TWI779721B - 具自動定序功能之發光二極體燈串及其自動定序方法 - Google Patents

Abstract

一種發光二極體燈串之自動定序方法。該發光二極體燈串包含複數發光二極體模組，該方法包含步驟：(a)、在該等發光二極體模組開機操作前，建立一起始參考時間；(b)、當每一該發光二極體模組操作後，每一該發光二極體模組的一工作電壓上升到達一辨識電壓，產生從該起始參考時間為起始的複數個不同的時間差值；以及(c)、根據該等時間差值，判斷該等發光二極體模組的順序，以達到自動定序的功能。

Description

具自動定序功能之發光二極體燈串及其自動定序方法

本發明係有關一種具自動定序功能之發光二極體燈串及其自動定序方法，尤指一種透過時間計算方式達到具自動定序功能之發光二極體燈串及其自動定序方法。

由於發光二極體(light-emitting diode,LED)具有發光效率高、低耗電量、壽命長、響應速度快、可靠度高…等的優點，因此，發光二極體已廣泛地以燈條(light bar)或燈串(light string)的串聯、並聯或串並聯的連接方式，應用於照明用燈具或裝飾用發光，例如聖誕樹燈飾、運動鞋發光特效…等。

以節慶燈飾為例，完整的發光二極體燈具基本上包含發光二極體燈串(具有複數個燈)與驅動該燈的驅動單元。驅動單元與該燈串電性連接，並且透過對該燈提供所需電力以及具有發光資料的控制信號，以點控的方式或者同步的方式控制，實現發光二極體燈具多樣化的燈光輸出效果與變化。

以現行的技術而言，為了驅動發光二極體燈串的該些發光二極體以多樣化地發光，該些發光二極體具有不同的位址順序資料。該些發光二極體接收包含發光資料及位址資料的發光信號：如果發光二極體的該位址順序資料與該發光信號的位址資料相同，則該發光二極體依據發光信號的發光資料發光；如 果發光二極體的位址順序資料與發光信號的位址資料不相同，則發光二極體跳過發光信號的該發光資料。

目前，發光二極體燈串的該些發光二極體之定序方法大多很複雜或困難；例如，在該些發光二極體被組合成發光二極體燈串之前，需對每一個發光二極體燒錄不同的位址順序資料。之後，該些發光二極體按照位址順序資料依序地被放置並組合成該發光二極體燈串。如果該些發光二極體沒有按照位址順序資料依序地被放置，則該些發光二極體的多樣化的發光無法被正確地達成。

為此，如何設計出一種具自動定序功能之發光二極體燈串及其自動定序方法，特別是一種透過時間計算方式達到具自動定序功能之發光二極體燈串及其自動定序方法，以解決現有技術之問題，乃為本案發明人所研究的重要課題。

本發明之一目的在於提供一種具自動定序功能之發光二極體燈串，解決現有技術以位址作為發光二極體定序所存在的問題。

為達成前揭目的，本發明所提出的具自動定序功能之發光二極體燈串包含一線路開關、複數個發光二極體模組以及一控制單元。該等發光二極體模組連接該線路開關。各該發光二極體模組包含一辨識電路，連接一驅動電壓源。該控制單元用以產生一控制信號控制該線路開關的導通與關斷。在該等發光二極體模組開機操作前，該控制單元控制關斷該線路開關，使得各該發光二極體模組的一工作電壓低於一辨識電壓，進而該辨識電路建立一起始參考時間。該控制單元控制導通該線路開關，使得該工作電壓上升到達該辨識電壓，進而該辨識電 路產生從該起始參考時間為起始的複數個不同的時間差值。該等發光二極體模組根據該等時間差值，判斷自身的順序，以達到自動定序的功能。

在一實施例中，所產生的該等時間差值大小與複數時間差值範圍比對，以決定該等發光二極體模組的順序。

在一實施例中，該等時間差值範圍係建立於一查找表中。

在一實施例中，該辨識電路包含串聯連接的複數個二極體、一開關、一電阻以及一切換開關。該開關串聯連接該等二極體形成一串聯路徑。該電阻的一端連接該串聯路徑的一端。該切換開關連接該串聯路徑的另一端與該電阻的另一端，用以切換為該串聯路徑上的該等二極體與該開關的操作，或者切換為該電阻的操作。該辨識電路包含串聯連接的複數個P型金屬氧化物半導體場效電晶體開關、一P型金屬氧化物半導體場效電晶體開關以及一切換開關。串聯連接的該等P型金屬氧化物半導體場效電晶體開關形成一串聯路徑。該P型金屬氧化物半導體場效電晶體開關的一端連接該串聯路徑的一端。該切換開關連接該串聯路徑的另一端與該P型金屬氧化物半導體場效電晶體開關的另一端，用以切換為該串聯路徑上的該等P型金屬氧化物半導體場效電晶體開關的操作，或者切換為該P型金屬氧化物半導體場效電晶體開關的操作。

在一實施例中，該辨識電路包含串聯連接的複數個N型金屬氧化物半導體場效電晶體開關、一N型金屬氧化物半導體場效電晶體開關以及一切換開關。串聯連接的該等N型金屬氧化物半導體場效電晶體開關形成一串聯路徑。該N型金屬氧化物半導體場效電晶體開關的一端連接該串聯路徑的一端。該切換開關連接該串聯路徑的另一端與該N型金屬氧化物半導體場效電晶體開關的另一端，用以切換為該串聯路徑上的該等N型金屬氧化物半導體場效電晶體開關的操作，或者切換為該N型金屬氧化物半導體場效電晶體開關的操作。

在一實施例中，該等發光二極體模組係形成串聯連接架構的發光二極體燈串。

在一實施例中，該等發光二極體模組係形成串並聯連接架構的發光二極體燈串。

在一實施例中，該等發光二極體模組係形成並串聯連接架構的發光二極體燈串。

藉由所提出的具自動定序功能之發光二極體燈串，透過內建查找表所提供的時間差值與燈序的相應關係，可透過獲得的時間差值對應查找，以決定發光二極體模組的順序，藉此可簡化電路設計、快速地完成發光二極體燈串的定序。

本發明之另一目的在於提供一種發光二極體燈串之自動定序方法，解決現有技術以位址作為發光二極體定序所存在的問題。

為達成前揭目的，本發明所提出的發光二極體燈串之自動定序方法，其中該發光二極體燈串包含複數發光二極體模組。該方法包含步驟：(a)、在該等發光二極體模組開機操作前，建立一起始參考時間；(b)、當每一該發光二極體模組操作後，每一該發光二極體模組的一工作電壓上升到達一辨識電壓產生從該起始參考時間為起始的複數個不同的時間差值；以及(c)、根據該等時間差值，判斷該等發光二極體模組的順序，以達到自動定序的功能。

在一實施例中，在步驟(a)中包含：控制關斷連接該等發光二極體模組的一線路開關，使得各該發光二極體模組的該工作電壓低於該辨識電壓，進而該辨識電路建立該起始參考時間。

在一實施例中，在步驟(b)中包含：控制導通該線路開關，使得該工作電壓上升到達該辨識電壓。

在一實施例中，所產生的該等時間差值大小與複數時間差值範圍比對，以決定該等發光二極體模組的順序。

在一實施例中，該等時間差值範圍係建立於一查找表中。

藉由所提出的發光二極體燈串之自動定序方法，透過內建查找表所提供的時間差值與燈序的相應關係，可透過獲得的時間差值對應查找，以決定發光二極體模組的順序，藉此可簡化電路設計、快速地完成發光二極體燈串的定序。

為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得到深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

LED₁~LED_N:發光二極體模組

S_LED:開關

V+:正電壓端

V-:負電壓端

V_DC+:直流正電壓端

V_DC-:直流負電壓端

V_DD:直流驅動電壓

V_IDEN:辨識電壓

100:控制單元

10:辨識電路

D₁₁~D₁₃:二極體

S₁₁:開關

R₁₁:電阻

SW₁:切換開關

S₂₁~S₂₄:開關

SW₂:切換開關

S₃₁~S₃₄:開關

SW₃:切換開關

t₀:起始參考時間

t₁~t₅₀:時間

T₁~T₅₀:時間差值

10:電源線

11,12,…,1N:發光二極體模組

R_L1,R_L2,…,R_LN,R_L1’,R_L2’,…,R_LN’:線阻

R₁,R₂,….,R_N:電阻

C₁,C₂,….,C_N:寄生電容

V₁,V₂,…,V_N:電壓

Vdc:供電電源

Idc:供電電源

S11~S13:步驟

圖1：係為本發明複數發光二極體模組形成串聯連接架構的具自動定序功能之發光二極體燈串的電路方塊圖。

圖2：係為本發明複數發光二極體模組形成串並聯連接架構的具自動定序功能之發光二極體燈串的電路方塊圖。

圖3：係為本發明複數發光二極體模組形成並串聯連接架構的具自動定序功能之發光二極體燈串的電路方塊圖。

圖4A：係為本發明發光二極體模組之辨識電路的第一實施例的電路圖。

圖4B：係為本發明發光二極體模組之辨識電路的第二實施例的電路圖。

圖4C：係為本發明發光二極體模組之辨識電路的第三實施例的電路圖。

圖5：係為本發明透過時間計算方式達到具自動定序功能之波形示意圖。

圖6A：為本發明定電壓源供電之並聯定序之發光二極體燈串之第一實施例的電路圖。

圖6B：為本發明定電流源供電之並聯定序之發光二極體燈串之第一實施例的電路圖。

圖7A：為本發明定電壓源供電之並聯定序之發光二極體燈串之第二實施例的電路圖。

圖7B：為本發明定電流源供電之並聯定序之發光二極體燈串之第二實施例的電路圖。

圖8：係為本發明發光二極體燈串之自動定序方法的流程圖。

茲有關本發明之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下。

請參見圖1所示，其係為本發明複數發光二極體模組形成串聯連接架構的具自動定序功能之發光二極體燈串的電路方塊圖。在此實施例中，具自動定序功能之發光二極體燈串(以下簡稱發光二極體燈串)包含複數發光二極體模組LED₁~LED_N。該些發光二極體模組LED₁~LED_N係形成(N個)串聯連接架構的發 光二極體燈串。其中，第一個發光二極體模組LED₁的正電壓端V+透過一開關S_LED耦接至一直流正電壓端V_DC+，居間的所有發光二極體模組則相互串聯，而最後一個發光二極體模組LED_N的負電壓端V-透過耦接至一直流負電壓端V_DC-。在此線路架構下，控制單元100用以控制開關S_LED的導通與關斷，進而控制直流驅動電壓V_DD對該些發光二極體模組LED₁~LED_N的供電驅動與否。

請參見圖2所示，其係為本發明複數發光二極體模組形成串並聯連接架構的具自動定序功能之發光二極體燈串的電路方塊圖。在此實施例中，發光二極體燈串包含複數發光二極體模組LED₁₁~LED_1N、LED₂₁~LED_2N、LED_M1~LED_MN。這些發光二極體模組係形成N個發光二極體模組為一串聯結構，且具有M條串聯架構並聯所形成的發光二極體燈串。其中，每一條串聯架構的第一個發光二極體模組LED₁₁、LED₂₁、LED_M1的正電壓端V+透過一開關S_LED耦接至一直流正電壓端V_DC+，居間的所有發光二極體模組則對應地相互串聯或並聯，而最後一個發光二極體模組LED_1N、LED_2N、LED_MN的負電壓端V-透過耦接至一直流負電壓端V_DC-。在此線路架構下，控制單元100用以控制開關S_LED的導通與關斷，進而控制直流驅動電壓V_DD對該些發光二極體模組LED₁₁~LED_1N、LED₂₁~LED_2N、LED_M1~LED_MN的供電驅動與否。

請參見圖3所示，其係為本發明複數發光二極體模組形成並串聯連接架構的具自動定序功能之發光二極體燈串的電路方塊圖。在此實施例中，發光二極體燈串包含複數發光二極體模組LED₁₁~LED_M1、LED₁₂~LED_M2、LED_1N~LED_MN。這些發光二極體模組係形成M個發光二極體模組為一並聯結構，且具有N條並聯架構所串聯形成的發光二極體燈串。其中，第一條並聯結構的每一個發光二極體模組LED₁₁、LED₂₁、LED_M1的正電壓端V+透過一開關S_LED耦接至一直流正電壓端V_DC+，居間的所有發光二極體模組則對應地相互串聯或並聯，而最後一條並聯結構的每一個發光二極體模組LED_1N、LED_2N、LED_MN的負電壓端V-透過耦接至 一直流負電壓端V_DC-。在此線路架構下，控制單元100用以控制開關S_LED的導通與關斷，進而控制直流驅動電壓V_DD對該些發光二極體模組LED₁₁~LED_M1、LED₁₂~LED_M2、LED_1N~LED_MN的供電驅動與否。

以圖1所示串聯連接架構的發光二極體燈串為例說明，並且假設發光二極體模組的數量為50個。其中，每一個發光二極體模組包含一辨識電路10。請參見圖4A所示，其係為本發明發光二極體模組之辨識電路的第一實施例的電路圖。該辨識電路10具有，例如但非以限制，三個串聯的二極體D₁₁~D₁₃，以及串聯二極體D₁₁~D₁₃的一個開關S₁₁。在外加的直流驅動電壓V_DD逐漸增加時，舉例來說，由於三個串聯二極體D₁₁~D₁₃的順偏電壓為2.1伏特(每一個為0.7伏特)，加上開關S₁₁的0.7伏特順偏電壓則為2.8伏特的總順偏電壓。因此，當該直流驅動電壓V_DD逐漸增加而尚未達到但接近2.8伏特時(例如但不限制為2.6伏特)，透過將開關S_LED關斷(turned off)，使得直流驅動電壓V_DD瞬間降低，且低於辨識電壓V_IDEN。此時，透過切換開關SW₁由第2端點與第1端點的連接狀態，切換為由第2端點與第3端點的連接狀態，即由串聯二極體D₁₁~D₁₃與開關S₁₁的路徑切換為電阻R₁₁的路徑，記錄此時的時間作為起始參考時間t₀，使得起始參考時間t₀能夠被產生(設定)作為使用時間計算方式的基準時間，並且開始計算(紀錄)發光二極體模組的電壓逐漸增加而達到辨識電壓V_IDEN的時間，因此可獲得該發光二極體模組的時間差值，以第一個發光二極體為例即為第一時間差值T₁=t₁-t₀。

此時，所有50個發光二極體模組的正電壓端V+相對於負電壓端V-為基準(以下簡稱相對電壓波形)的電壓波形則如圖5所示意。根據如圖5所示意的電路特性，即對於不同的發光二極體模組，其所呈現的50組相對電壓波形與其串聯順序有明顯的正相關性，故此，根據此電路特性，透過時間計算方式達到所有50個發光二極體模組的自動定序。

具體地，由於相對電壓波形係為個別發光二極體模組的電壓特性，為使所有(50組)相對電壓波形能夠作為有效判斷其相對應的發光二極體模組的順序，因此，透過導入起始參考(基準)時間的概念，將每個相對電壓波形的時間與起始參考時間做差值的計算，可獲得複數個不同的時間差值。如圖5所示的，由於直流驅動電壓V_DD逐漸增加，使得第一個發光二極體模組LED₁的電壓達到辨識電壓V_IDEN時，因此，從起始參考時間t₀開始起算至第一個發光二極體模組LED₁的電壓達到辨識電壓V_IDEN時(即第一時間t₁)之間的時間差值即為第一時間差值T₁。同理，由於直流驅動電壓V_DD逐漸增加，使得第二個發光二極體模組LED₂的電壓達到辨識電壓V_IDEN時，因此，從起始參考時間t₀開始起算至第二個發光二極體模組LED₂的電壓達到辨識電壓V_IDEN時(即第二時間t₂)之間的時間差值即為第二時間差值T₂。依此類推，由於直流驅動電壓V_DD逐漸增加，使得第50個發光二極體模組LED₅₀的電壓達到辨識電壓V_IDEN時，因此，從起始參考時間t₀開始起算至第50個發光二極體模組LED₅₀的電壓達到辨識電壓V_IDEN時(即第50時間t₅₀)之間的時間差值即為第50時間差值T₅₀。

在時間t₀之前，即起始參考時間t₀之前，將開關S_LED導通(turned on)時，因此，直流驅動電壓V_DD瞬間提高，全部的發光二極體模組成為高電位狀態。然後，在起始參考時間t₀時，將開關S_LED關斷(turned off)。此時，直流驅動電壓V_DD瞬間降低。如圖5所示，當直流驅動電壓V_DD瞬間降低且低於辨識電壓V_IDEN時，設定當時的時間為起始參考時間t₀。

請參見圖4B所示，其係為本發明發光二極體模組之辨識電路的第二實施例的電路圖。因為p-型金屬氧化物半導體場效電晶體開關(例如MOS開關)S₂₁、S₂₂、S₂₃的基板，或稱基體或基底(substrate)皆連接在一起，作為共用的基準點(直接使用積體電路的基板)，此時電路特性相近於極小的阻值，因此，所流經開關S₂₁、S₂₂、S₂₃的電流很大(例如350毫安培)，並且對每個發光二極體模組而 言，都是相近似的電路效應，故此，每一個發光二極體模組的相對電壓波形在起始參考時間t₀時可視為重疊在同一條線上，基於大電流瞬間放電的原理。

換言之，透過先將開關S_LED導通，使直流驅動電壓V_DD瞬間提高，然後，再將開關S_LED關斷，使直流驅動電壓V_DD瞬間降低，而形成所有發光二極體模組的相對電壓波形在起始參考時間t₀時重疊，使得起始參考時間t₀能夠被產生(設定)作為使用時間計算方式的基準時間，藉此，能夠計算、獲得前揭複數個時間差值。此時，透過切換開關SW₂由第2端點與第1端點的連接狀態，切換為由第2端點與第3端點的連接狀態，即由串聯開關S₂₁~S₂₃的路徑切換為開關S₂₄的路徑，記錄此時的時間作為起始參考時間t₀，使得起始參考時間t₀能夠被產生(設定)作為使用時間計算方式的基準時間。然後，再將開關S_LED導通，並且控制直流驅動電壓V_DD緩慢地上升，例如但不限制為，透過連接到電容元件，使得直流驅動電壓V_DD達到緩慢地上升，因此開始計算(紀錄)發光二極體模組的電壓逐漸增加而達到辨識電壓V_IDEN的時間，因此可獲得該發光二極體模組的時間差值，以第一個發光二極體為例即為第一時間差值T₁=t₁-t₀。因此，完整的50組相對電壓波形的示意則可如圖5所示。

此外，請參見圖4C所示，其係為本發明發光二極體模組之辨識電路的第三實施例的電路圖。第三實施例與第二實施例最主要的差異在於第三實施例使用的是n-型金屬氧化物半導體場效電晶體開關(例如MOS開關)S₃₁、S₃₂、S₃₃的基板皆連接在一起，作為共用的基準點，其餘的操作原則皆可類比第二實施例辨識電路，因此，在此不多加贅述。

綜上說明，起始參考時間t₀可獲得(透過將開關S_LED關斷使所有發光二極體模組的相對電壓波形重疊時的那個時間點可設定(定義)為起始參考時間t₀，並且每一個發光二極體模組LED₁~LED₅₀的電壓達到辨識電壓V_IDEN的時間 長度(時間寬度)皆可計算(紀錄)得知，故此，可以獲得所有發光二極體模組LED₁~LED₅₀的時間差值T₁~T₅₀。

在一實施例中，所述辨識電壓V_IDEN例如但不限制為1.5或2伏特。此外，在起始參考時間t₀時(尚未瞬間降低前)的電壓約為3伏特(假設外部供電電壓為150伏特，由50個發光二極體模組平均承擔)。

更進一步地，透過在每一個發光二極體模組LED₁~LED_N內建立一查找表(lookup table)的方式實現定序(順序)的辨識、判斷。舉例來說，電路設計者可根據時間差值的(範圍)大小對應發光二極體模組LED₁~LED_N的順序，預先建立該查找表，以達到對該等發光二極體模組LED₁~LED_N的定序。

如下所示，為該查找表的一種實施方式，其中以50個發光二極體模組LED₁~LED_N為例加以說明。

藉此，當每一發光二極體模組LED₁~LED_N操作後，即可根據所獲得的時間差值，對應內建查找表的燈序，即可獲得各該每一發光二極體模組LED₁~LED_N的燈序。舉例來說，當某一個發光二極體模組獲得的時間差值為12.95 微秒時，該發光二極體模組根據其內建的查找表可對應其係為第4個發光二極體模組。以或者，當某一個發光二極體模組獲得的時間差值為17.08微秒時，該發光二極體模組根據其內建的查找表可對應其係為第6個發光二極體模組。依此類推，在此不再贅述。藉此，根據該等時間差值，判斷該等發光二極體模組的順序，以達到自動定序的功能。

附帶一提，前揭查找表的時間差值係以時間範圍為設計，即並非以特定的時間值進行比對。如前揭實施例，係以2微秒的時間範圍進行設計燈序對應，然並非以此為限制本發明，實際上可根據發光二極體模組的數量、辨識電壓V_IDEN的大小或其他的電路參數，對查找表內的時間範圍予以不同的設計。

故此，當發光二極體燈串(的所有發光二極體模組)定序完成後，結束定序模式，重新返回正常操作模式，因此，不再需要辨識電路10運作，即接著進行序號資料與發光資料的發送，使得發光二極體模組進行其受控制的發光行為。

請參見圖6A與圖6B所示，其係分別為本發明定電壓源供電與定電流源供電之並聯定序之發光二極體燈串之第一實施例的電路圖。再者，請參見圖7A與圖7B所示，其係分別為本發明定電壓源供電與定電流源供電之並聯定序之發光二極體燈串之第二實施例的電路圖。前述說明係主要著重在當發光二極體模組LED₁~LED_N構成串聯結構的發光二極體燈串時所採用以時間差值的(範圍)大小作為發光二極體模組LED₁~LED_N順序的判斷。此外，針對並聯結構的發光二極體燈串係採用透過調整阻值的方式，或者阻值補償的方式達成快速地完成發光二極體燈串的定序。因此，對於串並聯連接結構(圖2)或者並串聯連接結構(圖3)中，串聯連接的部分則以圖4A~圖4C以及圖5的方式實現，並聯連接的部分則以圖6A與圖6B以及圖7A與圖7B的方式實現。以下針對圖6A與圖6B以及圖7A與圖7B略加說明。

如圖6A所示，並聯連接之該等發光二極體模組11,12,…,1N接收一供電電源Vdc。在本實施例中，該供電電源Vdc為一定電壓源(constant voltage source)，用以提供一固定電壓大小的電壓源。該供電電源Vdc經由該等線阻R_L1,R_L2,…,R_LN,R_L1’,R_L2’,…,R_LN’與該等發光二極體模組11,12,…,1N內的該等電阻R₁,R₂,….,R_N，使得在各該發光二極體模組11,12,…,1N上所產生的電壓大小不同。

在上電時，由於各該發光二極體模組11,12,…,1N內的電路尚未啟動、運作，因此，各該發光二極體模組11,12,…,1N可等效為對應的電阻R₁,R₂,….,R_N。再者，為方便說明，可將線阻R_L1與線阻R_L1’等效為單線的線阻R_L1，同樣地，線阻R_L2與線阻R_L2’等效為單線的線阻R_L2，…線阻R_LN與線阻R_LN’等效為單線的線阻R_LN。

當上電時，該供電電源Vdc對該等發光二極體模組11,12,…,1N供電，由於電流流經各線阻R_L1,R_L2,…,R_LN所造成的電壓差，對本實施例而言，定電壓源的該供電電源Vdc經各線阻R_L1,R_L2,…,R_LN所造成的電壓差係為電壓降，因此，在各該發光二極體模組11,12,…,1N上所產生的電壓大小不同。配合圖6A所示，其係為本發明並聯定序之發光二極體燈串之第一實施例的電壓示意圖，在第一發光二極體模組11上的一第一電壓V₁大於在第二發光二極體模組12上的一第二電壓V₂、該第二電壓V₂大於在第三發光二極體模組13上的一第三電壓V₃、…依此類推，意即，前面(上游)的發光二極體模組所產生的電壓大於後面(下游)的發光二極體模組所產生的電壓(V₁>V₂>…>V_N)。藉此，根據所產生的電壓V₁,V₂,…,V_N大小不同，對該等發光二極體模組11,12,…,1N進行定序。以下，針對所產生的電壓V₁,V₂,…,V_N大小不同與發光二極體模組11,12,…,1N的定序原理加以說明。

在一種實施例中，可透過內建對應的查找表(lookup table)的方式實現。舉例來說，電路設計者可根據該供電電源Vdc的大小、該等發光二極體模組 11,12,…,1N的數量、該等線阻R_L1,R_L2,…,R_LN的(估測)大小、以及該等電阻R₁,R₂,….,R_N的大小，預先建立該查找表，以供所產生的電壓V₁,V₂,…,V_N的對應，以達到對該等發光二極體模組11,12,…,1N的定序。

為了提高所偵測到的電壓與查找表的電壓範圍的比對、判斷、辨識的準確度，因此，各該發光二極體模組11,12,…,1N內的各該電阻R₁,R₂,….,R_N係可為阻值可調整的一可控制電阻。並且，於上電進行對該等發光二極體模組11,12,…,1N定序時，可透過將各該可控制電阻(即各該電阻R₁,R₂,….,R_N)的阻值設計為最小值，使得流經各該電阻R₁,R₂,….,R_N的電流最大，因此在各該發光二極體模組11,12,…,1N上產生的電壓V₁,V₂,…,V_N可為最大，藉此可提高所偵測到的電壓與查找表的電壓範圍的比對、判斷、辨識的準確度。

如圖6B所示，在本實施例中，該供電電源Idc為一定電流源(constant current source)，用以提供一固定電流大小的電流源。該供電電源Idc經由該等線阻R_L1,R_L2,…,R_LN,R_L1’,R_L2’,…,R_LN’與該等發光二極體模組11,12,…,1N內的該等電阻R₁,R₂,….,R_N，使得在各該發光二極體模組11,12,…,1N上所產生的電壓大小不同。

在上電時，由於各該發光二極體模組11,12,…,1N內的電路尚未啟動、運作，因此，各該發光二極體模組11,12,…,1N可等效為對應的電阻R₁,R₂,….,R_N。再者，為方便說明，可將線阻R_L1與線阻R_L1’等效為單線的線阻R_L1，同樣地，線阻R_L2與線阻R_L2’等效為單線的線阻R_L2，…線阻R_LN與線阻R_LN’等效為單線的線阻R_LN。

當上電時，該供電電源Idc對該等發光二極體模組11,12,…,1N供電，由於電流流經各線阻R_L1,R_L2,…,R_LN所造成的電壓差，對本實施例而言，定電流源的該供電電源Idc經各線阻R_L1,R_L2,…,R_LN所造成的電壓差係為電壓升，因此，在各該發光二極體模組11,12,…,1N上所產生的電壓大小不同。配合圖6B所示， 其係為本發明並聯定序之發光二極體燈串之第二實施例的電壓示意圖，在第一發光二極體模組11上的一第一電壓V₁小於在第二發光二極體模組12上的一第二電壓V₂、該第二電壓V₂小於在第三發光二極體模組13上的一第三電壓V₃、…依此類推，意即，前面(上游)的發光二極體模組所產生的電壓小於後面(下游)的發光二極體模組所產生的電壓(V₁<V₂<…<V_N)。藉此，根據所產生的電壓V₁,V₂,…,V_N大小不同，對該等發光二極體模組11,12,…,1N進行定序。以下，針對所產生的電壓V₁,V₂,…,V_N大小不同與發光二極體模組11,12,…,1N的定序原理加以說明。

如圖7A所示的發光二極體燈串與圖6A所示的發光二極體燈串最大的差異在於：圖7A的發光二極體燈串中的每個發光二極體模組11,12,…,1N內的阻值並不具備如圖6A為可控的特性，亦即，為達成阻值補償的效果，圖7A所示的發光二極體燈串係更包含補償單元20，用以取代如圖6A中每個發光二極體模組11,12,…,1N內的阻值的可控調整。換言之，在圖6A與圖6B所實施的具備可調整阻值(即阻值可控)的補償方式，將透過補償單元20所實現，因此，不僅可簡化電路控制，亦可節省電路成本。其中，補償單元20係為一積體電路(IC)，其具有計數功能，或者補償單元20係為類比電路與數位電路兜成的線路，其具有計數功能。

當第一次上電時，因為該等電阻R₁,R₂,….,R_N為並聯的狀態，因此等效電阻值最小，所以流過的電流最大。可以得到該脈波信號的第一個次序(第一個週期)所對應的第一電壓V₁大小。

當第一次上電結束，可透過將該第一電阻R₁關閉，並且控制減小補償單元20的阻抗(即補償單元20的阻抗補償)，使得並聯後的等效電阻值會相同，如此可使得流過的電流相同。當再次上電時，可以得到該脈波信號的第二個次序(第二個週期)所對應的第二電壓V₂大小。

同樣地，當第二次上電結束，可透過將該第一電阻R₁與第二電阻R₂皆關閉，並且控制再減小補償單元20的阻抗，使得並聯後的等效電阻值會相同，即第一電阻R₁與第二電阻R₂皆關閉時補償單元20的阻抗會小於僅第一電阻R₁關閉時的阻抗(即補償單元20的阻抗補償)，如此可使得流過的電流相同。當再次上電時，可以得到該脈波信號的第三個次序(第三個週期)所對應的第三電壓V₃大小。藉此，可透過序列信號作為序列的依據，並且配合調整(減小)補償單元20的阻抗，維持電流一致，使得任兩發光二極體模組之間的電壓差維持固定，以提高所偵測到的電壓辨識的準確度。

相較於圖7A的定電壓供電，圖7B的定電流供電的阻抗補償則是透過將補償單元20的阻值增大，使得並聯後的等效電阻值會增加，如此可使得流過的電流變小。藉此，可透過序列信號作為序列的依據，並且配合調整(增大)補償單元20的阻值的方式，維持電流一致，使得任兩發光二極體模組之間的電壓差維持固定，以提高所偵測到的電壓辨識的準確度。

請參見圖8所示，其係為本發明發光二極體燈串之自動定序方法的流程圖，復配合參見圖5。所述發光二極體燈串之自動定序方法包含步驟如下。首先，在該等發光二極體模組開機操作前，建立一起始參考時間(S11)。然後，當每一該發光二極體模組操作後，每一該發光二極體模組的一工作電壓上升到達一辨識電壓，產生從該起始參考時間為起始的複數個不同的時間差值(S12)。最後，根據該等時間差值，判斷該等發光二極體模組的順序，以達到自動定序的功能(S13)。

附帶一提，本發明所提供的發光二極體燈串之自動定序方法，可相對應前揭具自動定序功能之發光二極體燈串的操作，因此，自動定序方法的具體與細節可參見相應的說明書內容，在此不再多加贅述。

綜上所述，本發明係具有以下之特徵與優點：透過內建查找表所提供的時間差值與燈序的相應關係，可透過獲得的時間差值對應查找，以決定發光二極體模組的順序，藉此可簡化電路設計、快速地完成發光二極體燈串的定序。

以上所述，僅為本發明較佳具體實施例之詳細說明與圖式，惟本發明之特徵並不侷限於此，並非用以限制本發明，本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例，皆應包含於本發明之範疇中，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

S11~S13:步驟

Claims (13)

1. 一種具自動定序功能之發光二極體燈串，包含：一線路開關；複數個發光二極體模組，連接該線路開關，各該發光二極體模組包含：一辨識電路，連接一驅動電壓源；以及一控制單元，用以產生一控制信號控制該線路開關的導通與關斷；其中，在該等發光二極體模組開機操作前，該控制單元控制關斷該線路開關，使得各該發光二極體模組的一工作電壓低於一辨識電壓，進而該辨識電路建立一起始參考時間；該控制單元控制導通該線路開關，使得該工作電壓上升到達該辨識電壓，進而該辨識電路產生從該起始參考時間為起始的複數個不同的時間差值；該等發光二極體模組根據該等時間差值，判斷自身的順序，以達到自動定序的功能；其中，所產生的該等時間差值大小與複數時間差值範圍比對，以決定該等發光二極體模組的順序。
2. 如請求項1所述之具自動定序功能之發光二極體燈串，其中，該等時間差值範圍係建立於一查找表中。
3. 如請求項1所述之具自動定序功能之發光二極體燈串，其中，該辨識電路包含：串聯連接的複數個二極體；一開關，串聯連接該等二極體形成一串聯路徑；一電阻，一端連接該串聯路徑的一端；及 一切換開關，連接該串聯路徑的另一端與該電阻的另一端，用以切換為該串聯路徑上的該等二極體與該開關的操作，或者切換為該電阻的操作。
4. 如請求項1所述之具自動定序功能之發光二極體燈串，其中，該辨識電路包含：串聯連接的複數個P型金屬氧化物半導體場效電晶體開關形成一串聯路徑；一P型金屬氧化物半導體場效電晶體開關，一端連接該串聯路徑的一端；及一切換開關，連接該串聯路徑的另一端與該P型金屬氧化物半導體場效電晶體開關的另一端，用以切換為該串聯路徑上的該等P型金屬氧化物半導體場效電晶體開關的操作，或者切換為該P型金屬氧化物半導體場效電晶體開關的操作。
5. 如請求項1所述之具自動定序功能之發光二極體燈串，其中，該辨識電路包含：串聯連接的複數個N型金屬氧化物半導體場效電晶體開關形成一串聯路徑；一N型金屬氧化物半導體場效電晶體開關，一端連接該串聯路徑的一端；及一切換開關，連接該串聯路徑的另一端與該N型金屬氧化物半導體場效電晶體開關的另一端，用以切換為該串聯路徑上的該等N型金屬氧化物半導體場效電晶體開關的操作，或者切換為該N型金屬氧化物半導體場效電晶體開關的操作。
6. 如請求項1所述之具自動定序功能之發光二極體燈串，其中，該等發光二極體模組係形成串聯連接架構的發光二極體燈串。
7. 如請求項1所述之具自動定序功能之發光二極體燈串，其中，該等發光二極體模組係形成串並聯連接架構的發光二極體燈串。
8. 如請求項1所述之具自動定序功能之發光二極體燈串，其中，該等發光二極體模組係形成並串聯連接架構的發光二極體燈串。
9. 一種發光二極體燈串之自動定序方法，該發光二極體燈串包含複數發光二極體模組，該方法包含步驟：(a)、在該等發光二極體模組開機操作前，建立一起始參考時間；(b)、當每一該發光二極體模組操作後，每一該發光二極體模組的一工作電壓上升到達一辨識電壓，產生從該起始參考時間為起始的複數個不同的時間差值；及(c)、根據該等時間差值，判斷該等發光二極體模組的順序，以達到自動定序的功能。
10. 如請求項9所述之發光二極體燈串之自動定序方法，其中，在步驟(a)中包含：控制關斷連接該等發光二極體模組的一線路開關，使得各該發光二極體模組的該工作電壓低於該辨識電壓，進而該辨識電路建立該起始參考時間。
11. 如請求項10所述之發光二極體燈串之自動定序方法，其中，在步驟(b)中包含：控制導通該線路開關，使得該工作電壓上升到達該辨識電壓。
12. 如請求項9所述之發光二極體燈串之自動定序方法，其中，所產生的該等時間差值大小與複數時間差值範圍比對，以決定該等發光二極體模組的順序。
13. 如請求項12所述之發光二極體燈串之自動定序方法，其中，該等時間差值範圍係建立於一查找表中。

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