具备可调式显色指数的发光二极管照明装置的制造方法
具备可调式显色指数的发光二极管照明装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种发光二极管照明装置，尤其设及一种具备高功率因子和可调式显 色指数的发光二极管照明装置。
【背景技术】
[0002] 在整流交流（rectifiedalternative-州rrent,AC)电压直接驱动的照明应用中， 由于发光二极管Qi曲temittingdiode,LED)为一电流驱动组件，其发光亮度与驱动电流 的大小成正比，为了达到高亮度和亮度均匀的要求，往往需要使用许多串接的发光二极管 来提供足够光源。串联发光二极管的数量越多，导通发光组件所需的顺向偏压越高，发光二 极管照明装置的可操作电压范围越小。若发光二极管数量太少，则会使得发光二极管在整 流交流电压具最大值时驱动电流过大，进而影响发光二极管的可靠性。因此，需要一种能够 增加可操作电压范围和可靠性的发光二极管照明装置。
[000引此外，显色指数（colorrenderingindex,CRI)是评估照明光源质量好坏的根据， 由国际照明协会（InternationalCommissiononIllumination,CIE0所定义，将自然界里 的太阳光视为最佳的照明质量。也就是说，显色指数愈高，表示物体在所述照明光源下显示 的颜色与在太阳光照射下的颜色愈接近；演色性愈低，表示物体在所述照明光源下显示颜 色与太阳光照射下的颜色偏离愈远。一般在摄影或照相等应用中会希望使用高显色指数的 光源，但现有技术发光二极管照明装置的显色指数仅介于60~70。因此，需要一种能够增 加可操作电压范围、可靠性和显色指数的发光二极管照明装置。
【发明内容】
[0004] 有鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种具备高功率因素和可调 式显色指数的发光二极管照明装置。
[0005] 为达到上述的目的，本发明公开一种发光二极管照明装置，其包括第一至第S发 光组件和第一至第=电流控制器。第一发光组件由一整流交流电压来驱动，其根据一第一 电流来提供具备一第一颜色的光源。所述第二发光组件串联于所述第一发光组件且由所述 整流交流电压来驱动，其根据一第二电流来提供具备所述第一颜色的光源。所述第=发光 组件由所述整流交流电压来驱动，其根据一第=电流来提供具备一第二颜色的光源，其中 所述第一颜色相异于所述第二颜色。所述第一电流控制器用来根据一第一限流值来调节所 述第一电流，其包括一第一管脚，禪接至所述第一发光组件的一第一端；一第二管脚；W 及一第=管脚，禪接至所述第一发光组件的一第二端。所述第二电流控制器用来根据一第 二限流值来调节所述第二电流，其包括一第一管脚，禪接至所述第二发光组件；一第二管 脚，禪接至所述整流交流电压；W及一第=管脚。所述第=电流控制器用来根据一第=限 流值来调节所述第=电流，其包括一第一管脚，禪接至所述第=发光组件的一第一端；W 及一第二管脚。
【附图说明】
[0006] 图1至图3为本发明实施例中发光二极管照明装置的示意图。
[0007] 图4至图8为本发明发光二极管照明装置运作时的示意图。
[000引图9为本发明实施例中一电流控制器的示意图。
[0009] 图10为本发明另一实施例中一电流控制器的示意图。
[0010] 其中，附图标记说明如下：
[0011] 20 开关
[001引 30 电流侦测电路
[0013] 40 可调式参考电压产生器
[0014] 50 比较器
[0015] 101~103 发光二极管照明装置
[0016] 110 电源供应电路
[0017] 112 桥式整流器
[001引 101~103 发光二极管照明装置
[0019] 110 电源供应电路
[0020] 112 桥式整流器
[002UCCi~CCn+2、CCA、CCB电流控制器
[00巧 Ai~An+2 发光组件
【具体实施方式】
[0023] 图1至图3为本发明实施例中发光二极管照明装置101~103的示意图。发光二 极管照明装置101~103各包括一电源供应电路110、多个发光组件和多个电流控制器。电 源供应电路110可接收一具正负周期的交流电压VS，并利用一桥式整流器112来转换交流 电压VS在负周期内的输出电压，因此可提供一整流交流电压驱动发光二极管照明装 置101~103,其中整流交流电压Vac的值随着时间而有周期性变化。在其它实施例中，电 源供应电路110可接收任何交流电压VS，利用一交流-交流电压转换器来进行电压转换， 并利用桥式整流器112来对转换后的交流电压VS进行整流，因此可提供整流交流电压Vac W驱动发光二极管照明装置101~103,其中整流交流电压Vac的值随着时间而有周期性变 化。值得注意的是，电源供应电路110的结构并不限定本发明的范畴。
[0024] 在本发明实施例中，每一发光组件可包括一个发光二极管，或是多个串接、并联或 组成数组的发光二极管。图1至图3显示了采用多个串接发光二极管的架构，其可包括多个 单接口发光二极管（single-化nctionLED)、多个多界面高压发光二极管（multi-化nction hi曲-voltageLED),或不同类型发光二极管的任意组合。然而，发光组件所采用的发光二 极管种类或组态并不限定本发明的范畴。
[0025] 在图1所示的实施例中，发光二极管照明装置101包括（化2)个发光组件Ai~Aw+2 和（化。个电流控制器CCi~CCw+2,其中N为正整数。发光组件Ai~Aw。彼此串联，但串 联顺序并不限定本发明的范畴。电流控制器CCi~CCw分别并联于相对应的发光组件A1~ Aw。电流控制器CCw+i串联于发光组件Aw+i。电流控制器CCw+2串联于发光组件Aw+2。发光组 件和电流控制器CCw+2并联于发光组件Aw+i中一个、多个或所有发光二极管。发光组件 Ai~Aw+i设置成可提供第一颜色的光源，而发光组件Aw+2设置成可提供第二颜色的光源。第 一颜色和第二颜色彼此相异，例如可呈现不同色温。
[0026] 在图2所示的实施例中，发光二极管照明装置102包括（化2)个发光组件Ai~Aw+2 和（化。个电流控制器CCi~CCw+2,其中N为正整数。发光组件Ai~Aw。彼此串联，但串 联顺序并不限定本发明的范畴。电流控制器CCi~CCw分别并联于相对应的发光组件A1~ Aw。电流控制器CCw+i串联于发光组件Aw+i。电流控制器CCw+2串联于发光组件Aw+2。发光组 件和电流控制器CCW+2并联于发光组件A1~AW中任一发光组件内一个、多个或所有发 光二极管。发光组件Ai~AW+1设置成可提供第一颜色的光源，而发光组件AW+2设置成可提 供第二颜色的光源。第一颜色和第二颜色彼此相异，例如可呈现不同色温。
[0027] 在图3所示的实施例中，发光二极管照明装置103包括（化2)个发光组件Ai~Aw+2 和（化。个电流控制器CCi~CCw+2,其中N为正整数。发光组件Ai~Aw。彼此串联，但串 联顺序并不限定本发明的范畴。电流控制器CCi~CCw分别并联于相对应的发光组件A1~ Aw。电流控制器CCw+i串联于发光组件Aw+i。电流控制器CCw+2并联于发光组件Aw+2。发光组 件和电流控制器CCW+2串联于发光组件AW+1。在一实施例中，发光组件可禪接于电源 供应电路110和发光组件之间。在另一实施例中，发 光组件AW+2可禪接于发光组件AW+1 和发光组件Ai之间。在图3所示的实施例中，发光组件AW+2可禪接于发光组件AW+1中两相 邻发光二极管之间。发光组件Ai~AW4设置成可提供第一颜色的光源，而发光组件AW+2设 置成可提供第二颜色的光源。第一颜色和第二颜色彼此相异，例如可呈现不同色温。
[002引每一电流控制器CCi~CCW+2可制作成包括一第一管脚A、一第二管脚K、一第S管 脚CS，和n个模式选择管脚MSI~MSn的巧片，其中n为符合2。^ (化1)的正整数。在电 流控制器CCi~CCW+2中，模式选择管脚MSI~MSn可禪接于其管脚A、管脚K或浮接。
[0029] 为了清楚地说明本发明，说明书全文和图标中使用下列符号来表示发光二极管照 明装置101~103中相关电流和电压。V~Vm(n+2)分别代表相对应电流控制器CCi~CCn+2 的跨压。~IAK(N+2>分别代表流经相对应电流控制器CC2~CCn+2的电流。ILED1~ILED扣蝴 分别代表流经相对应发光组件Ai~AW+2的电流。
[0030] 图4至图8为发光二极管照明装置101~103运作时的示意图，显示了N= 3和n =2时的实施例。图4至图8图分别显示了电流控制器CCi~CC5的电流-电压（I-V)特性 曲线。V。~Vc5分别代表电流控制器CCi~CC；5开始导通时的截止电压（州t-involtage)。 VdKOPI~V：*〇p日分别代表当电流IakI~IAK日分别达到限流值IMXl~IMAX拥电流控制器CC1~ CCg的压差电压（化opoutvoltage)。在本发明实施例中，导通电流控制器CCi~CCg所需 的截止电压Vei~V分别小于导通发光组件A1~A5所需的截止电压。当特定发光组件的 跨压超过其截止电压时，特定发光组件会在一导通状态（ONstate);当特定发光组件的跨 压并未超过其截止电压时，特定发光组件会在一非导通状态（OFFstate)。
[0031] 在图4至图8中，在整流交流电压Vac的上升周期或下降周期当〇<Vm<Vm??， 〇<乂姐2<乂層2,〇<乂41?<乂層3,〇<乂4&4<乂層4或〇<乂4&日<乂層日时，此时电流控制器〔(：广0：5尚 未完全导通，因此会像压控组件一样在一线性模式下运作，使得电流I^K1~1?5会 分别随着电压Vaki~呈特定变化。举例来说，若电流控制器CCiW金氧半导体 (metal-oxide-semiconductor,M0巧晶体管来制作，电流Iaki和电压Vaki之间的关系1会相 关于M0S晶体管在线性区运作时的电流--电压特性。
[003引在图4至图8中，在整流交流电压V的上升周期或下降周期当Vmi〉V胃1，Vm2〉VdK0P2,Vm3〉VdK0P3,VaK4〉VdK0P4或VM5〉VdK0P5时，电流控制器CC1~CC5会切换至一定电流模 式并像限流器一样运作，使得电流Iaki~I?。会分别被猜制在限流值Iim~I1?。，而非分别 随着电压Vaki~Vak日而改变。
[0033] 在许多应用中，电流控制器CCi~CCg可能需要提供不同限流值。在本发明中，透 过设定模式选择管脚MS1~MS2,电流控制器CCi~CC4能弹性地提供不同限流值。在图4 至图8所示的实施例中，电流控制器CCi~CC巧设定成使得I醒<1臟2<Imx3<Imax4。然而，电 流控制器所提供限流值的大小关系并不限定本发明的范畴。
[0034] 在许多应用中，发光二极管照明装置101~103可能需要提供特定显色指数。如 前所述，在N= 3和n= 2的实施例中，发光组件Ai~A4设置成可提供第一颜色的光源，而 发光组件Ag设置成可提供第二颜色的光源，其中第一颜色和第二颜色彼此相异。本发明可 利用电流控制器CCg来调整发光组件A5的亮度，进而改善发光二极管照明装置101~103 的显色指数，并透过弹性调整第二颜色的强度使得发光二极管照明装置101~103能具备 不同程度的显色指数。在图8所示的实施例中，电流控制器CCg可设定成使得II 然而，电流控制器CCg所提供限流值I 的大小关系并不限定本发明的范畴。
[0035] 图9为本发明实施例中一电流控制器CCA的示意图。图10为本发明另一实施例 中一电流控制器CCB的示意图。电流控制器CCA可应用在发光二极管照明装置101~102 中的电流控制器CCi~CCw+2和发光二极管照明装置103中的电流控制器CC1~CCw+i。电流 控制器CCB可应用在发光二极管照明装置103中的电流控制器CCw+2。
[0036] 电流控制器CCA和电流控制器CCB各包括一开关20、一电流侦测电路30、一可调 式参考电压产生器40,W及一比较器50。
[0037]开关20可包括一场效晶体管（FieldEffectTransistor,阳T)、一双载子接面晶 体管炬ipolarJunctionTransistor,BJT)，或是其它具类似功能的组件，图9~10的实施 例W-N型金氧半导体（N-TypeMetal-Oxide-Semiconductor)场效晶体管来做说明，但不 限定本发明的范畴。
[003引电流侦测电路30可包括一电阻，禪接于第二管脚K和第S管脚CS之间W提供一 回授电压Vw。在发光二极管照明装置101~103中，应用在电流控制器CCi~CCw。的电流 侦测电路30其等效电阻Ri~Rw+2可为相同值或不同值。然而，电流侦测电路30的结构并 不限定本发明的范畴。
[0039] 在图9所示的实施例中，电流侦测电路30可监控流经开关20的电流和流经相对 应发光组件（禪接于第一管脚A和第=管脚CS之间）的电流的加总值。若流经开关20和 相对应发光组件的电流加总值过大，电流控制器CCA会关闭开关20或降低流经开关20的 电流，进而将电流Iak维持在固定值。
[0040] 在图10所示的实施例中，电流侦测电路30可监控流经相对应发光组件（禪接于 第一管脚A和第=管脚CS之间）的电流。若流经相对应发光组件的电流过大，电流控制器 CCA会导通开关20W分流，进而将电流Iak维持在固定值。
[0041] 可调式参考电压产生器40用来提供分别相关于电压AV广的多个参考电压 Vrefi~Vkef(n+2)，并根据模式选择管脚MSI~MS2的逻辑电位来输出参考电压Veefi~Vkef扣巧） 其中的一。举例来说，电流控制器CCi的可调式参考电压产生器40可输出参考电压Vcwi至 比较器50。同理，电流控制器明~CC 的可调式参考电压产生器40可分别提供相对应 的参考电压VkEF2~VKEF(N+2>。
[00创 比较器50会根据回授电压Vw和相对应参考电压的大小关系来操作开关20,W使 流经每一电流控制器的电流皆不会超过其限流值。举例来说，在N= 3和n= 2的实施例 中，电流控制器CCi的最大限流值I胃可由（Veepi/Ri)来决定，电流控制器明的最大限流值 IlAX2可由（VKEF2化）来决定，电流控制器CC3的最大限流值IMX：3可由（V體化）来决定，电流 控制器CC4的最大限流值Imx4可由（Vcm/R4)来决定，而电流控制器CCg的最大限流值 可由（Vcwe/咕）来决定。透过设定每一电流控制器的模式选择管脚MS1~MS2,电流控制 器CCi~CC5能弹性地提供不同限流值，如图4~8所示。针对图1~3所示的实施例，电 流控制器CCi~CCg所 提供的限流值可如下列表1所示，但并不限定本发明的范畴。
[0043]表1
[0044]
[0045] 在本发明中，一对相对应电流控制器和发光组件可制作在同一积体巧片上。举例 来说，积体巧片Ui包括电流控制器CC1和发光组件A1，积体巧片&包括电流控制器CC2和发 光组件A2，…，而积体巧片也2包括电流控制器CCW+2和发光组件AW+2。积体巧片Ui~UW+2 可为在同一制程中制作的独立组件。在不同应用中，不同发光二极管照明装置所包括的积 体巧片Ui~Uw+2可采用不同印刷电路板（PCB)布局，W设定电流控制器内模式选择管脚的 逻辑电位。因此，本发明的发光二极管照明装置能提供弹性特性，但不会增加制程难度。
[0046] 本发明的发光二极管照明装置利用电流控制器来控制流经串接发光二极管的电 流大小和导通数目，在整流交流电压尚未达到所有发光二极管的整体隔离电压前即能导通 部分发光二极管，因此能够增加发光二极管照明装置的功率因素。透过设定模式选择管脚 MSI~MS2,本发明的电流控制器能弹性地提供不同限流值W选择每一发光组件的亮度，进 而呈现不同程度的显色指数。因此，本发明可提供一种能够增加可操作电压范围、可靠性和 显色指数的发光二极管照明装置。
[0047]W上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可w有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种具备可调式显色指数的发光二极管照明装置，其特征在于，包括： 一第一发光组件，由一整流交流电压来驱动，其根据一第一电流来提供具备一第一颜 色的光源； 一第二发光组件，串联于所述第一发光组件且由所述整流交流电压来驱动，其根据一 第二电流来提供具备所述第一颜色的光源； 一第三发光组件，由所述整流交流电压来驱动，其根据一第三电流来提供具备一第二 颜色的光源，其中所述第一颜色相异于所述第二颜色； 一第一电流控制器，用来根据一第一限流值来调节所述第一电流，其包括： 一第一管脚，耦接至所述第一发光组件的一第一端； 一第二管脚；以及 一第三管脚，耦接至所述第一发光组件的一第二端； 一第二电流控制器，用来根据一第二限流值来调节所述第二电流，其包括： 一第一管脚，耦接至所述第二发光组件； 一第二管脚，耦接至所述整流交流电压；以及 一第三管脚；以及 一第三电流控制器，用来根据一第三限流值来调节所述第三电流，其包括： 一第一管脚，耦接至所述第三发光组件的一第一端；以及 一第二管脚。2. 如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于： 所述第三发光组件的一第一端耦接至所述第二发光组件的一第一端； 所述第三电流控制器的所述第一管脚耦接至所述第三发光组件的一第二端；且 所述第三电流控制器的所述第二管脚耦接至所述第二发光组件的一第二端。3. 如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于： 所述第二发光组件包括多个发光二极管； 所述第三电流控制器串联于所述第三发光组件；且 所述第三电流控制器和所述第三发光组件并联于所述第二发光组件的所述多个发光 二极管中至少一个发光二极管。4. 如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于： 所述第三发光组件的一第一端耦接至所述第一发光组件的所述第一端； 所述第三电流控制器的所述第一管脚耦接至所述第三发光组件的一第二端；且 所述第三电流控制器的所述第二管脚耦接至所述第二发光组件的一第二端。5. 如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于： 所述第一发光组件包括多个发光二极管； 所述第三电流控制器串联于所述第三发光组件；且 所述第三电流控制器和所述第三发光组件并联于所述第一发光组件的所述多个发光 二极管中至少一个发光二极管。6. 如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于，每一电流控制器包括： 一开关； 一电流侦测电路，用来侦测流经所述开关的电流和流经所述第一至第三发光组件中一 相对应发光组件的电流的一电流加总值，并提供一相对应的回授电压； 一参考电压产生器，用来提供一参考电压；以及 一比较器，用来根据所述回授电压和所述参考电压之间的大小关系来操作所述开关。7. 如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于： 所述第二发光组件包括多个发光二极管； 所述第三电流控制器的所述第一管脚耦接至所述第三发光组件的一第一端； 所述第三电流控制器的一第三管脚耦接至所述第三发光组件的一第二端；且 所述第三电流控制器的所述第一管脚和所述第三电流控制器的所述第二管脚耦接于 所述第二发光组件的所述多个发光二极管中两個发光二极管之间。8. 如权利要求7所述的发光二极管照明装置，其特征在于，所述第三电流控制器包括： 一开关； 一电流侦测电路，用来侦测流经所述第三发光组件的电流并提供一相对应的回授电压 一参考电压产生器，用来提供一参考电压；以及 一比较器，用来根据所述回授电压和所述参考电压之间的大小关系来操作所述开关。9. 如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于，所述第一电流控制器和所 述第一发光组件是制作在一第一积体芯片内，所述第二电流控制器和所述第二发光组件是 制作在一第二积体芯片内，而所述第三电流控制器和所述第三发光组件是制作在一第三积 体芯片内。10. 如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于： 所述第一电流控制器另包括多个模式选择管脚，用来设定所述第一限流值； 所述第二电流控制器另包括多个模式选择管脚，用来设定所述第二限流值；且 所述第三电流控制器另包括多个模式选择管脚，用来设定所述第三限流值。11. 如权利要求10所述的发光二极管照明装置，其特征在于，所述第一电流控制器设 置成一第一组态、一第二组态、一第三组态或一第四组态，且： 在所述第一组态下，所述第一电流控制器的一第一模式选择管脚为浮接或连接至所述 第一电流控制器的所述第一管脚，而所述第一电流控制器的一第二模式选择管脚连接至所 述第一电流控制器的所述第二管脚； 在所述第二组态下，所述第一电流控制器的所述第一模式选择管脚连接至所述第一电 流控制器的所述第二管脚，而所述第一电流控制器的所述第二模式选择管脚为浮接或连接 至所述第一电流控制器的所述第一管脚； 在所述第三组态下，所述第一电流控制器的所述第一模式选择管脚和所述第二模式选 择管脚为浮接或连接至所述第一电流控制器的所述第一管脚；且 在所述第四组态下，所述第一电流控制器的所述第一模式选择管脚和所述第二模式选 择管脚连接至所述第一电流控制器的所述第二管脚。
【专利摘要】本发明公开了一种具备可调式显色指数的发光二极管照明装置，其包括第一至第三发光组件和第一至第三电流控制器。第一发光组件和第二发光组件由整流交流电压来驱动，用来提供具备一第一颜色的光源。第三发光组件由整流交流电压来驱动，用来提供具备一第二颜色的光源，其中第一颜色相异于第二颜色。第一至第三电流控制器分别根据第一至第三限流值来调节第一至第三电流。因此，本发明能够增加发光二极管照明装置的可操作电压范围和弹性调整发光二极管照明装置的显色指数。
【IPC分类】H05B37/02
【公开号】CN104902615
【申请号】CN201510100167
【发明人】许宏彬, 李怡玫, 江永欣
【申请人】安恩科技股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月6日
【公告号】US20150257214
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种发光二极管照明装置，尤其设及一种具备高功率因子和可调式显 色指数的发光二极管照明装置。
【背景技术】
[0002] 在整流交流（rectifiedalternative-州rrent,AC)电压直接驱动的照明应用中， 由于发光二极管Qi曲temittingdiode,LED)为一电流驱动组件，其发光亮度与驱动电流 的大小成正比，为了达到高亮度和亮度均匀的要求，往往需要使用许多串接的发光二极管 来提供足够光源。串联发光二极管的数量越多，导通发光组件所需的顺向偏压越高，发光二 极管照明装置的可操作电压范围越小。若发光二极管数量太少，则会使得发光二极管在整 流交流电压具最大值时驱动电流过大，进而影响发光二极管的可靠性。因此，需要一种能够 增加可操作电压范围和可靠性的发光二极管照明装置。
[000引此外，显色指数（colorrenderingindex,CRI)是评估照明光源质量好坏的根据， 由国际照明协会（InternationalCommissiononIllumination,CIE0所定义，将自然界里 的太阳光视为最佳的照明质量。也就是说，显色指数愈高，表示物体在所述照明光源下显示 的颜色与在太阳光照射下的颜色愈接近；演色性愈低，表示物体在所述照明光源下显示颜 色与太阳光照射下的颜色偏离愈远。一般在摄影或照相等应用中会希望使用高显色指数的 光源，但现有技术发光二极管照明装置的显色指数仅介于60~70。因此，需要一种能够增 加可操作电压范围、可靠性和显色指数的发光二极管照明装置。
【发明内容】
[0004] 有鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种具备高功率因素和可调 式显色指数的发光二极管照明装置。
[0005] 为达到上述的目的，本发明公开一种发光二极管照明装置，其包括第一至第S发 光组件和第一至第=电流控制器。第一发光组件由一整流交流电压来驱动，其根据一第一 电流来提供具备一第一颜色的光源。所述第二发光组件串联于所述第一发光组件且由所述 整流交流电压来驱动，其根据一第二电流来提供具备所述第一颜色的光源。所述第=发光 组件由所述整流交流电压来驱动，其根据一第=电流来提供具备一第二颜色的光源，其中 所述第一颜色相异于所述第二颜色。所述第一电流控制器用来根据一第一限流值来调节所 述第一电流，其包括一第一管脚，禪接至所述第一发光组件的一第一端；一第二管脚；W 及一第=管脚，禪接至所述第一发光组件的一第二端。所述第二电流控制器用来根据一第 二限流值来调节所述第二电流，其包括一第一管脚，禪接至所述第二发光组件；一第二管 脚，禪接至所述整流交流电压；W及一第=管脚。所述第=电流控制器用来根据一第=限 流值来调节所述第=电流，其包括一第一管脚，禪接至所述第=发光组件的一第一端；W 及一第二管脚。
【附图说明】
[0006] 图1至图3为本发明实施例中发光二极管照明装置的示意图。
[0007] 图4至图8为本发明发光二极管照明装置运作时的示意图。
[000引图9为本发明实施例中一电流控制器的示意图。
[0009] 图10为本发明另一实施例中一电流控制器的示意图。
[0010] 其中，附图标记说明如下：
[0011] 20 开关
[001引 30 电流侦测电路
[0013] 40 可调式参考电压产生器
[0014] 50 比较器
[0015] 101~103 发光二极管照明装置
[0016] 110 电源供应电路
[0017] 112 桥式整流器
[001引 101~103 发光二极管照明装置
[0019] 110 电源供应电路
[0020] 112 桥式整流器
[002UCCi~CCn+2、CCA、CCB电流控制器
[00巧 Ai~An+2 发光组件
【具体实施方式】
[0023] 图1至图3为本发明实施例中发光二极管照明装置101~103的示意图。发光二 极管照明装置101~103各包括一电源供应电路110、多个发光组件和多个电流控制器。电 源供应电路110可接收一具正负周期的交流电压VS，并利用一桥式整流器112来转换交流 电压VS在负周期内的输出电压，因此可提供一整流交流电压驱动发光二极管照明装 置101~103,其中整流交流电压Vac的值随着时间而有周期性变化。在其它实施例中，电 源供应电路110可接收任何交流电压VS，利用一交流-交流电压转换器来进行电压转换， 并利用桥式整流器112来对转换后的交流电压VS进行整流，因此可提供整流交流电压Vac W驱动发光二极管照明装置101~103,其中整流交流电压Vac的值随着时间而有周期性变 化。值得注意的是，电源供应电路110的结构并不限定本发明的范畴。
[0024] 在本发明实施例中，每一发光组件可包括一个发光二极管，或是多个串接、并联或 组成数组的发光二极管。图1至图3显示了采用多个串接发光二极管的架构，其可包括多个 单接口发光二极管（single-化nctionLED)、多个多界面高压发光二极管（multi-化nction hi曲-voltageLED),或不同类型发光二极管的任意组合。然而，发光组件所采用的发光二 极管种类或组态并不限定本发明的范畴。
[0025] 在图1所示的实施例中，发光二极管照明装置101包括（化2)个发光组件Ai~Aw+2 和（化。个电流控制器CCi~CCw+2,其中N为正整数。发光组件Ai~Aw。彼此串联，但串 联顺序并不限定本发明的范畴。电流控制器CCi~CCw分别并联于相对应的发光组件A1~ Aw。电流控制器CCw+i串联于发光组件Aw+i。电流控制器CCw+2串联于发光组件Aw+2。发光组 件和电流控制器CCw+2并联于发光组件Aw+i中一个、多个或所有发光二极管。发光组件 Ai~Aw+i设置成可提供第一颜色的光源，而发光组件Aw+2设置成可提供第二颜色的光源。第 一颜色和第二颜色彼此相异，例如可呈现不同色温。
[0026] 在图2所示的实施例中，发光二极管照明装置102包括（化2)个发光组件Ai~Aw+2 和（化。个电流控制器CCi~CCw+2,其中N为正整数。发光组件Ai~Aw。彼此串联，但串 联顺序并不限定本发明的范畴。电流控制器CCi~CCw分别并联于相对应的发光组件A1~ Aw。电流控制器CCw+i串联于发光组件Aw+i。电流控制器CCw+2串联于发光组件Aw+2。发光组 件和电流控制器CCW+2并联于发光组件A1~AW中任一发光组件内一个、多个或所有发 光二极管。发光组件Ai~AW+1设置成可提供第一颜色的光源，而发光组件AW+2设置成可提 供第二颜色的光源。第一颜色和第二颜色彼此相异，例如可呈现不同色温。
[0027] 在图3所示的实施例中，发光二极管照明装置103包括（化2)个发光组件Ai~Aw+2 和（化。个电流控制器CCi~CCw+2,其中N为正整数。发光组件Ai~Aw。彼此串联，但串 联顺序并不限定本发明的范畴。电流控制器CCi~CCw分别并联于相对应的发光组件A1~ Aw。电流控制器CCw+i串联于发光组件Aw+i。电流控制器CCw+2并联于发光组件Aw+2。发光组 件和电流控制器CCW+2串联于发光组件AW+1。在一实施例中，发光组件可禪接于电源 供应电路110和发光组件之间。在另一实施例中，发 光组件AW+2可禪接于发光组件AW+1 和发光组件Ai之间。在图3所示的实施例中，发光组件AW+2可禪接于发光组件AW+1中两相 邻发光二极管之间。发光组件Ai~AW4设置成可提供第一颜色的光源，而发光组件AW+2设 置成可提供第二颜色的光源。第一颜色和第二颜色彼此相异，例如可呈现不同色温。
[002引每一电流控制器CCi~CCW+2可制作成包括一第一管脚A、一第二管脚K、一第S管 脚CS，和n个模式选择管脚MSI~MSn的巧片，其中n为符合2。^ (化1)的正整数。在电 流控制器CCi~CCW+2中，模式选择管脚MSI~MSn可禪接于其管脚A、管脚K或浮接。
[0029] 为了清楚地说明本发明，说明书全文和图标中使用下列符号来表示发光二极管照 明装置101~103中相关电流和电压。V~Vm(n+2)分别代表相对应电流控制器CCi~CCn+2 的跨压。~IAK(N+2>分别代表流经相对应电流控制器CC2~CCn+2的电流。ILED1~ILED扣蝴 分别代表流经相对应发光组件Ai~AW+2的电流。
[0030] 图4至图8为发光二极管照明装置101~103运作时的示意图，显示了N= 3和n =2时的实施例。图4至图8图分别显示了电流控制器CCi~CC5的电流-电压（I-V)特性 曲线。V。~Vc5分别代表电流控制器CCi~CC；5开始导通时的截止电压（州t-involtage)。 VdKOPI~V：*〇p日分别代表当电流IakI~IAK日分别达到限流值IMXl~IMAX拥电流控制器CC1~ CCg的压差电压（化opoutvoltage)。在本发明实施例中，导通电流控制器CCi~CCg所需 的截止电压Vei~V分别小于导通发光组件A1~A5所需的截止电压。当特定发光组件的 跨压超过其截止电压时，特定发光组件会在一导通状态（ONstate);当特定发光组件的跨 压并未超过其截止电压时，特定发光组件会在一非导通状态（OFFstate)。
[0031] 在图4至图8中，在整流交流电压Vac的上升周期或下降周期当〇<Vm<Vm??， 〇<乂姐2<乂層2,〇<乂41?<乂層3,〇<乂4&4<乂層4或〇<乂4&日<乂層日时，此时电流控制器〔(：广0：5尚 未完全导通，因此会像压控组件一样在一线性模式下运作，使得电流I^K1~1?5会 分别随着电压Vaki~呈特定变化。举例来说，若电流控制器CCiW金氧半导体 (metal-oxide-semiconductor,M0巧晶体管来制作，电流Iaki和电压Vaki之间的关系1会相 关于M0S晶体管在线性区运作时的电流--电压特性。
[003引在图4至图8中，在整流交流电压V的上升周期或下降周期当Vmi〉V胃1，Vm2〉VdK0P2,Vm3〉VdK0P3,VaK4〉VdK0P4或VM5〉VdK0P5时，电流控制器CC1~CC5会切换至一定电流模 式并像限流器一样运作，使得电流Iaki~I?。会分别被猜制在限流值Iim~I1?。，而非分别 随着电压Vaki~Vak日而改变。
[0033] 在许多应用中，电流控制器CCi~CCg可能需要提供不同限流值。在本发明中，透 过设定模式选择管脚MS1~MS2,电流控制器CCi~CC4能弹性地提供不同限流值。在图4 至图8所示的实施例中，电流控制器CCi~CC巧设定成使得I醒<1臟2<Imx3<Imax4。然而，电 流控制器所提供限流值的大小关系并不限定本发明的范畴。
[0034] 在许多应用中，发光二极管照明装置101~103可能需要提供特定显色指数。如 前所述，在N= 3和n= 2的实施例中，发光组件Ai~A4设置成可提供第一颜色的光源，而 发光组件Ag设置成可提供第二颜色的光源，其中第一颜色和第二颜色彼此相异。本发明可 利用电流控制器CCg来调整发光组件A5的亮度，进而改善发光二极管照明装置101~103 的显色指数，并透过弹性调整第二颜色的强度使得发光二极管照明装置101~103能具备 不同程度的显色指数。在图8所示的实施例中，电流控制器CCg可设定成使得II 然而，电流控制器CCg所提供限流值I 的大小关系并不限定本发明的范畴。
[0035] 图9为本发明实施例中一电流控制器CCA的示意图。图10为本发明另一实施例 中一电流控制器CCB的示意图。电流控制器CCA可应用在发光二极管照明装置101~102 中的电流控制器CCi~CCw+2和发光二极管照明装置103中的电流控制器CC1~CCw+i。电流 控制器CCB可应用在发光二极管照明装置103中的电流控制器CCw+2。
[0036] 电流控制器CCA和电流控制器CCB各包括一开关20、一电流侦测电路30、一可调 式参考电压产生器40,W及一比较器50。
[0037]开关20可包括一场效晶体管（FieldEffectTransistor,阳T)、一双载子接面晶 体管炬ipolarJunctionTransistor,BJT)，或是其它具类似功能的组件，图9~10的实施 例W-N型金氧半导体（N-TypeMetal-Oxide-Semiconductor)场效晶体管来做说明，但不 限定本发明的范畴。
[003引电流侦测电路30可包括一电阻，禪接于第二管脚K和第S管脚CS之间W提供一 回授电压Vw。在发光二极管照明装置101~103中，应用在电流控制器CCi~CCw。的电流 侦测电路30其等效电阻Ri~Rw+2可为相同值或不同值。然而，电流侦测电路30的结构并 不限定本发明的范畴。
[0039] 在图9所示的实施例中，电流侦测电路30可监控流经开关20的电流和流经相对 应发光组件（禪接于第一管脚A和第=管脚CS之间）的电流的加总值。若流经开关20和 相对应发光组件的电流加总值过大，电流控制器CCA会关闭开关20或降低流经开关20的 电流，进而将电流Iak维持在固定值。
[0040] 在图10所示的实施例中，电流侦测电路30可监控流经相对应发光组件（禪接于 第一管脚A和第=管脚CS之间）的电流。若流经相对应发光组件的电流过大，电流控制器 CCA会导通开关20W分流，进而将电流Iak维持在固定值。
[0041] 可调式参考电压产生器40用来提供分别相关于电压AV广的多个参考电压 Vrefi~Vkef(n+2)，并根据模式选择管脚MSI~MS2的逻辑电位来输出参考电压Veefi~Vkef扣巧） 其中的一。举例来说，电流控制器CCi的可调式参考电压产生器40可输出参考电压Vcwi至 比较器50。同理，电流控制器明~CC 的可调式参考电压产生器40可分别提供相对应 的参考电压VkEF2~VKEF(N+2>。
[00创 比较器50会根据回授电压Vw和相对应参考电压的大小关系来操作开关20,W使 流经每一电流控制器的电流皆不会超过其限流值。举例来说，在N= 3和n= 2的实施例 中，电流控制器CCi的最大限流值I胃可由（Veepi/Ri)来决定，电流控制器明的最大限流值 IlAX2可由（VKEF2化）来决定，电流控制器CC3的最大限流值IMX：3可由（V體化）来决定，电流 控制器CC4的最大限流值Imx4可由（Vcm/R4)来决定，而电流控制器CCg的最大限流值 可由（Vcwe/咕）来决定。透过设定每一电流控制器的模式选择管脚MS1~MS2,电流控制 器CCi~CC5能弹性地提供不同限流值，如图4~8所示。针对图1~3所示的实施例，电 流控制器CCi~CCg所 提供的限流值可如下列表1所示，但并不限定本发明的范畴。
[0043]表1
[0044]
[0045] 在本发明中，一对相对应电流控制器和发光组件可制作在同一积体巧片上。举例 来说，积体巧片Ui包括电流控制器CC1和发光组件A1，积体巧片&包括电流控制器CC2和发 光组件A2，…，而积体巧片也2包括电流控制器CCW+2和发光组件AW+2。积体巧片Ui~UW+2 可为在同一制程中制作的独立组件。在不同应用中，不同发光二极管照明装置所包括的积 体巧片Ui~Uw+2可采用不同印刷电路板（PCB)布局，W设定电流控制器内模式选择管脚的 逻辑电位。因此，本发明的发光二极管照明装置能提供弹性特性，但不会增加制程难度。
[0046] 本发明的发光二极管照明装置利用电流控制器来控制流经串接发光二极管的电 流大小和导通数目，在整流交流电压尚未达到所有发光二极管的整体隔离电压前即能导通 部分发光二极管，因此能够增加发光二极管照明装置的功率因素。透过设定模式选择管脚 MSI~MS2,本发明的电流控制器能弹性地提供不同限流值W选择每一发光组件的亮度，进 而呈现不同程度的显色指数。因此，本发明可提供一种能够增加可操作电压范围、可靠性和 显色指数的发光二极管照明装置。
[0047]W上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可w有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种具备可调式显色指数的发光二极管照明装置，其特征在于，包括： 一第一发光组件，由一整流交流电压来驱动，其根据一第一电流来提供具备一第一颜 色的光源； 一第二发光组件，串联于所述第一发光组件且由所述整流交流电压来驱动，其根据一 第二电流来提供具备所述第一颜色的光源； 一第三发光组件，由所述整流交流电压来驱动，其根据一第三电流来提供具备一第二 颜色的光源，其中所述第一颜色相异于所述第二颜色； 一第一电流控制器，用来根据一第一限流值来调节所述第一电流，其包括： 一第一管脚，耦接至所述第一发光组件的一第一端； 一第二管脚；以及 一第三管脚，耦接至所述第一发光组件的一第二端； 一第二电流控制器，用来根据一第二限流值来调节所述第二电流，其包括： 一第一管脚，耦接至所述第二发光组件； 一第二管脚，耦接至所述整流交流电压；以及 一第三管脚；以及 一第三电流控制器，用来根据一第三限流值来调节所述第三电流，其包括： 一第一管脚，耦接至所述第三发光组件的一第一端；以及 一第二管脚。2. 如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于： 所述第三发光组件的一第一端耦接至所述第二发光组件的一第一端； 所述第三电流控制器的所述第一管脚耦接至所述第三发光组件的一第二端；且 所述第三电流控制器的所述第二管脚耦接至所述第二发光组件的一第二端。3. 如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于： 所述第二发光组件包括多个发光二极管； 所述第三电流控制器串联于所述第三发光组件；且 所述第三电流控制器和所述第三发光组件并联于所述第二发光组件的所述多个发光 二极管中至少一个发光二极管。4. 如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于： 所述第三发光组件的一第一端耦接至所述第一发光组件的所述第一端； 所述第三电流控制器的所述第一管脚耦接至所述第三发光组件的一第二端；且 所述第三电流控制器的所述第二管脚耦接至所述第二发光组件的一第二端。5. 如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于： 所述第一发光组件包括多个发光二极管； 所述第三电流控制器串联于所述第三发光组件；且 所述第三电流控制器和所述第三发光组件并联于所述第一发光组件的所述多个发光 二极管中至少一个发光二极管。6. 如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于，每一电流控制器包括： 一开关； 一电流侦测电路，用来侦测流经所述开关的电流和流经所述第一至第三发光组件中一 相对应发光组件的电流的一电流加总值，并提供一相对应的回授电压； 一参考电压产生器，用来提供一参考电压；以及 一比较器，用来根据所述回授电压和所述参考电压之间的大小关系来操作所述开关。7. 如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于： 所述第二发光组件包括多个发光二极管； 所述第三电流控制器的所述第一管脚耦接至所述第三发光组件的一第一端； 所述第三电流控制器的一第三管脚耦接至所述第三发光组件的一第二端；且 所述第三电流控制器的所述第一管脚和所述第三电流控制器的所述第二管脚耦接于 所述第二发光组件的所述多个发光二极管中两個发光二极管之间。8. 如权利要求7所述的发光二极管照明装置，其特征在于，所述第三电流控制器包括： 一开关； 一电流侦测电路，用来侦测流经所述第三发光组件的电流并提供一相对应的回授电压 一参考电压产生器，用来提供一参考电压；以及 一比较器，用来根据所述回授电压和所述参考电压之间的大小关系来操作所述开关。9. 如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于，所述第一电流控制器和所 述第一发光组件是制作在一第一积体芯片内，所述第二电流控制器和所述第二发光组件是 制作在一第二积体芯片内，而所述第三电流控制器和所述第三发光组件是制作在一第三积 体芯片内。10. 如权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于： 所述第一电流控制器另包括多个模式选择管脚，用来设定所述第一限流值； 所述第二电流控制器另包括多个模式选择管脚，用来设定所述第二限流值；且 所述第三电流控制器另包括多个模式选择管脚，用来设定所述第三限流值。11. 如权利要求10所述的发光二极管照明装置，其特征在于，所述第一电流控制器设 置成一第一组态、一第二组态、一第三组态或一第四组态，且： 在所述第一组态下，所述第一电流控制器的一第一模式选择管脚为浮接或连接至所述 第一电流控制器的所述第一管脚，而所述第一电流控制器的一第二模式选择管脚连接至所 述第一电流控制器的所述第二管脚； 在所述第二组态下，所述第一电流控制器的所述第一模式选择管脚连接至所述第一电 流控制器的所述第二管脚，而所述第一电流控制器的所述第二模式选择管脚为浮接或连接 至所述第一电流控制器的所述第一管脚； 在所述第三组态下，所述第一电流控制器的所述第一模式选择管脚和所述第二模式选 择管脚为浮接或连接至所述第一电流控制器的所述第一管脚；且 在所述第四组态下，所述第一电流控制器的所述第一模式选择管脚和所述第二模式选 择管脚连接至所述第一电流控制器的所述第二管脚。
【专利摘要】本发明公开了一种具备可调式显色指数的发光二极管照明装置，其包括第一至第三发光组件和第一至第三电流控制器。第一发光组件和第二发光组件由整流交流电压来驱动，用来提供具备一第一颜色的光源。第三发光组件由整流交流电压来驱动，用来提供具备一第二颜色的光源，其中第一颜色相异于第二颜色。第一至第三电流控制器分别根据第一至第三限流值来调节第一至第三电流。因此，本发明能够增加发光二极管照明装置的可操作电压范围和弹性调整发光二极管照明装置的显色指数。
【IPC分类】H05B37/02
【公开号】CN104902615
【申请号】CN201510100167
【发明人】许宏彬, 李怡玫, 江永欣
【申请人】安恩科技股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月6日
【公告号】US20150257214
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