TWM555607U - 照明裝置 - Google Patents

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TWM555607U
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Taiwan
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lighting device
lighting
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TW106214909U
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English (en)
Inventor
Thi-Ing Liou
Chien-Hsiang Cheng
Original Assignee
Megawin Technology Co Ltd
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  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Description

照明裝置
本新型是有關一種照明裝置,特別是一種以多種電壓驅動且定功率照明裝置。
一般而言,我國常見的交流電壓為110伏特或220伏特,可供應電器設備使用。目前,業界僅是透過串聯電路或並聯電路在110伏特或220伏特交流電壓下驅動照明裝置。請一併參照圖1及圖2,照明裝置包含一第一發光組件1、一第二發光組件2以及一整流單元3。第一發光組件1包含一第一恆流驅動單元10以及一第一發光二極體串12,第一恆流驅動單元10接收來自整流單元3所輸出之驅動電壓VD,並輸出依第一定電流以驅動第一發光二極體串12。同理,第二發光組件2包含一第二恆流驅動單元20以及一第二發光二極體串22,其工作原理與第一發光組件1相同。
依據上述串並聯手段,照明裝置即能夠以110伏特或220伏特交流電壓來驅動。然而,在特殊用電環境下,不同之工作電壓之間非為簡單的倍數關係而無法適用上述串並聯手段,例如:驅動電壓為110伏特或270伏特。因此,照明裝置在驅動電壓為270伏特下操作,將提高照明裝置之總功率。
綜上所述,提供在不同驅動電壓下維持相同功率之照明裝置便是目前極需努力的目標。
本創作提供一種照明裝置,其由一驅動電壓所驅動,其中驅動電壓為一第一電壓或一第二電壓,第一電壓小於第二電壓,且第二電壓介於250至280伏特。照明裝置透過一限流單元,限制流經串聯之多個發光組件之驅動電流,以控制照明裝置在不同之驅動電壓下仍維持於相同功率。
本創作一實施例之照明裝置包含一第一發光組件、一第二發光組件、一第一檢測單元、一切換組件以及一限流單元。照明裝置由一驅動電壓所驅動,其中驅動電壓為一第一電壓或一第二電壓,第一電壓小於第二電壓,且第二電壓介於250至280伏特。第一發光組件與驅動電壓電性連接。第一發光組件包含一第一恆流驅動單元,且第一恆流驅動單元輸出一第一定電流,以驅動一第一發光二極體串。第二發光組件與驅動電壓電性連接。第二發光組件包含一第二恆流驅動單元,且第二恆流驅動單元輸出一第二定電流,以驅動一第二發光二極體串。第一檢測單元與驅動電壓電性連接。第一檢測單元判斷驅動電壓為第一電壓或第二電壓,並輸出相對應之一控制訊號。 切換組件與第一檢測單元、第一發光組件以及第二發光組件連接。切換組件依據控制訊號,切換第一發光組件以及第二發光組件為並聯連接或為串聯連接,其中第一發光組件以及第二發光組件由第一電壓所驅動而為並聯,第一發光組件以及第二發光組件由第二電壓所驅動而為串聯。限流單元串聯於第一發光組件以及第二發光組件之間。限流單元在第二電壓下限制流經第一發光組件以及第二發光組件間之一串聯電流小於或等於一限制電流,其中限制電流小於第一定電流以及第二定電流。
以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明,當更容易瞭解本創作之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
以下將詳述本創作之各實施例,並配合圖式作為例示。除了這些詳細說明之外,本創作亦可廣泛地施行於其它的實施例中,任何所述實施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本創作之範圍內,並以申請專利範圍為準。在說明書的描述中,為了使讀者對本創作有較完整的瞭解,提供了許多特定細節;然而,本創作可能在省略部分或全部特定細節的前提下,仍可實施。此外,眾所周知的步驟或元件並未描述於細節中,以避免對本創作形成不必要之限制。圖式中相同或類似之元件將以相同或類似符號來表示。特別注意的是,圖式僅為示意之用,並非代表元件實際之尺寸或數量,有些細節可能未完全繪出,以求圖式之簡潔。
請參照圖3,本創作之一實施例之照明裝置包含一第一發光組件1、一第二發光組件2、一第一檢測單元4、一切換組件5以及一限流單元6。照明裝置由一驅動電壓VD所驅動,其中驅動電壓VD可為一第一電壓或一第二電壓,且第一電壓小於第二電壓。於一實施例中,第一電壓介於90至120伏特,且第二電壓介於250至280伏特,舉例而言,第一電壓為110伏特,且第二電壓為270伏特,亦即,第二電壓非為第一電壓之兩倍值,因此與圖1及圖2所示之用電環境有所不同。需說明者,驅動電壓VD為一直流驅動電壓,可以透過一整流單元3轉換一交流電源AC而產生驅動電壓VD,其中整流單元3可為但不限於一橋式整流器。
第一發光組件1與驅動電壓VD電性連接。第一發光組件1包含一第一恆流驅動單元10,且第一恆流驅動單元10限定一第一定電流I1,以驅動一第一發光二極體串12。第二發光組件2與驅動電壓VD電性連接。第二發光組件2包含一第二恆流驅動單元20,且第二恆流驅動單元20限定一第二定電流I2,以驅動一第二發光二極體串22。於一實施例中,第一恆流驅動單元10可為一恆流驅動積體電路(IC ),且第二恆流驅動單元20亦可為一恆流驅動積體電路,因此,照明裝置是透過整流單元與恆流驅動積體電路來驅動發光二極體,而無需傳統的電壓轉換器(Converter),可以大幅節省電路佈局所需空間,並將恆流驅動單元透過封裝打件方式整合於發光組件內,與傳統需使用二次側電壓轉換器的電路結構有所不同。
由於,本文所討論之照明裝置是將驅動元件與發光元件一併整合於發光組件之燈板上,業界稱為Driver On Board (DOB)。可以理解的是,在電路中改變輸入電壓將改變其消耗功率,亦即,在不同的驅動電壓下操作的照明裝置,往往具有不同的總功率。然而,照明裝置的總功率對於其發光效率及壽命具有重要的影響。舉例而言,若照明裝置之總功率上升,其內部燈板的溫度也隨之上升,嚴重者將造成發光元件(特別是發光二極體)過熱而產生光衰竭。此外,照明裝置背面所設置的散熱背膠或熱鰭片等散熱零組件,在照明裝置總功率突然增加的情況下,已超出其預設的散熱能力,而無法進行有效散熱,造成燈具業者設計上的困擾。因此,如何維持定功率便為本創作之創作目的之一。
第一檢測單元4與驅動電壓VD電性連接。第一檢測單元4判斷驅動電壓VD為第一電壓或第二電壓,並輸出相對應之一控制訊號,其中第一檢測單元4之電路結構及其相關實施例容後說明。
切換組件5與第一檢測單元4、第一發光組件1以及第二發光組件2電性連接,因此,切換組件5依據控制訊號,切換第一發光組件1以及第二發光組件2為並聯連接或為串聯連接。舉例而言,若驅動電壓VD為第一電壓,則切換組件5所接收之控制訊號資訊是對應至第一電壓,且切換組件5將照明裝置之電路結構切換為第一發光組件1以及第二發光組件2為並聯連接。又,若驅動電壓VD為第二電壓,則切換組件5所接收之控制訊號資訊是對應至第二電壓,且切換組件5將照明裝置之電路結構切換為第一發光組件1以及第二發光組件2為串聯連接。
舉例而言,若驅動電壓VD為110伏特,則第一發光組件1以及第二發光組件2由110伏特電壓所驅動而為並聯;且若驅動電壓VD為270伏特,第一發光組件1以及第二發光組件2由270伏特電壓所驅動而為串聯,此時,由於驅動電壓VD提高,因此第一發光組件1以及第二發光組件之消耗功率也隨之,造成照明裝置在270伏特電壓下所消耗之總功率將提高。因此,可將一限流單元6串聯於第一發光組件1以及第二發光組件2之間。限流單元6在第二電壓下限制流經第一發光組件1以及第二發光組件2間之一串聯電流小於或等於一限制電流I3,其中限制電流I3小於第一定電流I1以及第二定電流I2。
在第二電壓為270伏特的用電環境下,由於第一恆流驅動單元10以及第二恆流驅動單元20的限電流作用,使第一發光二極體串12以及第二發光二極體串22之消耗功率不會隨著電壓異動而改變,但對於第一恆流驅動單元10以及第二恆流驅動單元20而言,其消耗功率將隨著驅動電壓提高而增加,因此,整體而言,第一發光組件1以及第二發光組件2之消耗功率仍然是隨著驅動電壓提高而增加。
因此,限流單元6必須降低第一發光組件1以及第二發光組件2之消耗功率,其中第一發光組件1以及第二發光組件2由270伏特電壓所驅動而為串聯。於一實施例中,限流單元6為一定電流二極體(Current Regulative Diode)或一三端可調整穩壓器(3-Terminal Adjustable Regulator)。於另一實施例中,限流單元6是封裝於一積體電路。於一實施例中,限流單元6可以降低流經第一發光組件1以及第二發光組件2之間的串聯電流,使串聯電流小於或等於一限制電流I3,其中限制電流I3小於第一定電流I1以及第二定電流I2。因此,第一發光二極體串12以及第二發光二極體串22之消耗功率會降低,且第一恆流驅動單元10以及第二恆流驅動單元10之消耗功率也一併降低,使得照明裝置在第二電壓之總功率趨近照明裝置在第一電壓之總功率。較佳者,二者之總功率為相同。亦即,照明裝置在不同之驅動電壓下仍維持定功率。
以下詳細說明照明裝置之電路結構及其相關實施例,請參照圖4,本創作一實施例之照明裝置包含一第一發光組件1、一第二發光組件2、一第一檢測單元4、一切換組件51、52以及一限流單元6。第一發光組件1具有一第一輸入端A1以及一第一輸出端B1,第一輸入端A1與驅動電壓VD電性連接,且第一輸出端B1接地。第二發光組件2具有一第二輸入端A2以及一第二輸出端B2,第二輸入端A2與驅動電壓VD電性連接,且第二輸出端B2接地。
於一實施例中,切換組件包含一第一開關51以及一第二開關52。第一開關具有一第一受控端C1、一第三輸入端A3以及一第三輸出端B3,其中第三輸入端A3與驅動電壓VD連接,且第三輸出端B3與第一發光組件1之第一輸入端A1連接。第二開關52具有一第二受控端C2、一第四輸入端A4以及一第四輸出端B4,其中第四輸入端A4與第二發光組件2之第二輸出端B2連接,且第四輸出端B4接地。
於一實施例中,限流單元6包含一第五輸入端A5以及一第五輸出端B5。第五輸入端A5連接第二發光組件2之第二輸出端B2與第二開關52之第四輸入端A4之間的節點,且第五輸出端B5連接第一發光組件1之第一輸入端A1與第一開關51之第三輸出端B3之間的節點。需說明者,第一開關51以及第二開關52在第一電壓下導通且在第二電壓下斷路,以切換第一發光組件1以及第二發光組件2為彼此串聯連接或並聯連接。
請繼續參照圖4,於一實施例中,第一檢測單元4包含一第六輸入端A6以及一第六輸出端B6。第六輸入端A6與驅動電壓VD電性連接。第六輸出端B6分別與第一開關51之第一受控端C1以及與第二開關52之第二受控端C2連接,因此,第一檢測單元4可輸出控制訊號至第一開關51以及第二開關52。於另一實施例中,第一檢測單元包含一分壓單元40以及一比較單元42。分壓單元40與驅動電壓VD電性連接,且分壓單元40接收驅動電壓VD並分壓形成一檢測值。 比較單元42與分壓單元40電性連接,且比較單元42比較檢測值與一基準值,以判斷驅動電壓VD為第一電壓或第二電壓,並輸出相對應之控制訊號,其中基準值是由比較單元42所預設或由使用者所決定,舉例而言,基準值介於135伏特至145伏特。於一實施例中,比較單元可為一三端可調整穩壓器,但不以此為限。此外,第一檢測單元4與限流單元6可封裝於同一積體電路,以簡化照明裝置之電路結構,但不以此為限。
此外,本創作亦可適用於具有三種以上驅動電壓之用電環境下,請參照圖5,本創作一實施例之照明裝置包含一第一發光組件1、一第二發光組件2、一第一檢測單元4、一切換組件51~53以及一限流單元6以及一第二檢測單元7,其中驅動電壓VD為第一電壓、第二電壓或第三電壓,且第三電壓介於第一電壓以及第二電壓之間,例如:第三電壓介於200伏特至230伏特。第二檢測單元7與驅動電壓VD以及切換組件連接,且第二檢測單元7判斷驅動電壓VD為第二電壓或第三電壓,並輸出相對應之一檢測訊號。切換組件51~53以及接收第二檢測單元7所輸出之檢測訊號,並依據檢測訊號切換第一發光組件1以及第二發光組件2間之一繞過(bypass)電路。舉例而言,若驅動電壓VD為第二電壓,則切換組件51~53以及所接收之檢測訊號資訊是對應至第二電壓,且切換組件51~53將照明裝置之電路結構切換為,第一發光組件1、第二發光組件2以及限流單元6由第二電壓所驅動而串聯連接;又若驅動電壓VD為第三電壓,則切換組件51~53所接收之檢測訊號資訊是對應至第三電壓,且切換組件51~53將照明裝置之電路結構切換為,第一發光組件1、第二發光組件2以及切換組件53由第三電壓所驅動而串聯連接以繞過限流單元6。於一實施例中,切換組件51~53包含一第三開關53。第三開關53與第二檢測單元7連接且與限流單元6並聯,且第三開關53作為繞過電路,亦即,第三開關53在第二電壓下斷路,且第三開關53在第三電壓下導通而提供上述繞過電路。此外,第二檢測單元7與第一檢測單元4可封裝於同一積體電路,或著,第一檢測單元4、第二檢測單元7以及限流單元6均可封裝於同一積體電路,以簡化照明裝置之電路結構,但不以此為限。
請參照圖6,本創作一實施例之照明裝置包含一第一發光組件1、一第二發光組件2、一第一檢測單元4、一切換組件51、52以及一限流單元6以及一電壓調整單元8。電壓調整單元8與限流單元6串聯,電壓調整單元8串聯於第一發光組件1以及第二發光組件2之間。電壓調整單元8具有一電阻抗,因此將消耗部分工作壓降,以提高驅動電壓VD之電利用率,亦即第一發光組件1、第二發光組件2以及電壓調整單元8串聯連接所產生之總壓降將逼近第二電壓,但此總壓降仍小於或等於第二電壓。於另一實施例中,電壓調整單元8為一第三發光二極體串,且第三發光二極體串由流經發光組件1以及第二發光組件2之間的串聯電流所驅動,因此可以提高照明裝置之發光效率。具有通常知識者當可自行修飾變換,但不以此為限。
請參照圖7,本創作一實施例之照明裝置包含一第一發光組件1、一第二發光組件2、一第一檢測單元4、一切換組件51~53、一限流單元6、一第二檢測單元7以及一電壓調整單元8。其中,有關第二檢測單元7、第三開關53以及電壓調整單元8之組成元件、工作原理及其相關實施例,已如前述,在此不在冗述。於本實施例中,照明裝置可以操作於三種驅動電壓VD下,例如:110伏特、220伏特或270伏特之驅動電壓VD。因此,無論驅動電壓VD為110伏特、220伏特或270伏特,照明裝置均可維持於定功率,亦即,照明裝置在第一電壓之總功率、在第二電壓之總功率以及在第三電壓之總功率均保持定值。
請繼續參照圖7,於一實施例中,照明裝置更包含一保護單元9。保護單元9與限流單元8串聯,且保護單元9阻止逆電流通過。舉例而言,保護單元9可為一齊納二極體(Zener diode),但不以此為限。
綜合上述,本創作之照明裝置,其由一驅動電壓所驅動,其中驅動電壓為一第一電壓或一第二電壓,第一電壓小於第二電壓,且第二電壓介於250至280伏特。照明裝置透過一限流單元,限制流經串聯之多個發光組件之驅動電流,以控制照明裝置在不同之驅動電壓下仍維持於定功率。
以上所述之實施例僅是為說明本創作之技術思想及特點,其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本創作之內容並據以實施,當不能以此限定本創作之專利範圍,即大凡依本創作所揭示之精神所作之均等變化或修飾,仍應涵蓋在本創作之專利範圍內。
AC‧‧‧交流電源
A1~A6‧‧‧輸入端
B1~B6‧‧‧輸出端
C1、C2‧‧‧受控端
I1、I2‧‧‧定電流
I3‧‧‧限制電流
VD‧‧‧驅動電壓
1‧‧‧第一發光組件
10‧‧‧第一恆流驅動單元
12‧‧‧第一發光二極體串
2‧‧‧第二發光組件
20‧‧‧第二恆流驅動單元
22‧‧‧第二發光二極體串
3‧‧‧整流單元
4‧‧‧第一檢測單元
40‧‧‧分壓單元
42‧‧‧比較單元
5‧‧‧切換組件
51‧‧‧切換組件、第一開關
52‧‧‧切換組件、第二開關
53‧‧‧切換組件、第三開關
6‧‧‧限流單元
7‧‧‧第二檢測單元
8‧‧‧電壓調整單元
9‧‧‧保護單元
圖1為一示意圖,顯示習知之照明裝置。 圖2為一示意圖,顯示習知之照明裝置。 圖3為一示意圖,顯示本創作一實施例之照明裝置。 圖4為一示意圖,顯示本創作一實施例之照明裝置。 圖5為一示意圖,顯示本創作一實施例之照明裝置。 圖6為一示意圖,顯示本創作一實施例之照明裝置。 圖7為一示意圖,顯示本創作一實施例之照明裝置。
AC‧‧‧交流電源
I1、I2‧‧‧定電流
I3‧‧‧限制電流
VD‧‧‧驅動電壓
1‧‧‧第一發光組件
10‧‧‧第一恆流驅動單元
12‧‧‧第一發光二極體串
2‧‧‧第二發光組件
20‧‧‧第二恆流驅動單元
22‧‧‧第二發光二極體串
3‧‧‧整流單元
4‧‧‧第一檢測單元
5‧‧‧切換組件
6‧‧‧限流單元

Claims (21)

  1. 一種照明裝置,由一驅動電壓所驅動,其中該驅動電壓為一第一電壓或一第二電壓,該第一電壓小於該第二電壓,且該第二電壓介於250至280伏特,該照明裝置包含: 一第一發光組件,其與該驅動電壓電性連接,且其包含一第一恆流驅動單元,用以輸出一第一定電流,以驅動一第一發光二極體串; 一第二發光組件,其與該驅動電壓電性連接,且其包含一第二恆流驅動單元,用以輸出一第二定電流,以驅動一第二發光二極體串; 一第一檢測單元,與該驅動電壓電性連接,用以判斷該驅動電壓為該第一電壓或該第二電壓,並輸出相對應之一控制訊號; 一切換組件,與該第一檢測單元、該第一發光組件以及該第二發光組件連接,用以依據該控制訊號,切換該第一發光組件以及該第二發光組件為並聯連接或為串聯連接,其中該第一發光組件以及該第二發光組件由該第一電壓所驅動而為並聯,該第一發光組件以及該第二發光組件由該第二電壓所驅動而為串聯;以及 一限流單元,串聯於該第一發光組件以及該第二發光組件之間,用以在該第二電壓下限制流經該第一發光組件以及該第二發光組件間之一串聯電流小於或等於一限制電流,其中該限制電流小於該第一定電流以及該第二定電流。
  2. 如請求項1所述之照明裝置,其中該照明裝置在該第二電壓之總功率與該照明裝置在該第一電壓之總功率為相同。
  3. 如請求項1所述之照明裝置,其中該第一發光組件具有一第一輸入端以及一第一輸出端,該第一輸入端連接該驅動電壓,該第一輸出端接地;該第二發光組件具有一第二輸入端以及一第二輸出端,該第二輸入端連接該驅動電壓,該第二輸出端接地;其中, 該切換組件包含: 一第一開關,具有一第三輸入端以及一第三輸出端,其中該第三輸入端與該驅動電壓連接,且該第三輸出端與該第一發光組件之該第一輸入端連接;以及 一第二開關,具有一第四輸入端以及一第四輸出端,其中該第四輸入端與該第二發光組件之該第二輸出端連接,且該第四輸出端接地;其中該第一開關以及該第二開關在該第一電壓下導通且在該第二電壓下斷路;以及 該限流單元包含: 一第五輸入端,連接該第二發光組件之該第二輸出端與該第二開關之該第四輸入端間之節點;以及 一第五輸出端,連接該第一發光組件之該第一輸入端與該第一開關之該第三輸出端間之節點。
  4. 如請求項1所述之照明裝置,其中該第一電壓介於90至120伏特。
  5. 如請求項1所述之照明裝置,更包含: 一第二檢測單元,與該驅動電壓以及該切換組件連接,用以判斷該驅動電壓為該第二電壓或一第三電壓,並輸出相對應之一檢測訊號;其中,該切換組件與該第二檢測單元連接,用以依據該檢測訊號,切換該第一發光組件以及該第二發光組件間之一繞過(bypass)電路,其中該第三電壓介於該第一電壓以及該第二電壓之間,該第一發光組件、該第二發光組件以及該限流單元由該第二電壓所驅動而串聯連接,該第一發光組件、該第二發光組件以及該繞過電路由該第三電壓所驅動而串聯連接以繞過該限流單元。
  6. 如請求項5所述之照明裝置,其中切換組件更包含: 一第三開關,與該第二檢測單元連接且與該限流單元並聯,用以提供該繞過電路,其中該第三開關在該第二電壓下斷路且在該第三電壓下導通。
  7. 如請求項5所述之照明裝置,其中該第二檢測單元與該第一檢測單元封裝於同一積體電路。
  8. 如請求項5所述之照明裝置,其中該第三電壓介於200至230伏特。
  9. 如請求項1所述之照明裝置,更包含: 一電壓調整單元,與該限流單元串聯,該電壓調整單元具有一電阻抗,其中該第一發光組件、該第二發光組件以及該電壓調整單元串聯連接之總壓降小於或等於該第二電壓。
  10. 如請求項9所述之照明裝置,更包含: 一第二檢測單元,與該驅動電壓以及該切換組件連接,用以判斷該驅動電壓為該第二電壓或一第三電壓,並輸出相對應之一檢測訊號;其中,該切換組件與該第二檢測單元連接,用以依據該檢測訊號,切換該第一發光組件以及該第二發光組件間之一繞過(bypass)電路,其中該第三電壓介於該第一電壓以及該第二電壓之間,該第一發光組件、該第二發光組件以及該限流單元由該第二電壓所驅動而串聯連接,該第一發光組件、該第二發光組件以及該繞過電路由該第三電壓所驅動而串聯連接以繞過該限流單元。
  11. 如請求項9所述之照明裝置,其中切換組件更包含: 一第三開關,與該第二檢測單元連接且與該限流單元並聯,用以提供該繞過電路,其中該第三開關在該第二電壓下斷路且在該第三電壓下導通。
  12. 如請求項9所述之照明裝置,其中該電壓調整單元包含一第三發光二極體串。
  13. 如請求項1所述之照明裝置,其中該第一檢測單元包含: 一分壓單元,與該驅動電壓電性連接,用以接收該驅動電壓並分壓形成一檢測值;以及 一比較單元,與該分壓單元電性連接,用以比較該檢測值與一基準值,以判斷該驅動電壓,其中該基準值是由該比較單元所預設或由使用者所決定。
  14. 如請求項13所述之照明裝置,其中該比較單元為一三端可調整穩壓器。
  15. 如請求項1所述之照明裝置,更包含: 一保護單元,與該限流單元串聯,用以阻止逆電流通過。
  16. 如請求項15所述之照明裝置,其中該保護單元包含一齊納二極體(Zener diode)。
  17. 如請求項1所述之照明裝置,其中該限流單元包含一定電流二極體(Current Regulative Diode)或一三端可調整穩壓器(3-Terminal Adjustable Regulator)。
  18. 如請求項1所述之照明裝置,其中該限流單元為一積體電路。
  19. 如請求項1所述之照明裝置,其中該第一檢測單元與該限流單元封裝於同一積體電路。
  20. 如請求項1所述之照明裝置,其中該第一恆流驅動單元以及該第二恆流驅動單元至少其中之一為一積體電路。
  21. 如請求項1所述之照明裝置,更包含: 一整流單元,用以連接一交流電源,並輸出該驅動電壓。
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