附图说明
图1绘示依照本发明第一实施例的交流发光二极管装置的第一例的示意图。
图2绘示依照本发明第一实施例的交流发光二极管装置的电流的示意图。
图3绘示依照本发明第一实施例的交流发光二极管装置的第二例的示意图。
图4绘示依照本发明第一实施例的交流发光二极管装置的第三例的示意图。
图5绘示依照本发明第一实施例的交流发光二极管装置的第四例的示意图。
图6绘示依照本发明第一实施例的交流发光二极管装置的第五例的示意图。
图7绘示依照本发明第二实施例的交流发光二极管装置的第一例的示意图。
图8A绘示依照本发明第二实施例的发光二极管的等效状态图的一例。
图8B绘示依照本发明第二实施例的发光二极管的等效状态图的另一例。
图9绘示依照本发明第三实施例的交流发光二极管装置的第一例的示意图。
图10绘示依照本发明第三实施例的交流发光二极管装置的第二例的示意图。
图11绘示依照本发明第三实施例的交流发光二极管装置的第三例的示意图。
图12绘示依照本发明第三实施例的交流发光二极管装置的第四例的示意图。
附图中主要组件符号说明
100、130、150、200、220、300、400、430、450、470:交流发光二极管
121~12n、141~14n、211~21n、232~23n、321~32n、421~42n、461~46n、482~48n:发光二极管
110、310、410:控制单元
160、440:桥氏整流器
具体实施方式
为让本发明的上述内容能更明显易懂,特举一较佳实施例,并配合附图作详细说明如下。
本发明提供一种交流发光二极管装置,可以直接使用市用交流电压源,并依据交流电压源的电压,导通不同微晶粒面积的发光二极管,或是改变多个发光二极管的串联或并联状态,使得流经此些发光二极管的电流大小趋向均匀,故交流发光二极管装置具有高发光效率,且可改善发光闪烁的问题。
第一实施例
请参照图1,其绘示依照本发明第一实施例的交流发光二极管装置的第一例的示意图。交流发光二极管(LED)装置100包括一控制单元110以及多个LED121~12n。至少部份的LED121~12n具有不同的微晶粒面积。控制单元110用以分别控制LED121~12n。其中,当此些LED121~12n被一交流电压源驱动时,控制单元110依据交流电压源的电压依序地导通具不同微晶粒面积的LED。于图1中,是以每一个LED的微晶粒面积均不相同为例做说明,然并不限于此。多个LED121~12n为串联连接,每一个LED的阳极及阴极均电性连接至控制单元110。其中,控制单元110与LED121~12n可被整合于一芯片内或一封装体内,或是控制单元110在封装体外,并不做限制。
LED的微晶粒面积与其阻抗是呈反比关系。亦即,LED的微晶粒面积越大,其阻抗越小。反之,LED的微晶粒面积越小,其阻抗越大。于图1中,节点A及节点B电性连接至一交流电压源(未绘示于图)。当LED121~12n被交流电压源驱动时,控制单元110于交流电压源的电压较小时,会先导通具有较大微晶粒面积的LED,例如为LED121或LED122等,而不导通具有较小微晶粒面积的LED,例如为LED12(n-1)或LED12n。此时,交流电压源的电压虽然较小,但LED121或LED122的启动电压不高,故会有电流流经LED121或LED122,使其发光。
接着,当交流电压源的电压变大,控制单元110会紧接着导通小于LED121或LED122的微晶粒面积的LED,使得导通的LED串的总阻抗随着交流电压源的电压变高而变高,因而导通的电流不随交流电压的变化而有剧烈的变化,能保持在一个相对稳定的状态。之后,于交流电压源的电压更大时,控制单元110更紧接着导通具有更小微晶粒面积(亦即更大阻抗)的LED,例如为LED12(n-1)或LED12n。亦即,控制单元110依据交流电压源的电压,依序地导通具有不同微晶粒面积的LED。
请参照图2,其绘示依照本发明第一实施例的交流发光二极管装置的电流的示意图。由于控制单元110于交流电压源的电压较小时仅导通具有较大微晶粒面积的LED,故对应于低驱动电压,会有电流流经LED而使得LED发光。此外,控制单元110会依据交流电压源的电压变高而依序导通不同微晶粒面积的LED,使得LED串的阻抗亦随着交流电压源的电压而增加,故流经LED的电流大小会如图2所示趋向均匀。如此一来,不仅可以使得交流发光二极管装置100具有高发光效率,亦可改善发光闪烁的问题。
此外,控制单元110可控制交流电压源的电流方向,使得LED121~12n不论于交流电压源的正半周期或负半周期均承受正向电压。另外,亦可以使用其它的方法,使得控制单元110无须控制交流电压源的电流方向而可被简化。
请参照图3,其绘示依照本发明第一实施例的交流发光二极管装置的第二例的示意图。相较于交流发光二极管装置100,交流发光二极管装置130还包括另外多个LED141~14n。此另多个LED141~14n为串联连接且与串联连接的LED121~12n为反向并联,每一个LED141~14n的阳极及阴极均电性连接至控制单元110,且至少部份的LED141~14n具有不同的微晶粒面积。其中,LED121~12n于交流电压源的正半周期被驱动,LED141~14n于交流电压源的负半周期被驱动。
请参照图4,其绘示依照本发明第一实施例的交流发光二极管装置的第三例的示意图。相较于交流发光二极管装置100,交流发光二极管装置150还包括一桥氏整流器160。桥氏整流器160电性连接于节点A及节点B,且桥氏整流器160于节点C及节点D电性连接至交流电压源,用以整流交流电压源,使得LED121~12n均承受正向电压。
此外,LED121~12n及LED141~14n于图1、图3及图4中均依据各自微晶粒面积的大小依序排列,然并不限于此。LED121~12n及LED141~14n亦可以不用顾及各自微晶粒面积的大小而任意排列,只要控制单元110依据交流电压源的电压,依序地导通不同微晶粒面积的发光二极管即可。
此外,本发明第一实施例并不限于单一串行LED。请参照图5,其绘示依照本发明第一实施例的交流发光二极管装置的第四例的示意图。于图5中,交流发光二极管装置200的每一个LED121~12n均各自并联相同于自身微晶粒面积的LED211~21n。例如,LED121并联LED111、LED12n并联LED11n等。于图5中,每一个LED121~12n所各自并联的LED个数相同,然并不限于此。
请参照图6,其绘示依照本发明第一实施例的交流发光二极管装置的第五例的示意图。于图6中,每一个LED121~12n所各自并联的LED个数不同,微晶粒面积较大的LED所并联的LED个数较少,微晶粒面积较小的LED所并联的LED个数较多。例如微晶粒面积较大的LED121仅并联LED211,而微晶粒面积较小的LED12n则并联LED21n~23n。此外,每一个LED亦可各自并联不同于自身微晶粒面积的LED,只要控制单元110依据交流电压源的电压,依序地导通不同微晶粒面积的LED即可。
第二实施例
请参照图7,其绘示依照本发明第二实施例的交流发光二极管装置的第一例的示意图。交流发光二极管装置300包括一控制单元310以及多个LED321~32n。每一个LED321~32n的阳极及阴极各自电性连接至控制单元310。其中,控制单元310与LED321~32n可被整合于一芯片内或一封装体内,或是控制单元310在封装体外,并不做限制。
于图9中,节点A及节点B是电性连接至一交流电压源(未绘示于图)。当LED321~32n被交流电压源驱动时,控制单元310依据交流电压源的电压,改变LED321~32n的串联或并联状态,使得流经LED321~32n的电流大小趋向均匀。
请参照图8A及图8B,图8A绘示依照本发明第二实施例的发光二极管的等效状态图的一例,图8B绘示依照本发明第二实施例的发光二极管的等效状态图的另一例。当交流电压源的电压较小时,控制单元310可将LED321~32n并联如图8A所示,如此一来,LED321~32n的整体启动电压不高,会有电流流经LED,而使得LED发光。
之后当交流电压源的电压变大,可改变LED521~52n的串联或并联状态,例如图8B所示的两两LED串联再彼此并联。如此一来,LED321~32n的整体启动电压随着交流电压源的电压变大,仍会有电流流经LED321~32n,使得LED321~32n会发光。此外,由于LED321~32n的阻抗随着交流电压源的电压而增加,故流经LED321~32n的电流大小亦会如图2所示趋向均匀。如此一来,不仅可以提高交流发光二极管装置300的发光效率,亦可改善发光闪烁的问题。
此外,控制单元可控制交流电压源的电流方向,使得LED321~32n不论于交流电压源的正半周期或负半周期均承受正向电压。
第三实施例
本发明上述第一实施例及第二实施例的技术特征可分别单独实施,亦可以合并实施。请参照图9,其绘示依照本发明第三实施例的交流发光二极管装置的示意图。交流发光二极管装置400包括一控制单元410以及多个LED421~42n。每一个LED的阳极及阴极各自电性连接至控制单元410,且至少部份的LED421~42n具有不同的微晶粒面积。其中,控制单元410与LED421~42n可被整合于一芯片内或一封装体内,或是控制单元410在封装体外,并不做限制。
于图9中,节点A及节点B是电性连接至一交流电压源(未绘示于图)。当LED421~42n被交流电压源驱动时,控制单元410依据交流电压源的电压,改变LED421~42n的串联或并联状态,且控制单元410依据交流电压源的电压,依序地导通具不同微晶粒面积的LED421~42n。控制单元410于交流电压源的电压较小时,并联大部分的LED,并导通具有较大微晶粒面积的LED,且控制单元410于交流电压源的电压较大时,串联大部分的LED,并导通具有较小微晶粒面积的LED。
请参照图10,其绘示依照本发明第三实施例的交流发光二极管装置的第二例的示意图。相较于交流发光二极管装置400,交流发光二极管装置430还包括一桥氏整流器440。桥氏整流器440是电性连接于节点A及节点B,且桥氏整流器440于节点C及节点D电性连接至交流电压源,用以整流交流电压源,使得LED421~42n均承受正向电压。
请参照图11,其绘示依照本发明第三实施例的交流发光二极管装置的第三例的示意图。于图11中,交流发光二极管装置450的每一个LED421~42n均各自并联相同自身微晶粒面积的LED461~46n。例如,LED421并联LED461、LED42n并联LED46n等。于图11中,每一个LED421~42n所各自并联的LED个数相同,然并不限于此。
请参照图12,其绘示依照本发明第三实施例的交流发光二极管装置的第四例的示意图。于图12中,每一个LED421~42n所各自并联的LED个数不同,微晶粒面积较大的LED所并联的LED个数较少,微晶粒面积较小的LED所并联的LED个数较多。例如微晶粒面积较大的LED421仅并联LED461,而微晶粒面积较小的LED42n则并联LED46n~48n。此外,每一个LED亦可各自并联不同于自身微晶粒面积的LED,只要控制单元410依据交流电压源的电压,依序地导通不同微晶粒面积的LED即可。
上述第三实施例所描述的交流发光二极管装置400、430、450及470,其操作原理类似于第一实施例及第二实施例中所揭露的交流发光二极管装置100、130、150、200、220及300,故于此不再重述。
本发明上述实施例所描述的交流发光二极管装置,是依据交流电压源的电压,于电压较小时先导通较大微晶粒面积的发光二极管,并于电压较大时紧接着再导通较小微晶粒面积的发光二极管,或是依据交流电压源的电压,改变多个发光二极管的串联或并联状态,使得流经交流发光二极管装置中的多个发光二极管的电流大小趋向均匀,使得交流发光二极管装置在操作时不会发生电流分配不均的现象。如此一来,交流发光二极管装置于交流低压时即可发光,提高交流发光二极管装置的发光效率。此外,趋向均匀的电流亦改善了发光闪烁的问题。
综上所述,虽然本发明已以一较佳实施例描述如上,然其并非用以限定本发明。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。因此,本发明的保护范围当视申请的权利要求范围所界定的内容为准。