部件被提到”formed(形成)”於另一部件上方，其可成長、沉積、蝕刻、附著、連接、耦合或用別的方法製備或製造於該另一部件或一介於中間的部件上方。
再者，相關聯字詞例如”lower(下)”或”bottom(底)”以及”upper(上)”或”top(頂)”於本文中可用於描述該等圖式中一部件與另一部件的關係。其可了解到相關聯字詞意欲除了該等圖式描繪的方向外還包含一裝置的方向。舉例而言，若該等圖式中一裝置被翻轉，描述成於其他部件”lower(下)”側上方將被定向成於該等其它部件”upper(上)”側上方。該字詞”lower(下)”，因此包含”lower(下)”與” upper(上)”的方向，其取決於該裝置的特定方向。類似地，若該等圖式中一裝置被翻轉，描述成”below(於其他部件下方)”或”beneath(於其他部件下方)”將被定向成”above(於該等其它部件上方)”。該字詞”below(於其他部件下方)”或”beneath(於其他部件下方)”，因此包含下方與上方的方向兩者。
除非另外定義，本文中所使用之所有字詞(包含技術性或科學性字詞)具有同本發明所屬技術領域之人士通常理解的相同意義。其進一步理解到這些字詞(例如在一般使用的字典中)意義應被理解與相關技術領域及本揭露文件之內容脈絡的字詞意義相符合。
除非內容脈絡中其他地方清楚指明，否則本文中所使用的單數形式”a(一)”或”an(一)”與”the(該)”意欲同時包括複數形式。其進一步了解到字詞”comprises(包括)”或”comprising(包括)”於本說明書中使用時，具體說明所述的特徵、整數、步驟、運作、部件及/或組件的存在，但不排除一或多個其他特徵、整數、步驟、運作、部件、組件及/或其組合的存在或增加。字詞”及/或”包含一或多個所相關聯列出的字詞的任何與全部組合。
在此將呈現LED照明設備的許多態樣，不過精通此技術的人士將明白，在不悖離本發明的前提之下，這些態樣可擴及LED照明設備態樣。該LED照明設備可設置來直接取代傳統照明設備，包含像是嵌燈、吸頂式燈具、吊燈、壁燈、燈槽燈、軌道照明、層板支架燈、景觀或戶外燈、地板燈、搜索燈、街燈、閃光燈、港灣塔燈、條狀照明燈、工業照明燈、緊急照明燈、平衡臂燈、重點照明燈、背景燈以及其他燈具。
此處的「燈具」一詞應該表示照明設備的外罩或外殼。「照明設備」一詞應該表示若有需要的話，包含整套光源和其他組件(例如用於冷卻該光源的風扇、用於引導該光線的反射板等)的燈具。「LED照明設備」一詞應該表示具有由一或多個LED構成光源的照明設備。LED已為大家熟知，因此只簡單討論以提供本發明一個完整的描述。
吾人將進一步瞭解，本發明的態樣可包含使用傳統半導體技術可易於製造的積體電路，像是CMOS(「互補金屬氧化物半導體」，Complementary metal-oxide semiconductor)技術或其他半導體製程。此外，可用製作光學以及電氣裝置的其他製程實施本發明之態樣。在此將詳細參考圖示的示範態樣之實施。在該等所有圖式及以下的詳細說明中將使用相同的參考號碼來代表相同或相似的部分。
在一種態樣中，一發光裝置耦合至一控制器、一發光二極體陣列及一電力供應器，其中該電力供應器可為一交流(AC)電源或一非穩壓式DC電源。該電力供應器提供電力時，該控制器產生各種發光二極體控制信號以回應該電力的變動。該發光二極體陣列允許至少一部分的發光二極體根據該等發光二極體控制信號的該等邏輯狀態來啟動。發光二極體陣列內的發光二極體重新組態允許該發光二極體系統直接從非穩壓式DC及/或AC電源汲出電力。
第一圖為例示根據本發明之一態樣，具有能夠控制發光二極體之一控制器的一照明系統100之方塊圖。照明系統100包含一控制器102、一發光二極體重新組態裝置104、一發光二極體陣列106及一電力供應器108。 在一種態樣中，電力供應器108為AC、整流式AC及/或非穩壓式DC電源。吾人應該注意，若在系統100內新增或移除一或多個元件(或裝置)，不會改變本發明該(等)示範態樣的基本概念。
發光二極體陣列106包含四(4)個串聯並且能夠產生光的發光二極體120-126，一或多個發光二極體120-124可根據發光二極體控制信號的邏輯值(或邏輯狀態)開啟及/或關閉。舉例而言，電流116從控制器102透過匯流排132流向發光二極體陣列106，若發光二極體重新組態裝置104內的開關關閉，則發光二極體120-126點亮。根據該等應用，可在發光二極體陣列106中加入或從中移除額外的發光二極體。在一種替代態樣中，發光二極體陣列106內的發光二極體可規畫成並聯或者串聯與並聯組態的組合。
發光二極體重新組態裝置104為能夠根據發光二極體控制信號的邏輯狀態開啟或關閉發光二極體陣列106內個別發光二極體的一開關裝置。在一個態樣中，發光二極體重新組態裝置104包含三(3)個開關110-114，其中每一開關係由一發光二極體控制信號所控制。發光二極體控制信號由控制器102產生。發光二極體控制信號通過開關控制匯流排134藉由開關110-114的控制端來控制開關110-114。如第一圖所示，開關110-114係用以分別控制發光二極體120-124。舉例而言，若可包含一或多個電晶體的開關110已經啟動，則開關110從匯流排132重新導引電流116到匯流排138。當電力從匯流排132繞過發光二極體120流到匯流排138時，發光二極體122將啟動而發光二極體120則不啟動(停用)。如此，根據開關110的發光二極體控制信號之該邏輯值或 邏輯狀態，可有效開啟或關閉發光二極體120。吾人應該注意，發光二極體重新組態裝置104和發光二極體陣列106可結合成為單一裝置。
控制器102為能夠執行各種信號管理功能的一控制電路，像是電流穩壓、開關管理、電源管理、電力偵測等。在一種態樣中，控制器102透過匯流排130接收來自電力供應器108的電力，其中該電力可為AC電源、非穩壓式DC電源或穩壓式DC電源。從匯流排130接收電力之後，透過匯流排132及/或匯流排138將該電力轉送至發光二極體陣列106。功率或電力為提供電流及/或電位差的電能。在偵測到該電力之後，控制器102根據電位變動產生發光二極體控制信號。在一種態樣中，當電位位準增加時，控制器102選擇性啟動發光二極體陣列106內之額外發光二極體。同樣地，當該電位位準下降時，控制器102選擇性關閉(停用)一或多個發光二極體。吾人應該注意，該AC電力供應正弦波之電力，也就是隨時間變動的電位位準。
在操作期間，控制器102根據該AC電力的變動，允許一(1)個、兩(2)個、三(3)個或四(4)個發光二極體獨立或同時開啟。請注意，發光二極體陣列內有四(4)個發光二極體的概念可擴充成有更多個別發光二極體，或每一發光二極體包含多個串聯、並聯或串聯並聯組合的發光二極體子串列。復參閱第一圖，一旦電流116流過匯流排132到達匯流排136時，屬於串聯中最後一個發光二極體的發光二極體126總是點亮。
運用圖式100內所例示之該可重新組態發光二極體陣列的優點在於，允許發光二極體燈具直接汲出AC電力或非穩壓式DC電力，讓光產生更有效率，並且產生 光的時間更長，而不需要用到傳統AC至DC轉換器。為了提供可工作在非穩壓式DC或AC電力的發光二極體，該可重新組態發光二極體陣列的一控制器根據施加的電壓開啟或關閉多個發光二極體。
第二圖為例示根據本發明之一態樣，具有一可重新組態發光二極體陣列與一控制器之一照明系統200的方塊圖。照明系統200包含一控制器202、一照明組件240及一電力供應器208。請注意，電力供應器208可與第一圖描述的電力供應器108為類似裝置。吾人應該注意，若在系統200內新增或移除一或多個元件，不會改變本發明該(等)示範態樣的基本概念。
在一種態樣中，電力供應器208為電力公司透過習知電力傳輸線所提供的AC電力。或者，電力供應器208為發電機所提供的非穩壓式DC電力。電力供應器208供應像是電流116的電力給該電路。該電力可解譯為電壓、電位差、電流或電流與電壓的組合。底下可交換使用「功率」、「電力」、「電流」、「電氣電流」、「電壓」及「電位差」。當電力116到達控制器202時，其接著藉由匯流排232轉送至照明裝置240。
可執行與第一圖所描述的控制器102類似功能的控制器202偵測電力116的變動，並且更新發光二極體控制信號以回應電源116的該變動。電力變動例如為電力上升與下降，如同匯流排130以波形或正弦波所攜帶者。在偵測到該電力變動之後，根據電力變動來調整發光二極體控制信號。舉例而言，控制器202在該電力位準上升時開啟更多發光二極體，而在該電力位準下降時關閉一或多個發光二極體。請注意，該AC電力供應隨時間變動的正弦波電力。
發光二極體控制信號通過匯流排234藉由開關的控制端來控制開關，其中開關控制著照明組件240內每一發光二極體的狀態。舉例而言，每一開關的控制端為電晶體的閘極端。為了簡化圖式200，並未例示攜帶發光二極體控制信號的開關控制匯流排234。控制器202係能夠個別存取及/或控制每一發光二極體，如此可更均勻分配發光二極體的開啟時間或啟動週期。
在一個態樣中，照明組件240包含發光二極體陣列242及一個開關210-226陣列，其中開關係用來控制發光二極體陣列242內每一發光二極體的開啟或關閉狀態。發光二極體陣列242包含多個發光二極體202-208，其中發光二極體202-208串聯在一起。發光二極體陣列242內每一發光二極體係由一對開關控制。舉例而言，發光二極體202是由開關210和218控制。因為開關由發光二極體控制信號管理，所以發光二極體202-208可根據發光二極體控制信號的邏輯值開啟及/或關閉。當開關210和218已經開啟(或啟動)時，例如發光二極體202將關閉，因為跨在發光二極體202的電壓差下降為零。或者，當開關210和220已經開啟並且開關218和212已經關閉時，電流116從開關210流到發光二極體204，然後流到開關220，如此啟動發光二極體204及/或使之點亮。
根據該等應用情況，可在發光二極體陣列242中加入或從中移除額外的發光二極體。舉例而言，發光二極體202-208可規畫成並聯或者串聯與並聯組態的組合。與第一圖例示的發光二極體可重新組態裝置104為類似裝置的照明組件240包含一組開關裝置及發光二極體，用於根據該電力變動重新組態發光極體。在操作期 間，控制器202根據該AC電力的該變動，允許一(1)個、兩(2)個、三(3)個或四(4)個等等彼此獨立開啟或關閉。
相較於圖式100，圖式200內所描述運用重新組態裝置的優點為，利用更平均分配將任何特定發光二極體開啟或啟動的時間，來改善可靠度。另外，下列討論中可舉例說明以該等開關內電壓損失為代價，使用較少開關的類似拓撲。
第三圖為例示根據本發明之一樣態樣，具有可重新組態發光二極體陣列與一控制器之照明系統300的另一拓撲或配置之方塊圖。照明系統300包含一控制器202、一發光二極體重新組態裝置304、一發光二極體陣列342及一電力供應器108，其中發光二極體陣列342包含多個發光二極體302-308。在一種態樣中，電力供應器108為AC、整流式AC及/或非穩壓式DC電源。吾人應該注意，若在圖式300內新增或移除一或多個元件(或發光二極體)，不會改變本發明該(等)示範態樣的基本概念。
發光二極體重新組態裝置304包含多個開關318-326，其中每一開關包含一或多個電晶體。該等開關的閘極端或控制端藉由匯流排234與發光二極體控制信號耦合，以控制每一開關的邏輯狀態。每一開關係結合於一發光二極體，其中該發光二極體在其相結合的開關導通或啟動時關閉。舉例而言，若開關318導通，則跨在發光二極體302的電壓差下降至零，如此關閉發光二極體302。或者，當開關318和324導通而開關320被關閉時，電流116從開關318流到發光二極體304，然後從發光二極體304流到開關324，如此啟動發光二極體304。請注意，電流116需要通過從開關318到開關326的開關鍊(chain)，以到達電力供應器108的負端點。 吾人應該注意，當電流116通過每一開關時，照明系統300內會發生功率耗損。
第四A圖為例示根據本發明之一態樣使用具有H橋(H-bridge)操作的一可重新組態發光二極體陣列的一照明系統400方塊圖。照明系統400包含一控制器202、一照明組件401及一電力供應器108。除了照明組件401與第二圖例示的照明組件240不同以外，照明系統400類似於第二圖顯示的照明系統200。吾人應該注意，若在照明系統400內新增或移除一或多個元件(或發光二極體)，不會改變本發明該(等)示範態樣的基本概念。
照明組件401包含多個發光二極體402-410和開關412-436，其中開關412-426執行與開關210-226類似的功能。在一種態樣中，發光二極體串聯耦合，其中每兩個串聯的發光二極體之間有一開關。舉例而言，放置開關430於發光二極體402和404之間。在每兩個發光二極體之間放置一開關可讓控制器202重新組態並聯以及串聯的發光二極體。像是開關430-436這些新增開關利於H橋操作，並且允許該電路以AC電力運作。
雖然包含開關412-436的重新組態電路比起第二圖至第三圖例示的該等重新組態電路更複雜，該電路允許發光二極體以串聯或並聯操作。針對使用第四A圖例示之該電路配置的四(4)個發光二極體陣列，該重新組態電路允許發光二極體重新組態成下列組態：一串四(4)個發光二極體、兩種不同路線的一串三(3)個發光二極體、三種不同路線的一串兩(2)個發光二極體、一種路線的兩並聯串之兩(2)個發光二極體及從一到四個並聯的個別發光二極體。若照明組件401架構成四個發光二極體，則可架構並形成兩並聯串的兩(2)個發光二極體。舉例而 言，開關430、422、414、434和426接通(或開啟)，而開關412、420、432、416、424和436斷開(或關閉)，則第一串發光二極體402-404與第二串發光二極體406-408並聯。並且，當開關430、432和424接通(或開啟)，而開關412、414、434、420和422斷開(或關閉)時，可形成一串三個發光二極體402-406的第一路線。另外，開關412、432、434和426接通(或開啟)，而開關430、414、416、436和420-424斷開(或關閉)時，可形成一串三個發光二極體404-408的第二路線。
第四B圖至第四D圖例示根據本發明之一態樣的三(3)種照明系統，其具有顯示不同發光二極體組態460-480之四(4)個發光二極體以回應電力變動。如第四A圖所示以H橋配置規畫的開關或開關裝置可用來產生許多發光二極體組態。舉例而言，組態460例示四個發光二極體並聯串，而組態470顯示兩個發光二極體之兩並聯串。另一方面，組態480示意一串四個發光二極體的組態。
第四B圖至第四D圖顯示的組態460-480可有效操作該發光二極體陣列，並且允許該發光二極體陣列以不同輸入電壓供給相同光量。第四B圖至第四D圖示意性例示具有一含四個發光二極體之陣列的電路裝置。第四B圖顯示該發光二極體陣列以四(4)個個別發光二極體並聯組態。在低電壓期間(即是用於藍光LED的3.2V)，組態460可汲出高電流(即是1.4A)，並且每一發光二極體會消耗等功率(即是1.2W)並且供給相關光量。以中等電壓供電(即是6.4V)時，該發光二極體陣列重新組態成兩(2)並聯串的兩(2)個發光二極體，並且汲出一半的電流(即是0.7A)，如第四C圖所例示的組態470。組態470 仍舊供應相同功率(即是1.2W)給每一發光二極體，並且提供具有與第四B圖內所例示之設置460相同效率的相同光量。另外，當供電達到高電壓時(即是13.2V)，該發光二極體陣列重新組態成一串四(4)個發光二極體，如第四D圖內所例示，並且汲出如第四B圖所例示之組態460中四分之一的電流(即是0.35A)。組態480再次供應相同或類似功率(即是1.2W)給每一發光二極體，並且提供具有與第四B圖至第四C圖顯示之組態460-470相同效率的相同光量。吾人應該注意，隨著電位(電壓)提高，啟動之發光二極體數量維持相同並且供應的電力相同，同時根據電位之輸出改變發光二極體的組態。在某些應用當中，最好隨電力上升關閉發光二極體，並且隨電力下降開啟發光二極體。
第四圖例示的該重新組態電路允許一發光二極體陣列及/或一發光二極體系統，調適成控制器202所促成以動態即時控制施加之電壓。可為外部電路的控制器202已經整合至發光二極體模組內。使用這種發光二極體模組的優點在於允許發光二極體陣列不用AC至DC轉換器就可運作，使用該發光二極體模組的另一優點在於，因為電解電容會減少系統壽命，所以從該系統當中移除該等電解電容。
第五圖例示顯示根據本發明之一態樣的可重新組態發光二極體陣列之示範AC LED拓撲550。拓撲550包含一電力供應器552、一整流器554、一控制器556及一可重新組態發光二極體陣列558。在一個態樣中，控制器556包含一開關控制器及一電流控制器，其中該開關控制器能夠管理開關。電流控制器能夠將電流從整流器554轉送至可重新組態發光二極體陣列558。吾人 應該注意，若在圖式550內新增或移除一或多個元件(或發光二極體)，不會改變本發明該(等)示範態樣的基本概念。
整流器554包含四(4)個二極體，能夠阻擋波形的負及/或正的部分。任何其他種電力整流器都可用來取代整流器554。電力供應器552可為電力公司透過電纜線提供的AC電源。或者，電力供應器552為發電機所提供的非穩壓式DC電力。
可重新組態發光二極體陣列558包含三(3)個開關570-574及四(4)個發光二極體560-568，其中發光二極體560-568可串聯或成串。請注意，開關570-574類似於第一圖例示的開關110-114，並且發光二極體560-568類似於第一圖顯示的發光二極體120-126。雖然發光二極體568大部分時間都開啟，不過發光二極體560-564可由開關570-574開啟或關閉。開關570-576的邏輯狀態由控制器556控制及/或管理的發光二極體控制信號所控制。
使用拓撲550的優點在於允許發光二極體直接汲出AC或非穩壓式電源，而不需要AC至DC轉換。
為了測量發光二極體照明系統的效能，測量涵蓋各種參數，像是通量、功率因子及效率。理想的通量率大約是880流明(lm)，而所需的功率因子大於0.9。舉例而言，若個別發光二極體使用700毫安(mA)電流以及3.2伏特(V)順向電壓來產生75流明/瓦(lm/W)冷白光，則可產生大約175流明(lm)的通量。若通量與效率維持在預定範圍上，該順向電壓(以3.2V遞增)以及電流會重塑，藉此功率密度維持大約恆等。如此該發光二極體可用6.4V及350mA或9.6V及267mA或12.8V及175mA 等順向電壓來產生175流明(lm)的通量。
在一個範例中，該效率包含發光二極體效率、系統效率及AC至DC效率，效率的定義列示如下：
若要獲得高功率因子，例如所供給的線電流(line curent)應該與線電壓(line voltage)同相。然後供給該系統的功率大約是正弦函數的平方，其為0.5峰值率的平均。舉例而言，若要獲得880流明(lm)平均通量，發光二極體需要在峰值產生1760流明(lm)，暗示該照明系統需要具有至少十(10)個發光二極體來滿足通量需求。舉例而言，在170V峰值的AC線電壓，發光二極體或一組發光二極體應該在140毫安培(mA)的電流上具有16V的順向電壓。請注意，若該電路包含一個線內電阻(inline resistor)，則發光二極體電壓與線電壓之間的差應該維持低以改善系統效率。
第六圖例示根據本發明之一態樣，具有一可重新組 態發光二極體陣列的AC LED拓撲650之示範實施方塊圖。拓撲650類似於第五圖顯示的拓撲550，包含一電力供應器652、一整流器554、一控制器556及一可重新組態發光二極體陣列558。請注意，可重新組態發光二極體陣列558內可加入額外的發光二極體和開關。吾人應該注意，若在圖式650內新增或移除一或多個元件(或發光二極體)，不會改變本發明該(等)示範態樣的基本概念。
當電力供應器652將電壓從0伏特(V)提高至3-6V時，可變的順向電流從整流器554轉送至控制器556。在偵測到3-6V的順向電壓之後，開關控制器傳送發光二極體控制信號來啟動開關574。開關570-572不啟動並且開關574啟動時，順向電流繞過發光二極體560-564並直接藉由一連接656通過開關574到達發光二極體568。運用可變電壓正向發光二極體封裝的燈具能夠依照需要啟動或關閉發光二極體，來維持該電力供應器與該等發光二極體之間的最低電壓差。根據該等應用，可使用更複雜的開關電路來提供發光二極體重新組態之額外彈性。
第七圖例示顯示根據本發明之一態樣，具有一可重新組態發光二極體陣列的AC LED拓撲750之示範實施方塊圖。拓撲750類似於第五圖顯示的拓撲550，包含一電力供應器752、一整流器554、一控制器556及一可重新組態發光二極體陣列558。請注意，可重新組態發光二極體陣列558內可加入額外發光二極體及開關。吾人應該注意，若在圖式750內新增或移除一或多個元件(或發光二極體)，不會改變本發明該(等)示範態樣的基本概念。
電力供應器752將電壓從3-6V提高至6-9V時，可變的順向電壓從電力整流器554轉送至控制器556。在偵測到6-9V的順向電壓之後，開關控制器傳送一發光二極體控制信號來啟動開關572。開關570和574不啟動並且開關572啟動時，順向電壓或電流繞過發光二極體560-562並藉由一連接756通過開關572到達發光二極體564-568。運用可變電壓正向發光二極體封裝的燈具能夠依照需要啟動或關閉發光二極體，來維持該電力供應器與該等發光二極體之間的最低電壓差。
第八圖例示根據本發明之一態樣，具有一可重新組態發光二極體陣列的AC LED拓撲850之示範實施方塊圖。拓撲850類似於第五圖顯示的拓撲550，包含一電力供應器852、一整流器554、一控制器556及一可重新組態發光二極體陣列558。請注意，可重新組態發光二極體陣列558內可加入額外的發光二極體和開關。吾人應該注意，若在圖式850內新增或移除一或多個元件(或發光二極體)，不會改變本發明該(等)示範態樣的基本概念。
電力供應器852將電壓從6-9V提高至9-12V時，該可變的順向電壓從電力整流器554轉送至控制器556。在偵測到9-12V的順向電壓之後，開關控制器傳送一發光二極體控制信號來啟動開關570。開關572-574不啟動並且開關570啟動時，順向電流繞過發光二極體560並藉由一連接856通過開關570到達發光二極體562-568。
可重新組態發光二極體陣列之另一應用為藉由電流調變提供明暗調整之替代方式。習知調整發光二極體明暗的方法將重點放在時間與振幅方面調變通過發光 二極體的電流。一般來說，習知發光二極體的電壓明暗調整方法並非較佳，因為僅少量電壓變化就會導致大量光輸出變化。運用一可重新組態發光二極體陣列時，利用電力提高時開啟發光二極體，並且於電力下降時關閉發光二極體，來執行漸進式電壓明暗調整。
第九圖例示顯示根據本發明之一態樣，具有一可重新組態發光二極體陣列的AC LED拓撲950之示範實施方塊圖。拓撲950類似於第五圖顯示的拓撲550，包含一電力供應器952、一整流器554、一控制器556及一可重新組態發光二極體陣列558。請注意，可重新組態發光二極體陣列558內可加入額外的發光二極體和開關。吾人應該注意，若在圖式950內新增或移除一或多個元件(或發光二極體)，不會改變本發明該(等)示範態樣的基本概念。
電力供應器952將電壓從9-12V提高至高於12V時，該可變的順向電壓從整流器554轉送至控制器556。在偵測到電壓大於12V的順向電壓之後，開關控制器藉由發光二極體控制信號關閉所有開關570-574。開關570-574不啟動時，順向電流藉由一連接956到達發光二極體560-568。吾人應該注意，若發生較高順向電壓，則可包含額外開關與發光二極體。
第十圖為顯示一組例示使用根據本發明之一態樣的可重新組態發光二極體陣列將電力傳遞給照明系統的效能圖之圖式1006。圖式1006包含一電壓圖1000、一電流圖1002及一功率圖1004。圖式1000-1004中收集與繪製的資料係基於一組預定參數，像是功率因子及閃爍指數(flicker index)。閃爍指數測量平均亮度以上的亮度。功率因子提供施加於負載之實功(real power)與視 在功率(apparent power)之比率。圖式1000-1004在下列條件下繪製：功率因子等於0.995、閃爍指數等於0.34、接合電壓(junctions)超過160V。
圖式1000例示在一時域內之線電壓曲線1010、跨在發光二極體之電壓曲線1012及電壓損失曲線1014。圖式1000內繪製的曲線1010-1014顯示該照明系統相當有效率，因為跨在發光二極體之電壓曲線1012類似於線電壓曲線1010。並且，電壓損失曲線1014與跨在發光二極體之電壓曲線1012比較起來相當小。
圖式1002例示顯示在一時域內之線電流曲線1020的繪圖。請注意，電壓損失曲線1014代表對在該系統某處內之電路而言，無法復原的大約功率損失。圖式1004內顯示繪製一個週期內供應給該等發光二極體的電力，圖式1004顯示一線功率(line power)曲線1030、供給發光二極體的一功率曲線1032及一功率損失曲線1034。圖式1004例示供給系統的功率相當有效率，因為功率供給曲線1032非常接近線功率曲線1030。同時，功率損失曲線1034與供給發光二極體的功率曲線1032比較起來相當小。如此，使用該可重新組態發光二極體陣列的優點為提供可以AC、整流式AC及/或非穩壓式DC電源來運作的發光二極體系統。
第十一圖為例示用於控制根據本發明之一態樣的可重新組態發光二極體陣列之一控制電路，像是第二圖所示控制器202之方塊圖1100。圖式1100包含一AC電力供應器、一波形整流器1102、電阻R1-R2、一LED1、一LED2、電晶體U1-U5以及一參考LED。吾人應該注意，若在圖式1100內新增或移除一或多個元件(或裝置)，不會改變本發明該(等)示範態樣的基本概念。
圖式1100為能夠於雙發光二極體系統上執行工作的一電路。波形整流器1102用於AC線電壓。R1和R2幫助電流通過電晶體U2，並且該電流與該線電壓同相。在標準電流鏡拓撲當中，電晶體U1鏡射通過U2之電流。當U5的汲極電壓大於R1和R2的分壓器所設定之電壓時，電晶體U3能夠短路跨在LED2上。比較器U4，也就是已知的差分放大器，變成動作(active)，並且在開啟U1和LED1之前拉低U3。在一個範例中，對LED1而言，具有較大順向電壓較為有利。為了提供適當切換電壓，放置一個小的參考LED在U5的汲極上。吾人應該注意，包含U3、U4及電阻網路之該開關電路可複製用於具有超過兩(2)個發光二極體的該發光二極體陣列。請注意，一需要係任何比較器皆必須在相當大的供應電壓範圍內運作。
本發明的該示範態樣包含許多處理步驟，將於底下說明。該態樣的該等步驟可用機器或電腦可執行指令具體實施。該等指令可用來導致一般用途或特殊用途系統(使用該等指令程式設計)以執行本發明該示範態樣的該等步驟。或者，本發明該示範態樣的該等步驟可由內含用於執行該等步驟之硬線邏輯的特定硬體組件，或由經程式設計之電腦組件與自訂硬體組件的任意組合來執行。
第十二圖為例示根據本發明之一態樣，使用一控制器重新組態一發光二極體陣列之處理流程圖1200。在方塊1202，產生光線的一處理步驟係接收電力供應器提供的電力。在一個態樣中，該處理步驟能夠接受來自AC電力供應器的電源。
在方塊1204，該處理步驟能夠偵測電力的變動。該 AC電源的電壓變動及/或電流變動可被偵測。
在方塊1206，該處理步驟產生發光二極體控制信號以回應該電力的該變動。在一個態樣中，該處理步驟能夠根據該等發光二極體控制信號重新組態該發光二極體陣列。
在方塊1208，該處理步驟根據該等發光二極體控制信號的邏輯狀態啟動一發光二極體陣列的至少一部分。在根據該電源的動態變動動態更新該等發光二極體控制信號的邏輯狀態之後，該處理步驟動態啟動及/或關閉該發光二極體陣列的發光二極體以回應該等發光二極體控制信號的該等邏輯狀態。根據該等應用，某些開關屬於正致能(positive enabling)，而其他開關則屬於負致能(negative enabling)。舉例而言，正致能表示一開關由一控制信號的動作(active)狀態觸發或開啟(或接通)，而負致能表示一開關由一控制信號的未動作(inactive)狀態觸發或開啟。控制信號的該動作及/或未動作狀態可由數位處理電路、類比處理電路或混合信號處理電路來實施。
在某些數位處理應用當中，該等動作與未動作狀態也已知分別為邏輯「1」和邏輯「0」狀態。在一個態樣中，動作狀態或邏輯「1」狀態表示高電壓狀態，而未動作狀態或邏輯「0」狀態表示低電壓狀態。根據應用情況，動作狀態或邏輯「1」狀態可另外架構為低電壓狀態，而未動作狀態或邏輯「0」狀態可架構為高電壓狀態。舉例而言，該處理步驟能夠設定當電力提高時該等發光二極體控制信號的額外動作狀態。在另一方面，該處理步驟也可設定當該電力降低時該等發光二極體控制信號的額外未動作狀態。
在簡短描述使用本發明於其中操作之可重新組態發光二極體陣列而能夠直接汲出AC及/或非穩壓式DC電力之照明系統態樣後，下列圖式例示範例的製程及/或方法來製造並封裝發光二極體晶粒、晶片、裝置及/或燈具。
第十三圖為例示一發光二極體或發光二極體裝置示範製程的概念截面圖。發光二極體為注入或摻入雜質的半導體材料，這些雜質將「電子」或「電洞」加入半導體內，並且可在該材料內自由移動。根據雜質的種類，該半導體的摻雜區內可具有顯著的電子或電洞，可分別稱之為n型或p型半導體區域。請參閱第十三圖，發光二極體500包含一n型半導體區域504及一p型半導體區域508。在該等兩區域之間的接面會建立一個逆向電場，其導致該等電子與該等電洞遠離該接面以形成一主動區域506。當在足以克服該逆向電場的順向電壓透過一對電極510、512跨在該p-n接面而施加時，強迫電子與電洞進入主動區域506並復合，電子與電洞重新復合之後會下降至低能階，並且以光的形式釋放能量。
在此範例中，於基板502上方形成n型半導體區域504並且於主動層506上方形成p型半導體區域508，然而，該等區域也可顛倒過來。亦即，於基板502上方可形成p型半導體區域508並且於主動層506上方可形成n型半導體區域504。精通此技術的人士將瞭解，本說明書中描述的許多概念可擴充至任何合適的層狀結構。額外的層或區域(未顯示)也可包含在發光二極體500內，包含但不受限於緩衝層或區域、晶核層或區域、接觸層或區域與電流擴散層或區域以及光萃取層。
p型半導體區域508裸露於頂表面，且因此p型電 極512可輕易地形成於其上方。然而，n型半導體區域504係埋於p型半導體層508和主動層506下方。因此，為了於n型半導體區域504上方形成n型電極510，藉由本技術已知的方式移除一部分的主動層506和p型半導體區域508而形成切口區域或”台面”，以裸露出底下的n型半導體層504。移除此部份之後，n型電極510可被形成。
第十四圖為例示具有一螢光層(phosphor layer)的發光二極體範例之概念截面圖。在此範例中，利用本技術已知的方式於發光二極體500的頂表面上方形成一螢光層602。螢光層602將發光二極體500發出的部分光線轉化成具有與LED 500所發出光線不同光譜的光線。藉由使用發出於光譜中之藍色區域光線的發光二極體以及將藍光轉化成黃光的螢光粉(phosphor)，可構成白色發光二極體光源。白光源係適合用來取代習知照明設備的燈具；然而，也可用其他發光二極體與螢光粉組合產生不同顏色的光來實施本發明。螢光層602可包含例如懸浮在載體內的螢光粉粒子，或由溶解在該載體內的可溶解螢光粉來構成。
在發光二極體照明設備的設置中，一發光二極體陣列可用來提供較高亮度。第十五A圖為例示一發光二極體陣列範例的概念俯視圖，並且第十五B圖為第十五A圖的該發光二極體陣列之概念截面圖。在此範例中，於一基板702上方可形成一些螢光粉塗佈之發光二極體600。從發光二極體600延伸出來的打線(未顯示)可連接至基板702之表面上方的跡線(未顯示)，其用並聯及/或串聯方式連接發光二極體600。通常發光二極體600可在每一串流中用限流電阻(未顯示)與串聯發光二極體 之串流並聯。基板702可為任何可提供支撐給發光二極體600並且可安裝在燈具(未顯示)內之任意適當材料。
第十六A圖為例示發光二極體陣列替代組態範例的概念俯視圖，並且第十六B圖為第十六A圖的該發光二極體陣列之概念截面圖。在類似於第十五A圖和第十五B圖所述的方式中，設計用來安裝在燈具(未顯示)內的一基板702可用來支撐發光二極體500的陣列。然而，在此組態中，並未在每一個別發光二極體上形成一螢光層。而是，螢光粉806沉積在由圍繞基板702外表面四周延伸的一圓環804所界定之凹穴802內。圓環804可由在形成基板702的材料內鑽出圓柱孔來形成。另外，基板702以及圓環804可用合適的模具形成，或者圓環804可與基板702分開並使用黏著劑或其他合適工具固定至該基板來形成。在後者組態中，圓環804一般在發光二極體500之前固定至基板702，然而，在某些組態中，該等發光二極體可先固定。一旦發光二極體500和圓環804已經固定至基板702，則載體內懸浮的螢光粉粒子可導入凹穴802。該載體材料可為環氧樹脂或矽樹脂(silicone)；不過，也可使用基於其他材料的載體。該載體材料可硬化來產生在其中固化該等螢光粉粒子之固態材料。
第十七圖顯示根據本發明態樣，包含利用雷射切割製造的發光二極體或發光二極體裝置之示範裝置。裝置900包含一燈具902、一照明裝置904及一街燈906。第十七圖顯示的該等裝置之每一者都包含至少一個發光二極體或透過此處所描述的雷射切割技術分離的一發光二極體裝置。舉例而言，燈具902包含一封裝916和一發光二極體908，其中發光二極體908使用朝向該裝 置之背面的位置上之雷射切割來分離。燈具902可用於任一種一般照明。舉例而言，燈具902可用於汽車車頭燈、街燈、投射燈或任何其他一般照明應用當中。照明裝置904包含電氣耦合至燈具912的一電源910，其可架構成為燈具902。在一種態樣中，電源910可為電池或任何其他種合適的電源，像是太陽能電池。街燈906包含一個連接至燈具914的電源，這其可架構成為燈具902。吾人應該注意，此處描述的該發光二極體之態樣適合用於任何一種發光二極體組合，這可輪流用於任何一種照明裝置，並且不受限於第十七圖顯示的該等裝置。
在此已經提供本發明的許多態樣，讓一般技術者可實踐本發明。熟習此項技術者將可容易瞭解對於本說明書中呈現態樣所進行的許多修改，並且此處所揭示之概念可延伸至其他發光二極體燈組態，而不論玻璃外殼和底座的形狀和直徑以及該燈具上電氣接觸的配置為何。因此，申請專利範圍並不受限於本說明書所揭示的許多態樣，而係賦予符合申請專利範圍所述之全部範疇。與本發明所描述並且業界內已知或稍後一般技術者會知道的許多態樣元件相同之所有結構與功能都在此併入當成參考，並且涵蓋在申請專利範圍之內。再者，不管申請專利範圍內是否明確陳述本發明之揭示，此處所揭示內容都不欲奉獻於公眾。除非使用「元件用於(means for)」語法明確陳述，或在方法申請專利範圍的情況下，使用「步驟用於(step for)」一詞陳述，否則不得依35 U.S.C.§112條第六章條款來解釋申請專利範圍之要件。
100‧‧‧照明系統
102‧‧‧控制器
104‧‧‧發光二極體重新組態裝置
106‧‧‧發光二極體陣列
108‧‧‧電力供應器
110-114‧‧‧開關
116‧‧‧電流
120-126‧‧‧發光二極體
130‧‧‧匯流排
132‧‧‧匯流排
134‧‧‧開關控制匯流排
136‧‧‧匯流排
138‧‧‧匯流排
200‧‧‧照明系統
202‧‧‧控制器
202-208‧‧‧發光二極體
208‧‧‧電力供應器
210-226‧‧‧開關
232‧‧‧匯流排
234‧‧‧開關控制匯流排
240‧‧‧照明組件
242‧‧‧發光二極體陣列
300‧‧‧照明系統
304‧‧‧發光二極體重新組態裝置
342‧‧‧發光二極體陣列
302-308‧‧‧發光二極體
318-326‧‧‧開關
400‧‧‧照明系統
401‧‧‧照明組件
402-410‧‧‧發光二極體
412-436‧‧‧開關
460-480‧‧‧發光二極體組態
500‧‧‧發光二極體
502‧‧‧基板
504‧‧‧n型半導體區域
506‧‧‧主動區域
508‧‧‧p型半導體區域
510‧‧‧n型電極
512‧‧‧p型電極
550‧‧‧AC LED拓撲
552‧‧‧電力供應器
554‧‧‧整流器
556‧‧‧控制器
558‧‧‧可重新組態發光二極體陣列
560-568‧‧‧發光二極體
570-574‧‧‧開關
600‧‧‧發光二極體
602‧‧‧螢光粉層
650‧‧‧AC LED拓撲
652‧‧‧電力供應器
656‧‧‧連接
702‧‧‧基板
750‧‧‧AC LED拓撲
752‧‧‧電力供應器
756‧‧‧連接
802‧‧‧凹穴
804‧‧‧圓環
806‧‧‧螢光粉
850‧‧‧AC LED拓撲
852‧‧‧電力供應器
856‧‧‧連接
900‧‧‧裝置
902‧‧‧燈具
904‧‧‧照明裝置
906‧‧‧街燈
908‧‧‧發光二極體
910‧‧‧電源
912‧‧‧燈具
914‧‧‧燈具
916‧‧‧封裝
950‧‧‧AC LED拓撲
952‧‧‧電力供應器
956‧‧‧連接
1000‧‧‧電壓圖
1002‧‧‧電流圖
1004‧‧‧功率圖
1006‧‧‧圖式
1010‧‧‧線電壓曲線
1012‧‧‧跨在發光二極體之電壓曲線
1014‧‧‧電壓損失曲線
1020‧‧‧線電流曲線
1030‧‧‧線功率曲線
1032‧‧‧供給發光二極體的功率曲線
1034‧‧‧功率損失曲線
1100‧‧‧方塊圖
1102‧‧‧波形整流器
1200‧‧‧流程圖
R1-R2‧‧‧電阻
U1‧‧‧電晶體
U2‧‧‧電晶體
U3‧‧‧電晶體
U5‧‧‧電晶體
U4‧‧‧比較器
本發明許多態樣的詳細說明以及圖式中，可更完整瞭解本發明的示範態樣，不過不應將本發明限制在該等特定態樣，僅用於解釋與瞭解之用。
第一圖為例示根據本發明之一態樣，具有一控制器能夠控制發光二極體的可重新組態發光二極體陣列之方塊圖；第二圖為例示根據本發明之一態樣，具有可重新組態發光二極體陣列與控制器之照明系統方塊圖；第三圖為例示根據本發明之一態樣，具有可重新組態陣發光二極體列與一控制器之另一拓撲或配置之方塊圖；第四A圖至第四D圖為例示根據本發明之一態樣，具有H橋操作的可重新組態發光二極體陣列之方塊圖；第五圖至第九圖例示顯示根據本發明之一態樣的可重新組態發光二極體陣列之示範AC LED拓撲；第十圖為顯示一組例示使用根據本發明之一態樣的可重新組態發光二極體陣列將電力傳遞給照明系統的效能圖之圖式；第十一圖為例示用於控制根據本發明之一態樣的可重新組態發光二極體陣列之控制電路方塊圖；第十二圖為例示根據本發明之一態樣，使用一控制器重新組態一發光二極體陣列之處理流程圖；第十三圖為例示一發光二極體範例的概念截面圖；第十四圖為例示具有一螢光層的一發光二極體範例之概念截面圖；第十五A圖為例示一發光二極體陣列範例的概念俯視圖； 第十五B圖為第十五A圖之該發光二極體陣列的概念截面圖；第十六A圖為例示一發光二極體陣列之替代組態的概念俯視圖；第十六B圖為第十六A圖之該發光二極體陣列的概念截面圖；以及第十七圖顯示根據本發明態樣，包含利用雷射切割製造的發光二極體或發光二極體裝置之示範裝置。
100‧‧‧照明系統
102‧‧‧控制器
104‧‧‧發光二極體重新組態裝置
106‧‧‧發光二極體陣列
108‧‧‧電力供應器
110-114‧‧‧開關
116‧‧‧電流
120-126‧‧‧發光二極體
130‧‧‧匯流排
132‧‧‧匯流排
134‧‧‧開關控制匯流排
136‧‧‧匯流排
138‧‧‧匯流排

Claims (29)

  1. 一種發光裝置，其包括：一控制器，係架構為根據電力的電力變動以產生複數個發光二極體控制信號；及一發光二極體陣列，係耦合至該控制器並且能夠允許至少一部分的發光二極體根據該等發光二極體控制信號的邏輯狀態來啟動。
  2. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，進一步包括一發光二極體可重新組態裝置係耦合至該控制器，該發光二極體可重新組態裝置係架構以包含複數個開關能夠選擇性啟動該發光二極體陣列之至少其中一發光二極體以回應該等複數個發光二極體控制信號之其中一者的一啟動狀態。
  3. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，進一步包括一發光二極體可重新組態裝置耦合至該控制器，該發光二極體可重新組態裝置係架構以包含複數個開關能夠選擇性關閉該發光二極體陣列之至少其中一發光二極體以回應該等發光二極體控制信號之一未啟動狀態。
  4. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，其中該發光二極體陣列包含複數個發光二極體，該等發光二極體係架構以根據該等發光二極體控制信號的該等邏輯狀態選擇性關閉至少一發光二極體。
  5. 如申請專利範圍第1項之發光裝置，進一步包括一電力供應器，係架構以提供該電力。
  6. 如申請專利範圍第5項之發光裝置，其中該電力供應器能夠提供交流電力。
  7. 如申請專利範圍第6項之發光裝置，其中該控制器包括一電力監視器，係能夠偵測該電力的電力變動。
  8. 如申請專利範圍第5項之發光裝置，其中該電力供應 器可提供非穩壓式直流電力。
  9. 一種產生光的方法，其包括：偵測電力的電力變動；根據該電力的該電力變動產生複數個發光二極體控制信號；及根據該等發光二極體控制信號的邏輯狀態啟動一發光二極體陣列的至少一部分。
  10. 如申請專利範圍第9項之產生光的方法，進一步包括根據該電力的動態電力變動，動態更新該等發光二極體控制信號的邏輯狀態。
  11. 如申請專利範圍第10項之產生光的方法，進一步包括動態啟動與關閉該發光二極體陣列的發光二極體以回應該等發光二極體控制信號的該等邏輯狀態。
  12. 如申請專利範圍第9項之產生光的方法，進一步包括當該電力提高時設定該等發光二極體控制信號的額外啟動狀態。
  13. 如申請專利範圍第12項之產生光的方法，進一步包括當該電力降低時設定該等發光二極體控制信號的額外未啟動狀態。
  14. 如申請專利範圍第9項之產生光的方法，進一步包括接收來自一電力供應器的該電力。
  15. 如申請專利範圍第14項之產生光的方法，其中接收來自該電力供應器的該電力包含接受來自一交流電力供應器的電力。
  16. 如申請專利範圍第9項之產生光的方法，其中該偵測該電力的該電力變動包含偵測一交流電力供應器所產生的電壓變動。
  17. 如申請專利範圍第9項之產生光的方法，其中該根據該電力的該電力變動產生複數個發光二極體控制信號包含根據該等發光二極體控制信號重新組態該發 光二極體陣列。
  18. 如申請專利範圍第9項之產生光的方法，其中根據該等發光二極體控制信號的該邏輯狀態啟動該發光二極體陣列的至少該一部分包含：根據一第一發光二極體控制信號開啟該發光二極體陣列的一第一發光二極體；及根據一第二發光二極體控制信號關閉該發光二極體陣列的一第二發光二極體。
  19. 如申請專利範圍第9項之產生光的方法，其中根據該等發光二極體控制信號的該邏輯狀態啟動該發光二極體陣列的該至少一部分包含藉由在該電力提高時開啟發光二極體及在該電力降低時關閉發光二極體，以提供光線明暗調整功能。
  20. 如申請專利範圍第9項之產生光的方法，其中根據該等發光二極體控制信號的該邏輯狀態啟動該發光二極體陣列的至少該一部分包含藉由在該電力提高時開啟發光二極體及在該電力降低時關閉發光二極體，以提供光線顏色調整功能。
  21. 一種產生光的裝置，其包括：用以偵測電力的電力變動之組件；用以根據該電力的該電力變動產生複數個發光二極體控制信號之組件；用以根據該等發光二極體控制信號的邏輯狀態來啟動一發光二極體陣列的至少一部分之組件。
  22. 如申請專利範圍第21項之產生光的裝置，進一步包括用以根據該電力的動態電力變動，動態更新該等發光二極體控制信號的該邏輯狀態之組件。
  23. 如申請專利範圍第21項之產生光的裝置，進一步包括用以接收來自一電力供應器的電力之組件。
  24. 如申請專利範圍第21項之裝置，進一步包括組件係 用以動態啟動與關閉該發光二極體陣列的發光二極體以回應該等發光二極體控制信號的該等邏輯狀態。
  25. 一種發光二極體燈具，其包括：一封裝；及一發光二極體裝置，係耦合至該封裝及包含：一控制器，係架構為根據電力的電力變動以產生複數個發光二極體控制信號；及一發光二極體陣列，係耦合至該控制器並且能夠允許至少一部分的發光二極體根據該等發光二極體控制信號的邏輯狀態來啟動。
  26. 如申請專利範圍第25項之發光二極體燈具，其中該發光二極體裝置耦合至該封裝進一步包含一發光二極體可重新組態裝置耦合至該控制器，該發光二極體可重新組態裝置係架構以包含複數個開關能夠選擇性啟動該發光二極體陣列之至少其中一發光二極體以回應該等發光二極體控制信號之其中一者的一啟動狀態。
  27. 如申請專利範圍第25項之發光二極體燈具，其中該發光二極體陣列包含複數個發光二極體，該等發光二極體係架構以根據該等發光二極體控制信號的該等邏輯狀態選擇性的由至少一發光二極體關閉。
  28. 如申請專利範圍第25項之發光二極體燈具，其中該發光二極體裝置耦合至該封裝進一步包含一電力供應器，係架構以提供該電力。
  29. 如申請專利範圍第28項之發光二極體燈具，其中該電力供應器能夠提供交流電力。
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