TWI566639B - Led發光裝置及相關的驅動電路 - Google Patents

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Description

LED發光裝置及相關的驅動電路
                本發明有關LED發光裝置，尤指一種可提升LED發光裝置的發光效能的驅動電路及相關的LED發光裝置。
                為了提升發光功率，有些LED發光裝置會採用多個驅動電路並聯的架構來分別驅動多組LED陣列。理想上，並聯的多個驅動電路應該同步進行控制信號的切換，才能極大化LED發光裝置的發光功率。
                然而，驅動電路彼此間難免會有製程變異性(process variation)存在，且不同的驅動電路的運作是彼此獨立進行的。因此，在傳統的LED發光裝置中，並聯的多個驅動電路往往不會同時進行控制信號的切換，因而降低了LED發光裝置的發光功率。如此一來，不只降低了LED發光裝置的整體能源使用效率，還會產生更多不必要的廢熱。
                有鑑於此，如何有效提升LED發光裝置的發光效能，實為業界有待解決的問題。
                本說明書提供一種LED發光裝置的實施例，其包含：一整流器，設置成依據一交流信號產生一整流信號；一第一LED陣列，耦接於該整流信號，且包含串聯的多個LED裝置；一第一開關陣列，耦接於該整流信號，且包含串聯的多個開關元件以及位於該第一開關陣列的電流路徑上的多個節點，其中，該第一開關陣列的該多個節點分別耦接於該第一LED陣列的該多個LED裝置，使得該第一開關陣列的該多個開關元件分別並聯於該第一LED陣列的該多個LED裝置；一第一驅動電路，包含有：一第一信號接腳；一判斷電路，設置成判斷一輸入信號的大小；一指示信號產生電路，耦接於該判斷電路與該第一信號接腳，設置成依據該判斷電路的判斷結果輸出一指示信號至該第一信號接腳；一對齊信號產生電路，耦接於該第一信號接腳，設置成在受到該第一信號接腳上的信號的一預定邊緣觸發時，產生一對齊信號；一指示信號偵測電路，耦接於該第一信號接腳，設置成偵測該第一信號接腳上的信號以產生一偵測信號；以及一控制信號產生電路，耦接於該對齊信號產生電路、該指示信號偵測電路、以及該第一開關陣列，設置成在受到該對齊信號觸發時，依據該偵測信號產生多個控制信號，以分別控制該第一開關陣列的該多個開關元件；一第二LED陣列，耦接於該整流信號，且包含串聯的多個LED裝置以及位於該第二LED陣列的電流路徑上的多個節點；一第二開關陣列，耦接於該整流信號，且包含串聯的多個開關元件，其中，該第二開關陣列的該多個開關元件分別耦接於該第二LED陣列的該多個節點，使得該第二開關陣列的該多個開關元件分別並聯於該第二LED陣列的該多個LED裝置；以及一第二驅動電路，耦接於該第二開關陣列，具有與該第一驅動電路相同的電路架構，且設置成控制該第二開關陣列的該多個開關元件；其中，該第一驅動電路的該第一信號接腳耦接於該第二驅動電路的一第一信號接腳，以致使該第一驅動電路與該第二驅動電路會同時調整該第一開關陣列與該第二開關陣列的切換時序。
                本說明書另提供一種用於一LED發光裝置中的一第一驅動電路的實施例。該LED發光裝置包含有一整流器、一第一LED陣列、以及一第一開關陣列，該整流器設置成依據一交流信號產生一整流信號，該第一LED陣列耦接於該整流信號，且包含串聯的多個LED裝置，該第一開關陣列耦接於該整流信號，且包含串聯的多個開關元件以及位於該第一開關陣列的電流路徑上的多個節點，其中，該第一開關陣列的該多個節點分別耦接於該第一LED陣列的該多個LED裝置，使得該第一開關陣列的該多個開關元件分別並聯於該第一LED陣列的該多個LED裝置。該第一驅動電路包含有：一第一信號接腳；一判斷電路，設置成判斷一輸入信號的大小；一指示信號產生電路，耦接於該判斷電路與該第一信號接腳，設置成依據該判斷電路的判斷結果輸出一指示信號至該第一信號接腳；一對齊信號產生電路，耦接於該第一信號接腳，設置成在受到該第一信號接腳上的信號的一預定邊緣觸發時，產生一對齊信號；一指示信號偵測電路，耦接於該第一信號接腳，設置成偵測該第一信號接腳上的信號以產生一偵測信號；以及一控制信號產生電路，耦接於該對齊信號產生電路、該指示信號偵測電路、以及該第一開關陣列，設置成在受到該對齊信號觸發時，依據該偵測信號產生多個控制信號，以分別控制該多個開關元件。
                本說明書另提供一種LED發光裝置的實施例，其包含：一整流器，設置成依據一交流信號產生一整流信號；一第一LED陣列，耦接於該整流信號，且包含串聯的多個LED裝置；一第一開關陣列，耦接於該整流信號，且包含串聯的多個開關元件以及位於該第一開關陣列的電流路徑上的多個節點，其中，該第一開關陣列的該多個節點分別耦接於該第一LED陣列的該多個LED裝置，使得該第一開關陣列的該多個開關元件分別並聯於該第一LED陣列的該多個LED裝置；一第一驅動電路，包含有：一第一信號接腳；一第二信號接腳；一判斷電路，設置成判斷一輸入信號的大小；一指示信號產生電路，耦接於該判斷電路與該第二信號接腳，設置成依據該判斷電路的判斷結果輸出一指示信號至該第二信號接腳；一對齊信號產生電路，耦接於該第一信號接腳，設置成在受到該第一信號接腳上的信號的一預定邊緣觸發時，產生一對齊信號；一指示信號偵測電路，耦接於該第一信號接腳，設置成偵測該第一信號接腳上的信號以產生一偵測信號；以及一控制信號產生電路，耦接於該對齊信號產生電路、該指示信號偵測電路、以及該第一開關陣列，設置成在受到該對齊信號觸發時，依據該偵測信號產生多個控制信號，以分別控制該第一開關陣列的該多個開關元件；一第二LED陣列，耦接於該整流信號，且包含串聯的多個LED裝置以及位於該第二LED陣列的電流路徑上的多個節點；一第二開關陣列，耦接於該整流信號，且包含串聯的多個開關元件，其中，該第二開關陣列的該多個開關元件分別耦接於該第二LED陣列的該多個節點，使得該第二開關陣列的該多個開關元件分別並聯於該第二LED陣列的該多個LED裝置；以及一第二驅動電路，耦接於該第二開關陣列，具有與該第一驅動電路相同的電路架構，且設置成控制該第二開關陣列的該多個開關元件；其中，該第一驅動電路的該第一信號接腳與該第二信號接腳都耦接於該第二驅動電路的一第一信號接腳，但不與該第二驅動電路的一第二信號接腳相耦接，以致使該第一驅動電路與該第二驅動電路會同時調整該第一開關陣列與該第二開關陣列的切換時序。
                本說明書另提供一種用於一LED發光裝置中的一第一驅動電路的實施例。該LED發光裝置包含有一整流器、一第一LED陣列、以及一第一開關陣列，該整流器設置成依據一交流信號產生一整流信號，該第一LED陣列耦接於該整流信號，且包含串聯的多個LED裝置，該第一開關陣列耦接於該整流信號，且包含串聯的多個開關元件以及位於該第一開關陣列的電流路徑上的多個節點，其中，該第一開關陣列的該多個節點分別耦接於該第一LED陣列的該多個LED裝置，使得該第一開關陣列的該多個開關元件分別並聯於該第一LED陣列的該多個LED裝置。該第一驅動電路包含有：一第一信號接腳；一第二信號接腳；一判斷電路，設置成判斷一輸入信號的大小；一指示信號產生電路，耦接於該判斷電路與該第二信號接腳，設置成依據該判斷電路的判斷結果輸出一指示信號至該第二信號接腳；一對齊信號產生電路，耦接於該第一信號接腳，設置成在受到該第一信號接腳上的信號的一預定邊緣觸發時，產生一對齊信號；一指示信號偵測電路，耦接於該第一信號接腳，設置成偵測該第一信號接腳上的信號以產生一偵測信號；以及一控制信號產生電路，耦接於該對齊信號產生電路、該指示信號偵測電路、以及該第一開關陣列，設置成在受到該對齊信號觸發時，依據該偵測信號產生多個控制信號，以分別控制該多個開關元件。
                上述實施例的優點之一，是LED發光裝置中的多個驅動電路會同時調整對應的多個開關陣列的切換時序，使得並聯的多個LED陣列的操作態樣會在同一時間點切換，藉此可有效提升LED發光裝置的發光效能和整體能源使用效率。
                本發明的其他優點將藉由以下的說明和圖式進行更詳細的解說。
                以下將配合相關圖式來說明本發明的實施例。在圖式中，相同的標號表示相同或類似的元件或方法流程。
                圖1與圖2為本發明一第一實施例的LED發光裝置100簡化後的功能方塊圖。如圖1與圖2所示，LED發光裝置100包含有一整流器(rectifier)110、多個並聯的LED陣列(LED array)、多個並聯的開關陣列(switch array)、以及多個並聯的驅動電路。為了方便說明起見，在圖1與圖2中僅繪示一第一LED陣列120a、一第二LED陣列120b、一第三LED陣列120c、一第一開關陣列130a、一第二開關陣列130b、一第三開關陣列130c、一第一驅動電路140a、一第二驅動電路140b、以及一第三驅動電路140c為例。
                整流器110設置成依據一交流信號Vac產生一整流信號(rectified signal)HV。第一LED陣列120a耦接於整流信號HV，且包含串聯的多個LED裝置(例如，圖1與圖2中所繪示的LED裝置121~125)，其中，每一LED裝置都包含有一或多個LED元件，且不同LED裝置中的LED元件數量可以相同也可以不同。第一開關陣列130a耦接於整流信號HV，且包含串聯的多個開關元件(例如，圖1與圖2中所繪示的開關元件131~135)，以及位於第一開關陣列130a的電流路徑上的多個節點S1~Sn。如圖所示，第一開關陣列130a的多個節點S1~Sn分別耦接於第一LED陣列120a的多個LED裝置121~125，使得第一開關陣列130a的多個開關元件131~135分別並聯於第一LED陣列120a的多個LED裝置121~125。第一驅動電路140a耦接於第一開關陣列130a，設置成控制第一開關陣列130a中的多個開關元件131~135的切換運作。
                如圖1所示，第一驅動電路140a包含有一第一信號接腳P1、一判斷電路(determining circuit)141、一指示信號產生電路(indication signal generating circuit)142、一對齊信號產生電路(alignment signal generating circuit)143、一指示信號偵測電路(indication signal detecting circuit)144、以及一控制信號產生電路(control signal generating circuit)145。
                在第一驅動電路140a中，判斷電路141設置成判斷一輸入信號的大小，藉以偵測交流信號Vac的相位變化。在本實施例中，判斷電路141的輸入信號是整流器110所輸出的整流信號HV。實作上，判斷電路141可採用習知的電路架構來判斷整流信號HV的大小，以產生相對應的上升信號(up signal)UP或下降信號(down signal)DN。
                指示信號產生電路142耦接於判斷電路141與第一信號接腳P1，設置成依據判斷電路141的判斷結果輸出一指示信號至第一信號接腳P1。例如，當指示信號產生電路142接收到判斷電路141的判斷結果時，可在經過一段預定延遲時間(predetermined delay period)後，輸出一相對應的指示信號至第一信號接腳P1。例如，當指示信號產生電路142接收到前述的上升信號UP時，可在經過一段預定延遲時間之後輸出具有一第一電位的指示信號至第一信號接腳P1，而當指示信號產生電路142接收到前述的下降信號DN時，可在經過一段預定延遲時間之後輸出具有一相異的第二電位的指示信號至第一信號接腳P1。
                換言之，指示信號產生電路142輸出至第一信號接腳P1上的指示信號，會反應出第一驅動電路140a中的判斷電路141的判斷結果。
                在第一驅動電路140a中，指示信號產生電路142將指示信號輸出到第一信號接腳P1的時間點，代表著第一驅動電路140a打算(intend to)調整第一開關陣列130a中的多個開關元件131~135的切換時序的時間點。
                對齊信號產生電路143耦接於第一信號接腳P1，設置成在受到第一信號接腳P1上的信號的一預定邊緣(例如，上升緣或下降緣)觸發時，產生一對齊信號。
                指示信號偵測電路144耦接於第一信號接腳P1，設置成偵測第一信號接腳P1上的信號以產生一偵測信號。若第一信號接腳P1上當時的信號是具有前述第一電位的信號，則指示信號偵測電路144可產生與前述的上升信號UP相類似或相同的信號以作為該偵測信號。若第一信號接腳P1上當時的信號是具有前述第二電位的信號，則指示信號偵測電路144可產生與前述的下降信號DN相類似或相同的信號以作為該偵測信號。
                控制信號產生電路145耦接於對齊信號產生電路143、指示信號偵測電路144、以及第一開關陣列130a，設置成在受到前述的對齊信號觸發時，依據指示信號偵測電路144當時輸出的偵測信號產生多個控制信號，以分別控制第一開關陣列130a的多個開關元件131~135的切換運作。
                在圖1與圖2的實施例中，第一LED陣列120a、第二LED陣列120b、及第三LED陣列120c具有相同的電路架構。第一開關陣列130a、第二開關陣列130b、及第三開關陣列130c具有相同的電路架構。第一驅動電路140a、第二驅動電路140b、及第三驅動電路140c具有相同的電路架構。例如，第二LED陣列120b也是耦接於整流信號HV，且包含串聯的多個LED裝置121~125以及位於第二LED陣列120b的電流路徑上的多個節點S1~Sn。第二開關陣列130b也是耦接於整流信號HV，且包含串聯的多個開關元件131~135。同樣地，第二開關陣列130b的多個開關元件131~135分別耦接於第二LED陣列120b的多個節點S1~Sn，使得第二開關陣列130b的多個開關元件131~135分別並聯於第二LED陣列120b的多個LED裝置121~125。第二驅動電路140b則耦接於第二開關陣列130b，且設置成控制第二開關陣列130b的多個開關元件131~135的切換運作。
                在LED發光裝置100中，第一LED陣列120a、第一開關陣列130a、以及第一驅動電路140a的組合構成了LED發光裝置100中的第一套發光電路。第二LED陣列120b、第二開關陣列130b、以及第二驅動電路140b的組合構成了LED發光裝置100中的第二套發光電路。第三LED陣列120c、第三開關陣列130c、以及第三驅動電路140c的組合則構成了LED發光裝置100中的第三套發光電路。如圖所示，前述的三套發光電路是並聯的架構。請注意，前述LED發光裝置100中的發光電路的套數只是舉例說明，並非侷限LED發光裝置100的實際實施方式。
                在圖1與圖2的實施例中，LED發光裝置100中的所有驅動電路的第一信號接腳P1都耦接在一起。例如，第一驅動電路140a的第一信號接腳P1耦接於第二驅動電路140b的第一信號接腳P1，也同時耦接於第三驅動電路140c的第一信號接腳P1。在前述第一信號接腳P1的連接方式之下，LED發光裝置100中最先打算調整對應開關陣列的切換時序的驅動電路，會將其指示信號產生電路142輸出到其第一信號接腳P1上的指示信號，同時耦合到其他驅動電路的第一信號接腳P1上，以致使所有的驅動電路會同時調整所有開關陣列的切換時序。
                例如，當第一驅動電路140a的指示信號產生電路142將產生的指示信號輸出到第一驅動電路140a的第一信號接腳P1的時間點，比其他驅動電路都要來得早時，代表第一驅動電路140a打算調整第一開關陣列130a的切換時序的時間點，早於其他驅動電路打算調整對應開關陣列的切換時序的時間點。此時，由於所有驅動電路的第一信號接腳P1都耦接在一起，所以第一驅動電路140a的指示信號產生電路142輸出到第一驅動電路140a的第一信號接腳P1上的指示信號，會同時耦合到第二驅動電路140b的第一信號接腳P1上，也會同時耦合到第三驅動電路140c的第一信號接腳P1上。
                在此情況下，第二驅動電路140b及第三驅動電路140c兩者中的對齊信號產生電路143及指示信號偵測電路144，都會依據第一驅動電路140a的指示信號產生電路142所產生的指示信號來運作，進而造成第一驅動電路140a、第二驅動電路140b、及第三驅動電路140c三者中的控制信號產生電路145會同步作動，致使第一驅動電路140a、第二驅動電路140b、與第三驅動電路140c會同時調整第一開關陣列130a、第二開關陣列130b、與第三開關陣列130c的切換時序。換言之，此時調整第一開關陣列130a、第二開關陣列130b、與第三開關陣列130c的切換時序的時間點，是由第一驅動電路140a所決定。
                又例如，當第二驅動電路140b的指示信號產生電路142將產生的指示信號輸出到第二驅動電路140b的第一信號接腳P1的時間點，比其他驅動電路都要來得早時，代表第二驅動電路140b打算調整第二開關陣列130b的切換時序的時間點，早於其他驅動電路打算調整對應開關陣列的切換時序的時間點。此時，由於所有驅動電路的第一信號接腳P1都耦接在一起，所以第二驅動電路140b的指示信號產生電路142輸出到第二驅動電路140b的第一信號接腳P1上的指示信號，會同時耦合到第一驅動電路140a的第一信號接腳P1上，也會同時耦合到第三驅動電路140c的第一信號接腳P1上。
                在此情況下，第一驅動電路140a及第三驅動電路140c兩者中的對齊信號產生電路143及指示信號偵測電路144，都會依據第二驅動電路140b的指示信號產生電路142所產生的指示信號來運作，進而造成第一驅動電路140a、第二驅動電路140b、及第三驅動電路140c三者中的控制信號產生電路145會同步作動，致使第一驅動電路140a、第二驅動電路140b、與第三驅動電路140c會同時調整第一開關陣列130a、第二開關陣列130b、與第三開關陣列130c的切換時序。換言之，此時調整第一開關陣列130a、第二開關陣列130b、與第三開關陣列130c的切換時序的時間點，是由第二驅動電路140b所決定。
                由前述說明可知，在LED發光裝置100中，任何一個驅動電路都有機會成為決定所有開關陣列的切換時序的驅動電路。
                由於LED發光裝置100中的多個驅動電路(例如，驅動電路140a、140b、與140c)，會在同一時間調整多個開關陣列(例如，開關陣列130a、130b、與130c)的切換時序，使得並聯的多個LED陣列(例如，LED陣列120a、120b、與120c)的操作態樣會在同一時間點被切換。如此一來，便可有效避免切換時序不匹配(switching timing mismatch)的問題發生，進而提升LED發光裝置100的發光效能和整體能源使用效率。
                在前述的LED發光裝置100，各驅動電路中的判斷電路141的輸入信號是整流器110所輸出的整流信號HV，但這只是一實施例，而非侷限判斷電路141的實際實施方式。
                例如，圖3為本發明一第二實施例的LED發光裝置300簡化後的功能方塊圖。在LED發光裝置300中，各驅動電路中的判斷電路141的輸入信號是由對應的開關陣列的多個節點S1~Sn的其中之一所提供的信號。例如，第一驅動電路140a中的判斷電路141的輸入信號SXa，是由第一開關陣列130a的多個節點S1~Sn的其中之一所提供的信號(例如，節點S3或S4所提供的信號)，第二驅動電路140b中的判斷電路141的輸入信號SXb，是由第二開關陣列130b的多個節點S1~Sn的其中之一所提供的信號(例如，節點S3或S4所提供的信號)，其餘依此類推。
                有關前述LED發光裝置100中的其他元件的實施方式、運作方式、及相關優點的說明，亦適用於LED發光裝置300中的對應元件，為簡潔起見，在此不重複敘述。
                圖4與圖5為本發明一第三實施例的LED發光裝置400簡化後的功能方塊圖。與前述的LED發光裝置100類似，LED發光裝置400包含有整流器110、多個並聯的LED陣列、多個並聯的開關陣列、以及多個並聯的驅動電路。為了方便說明起見，在圖4與圖5中同樣僅繪示第一LED陣列120a、第二LED陣列120b、第三LED陣列120c、第一開關陣列130a、第二開關陣列130b、第三開關陣列130c、一第一驅動電路440a、一第二驅動電路440b、以及一第三驅動電路440c為例。
                LED發光裝置400中的整流器110、第一LED陣列120a、第二LED陣列120b、第三LED陣列120c、第一開關陣列130a、第二開關陣列130b、及第三開關陣列130c的實施方式及連接關係，都與前述LED發光裝置100中的對應元件相同，為簡潔起見，在此不重複敘述。
                如圖4所示，第一驅動電路440a同樣包含有第一信號接腳P1、判斷電路141、指示信號產生電路142、對齊信號產生電路143、指示信號偵測電路144、以及控制信號產生電路145。第一驅動電路440a與前述的第一驅動電路140a的差異，主要在於第一驅動電路440a還額外包含一第二信號接腳P2，且第一驅動電路440a中的指示信號產生電路142的連接關係，與前述第一驅動電路140a中的指示信號產生電路142的連接關係有所不同。
                在第一驅動電路440a中，指示信號產生電路142耦接於判斷電路141與第二信號接腳P2，設置成依據判斷電路141的判斷結果輸出一指示信號至第二信號接腳P2。例如，當指示信號產生電路142接收到判斷電路141的判斷結果時，可在經過一段預定延遲時間後，輸出一相對應的指示信號至第二信號接腳P2。例如，當指示信號產生電路142接收到前述的上升信號UP時，可在經過一段預定延遲時間之後輸出具有一第一電位的指示信號至第二信號接腳P2，而當指示信號產生電路142接收到前述的下降信號DN時，可在經過一段預定延遲時間之後輸出具有一相異的第二電位的指示信號至第二信號接腳P2。
                換言之，指示信號產生電路142輸出至第二信號接腳P2上的指示信號，會反應出第一驅動電路440a中的判斷電路141的判斷結果。
                在第一驅動電路440a中，指示信號產生電路142將指示信號輸出到第二信號接腳P2的時間點，代表著第一驅動電路440a打算(intend to)調整第一開關陣列130a中的多個開關元件131~135的切換時序的時間點。
                第一驅動電路440a中的對齊信號產生電路143、指示信號偵測電路144、以及控制信號產生電路145的實施方式及連接關係，都與前述第一驅動電路140a中的對應元件相同，為簡潔起見，在此不重複敘述。
                在LED發光裝置400中，第一驅動電路440a、第二驅動電路440b、及第三驅動電路440c具有相同的電路架構。此外，第一LED陣列120a、第一開關陣列130a、以及第一驅動電路440a的組合構成了LED發光裝置400中的第一套發光電路。第二LED陣列120b、第二開關陣列130b、以及第二驅動電路440b的組合構成了LED發光裝置400中的第二套發光電路。第三LED陣列120c、第三開關陣列130c、以及第三驅動電路440c的組合則構成了LED發光裝置400中的第三套發光電路。如圖所示，前述的三套發光電路是並聯的架構。請注意，前述LED發光裝置400中的發光電路的套數只是舉例說明，並非侷限LED發光裝置400的實際實施方式。
                LED發光裝置400中的所有驅動電路的第一信號接腳P1都耦接在一起，但只有第一驅動電路440a還會把自己的第一信號接腳P1與第二信號接腳P2耦接在一起，其餘的驅動電路都不會把自己的第一信號接腳P1與第二信號接腳P2相耦接。
                例如，在圖4與圖5的實施例中，第一驅動電路440a的第一信號接腳P1與第二信號接腳P2，都耦接於第二驅動電路440b的第一信號接腳P1及第三驅動電路440c的第一信號接腳P1，但不與第二驅動電路440b的第二信號接腳P2相耦接，也不與第三驅動電路440c的第二信號接腳P2相耦接。
                在前述的信號接腳連接方式之下，只有第一驅動電路440a會將其指示信號產生電路142輸出到其第二信號接腳P2上的指示信號，同時耦合到自己的第一信號接腳P1以及其他驅動電路的第一信號接腳P1上，以致使所有的驅動電路會同時調整所有開關陣列的切換時序。
                如前所述，指示信號產生電路142將指示信號輸出到第二信號接腳P2的時間點，代表著第一驅動電路440a打算調整第一開關陣列130a中的多個開關元件131~135的切換時序的時間點。此時，由於第一驅動電路440a的第二信號接腳P2與所有驅動電路的第一信號接腳P1都耦接在一起，所以第一驅動電路440a的指示信號產生電路142輸出到第一驅動電路440a的第二信號接腳P2上的指示信號，會同時耦合到第二驅動電路440b的第一信號接腳P1上，也會同時耦合到第三驅動電路440c的第一信號接腳P1上。
                在此情況下，第二驅動電路440b及第三驅動電路440c兩者中的對齊信號產生電路143及指示信號偵測電路144，都會依據第一驅動電路440a的指示信號產生電路142所產生的指示信號來運作，進而造成第一驅動電路440a、第二驅動電路440b、及第三驅動電路440c三者中的控制信號產生電路145會同步作動，致使第一驅動電路440a、第二驅動電路440b、與第三驅動電路440c會同時調整第一開關陣列130a、第二開關陣列130b、與第三開關陣列130c的切換時序。換言之，調整第一開關陣列130a、第二開關陣列130b、與第三開關陣列130c的切換時序的時間點，都只會由第一驅動電路440a所決定。
                由前述說明可知，在LED發光裝置400中，只有第一驅動電路440a具有所有開關陣列的切換時序決定權，其他的驅動電路都只能依據第一驅動電路440a的指示來操作。
                由於LED發光裝置400中的多個驅動電路(例如，驅動電路440a、440b、與440c)，會在同一時間調整多個開關陣列(例如，開關陣列130a、130b、與130c)的切換時序，使得並聯的多個LED陣列(例如，LED陣列120a、120b、與120c)的操作態樣會在同一時間點被切換。如此一來，便可有效避免切換時序不匹配(switching timing mismatch)的問題發生，進而提升LED發光裝置400的發光效能和整體能源使用效率。
                另外，LED發光裝置400的製造商可以依據實際電路環境的特性，將具有所有開關陣列的切換時序決定權的驅動電路(例如，前述的第一驅動電路440a)設置在最適當的位置，以提升整體系統的可靠度。
                在前述的LED發光裝置400，各驅動電路中的判斷電路141的輸入信號是整流器110所輸出的整流信號HV，但這只是一實施例，而非侷限判斷電路141的實際實施方式。
                例如，圖6為本發明一第四實施例的LED發光裝置600簡化後的功能方塊圖。在LED發光裝置600中，各驅動電路中的判斷電路141的輸入信號是由對應的開關陣列的多個節點S1~Sn的其中之一所提供的信號。例如，第一驅動電路440a中的判斷電路141的輸入信號SXa，是由第一開關陣列130a的多個節點S1~Sn的其中之一所提供的信號(例如，節點S3或S4所提供的信號)，第二驅動電路440b中的判斷電路141的輸入信號SXb，是由第二開關陣列130b的多個節點S1~Sn的其中之一所提供的信號(例如，節點S3或S4所提供的信號)，其餘依此類推。
                有關前述LED發光裝置400中的其他元件的實施方式、運作方式、及相關優點的說明，亦適用於LED發光裝置600中的對應元件，為簡潔起見，在此不重複敘述。
                前述LED發光裝置100、300、400、或600中的不同功能方塊可分別用不同的電路來實現，也可整合在一單一電路晶片中。例如，第一驅動電路140a或440a中的所有功能方塊可以整合在一單一電路晶片中，也可以進一步將第一開關陣列130a整合到第一驅動電路140a或440a中，以形成一單一電路晶片。同樣地，也可以將第二開關陣列130b整合到第二驅動電路140b或440b中，以形成一單一電路晶片。
                在說明書及申請專利範圍中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。然而，所屬技術領域中具有通常知識者應可理解，同樣的元件可能會用不同的名詞來稱呼。說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異做為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來做為區分的基準。在說明書及申請專利範圍所提及的「包含」為開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。另外，「耦接」在此包含任何直接及間接的連接手段。因此，若文中描述第一元件耦接於第二元件，則代表第一元件可通過電性連接或無線傳輸、光學傳輸等信號連接方式而直接地連接於第二元件，或者通過其他元件或連接手段間接地電性或信號連接至該第二元件。
                在此所使用的「及/或」的描述方式，包含所列舉的其中之一或多個項目的任意組合。另外，除非說明書中特別指明，否則任何單數格的用語都同時包含複數格的涵義。
                以上僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明請求項所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
                100、300、400、600　LED發光裝置
                110　整流器
                120a、120b、120c　LED陣列
                121~125　LED裝置
                130a、130b　開關陣列
                131~135　開關元件
                140a、140b、140c、440a、440b、440c　驅動電路
                141　判斷電路
                142　指示信號產生電路
                143　對齊信號產生電路
                144　指示信號偵測電路
                145　控制信號產生電路
                P1　第一信號接腳
                P2　第二信號接腳
                S1~Sn　節點
                圖1與圖2為本發明一第一實施例的LED發光裝置簡化後的功能方塊圖。
                圖3為本發明一第二實施例的LED發光裝置簡化後的功能方塊圖。
                圖4與圖5為本發明一第三實施例的LED發光裝置簡化後的功能方塊圖。
                圖6為本發明一第四實施例的LED發光裝置簡化後的功能方塊圖。
100　LED發光裝置 110　整流器 120a、120b　LED陣列 121~125　LED裝置 130a、130b　開關陣列 131~135　開關元件 140a、140b　驅動電路 141　判斷電路 142　指示信號產生電路 143　對齊信號產生電路 144　指示信號偵測電路 145　控制信號產生電路 P1　第一信號接腳 S1~Sn　節點

Claims (22)

  1. 一種LED發光裝置(100；300)，包含有： 一整流器(110)，設置成依據一交流信號(Vac)產生一整流信號(HV)； 一第一LED陣列(120a)，耦接於該整流信號(HV)，且包含串聯的多個LED裝置(121~125)； 一第一開關陣列(130a)，耦接於該整流信號(HV)，且包含串聯的多個開關元件(131~135)以及位於該第一開關陣列(130a)的電流路徑上的多個節點(S1~Sn)，其中，該第一開關陣列(130a)的該多個節點(S1~Sn)分別耦接於該第一LED陣列(120a)的該多個LED裝置(121~125)，使得該第一開關陣列(130a)的該多個開關元件(131~135)分別並聯於該第一LED陣列(120a)的該多個LED裝置(121~125)； 一第一驅動電路(140a)，包含有： 一第一信號接腳(P1)； 一判斷電路(141)，設置成判斷一輸入信號(HV、SXa)的大小； 一指示信號產生電路(142)，耦接於該判斷電路(141)與該第一信號接腳(P1)，設置成依據該判斷電路(141)的判斷結果輸出一指示信號至該第一信號接腳(P1)； 一對齊信號產生電路(143)，耦接於該第一信號接腳(P1)，設置成在受到該第一信號接腳(P1)上的信號的一預定邊緣觸發時，產生一對齊信號； 一指示信號偵測電路(144)，耦接於該第一信號接腳(P1)，設置成偵測該第一信號接腳(P1)上的信號以產生一偵測信號；以及 一控制信號產生電路(145)，耦接於該對齊信號產生電路(143)、該指示信號偵測電路(144)、以及該第一開關陣列(130a)，設置成在受到該對齊信號觸發時，依據該偵測信號產生多個控制信號，以分別控制該第一開關陣列(130a)的該多個開關元件(131~135)； 一第二LED陣列(120b)，耦接於該整流信號(HV)，且包含串聯的多個LED裝置(121~125)以及位於該第二LED陣列(120b)的電流路徑上的多個節點(S1~Sn)； 一第二開關陣列(130b)，耦接於該整流信號(HV)，且包含串聯的多個開關元件(131~135)，其中，該第二開關陣列(130b)的該多個開關元件(131~135)分別耦接於該第二LED陣列(120b)的該多個節點(S1~Sn)，使得該第二開關陣列(130b)的該多個開關元件(131~135)分別並聯於該第二LED陣列(120b)的該多個LED裝置(121~125)；以及 一第二驅動電路(140b)，耦接於該第二開關陣列(130b)，具有與該第一驅動電路(140a)相同的電路架構，且設置成控制該第二開關陣列(130b)的該多個開關元件(131~135)； 其中，該第一驅動電路(140a)的該第一信號接腳(P1)耦接於該第二驅動電路(140b)的一第一信號接腳(P1)，以致使該第一驅動電路(140a)與該第二驅動電路(140b)會同時調整該第一開關陣列(130a)與該第二開關陣列(130b)的切換時序。
  2. 如請求項1的LED發光裝置(100)，其中，該判斷電路(141)的該輸入信號(HV)是該整流器(110)所輸出的該整流信號(HV)。
  3. 如請求項1的LED發光裝置(300)，其中，該判斷電路(141)的該輸入信號(SXa)是由該第一開關陣列(130a)的該多個節點(S1~Sn)的其中之一所提供的信號。
  4. 如請求項1的LED發光裝置(100；300)，其中，調整該第一開關陣列(130a)與該第二開關陣列(130b)的切換時序的時間點，是由該第一驅動電路(140a)與該第二驅動電路(140b)的其中之一決定。
  5. 如請求項1的LED發光裝置(100；300)，其中，當該指示信號產生電路(142)接收到該判斷電路(141)的判斷結果時，會在經過一段預定延遲時間(predetermined delay period)後輸出該指示信號至該第一信號接腳(P1)。
  6. 一種用於一LED發光裝置(100；300)中的一第一驅動電路(140a)，該LED發光裝置(100；300)包含有一整流器(110)、一第一LED陣列(120a)、以及一第一開關陣列(130a)，該整流器(110)設置成依據一交流信號(Vac)產生一整流信號(HV)，該第一LED陣列(120a)耦接於該整流信號(HV)，且包含串聯的多個LED裝置(121~125)，該第一開關陣列(130a)耦接於該整流信號(HV)，且包含串聯的多個開關元件(131~135)以及位於該第一開關陣列(130a)的電流路徑上的多個節點(S1~Sn)，其中，該第一開關陣列(130a)的該多個節點(S1~Sn)分別耦接於該第一LED陣列(120a)的該多個LED裝置(121~125)，使得該第一開關陣列(130a)的該多個開關元件(131~135)分別並聯於該第一LED陣列(120a)的該多個LED裝置(121~125)，該第一驅動電路(140a)包含有： 一第一信號接腳(P1)； 一判斷電路(141)，設置成判斷一輸入信號(HV、SXa)的大小； 一指示信號產生電路(142)，耦接於該判斷電路(141)與該第一信號接腳(P1)，設置成依據該判斷電路(141)的判斷結果輸出一指示信號至該第一信號接腳(P1)； 一對齊信號產生電路(143)，耦接於該第一信號接腳(P1)，設置成在受到該第一信號接腳(P1)上的信號的一預定邊緣觸發時，產生一對齊信號； 一指示信號偵測電路(144)，耦接於該第一信號接腳(P1)，設置成偵測該第一信號接腳(P1)上的信號以產生一偵測信號；以及 一控制信號產生電路(145)，耦接於該對齊信號產生電路(143)、該指示信號偵測電路(144)、以及該第一開關陣列(130a)，設置成在受到該對齊信號觸發時，依據該偵測信號產生多個控制信號，以分別控制該多個開關元件(131~135)。
  7. 如請求項6的第一驅動電路(140a)，其中，該判斷電路(141)的該輸入信號(HV)是該整流器(110)所輸出的該整流信號(HV)。
  8. 如請求項6的第一驅動電路(140a)，其中，該判斷電路(141)的該輸入信號(SXa)是由該第一開關陣列(130a)的該多個節點(S1~Sn)的其中之一所提供的信號。
  9. 如請求項6的第一驅動電路(140a)，其中，該LED發光裝置(100；300)另包含有一第二LED陣列(120b)、一第二開關陣列(130b)、以及一第二驅動電路(140b)，其中，該第二LED陣列(120b)耦接於該整流信號(HV)，且包含串聯的多個LED裝置(121~125)以及位於該第二LED陣列(120b)的電流路徑上的多個節點(S1~Sn)，該第二開關陣列(130b)耦接於該整流信號(HV)，且包含串聯的多個開關元件(131~135)，該第二開關陣列(130b)的該多個開關元件(131~135)分別耦接於該第二LED陣列(120b)的該多個節點(S1~Sn)，使得該第二開關陣列(130b)的該多個開關元件(131~135)分別並聯於該第二LED陣列(120b)的該多個LED裝置(121~125)，該第二驅動電路(140b)耦接於該第二開關陣列(130b)，具有與該第一驅動電路(140a)相同的電路架構，且設置成控制該第二開關陣列(130b)的該多個開關元件(131~135)； 其中，該第一驅動電路(140a)的該第一信號接腳(P1)用於耦接於該第二驅動電路(140b)的一第一信號接腳(P1)，以致使該第一驅動電路(140a)與該第二驅動電路(140b)會同時調整該第一開關陣列(130a)與該第二開關陣列(130b)的切換時序。
  10. 如請求項9的第一驅動電路(140a)，其中，調整該第一開關陣列(130a)與該第二開關陣列(130b)的切換時序的時間點，是由該第一驅動電路(140a)與該第二驅動電路(140b)的其中之一決定。
  11. 如請求項6的第一驅動電路(140a)，其中，當該指示信號產生電路(142)接收到該判斷電路(141)的判斷結果時，會在經過一段預定延遲時間後輸出該指示信號至該第一信號接腳(P1)。
  12. 一種LED發光裝置(400；600)，包含有： 一整流器(110)，設置成依據一交流信號(Vac)產生一整流信號(HV)； 一第一LED陣列(120a)，耦接於該整流信號(HV)，且包含串聯的多個LED裝置(121~125)； 一第一開關陣列(130a)，耦接於該整流信號(HV)，且包含串聯的多個開關元件(131~135)以及位於該第一開關陣列(130a)的電流路徑上的多個節點(S1~Sn)，其中，該第一開關陣列(130a)的該多個節點(S1~Sn)分別耦接於該第一LED陣列(120a)的該多個LED裝置(121~125)，使得該第一開關陣列(130a)的該多個開關元件(131~135)分別並聯於該第一LED陣列(120a)的該多個LED裝置(121~125)； 一第一驅動電路(440a)，包含有： 一第一信號接腳(P1)； 一第二信號接腳(P2)； 一判斷電路(141)，設置成判斷一輸入信號(HV、SXa)的大小； 一指示信號產生電路(142)，耦接於該判斷電路(141)與該第二信號接腳(P2)，設置成依據該判斷電路(141)的判斷結果輸出一指示信號至該第二信號接腳(P2)； 一對齊信號產生電路(143)，耦接於該第一信號接腳(P1)，設置成在受到該第一信號接腳(P1)上的信號的一預定邊緣觸發時，產生一對齊信號； 一指示信號偵測電路(144)，耦接於該第一信號接腳(P1)，設置成偵測該第一信號接腳(P1)上的信號以產生一偵測信號；以及 一控制信號產生電路(145)，耦接於該對齊信號產生電路(143)、該指示信號偵測電路(144)、以及該第一開關陣列(130a)，設置成在受到該對齊信號觸發時，依據該偵測信號產生多個控制信號，以分別控制該第一開關陣列(130a)的該多個開關元件(131~135)； 一第二LED陣列(120b)，耦接於該整流信號(HV)，且包含串聯的多個LED裝置(121~125)以及位於該第二LED陣列(120b)的電流路徑上的多個節點(S1~Sn)； 一第二開關陣列(130b)，耦接於該整流信號(HV)，且包含串聯的多個開關元件(131~135)，其中，該第二開關陣列(130b)的該多個開關元件(131~135)分別耦接於該第二LED陣列(120b)的該多個節點(S1~Sn)，使得該第二開關陣列(130b)的該多個開關元件(131~135)分別並聯於該第二LED陣列(120b)的該多個LED裝置(121~125)；以及 一第二驅動電路(440b)，耦接於該第二開關陣列(130b)，具有與該第一驅動電路(440a)相同的電路架構，且設置成控制該第二開關陣列(130b)的該多個開關元件(131~135)； 其中，該第一驅動電路(440a)的該第一信號接腳(P1)與該第二信號接腳(P2)都耦接於該第二驅動電路(440b)的一第一信號接腳(P1)，但不與該第二驅動電路(440b)的一第二信號接腳(P2)相耦接，以致使該第一驅動電路(440a)與該第二驅動電路(440b)會同時調整該第一開關陣列(130a)與該第二開關陣列(130b)的切換時序。
  13. 如請求項12的LED發光裝置(400)，其中，該判斷電路(141)的該輸入信號(HV)是該整流器(110)所輸出的該整流信號(HV)。
  14. 如請求項12的LED發光裝置(600)，其中，該判斷電路(141)的該輸入信號(SXa)是由該第一開關陣列(130a)的該多個節點(S1~Sn)的其中之一所提供的信號。
  15. 如請求項12的LED發光裝置(400；600)，其中，調整該第一開關陣列(130a)與該第二開關陣列(130b)的切換時序的時間點，只由該第一驅動電路(440a)決定。
  16. 如請求項12的LED發光裝置(400；600)，其中，當該指示信號產生電路(142)接收到該判斷電路(141)的判斷結果時，會在經過一段預定延遲時間後輸出該指示信號至該第二信號接腳(P2)。
  17. 一種用於一LED發光裝置(400；600)中的一第一驅動電路(440a)，該LED發光裝置(400；600)包含有一整流器(110)、一第一LED陣列(120a)、以及一第一開關陣列(130a)，該整流器(110)設置成依據一交流信號(Vac)產生一整流信號(HV)，該第一LED陣列(120a)耦接於該整流信號(HV)，且包含串聯的多個LED裝置(121~125)，該第一開關陣列(130a)耦接於該整流信號(HV)，且包含串聯的多個開關元件(131~135)以及位於該第一開關陣列(130a)的電流路徑上的多個節點(S1~Sn)，其中，該第一開關陣列(130a)的該多個節點(S1~Sn)分別耦接於該第一LED陣列(120a)的該多個LED裝置(121~125)，使得該第一開關陣列(130a)的該多個開關元件(131~135)分別並聯於該第一LED陣列(120a)的該多個LED裝置(121~125)，該第一驅動電路(440a)包含有： 一第一信號接腳(P1)； 一第二信號接腳(P2)； 一判斷電路(141)，設置成判斷一輸入信號(HV、SXa)的大小； 一指示信號產生電路(142)，耦接於該判斷電路(141)與該第二信號接腳(P2)，設置成依據該判斷電路(141)的判斷結果輸出一指示信號至該第二信號接腳(P2)； 一對齊信號產生電路(143)，耦接於該第一信號接腳(P1)，設置成在受到該第一信號接腳(P1)上的信號的一預定邊緣觸發時，產生一對齊信號； 一指示信號偵測電路(144)，耦接於該第一信號接腳(P1)，設置成偵測該第一信號接腳(P1)上的信號以產生一偵測信號；以及 一控制信號產生電路(145)，耦接於該對齊信號產生電路(143)、該指示信號偵測電路(144)、以及該第一開關陣列(130a)，設置成在受到該對齊信號觸發時，依據該偵測信號產生多個控制信號，以分別控制該多個開關元件(131~135)。
  18. 如請求項17的第一驅動電路(440a)，其中，該判斷電路(141)的該輸入信號(HV)是該整流器(110)所輸出的該整流信號(HV)。
  19. 如請求項17的第一驅動電路(440a)，其中，該判斷電路(141)的該輸入信號(SXa)是由該第一開關陣列(130a)的該多個節點(S1~Sn)的其中之一所提供的信號。
  20. 如請求項17的第一驅動電路(440a)，其中，該LED發光裝置(400；600)另包含有一第二LED陣列(120b)、一第二開關陣列(130b)、以及一第二驅動電路(440b)，其中，該第二LED陣列(120b)耦接於該整流信號(HV)，且包含串聯的多個LED裝置(121~125)以及位於該第二LED陣列(120b)的電流路徑上的多個節點(S1~Sn)，該第二開關陣列(130b)耦接於該整流信號(HV)，且包含串聯的多個開關元件(131~135)，該第二開關陣列(130b)的該多個開關元件(131~135)分別耦接於該第二LED陣列(120b)的該多個節點(S1~Sn)，使得該第二開關陣列(130b)的該多個開關元件(131~135)分別並聯於該第二LED陣列(120b)的該多個LED裝置(121~125)，該第二驅動電路(440b)耦接於該第二開關陣列(130b)，具有與該第一驅動電路(440a)相同的電路架構，且設置成控制該第二開關陣列(130b)的該多個開關元件(131~135)； 其中，該第一驅動電路(440a)的該第一信號接腳(P1)與該第二信號接腳(P2)都用於耦接該第二驅動電路(440b)的一第一信號接腳(P1)，但不與該第二驅動電路(440b)的一第二信號接腳(P2)相耦接，以致使該第一驅動電路(440a)與該第二驅動電路(440b)會同時調整該第一開關陣列(130a)與該第二開關陣列(130b)的切換時序。
  21. 如請求項20的第一驅動電路(440a)，其中，調整該第一開關陣列(130a)與該第二開關陣列(130b)的切換時序的時間點，只由該第一驅動電路(440a)決定。
  22. 如請求項17的第一驅動電路(440a)，其中，當該指示信號產生電路(142)接收到該判斷電路(141)的判斷結果時，會在經過一段預定延遲時間後輸出該指示信號至該第二信號接腳(P2)。
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