TWI584676B - 全電壓式發光二極體裝置及提供發光二極體裝置全電壓輸入的控制方法 - Google Patents

Description

全電壓式發光二極體裝置及提供發光二 極體裝置全電壓輸入的控制方法

本發明係有關於一種發光裝置及提供發光裝置電壓輸入的控制方法，且特別是有關於一種全電壓式發光二極體裝置及提供發光二極體裝置全電壓輸入的控制方法。

一般採用開關切換驅動方式之發光二極體(light-emitting diode,LED)電路能夠藉由輸入/輸出之電壓迴授控制方式，以進行全電壓供電。相較之下，採用交流直接線性驅動方式之LED電路則較難進行全電壓供電。

若要以交流直接線性驅動方式之LED電路來實現全電壓供電，則可結合多組發光二極體單元以適應高電壓與低電壓，例如控制多組發光二極體單元以使其串聯或並聯，而依據需求來適應高電壓與低電壓。

上述LED電路中會配置偵測電路，用以偵測LED電路之輸入電壓的大小來控制多組發光二極體單元以使其 串聯或並聯。然而，於電源剛插電而LED電路剛接收到電源時，其偵測電路尚未偵測到輸入電壓的大小而產生偵測結果，因此，於此暫態時間中將無法有效地控制多組發光二極體單元。倘若輸入電壓較大，而多組發光二極體單元間以並聯的方式連接，恐有瞬間過壓或過載之風險。

再者，因傳統線性方案(AC direct in)之輸入電壓變化時，輸出電壓與電流不穩定，LED亮度也將隨著輸入電壓之變化而進行變化，並導致LED電流過高或其他元件電壓過高而燒毀。於供電電壓不穩定的國家，上述狀況尤其明顯，使得產品信賴度下降。

由此可見，上述現有的方式，顯然仍存在不便與缺陷，而有待改進。為了解決上述問題，相關領域莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來仍未發展出適當的解決方案。

發明內容旨在提供本揭示內容的簡化摘要，以使閱讀者對本揭示內容具備基本的理解。此發明內容並非本揭示內容的完整概述，且其用意並非在指出本發明實施例的重要/關鍵元件或界定本發明的範圍。

本發明內容之一目的是在提供一種全電壓式發光二極體裝置及提供發光二極體裝置全電壓輸入的控制方法，藉以改善先前技術的問題。

為達上述目的，本發明內容之一技術態樣係關於一 種全電壓式發光二極體裝置。全電壓式發光二極體裝置包含第一發光二極體模組、第二發光二極體模組以及開關單元。第一發光二極體模組包含第一端及第二端。第二發光二極體模組包含第一端及第二端。開關單元包含第一端、串並聯轉換電路以及第二端。開關單元之第一端耦接於第一發光二極體模組之第一端。第一發光二極體模組之第二端透過串並聯轉換電路耦接於第二發光二極體模組之第一端。開關單元之第二端耦接於第二發光二極體模組之第二端。自全電壓式發光二極體裝置接收到交流電起始的一延遲致能期間內，開關單元被關閉，俾使第一發光二極體模組與第二發光二極體模組透過開關單元之串並聯轉換電路彼此串聯。在延遲致能期間後，進入正常操作期間，若相應於交流電的直流電壓大於預設電壓，開關單元被關閉，俾使第一發光二極體模組與第二發光二極體模組彼此串聯，若相應於交流電的直流電壓小於預設電壓，開關單元被開啟，俾使第一發光二極體模組與第二發光二極體模組彼此並聯。

為達上述目的，本發明內容之另一技術態樣係關於一種提供發光二極體裝置全電壓輸入的控制方法，其中發光二極體裝置包含第一發光二極體模組、第二發光二極體模組及開關單元，開關單元之第一端耦接於第一發光二極體模組之第一端，第一發光二極體模組之第二端透過開關單元之串並聯轉換電路耦接於第二發光二極體模組之第一端，開關單元之第二端耦接於第二發光二極體模組之第二 端，其中控制方法包含：自發光二極體驅動電路接收到交流電起始的一延遲致能期間內，關閉開關單元以透過開關單元之串並聯轉換電路串聯第一發光二極體模組與第二發光二極體模組；產生相應於交流電的直流電壓，並比較直流電壓與預設電壓；以及在延遲致能期間後，進入正常操作期間，於正常操作期間，若直流電壓大於預設電壓，關閉開關單元，俾使第一發光二極體模組與第二發光二極體模組彼此串聯，若直流電壓小於預設電壓，開啟開關單元，俾使第一發光二極體模組與第二發光二極體模組彼此並聯。

因此，根據本發明之技術內容，本發明實施例藉由提供一種全電壓式發光二極體裝置及提供發光二極體裝置全電壓輸入的控制方法，藉以改善發光二極體(light-emitting diode,LED)電路於暫態時間中無法有效地控制多組發光二極體單元的問題，並改善輸入電壓變化導致輸出電壓與電流不穩定，使得LED亮度隨之變化，並導致LED電流過高或其它元件電壓過高而燒毀的問題。

在參閱下文實施方式後，本發明所屬技術領域中具有通常知識者當可輕易瞭解本發明之基本精神及其他發明目的，以及本發明所採用之技術手段與實施態樣。

100、100A‧‧‧全電壓式發光二極體裝置

110‧‧‧整流器

120‧‧‧第一發光二極體模組

122‧‧‧第一端

124‧‧‧第二端

125‧‧‧第一穩壓電路

126‧‧‧偵測單元

127‧‧‧控制單元

130‧‧‧第二發光二極體模組

132‧‧‧第一端

134‧‧‧第二端

135‧‧‧第二穩壓電路

140‧‧‧開關單元

141‧‧‧第一開關電路

142‧‧‧端點

143‧‧‧端點

144‧‧‧第二開關電路

145‧‧‧端點

146‧‧‧端點

147‧‧‧串並聯轉換電路

148、149‧‧‧二極體

150‧‧‧比較單元

152‧‧‧比較器

154‧‧‧判斷器

156‧‧‧延遲電路

160‧‧‧濾波單元

170‧‧‧濾波單元

400‧‧‧方法

410~430‧‧‧步驟

500‧‧‧交流電

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 第1圖係依照本發明一實施例繪示一種全電壓式發光二極體裝置的示意圖。

第2圖係依照本發明另一實施例繪示一種如第1圖所示之全電壓式發光二極體裝置的詳細電路示意圖。

第3A圖係依照本發明再一實施例繪示一種如第1圖所示之全電壓式發光二極體裝置的詳細電路示意圖。

第3B圖係依照本發明又一實施例繪示一種如第1圖所示之全電壓式發光二極體裝置的詳細電路示意圖。

第3C圖係依照本發明另一實施例繪示一種如第3B圖所示之全電壓式發光二極體裝置的穩壓電路示意圖。

第4圖係繪示依照本發明又一實施方式的一種提供發光二極體裝置全電壓輸入的控制方法之流程圖。

根據慣常的作業方式，圖中各種特徵與元件並未依比例繪製，其繪製方式是為了以最佳的方式呈現與本發明相關的具體特徵與元件。此外，在不同圖式間，以相同或相似的元件符號來指稱相似的元件/部件。

為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。實施方式中涵蓋了多個具體實施例的特徵以及用以建構與操作這些具體實施例的方法步驟與其順序。然而，亦可利用其他具體實施例來達成相同或均等的功能與步驟順序。

除非本說明書另有定義，此處所用的科學與技術詞彙之含義與本發明所屬技術領域中具有通常知識者所理解與慣用的意義相同。此外，在不和上下文衝突的情形下，本說明書所用的單數名詞涵蓋該名詞的複數型；而所用的複數名詞時亦涵蓋該名詞的單數型。

另外，關於本文中所使用之「耦接」，可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸，或是相互間接作實體或電性接觸，亦可指二或多個元件相互操作或動作。

為改善發光二極體(light-emitting diode,LED)電路於甫收到電源之暫態時間內，無法有效地控制多組發光二極體單元以使其串聯或並聯的狀況，更詳細的說，因為插電瞬間，交流電源電壓整流分壓濾波需要若干電源半波周期之後才趨近穩態，且在此穩態形成後才能正確判定電源電壓區間，所以在暫態時間期間尚未得到穩態的電壓V1而不足正確判定電源電壓區間。本發明提出一種全電壓式發光二極體裝置及提供發光二極體裝置全電壓輸入的控制方法，而能有效地於暫態時間內控制多組發光二極體單元，以避免瞬間過壓或過載之狀況，說明如後。

第1圖係依照本發明一實施例繪示一種全電壓式發光二極體裝置100的示意圖。如圖所示，全電壓式發光二極體裝置100包含第一發光二極體模組120、第二發光二極體模組130及開關單元140。上述第一發光二極體模組120包含至少一發光二極體、第一端122及第二端124，第二發光二極體模組130亦包含至少一發光二極體、第一端 132及第二端134。此外，開關單元140包含第一端142、串並聯轉換電路147及第二端146。

於連接關係上，開關單元140之第一端142耦接於第一發光二極體模組120之第一端122。第一發光二極體模組120之第二端124透過串並聯轉換電路147耦接於第二發光二極體模組130之第一端132。開關單元140之第二端146耦接於第二發光二極體模組130之第二端134。

於操作關係上，自全電壓式發光二極體裝置100接收到交流電500起始的延遲致能期間內，開關單元140被關閉，使得第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130透過開關單元140之串並聯轉換電路147彼此串聯。

在延遲致能期間後，進入正常操作期間(亦即全電壓式發光二極體裝置100得以正常判斷直流電壓V1與預設電壓V2之期間)，此時，若相應於交流電500的直流電壓V1大於預設電壓V2，則開關單元140被關閉，使得第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130彼此持續串聯。另一方面，若相應於交流電500的直流電壓V1小於預設電壓V2，則開關單元140被開啟，使得第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130彼此並聯。因此，本裝置初始設定第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130彼此串聯，待延遲致能期間後判斷直流電壓V1小於預設電壓V2，才使得第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130變成並聯。

在一實施例中，全電壓式發光二極體裝置100更包 含二極體148及二極體149，以確保電流之流向。舉例而言，流經第一開關電路141之電流僅會流向二極體148，此外，流經二極體149之電流僅會流向第二開關電路144。

需說明的是，延遲致能期間是於正常操作期間之前的一段操作期間，並且延遲致能期間會大於暫態時間，定義延遲致能期間是為解決暫態期間尚未得到穩態的電壓V1而不足正確判定電源電壓區間之問題。一旦延遲致能期間大於暫態時間，且於延遲致能期間內，全電壓式發光二極體裝置100強制控制第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130彼此串聯，如此，即便交流電500較大，而使得相應於交流電500的直流電壓V1較高，採用串聯連接方式之第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130得以一同承受上述高壓直流電壓V1，而能有效避免於無法確判定電源電壓區間的暫態時間中，因瞬間過壓或過載對發光二極體單元造成損壞之狀況。再者，於延遲致能期間過後，進入正常操作期間得到穩態的直流電壓V1，此時，全電壓式發光二極體裝置100可依據相應於交流電500的直流電壓V1的大小，而控制其第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130之串並聯狀況，以適應低電壓操作與高電壓操作。

本發明實施例之全電壓式發光二極體裝置100之解決問題的主要技術手段已說明如上，以下僅舉幾個實現全電壓式發光二極體裝置100之實施例，以使本發明更易於理解，然本發明並不以後續實施例為限，合先敘明。

在一實施例中，全電壓式發光二極體裝置100更包含比較單元150。此比較單元150用以接收相應於交流電500的直流電壓V1，並比較直流電壓V1與預設電壓V2。於正常操作期間，若直流電壓V1大於預設電壓V2，則比較單元150關閉開關單元140，以使第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130彼此串聯。另一方面，若直流電壓V1小於預設電壓V2，則比較單元150開啟開關單元140，以使第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130彼此串聯。

在另一實施例中，開關單元140包含第一開關電路141，其一端142耦接於第一發光二極體模組120之第一端122，而其另一端143透過串並聯轉換電路147耦接第一發光二極體模組120之第二端124及第二發光二極體模組130之第一端132。此外，開關單元140包含第二開關電路144，其一端145透過串並聯轉換電路147耦接第一發光二極體模組120之第二端124及第二發光二極體模組130之第一端132，而其另一端146耦接於第二發光二極體模組130之第二端134。

在又一實施例中，於正常操作期間，若直流電壓V1大於預設電壓V2，則第一開關電路141及第二開關電路144被關閉，使得第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130透過串並聯轉換電路147彼此串聯。另一方面，若直流電壓V1小於預設電壓V2，第一開關電路141及第二開關電路144被開啟，使得第一發光二極體模組120 與第二發光二極體模組130透過第一開關電路141及第二開關電路144而彼此並聯。

於另一實施例中，串並聯轉換電路147包含二極體，以使電流由第一發光二極體模組120流向第二發光二極體模組130，並避免電流逆流，例如，由第二發光二極體模組130流向第一發光二極體模組120。

第2圖係依照本發明另一實施例繪示一種如第1圖所示之全電壓式發光二極體裝置100的詳細電路100A示意圖。如圖所示，第一開關電路141包含第一光耦合器P1、第一延遲器RC1及第一電晶體T1。於連接關係上，第一光耦合器P1耦接於比較單元150。第一延遲器RC1耦接於第一光耦合器P1。第一電晶體T1耦接於第一延遲器RC1與第一光耦合器P1。此外，第二開關電路144包含第二光耦合器P2、第二延遲器RC2及第二電晶體T2。於連接關係上，第二光耦合器P2耦接於比較單元150。第二延遲器RC2耦接於第二光耦合器P2。第二電晶體T2耦接於第二延遲器RC2與第二光耦合器P2。

在一實施例中，第一延遲器RC1及第二延遲器RC2各自包含電阻-電容元件。在另一實施例中，上述電阻-電容元件之阻抗值可調整，以調整延遲致能期間之時間長度。在另一實施例中，第一光耦合器P1包含二極體D3，第二光耦合器P2包含二極體D2。二極體D3之陽極耦接比較單元150，且二極體D3之陰極耦接二極體D2的陽極，而二極體D2的陰極則耦接於比較單元150。

在又一實施例中，比較單元150包含比較器152以及第三電晶體T3。於連接關係上，第三電晶體T3耦接於第二光耦合器P2，第二光耦合器P2耦接於第一光耦合器P1，且第一光耦合器P1耦接於於比較單元150。詳細而言，第三電晶體T3之集極耦接於第二光耦合器P2的二極體D2之陰極，第二光耦合器P2的二極體D2之陽極耦接於第一光耦合器P1的二極體D3之陰極，第一光耦合器P1的二極體D3之陽極耦接於比較單元150之電阻R6。於操作關係上，比較器152用以比較直流電壓V1與預設電壓V2以輸出比較結果。第三電晶體T3用以根據比較結果而相應地開啟或關閉。上述第三電晶體T3之開啟或關閉的狀況詳述如後。

若比較結果為直流電壓V1大於預設電壓V2，則第三電晶體T3根據比較結果而開啟，因此，第一光耦合器P1及第二光耦合器P2相應地被開啟，而第一電晶體T1及第二電晶體T2則相應地被關閉，使得第一開關電路141及第二開關電路144關閉，據此，第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130彼此串聯。

若比較結果為直流電壓V1小於預設電壓V2，則第三電晶體T3根據比較結果而關閉，因此，第一光耦合器P1及第二光耦合器P2相應地被關閉，而第一電晶體T1及第二電晶體T2則相應地被開啟，使得第一開關電路141及第二開關電路144開啟，據此，第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130彼此並聯。

請一併參閱第1圖及第2圖，自全電壓式發光二極體裝置100、100A接收到交流電500起始至全電壓式發光二極體裝置100、100A進入穩態的期間定義為暫態時間。需說明的是，本發明實施例所預設之延遲致能期間的時間長度大於暫態時間之時間長度，如此一來，在暫態時間中，第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130勢必彼此串聯，以確保串聯連接方式之第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130能夠一同承受高壓直流電壓V1，而能有效避免瞬間過壓或過載對發光二極體單元造成損壞之狀況。

於另一實施例中，全電壓式發光二極體裝置100、100A更包含整流器110、濾波單元160及濾波單元170。於操作關係上，整流器110用以於暫態時間對交流電500進行整流以產生直流電壓V1，濾波單元160用以於暫態時間對直流電壓V1進行濾波，而濾波單元170用以於暫態時間對預設電壓V2進行濾波。

於再一實施例中，全電壓式發光二極體裝置100、100A之第一發光二極體模組120及第二發光二極體模組130各自具有發光二極體。再者，目前一般市電電壓大致可分為低壓100~130VAC與高壓200~260VAC，因此全電壓式發光二極體裝置100、100A可藉由有效地控制其第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130之串並聯狀態，以適應低壓操作(如：100~130VAC)及高壓操作(如：200~260VAC)。於操作條件上，全電壓式發光二極體裝置 100、100A的比較單元150可設定適當之預設電壓V2，以將臨界電壓設定在130~200VAC之間，或是臨界電壓設定於130~200VAC區間內之某一電壓值(例如165VAC)。一旦超過上述臨界電壓，則控制第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130使其串聯，而低於上述臨界電壓時，則控制第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130使其並聯。

第3A圖係依照本發明再一實施例繪示一種如第1圖所示之全電壓式發光二極體裝置100的詳細電路100示意圖。在一實施例中，第一發光二極體模組120可包含板上驅動器DOB A(driver on board)，第二發光二極體模組130可包含板上驅動器DOB B，板上驅動器包含驅動器及發光二極體，且驅動器及發光二極體皆位於同一電路板上。此外，第一開關電路141可包含繼電器(relay)，第二開關電路144可包含繼電器，比較單元150包含比較器152、判斷器154、電晶體Q1及電感L1。

於連接關係上，電晶體Q1之一端透過電感L1耦接於第一開關電路141，而另一端耦接於第二開關電路144。於操作上，比較器152用以比較直流電壓V1與預設電壓V2以輸出比較結果。判斷器154用以根據比較結果而導通或截止。於判斷器154截止時，電晶體Q1導通，俾以透過電感L1以開啟第一開關電路141與第二開關電路144，使得第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130透過第一開關電路141及第二開關電路144而彼此並 聯。於判斷器154導通時，電晶體Q1截止，俾使第一開關電路141與第二開關電路144關閉，此時第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130彼此串聯。

詳細而言，判斷器154包含第一二極體D4、第二二極體D5及延遲電路156。於連接關係上，第一二極體D4之陽極端耦接於電晶體Q1之控制端，其陰極端耦接於比較器152之輸出端。第二二極體D5之陽極端耦接於電晶體Q1之控制端，其陰極端耦接於延遲電路156。於操作上，若比較器152輸出之比較結果為電壓V2高於電壓V1，比較器152輸出為高電位(代表輸入交流電壓為低電壓，例如90~132V(伏特))，則第一二極體D4截止，俾使延遲電路156被充電至高電位(例如充電至高於電晶體Q1的閘極電壓VG)以使第二二極體D5截止，此時電晶體Q1相應地導通，使第一開關電路141與第二開關電路144短路，將第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130並聯。

若比較器152輸出之比較結果為電壓V1高於電壓V2，則比較器152輸出低電位(代表輸入交流電壓為高電壓，例如180~264V(伏特))，則第一二極體D4導通，此時無論延遲電路156之電壓V3為高電位或低電位，電晶體Q1皆相應地截止，使第一開關電路141與第二開關電路144開路，此時第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130串聯，電流會流經第一發光二極體模組120、二極體D1及第二發光二極體模組130。

在一實施例中，第3A圖所示之濾波單元160用以於暫態時間對直流電壓V1進行濾波，而濾波單元170用以於暫態時間對預設電壓V2進行濾波，其中濾波單元160包含電阻R7、電容C2與二極體D7，濾波單元160包含電阻R8、電容C1與二極體D6。此外，延遲電路156包含電阻-電容元件(如電阻R9、電容C3)。在另一實施例中，上述電阻-電容元件之阻抗值可調整，以調整延遲致能期間之時間長度。

在另一實施例中，第3A圖所示之電感L1、第一開關電路141及第二開關電路144皆可為繼電器，且可視實際需求而進行整合，此外，第一發光二極體模組120可為DOB A(driver on board)，第二發光二極體模組130可為DOB B。若電晶體Q1導通，繼電器A(如電感L1)通電時會產生磁力，以將繼電器B(如第一開關電路141)及繼電器C(如第二開關電路144)，從原本的開路狀態變成短路狀態，以使DOB A及DOB B並聯。若電晶體Q1不導通，繼電器B或繼電器C之開關可為開路，以使DOB A及DOB B串聯。於再一實施例中，第3A圖所示之二極體D2及電阻R5可用以消除電感L1於充放電時所產生之逆向電動勢，以保護電晶體Q1，避免電晶體Q1有被電壓擊穿之虞。

第3B圖係依照本發明又一實施例繪示一種如第1圖所示之全電壓式發光二極體裝置的詳細電路示意圖。相較於第3A圖，第3B圖所示之全電壓式發光二極體裝置更包含第一穩壓電路125及第二穩壓電路135。如第3B圖所 示，第一穩壓電路125之一端透過串並聯轉換電路147耦接第一發光二極體模組120之第二端，而另一端耦接於第二開關電路144。此外，第二穩壓電路135之一端耦接於第二發光二極體模組130之第二端，而另一端耦接於第二開關電路144。

在一實施例中，如第3B圖所示，第一穩壓電路125之上端點透過串並聯轉換電路147耦接第一發光二極體模組120之下端點，第一穩壓電路125之下端點耦接於第二開關電路144之接點PAD3。此外，第二穩壓電路135之上端點耦接於第二發光二極體模組130之下端點，第二穩壓電路135之下端點耦接於第二開關電路144之接點PAD4。再者，第一開關電路141的接點PAD5耦接於第一發光二極體模組120之上端點，第一開關電路141的接點PAD6透過串並聯轉換電路147耦接第一發光二極體模組120之下端點及第二發光二極體模組130之上端點。在另一實施例中，接點PAD3、PAD4及接點PAD5、PAD6可為但不限於繼電器(relay)、電晶體(如：金氧半場效應電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)或其餘合適之開關電路。

於操作上，若比較器152輸出之比較結果為電壓V2高於電壓V1，比較器152輸出為高電位(代表輸入交流電壓為低電壓，例如90~132V(伏特))，則判斷器154之第一二極體D4截止，俾使延遲電路156被充電至高電位(例如充電至高於電晶體Q1的閘極電壓VG)以使第二二 極體D5截止，此時電晶體Q1相應地導通，使第一開關電路141與第二開關電路144短路，將第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130並聯。當第一發光二極體模組120(包含板上驅動器DOB A)與第二發光二極體模組130(包含板上驅動器DOB B)並聯時，接點PAD3~PAD6短路，此時，第一發光二極體模組120由第一穩壓電路125來對其穩壓，而第二發光二極體模組130由第二穩壓電路135來對其穩壓。

另一方面，若比較器152輸出之比較結果為電壓V1高於電壓V2，則比較器152輸出低電位(代表輸入交流電壓為高電壓，例如180~264V(伏特))，則第一二極體D4導通，此時無論延遲電路156之電壓V3為高電位或低電位，電晶體Q1皆相應地截止，使第一開關電路141與第二開關電路144開路，此時第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130串聯，電流會流經第一發光二極體模組120、二極體D1及第二發光二極體模組130。當第一發光二極體模組120(包含板上驅動器DOB A)與第二發光二極體模組130(包含板上驅動器DOB B)串聯時，接點PAD3~PAD6開路。此時，原本要由第一發光二極體模組120流向第一穩壓電路125的電流，被二極體D1旁通(bypass)，因此，電流不會流經第一穩壓電路125，而是流向第二發光二極體模組130及第二穩壓電路135。此時，第一發光二極體模組120及第二發光二極體模組130共用第二穩壓電路135，由第二穩壓電路135來對上述兩者進行穩壓。

第3C圖係依照本發明另一實施例繪示一種如第3B圖所示之全電壓式發光二極體裝置的穩壓電路示意圖。需說明的是，第3B圖所示之第一穩壓電路125及第二穩壓電路135之內部電路皆可以第3C圖所示之穩壓電路示意圖來實現。在第3C圖中，以第一穩壓電路125之內部電路來進行說明，第一穩壓電路125包含電晶體T、偵測單元126及控制單元127。為瞭解電晶體T之連接關係，請一併參閱第3B圖及第3C圖，電晶體T之第一端N1透過串並聯轉換電路147耦接第一發光二極體模組120之下端點，而電晶體T之第二端N2耦接於第二開關電路144的接點PAD3。此外，偵測單元126用以接收並偵測交流電(如第1圖所示之交流電500)以輸出偵測電壓Vd。控制單元127耦接於偵測單元126及電晶體T之控制端，並用以接收並比較偵測電壓Vd與參考電壓，以控制電晶體T。上述參考電壓存於控制單元127內部，於實現本發明時，參考電壓之數值可適應性地依照實際需求而設定。

在一實施例中，若控制單元127判定偵測電壓Vd高於參考電壓，則控制單元127輸出低電位的控制信號CS至電晶體T之第二端N2，使第一發光二極體模組120輸出之平均電流降低。反之，若控制單元127判定偵測電壓Vd低於參考電壓，則控制單元127輸出高電位的控制信號CS至電晶體T之第二端N2，使第一發光二極體模組120輸出之平均電流升高，如此，即可使第一發光二極體模組120之功率趨於穩定。由於本案之全電壓式發光二極體裝置能 夠適應性地調整發光二極體模組輸出之平均電流，使得發光二極體模組之功率趨於穩定，因此，得以改善輸入電壓變化導致輸出電壓與電流不穩定，使得LED亮度隨之變化，並導致LED電流過高或其它元件電壓過高而燒毀的問題。

需說明的是，第二穩壓電路135之內部電路及操作方式類似於第一穩壓電路125，兩者之差異在於第二穩壓電路135之電晶體T(圖中未示)的連接方式，第二穩壓電路135之電晶體T的第一端N1耦接於第二發光二極體模組130之下端點，第二穩壓電路135之電晶體T的第二端N2耦接於第二開關電路144的接點PAD4。同樣地，第二穩壓電路135與第一穩壓電路125一樣能夠根據判斷結果以調整第二發光二極體模組130輸出之平均電流，如此，即可使第二發光二極體模組130之功率趨於穩定。

第4圖係繪示依照本發明又一實施方式的一種提供發光二極體裝置全電壓輸入的控制方法400之流程圖。如圖所示，本發明之控制方法400包含以下步驟：步驟410：自發光二極體驅動電路接收到交流電起始的延遲致能期間內，關閉開關單元以透過開關單元之串並聯轉換電路串聯第一發光二極體模組與第二發光二極體模組；步驟420：產生相應於交流電的直流電壓，並比較直流電壓與預設電壓；步驟430：在延遲致能期間後，進入正常操作期間，於 正常操作期間，若直流電壓大於預設電壓，關閉開關單元，俾使第一發光二極體模組與第二發光二極體模組彼此串聯，若直流電壓小於預設電壓，開啟開關單元，俾使第一發光二極體模組與第二發光二極體模組彼此並聯。

為使本發明實施例之提供發光二極體裝置全電壓輸入的控制方法400易於理解，請一併參閱第1圖及第4圖。於步驟410中，自全電壓式發光二極體裝置100接收到交流電500起始的延遲致能期間內，關閉開關單元140以透過開關單元140之串並聯轉換電路147串聯第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130。

於步驟420中，可藉由整流器110以於暫態時間對交流電500進行整流以產生相應於交流電500的直流電壓V1，並藉由比較單元150以比較直流電壓V1與預設電壓V2。於步驟430中，在延遲致能期間後，進入正常操作期間。於上述正常操作期間，若直流電壓V1大於預設電壓V2，關閉開關單元140，使得第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130彼此串聯。另一方面，若直流電壓V1小於預設電壓V2，開啟開關單元140，使得第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130彼此並聯。

由此可知，本發明提供之提供發光二極體裝置全電壓輸入的控制方法400可於延遲致能期間內，控制第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130使其彼此串聯，如此一來，即便交流電500較大，而使得相應於交流電500的直流電壓V1較高，採用串聯連接方式之第一發光 二極體模組120與第二發光二極體模組130得以一同承受上述高壓直流電壓V1，而能有效避免瞬間過壓或過載對發光二極體單元造成損壞之狀況。再者，於延遲致能期間後，進入正常操作期間，此時，提供發光二極體裝置全電壓輸入的控制方法400可依據相應於交流電500的直流電壓V1的大小，而控制其第一發光二極體模組120與第二發光二極體模組130之串並聯狀況，以適應低電壓操作與高電壓操作。

本發明實施例之提供發光二極體裝置全電壓輸入的控制方法400之解決問題的主要技術手段已說明如上，以下僅舉幾個實現提供發光二極體裝置全電壓輸入的控制方法400之實施例，以使本發明更易於理解，然本發明並不以後續實施例為限，合先敘明。

於一實施例中，提供發光二極體裝置全電壓輸入的控制方法400更包含以下步驟：調整電阻-電容元件之阻抗值，藉以調整延遲致能期間之時間長度。請一併參閱第2圖及第4圖，於上述步驟中，可藉由調整第一延遲器RC1及第二延遲器RC2各自包含的電阻-電容元件，以調整延遲致能期間之時間長度。於另一實施例中，自全電壓式發光二極體裝置100接收到交流電500起始至全電壓式發光二極體裝置100進入穩態的期間定義為暫態時間，此延遲致能期間之時間長度大於暫態時間之時間長度。

於再一實施例中，提供發光二極體裝置全電壓輸入的控制方法400更包含以下步驟：於暫態時間，對交流電 進行整流以產生直流電壓；以及於暫態時間，對直流電壓進行濾波。請一併參閱第1圖及第4圖，於上述步驟中，可藉由整流器110於暫態時間對交流電500進行整流以產生直流電壓V1，並藉由濾波單元160於暫態時間對直流電壓V1進行濾波。

再者，所屬技術領域中具有通常知識者當可明白，提供發光二極體裝置全電壓輸入的控制方法400中之各步驟依其執行之功能予以命名，僅係為了讓本案之技術更加明顯易懂，並非用以限定該等步驟。將各步驟予以整合成同一步驟或分拆成多個步驟，或者將任一步驟更換到另一步驟中執行，抑或依據實際需求而調整上述步驟之執行順序，皆仍屬於本揭示內容之實施方式。

由上述本發明實施方式可知，應用本發明具有下列優點。本發明實施例藉由提供一種全電壓式發光二極體裝置及提供發光二極體裝置全電壓輸入的控制方法，藉以改善發光二極體電路於暫態時間中無法有效地控制多組發光二極體單元的問題，而能有效避免瞬間過壓或過載對發光二極體單元造成損壞之狀況，以及解決傳統採用交流直接線性驅動方式之LED電路難以被全電壓供電的問題，並改善輸入電壓變化導致輸出電壓與電流不穩定，使得LED亮度隨之變化，並導致LED電流過高或其他元件電壓過高而燒毀的問題。

雖然上文實施方式中揭露了本發明的具體實施例，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具 有通常知識者，在不悖離本發明之原理與精神的情形下，當可對其進行各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當以附隨申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧全電壓式發光二極體裝置

110‧‧‧整流器

142‧‧‧端點

143‧‧‧端點

144‧‧‧第二開關電路

120‧‧‧第一發光二極體模組

122‧‧‧第一端

124‧‧‧第二端

130‧‧‧第二發光二極體模組

132‧‧‧第一端

134‧‧‧第二端

140‧‧‧開關單元

141‧‧‧第一開關電路

145‧‧‧端點

146‧‧‧端點

147‧‧‧串並聯轉換電路

148、149‧‧‧二極體

150‧‧‧比較單元

160‧‧‧濾波單元

170‧‧‧濾波單元

500‧‧‧交流電

Claims (28)

1. 一種全電壓式發光二極體裝置，包含：一第一發光二極體模組，包含一第一端及一第二端；一第二發光二極體模組，包含一第一端及一第二端；以及一開關單元，包含：一第一端，耦接於該第一發光二極體模組之該第一端；一串並聯轉換電路，其中該第一發光二極體模組之該第二端透過該串並聯轉換電路耦接於該第二發光二極體模組之該第一端；以及一第二端，耦接於該第二發光二極體模組之該第二端；以及其中自該全電壓式發光二極體裝置接收到一交流電起始的一延遲致能期間內，該開關單元被關閉，俾使該第一發光二極體模組與該第二發光二極體模組透過該開關單元之該串並聯轉換電路彼此串聯；其中在該延遲致能期間後，進入一正常操作期間，若相應於該交流電的一直流電壓大於一預設電壓，該開關單元被關閉，俾使該第一發光二極體模組與該第二發光二極體模組彼此串聯，若相應於該交流電的該直流電壓小於該預設電壓，該開關單元被開啟，俾使該第一發光二極體模組與該第二發光二極體模組彼此並聯。
2. 如請求項1所述之全電壓式發光二極體裝置，更包含一比較單元，其中該比較單元用以接收相應於該交流電的該直流電壓，並比較該直流電壓與該預設電壓，其中於該正常操作期間，若該直流電壓大於該預設電壓，該比較單元關閉該開關單元，若該直流電壓小於該預設電壓，該比較單元開啟該開關單元。
3. 如請求項2所述之全電壓式發光二極體裝置，其中該開關單元包含：一第一開關電路，其一端耦接於該第一發光二極體模組之該第一端，而另一端透過該串並聯轉換電路耦接該第一發光二極體模組之該第二端及該第二發光二極體模組之該第一端；以及一第二開關電路，其一端透過該串並聯轉換電路耦接該第一發光二極體模組之該第二端及該第二發光二極體模組之該第一端，而另一端耦接於該第二發光二極體模組之該第二端。
4. 如請求項3所述之全電壓式發光二極體裝置，其中於該正常操作期間，若該直流電壓大於該預設電壓，該第一開關電路及該第二開關電路被關閉，俾使該第 一發光二極體模組與該第二發光二極體模組透過該串並聯轉換電路彼此串聯；其中若該直流電壓小於該預設電壓，該第一開關電路及該第二開關電路被開啟，俾使該第一發光二極體模組與該第二發光二極體模組透過該第一開關電路及該第二開關電路而彼此並聯。
5. 如請求項4所述之全電壓式發光二極體裝置，其中第一開關電路包含：一第一光耦合器，耦接於該比較單元；一第一延遲器，耦接於該第一光耦合器；以及一第一電晶體，耦接於該第一延遲器；其中該第二開關電路包含：一第二光耦合器，耦接於該比較單元；一第二延遲器，耦接於該第二光耦合器；以及一第二電晶體，耦接於該第二延遲器。
6. 如請求項5所述之全電壓式發光二極體裝置，其中該第一延遲器及該第二延遲器各自包含一電阻-電容元件。
7. 如請求項6所述之全電壓式發光二極體裝置，其中該些電阻-電容元件之阻抗值可調整，以調整該延遲致能期間之時間長度。
8. 如請求項5所述之全電壓式發光二極體裝置，其中該比較單元包含：一比較器，用以比較該直流電壓與該預設電壓以輸出一比較結果；以及一第三電晶體，耦接於該第二光耦合器，該第二光耦合器耦接於該第一光耦合器，其中該第三電晶體用以根據該比較結果而啟閉。
9. 如請求項8所述之全電壓式發光二極體裝置，其中若該比較結果為該直流電壓大於該預設電壓，該第三電晶體根據該比較結果而開啟，該第一光耦合器及該第二光耦合器相應地被開啟，該第一電晶體及該第二電晶體則相應地被關閉，俾使該第一開關電路及該第二開關電路關閉。
10. 如請求項8所述之全電壓式發光二極體裝置，其中若該比較結果為該直流電壓小於該預設電壓，該第三電晶體根據該比較結果而關閉，該第一光耦合器及該第二光耦合器相應地被關閉，該第一電晶體及該第二電晶 體則相應地被開啟，俾使該第一開關電路及該第二開關電路開啟。
11. 如請求項1~10任一項所述之全電壓式發光二極體裝置，其中自該全電壓式發光二極體裝置接收到該交流電起始至該全電壓式發光二極體裝置進入穩態的期間定義為一暫態時間，其中該延遲致能期間之時間長度大於該暫態時間之時間長度。
12. 如請求項11所述之全電壓式發光二極體裝置，更包含：一整流器，用以於該暫態時間對該交流電進行整流以產生該直流電壓；以及一濾波單元，用以於該暫態時間對該直流電壓進行濾波。
13. 如請求項1~10任一項所述之全電壓式發光二極體裝置，其中該第一發光二極體模組及該第二發光二極體模組各自包含一發光二極體。
14. 如請求項1所述之全電壓式發光二極體裝置，其中該串並聯轉換電路包含一二極體。
15. 如請求項3所述之全電壓式發光二極體裝置，其中該比較單元包含：一比較器，用以比較該直流電壓與該預設電壓以輸出一比較結果；一判斷器，用以根據該比較結果而導通或截止；以及一第一電晶體，其一端透過一電感耦接於該第一開關電路，而另一端耦接於該第二開關電路；其中於該判斷器截止時，該第一電晶體導通，俾以透過該電感以開啟該第一開關電路與該第二開關電路，使得該第一發光二極體模組與該第二發光二極體模組透過該第一開關電路及該第二開關電路而彼此並聯；其中於該判斷器導通時，該第一電晶體截止，俾使該第一開關電路與該第二開關電路關閉，使得該第一發光二極體模組與該第二發光二極體模組彼此串聯。
16. 如請求項15所述之全電壓式發光二極體裝置，其中該判斷器包含：一第一二極體，其陽極端耦接於該第一電晶體之控制端，其陰極端耦接於該比較器之輸出端；一延遲電路；以及一第二二極體，其陽極端耦接於該第一電晶體之控制端，其陰極端耦接於該延遲電路。
17. 如請求項16所述之全電壓式發光二極體裝置，其中若該比較器輸出之該比較結果為高電位，則該第一二極體截止，俾使該延遲電路被充電至高電位以使該第二二極體截止，且該第一電晶體相應地導通；其中若該比較器輸出之該比較結果為低電位，則該第一二極體導通，俾使該第一電晶體相應地截止。
18. 如請求項15~17任一項所述之全電壓式發光二極體裝置，更包含：一第一穩壓電路，其一端透過該串並聯轉換電路耦接該第一發光二極體模組之該第二端，而另一端耦接於該第二開關電路；以及一第二穩壓電路，其一端耦接於該第二發光二極體模組之該第二端，而另一端耦接於該第二開關電路。
19. 如請求項18所述之全電壓式發光二極體裝置，其中該第一穩壓電路包含：一第二電晶體，其第一端透過該串並聯轉換電路耦接該第一發光二極體模組之該第二端，而第二端耦接於該第二開關電路；一第一偵測單元，用以接收並偵測該交流電以輸出一第一偵測電壓；以及一第一控制單元，耦接於該第一偵測單元及該第二電 晶體之一控制端，並用以接收並比較該第一偵測電壓與一第一參考電壓，以控制該第二電晶體。
20. 如請求項19所述之全電壓式發光二極體裝置，其中若該第一控制單元判定該第一偵測電壓高於該第一參考電壓，則該第一控制單元輸出一低電位的控制信號至該第二電晶體之該第二端；其中若該第一控制單元判定該第一偵測電壓低於該第一參考電壓，則該第一控制單元輸出一高電位的控制信號至該第二電晶體之該第二端。
21. 如請求項20所述之全電壓式發光二極體裝置，其中該第二穩壓電路包含：一第三電晶體，其第一端耦接於該第二發光二極體模組之該第二端，而第二端耦接於該第二開關電路；一第二偵測單元，用以接收並偵測該交流電以輸出一第二偵測電壓；以及一第二控制單元，耦接於該第二偵測單元及該第三電晶體之一控制端，並用以接收並比較該第二偵測電壓與一第二參考電壓，以控制該第三電晶體。
22. 如請求項21所述之全電壓式發光二極體裝置，其中若該第二控制單元判定該第二偵測電壓高於該第 二參考電壓，則該第二控制單元輸出一低電位的控制信號至該第三電晶體之該第二端；其中若該第二控制單元判定該第二偵測電壓低於該第二參考電壓，則該第二控制單元輸出一高電位的控制信號至該第三電晶體之該第二端。
23. 如請求項15~17任一項所述之全電壓式發光二極體裝置，其中該第一開關電路及該第二開關電路各自包含一繼電器。
24. 一種提供發光二極體裝置全電壓輸入的控制方法，其中該發光二極體裝置包含一第一發光二極體模組、一第二發光二極體模組及一開關單元，該開關單元之第一端耦接於該第一發光二極體模組之第一端，該第一發光二極體模組之第二端透過該開關單元之串並聯轉換電路耦接於該第二發光二極體模組之第一端，該開關單元之第二端耦接於該第二發光二極體模組之第二端，其中該控制方法包含：自該發光二極體驅動電路接收到一交流電起始的一延遲致能期間內，關閉該開關單元以透過該開關單元之該串並聯轉換電路串聯該第一發光二極體模組與該第二發光二極體模組；產生相應於該交流電的一直流電壓，並比較該直流電 壓與一預設電壓；以及在該延遲致能期間後，進入一正常操作期間，於該正常操作期間，若該直流電壓大於該預設電壓，關閉該開關單元，俾使該第一發光二極體模組與該第二發光二極體模組彼此串聯，若該直流電壓小於該預設電壓，開啟該開關單元，俾使該第一發光二極體模組與該第二發光二極體模組彼此並聯。
25. 如請求項24所述之控制方法，其中該開關單元包含一第一開關電路及一第二開關電路，該第一開關電路包含一第一延遲器，該第二開關電路包含一第二延遲器，其中該第一延遲器及該第二延遲器各自包含一電阻-電容元件，其中該控制方法更包含：調整該些電阻-電容元件之阻抗值，藉以調整該延遲致能期間之時間長度。
26. 如請求項24~25任一項所述之控制方法，其中自該發光二極體裝置接收到該交流電起始至該發光二極體裝置進入穩態的期間定義為一暫態時間，其中該延遲致能期間之時間長度大於該暫態時間之時間長度。
27. 如請求項26所述之控制方法，更包含：於該暫態時間，對該交流電進行整流以產生該直流電 壓；以及於該暫態時間，對該直流電壓進行濾波。
28. 如請求項24~25任一項所述之控制方法，其中該第一發光二極體模組及該第二發光二極體模組各自包含一發光二極體。