[發明專利]LED小串的控制裝置

無效

• 申請號: 201210500840.5
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN103458562A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 王弘宗;藍耀輝;彭元佑
• 申請（專利權）人: 主一科技股份有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王雪靜;魏曉波

技術領域

本發明關于藉由低壓限流開關與高壓N型（N-channel）組件的組合來控制高壓LED，可簡化布局過程，并降低生產成本；不僅有效降低傳統高壓LED所產生的120Hz光學閃爍現象，更能提高電效率。

背景技術

長串高壓LED生產成本愈來愈低廉，已廣為大眾所采用。但是高壓控制的方式仍有缺點有待改善。例如，美國專利USP?No.6989807、USPNo.7439944或USP?No.7081722便暴露了切換時間點及驅動電流為固定電流等的問題。

為解決上述問題，中國臺灣專利公開號201134293提出一種驅動高壓發光二極管燈泡的集成電路。參見其中圖1及圖2，該裝置具有限流單元（NMOS），借著開啟或關閉限流單元切換LED堆棧，可提高功因校正及降低總諧波失真。然而，數個高壓NMOS的導通電壓之間有制程上差異性及溫度變化，因此交替時間及電流較難控制。結果，LED導通瞬間電流可能過大或電流消失時間過長，產生光學閃爍（Flicker）。而且，總電流開路會有不連續及瞬間電流過大的現象。

此外，以傳統方式驅動長串LED時，前端LED因平均導通時間較長而亮度較亮，尾端LED則導通時間較短，亮度較暗；即所謂的120Hz光學漣波。而傳統方式驅動高壓LED的效率亦較差。若增加更多控制節點來增進效率，又會增加生產成本的困擾。

為改善上述習知技術的缺失，本發明提出一種LED小串的控制裝置，不僅能有效提升輸出瓦數，更可降低電磁干擾。

發明內容

本發明的目的在于提供一種LED小串的控制裝置，可降低生產成本，降低切換噪聲干擾，及簡化控制電路布局。

本發明的LED小串可為接地或不接地；可由復數個串聯的LED單元組成，而LED單元可包括一個或多個，串聯或并聯的LED。

本發明的LED小串的控制裝置主要包括復數個高壓N型組件及復數個低壓限流開關。其中每一個高壓N型組件電性連接至對應的LED單元的電流輸出端。其中每一個低壓限流開關包括一低壓N型組件，電性連接至對應的高壓N型組件，并與對應的LED單元并聯，電流是由高壓N型組件流向對應的低壓限流開關，而所稱的低壓及高壓是依據其相對崩潰電壓（Breakdown?Voltage）而言。藉此，當流經低壓限流開關的導通電流增加或減少時，流經對應高壓N型組件的導通電流亦隨之增加或減少。

高壓N型組件或低壓N型組件可為但不限于金屬氧化物半導體（Metal?Oxide?Semiconductor，MOS）晶體管或電子為多數載子的雙載子（Bi-polar）晶體管，其它開關組件亦可適用。

藉由本發明的控制裝置，當低壓限流開關的輸入電流增加時，其中電位最低的低壓限流開關為開啟，而其它電位較高的低壓限流開關的導通電流被減少，且流經該電位較高的對應高壓N型組件的導通電流亦隨之減少?；蛘?，當較高電位的低壓限流開關接收到較低電位的低壓限流開關的“電流變小控制訊號”時，流經該較高電位的低壓限流開關的導通電流減少，使流經對應高壓N型組件的導通電流亦隨之減少。

上述低壓限流開關的開啟或電流變小可經由但不限于一外部或內建的主仆控制器判定或傳送訊號，亦可經由其它適當的線路設計達成。藉此，可使較高電位的低壓限流開關的導通電流受控于較低電位的低壓限流開關。

本發明的控制裝置，亦可包括至少一個電壓或電流偵測電路，用以偵測對應的LED單元至對應的低壓限流開關的路徑上的電壓或電流。藉此，當所偵測的電壓或電流大于一預設值時，對應的低壓限流開關被關閉。或者，當所偵測的電壓或電流小于該預設值時，對應的低壓限流開關為開啟。

此外，目前常見的高低壓單石芯片（monolithic?chip）是將所有高低壓電路整合在單一芯片上。亦即，高壓N型組件及低壓N型組件的電流皆為水平式（lateral）。然而，單石芯片的高壓組件的導通電阻受水平方向的平面空間限制，所以導通電阻比起傳統垂直式（vertical）高壓組件較高。因此，本發明使用的高壓N型組件較佳為傳統垂直式架構。垂直式組件的漏極在背面，而源極和柵極在正面，電流由背面流入正面，因此導通電阻比水平式的組件低。藉由金屬壓焊（Wire?bond）或者其它方式結合垂直式高壓N型組件及水平式低壓控制集成電路，將可降低制造成本。

本發明所說的電性連接也可稱為電性耦合（coupling），并未限制為直接或間接連接，只要能達到本發明架構的目的即可。

本發明具有如下的功效：