TWI547200B - The driving method of light emitting diode wafers - Google Patents

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Description

發光二極體晶片的驅動方法
本發明係與發光二極體晶片驅動有關；特別是指一種發光二極體晶片的驅動方法。
按，發光二極體照明裝置係包含有一發光二極體晶片與一驅動裝置，該驅動裝置用以提供該發光二極體晶片所需之電能。目前市面上的發光二極體晶片規格琳瑯滿目，對於具有相同功率的發光二極體晶片而言，其額定規格的電壓與電流之組合種類繁多，以功率為28W之發光二極體晶片為例，其額定電壓與額定電流之組合即有80V/350mA、56V/500mA、40V/700mA等組合。此外，各種不同功率規格的發光二極體晶片之電壓與電流的組合更是不勝枚舉。
為了驅動如此多種規格組合的發光二極體晶片，目前的方式是針對每一種發光二極體晶片開發一種驅動裝置。然，對於發光二極體照明裝置製造商而言，對每一種功率之下的每一種電壓電流組合的發光二極體晶片都需製造一種驅動裝置，如此不但增加驅動裝置庫存的壓力，而且無法以量制價，導致製造成本居高不下，相對使發光二極體照明裝置之售價無法下降，這也是目前發光二極體照明裝置仍無法普及的原因之一。若能開發用於多種功率且多種電壓與電流組合的發光二極體晶片驅動方法，當可降低發光二極體晶片之驅動裝置庫存的壓力，並且有效降低製造成本。
有鑑於此，本發明之目的用於提供一種發光二極體晶片的驅動方法，可適用於驅動多種功率及多種電壓與電流組合之發光二極體晶片。
緣以達成上述目的，本發明所提供發光二極體晶片的驅動方法，係應用於包含有一驅動單元的裝置，該驅動單元電性連接一發光二極體晶片，且該驅動單元可受控制地輸出複數種功率中的其中一者之電能予該發光二極體晶片；該驅動方法包含下列步驟：A、產生一參考電壓，並依據該參考電壓的大小控制該驅動單元以使該驅動單元輸出對應該參考電壓之功率的電能；B、取得該發光二極體晶片所需之一工作電流；C、控制該驅動單元在該參考電壓所對應之功率下輸出該工作電流予該發光二極體晶片。
本發明之效果在於利用不同電壓值的參考電壓，可使該驅動單元輸出不同功率的電能予發光二極體晶片，達到將多種驅動裝置整合為一之目的。有效改善習用的驅動裝置只能適用單一種規格的發光二極體晶片之不便。
1‧‧‧驅動裝置
10‧‧‧驅動單元
102‧‧‧電流輸出電路
12‧‧‧電壓偵測單元
14‧‧‧電流偵測單元
16‧‧‧分壓電路
18‧‧‧切換開關
182‧‧‧針腳
184‧‧‧跳接器
20‧‧‧運算單元
22‧‧‧控制單元
P‧‧‧電源
L‧‧‧發光二極體晶片
V‧‧‧電壓源
Vref‧‧‧參考電壓
R1~R5‧‧‧電阻
圖1係本發明一較佳實施例所應用的驅動裝置方塊圖。
圖2係上述較佳實施例驅動裝置的電阻分壓電路的一實施態樣。
圖3係上述較佳實施例發光二極體晶片的驅動方法流程圖。
圖4係本發明另一較佳實施例所應用的驅動裝置方塊 圖。
為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如後，請參圖1所示，為本發明一較佳實施例發光二極體晶片驅動方法所應用的驅動裝置1，包含有一驅動單元10、一電壓偵測單元12、一電流偵測單元14、一分壓電路16、複數個切換開關18、一運算單元20與一控制單元22。
該驅動單元10電性連接一電源P與一發光二極體晶片L，該驅動單元10接收該電源P的電能並轉換為該發光二極體晶片L所需之一工作電壓及一工作電流後輸出。該驅動單元10內建有複數種不同的功率，其係可受控制地輸出該些功率中的其中一者之電能，且在每一個預設功率之下，係可受控制地改變該工作電流的大小及該工作電壓的大小。在實務上，該驅動單元可為採用PWM、半橋式、Buck、Boost等型式的電路為基礎進行設計。
該電壓偵測單元電性連接該驅動單元10，用以偵測該驅動單元10輸出予該發光二極體晶片L的工作電壓。該電流偵測單元14電性連接該驅動單元10，用以偵測該驅動單元10輸出予該發光二極體晶片L的工作電流。
該分壓電路16在本實施例中為一電阻分壓電路，電性連接該些切換開關18，該些切換開關18電性連接至一電壓源V。本實施例中，各該切換開關18包括二針腳(Pin)182與一跳接器(Jumper)184，該二針腳182分別電性連接該電壓源V與該分壓電路16，該跳接器184可拆離地連接該二針腳182，使各該切換開關18呈開路或短路狀態。該分壓電路16將該電壓源V進行分壓後產生一參考 電壓Vref。請配合圖2所示，本實施例的分壓電路16包括複數個並聯的電阻R1~R4及一電阻R5與電阻R1~R4串聯，其中，電阻R1~R3係透過該些切換開關18連接至該電壓源V，電阻R4係直接連接至該電壓源，電阻R1~R4共同透過電阻R5接地，藉此電阻R5之分壓即形成該參考電壓。
茲定義該些切換開關18的開啟與關閉狀態之組成構成複數種組合態樣，該些切換開關18的數量n，所構成的組合態樣數量為2n個。舉例而言，三個切換開關18可構成的組合態樣為個(23)。三個切換開關構成的組合態樣配合不同電阻值的電阻R1~R4，即可使電阻R1~R4形成八種不同電阻值的等效電阻。改變該些切換開關18的跳接器184與對應的針腳182結合或分離即可使該分壓電路16形成的等效電阻為八種電阻值中的其中一者，換言之，該分壓電路16可輸出八種電壓值其中一者的參考電壓。實務上，該參考電壓亦可採用其它電路產生，例如以可變電阻將該電壓源V分壓或以微處理器輸出不同電壓值的參考電壓。
該運算單元20電性連接該電壓偵測單元12、該電流偵測單元14與該分壓電路16，且該運算單元20透過該控制單元22電性連接該驅動單元10。該運算單元20依據該參考電壓的大小透過該控制單元22輸出對應的電訊號控制該驅動單元10，以使該驅動單元10輸出對應該參考電壓之功率的電能，該驅動單元10輸出的電能之功率係正比於該參考電壓。舉例而言，該驅動單元10可輸出的功率為28W~21W其中一者之電能，最大的參考電壓係對應輸出的功率為28W，次大的參考電壓係對應輸出的功率為27W，以此類推。此外，該運算單元20更依據該電壓偵測單元12及電流偵測單元14所測得之電壓與電流進行運算，並透過該控制單元22控制該驅動單元10，藉以使該驅動單元10 在該參考電壓Vref所對應之功率下輸出該發光二極體晶片L所需的工作電流。
藉此，利用前述之驅動裝置1即可進行本發明之發光二極體晶片L的驅動方法，該驅動方法包含有圖3所示之步驟： 首先，使用者根據所連接的發光二極體晶片L的功率規格設定該些切換開關18的開啟與關閉態樣為2n之組合態樣中的一種，使該驅動單元10輸出符合該發光二極體晶片L規格的功率。舉例而言，該驅動單元10可輸出的功率為28W~21W其中一者之電能，而所連接的發光二極體晶片L的功率規格為28W時，使用者將三個跳接器184皆接上對應的針腳182，此時，電阻R1~R4因並聯之故，其等效電阻最小，使該電壓源V分壓於電阻R5的電壓最大，而產生最大的參考電壓輸出給該運算單元20，進而使該運算單元20透過該控制單元22控制該驅動單元10輸出功率為28W之電能。
接著，該運算單元20透過該控制單元22控制該驅動單元使該驅動單元10輸出予該發光二極體晶片L的電流由一較小的電流逐漸增加，同時該運算單元20計算該電壓偵測單元12及該電流偵測單元14偵測的電壓及電流之乘積(即功率)。可輕易了解的是，輸出至該發光二極體晶片L的工作電壓係隨著該驅動單元10所輸出的工作電流的提升而增加，因此，施加於該發光二極體晶片L上的功率亦隨之增加，直到施加於該發光二極體晶片L上的功率達到對應該參考電壓的功率(28W)時停止增加電流，此際的電流即為該發光二極體晶片L操作於對應該參考電壓的功率所需的工作電流。
接著，該運算單元20持續地透過該控制單元 22控制該驅動單元10，使輸出予該發光二極體晶片L的工作電流與工作電壓維持在該參考電壓所對應之功率。
在使用上，若換成連接27W的發光二極體晶片L時，則再將對應的跳接器184拆離，使該參考電壓再下降一級，即可以同樣的方式再控制該驅動單元10，使其輸出27W之電能。同樣地，將所有的跳接器184拆離後，電阻R1~R4構成的等效電阻最大，使得電阻R5的分壓最小，而輸出的參考電壓最小，對應21W之電能。本實施例中使用跳接器184與針腳182作為切換開關18可有效地降低零件成本。
在一實施例中，請參閱圖4，該驅動單元10包括複數個電流輸出電路102，各該電流輸出電路102輸出一預定電流範圍的電流，且該些電流輸出電路102的預定電流範圍各不相同，例如300~500mA與500~700mA。該運算單元20透過該控制單元22控制該驅動單元10，使該驅動單元10依據所需的工作電流在該參考電壓所對應之功率下以對應的電流輸出電路102輸出該工作電流予該發光二極體晶片L。舉例而言，所需的工作電流為600mA，則該驅動單元10以電流範圍為500~700mA的電流輸出電路102輸出該工作電流。如此，即可擴大該驅動單元10輸出的電流範圍，增加適用的發光二極體晶片。
綜上所述，使用者透過改變該些切換開關的組合態樣，即可產生不同電壓值的參考電壓，進而控制該驅動單元輸出不同功率的電能。如此一來，使該驅動裝置形成可輸出不同功率的定功率驅動裝置，達到將多種驅動裝置整合為一之目的，有效改善習用的驅動裝置只能適用單一種規格的發光二極體晶片之不便。
以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉 凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

Claims (7)

  1. 一種發光二極體晶片的驅動方法，係應用於包含有一驅動單元的裝置，該驅動單元電性連接一發光二極體晶片，且該驅動單元可受控制地輸出複數種功率中的其中一者之電能予該發光二極體晶片；該驅動方法包含下列步驟：A、產生一參考電壓，並依據該參考電壓的大小控制該驅動單元以使該驅動單元輸出對應該參考電壓之功率的電能；B、取得該發光二極體晶片所需之一工作電流；C、控制該驅動單元在該參考電壓所對應之功率下輸出該工作電流予該發光二極體晶片；其中，該驅動單元包括複數個電流輸出電路，各該電流輸出電路輸出一預定電流範圍的電流，且該些電流輸出電路的預定電流範圍各不相同，步驟C係控制該驅動單元使其在該參考電壓所對應之功率下以對應的電流輸出電路輸出該工作電流予該發光二極體晶片。
  2. 如請求項1所述之發光二極體晶片的驅動方法，其中步驟A中該驅動單元輸出的電能之功率係正比於該參考電壓。
  3. 如請求項1所述之發光二極體晶片的驅動方法，其中步驟A係將一電壓源透過一分壓電路進行分壓後產生該參考電壓。
  4. 如請求項3所述之發光二極體晶片的驅動方法，其中該分壓電路係電性連接複數個切換開關，步驟A中係切換該些 切換開關的開、關狀態使該分壓電路產生特定的該參考電壓。
  5. 如請求項4所述之發光二極體晶片的驅動方法，其中該分壓電路包括一電阻分壓電路，步驟A中係切換該些切換開關的開、關狀態使該電阻分壓電路形成特定的等效電阻以對該電壓源分壓。
  6. 如請求項5所述之發光二極體晶片的驅動方法，其中該些切換開關的數量為n，該些切換開關的開、關狀態之組合構成2n種組合態樣，步驟A中係切換該些切換開關的開啟與關閉態樣為2n之組合態樣中的一種，使該電阻分壓電路形成的等效電阻為2n種電阻值中的其中一者。
  7. 如請求項6所述之發光二極體晶片的驅動方法，其中各該切換開關包括二針腳(Pin)與一跳接器(Jumper)，該二針腳分別電性連接該電壓源與該電阻分壓電路，該跳接器可拆離地連接該二針腳，步驟A中係改變各該跳接器連接或拆離對應的該二針腳以構成其中一該組合態樣。
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