專(zhuān)利名稱：發(fā)光裝置及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光裝置及其操作方法，特別涉及一種共用發(fā)光二極管且亮度均勻的發(fā)光裝置及其操作方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)由于具有低耗電、高亮度、體積小及使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為新一代照明光源的主流。特別是在許多市電直接輸入發(fā)光二極管裝置的應(yīng)用。圖1例示一現(xiàn)有市電直接輸入的發(fā)光裝置100，圖2例示圖1的發(fā)光裝置100的導(dǎo)通狀況及對(duì)應(yīng)電壓。圖1的發(fā)光裝置100將LED分成若干LED燈串1A-1F (通常是固定幾個(gè)長(zhǎng)度的LED燈串)，驅(qū)動(dòng)電路101在電壓振幅增加過(guò)程中依序?qū)⒏鱈ED燈串串接一起并導(dǎo)通(turn on)而點(diǎn)亮；例如LED燈串IA在Tl時(shí)點(diǎn)亮，LED燈串I及LED燈串IB在T2時(shí)點(diǎn)売，依此類(lèi)推。在電壓振幅下降過(guò)程中依序?qū)⒋釉谝黄瘘c(diǎn)売的LED燈串，逐一脫尚串接而使之關(guān)閉；例如LED燈串IF在T7時(shí)截止(turn off)，LED燈串IE及LED燈串6在T8時(shí)截止，依此類(lèi)推。然而，圖1的發(fā)光裝置100在同一電壓周期中越早點(diǎn)亮的LED燈串被點(diǎn)亮的次數(shù)越多(例如，LED燈串IA被點(diǎn)亮11次；LED燈串IF僅點(diǎn)亮I次)，代表其被點(diǎn)亮的時(shí)間越長(zhǎng)。以PWM原理來(lái)看，被點(diǎn)亮的時(shí)間越長(zhǎng)的LED燈串越亮，因此形成LED燈串亮度不均勻的缺點(diǎn)。圖3例示另一現(xiàn)有的發(fā)光裝置110，圖4例示圖3的發(fā)光裝置110的導(dǎo)通狀況及對(duì)應(yīng)電壓。圖3的發(fā)光裝置100將LED分成多個(gè)長(zhǎng)度不等(LED個(gè)數(shù)不同)的LED燈串2A-2F，驅(qū)動(dòng)電路111在電壓振幅增加過(guò)程中依電壓升高而將各LED燈串由短到長(zhǎng)(2A — 2F)的順序點(diǎn)亮，并在電壓振幅下降過(guò)程中依電壓降低而將點(diǎn)亮的LED燈串由長(zhǎng)到短(2F —2A)的順序逐一關(guān)閉。然而，圖3的發(fā)光裝置100所需LED數(shù)目總量多，適用于發(fā)光面積較大的照明系統(tǒng)(例如T5/T8LED燈管)，對(duì)于發(fā)光面積小的球泡燈則不易實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種共用發(fā)光二極管且亮度均勻的發(fā)光裝置及其操作方法。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該發(fā)光裝置包含:一發(fā)光單元，包含多個(gè)串聯(lián)的LED燈串，該發(fā)光單兀的輸入端I禹接于一弦波電源；一驅(qū)動(dòng)電路，包含多個(gè)輸出端口，各I禹接于所述LED燈串的輸出端；以及多個(gè)開(kāi)關(guān)，各耦接該弦波電源至所述LED燈串之一的輸入端。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該發(fā)光裝置的操作方法包含:在該弦波電源的一振幅波的前半周期中，依序使能該驅(qū)動(dòng)電路的輸出端口以導(dǎo)通所述LED燈串；以及在該弦波電源的一振幅波的后半周期中，依序?qū)ㄋ鲩_(kāi)關(guān)。上文已相當(dāng)廣泛地概述本發(fā)明的技術(shù)特征及優(yōu)點(diǎn)，從而使下文的本發(fā)明詳細(xì)描述得以獲得較佳了解。構(gòu)成本發(fā)明的申請(qǐng)專(zhuān)利范圍標(biāo)的的其它技術(shù)特征及優(yōu)點(diǎn)將描述于下文。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，可相當(dāng)容易地利用下文揭示的概念與特定實(shí)施例可作為修改或設(shè)計(jì)其它結(jié)構(gòu)或制造方法而實(shí)現(xiàn)與本發(fā)明相同的目的。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員也應(yīng)了解，這類(lèi)等效建構(gòu)無(wú)法脫離權(quán)利要求書(shū)所界定的本發(fā)明的精神和范圍。


通過(guò)參照前述說(shuō)明及下列圖式，本發(fā)明的技術(shù)特征及優(yōu)點(diǎn)得以獲得完全了解。圖1例示一現(xiàn)有的發(fā)光裝置；圖2例示圖1的發(fā)光裝置的導(dǎo)通狀況及對(duì)應(yīng)電壓；圖3例不另一現(xiàn)有的發(fā)光裝置；圖4例示圖3的發(fā)光裝置的導(dǎo)通狀況及對(duì)應(yīng)電壓；圖5例不本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光裝置；圖6例不本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光裝置的點(diǎn)亮?xí)r間及對(duì)應(yīng)電壓；圖7是圖6的導(dǎo)通狀況的重新排列；圖8例不本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)光裝置的點(diǎn)売時(shí)間及對(duì)應(yīng)電壓；圖9是圖8的導(dǎo)通狀況的重新排列；圖10例示本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光裝置的點(diǎn)亮?xí)r間及對(duì)應(yīng)電壓；以及圖11例示本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光裝置的調(diào)光方法。主要元件符號(hào)說(shuō) 明1A-1FLED 燈串2A-2FLED 燈串3A-3FLED 燈串10發(fā)光裝置11電源20發(fā)光單元21輸入端30驅(qū)動(dòng)電路0UT1-0UT6 輸出端口S1-S5開(kāi)關(guān)100發(fā)光裝置101驅(qū)動(dòng)電路110發(fā)光裝置111驅(qū)動(dòng)電路。
具體實(shí)施例方式圖5例示本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光裝置10。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該發(fā)光裝置10包含:一發(fā)光單元20，包含多個(gè)串聯(lián)的LED燈串3A-3F，該發(fā)光單元20的輸入端21耦接于一弦波電源(例如橋式整流器)11 ;一驅(qū)動(dòng)電路30，包含多個(gè)輸出端口 0UT1-0UT6，各耦接于所述LED燈串3A-3F的輸出端；以及多個(gè)開(kāi)關(guān)S1-S5，各耦接該弦波電源11至所述LED燈串3A-3F之一的輸入端。該LED燈串3A的輸入端耦接于該弦波電源11，該開(kāi)關(guān)SI耦接該弦波電源11至該LED燈串3B的輸入端，該開(kāi)關(guān)S2耦接該弦波電源11至該LED燈串3C的輸入端，依此類(lèi)推。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述LED燈串3A-3F各包含相同數(shù)量的串聯(lián)發(fā)光二極管；該LED燈串3A-3F的數(shù)量為N，該開(kāi)關(guān)S1-S5的數(shù)量為N-1。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該多個(gè)開(kāi)關(guān)S1-S5整合于該驅(qū)動(dòng)電路30內(nèi)。圖6例不本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光裝置10的點(diǎn)亮?xí)r間及對(duì)應(yīng)電壓。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該發(fā)光裝置10在該弦波電源11的一振幅波的前半周期(T6以前的時(shí)段)中，依序使能該驅(qū)動(dòng)電路30的輸出端口 0UT1-0UT6以導(dǎo)通所述LED燈串3A-3F。例如:在Tl時(shí)，該輸出端口 OUTl使能以點(diǎn)亮該LED燈串3A ;在T2時(shí)，該輸出端口 OUTl禁止并關(guān)閉原本流經(jīng)LED燈串3A的電流，該輸出端口 0UT2使能以點(diǎn)亮該LED燈串3A及該LED燈串3B，依此類(lèi)推。在該弦波電源11的一振幅波的前半周期(T6以前的時(shí)段)中，所述開(kāi)關(guān)S1-S5截止。在該弦波電源11的一振幅波的后半周期(T6以后的時(shí)段)中，僅使能該輸出端口 0UT6(其它輸出端口 0UT1-0UT5禁止)并依序?qū)ㄋ鲩_(kāi)關(guān)S1-S5，使得所述LED燈串3A-3F根據(jù)所述開(kāi)關(guān)S1-S5的導(dǎo)通而依序截止。例如:在T7時(shí)，導(dǎo)通該開(kāi)關(guān)SI，使得該弦波電源11的電流從該LED燈串3B的輸入端流經(jīng)所述LED燈串3B-3F，如此該LED燈串3A截止不亮，所述LED燈串3B-3F(5組)導(dǎo)通點(diǎn)亮。同理，在T8時(shí)，導(dǎo)通該開(kāi)關(guān)S2，使得該弦波電源11的電流從該LED燈串3C的輸入端流經(jīng)所述LED燈串3C-3F，如此該LED燈串3A及該LED燈串3B截止不亮，所述LED燈串3C-3F (4組)導(dǎo)通點(diǎn)亮，依此類(lèi)推。圖7是圖6的導(dǎo)通狀況的重新排列。參考圖7可知，在該弦波電源11的一振幅波期間，所述LED燈串3A-3F的導(dǎo)通次數(shù)相同，因此亮度均勻；例如，該LED燈串3A-3F的數(shù)量為N(6)，所述LED燈串3A-3F在該振幅波期間的導(dǎo)通次數(shù)均為N(6)，亦即各LED燈串的點(diǎn)亮次數(shù)均相同。此外，市電60Hz的正弦波經(jīng)過(guò)橋式整流可產(chǎn)生120Hz的正整流波，每一 LED燈串將會(huì)有每秒120次被該驅(qū)動(dòng)電路30的定電流點(diǎn)亮，其視覺(jué)暫留的白光效果將會(huì)比CCFL熒光燈穩(wěn)定而不閃爍，其最大點(diǎn)亮?xí)r間比為N/ (2N-1)，其中N為L(zhǎng)ED燈串?dāng)?shù)目。例如，圖5的LED燈串?dāng)?shù)目為6，最大點(diǎn)亮?xí)r間比為6/(2X6-1) = 6/11 = 54.5%，優(yōu)于圖3所示的發(fā)光裝置的2/12 = 16.7%。另 ，相較圖1所示的發(fā)光裝置的亮度不均勻，圖5的LED燈串?dāng)?shù)目雖與圖1所示的發(fā)光裝置相同，但圖5的發(fā)光裝置因所有LED燈串均被點(diǎn)亮相同6T的時(shí)間而得到相同的亮度。圖8例不本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)光裝置10的點(diǎn)亮?xí)r間及對(duì)應(yīng)電壓。圖4的操作方法僅在T6時(shí)，執(zhí)行全部LED燈串3A-3F的點(diǎn)亮步驟；相對(duì)地，圖8的操作方法則在T6及T7時(shí)，重復(fù)執(zhí)行全部LED燈串3A-3F的點(diǎn)亮步驟，亦即通過(guò)該驅(qū)動(dòng)電路30的輸出端口 0UT6在該弦波電源11的振幅波的波峰區(qū)域插入一使能時(shí)間(T7)，其重復(fù)執(zhí)行全部LED燈串3A-3F的點(diǎn)亮步驟。圖9是圖8的導(dǎo)通狀況的重新排列。參考圖8可知，在該弦波電源11的一振幅波期間，該LED燈串的數(shù)量為N(6)，所述LED燈串的導(dǎo)通次數(shù)為7，大于N(6)，其最大點(diǎn)亮?xí)r間比增加為6+1/(2X6-1+1) = 7/12 = 58.3%，優(yōu)于原先圖4的操作方法的54.5%;同理，假設(shè)共有N個(gè)LED燈串，當(dāng)最大LED燈串的點(diǎn)亮次數(shù)增加η次，其每一 LED燈串最大點(diǎn)亮?xí)r間比為 D =(奸11)/[(2^1)+11)]，所以當(dāng)11 = 6，D = (6+6)/[ (2 X 6-1)+6] = 12/17 = 70.6%0由此可知,通過(guò)增加最大LED燈串的點(diǎn)亮次數(shù)可以增加LED燈串的最大點(diǎn)亮?xí)r間比。圖10例示本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光裝置的LED燈串點(diǎn)亮?xí)r間及對(duì)應(yīng)電壓，圖11例示本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光裝置的調(diào)光方法。參考圖10，以4個(gè)串聯(lián)的燈串3A-3D為例，當(dāng)電壓升至Vl時(shí)，LED燈串3A點(diǎn)亮；當(dāng)電壓升至V2時(shí)，串聯(lián)的LED燈串3A及LED燈串3B點(diǎn)亮，依此類(lèi)推。參考圖11，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，本發(fā)明的發(fā)光裝置可通過(guò)調(diào)整該驅(qū)動(dòng)電路30的輸出端口的使能時(shí)間(T)長(zhǎng)短，調(diào)整發(fā)光裝置的亮度，亦即可通過(guò)PWM duty(占空比)的增減或線性電流增減的方式實(shí)現(xiàn)調(diào)光。本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)已揭示如上，然而本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，在不背離權(quán)利要求書(shū)所界定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)，本發(fā)明的教示及揭示可作種種的替換及修飾。例如，上文揭示的許多裝置或步驟可以不同的方法實(shí)施或以其它裝置或步驟予以取代，或者采用上述二種方式的組合。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，包含: 一發(fā)光單兀，包含多個(gè)串聯(lián)的LED燈串，該發(fā)光單兀的輸入端f禹接于一弦波電源； 一驅(qū)動(dòng)電路，包含多個(gè)輸出端口，各耦接于所述LED燈串的輸出端；以及 多個(gè)開(kāi)關(guān)，各耦接該弦波電源至所述LED燈串之一的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述LED燈串各包含任意數(shù)量的串聯(lián)發(fā)光二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中在該弦波電源的一振幅波期間，所述LED燈串的導(dǎo)通次數(shù)相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述LED燈串根據(jù)所述開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通而依序截止。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中在該弦波電源的一振幅波的前半周期中，該驅(qū)動(dòng)電路的輸出端口依序使能。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中在該弦波電源的一振幅波的前半周期中，所述開(kāi)關(guān)截止。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中在該弦波電源的一振幅波的后半周期中，所述開(kāi)關(guān)依序?qū)ā?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中在該弦波電源的一振幅波的后半周期中，該驅(qū)動(dòng)電路使全部LED燈串同時(shí)點(diǎn)亮的最后輸出端口使能，其它輸出端口禁止。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中該LED燈串的數(shù)量為N，該開(kāi)關(guān)的數(shù)量為N-1。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中該LED燈串的數(shù)量為N，所述LED燈串的導(dǎo)通次數(shù)均為N。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中該多個(gè)開(kāi)關(guān)整合于該驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述輸出端口具有一使能時(shí)間，且該使能時(shí)間為可調(diào)整，從而控制對(duì)應(yīng)的LED燈串的亮度。
13.一種發(fā)光裝置的操作方法，該發(fā)光裝置包含一發(fā)光單元，包含多個(gè)串聯(lián)的LED燈串，該發(fā)光單兀的輸入端I禹接于一弦波電源；一驅(qū)動(dòng)電路，包含多個(gè)輸出端口，各I禹接于所述LED燈串的輸出端；以及多個(gè)開(kāi)關(guān)，各耦接該弦波電源至所述LED燈串之一的輸入端，該操作方法包含下列步驟: 在該弦波電源的一振幅波的前半周期中，依序使能該驅(qū)動(dòng)電路的輸出端口以導(dǎo)通所述LED燈串；以及 在該弦波電源的一振幅波的后半周期中，依序?qū)ㄋ鲩_(kāi)關(guān)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光裝置的操作方法，其中所述LED燈串各包含任意數(shù)量的串聯(lián)發(fā)光二極管。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光裝置的操作方法，其中在該弦波電源的一振幅波中，所述LED燈串的導(dǎo)通次數(shù)相同。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光裝置的操作方法，其中在該弦波電源的一振幅波的前半周期中，所述開(kāi)關(guān)截止。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光裝置的操作方法，其中在該弦波電源的一振幅波的后半周期中，該驅(qū)動(dòng)電路使全部LED燈串同時(shí)點(diǎn)亮的最后輸出端口使能，其它輸出端口禁止。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光裝置的操作方法，其中該LED燈串的數(shù)量為N，該開(kāi)關(guān)的數(shù)量為N-1。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光裝置的操作方法，其中該多個(gè)開(kāi)關(guān)整合于該驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光裝置的操作方法，其中該LED燈串的數(shù)量為N，所述LED燈串的導(dǎo)通次數(shù)大于N。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光裝置的操作方法，其中所述輸出端口具有一使能時(shí)間，且該使能時(shí)間為可調(diào)整，從 而控制對(duì)應(yīng)的LED燈串的亮度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)光裝置及其操作方法。該發(fā)光裝置包含一發(fā)光單元，包含多個(gè)串聯(lián)的LED燈串，該發(fā)光單元的輸入端耦接于一弦波電源；一驅(qū)動(dòng)電路，包含多個(gè)輸出端口，各耦接于所述LED燈串的輸出端；以及多個(gè)開(kāi)關(guān)，各耦接該弦波電源至所述LED燈串之一的輸入端。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該發(fā)光裝置的操作方法包含在該弦波電源的一振幅波的前半周期中，依序使能該驅(qū)動(dòng)電路的輸出端口以導(dǎo)通所述LED燈串；以及在該弦波電源的一振幅波的后半周期中，依序?qū)ㄋ鲩_(kāi)關(guān)，如此可在市電輸入之下，經(jīng)由快速重復(fù)點(diǎn)亮少數(shù)的LED燈串，得到亮度均勻且效能極佳的LED發(fā)光裝置。
文檔編號(hào)H05B37/02GK103167680SQ201110424249
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者許祥麟 申請(qǐng)人:晶锜科技股份有限公司