TWI499352B - Ｌｅｄ光引擎的電子控制裝置及其應用 - Google Patents

Ｌｅｄ光引擎的電子控制裝置及其應用 Download PDF

Info

Publication number
TWI499352B
TWI499352B TW103115395A TW103115395A TWI499352B TW I499352 B TWI499352 B TW I499352B TW 103115395 A TW103115395 A TW 103115395A TW 103115395 A TW103115395 A TW 103115395A TW I499352 B TWI499352 B TW I499352B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
voltage
current
resistor
array
led
Prior art date
Application number
TW103115395A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201542031A (zh
Inventor
Ching Sheng Yu
Chih Liang Wang
Kuang Hui Chen
Original Assignee
Groups Tech Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Groups Tech Co Ltd filed Critical Groups Tech Co Ltd
Priority to TW103115395A priority Critical patent/TWI499352B/zh
Priority to CN201410755749.7A priority patent/CN104717797B/zh
Priority to US14/566,633 priority patent/US9345087B2/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI499352B publication Critical patent/TWI499352B/zh
Publication of TW201542031A publication Critical patent/TW201542031A/zh

Links

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Description

LED光引擎的電子控制裝置及其應用
本發明係有關於一種發光二極體(LED)光引擎控制裝置，特別是利用開關控制電路調控對應之旁通開關的操作狀態，以逐級點亮或逐級熄滅LED子陣列的LED光引擎電子控制裝置。
相對於傳統燈具，發光二極體具有較高的發光效率(luminous efficacy)，傳統燈泡每瓦提供約15流明(15 lumens per watt)，而發光二極體則每瓦高達100流明(100 lumens per watt)以上，同時發光二極體具有相對壽命較長、較不受外界干擾及不易損壞的優點，是照明設備的首選。
一般來說，發光二極體需要直流電驅動，而市電為交流電，必須透過整流器(全波或半波整流)轉成直流電，才可供應給發光二極體作使用。經過轉換之直流脈衝訊號(直流電)，在每週期之初始及結束區段附近(亦即，空載時間)，尚無法克服發光二極體之順向電壓降(forward voltage drop)以驅動發光二極體，導致導通角(conduction angle)狹小以及功率因數(power factor)低落。空載時間是指LED停止導通的期間，相對地，導通角是指LED被導通的期間。導通角與空載時間的總和為一整流後之直流脈衝波形。空載時間越長，導通角就越狹小，功率因數就越低落。傳 統的LED驅動器(LED driver)通常會面臨以下三種問題。
第一個問題是傳統的LED驅動器須採用濾波器、整流器、以及功率因數修正器(power factor corrector,PFC)等較為複雜的驅動器電路(driver circuit)，造成驅動器的成本高昂。同時，發光二極體的壽命雖長，但功率因數修正器所採用之電解電容器(electrolytic capacitor)卻易於損壞，使得整體壽命相對縮短，無法發揮發光二極體的優點。
第二問題是在空載時間，沒有電流通過發光二極體，造成照明設備的閃爍現象(flicker phenomenon)。於直流脈衝週期中，LED受到正向電流驅動而被點亮，再受到零電流驅動而滅。當有空載時間時，LED在點亮與熄滅之間會造成閃爍。一般市用交流電的頻率是60Hz，整流後形成直流電壓脈衝，頻率為兩倍(約為120Hz)，閃爍現象以大約是120Hz的頻率發生在空載時間。空載時間所帶來的閃爍現象雖不易被人眼察覺，但易使人眼疲勞。
第三個問題是功率因數低落。低功率之功率因數修正器，其迴路電流太弱而無法準確地被偵測，而將AC輸入電流修正為正弦波的波形。功率因數的計算方式可以為將輸入功率除以輸入電壓(線電壓)與輸入電流(線電流)之乘積(PF=P/(V×I)，其中PF為功率因數、P表示輸入功率、V及I分別為線電壓及線電流的有效值)，用以度量電力(electricity)的使用效率，當線電壓與線電流的相似度越高，表示電力使用效率越好，功率因數越高。當線電壓與線電流的波形幾乎一致，此時，功率因數有最大值近似於1。
傳統的功率因數修正器，需要偵測迴路中的電流，藉以修正 線電流波形更接近線電壓波形。若迴路中的電流太低而無法正確地被功率因數修正器之電流偵測電路偵測，功率因數修正器將無法適當地將線電流與線電壓之波形與相位對齊，以達到較佳的功率因數。由於AC輸入電流波形之不連續點與跳躍點造成的總諧波失真(Total Harmonic Distortion,THD)與空載時間有關。根據傅立葉分析對於週期訊號的展開，週期波形中任何不連續點或跳躍點，將導致基本成份上高階諧波(higher-order harmonics)，造成總諧波失真的增加。因此，消除不連續點及跳躍點將有助於減少總諧波失真。
有鑒於此，如何簡化電路及製程複雜度，維持良好的功率因數及較低的諧波失真，是目前研發發光二極體光源的主要課題之一。
本發明所提出的LED光引擎的電子控制裝置，利用開關控制電路透過電流檢測電阻階梯網絡(current-sense resistor ladder network)，偵測通過LED子陣列的電流於電流檢測電阻階梯網絡中不同疊加數量之偵測電阻的跨壓(抽頭電壓)，調控對應之旁通開關的操作狀態，以逐級點亮或逐級熄滅LED子陣列的發光二極體光引擎電子控制裝置。
本發明一實施例所提出之LED光引擎的電子控制裝置，包含一整流器、一電流調節器(current regulator)、一旁通開關列及一開關控制電路。電流調節器用以調整輸入電流波以形成類正弦(quasi-sinusoidal)的方波(square wave)或步階波(step wave)波形，有效地提升功率因數。旁通開關列包括串聯之複數個旁通開關(bypass switch)，與外部LED陣列並聯設 置，於導通時旁通對應之LED子陣列。LED陣列是複數個LED子陣列串聯而成，除最後一級LED子陣列外，一旁通開關列與一LED子陣列並聯。將LED光引擎的電子控制裝置連接LED陣列，而形成發光二極體照明設備。
本發明一實施例所提出之LED光引擎的電子控制裝置，包含一整流器、一旁通開關列及一開關控制電路。旁通開關與該些LED子陣列錯位設置，除最後一級LED子陣列與第一級旁通開關外，每該旁通開關與對應之LED子陣列並聯連接，且任一該旁通開關包括一電晶體。
本發明一實施例所提出之開關控制電路，具有一電流檢測電阻階梯網絡及複數個比較單元，此電流檢測電阻階梯網絡包括多個偵測電阻彼此串接而耦接於此外部LED陣列之陰極與接地端之間且具有複數個抽頭，此些抽頭分別對應至該些偵測電阻的高準位端。比較單元分別依據對應之抽頭至接地端之間的電壓與一基準電壓(或稱參考電壓，reference voltage)作比較，調控對應之旁通開關為截止或導通，以使此旁通開關列依據該直流脈衝電壓，分段點亮LED子陣列。此些抽頭至接地端之間的電壓與該直流脈衝電壓有關。
本發明實施例中的旁通開關例如為空乏型或增強型的電晶體，可受到開關控制電路調控，依據輸入交流電壓，在電壓升高時，逐級驅動LED子陣列，同時逐級提高線電流；在電壓降低時，逐級熄滅LED子陣列，同時逐級降低線電流，簡化電路、提高發光效率、提高功率因數及降低成本等優點。
本發明一實施例的LED光引擎的電子控制裝置，其中電流 檢測電阻階梯網絡更包括一可規劃電流單元，用以規劃點亮之LED子陣列的電流，以調整該點亮之LED子陣列的亮度。可規劃電流單元包括一電位計、一壓控電阻或一電晶體開關。於一實施例中，更包括一脈衝寬度調變單元、一低通濾波器及一電壓追隨器至少一者。使得此LED光引擎的電子控制裝置，可經由可規劃電流單元手動調光(機械式調光)。或者，透過調光訊號進行調光(電控調光)。
本發明之一實施例中，更包括一電壓調節器陣列，包括複數個電壓調節器，分別耦接於輸入電壓與開關控制電路之間，用以穩定旁通開關之導通電壓，使得旁通開關之導通狀態不受直流脈衝之輸入電壓的下降緣(falling edge)影響。
於本發明之一實施例中，更包括一正弦電壓補償器，耦接於輸入電壓與開關控制電路之間，用以汲取直流脈衝之輸入電壓，以補償通過發光二極體之電壓波型，使得電壓波型由步階波修飾為更貼近正弦波的波型，進一步改善功率因數。
於本發明之一實施例中，更包括一線電壓調整率緊縮器(Line regulation tightenter)耦接電流調節器。線電壓調整率緊縮器包括一並聯調節器(或一雙載子接面電晶體)作電壓偵測之用，透過一電壓偵測分壓電阻耦接於輸入電壓。當輸入電壓克服所有的LED子陣列之順向電壓降，但尚未克服電壓偵測之並聯調節器或電壓偵測之雙載子接面電晶體之基準電壓時，通過LED子陣列的電流為第一電流，當輸入電壓克服所有的LED子陣列之順向電壓降，且克服電壓偵測之並聯調節器或電壓偵測之雙載子接面電晶體之基準電壓時，通過LED子陣列的電流為第二電 流，且第一電流大於第二電流。
AC‧‧‧交流電壓源
100‧‧‧整流器
120‧‧‧電流調節器
140a、140b、140c‧‧‧線電壓調整率緊縮器
150、152、154、156‧‧‧比較單元
160a、160b、160c、160d‧‧‧可規劃電流單元
180、182、184‧‧‧電壓調節器
C1、C2、C3、Cf‧‧‧電容
F‧‧‧電壓追隨器
PWM‧‧‧脈衝寬度調變單元
Rv1、Rv2、Rv3、Rp、Rp1、Rp2、Rp3、Rx、Rx1、Rx2、Rx3、Ra、Ra1、Ra2、Ra3、Rb1、Rb2、Rb3、Rc1、Rc2、Rc3、Rm1、Rm2、Rd1、Rd2、Rd3、Rz1、Rz2、Rz3、Rg1、Rg2、Rg3、R10、R16、R20、R30、R50、R52、R54、R56、Re1、Re2、Re3、Re4、Rf1、Rf2、Rf3、Rf4、Rf5、Rf6、Rf7、Rf8、Rt1、Rt2、Rt3、Rt4、Rt5、Rt6、Rt7‧‧‧電阻
R1、R2‧‧‧正弦電壓補償器
G‧‧‧LED陣列
G1、G2、G3、G4‧‧‧LED子陣列
S1、S2、S3、S4‧‧‧旁通開關
Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Ze、Zf1、Zf2‧‧‧齊納二極體
D1、D2、D3、D4、D5、D6‧‧‧二極體
Dp‧‧‧光二極體
X1、X2、X3、X、Xe、Xf、Xh‧‧‧並聯調節器
M、Me、M16、Mf1、Mf2、B1、B2、B3、B7、B8、B9、B16、Bf、P1、P2、P3、P4、P5、P6、Bh、Bp‧‧‧電晶體
e、f、g、h‧‧‧抽頭
RT、RT’‧‧‧電流檢測電阻階梯網絡
Pf‧‧‧光電耦合元件
Vcc‧‧‧電壓源
圖1A所示為依照本發明的照明裝置之電路架構的示意圖。照明裝置包括LED光引擎的電子控制裝置及外部之LED陣列(分割成複數個發光二極體子陣列)。
圖1B所示為依照本發明的照明裝置之另一種電路架構示意圖。照明裝置包括另一種LED光引擎的電子控制裝置及外部之LED陣列。
圖2A~2B所示實施例為依照圖1A之LED光引擎的電子控制裝置的具體電路示意圖。其中，旁通開關為N通道空乏型金氧半場效電晶體(n-channel depletion-mode metal oxide semiconductor field effect transistor,NDMOSFET)，開關控制電路包括並聯調節器，用以切換旁通開關之導通或截止。圖2B與圖2A的差異在於，開關控制電路更透過雙載子接面電晶體，控制旁通開關之導通或截止。
圖3A~3B所示為依照圖1A之LED光引擎的電子控制裝置的另一具體電路示意圖。與圖2A~2B的差異在於，開關控制電路以雙載子接面電晶體取代並聯調節器，用以切換旁通開關之導通或截止。
圖4A~4D繪示依照圖1A之LED光引擎的電子控制裝置，電流檢測電阻階梯網絡更包括可規劃電流單元以達調光功能的具體實施方式。
圖5A~5B所示為依照圖1A之LED光引擎的電子控制裝置 的一具體電路示意圖。與圖2A~2B的差異在於，旁通開關對應至N通道增強型金氧半場效電晶體(n-channel enhancement-mode metal oxide semiconductor field effect transistor,NEMOSFET)。開關控制電路包括並聯調節器，用以切換旁通開關之導通或截止。
圖6A~6B所示為依照圖1A之LED光引擎的電子控制裝置的一具體電路示意圖。與圖5A~5B的差異在於，開關控制電路包括雙載子接面電晶體，用以切換旁通開關之導通或截止。
圖7A~7B所示為依照圖1A之LED光引擎的電子控制裝置的一具體電路示意圖。與圖5A~5B的差異在於，LED光引擎的電子控制裝置更包括一電壓調節器陣列，包括複數個電壓調節電路，用以穩定旁通開關之導通狀態。電壓調節器陣列適用於前述任一實施例之電路結構。
圖8A~8B所示為依照圖1A之LED光引擎的電子控制裝置的一具體電路示意圖。與圖7A~7B的差異在於，開關控制電路利用雙載子接面電晶體，用以切換旁通開關之導通或截止。
圖9A~9C所示為依照圖1A之LED光引擎的電子控制裝置，更包括不同之線電壓調整率緊縮器的電路示意圖。
圖10所示為依照圖1A之LED光引擎的電子控制裝置，於線電壓調整率緊縮器設置前後，其輸入電壓、通過LED子陣列之電流相對於時間軸的波形比較圖。
一般而言，交流電源之輸出電壓為正弦波形，經整流器整流 後，以正弦波的前半週為週期的脈衝直流波形(pulsating DC waveform)之脈衝電壓，再應用於LED照明裝置。
每週期前半段之初與後半段之末的低電壓區段，輸入電壓無法克服LED的順向電壓降，無電流通過，形成空載時間。另，LED照明設備通常是由LED子陣列構成。當串聯之LED數量較多時，順向電壓降提高，使得空載時間(dead time)變大，導通角變得更狹小，降低功率因數。
針對導通角狹小之問題，傳統的解決方式是利用功率因數修正器將整流後交流電壓推升至高於所有LED子陣列順向電壓降的總和的一直流電壓值。但，功率因數修正器所採用的電解電容器容易毀損，使得發光二極體無法發揮預期的效用。
本發明的點燈策略是將LED陣列，切割為數個LED子陣列(sub-array)。藉由旁通開關列與開關控制電路所構成的LED光引擎的電子控制裝置，在一週期之前半週期，隨著輸入電壓升高，由下而上逐級點亮LED子陣列，且線電流逐步升高；在一週期之後半週期，隨著輸入電壓的降低，由上而下逐級熄滅LED子陣列，藉以提高導通角，並且修飾電流波型。
請參考圖1A，LED光引擎的電子控制裝置包括電流調節器(current regulator)120、一旁通開關列及一開關控制電路。旁通開關列包括複數個旁通開關S1~S3，開關控制電路具有一電流檢測電阻階梯網絡(current-sense resistor ladder network)RT(例如包括偵測電阻R10、R20及R30)，以及複數個比較單元150、152及154。比較單元150、152及154 分別透過防箝位電阻(anti-clamping resistor)R50、R52及R54耦接偵測電阻R10、R20及R30，避免抽頭e、f或g之抽頭電壓Ve、Vf或Vg被箝制在基準電壓Vref。
舉例來說，第一組開關控制電路包括比較單元150及偵測電阻R10，第二組開關控制電路包括比較單元152及串聯之偵測電阻R10及R20，第3組開關控制電路包括比較單元154及串聯之偵測電阻R10、R20及R30。開關控制電路與電流檢測電阻階梯網絡中偵測電阻的數量，與旁通開關的數量和電流調節器的有無有關，於說明書中所舉之數量係為方便說明所作之例示，並不用於限定本發明。
於實施例中，比較單元150、152及154可具有相同的基準電壓Vref，而分別比較抽頭e、抽頭f及抽頭g的電壓及此基準電壓Vref，對應地切換旁通開關S1、S2及S3之操作狀態(導通態、調節態或截止態)。抽頭e的電壓為偵測電阻R10至地端的電壓，抽頭f的電壓為串聯之偵測電阻R20及R10至地端的電壓，且抽頭g的電壓為串聯之偵測電阻R30、R20及R10至地端的電壓。
於輸入電壓的上半週期，輸入電壓由零逐漸升高。當輸入電壓尚未克服最後一級LED子陣列的順向電壓降VG4，無電流通過最後一級LED子陣列G4與開關控制電路(包含比較單元與電流檢測電阻階梯網絡RT)，比較單元154截止而未能產生電壓控制信號，旁通開關S1、S2及S3維持導通狀態(空乏型開關之初始狀態即為導通態，增強型開關可透過啟動電阻建立導通之初始狀態，將說明於實施例中)。
隨輸入電壓升高至克服最後一級LED子陣列G4的順向電壓 降VG4，但尚未克服倒數第二級以下的LED子陣列G3及G4的順向電壓降(VG4+VG3)，電流I1經旁通開關S1、S2、S3至下級LED子陣列G4，比較單元154偵測抽頭g之電壓為電流I1與串聯偵測電阻R10、R20及R30之乘積，且此乘積略大於比較單元154之基準電壓Vref，亦即，Vg=I1×(R30+R20+R10)=Vref +。使得比較單元154導通，產生電壓控制信號截止旁通開關S3。隨後電流下降使抽頭g之電壓Vg下降，比較單元154截止。比較單元154如此快速地切換於截止與導通，使旁通開關S3快速切換導通與截止，稱此旁通開關S3操作於為調節態(Regulating state)，可將通過LED子陣列G4之電流穩定在電流I1，且電流。
當電壓繼續升高至克服倒數第二級的LED子陣列G3以下之順向電壓降(VG4+VG3)，但尚未克服倒數第三級LED子陣列G2以下之的順向電壓降(VG4+VG3+VG2)，電流I2經LED子陣列G3至LED子陣列G4，比較單元152偵測抽頭f之電壓Vf略大於其基準電壓，即Vf=I2×(R20+R10)=Vref +而導通，隨後又截止。比較單元152於此期間快速地切換於導通或截止並產生控制信號，使旁通開關S2操作於調節態，將通過LED子陣列G3及G4之電流穩定在電流I2，且電流，故電流I2>電流I1。同時，比較單元154偵測抽頭g之電壓大於其基準電壓Vg=I2×(R30+R20+R10)>Vref而恆導通，產生電壓控制信號以對應地調控旁通開關S3，使其恆操作於截止態(OFF state)。
當輸入電壓升高至克服倒數第三級G2以下之LED子陣列的 順向電壓降(VG4+VG3+VG2)，但尚未克服全部之LED子陣列的順向電壓降(VG4+VG3+VG2+VG1)，輸入電流I3透過旁通開關S1通過LED子陣列G2~G4，比較單元150偵測抽頭e之電壓Ve略大於其基準電壓，即Ve=I3×R10=Vref +而導通，隨後又截止，如此快速地切換於導通或截止並產生電壓控制信號，控制旁通開關S1為調節態，以穩定通過LED子陣列G2至LED子陣列G4之電流為I3，且電流，故電流I3>電流I2>電流I1。同時，比較單元154偵測抽頭g之電壓，即Vg=I3×(R30+R20+R10)>Vref而恆導通，以調控旁通開關S3恆操作於截止態。並且，比較單元152偵測抽頭f之電壓，即Vf=I3×(R20+R10)>Vref而恆導通，調控旁通開關S2恆操作於截止態。
依此類推，直到電壓繼續升高至克服第一級LED子陣列G1以下之的順向電壓降(VG4+VG3+VG2+VG1)，比較單元150偵測抽頭e之電壓大於其基準電壓，即Ve=I4×R10>Vref而恆導通，比較單元152偵測抽頭f之電壓，即Vf=I4×(R20+R10)>Vref而恆導通，且比較單元154偵測抽頭g之電壓大於其基準電壓，即Vg=I4×(R30+R20+R10)>Vref而恆導通。比較單元150、152及154於此階段皆恆導通而產生電壓控制信號，以分別對應地調控旁通開關S1、S2及S3恆操作於截止態。電流調節器120提供穩定的電流I4經第一級LED子陣列G1至最後一級LED子陣列G4。
換句話說，隨著電壓上升，由當級開關控制電路移動至上級開關控制電路作偵測，控制對應之旁通開關的操作狀態，如此由下而上的方式逐級點亮LED子陣列。
於輸入電壓的下半週期，輸入電壓逐漸下降。當輸入電壓仍能克服全部之LED子陣列的順向電壓降(VG4+VG3+VG2+VG1)，旁通開關S1維持在截止態，電流通過第一級LED子陣列G1經每一級LED子陣列至最後一級LED子陣列G4。輸入電壓繼續下降至無法克服第一級LED子陣列G1以下的順向電壓(VG4+VG3+VG2+VG1)，但仍能克服第二級LED子陣列G2以下的順向電壓(VG4+VG3+VG2)時，比較單元150偵測抽頭e之電壓Ve而切換於導通及截止狀態，使旁通開關S1不斷切換截止與導通狀態而進入調節態。此時，抽頭f及g之電壓仍使比較單元152及154導通，使旁通開關S2及S3仍維持截止態。
當輸入電壓繼續下降至無法克服第二級LED子陣列G2以下的順向電壓降(VG4+VG3+VG2)，抽頭e之電壓Ve無法使比較單元150導通，比較單元150截止而不再傳遞控制訊號，旁通開關S1轉為導通態。同時，比較單元152偵測抽頭Vf之電壓而快速地切換於導通與截止間，使得旁通開關S2進入調節態。並且，Vg之電壓仍使比較單元154導通，旁通開關S3仍維持截止態。以此類推，當輸入電壓繼續下降至僅克服最後一級LED子陣列G4之順向電壓降VG4，比較單元150及152截止，旁通開關S1~S2皆進入導通態，旁通開關S3由截止態轉為調節態，電流經旁通開關S1~S3至LED子陣列G4，直到輸入電壓下降至無法克服最後一級LED子陣列G4之順向電壓降VG4，無電流通過LED子陣列，所有LED子陣列皆截止。如此，由上而下逐級熄滅LED子陣列直至週期結束，然後重新一個週期，如此循環。
圖1B所示為依照本發明的照明裝置之另一種電路架構示意 圖。與圖1A的差異在於，圖1B之LED光引擎的電子控制裝置不包括電流調節器120，故需要比圖1A多一階的開關控制電路。於圖1B中，比較單元150、152、154及156分別透過防箝位電阻R50、R52、R54及R56，耦接偵測電阻R10、R20、R30及R40(電流檢測電阻階梯網絡RT’)。圖1B之LED光引擎的電子控制裝置逐級點亮與熄滅LED子陣列的方式相似於圖1A，需注意的是，當輸入電壓克服所有LED子陣列的順向電壓降時，比較單元152、154及156分別偵測抽頭f、抽頭g及抽頭h的抽頭電壓後皆導通，分別使旁通開關S2~S4截止，比較單元150偵測抽頭e的抽頭電壓後切換於導通與截止間，使旁通開關對應地操作於調節態，提供定電流I4至LED陣列G。
請參照圖2A，所示之實施例為依照圖1A之具有LED光引擎的電子控制裝置的一具體電路示意圖。電流調節器120包括電晶體開關M(例如為金氧半場效電晶體)、啟動電阻Ra、並聯調節器X(或雙載子電晶體)與偵測電阻Rx。電流調節器120可用以調整輸入電流波形成類正弦的波或步階波的波形，有效地提升功率因數。並聯調節器X1、X2及X3對應至比較單元150、152及154，可以具有相同的基準電壓，用以依據其分別之參考端的電壓與基準電壓作比較，切換旁通開關S1~S3的操作狀態。
於此實施例中，旁通開關S1~S3係常閉開關(normally closed switches)，例如為N通道空乏型金氧半場效電晶體(n-channel depletion-mode metal oxide semiconductor field effect transistor,NDMOSFET)，其在閘源極間的電位差為零或不受電壓時(VGS≧0)導通，而在閘源極間的電位差 為接受足夠負的電壓(VGS<Vth<0，Vth表示電晶體的截止電壓)時，通道截止。
於實施例中，正弦電壓補償器(例如係串聯電阻R1與R2)為選擇性地設置。首先，考慮電阻R1的值近似於無限大，且電阻R2的值近似於0，亦即，電阻R1斷路且電阻R2短路的情況。於輸入電壓的上半周期，隨著輸入電壓(線電壓)上升，點亮的LED子陣列的級數也增多。假設最後一級之LED子陣列G4被點亮時，通過LED子陣列G4之電流為I1，倒數二級之LED子陣列G4及G3皆被點亮時，通過LED子陣列G4及G3之電流為I2，後三級LED子陣列G4、G3及G2皆被點亮時，通過LED子陣列G4、G3及G2之電流為I3，全部LED子陣列G4、G3、G2及G1皆點亮時，通過LED陣列G之電流為I4(電流I4>電流I3>電流I2>電流I1)，電流受到電流調節器120與開關控制電路的調節而以固定電流輸出，電流I1、電流I2、電流I3及電流I4呈現類正弦(Quasi-sinusoidal wave)步階波型。
電流檢測電阻階梯網絡(包含偵測電阻R10、R20及R30)設置在LED陣列G的電流迴路中。假設忽略輸入至比較單元的微弱電流，則通過LED子陣列之電流會約略等同於通過電流檢測電阻階梯網絡(含偵測電阻R10、R20及R30)之電流。因此，輸入電流的大小與抽頭e、抽頭f及抽頭g的電壓有關，用以對應地調控並聯調節器X1~X3的導通或截止。並聯調節器X1~X3分別透過防箝位電阻Rx1~Rx3耦接至抽頭e、抽頭f及抽頭g，防箝位電阻Rx1~Rx3用以避免當通過LED子陣列的電流ILED大於電流I1、電流I2或電流I3，分別使得並聯調節器X3、 X2或X1之參考端的電壓位準可能被箝制(being clamped)在基準電壓Vref，造成抽頭電壓Vg、Vf及Ve被牽制於此基準電壓，進而遏止通過LED子陣列電流之消長。
於輸入電壓的上半週期，輸入電壓逐漸上升。當輸入電壓克服LED子陣列G4的順向電壓降VG4，但尚未克服LED子陣列G3及G4的順向電壓降(VG4+VG3)，電流I1通過旁通開關S1~S3至LED子陣列G4，並經抽頭g通過串聯電阻R30、R20及R10而產生抽頭電壓Vg=I1×(R30+R20+R10)，假設忽略防箝位電阻Rx3的影響，設計此時之抽頭電壓Vg略大於並聯調節器X3之基準電壓Vref(或稱參考電壓)，使並聯調節器X3導通，旁通開關S3之閘源極電位透過電阻Rz3及Rg3經過並聯調節器X3而被拉低(pulled low)至負準位而截止，隨後輸入電流下降，並聯調節器X3截止，旁通開關S3又導通，旁通開關S3快速地切換於截止態與導通態之間，定義此狀態為調節態，以將通過最後一級LED子陣列G4之電流維持在電流I1。
隨著輸入電壓克服倒數第一、二級LED子陣列G4及G3之順向電壓(VG4+VG3)，但尚未克服倒數第一、二、三級LED子陣列G4、G3及G2之順向電壓降(VG4+VG3+VG2)，電流I2(I2>I1)由旁通開關S1及S2流至LED子陣列G3及G4，此時，抽頭f之抽頭電壓Vf=I2×(R20+R10)使並聯調節器X2快速地切換於導通與截止之間。旁通開關S2受到並聯調節器X2的控制而對應地操作於調節態，以將通過點亮之LED子陣列之電流維持在電流I2。同時，由於抽頭g之電壓Vg=I2×(R30+R20+R10)大於Vg=I1×(R30+R20+R10)，故並聯調節器X3恆導通，旁通開關S3恆截止， 旁通開關S3之閘源極間所施加的負電位，可近似於最後一級LED子陣列G4之順向電壓降與抽頭電壓之和(VG4+Vg)經過電阻Rz3及Rg3的分壓。
當輸入電壓介於後三級LED子陣列G4、G3及G2之順向電壓降(VG4+VG3+VG2)與後四級LED子陣列G4、G3、G2及G1之順向電壓降(VG4+VG3+VG2+VG1)間，旁通開關S1進入調節態，以將通過最後一級LED子陣列G4之電流維持在電流I3。同時，旁通開關S2之閘源極電位透過電阻Rz2及Rg2，受到並聯調節器X2被拉低至負準位而截止，此負準位可近似於LED子陣列G4及G3之順向電壓降與抽頭電壓之和(VG4+VG3+Vg)經電阻Rz2及電阻Rg2的分壓。旁通開關S1之閘源極電位透過電阻Rz1及Rg1，受到並聯調節器X1被拉低至負準位而截止，此負準位可近似於LED子陣列G2~G4之順向電壓降與抽頭電壓之和(VG4+VG3+VG2+Vg)經電阻Rz3及電阻Rg3的分壓。
以此類推，直到輸入電壓克服後四級LED子陣列G4、G3、G2及G1之順向電壓降(VG4+VG3+VG2+VG1)，電流調節器120提供定電流I4至所有的LED子陣列G1~G4，且電流。由於電流I4>電流I3>電流I2>電流I1，故電流I4於抽頭e、抽頭f及抽頭g的電壓Ve、Vf、Vg必然使並聯調節器X1、X2及X3導通，旁通開關S1、S2及S3截止。此時，部份輸入電流直接由電流調節器120提供至LED陣列G，輸入電流經啟動電阻Ra對金氧半場效電晶體M之閘源極間的電容充電，以導通金氧半場效電晶體M，使電流I4經金氧半場效電晶體M通過電阻Rx供應至 LED陣列G。同時，並聯調節器X偵測電阻Rx兩端的電壓而切換於截止與導通間，使得金氧半場效電晶體M對應地操作於調節態，以將通過所有LED子陣列G1~G4之電流維持在電流I4。電流調節器120之內部電路僅為示意，並聯調節器X可以雙載子接面電晶體B取代，金氧半場效電晶體M可為增強型或空乏型金氧半場效電晶體，只要可達到電流調節之功效即可，並不作特別限制。
於輸入電壓的下半週期，輸入電壓逐漸下降。藉由並聯調節器X1、X2或X3偵測抽頭電壓Ve、Vf或Vg而導通或截止，控制電阻Rz1及電阻Rg1、電阻Rz2及電阻Rg2、電阻Rz3或電阻Rg3的迴路形成與否。當迴路形成，產生負電壓於旁通開關S1、S2或S3之閘源極間以控制旁通開關S1、S2或S3的操作狀態，據以逐級熄滅LED子陣列G1、G2、G3及G4。
於實施例中，旁通開關S1、S2或S3的閘極與源極之間更設置有齊納二極體Z1、Z2及Z3，可以將旁通開關S1、S2或S3的閘源極電壓控制在齊納二極體的崩潰電壓Vz，以保護旁通開關S1、S2或S3的閘-源極間之絕緣層不會被擊穿。
綜合以上，圖2A所繪示之LED光引擎的電子控制裝置，是利用包括當級LED子陣列以及當級以下之LED子陣列之順向電壓降之和，控制當級旁通開關之源閘極的電壓，藉以調節當級旁通開關之操作狀態(導通、調節或截止態)。此外，當輸入電流相同時，電壓Ve<電壓Vf<電壓Vg，故當級並聯調節器達導通條件而切換於導通與截止之間時，下級並聯調節器必為導通。換句話說，當級旁通開關操作於調節態時，下級 旁通開關必為截止，如此對應地控制LED子陣列的點亮或熄滅狀態，並穩定通過LED子陣列之電流。
隨著一周期前半之電壓波型上升緣，線電流隨之上升，LED子陣列逐級點亮，且點亮LED子陣列之電流隨之上升。隨著一周期後半之電壓波型下降緣，線電流隨之下降，LED子陣列逐級熄滅，且點亮LED子陣列之電流隨之下降。通過偵測電阻R30、R20及R10(電流檢測電阻階梯網絡)的電流與通過LED子陣列之電流相近似，此電流通過電流檢測電阻階梯網絡於抽頭e、抽頭f及抽頭g的電壓Ve、電壓Vf、電壓Vg供應至並聯調節器X1、X2及X3。
接著，考慮電阻R1與電阻R2介於0到無窮大(0<R1<∞且0<R2<∞)。當只有最後一級LED子陣列G4被點亮，通過之電流為I1。並聯調節器X3之基準電壓(Vref)約等於電流I1與階梯偵測電阻R30、R20及R10之阻值的乘積(亦即，抽頭g的電壓Vg)，減去輸入電壓vi經電阻R1及電阻R2的分壓，亦即。換句話說，抽頭g的電壓Vg值受到輸入電壓經正弦電壓補償器(電阻R1及電阻R2)的補償，即，且此補償值為輸入電壓經過整流器100整流後的直流脈衝(DC Pulse)的一部分。因此，通過點亮之LED子陣列的電流為，即，通過點亮之LED子陣列的電流I1之類正弦步階波型會受到補償而更接近正弦波的波型，因而更接近線電壓的波型。如此一來，可進一步改善功率因數(power factor)以及降低諧波失真(harmonic distortion)。同樣地，並聯調節器X1及X2之參考電壓的值也會受到輸入電壓的分壓補償，可進一步改善功率因數及降低諧波失真。
圖2B所示為依照圖1A之具有LED光引擎的電子控制裝置的另一具體電路示意圖。與圖2A的差異在於，開關控制電路透過一雙載子接面電晶體，控制旁通開關之導通或截止。此些雙載子接面電晶體P1、P2及P3之集極分別耦接至各LED子陣列G2、G3及G4的陰極，使得旁通開關S1、S2及S3的源閘極被施加一驅動電壓，此些驅動電壓分別係各段LED子陣列的順向電壓降，於電阻Rz1及電阻Rg1、電阻Rz2及電阻Rg2、電阻Rz3及電阻Rg3所產生的分壓。
當輸入電壓克服最後一級LED子陣列G4之順向電壓降，但不足以克服倒數兩級LED子陣列G4及G3之順向電壓降時，電流I1於抽頭g的電壓Vg，使得並聯調節器X3迅速地切換於導通與截止態之間，使得pnp雙載子接面電晶體(Bipolar junction transistor,BJT)P3切換於導通與截止之間，旁通開關S3則迅速地切換於截止與導通態之間，使得旁通開關S3的源閘極電壓透過電阻Rz3及Rg3而被pnp雙載子接面電晶體P3拉低(pull low)，旁通開關S3之閘源極被施加足夠的負電壓而截止，此負電壓近似於最後一級之LED子陣列G4的順向電壓降於電阻Rz3及電阻Rg3的分壓()，此時旁通開關S3操作於調節態，以將通過最後一級LED子陣列G4之電流維持在電流I1。
當輸入電壓克服最後二級LED子陣列G4及G3之順向電壓降，但不足以克服最後三級LED子陣列G4、G3及G2之順向電壓降時， 電流I2經電流檢測電阻階梯網絡於抽頭f的電壓，使得並聯調節器X2迅速地切換於導通與截止態之間，pnp雙載子接面電晶體P2切換於導通與截止之間，當pnp雙載子接面電晶體P2導通時，旁通開關S2的源閘極電壓透過電阻Rz2及Rg2而被pnp雙載子接面電晶體P2拉低，旁通開關S2之閘源極被施加足夠的負電壓而截止，此負電壓近似於倒數第二級之LED子陣列G3的順向電壓降於電阻Rz2及Rg2的分壓()，使旁通開關S2切換於截止與導通，此時旁通開關S2操作於調節態，以將通過最後二級LED子陣列G4及G3之電流維持在電流I2。同時，並聯調節器X3恆導通，旁通開關S3操作於截止態。
當輸入電壓克服最後三級LED子陣列G4、G3及G2之順向電壓降，但不足以克服最後四級LED子陣列G4、G3、G2及G1之順向電壓降時，電流I3經電流檢測電阻階梯網絡於抽頭e的電壓，使並聯調節器X1迅速切換於導通與截止態間，pnp雙載子接面電晶體P1切換於導通與截止間。當pnp雙載子接面電晶體P1導通時，旁通開關S1的源閘極電壓透過電阻Rz1及Rg1而被pnp雙載子接面電晶體P1拉低至足夠的負電壓而截止，此負電壓近似於倒數第三級之LED子陣列G2的順向電壓降於電阻Rz1及Rg1的分壓()。旁通開關S1切換於截止與導通而操作於調節態，以將通過最後三級LED子陣列G4、G3及G2之電流維持在電流I3。同時，並聯調節器X2及X3導通，旁通開關S2及S3操作於截止態。以此類推，直到輸入電壓克服所有的LED子陣列之順向電壓降，電流調節器120提供定電流I4至所有的LED子陣列G1~G4。
綜合以上，圖2B所繪示之LED光引擎的電子控制裝置，是利用下一級LED子陣列之順向電壓降，控制當級旁通開關之源閘極電壓，藉以調節當級旁通開關之操作狀態(導通、調節或截止態)，藉以對應地控制LED子陣列的點亮或熄滅狀態，並穩定通過LED子陣列之電流。LED子陣列的點燈機制及調光機制，與圖2A相同，於此不再贅述。此外，輸入電流相同時，電壓Ve<電壓Vf<電壓Vg，故當級旁通開關操作於調節態時，下級旁通開關必為截止，如此對應地控制LED子陣列的點亮或熄滅狀態，並穩定通過LED子陣列之電流。
圖3A所示為依照圖1A之具有LED光引擎的電子控制裝置的另一具體電路示意圖。與圖2A的差異在於，並聯調節器X1、X2及X3，由雙載子接面電晶體B1、B2及B3所取代。雙載子接面電晶體B1之基極(Base)耦接於防箝位電阻Rb1，雙載子接面電晶體B2之基極耦接於防箝位電阻Rb2，雙載子接面電晶體B3之基極耦接於防箝位電阻Rb3。
圖3A之雙載子接面電晶體B1、B2及B3的作用與圖2A之並聯調節器X1、X2及X3相似。差異在於，並聯調節器以參考端接收之電壓與其基準電壓(或稱參考電壓)比較，控制並聯調節器的導通或截止。雙載子接面電晶體以基射極接收之電壓與其基準電壓(或稱參考電壓或閥值電壓)比較，控制雙載子接面電晶體的導通或截止。
舉例來說，當輸入電壓克服最後一級LED子陣列G4之順向電壓降，但不足以克服倒數兩級LED子陣列G4及G3之順向電壓降時，電流I1經電流檢測電阻階梯網絡於抽頭g的電壓Vg，使得雙載子接面電晶體B3迅速地切換於導通與截止態之間。旁通開關S3受雙載子接面電晶 體B3的控制而迅速切換於截止與導通，定義此時旁通開關S3操作於調節態，以將通過LED子陣列G4之電流維持在電流I1。
以此類推，當輸入電壓介於倒數三級(G2~G4)至倒數四級(G1~G4)之LED子陣列之順向電壓降間，電流I3經電流檢測電阻階梯網絡於抽頭e的電壓Ve使雙載子接面電晶體B1迅速地切換於導通與截止，使旁通開關S1操作於調節態，以將通過LED子陣列G2、G3、G4之電流維持在電流I3。電流I3經電流檢測電阻階梯網絡於抽頭g的電壓Vg及抽頭f的電壓Vf，必使雙載子接面電晶體B3及B2恆導通，旁通開關S3及S2恆截止。直到輸入電壓克服所有的LED子陣列之順向電壓降，電流調節器120提供定電流I4點亮所有的LED子陣列G1~G4。
反之，於輸入電壓之下半周期的下降緣，隨著電壓下降，旁通開關S1、S2及S3分別受到雙載子接面電晶體B1、B2及B3的控制，逐級導通，使得LED子陣列G1、G2、G3及G4逐級熄滅。此外，利用正弦電壓補償器(電阻R1及電阻R2)汲取輸入電源之線電壓之波型，藉以修飾線電流波型的原理皆已經說明於前，而不再贅述。
圖3B所示為依照圖1A之具有LED光引擎的電子控制裝置的另一具體電路示意圖。與圖2B的差異在於，並聯調節器X1、X2及X3由雙載子接面電晶體B1、B2及B3取代。雙載子接面電晶體B1、B2及B3的作用相似於圖3A，其作用機制已說明於前而不再贅述。
於本發明一實施例，可藉由調整通過LED子陣列的電流，調整LED子陣列的亮度。圖4A~4D繪示依照圖1A之LED光引擎的電子控制裝置，用以說明具有調光功能之實施例的調光策略。於圖4A~4D 中，電流檢測電阻階梯網絡更包括可規劃電流單元160a~160d，藉由通過可規劃電流單元160a~160d的電流近似於點亮之LED陣列的電流，可調控可規劃電流單元160a~160d的阻值以調控點亮之LED陣列的電流，據以控制點亮之LED子陣列的亮度。可規劃電流單元160a~160d可應用於本發明任一實施例中，只要將可規劃電流單元160a~160d耦接於電流檢測電阻階梯網絡，使得通過LED陣列的電流近似於通過電流檢測電阻階梯網絡與可規劃電流單元160a~160d即可，係簡化調光機制之LED光引擎的電子控制裝置。
請先參考圖4A實施例中，可規劃電流單元160a含有電晶體之壓控電阻(voltage controlled resistance)，包括脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation,PWM)單元PWM、電阻R16、分壓電阻Rm1及Rm2、電容Cf、金氧半場效電晶體(MOSFET)M16及電壓追隨器(Voltage Follower)F。脈衝寬度調變單元PWM可提供脈衝寬度調變訊號，透過遙控裝置(例如手機、遙控器等)的藍牙功能以微波傳輸，例如遙控裝置中設置有天線的發送器(Transmitter)，且照明裝置之電路架構中設置有天線的接收器(Receiver)，脈波訊號藉由遙控裝置的發射與照明裝置的接收作傳遞。或者，脈衝寬度調變也可為內建之訊號產生器(Signal generator)所產生。
在頻率不變的狀態下，藉由調整脈衝寬度調變訊號的工作週期，可調整訊號的整體平均電壓值上升或下降。然後，透過天線傳遞或內建產生之脈衝寬度調變訊號，通過由電阻R16及電容Cf組成的低通濾波器後，輸出類比訊號至電壓追隨器F，以將此類比訊號轉而傳遞至金氧半場效電晶體M16。電壓追隨器F可確保類比訊號的傳遞不失真，其本身不 汲取電流，可提供足夠的電流驅動金氧半場效電晶體M16，且不會對電路造成負載效應。
金氧半場效電晶體M16作為一壓控電阻，其閘源極間接收分壓電阻Rm1及Rm2提供的類比訊號而使汲極與源極間的通道形成，產生對應放大的電流，此放大的電流反比於金氧半場效電晶體M16的阻值。亦即，金氧半場效電晶體M16的阻值是可以被調控的，而通過金氧半場效電晶體M16的電流，約為通過LED子陣列的電流。故，藉由調整脈衝寬度調變訊號的工作週期，可調整訊號的整體平均電壓值，以控制金氧半場效電晶體M16的阻值，調變通過金氧半場效電晶體M16的電流(近似於通過LED子陣列的電流)，如此，可控制通過LED子陣列的電流，據以調節照明亮度。上述實施例中，也可以使用接面場效電晶體(JFET)等其他壓控電阻，取代如金氧半場效電晶體，其工作原理相近，容此不多贅述。
請接著參照圖4B，可規劃電流單元160b含有電晶體作為開關，包括脈衝寬度調變單元PWM、電阻Rp、雙載子接面電晶體(BJT)B16。於此實施例中，脈衝寬度調變單元PWM之訊號經電阻Rp，作為一電流訊號提供雙載子接面電晶體(BJT)B16之基極，藉以調變雙載子接面電晶體B16的導通或截止，控制通過LED子陣列之電流的迴路形成與否，藉以調控通過LED子陣列之平均電流。如此一來，即可調控各段LED子陣列之亮度。
請接著參照圖4C，可規劃電流單元160c含有電晶體作為開關，包括脈衝寬度調變單元PWM、分壓電阻Rm1及Rm2、金氧半場效電晶體M16。於此實施例中，脈衝寬度調變單元PWM之訊號經分壓電阻 Rm1及Rm2，作為一電壓訊號提供金氧半場效電晶體M16之閘源極，藉以調變金氧半場效電晶體M16的導通或截止，控制通過LED子陣列之電流的迴路形成與否，控制通過LED子陣列之平均電流，調控各段LED子陣列之亮度。
請接著參照圖4D，可規劃電流單元160d係電位計(亦即，可變電阻)。藉由調變電位計的阻值，控制通過電位計的電流，據以調控通過LED子陣列的電流，據以調節照明亮度。
圖5A所示為依照圖1A之具有LED光引擎的電子控制裝置的另一具體電路示意圖。與圖2A的差異在於，於此實施例之旁通開關S1、S2及S3包括的金氧半場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor FET,MOSFET)為增強型，亦即，旁通開關S1、S2及S3係常開開關(normally open switches)，在其閘源極未施加電壓或所施加的電壓小於閥值電壓時，旁通開關截止，當其閘源極施加之電壓大於或等於閥值電壓時，旁通開關導通。
旁通開關S1、S2及S3係常開開關，需先建立初始狀態，使得旁通開關S1、S2及S3得以導通。於實施例中，分別設置啟動電阻Ra1~Ra3於旁通開關S1、S2及S3之閘極與汲極間。於一輸入電壓之周期之前半(上升緣)，當輸入電壓克服最後一級LED子陣列的順向電壓降時，第一級之啟動電阻Ra1可以汲取輸入電壓至旁通開關S1之閘極，以對旁通開關S1之閘源極間的電容(未繪示出)充電，使得旁通開關S1導通，電流經旁通開關S1之源極流至旁通開關S2之汲極，第二級之旁通開關S2的汲極所連接之啟動電阻Ra2接著對旁通開關S2之閘源極間的電容充 電，使得旁通開關S2導通。以此方式，直至最後一級旁通開關S3導通而進入調節態，以將電流調控在電流I1，電流I1經旁通開關S1、S2及S3流至最後一級LED子陣列G4，最後流至電流檢測電阻階梯網絡。詳細之點亮LED子陣列的機制已經說明於前，不再贅述。
於一輸入電壓之周期後半(下降緣)，當輸入電壓下降至不足以克服全部之LED陣列的順向電壓降，但仍克服倒數三級LED子陣列G4、G3及G2的順向電壓降(VG4+VG3+VG2)，抽頭e之電壓Ve使並聯調節器X1導通，旁通開關S1之源極電壓經二極體D1與電阻Rd1的迴路拉低，使旁通開關S1截止。當輸入電壓下降至不足以克服倒數三級LED子陣列G4、G3及G2的順向電壓降(VG4+VG3+VG2)，但克服最後二級LED子陣列G4及G3的順向電壓降(VG4+VG3)時，抽頭f之電壓Vf使並聯調節器X2導通，旁通開關S2之源極電壓經二極體D2與電阻Rd2的迴路拉低，使旁通開關S2截止，以此類推，以逐級熄滅LED子陣列。熄滅LED子陣列的機制已經說明於前，不再贅述。
圖5B所示為依照圖1A之具有LED光引擎的電子控制裝置的另一具體電路示意圖。此實施例與圖4A的相同處不多贅述，差異在於，增強型旁通開關S1、S2及S3的操作狀態，係受到雙載子接面電晶體P4、P5及P6的導通與否來控制。於圖5B中，當旁通開關S1、S2及S3之常開開關，受到輸入電壓經由啟動電阻Ra1~Ra3建立初始狀態後，旁通開關S1及S2進入導通態且旁通開關S3為調節態。此為最後一級LED子陣列G4的點亮方式，依此方式，隨輸入電壓的上升，可逐級點亮LED子陣列。
於一輸入電壓之周期之後半(下降緣)，當輸入電壓下降至不足以克服全部之LED陣列的順向電壓降，但仍克服倒數三級LED子陣列G4、G3及G2的順向電壓降(VG4+VG3+VG2)，抽頭e之電壓Ve使並聯調節器X1導通，雙載子接面電晶體P4導通，旁通開關S1之閘極電壓被拉低(pulled low)，旁通開關S1截止。當輸入電壓下降至不足以克服倒數三級LED子陣列G4、G3及G2的順向電壓降(VG4+VG3+VG2)，但克服最後二級LED子陣列G4及G3的順向電壓降(VG4+VG3)時，抽頭f之電壓Vf使並聯調節器X2導通，雙載子接面電晶體P2導通，旁通開關S2之閘極電壓被拉低，旁通開關S2截止，以此類推，以逐級熄滅LED子陣列。
圖6A及6B所示為依照圖1A之具有LED光引擎的電子控制裝置的不同實施例示意圖。圖6A及6B之實施例與圖5A及5B的差異在於，利用雙載子接面電晶體B1、B2及B3取代並聯調節器X1、X2及X3。於圖6A利用例如為npn型之雙載子接面電晶體B1、B2及B3的導通或截止，分別控制二極體D1與電阻Rd1之迴路、二極體D2與電阻Rd2之迴路及二極體D3與電阻Rd3之迴路的形成與否，以控制旁通開關的截止或導通。於圖6B利用雙載子接面電晶體B1、B2及B3的導通或截止，分別控制例如為pnp型之雙載子接面電晶體P4、P5及P6的導通或截止，以控制旁通開關S1、S2及S3的截止或導通。
圖7A及7B所示為依照圖1A之具有LED光引擎的電子控制裝置的一具體電路示意圖。與圖5A及5B的差異在於，LED光引擎的電子控制裝置更包括一電壓調節器陣列，適用於前述任一實施例之電路結構，其包括複數個電壓調節電路180、182及184，分別用以穩定旁通開關 S1、S2及S3之導通狀態。
以電壓調節器180為例作說明，其包括電阻Rv1、齊納二極體Z4、雙載子接面電晶體B7及電容C1。當輸入電壓由整流器100整流後，經電流調節器120輸出，供應至雙載子接面電晶體B7之集極，透過電阻Rv1至齊納二極體Z4，以將電壓維持在齊納電壓VZ4。此時，耦接於雙載子接面電晶體B7之射極的電容C1兩端的電壓VC1，等於齊納電壓VX4與雙載子接面電晶體B10之基射極間電位差VBE,10的差值(即VC1=VZ4-VBE,10)。電壓調節器182及電壓調節器184與電壓調節器180的原理相似，不再贅述。藉由電壓調節器180、182及184，可以提供定電壓VC經電阻Ra1~Ra3至增強型旁通開關S1、S2及S3的閘極，以對閘源極間的電容充電，建立旁通開關S1~S3之通道形成的初始狀態。如此一來，即便於輸入電壓之週期的下降緣(Falling Edge)，仍可以穩定地維持旁通開關S1、S2及S3。
圖8A及8B所示為依照圖1A之具有LED光引擎的電子控制裝置之具體電路示意圖。與圖6A及6B的差異在於，LED光引擎的電子控制裝置更包括電壓調節器陣列180、182及184，分別用以穩定旁通開關S1、S2及S3之導通狀態。電壓調節器陣列180、182及184的作用機制與LED子陣列的逐級點亮與熄滅之機制皆已說明於前，於此將不再贅述。
圖9A~9C所示為依照圖1A之LED光引擎的電子控制裝置，更包括不同之線電壓調整率緊縮器(line regulation tightener)的電路示意圖。圖10所示為依照圖1A之LED光引擎的電子控制裝置，於線電壓調 整率緊縮器設置前後，其輸入電壓(vIN)的有效值、通過LED子陣列之電流(ILED)相對於時間軸(t)的波形比較圖。(a)、(b)及(c)部份分別表示線電壓調整率緊縮器設置前，輸入電壓的有效值於105V、120V及135V時的波形比較圖，(e)、(f)及(g)部份分別表示線電壓調整率緊縮器設置後，輸入電壓的有效值於105V、120V及135V時的波形比較圖。
一般來說，輸入電壓經過整流後的有效值可設計為120伏特(V)±15V，其中±15V為可容許的誤差範圍。於一週期內，將通過LED子陣列之電流ILED對時間(t 0~t T )的積分除以一週期時間(t T -t 0)為平均電流Iave(t 0為週期起點，t T 為週期終點)，此平均電流Iave會與輸入電壓的有效值正相關(positively correlated)。請先參考圖10，於線電壓調整率緊縮器設置前，若以(b)部份之輸入電壓的有效值為120V為基準，則(a)部份中，輸入電壓的有效值較小(105V)，ILED與時間的積分面積較小，平均電流也較小，點亮之LED子陣列較暗，(c)部份中，輸入電壓的有效值較大(135V)，ILED與時間的積分面積較大，平均電流也較大，點亮之LED子陣列較亮。如此一來，於輸入電壓的有效值之誤差範圍內，通過LED子陣列之平均電流Iave會隨之變動，使得點亮之LED子陣列的亮度也會隨誤差值作變動而變得不穩定。
圖9A~9C的實施例提出線電壓調整率緊縮器140a~140c，用以穩定通過LED子陣列之平均電流ILED落在可允許的範圍內，確保點亮之LED子陣列的亮度不隨輸入電壓的有效值變異而有大幅度的變動。舉例來說，若交流輸入電壓有效值落在可允許的範圍VIN,NOM±15V內(VIN,NOM為標稱電壓，±15V為電壓容差)，且線電壓調整率緊縮器設置後，使得通 過LED子陣列之平均電流落在可允許的範圍ILED,NOM±5%內(ILED,NOM為標稱電流，⊥5%為電流容差)，則可稱LED光引擎在可允許的交流輸入電壓有效值範圍為VIN,NOM±15V的前提下，具有之線電壓調整率為±5%。換句話說，在此種線電壓調整率緊縮器的作用下，只要交流輸入電壓有效值落在可允許的範圍VIN,NOM±15V內，通過LED子陣列之平均電流將會被調整在可允許的ILED,NOM±5%的範圍內。
請先參考圖9A，電流調節器120耦接於一線電壓調整率緊縮器140a，包括金氧半場效電晶體Me、電阻Re1、電阻Re2、電阻Re3、電阻Re4(電阻Re3與電阻Re4為電壓偵測分壓電阻)、齊納二極體Ze與作為電壓偵測之並聯調節器Xe(或雙載子電晶體)。金氧半場效電晶體Me之汲極透過一電阻Re1耦接於電流調節器120，金氧半場效電晶體Me之閘極透過電阻Re2耦接於電流調節器120，齊納二極體Ze與並聯調節器Xe耦接於金氧半場效電晶體Me的閘極與源極間，並聯調節器Xe之參考極與陽極間設置一電阻Re4。
請同時參考圖9A及圖10，假設忽略正弦電壓補償器(R1及R2)。當輸入電壓vi克服所有LED子陣列的順向電壓降(vi>V G1+V G2+V G3+V G4=V G )，且時(定義Vth Xe 為並聯調節器Xe的閥值電壓)，並聯調節器Xe截止，啟動電阻Re2提供金氧半場效電晶體Me之閘極電位而使之導通，此時，電阻Rx與Re1並聯(阻值為Rx∥Re1)，通過LED子陣列的電流由I3上升至(對應至圖10(e)、(f)及(g)部份的時間t4)，定義Vth X 為電流調節器120中 並聯調節器X的閥值電壓，並聯調節器X偵測並聯電阻Rx與Re1的阻值而操作於調節態，使金氧半場效電晶體M對應地操作於調節態，以將電流穩定在I4H。隨輸入電壓vi繼續上升至克服所有LED子陣列的順向電壓降(vi>V G1+V G2+V G3+V G4=V G )，且時，並聯調節器Xe導通，金氧半場效電晶體Me之閘極電位被拉低而截止，此時，電阻Rx的阻值較阻值Rx∥Re1更高，通過LED子陣列的電流由I4H降至I4L(對應至圖10(e)、(f)及(g)部份的時間t4’)。此時，並聯調節器X操作於調節態，且金氧半場效電晶體M對應地操作於調節態，通過LED子陣列的電流穩定維持在，直到輸入電壓開始下降至時，並聯調節器Xe又截止，金氧半場效電晶體Me導通，電阻Rx與Re1並聯(Rx∥Re1的阻值小於Rx)，通過LED子陣列的電流由I4L上升至I4H(時間t5’)，通過LED子陣列的電流穩定在I4H，直到輸入電壓vi繼續下降無法克服所有LED子陣列的順向電壓降(vi<V G1+V G2+V G3+V G4=V G )，通過LED子陣列的電流由I4H下降至I3(時間t5)。
請接著參考圖9B，電流調節器120之金氧半場效電晶體M的閘源極間耦接二極體Dx，且金氧半場效電晶體M的閘極耦接線電壓調整率緊縮器140b。線電壓調整率緊縮器140b包括金氧半場效電晶體Mf1、金氧半場效電晶體Mf2、雙載子接面電晶體Bf、電阻Rf1、電阻Rf2、電阻Rf3、電阻Rf4、電阻Rf5、電阻Rf6、電阻Rf7(電阻Rf6與電 阻Rf7為電壓偵測分壓電阻)、電阻Rf8、齊納二極體Zf1、齊納二極體Zf2與作電壓偵測之用的並聯調節器Xf(或雙載子電晶體)。
請同時參考圖9B及圖10，假設忽略正弦電壓補償器(R1及R2)。當輸入電壓vi克服所有LED子陣列的順向電壓降(vi>V G1+V G2+V G3+V G4=V G )，且時(定義Vth Xf 為並聯調節器Xf的閥值電壓)，並聯調節器Xf截止，啟動電阻Rf5提供金氧半場效電晶體Mf2之閘極電位而使之導通，此時，金氧半場效電晶體Mf1截止，雙載子接面電晶體Bf之基極與射極間所接收的電壓Vbe1, Bf 為抽頭g之電壓Vg經過串聯之電阻Rf1及Rf2與電阻Rf3的分壓，設計此分壓不足以使雙載子接面電晶體Bf導通。因此，二極體Dx的迴路無法形成，通過LED子陣列的電流由電流調節器120作調節(電流受到電阻Rx規劃)，通過LED子陣列的電流由I3上升至(對應至圖10(e)、(f)及(g)部份的時間t4)。
隨輸入電壓vi繼續上升至克服所有LED子陣列的順向電壓降(vi>V G1+V G2+V G3+V G4=V G )時，，並聯調節器Xf導通，金氧半場效電晶體Mf2之閘極電位被拉低而截止，金氧半場效電晶體Mf1導通而將電阻Rf2旁通(bypass)，此時，雙載子接面電晶體Bf之基極與射極間所接收的電壓Vbe2, Bf 為抽頭g之電壓Vg經過串聯之電阻Rf1與電阻Rf3的分壓，此分壓可使雙載子接面電晶體Bf導通，使得金氧半場效電晶體M截止，輸入電流往下降，又使雙載子接面電晶體Bf截止。雙 載子接面電晶體Bf如此快速地切換於導通與截止間而操作於調節態，使金氧半場效電晶體M切換於截止與導通間而操作於調節態，通過LED子陣列的電流由I4H降至(對應至圖10(e)、(f)及(g)部份的時間t4’)，定義Vbe, Bf 為雙載子接面電晶體Bf的閥值電壓。通過LED子陣列的電流穩定維持在I4L，使得電阻Rx兩端的電壓不足以導通並聯調節器X，電流受到線電壓調整率緊縮器140b的調節(電流受到電阻Rf3規劃)，直到輸入電壓開始下降至時，並聯調節器Xf又截止，金氧半場效電晶體Mf2導通，金氧半場效電晶體Mf1截止，通過LED子陣列的電流由I4L上升至I4H(時間t5’)，通過LED子陣列的電流穩定在I4H，直到輸入電壓vi繼續下降無法克服所有LED子陣列的順向電壓降(vi<V G1+V G2+V G3+V G4=V G )，通過LED子陣列的電流由I4H下降至I3(時間t5)。
請接著參考圖9C，電流調節器120之金氧半場效電晶體M的閘源極間耦接二極體Dx，且金氧半場效電晶體M的閘極耦接線電壓調整率緊縮器140c。線電壓調整率緊縮器140c包括光電耦合元件Pf、雙載子接面電晶體Bh、電阻Rt1、電阻Rt2、電阻Rt3、電阻Rt4、電阻Rt5、電阻Rt6(電阻Rt5與電阻Rt6為電壓偵測分壓電阻)、電阻Rt7與作為電壓偵測的並聯調節器Xh(或雙載子電晶體)。光電耦合元件Pf包含光二極體Dp與光電晶體Bp，光二極體Dp之陽極耦接電壓源Vcc。當光二極體Dp導通時發光，可使光電晶體Bp對應導通。
請同時參考圖9C及圖10，假設忽略正弦電壓補償器(R1及 R2)。當輸入電壓vi克服所有LED子陣列的順向電壓降(vi>V G1+V G2+V G3+V G4=V G )，且時(定義Vth Xh 為並聯調節器Xh的閥值電壓)，並聯調節器Xh截止，光二極體Dp無迴路，光電晶體Bp截止，雙載子接面電晶體Bh之基極與射極間所接收的電壓Vbe1, Bh 為抽頭g之電壓Vg，經過串聯之電阻Rt1及Rt2與電阻Rt3的分壓，設計此分壓不足以使雙載子接面電晶體Bh導通。因此，二極體Dx的迴路無法形成，通過LED子陣列的電流由電流調節器120作調節(電流受到電阻Rx規劃)，通過LED子陣列的電流由I3上升至(對應至圖10(e)、(f)及(g)部份的時間t4)。
隨輸入電壓vi繼續上升至克服所有LED子陣列的順向電壓降(vi>V G1+V G2+V G3+V G4=V G )時，，並聯調節器Xh導通，光二極體Dp導通，光電晶體Bp導通而將電阻Rt2旁通。此時，雙載子接面電晶體Bh之基極與射極間所接收的電壓Vbe2, Bh 為抽頭g之電壓Vg經過串聯之電阻Rt1與電阻Rt3的分壓，此分壓可使雙載子接面電晶體Bh導通，使得金氧半場效電晶體M截止，輸入電流往下降，又使雙載子接面電晶體Bh截止。雙載子接面電晶體Bh如此操作於調節態，使金氧半場效電晶體M對應地操作於調節態，電流由I4H降至(對應至圖10(e)、(f)及(g)部份的時間t4’)，定義Vbe, Bh 為雙載子接面電晶體Bh的閥值電壓。通過LED子陣列的電流穩定維持在I4L(其中電流I4H>I4L>I3)，使電阻Rx兩端的電壓不足以導通並聯 調節器X，電流主要受到線電壓調整率緊縮器140c的調節(電流受到電阻Rt3規劃)。當輸入電壓下降至時，並聯調節器Xh又截止，光電晶體Bp截止，雙載子接面電晶體Bh截止，通過LED子陣列的電流由I4L上升至I4H(時間t5’)，通過LED子陣列的電流由電流調節器120穩定在I4H，直到輸入電壓vi繼續下降無法克服所有LED子陣列的順向電壓降(vi<V G1+V G2+V G3+V G4=V G )，通過LED子陣列的電流由I4H下降至I3(時間t5)。
綜上所述，於圖9A~9C與圖10之實施例中，通過LED子陣列的電流I0~I3在線電壓調整率緊縮器140a、140b或140c設置後(圖10之(e)、(f)及(g)部份的波形)與線電壓調整率緊縮器140a、140b或140c設置前(圖10之(e)、(f)及(g)部份的波形)實質上相同。線電壓調整率緊縮器140a、140b或140c的設置主要係改變輸入電壓克服所有LED子陣列的順向電壓降時，將通過LED子陣列的電流I4劃分為I4H與I4L，且I4=I4H>I4L>I4>I3>I2>I1。輸入電壓vi的有效值越高時，輸入電壓vi的波形於上升緣(rising edge)及下降緣(falling edge)斜率越大，表示通過LED子陣列的電流I4H經過的時間t4至t4’間隔越短，故通過LED子陣列的電流I4L的時間t4’至t5’間隔越長。因此，可以調整通過LED子陣列的電流ILED與時間的積分面積，穩定平均電流而不受輸入電壓vi的有效值影響。
綜上所述，本發明之實施例所提出的LED光引擎的電子控制裝置，利用開關控制電路透過電流檢測電阻階梯網絡(current-sense resistor ladder network)，偵測通過LED子陣列的電流於不同疊加數量之偵測電阻階梯的跨壓，調控對應之旁通開關的操作狀態，以逐級點亮或逐級熄滅LED子陣列的發光二極體光引擎電子控制裝置，具有簡化電路，改善功率因數與降低諧波失真之功效。本發明一實施例所提出之LED光引擎的電子控制裝置可連接LED陣列，而形成可調光之發光二極體照明設備。
本發明LED光引擎的電子控制裝置，可以實作於一積體電路上，或以模組區分實作於多個積體電路，再整合於一電路板上。
本發明LED光引擎的電子控制裝置，可與一LED陣列整合，其中LED陣列與LED光引擎的電子控制裝置並聯設置，作為一種LED子陣列之照明設備。
依上述內容已描述了本發明的原理、較佳實施例以及操作模式。然而，本發明不應被理解成受限於討論過的特定實施例。相反地，以上所描述的實施例應該被視為例示而非限制，並且應該要體認為在不脫離以下申請專利範圍所定義的本發明範圍的情況之下，所屬技術領域中具有通常知識者可對這些實施例做出變化。
AC‧‧‧交流電壓源(AC voltage source)
100‧‧‧整流器(rectifier)
120‧‧‧電流調節器(current regulator)
150、152、154‧‧‧比較單元(comparing unit)
G‧‧‧LED陣列(light-emitting diode array)
G1、G2、G3、G4‧‧‧發光二極體子陣列(light-emitting diode subarrays)
S1、S2、S3‧‧‧旁通開關(bypass switches)
R1、R2‧‧‧正弦電壓補償器(sinusoidal voltage compensator)
R10、R20、R30、R50、R52、R54‧‧‧電阻
RT‧‧‧電流檢測電阻階梯網絡(current-sense resistor ladder network)
e、f、g、h‧‧‧抽頭(taps)

Claims (19)

  1. 一種LED光引擎的電子控制裝置，包含：一整流器，用以連接一外部交流電壓源，提供一直流脈衝電壓；一旁通開關列，耦接該整流器且與一外部LED陣列並聯設置，該外部LED陣列包括串聯之複數個LED子陣列，該旁通開關列包括串聯之複數個旁通開關，於導通時用以旁通對應之LED子陣列；一開關控制電路，具有一電流檢測電阻階梯網絡及複數個比較單元，該電流檢測電阻階梯網絡耦接於該外部LED陣列之陰極與接地端之間且具有複數個抽頭，該些抽頭彼此不相同，且分別耦接至該些比較單元，該些比較單元分別依據對應之抽頭至接地端之間的電壓與一基準電壓作比較，調控對應之旁通開關為截止或導通，該些抽頭至接地端之間的電壓與該直流脈衝電壓有關，且各該抽頭至接地端之間的電壓不相同，以使該些旁通開關列依據該直流脈衝電壓，分段點亮該些LED子陣列。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的LED光引擎的電子控制裝置，其中該電流檢測電阻階梯網絡包括串聯之一第一偵測電阻、一第二偵測電阻及一第三偵測電阻，該些抽頭包括一第一抽頭、一第二抽頭及一第三抽頭，該第一偵測電阻耦接該外部LED陣列之陰極與最後一級比較單元之參考端為該第一抽頭，該第一偵測電阻與該第二偵測電阻間具有第二抽頭，耦接於倒數第二級比較單元之參考端，該第二偵測電阻與該第三偵測電阻間具有第三抽頭，耦接於倒數第三級比較單元之參考端，其中該最後一級比較單元係比較該第一抽頭至接地端的電壓與該基準電壓，該倒數第二級比較單元係比較該第二抽頭至接地端的電壓與該基準電壓，該倒數第三級比較單元比較該第三抽頭至接地端的電壓與該基 準電壓。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的LED光引擎的電子控制裝置，其中該電流檢測電阻階梯網絡包括串聯之複數個偵測電阻，串聯之該些偵測電阻具有一第一端及一第二端，該第一端耦接該外部LED陣列之陰極及最後一級比較單元之參考端，該第二端為接地端，除該第一端及該第二端外，該些偵測電阻中相鄰兩偵測電阻間具有該些抽頭之一，耦接於該最後一級比較單元以外之該些比較單元的參考端。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的LED光引擎的電子控制裝置，其中該電流檢測電阻階梯網絡中該些偵測電阻的數目與該些LED子陣列之數目相同，或該些偵測電阻的數目少於該些LED子陣列之數目，且該些偵測電阻的數目與該些開關控制電路之數目相同。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的LED光引擎的電子控制裝置，其中該些偵測電阻中耦接該第二端之偵測電阻包括一可規劃電流單元，耦接該外部LED陣列，用以規劃點亮之LED子陣列的電流，以調整該點亮之LED子陣列的亮度，其中該可規劃電流單元，包括一電位計、一壓控電阻或一電晶體開關。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的LED光引擎的電子控制裝置，其中該可規劃電流單元更包括一脈衝寬度調變單元、一低通濾波器及一電壓追隨器至少一者。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的LED光引擎的電子控制裝置，其中任一該旁通開關是一N通道金氧半場效電晶體或一N通道接面場效電晶體。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的LED光引擎的電子控制裝置，更包括一電流調節器，以調整輸入電流波形成類正弦的方波(square wave)或步階波之波 形，其中，除最後一級LED子陣列外，每該旁通開關與對應之LED子陣列並聯連接，且任一該旁通開關包括一電晶體。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的LED光引擎的電子控制裝置，更包括一線電壓調整率緊縮器，耦接於該電流調節器，該線電壓調整率緊縮器包括一電壓偵測並聯調節器或一電壓偵測雙載子接面電晶體，透過一電壓偵測分壓電阻，耦接於輸入電壓，其中，當輸入電壓克服所有的該些LED子陣列之順向電壓降，但尚未克服該電壓偵測並聯調節器或該電壓偵測雙載子接面電晶體之基準電壓時，通過LED子陣列的電流為一第一電流，當輸入電壓克服所有的該些LED子陣列之順向電壓降，且克服該電壓偵測並聯調節器或該電壓偵測雙載子接面電晶體之基準電壓時，通過LED子陣列的電流為一第二電流，該第一電流大於該第二電流。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的LED光引擎的電子控制裝置，其中該線電壓調整率緊縮器更包括一電壓偵測旁通開關，該電壓偵測旁通開關受控於該電壓偵測並聯調節器或該電壓偵測雙載子接面電晶體，且該電壓偵測旁通開關的通道係與一分壓電阻並聯耦接，該分壓電阻更耦接於該些抽頭之其中一抽頭，當該電壓偵測並聯調節器或該電壓偵測雙載子接面電晶體導通時，該電晶體開關導通而旁通該分壓電阻，使該線電壓調整率緊縮器調控該通過LED子陣列的電流為該第二電流。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的LED光引擎的電子控制裝置，其中該電壓偵測旁通開關為金氧半場效電晶體或光電晶體。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的LED光引擎的電子控制裝置，其中，該些旁通開關與該些LED子陣列錯位設置，除最後一級LED子陣列與第一級旁通 開關外，每該旁通開關與對應之LED子陣列並聯連接，且任一該旁通開關包括一電晶體。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的LED光引擎的電子控制裝置，其中任一該比較單元包括一並聯調節器或一雙載子接面電晶體，每該比較單元透過一防箝位電阻耦接至對應之抽頭。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的LED光引擎的電子控制裝置，更包括一正弦電壓補償器，該正弦電壓補償器之第一端耦接該整流器，該正弦電壓補償器之第二端接地，該正弦電壓補償器之分壓節點耦接該些開關控制電路，該直流脈衝電壓於該正弦電壓補償器之分壓節點具有一分壓，其中，該基準電壓受到該分壓的補償。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的LED光引擎的電子控制裝置，其中每該旁通開關包括一空乏型金氧半場效電晶體，耦接一齊納二極體、一第一電阻及一第二電阻，該齊納二極體之陽極耦接該空乏型金氧半場效電晶體之閘極，該齊納二極體之陰極耦接該空乏型金氧半場效電晶體之源極，該第一電阻與該齊納二極體並聯，該第二電阻耦接該金氧半場效電晶體之閘極與對應之開關控制電路。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的LED光引擎的電子控制裝置，更包括一另一雙載子接面電晶體，該第二電阻係透過該另一雙載子接面電晶體耦接該開關控制電路。
  17. 如申請專利範圍第1項所述的LED光引擎的電子控制裝置，其中每該旁通開關包括一增強型金氧半場效電晶體，耦接一二極體、一第一電阻及一第二電阻，該二極體之陽極耦接該增強型金氧半場效電晶體之源極，該二極體之陰 極耦接該增強型金氧半場效電晶體之閘極，該第一電阻作為一啟動電阻並耦接於該增強型金氧半場效電晶體之閘極與汲極間，該增強型金氧半場效電晶體之閘極與源極間的電容透過該啟動電阻充電，該第二電阻耦接該金氧半場效電晶體之閘極與對應之開關控制電路。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的LED光引擎的電子控制裝置，更包括一第三雙載子接面電晶體，其中該第二電阻係透過該第三雙載子接面電晶體與該金氧半場效電晶體之閘極連接。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的LED光引擎的電子控制裝置，更包括一電壓調節器，其中該電壓調節器包括一第四雙載子接面電晶體、一電容、一另一齊納二極體及一第三電阻，該電容耦接於該雙載子接面電晶體之射極與該另一齊納二極體之陽極，該第一電阻係透過該第四雙載子接面電晶體耦接於該整流器，且該第三電阻係跨接於該第四雙載子接面電晶體之基極與集極之間。
TW103115395A 2013-12-11 2014-04-29 Ｌｅｄ光引擎的電子控制裝置及其應用 TWI499352B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW103115395A TWI499352B (zh) 2014-04-29 2014-04-29 Ｌｅｄ光引擎的電子控制裝置及其應用
CN201410755749.7A CN104717797B (zh) 2013-12-11 2014-12-10 Led光引擎及具有其的集成电路与照明装置
US14/566,633 US9345087B2 (en) 2013-12-11 2014-12-10 AC-powered LED light engines, integrated circuits and illuminating apparatuses having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW103115395A TWI499352B (zh) 2014-04-29 2014-04-29 Ｌｅｄ光引擎的電子控制裝置及其應用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI499352B true TWI499352B (zh) 2015-09-01
TW201542031A TW201542031A (zh) 2015-11-01

Family

ID=54608097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103115395A TWI499352B (zh) 2013-12-11 2014-04-29 Ｌｅｄ光引擎的電子控制裝置及其應用

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI499352B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7936135B2 (en) * 2009-07-17 2011-05-03 Bridgelux, Inc Reconfigurable LED array and use in lighting system
TW201143515A (en) * 2010-05-25 2011-12-01 Optromax Electronics Co Ltd Illuminating apparatus and light source control circuit thereof
US20130099683A1 (en) * 2011-04-14 2013-04-25 Nichia Corporation Light-emitting diode driving apparatus for suppressing harmonic components
US20130307424A1 (en) * 2012-05-16 2013-11-21 Richard Landry Gray Device and Method for Driving an LED Light
TW201352065A (zh) * 2012-02-03 2013-12-16 Nichia Corp 發光二極體驅動裝置
TW201410069A (zh) * 2012-06-21 2014-03-01 Altoran Chip & Systems Inc 發光二極體驅動器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7936135B2 (en) * 2009-07-17 2011-05-03 Bridgelux, Inc Reconfigurable LED array and use in lighting system
TW201143515A (en) * 2010-05-25 2011-12-01 Optromax Electronics Co Ltd Illuminating apparatus and light source control circuit thereof
US20130099683A1 (en) * 2011-04-14 2013-04-25 Nichia Corporation Light-emitting diode driving apparatus for suppressing harmonic components
TW201352065A (zh) * 2012-02-03 2013-12-16 Nichia Corp 發光二極體驅動裝置
US20130307424A1 (en) * 2012-05-16 2013-11-21 Richard Landry Gray Device and Method for Driving an LED Light
TW201410069A (zh) * 2012-06-21 2014-03-01 Altoran Chip & Systems Inc 發光二極體驅動器

Also Published As

Publication number Publication date
TW201542031A (zh) 2015-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI405502B (zh) 發光二極體的調光電路及其隔離型電壓產生器與調光方法
CN104902653B (zh) 一种led恒压调光电源及led灯具调光系统
US8044600B2 (en) Brightness-adjustable LED driving circuit
TWI436689B (zh) 發光裝置及其控制方法
US9119262B2 (en) Boost and linear LED control
US10015851B2 (en) Ballast circuit
US9414452B1 (en) Light-emitting diode lighting device with synchronized PWM dimming control
JP5991614B2 (ja) 発光素子点灯装置およびそれを用いた照明器具
US20110115391A1 (en) Led lamp and led lamp module
US20140049730A1 (en) Led driver with boost converter current control
CN105530740A (zh) 调光控制单元、照明系统和设施设备
US20110133669A1 (en) Light emitting diode driving device
JP6373947B2 (ja) 調光器及びドライバが電気的絶縁構造を有する照明装置及びシステム
CN102752906B (zh) 点亮设备以及具有该点亮设备的照明装置
TWI613931B (zh) Ｌｅｄ光引擎的電子控制裝置及其應用
TWI513367B (zh) Ｌｅｄ光引擎的電子控制裝置及其應用
CN103874284A (zh) 多回路调光器控制电路中的滤波器带宽调节
TWI477189B (zh) 發光二極體調光裝置
KR20140070126A (ko) 조명 구동 장치 및 조명 구동 방법
TWI499352B (zh) Ｌｅｄ光引擎的電子控制裝置及其應用
de Britto et al. Zeta DC/DC converter used as led lamp drive
TWI586208B (zh) 可調光的ｌｅｄ光引擎的電子控制裝置及其應用
TWI610595B (zh) 可調光的ｌｅｄ光引擎的電子控制裝置及其應用
KR101439899B1 (ko) 엘이디 조명 구동제어회로
TWI510139B (zh) 具備多級驅動階段之發光二極體照明裝置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees