使用集成驱动电路的固态照明装置和方法

使用集成驱动电路的固态照明装置和方法
【专利摘要】一种照明装置，包括包含开关电路的第一衬底，该开关电路包括输入端口、输出端口以及电流源电路，该电流源电路被配置用于响应于在输入端口处的AC电压而在该电流源电路的输出端口处产生电流。该装置进一步包括安装在该第一衬底上的第二衬底，并且该第二衬底包括电耦合至第一衬底的电流源电路的输出端口的至少两个LED。
【专利说明】使用集成驱动电路的固态照明装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明主题涉及照明装置和方法，并且更具体地，涉及固态照明装置和方法。
【背景技术】
[0002]固态照明阵列用于许多照明装置。例如，包括固态发光器件阵列的固态照明板已经用作例如在建筑照明和/或重点照明中的直接照明源。固态发光器件可以包括，例如包括一个或多个发光二极管(LED)的封装的发光器件,该LED可以包括无机LED和/或有机LED(OLED)，其中无机LED可以包括形成p-η结的半导体层，有机LED可以包括有机发光层。
[0003]固态照明阵列用于许多照明应用。例如，包括固态发光器件阵列的固态照明板已经用作例如在建筑照明和/或重点照明中的直接照明源。固态发光器件可以包括，例如包括一个或多个发光二极管(LED)的封装的发光器件。无机LED通常包括形成p-n结的半导体层。有机LED (OLED)是另一类型的固态发光器件，其包括有机发光层。通常，通过发光层或区域中的电子载流子(例如电子和空穴)的复合，固态发光器件产生光。
[0004]固态照明板通常用作用于小型液晶显示(LCD)屏(例如用在便携式电子设备中的LCD显示屏)的背光。此外，对用于更大的显示器例如LCD电视显示器的背光的固态照明板的使用，已经具有更大的兴趣。
[0005]尽管已经说明具有高显色指数(CRI)和/或高效率的固态光源，但是在建筑应用中大规模采用此光源的一个问题是商用照明系统使用具有被设计与交变电流(AC)源一起使用的标准化连接器的灯，其可以是使用舍相调光器设备的舍相。通常，提供或耦合固态照明源与将AC电源转换为DC电源的电源转换器，并且DC电源用于为光源供给能量。然而，这样的电源转换器的使用可能增加照明源和/或整体安装的成本，并且可能降低效率。
[0006]提供固态照明源的一些尝试已经涉及用整流AC波形驱动一个LED或者LED的串或组。然而，因为LED需要很小的正向电压以开启LED，所以该LED可能开启于仅部分整流AC波形，这可能造成可视闪烁，可能不期望地降低系统的功率因子，和/或可能增加系统中的电阻消耗。
[0007]提供AC驱动的固态照明源的其他尝试已经涉及将LED设置为反并联配置，使得在AC波形的每个半周期上驱动一半的LED。然而，这样的方法需要两倍的LED以产生与使用整流AC信号相同的光通量。

【发明内容】

[0008]一些实施例提供包括第一衬底的照明装置，该第一衬底包括开关电路，该开关电路包括第一端口，第二端口以及电流控制电路，该电流控制电路被配置用于响应于在第一端口的变化电压，在电流控制电路的第二端口处产生电流。该装置进一步包括安装在第一衬底上并且包括耦合至第一衬底的电流控制电路的第二端口的至少两个LED的第二衬底。
[0009]在一些实施例中，该至少两个LED可以包括耦合至第二端口的第一和第二末端节点并且该开关电路可以包括耦合至该至少两个LED的各自中间节点的相应终端。该开关电路可以被配置用于选择性地旁路至少一个LED。该开关电路可以被配置用于响应于变化电压而改变导电LED的数量。例如，该开关电路可以被配置用于响应于变化电压的增加的幅值而增加导电LED的数量。
[0010]在一些实施例中，该装置可以进一步包括耦合至第一端口的整流器电路并且该开关电路可以包括耦合至该整流器电路输出端的缓冲电路，耦合至该缓冲电路输出端的电阻器梯形电路以及多个开关，其中各个开关控制耦合至该电阻器梯形电路的相应节点的控制输入端。该装置可以进一步包括电耦合至整流器电路的输出端且电耦合至第二端口的电压控制的电流控制电路。
[0011 ] 在一些实施例中，第二衬底可以是接合至第一衬底的倒装芯片。第一衬底可以包括硅衬底、氮化镓衬底、碳化硅衬底或石墨烯衬底。该至少两个LED可以排列在第二衬底的与第一衬底相反的表面上。在进一步的实施例中，开关电路可以被配置用于响应于变化电压而在第一和第二 LED的并联和串联连接之间改变。
[0012]一些实施例提供一种器件，该器件包括被配置用于支持LED衬底的子底座，集成在子底座中并且包括第一端口、第二端口以及电流控制电路的开关电路以及在子底座上的多个触点，该电流控制电路被配置用于响应于第一端口的变化电压在该电流控制电路的第二端口处产生电流，该多个触点耦合至开关电路的第二端口并且被配置用于与LED衬底的相应触点匹配。该多个触点可以包括被配置将电流控制电路的第二端口耦合至LED衬底上的各LED的至少一个的触点以及被配置用于将开关电路的各个终端耦合至各LED的至少一个其他触点的触点。该器件可以进一步包括电耦合至整流器电路的输出端以及电耦合至第二端口的电压控制的电流控制电路。
[0013]该子底座可以被配置用于支持将所述LED衬底与所述子底座的倒装芯片接合。该子底座可以包括硅衬底、氮化镓衬底、碳化硅衬底或石墨烯衬底。
[0014]在一些实施例中，该开关电路可以被配置用于响应于变化电压而改变导电LED的数量。在进一步的实施例中，该开关电路可以被配置用于响应于变化电压而在第一和第二LED的并联和串联连接之间改变。
[0015]进一步的实施例提供照明装置，该照明装置包括至少两个LED和集成在共有衬底上的开关电路，该开关电路包括被配置耦合至AC电源的第一端口、耦合至该至少两个LED的第一和第二端节点的第二端口、被配置用于响应于变化电压在第二端口产生电流的电流控制电路，以及耦合至LED串的中间节点并且被配置用于在LED的串中选择性地旁路LED的LED开关电路。
[0016]在一些实施例中，该开关电路可以被配置用于响应于变化电压而改变该至少两个LED的导电LED的数量。在一些实施例中，该开关电路可以被配置用于响应于变化电压而在第一和第二 LED的并联和串联连接之间改变。
[0017]在另外的实施例中，照明装置包括多个LED以及耦合至多个LED和耦合至电源的开关电路，该电源具有变化电压并且被配置用于响应于该变化电压而在各LED之间的并联和串联连接之间改变。
【专利附图】

【附图说明】
[0018]附图示出了本发明主题的某个或某些实施例，该附图被包括以提供本发明主题的进一步理解并且被合并在本申请中且构成本申请的部分。在附图中:
[0019]图1示出了根据一些实施例的照明装置；
[0020]图2示出了根据进一步的实施例用于照明装置的驱动电路；
[0021]图3示出了根据一些实施例具有集成驱动电路的照明装置；
[0022]图4示出了根据进一步的实施例具有集成驱动电路的照明装置；
[0023]图5A和图5B示出了根据进一步的实施例具有包括集成驱动电路的子底座的照明装置；
[0024]图6示出了根据进一步的实施例包含具有集成驱动电路的LED的灯器件；以及
[0025]图7-10示出了根据又进一步的实施例其中用于照明装置的驱动电路和运行。
【具体实施方式】
[0026]现在将在下文中参考其中示出本发明主题的实施例的附图更全面地描述本发明主题的实施例。然而，本发明主题可以体现在许多不同的形式中并且不应当被解释为限于在此所述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将更加彻底和完全，并且将全面地将本发明主题的范围传达至本领域的技术人员。全文中相同的数字指代相同的元件。
[0027]现在将在下文中参考其中示出本发明主题的实施例的附图更全面地描述本发明主题的实施例。然而，本发明主题可以体现在许多不同的形式中并且不应当被解释为限于在此所述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将更加彻底和完全，并且将全面地将本发明主题的范围传达至本领域的技术人员。全文中相同的数字指代相同的元件。
[0028]将理解，尽管术语第一、第二等在此可以用于描述各种元件，但是这些术语不应当限于这些元件。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件，而不背离本发明主题的范围。如在此所使用的，术语“和/或”包括相关所列术语的一个或多个的任何和全部组合。
[0029]将理解，当元件被称为被“连接”或“耦合”至另一个元件时，其可以被直接连接或耦合至其他元件或者存在中间元件。相反，当元件被称为被“直接连接”或“直接耦合”至另一个元件时，则不存在中间元件。
[0030]将理解，当元件或层被称为在另一个元件或层“上”时，该元件或层可以直接在另一个元件或层上或者也可以存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接”在另一个元件或层“上”时，则不存在中间元件或层。如在此所使用的，术语“和/或”包括相关所列术语的一个或多个的任何和全部组合。
[0031]空间关系术语(例如“下方”、“下面”、“底”、“上方”、“上面”等等)在此可以用于描述的每个以描述如附图中所示出的一个元件或特性相对于另一个或另一些元件或者特征的关系。将理解，空间关系术语旨在包括除了附图中示出的取向的在使用或操作中的器件的不同取向。在全部说明书中，附图中相同的参考数字代表相同的元件。
[0032]在此参考其是本发明主题的理想化实施例的示意图的平面图和透视图来描述本发明主题的实施例。照此，将期望例如由于制造技术和/或容许度造成的该图示的形状的变化。因此，本发明主题不应当被解释为限于在此所示的对象的特定形状，而是应当包括例如由于制造造成的形状上的偏差。因此，附图中示出的对象是实际上的示意性的，并且它们的形状并不旨在示出器件的区域的实际形状且不旨在限制本发明主题的范围。[0033]在此使用的术语是为了仅描述特定实施例的目的且并不旨在限制本发明主题。如在此所使用的，除非上下文另有清楚地指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。将进一步理解，当在此使用术语“包括”和/或“包含”时，这些术语详述了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，而不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或附加。
[0034]除非另有限定，否则在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与由本发明主题所属于的领域的技术人员之一普通理解的含义相同的含义。将进一步理解，在此使用的术语应当被解释为具有与本说明书的上下文和相关领域中的其含义一致的含义，并且除非在此明确如此限定，否则该术语将不被解释在理想化的或过于形式化的含义中。术语“多个”在此用于指参考术语的两个或更多个。
[0035]除了其指示能够发光的器件，并不限制如在此所使用的表达“照明装置”。即，照明装置能够是照明区域或体积的器件，该区域或体积是例如结构、游泳池或温泉、房间、仓库、指示器、道路、停车场、交通工具，例如路标、广告牌、船、玩具、镜子、飞船、电子器件、小船、飞机、体育场、计算机、远程音频设备、远程视频设备、手机、树、窗户、LCD显示器、洞穴、隧道、庭院、灯杆，或者照亮外壳的设备的器件或阵列，或者用于边缘或背面照明的器件(例如，背面照明海报、招牌、IXD显示器)、灯泡取代(例如，用于取代AC白炽灯、低电压灯、荧光灯等)、用于室外照明的灯、用于安全照明的灯、用于外部住宅照明的灯(壁式安装、柱式/列式安装)、吊顶灯具/壁灯、橱柜下照明、灯(地板和/或台子和/或桌子)、景观照明、导轨照明、任务照明、专用照明、吊扇照明、档案/艺术展示照明、高振动/碰撞照明、工作照明等，镜/浮华照明，或者任何其他发光器件。
[0036]本发明主题进一步涉及照明的外壳(其体积可以被均匀或非均匀地照明)，包括被包围的空间和根据本发明主题的至少一个照明装置，其中该照明装置(均匀或非均匀地)照明至少部分的被包围空间。
[0037]图1示出了根据一些实施例的照明装置100。该装置100包括整流器电路110、电压控制的电流控制(VCCC)电路120、分流器电路130以及串联连接的发光二极管(LED)串140，其全部集成在共有衬底101上。在下面描述的实施例中，共有衬底101可以包括各种不同类型的结构，例如印刷电路板(PCB)或半导体衬底。
[0038]整流器电路110被配置用于产生来自于耦合至输入端102的电源的DC电压。该电源可以是AC电源，例如公用电源或产生时变电压的其他电源。VCCC电路120耦合至LED串140的第一和第二末端终端141、142，并且产生通过串140的电流，该电流取决于由整流器电路110产生的DC电压。例如，可以将舍相信号提供至整流器电路110，例如可以由通常用在照明应用中的调光器电路提供该舍相信号。随着舍相量的变化，VCCC电路120将产生通过LED串140的相应变化电流，因此使得串140响应于舍相信号而变亮/变暗。VCCC电路120可以采用许多形式中的任何形式并且可以运行为用于LED串140的电流源或电流沉。
[0039]分流器电路130被连接至LED串140的多个中间节点。例如，分流器电路130可以用于响应于由整流器电路Iio产生的整流电压通过选择性旁路串140的LED来提供功率因子补偿。例如，分流器电路130可以使用描述在共同转让的美国专利申请序列号为12/775，842(代理人案号 5308-1188)，题为“AC Driver Solid State Lighting Apparatuswith LED String Including Switched Segments” 中的技术,该美国专利申请于 2010 年5月7日提交，并且其全部内容通过引用合并于此。将理解，尽管图2示出了分流器类型的LED电路，但是用于LED照明控制的其他类型的开关电路可以与一个或多个LED集成在如图1所示的共有衬底上。
[0040]图2示出了用于与包括串联连接的LED D7-D14的LED串240—起使用的开关电路的示例性电路实现。该开关电路包括整流器电路210、VCCC电路220以及分流器电路230。如所示出的，整流器电路210是包括二极管D1-D4的全桥二极管整流器。VCCC电路220包括带有偏置网路的双极晶体管Q1，该偏置网路包括电阻器R1-R5以及二极管D5和D6。分流器电路230包括耦合至LED串240的相应节点的多个开关S1-S7。开关S1-S7中的相应开关的控制输入端耦合至包括电阻器R6-R13的电阻器梯形网路，由具有耦合至整流器电路210输出端的输入端的放大器Ul驱动该控制输入端。
[0041]如将理解，如果输入电压为正弦曲线的AC电压，则整流器电路210的输出可以是全波整流电压，该全波整流电压具有包括以输入电压的两倍频率重复的一系列半正弦的波形。对于示出的电路，随着在负的或者正的电压相位中输入电压幅值的增加，开关S1-S7依次打开，使得串联耦合在VCCC电路220的输出端和接地之间的LEDD7-D14的数量逐渐随着电压幅值的增加而增加。这可以驱使电流通过有源LED以大体上符合输入电压波形并且因此可以改善功率因子。
[0042]将理解，图2中所示的电路被提供为了说明的目的，并且其他的电路实现可以用在其他的实施例中。例如，可以使用各种不同的电路提供由分流器电路230提供的选择性旁路功能。例如，不是如图2所示的将LED串240的节点选择性地耦合至接地，而是开关或其他器件可以用于使用在美国专利申请序列号为12/704,730 (代理案号5308-1128IP)中描述的选择性旁路电路将电流从LED D1-D7的选择性一些中旁路，所述美国专利申请题为“Solid State Lighting Apparatus with Compensation Bypass Circuits and Methodsof Operation Thereof ”于2010年2月12日提交,并且其全部内容通过引用合并于此。不使用如图2所示的电阻器梯形，而是分流器电路可以使用微处理器或其他数字电路以控制用于LED串的旁路开关元件。例如，由电压比较器电路提供时钟的移位寄存器可以用于驱动旁路开关组。
[0043]根据图1和图2中所示的电路还可以被配置用于提供减少的可观测的闪烁，该闪烁起因于使用舍相信号的调光。例如，在一些实施例中，可以改变VCCC (例如图2的VCCC电路220)以在舍相波形的每个“开启”期间提供短暂的“关闭期间”，由此提供LED串运行的明显更高的频率。当舍相量达到“开启”时间不足以阻止可观测的闪烁的点时，可以禁止该串中的LED。
[0044]图3示出了根据一些实施例的照明装置300的示例性实现。该装置300可以具有根据上述参考图1和图2所讨论的电路配置，即，该装置300包括由PCB301支持的整流器电路310、VCCC电路320以及分流器开关330。该整流器电路310和/或VCCC电路320可以包括分立组件(例如，分立的二极管、晶体管和电阻器)或者可以被实施为配置用于安装在PCB301上的集成电路。LED340的阵列也可以安装在PCB301上，并且连接至VCCC电路320和分流器开关330。该分流器开关330可以由微处理器350控制，也可以安装在PCB301上。微处理器350可以用于其他功能，例如通信和控制。[0045]图4示出了根据进一步的实施例的用于照明装置400的可替换的配置。该装置400包括专用集成电路(ASIC) 410，在该专用集成电路410中实施整流器电路412、VCCC电路414和分流器电路416的至少一些组件。该ASIC410连接至集成LED阵列420，例如连接至实现在LED阵列420中的串联连接的LED串的终端和中间节点。这些电路可以提供根据上述参考图1和图2所讨论的功能。该ASIC410和LED阵列420可以安装在共有微电子衬底401上。
[0046]根据另外的实施例，例如上述参考图3和图4所讨论的那些的LED阵列可以具有被调整适应于与例如参考图1和图2所述的那些的开关电路一起使用的特征。例如，当使用根据图1和图2的具有功率因子校正开关电路的LED阵列时，能够将LED的数量和/或尺寸与开关电路的特征匹配，以达到LED中的期望的电流密度。
[0047]根据进一步的方面，用于与这样的开关电路一起使用的LED阵列可以包括允许阵列中的LED的互连被改变的电路。例如，LED阵列可以包括开关电路，该开关电路允许LED被选择性地并联，使得例如并联驱动的LED的数量随着由该开关电路提供的电流的增加而增加。例如，当调光变化时，以这样的方式可以保持LED中的期望的电流密度。
[0048]使用可以用于提供用于不同驱动电压的不同终端特征的组件(例如开关或熔断器)，阵列中的各LED之间的互连还可以是可配置的。例如，熔断第一组熔断器可以提供230V的串，熔断第二组熔断器可以提供120V的串，并且熔断第三组熔断器可以提供100V的串。在又进一步的实施例中，当与根据图2中所示的功率因子校正开关电路一起使用时，串中的特定LED趋于“开启”比其他LED更多的持续时间。例如，参照图2，在整流器电路210的整流输出的周期期间首先“开启”的LED D7被提供了比朝向整流波形的峰被激活的LEDD14更长的时期的能量。LED阵列可以被配置用于允许LED串的周期性重新配置，使得在周期性输入电压(例如来自于AC电源的AC电压)周期中更大部分为“开启”的LED以如下速率循环，该速率提供每个LED在运行的延长时间段上经历的占空比的均衡。
[0049]图5A和图5B示出了以具有又另一个可替换的配置的模块500形式的照明装置。该模块500包括布置在第一衬底510的表面上的LED阵列512。LED阵列衬底510安装在用作倒装芯片布置的子底座的第二衬底520上，使得LED阵列衬底510的表面上与LED512相反的焊料凸点515接触子底座衬底520的上表面。LED开关电路(例如参考上面图2描述的LED开关电路)可以布置在子底座衬底510上和/或在子底座衬底510中。使用焊料凸点515将LED驱动电路连接至LED阵列衬底510中的LED512，并且可以经至下层PCB530上的触点的接合线525将子底座衬底520连接至AC电源。可以内部地连接LED衬底510中的各LED512以提供根据上述参考图1和图2所讨论的一个或多个LED串。LED衬底510可以直接布置在子底座衬底510上和/或在子底座衬底510中和/或可以存在中间结构，例如由石墨烯或石墨形成的热传递层和/或用于产生LED输出的方向性的反射层。
[0050]根据一些实施例,子底座衬底510可以包括娃衬底。在一些实施例中,可以由其他材料形成子底座衬底520，例如氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)和/或石墨烯。子底座衬底510可以具有其中增强来自于LED阵列衬底520的热转移的特征，例如热通孔和/或电镀上的热增强器以改善至下层热管理结构的热传导，例如下层PCB530中的散热器或金属核心。
[0051]如图6所示，具有如图3-5中所示的形式因子或任何各种其他的形式因子的集成照明模块可以安装在照明装置中，例如具有标准化AC电源连接器的灯。例如，如图6所示，灯泡型的灯器件可以包括具有半透明圆顶620的外壳610。集成照明模块可以应用于灯器件的任何形式因子或形状，包括但不限于，灯泡型和管型器件。根据图5A和图5B所示的集成照明模块500(或这样的多个模块)可以安装在外壳610中，该集成照明模块500具有通过例如爱迪生螺旋型灯基座630提供至该组件的可变电压电源(例如，AC电源)。以这样的形式，通过提供简单地需要AC电源输入的集成装置，照明装置500可以功能上取代传统灯的灯丝，该AC电源输入可以是正常的AC电源输入或来自于调光器件的舍相AC电源输入。将理解，其他组件也可以包括在器件600中，例如用于传导热远离该装置500的热结构。将理解，各种类型不同的AC电源连接可以用于，包括但不限于，螺旋基座以及插针和插座连接。尽管可以导线连接灯基座630和照明模块500之间，但是将理解，可以使用其他的布置。例如，在一些照明装置中，照明模块(例如模块500)可以包括被配置用于直接与照明插座匹配的集成AC连接器或其他AC连接器。例如，根据上面讨论的照明模块可以包括触点的完整组或被配置用于与匹配AC电源连接器匹配的其他连接器结构。
[0052]根据进一步的实施例，照明装置可以使用开关电路，响应于变化的电压波形，例如AC电源输入，该开关电路能够动态地改变各LED之间的串联和并联连接。图7示出了包括整流器电路110、电压控制的电流控制(VCCC)电路120和开关电路730的照明装置700，该开关电路730包括在开关控制电路732的控制下的多个开关S1、S2、……、S11，可变地互连多个 LED D1、D2、D3、D4。根据上面所述的，LED Dl、D2、D3、D4，整流器 710，VCCC720 和 /或开关电路730可以集成在共有衬底上。在一些实施例中，LED D1、D2、D3、D4可以实施在一个衬底上，并且其他控制电路(例如，整流器710、VCCC720和开关电路730)可以实施在被配置用于与LED衬底连接的子底座衬底中。将理解，可以使用其他的布置，例如其中将LEDD1、D2、D3、D4和部分开关电路730 (例如开关S1、S2、……、Sll)合并在单个衬底上的布置。
[0053]开关控制电路732可以被配置用于响应于变化电压而改变LEDDl、D2、D3、D4之间的并联和串联互连。例如，如果至整流器710的输入是AC电压，则整流器710的输出可以是全波整流电压。参照图8-`10，随着整流电压在幅值上的增加，开关控制电路732可以实现如下序列，其中开关S1、S2、……、S11被选择性地操作以将从其中LED D1、D2、D3、D4并联连接的第一状态(图8)改变至其中LED DU D2、D3、D4的串联连接对被并联连接的第二状态(图9)，以及改变至其中LED DU D2、D3、D4串联连接的第三状态(图10)。将理解，当整流电压幅值减小时，这样的序列可以颠倒。以这样的形式，当整流电压改变时，导电LED的数量可以保持为基本上不变。将理解，将图8-10中所示的电路配置的序列被提供用于说明的目的，并且可以使用其他的序列。
[0054]在本附图和说明书中，已经存在本发明主题的通常优选的实施例，并且尽管采用了专用术语，但是它们仅用在一般性和描述性含义中并且并不是为了限制的目的，本发明主题的范围被陈述在下面的权利要求中。
【权利要求】
1.一种照明装置，包括: 包括开关电路的第一衬底，所述开关电路包括第一端口、第二端口以及电流控制电路，所述电流控制电路被配置用于响应于在第一端口处的变化电压，在所述电流控制电路的第二端口处产生电流；以及 安装在所述第一衬底上的第二衬底，并且所述第二衬底包括电耦合至所述第一衬底的电流控制电路的第二端口的至少两个LED。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少两个LED包括耦合至所述第二端口的第一和第二末端节点，并且其中所述开关电路包括耦合至所述至少两个LED的各个中间节点的相应终端。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述开关电路被配置用于选择性地旁路至少一个LED。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述开关电路被配置用于响应于变化电压而改变导电LED的数量。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述开关电路被配置用于响应于变化电压的增加的幅值而增加导电LED的数量。
6.根据权利要求 5所述的装置，进一步包括耦合至所述第一端口的整流器电路并且其中所述开关电路包括: 耦合至所述整流器电路的输出端的缓冲电路； 耦合至所述缓冲电路的输出端的电阻器梯形电路；以及 多个开关，其中各个开关具有耦合至所述电阻器梯形电路的相应节点的控制输入端。
7.根据权利要求6所述的装置，进一步包括电耦合至所述整流器电路的输出端并且电耦合至所述第二端口的电压控制的电流控制电路。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二衬底是接合至所述第一衬底的倒装芯片。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一衬底包括硅衬底、氮化镓衬底、碳化硅衬底或石墨稀衬底。
10.根据权利要求1所述的装置，其中将所述至少两个LED排列在所述第二衬底与所述第一衬底相反的表面上。
11.根据权利要求1所述的装置，其中所述变化电压包括AC电压。
12.根据权利要求1所述的装置，其中所述电流控制电路被配置用于运行为电流源或电流沉。
13.根据权利要求1所述的装置，其中所述开关电路被配置用于响应于变化电压而在第一和第二 LED的并联和串联连接之间改变。
14.一种器件，包括: 被配置用于支持LED衬底的子底座； 集成在所述子底座中的开关电路，并且所述开关电路包括第一端口、第二端口以及电流控制电路，所述电流控制电路被配置用于响应于在第一端口处的变化电压，在所述电流控制电路的第二端口处产生电流；以及 所述子底座上的多个触点，耦合至所述开关电路的第二端口并且被配置用于与所述LED衬底的相应触点匹配。
15.根据权利要求14所述的器件，其中所述多个触点包括被配置为将所述电流控制电路的第二端口耦合至所述LED衬底上的至少一个LED的触点以及被配置用于将所述开关电路的各个终端耦合至各LED的至少一个其他触点的触点。
16.根据权利要求15所述的器件，其中所述开关电路被配置用于选择性地旁路所述串中的LED。
17.根据权利要求16所述的器件，其中所述开关电路被配置用于响应于变化电压而改变导电LED的数量。
18.根据权利要求17所述的器件，其中所述开关电路被配置用于响应于变化电压的增加的幅值而增加导电LED的数量。
19.根据权利要求18所述的器件，进一步包括耦合至所述第一端口的整流器电路并且其中所述开关电路包括: 耦合至所述整流器电路的输出端的缓冲电路； 耦合至所述缓冲电路的输出端的电阻器梯形电路；以及 多个开关，其中各个开关具有耦合至所述电阻器梯形电路的相应节点的控制输入端。
20.根据权利要求19所述的器件，进一步包括电耦合至所述整流器电路的输出端并且电耦合至所述第二端口的电压控制的电流控制电路。
21.根据权利要求14所述的器件，其中所述子底座被配置用于支持所述LED衬底与所述子底座的倒装芯片接合。
22.根据权利要求14所述的器件，其中所述子底座包括硅衬底、氮化镓衬底、碳化硅衬底或石墨烯衬底。
23.根据权利要求14所述的器件，其中所述变化电压包括AC电压。
24.根据权利要求14所述的器件，其中所述电流控制电路被配置用于运行为电流源或电流沉。
25.根据权利要求14所述的器件，其中所述开关电路被配置用于响应于变化电压而在第一和第二 LED的并联和串联连接之间改变。
26.一种照明装置，包括: 集成在共有衬底上的至少两个LED和开关电路，所述开关电路包括被配置为耦合至AC电源的第一端口、耦合至所述至少两个LED的第一和第二末端节点的第二端口、被配置用于响应于在第一端口处的变化电压而在第二端口处产生电流的电流控制电路，以及耦合至LED串的中间节点并且被配置用于在LED串中选择性地旁路LED的LED开关电路。
27.根据权利要求26所述的装置，其中所述开关电路被配置用于响应于变化电压而改变所述至少两个LED的导电LED的数量。
28.根据权利要求27所述的装置，其中所述开关电路被配置用于响应于变化电压的增加的幅值而增加导电LED的数量。
29.根据权利要求26所述的装置，其中所述衬底包括印刷电路板或半导体衬底。
30.根据权利要求26所述的装置，进一步包括耦合至所述第一端口的整流器电路并且其中所述开关电路包括: 耦合至所述整流器电路的输出端的缓冲电路；耦合至所述缓冲电路的输出端的电阻器梯形电路；以及 多个开关，其中各个开关具有耦合至所述电阻器梯形电路的相应节点的控制输入端。
31.根据权利要求30所述的装置，进一步包括电耦合至所述整流器电路的输出端并且电耦合至所述第二端口的电压控制的电流控制电路。
32.根据权利要求26所述的装置，其中所述变化电压包括AC电压。
33.根据权利要求26所述的装置，其中所述电流控制电路被配置用于运行为电流源或电流沉。
34.根据权利要求26所述的装置，其中所述开关电路被配置用于响应于变化电压而在第一和第二 LED的并联和串联连接之间改变。
35.一种照明装置，包括: 多个LED ;以及 开关电路，耦合至所述多个LED以及耦合至具有变化电压的电源，并且被配置用于响应于所述变化电压而在各LED之间的并联和串联连接之间改变。
36.根据权利要求35所述的装置，其中所述变化电压包括AC电压。
37.根据权利要求3 5所述的装置，其中所述开关电路和所述多个LED被集成在共有衬底上。
38.根据权利要求35所述的装置，包括包含所述LED的第一衬底以及电连接至所述第一衬底且包含所述开关电路的第二衬底。
【文档编号】H05B37/02GK103814624SQ201280044038
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年7月20日 优先权日:2011年7月28日
【发明者】安东尼·P·范德维恩, G·H·尼格利, 泰瑞·格文 申请人:克里公司