具备多级驱动阶段的发光二极管照明装置的制造方法_2

文档序号:9712382阅读:来源:国知局
电流IAK2~IAKN来分别 调节可调式电流源ISA2~ISAn的值。电压侦测和控制单元UNB2~UNBn可分别根据电压Vbk2~ Vh(n来分别调节可调式电流源ISB2~I SBn的值。
[0037] 在发光二极管照明装置101~104的第(N+1)级驱动阶段STn+1中,可调式电流源 ISn+1串联于第I级至第N级驱动阶段STi~STn。在一第一组态中,第=类型电流控制器CCn+1的 侦测和控制单元UNn+1可串联于可调式电流源ISn+1,用来根据电流Isumn来调节可调式电流源 ISn+1的值。在一第二组态中,第;类型电流控制器CCn+1的侦测和控制单元UNn+1可并联于可 调式电流源I Sn+1,用来根据电压Vck来调节可调式电流源I Sn+1的值。图1至图4所示的实施例 采用第一组态,但不限定本发明的范畴。
[0038] 在本发明实施例中,每一发光装置Al~An和Bi~Bn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4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-junction L抓)、多个多界面高压发光二极管 (multi-化nction M曲-voltage L抓),或不同类型发光二极管的任意组合。然而,发光装 置Al~An和Bi~Bn所采用的发光二极管种类或组态并不限定本发明的范畴。在一特定驱动 阶段中,导通一特定电流控制器所需的压差电压(dropout voltage)VDR日P小于导通相对应 发光装置所需的切入电压(cut-in voltage)VcuT。当一特定发光装置的跨压大于其切入电 压Vcut时,此特定发光装置会在导通的ON状态;当一特定发光装置的跨压小于其切入电压 Vcut时,此特定发光装置会在非导通的OFF状态。切入电压Vcut的值相关于相对应发光装置所 采用发光二极管的数目和类型,在不同应用中可具不同值,但不限定本发明的范畴。
[0039] 在本发明实施例中,M个电荷储存单元C出~CHm中每一电荷储存单元可采用一电 容,或是其它具备类似功能的一个或多个组件。然而,电荷储存单元CHi~CHm的种类和组态 并不限定本发明的范畴。
[0040] 在本发明实施例中,路径控制器化~Dn中每一路径控制器可包括一个二极管、一二 极管形式(diode-connected)的场效晶体管(fieId effect transistor,阳T)、一二极管形 式的双载子接面晶体管(bipolar junction 1:ransisto;r,BJT),或是一个或多个具备类似 功能的组件。然而,路径控制器化~Dm的种类或组态并不限定本发明的范畴。当一路径控制 器的跨压大于其导通电压时,此特定路径控制器为顺向偏压(forward-biased)且会像短路 组件般运作;当一路径控制器的跨压不大于其导通电压时,此特定路径控制器为反向偏压 (reverse-biased)且会像开路组件般运作。
[0041 ] 图5至图8显示发光二极管照明装置101~103中第一级至第N级驱动阶段STi~STn 运作时的示意图。由于第一级至第N级驱动阶段STi~Sh运作方式相同,图5至图8中W第一 级驱动阶段STi来做说明,其中图5说明了第一类型电流控制器CCAi的电流-电压(I-V)特性, 图6说明了第二类型电流控制器CCBi的电流-电压特性,图7说明了第一级驱动阶段STi在不 同时期内运作时的等效电路,而图8说明了第一级驱动阶段STi的电流-电压特性。图9显示 第(N+1)级驱动阶段STn+1中电流控制器CCn+1运作时的不意图。Vdr日pa、Vdr日PB和Vdr日PC分别代表 导通第一类型电流控制器CCAi、第二类型电流控制器CCBi和第S类型电流控制器CCnh所需 的压差电压。V(WA、V(WB和VciNB代表第一类型电流控制器CCA域第二类型电流控制器CCBi用 来判断是否切换运作模式的临界电压。Isetai、Vsetbi和Vsetc为常数,分别代表第一类型电流控 审Ij器CCAi、第二类型电流控制器CCBi和第S类型电流控制器CCn+1的限流值。箭号財示示电压 Vaki、Vbk域Vck的上升周期,而箭号1标不电压Vaki、Vbk域Vck的下降周期。
[004引如图5所不,在电压Vaki的上升周期和下降周期当0<VAia<VDR日PA时,第一类型电流控 制器CCAi尚未完全导通,此时会像压控组件一样在一线性模式下运作,使得电流Iaki会随着 电压Vaki呈特定变化。举例来说,若第一类型电流控制器CCAiW金氧半导体(metal-oxide- semiconductor ,MOS)晶体管来制作,电流Iaki和电压Vak込间的关系会相关于MOS晶体管在 线性区运作时的电流-电压特性。
[004引在电压Vaki的上升周期和下降周期当Vaki〉Vdropa时,电流Iaiq升至第一级驱动阶段 STl的限流值ISETAI,此时第一类型电流控制器CCAi会切换至一定电流模式并像限流器一样 运作,而电流侦测和控制单元UNAi可将电流Iaki的值巧制在Isetai。举例来说,若电流Idi变大, 电流侦测和控制单元UNAi会相对应地降低可调式电流源ISAi的值;同理,若电流Idi变小,电 流侦测和控制单元UNAi会相对应地增加可调式电流源ISAi的值。因此,流经第一级驱动阶段 STi的总电流Iaki( = Idi+ISAi)能维持在固定值IsETAi,而非随着电压Vaki而改变。
[0044] 在电压Vaki的上升周期在电流Idi升至Isetai之前,电流侦测和控制单元UNAi会开启 可调式电流源ISAi,此时第一类型电流控制器CCAi会在定电流模式下运作,使得电流lAKi( = Idi+ISAi)能维持在固定值IsETAi。当电流Idi升至Isetai时,电流侦测和控制单元UNAi会关闭可 调式电流源ISAi,此时第一类型电流控制器CCAi会切换至一截止模式,使得电流Iaki随着电 流Idi而增加。
[004引在电压Vaki的下降周期在电流Idi降至Isetai之前,电流侦测和控制单元UNAi会关闭 可调式电流源ISAi,此时第一类型电流控制器CCAi会在截止模式下运作,使得电流Iaki随着 电流Idi而降低。当电流Idi降至ISETAi时,电流侦测和控制单元UNAi会开启可调式电流源ISAi, 此时第一类型电流控制器CCAi会在定电流模式下运作,使得电流Iaki能维持在固定值IsETAi。
[0046] 如图6所不,在电压Vbki的上升周期和下降周期当0<Vbki<Vdropb时,第二类型电流控 制器CCBi尚未完全导通,此时会像压控组件一样在线性模式下运作,使得电流Ibki会随着电 压Vbki呈特定变化。举例来说,若第二类型电流控制器CCBi WMOS晶体管来制作,电流Ibki和 电压Vbki之间的关系会相关于MOS晶体管在线性区运作时的电流-电压特性。
[0047] 在电压Vbki的上升周期当Vbki〉Vdr日PB时,电流Ibiu升至Isetbi,此时第二类型电流控制 器CCBi会切换至定电流模式并像限流器一样运作,而电压侦测和控制单元UNBi可将电流Ibki 的值巧制在I沈TBl。
[0048] 在电压Vbki的上升周期当Vbki〉V(wb时,电压侦测和控制单元UNBi会关闭可调式电流 源ISBi,此时第二类型电流控制器CCBi会切换至截止模式,也就象是开路组件。在电压Vbki的 下降周期当VbkKVonb时,电压侦测和控制单元UNBi会开启可调式电流源ISBi,此时第二类型 电流控制器CCBi会切换至定电流模式下运作,使得电流Ibki能维持在固定值IsETBi。临界电压 Vonb的值可大于或等于临界电压Voffb的值。在一实施例中,本发明可提供一磁滞带 化ysteresis band),其带宽(Vonb-V日FFB)不为零,如此可避免第二类型电流控制器CCBi因电 压Vbki波动而过于频繁地切换运作模式。
[0049] 如图7左方所示,当第一级驱动阶段STi在VKVini<V2的一第一时期内运作时,发光 装置Al会并联于发光装置Bi。如图7右方所示,当第一级驱动阶段STi在Vini〉V3的一第二时期 内运作时,发光装置Al会串联于发光装置Bi。
[0050] 如图8所示,在上升周期当电压ViNi尚低时,发光装置Ai、发光装置Bi和路径控制器 化仍呈关闭。在上升周期当电压Vm的值升至一开启电压Vai,且开启电压Vai的值为导通发光 装置Al所需的切入电压和导通第一类型电流控制器CCAi所需的切入电压的加总时,第一类 型电流控制器CCAi和发光装置Al会被开启,使得电流Iai会随着电压ViNi逐渐增加,直到升至 Isetai为止。在上升周期当电压ViNi的值升至一开启电压Vbi,且开启电压Vbi的值为导通发光 装置Bi所需的切入电压和导通第二类型电流控制器CCBi所需的切入电压的加总时,第二类 型电流控制器CCBi和发光装置Bi会被开启,使得电流Ibi会随着电压ViNi逐渐增加,直到升至 Isetbi为止。由于路径控制器化仍呈关闭,电流Isumi的值为电流Iai和电流Ibi的加总,其中电流 Iai由第一类型电流控制器CCA冰调节,而电流Ibi由第二类型电流控制器CCBi来调节。开启 电压Vai和开启电压Vbi可为相同值或不同值。换而言的,当电压ViNi的值升至电压Vl后,电流 Isum巧始增加,其中电压Vl为开启电压Vai和开启电压Vbi的中较小者。
[0051 ] 在上升周期当电压Vm的值升至V2使得Vbki = Vowb时,第二类型电流控制器CCBi会 切换至截止模式,因此电流Ibi会被导向路径控制器化,进而开启路径控制器化。此时,电流 Isumi和电流lAi、电流Ibi的值相同,其中电流Iai和电流Ibi都由第一类型电流控制器CCAi来调 节。随着电流Ibi
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