CN104936329A - 驱动应用高电压的发光二极管的装置 - Google Patents

Abstract

一种驱动应用高电压的多个发光二极管的装置，包含被区分成串联的数个发光二极管段的多个发光二极管，以及与其串联的切换电压侦测器和电流限制器。每一发光二极管段与一开关器相并联，一高输入电压供给电力给整个发光二极管的装置。当输入电压上升时，切换电压侦测器产生第一模式变化信号，而输入电压下降时，则产生第二模式变化信号。一个控制器接收该两个模式变化信号，并产生多个控制信号，以各别控制每一开关器，来改变发光二极管的装置的操作模式。

Description

驱动应用高电压的发光二极管的装置

技术领域

本发明与基于发光二极管(LED)的照明装置相关，尤其是一种用于使用高电压的基于发光二极管的照明设备的驱动装置。

背景技术

发光二极管(LED)是一种基于半导体的光源，过去经常被应用在低耗电仪表和家电的指示器，由于提高亮度的技术的进步，应用发光二极管在各种照明装置也已越来越普遍。例如，高明亮度的发光二极管已被广泛用于交通信号灯、车辆指示灯、以及刹车灯。近年来，使用高电压的发光二极管串的照明设备，也被开发来取代传统的白热灯泡和荧光灯泡。

发光二极管的电流对电压(IV)特性曲线类似于一般的普通二极管，当加于发光二极管的电压小于二极管的正向电压时，只有非常小的电流通过发光二极管。当电压超过正向电压时，通过发光二极管的电流则大幅增加。一般来说，在大多数的操作范围，基于发光二极管的照明装置的发光强度是和通过的电流成正比，但操作在高电流时则不如此。通常为基于发光二极管的照明装置设计的驱动装置，都是以提供一个恒定的电流为主，以便能发出稳定的光和延长发光二极管的寿命。

为了提高基于发光二极管的照明装置的亮度，通常是将多数个发光二极管串联在一起，形成一个基于发光二极管的照明单位，而且多数个基于发光二极管的照明单位可以更进一步串联在一起，形成一个照明装置。每个照明装置所需要的工作电压，通常是取决于照明单位里的发光二极管的正向电压，每个照明单位里有多少个发光二极管，每个照明单位是如何相互接联的，以及每个照明单位在照明装置里，是如何接收来自电源的电压。

因此，在大多数的应用中，都需要某种类型的电源电压转换装置，来将一般较普遍的高电压电源，转换成较低的电压，以提供给一个或多个基于发光二极管的照明单位。因为需要这样的一个电压转换装置，造成基于发光二极管的照明设备效率减低，成本增高，也难以减小其体积。

为了提高基于发光二极管的照明装置的效率和缩小其体积，许多技术都已经被开发，以使基于发光二极管的照明装置可以不需要一个电压转换装置，就可使用如120V或240V的交流电。一般来说，基于发光二极管的照明装置里的发光二极管，被区分成多个发光二极管段。每一发光二极管段可以在相关的开关器或电流源的控制下，而选择性的随着交流电压的增加或减少而接通和关闭。照明装置里的所有的开关器或电流源则由一控制器来控制。

在先前的技术里，大部分使用高电压的基于发光二极管的照明装置，都利用侦测输入交流电源的电压值，或是流经照明装置的电流值，来控制开关器或电流源，从而选择性的接通和关闭发光二极管段。譬如，美国专利6989807号和8324840号，以及美国专利公告2011/0089844号，都有一可侦测输入电压的电压值的整体控制器，来控制连接在发光二极管的开关器或电流源。美国专利公告2012/0056559号和2012/0217887号，则用一整体控制器，根据侦测到的局部电流，来控制电流限制器或是开关器。

因为已有越来越多的基于发光二极管的照明单位，被应用在使用高电压的高亮度的照明设备上，如何使用墙上现有的交流电源，灵活和有效地提高发光二极管的使用率，减少功率耗损，并提供稳定性和高亮度，来驱动和连接多个基于发光二极管的照明单位的设计方法和装置，已经形成一种不可或缺的需求。

发明内容

本发明是为提供一能使用高电压，有效率的驱动发光二极管串的装置而制作。根据本发明提供的装置，包含有多数个发光二极管被区分成多个互相串联的发光二极管段，并与一切换电压侦测器和一电流限制器串联。

每一发光二极管段和一开关器并联，该装置里并有一开关控制器输出二进制代码或非二进制代码，来各别接通或切断每一个并联的开关器，进而使基于发光二极管的照明装置，可随着输入电压的电压值的变化，而改变其操作模式。

本发明的第一优选实施例中，切换电压侦测器连接于最尾端的发光二极管段，而电流限制器则连接于切换电压侦测器与地之间。切换电压侦测器包含一侦测输入电压变化的压差检测器，以及当输入电压变化时产生模式变化信号的模式变化信号产生器。

本第一优选实施例中，压差检测器包含三个N型的电压控制的电流限制器，每一N型的电压控制的电流限制器含三个端点。在压差检测器的第一型制作例中，第一和第二个电压控制的电流限制器的第一端点间，连接有一个或多个发光二极管。在第二和第三个电压控制的电流限制器的第一端点间，也连接有一个或多个发光二极管。

每一N型的电压控制的电流限制器的第二端点连接到一偏压电压，第三端点则经由一电流感应器连接到一共同节点。模式变化信号产生器有两个比较器连接到该三个电流感应器，以及一控制信号产生器接收该两个比较器的输出，并根据输入电压的变化而产生两个模式变化信号。

在压差检测器的第二型制作例中，每一N型的电压控制的电流限制器的第一端点，连接到各别的电流感应器的一端，而在每两相邻的电流感应器的另一端之间，则连接有一个或多个的发光二极管。每一N型的电压控制的电流限制器的第二端点连接到一偏压电压，第三端点则连接到一共同节点。

有三个差动放大器各别连接在三个电流感应器的两端，模式变化信号产生器有两个比较器连接三个差动放大器的输出，以及一控制信号产生器接收该两个比较器的输出，并根据输入电压的变化而产生两个模式变化信号。

本发明的第二优选实施例中，切换电压侦测器连接于最领先的发光二极管段，而电流限制器则连接于输入电压与切换电压侦测器之间。切换电压侦测器包含一侦测输入电压变化的压差检测器，以及当输入电压变化时产生模式变化信号的模式变化信号产生器。

本第二优选实施例中，压差检测器包含三个P型的电压控制的电流限制器，每一P型的电压控制的电流限制器含三个端点。在压差检测器的第一型制作例中，第一和第二个电压控制的电流限制器的第一端点间，连接有一个或多个的发光二极管。在第二和第三个电压控制的电流限制器的第一端点间，也连接有一个或多个的发光二极管。

每一P型的电压控制的电流限制器有一电压源连接在其第二端点与输入电压之间，第三端点则经由一电流感应器连接到一共同节点。模式变化信号产生器有两个比较器连接到该三个电流感应器，以及一控制信号产生器接收该两个比较器的输出，并根据输入电压的变化而产生两个模式变化信号。

在压差检测器的第二型制作例中，每一P型的电压控制的电流限制器的第三端点直接连接到一共同节点，第二端点则经由一电压源连接到输入电压，第一端点连接到各别的电流感应器的一端，而在每两个相邻的电流感应器的另一端之间，则连接有一个或多个的发光二极管。

与第一优选实施例中的压差检测器的第二型制作例相似，第二优选实施例中的压差检测器的第二型制作例，也有三个差动放大器各别连接在三个电流感应器的两端。模式变化信号产生器有两个比较器连接三个差动放大器的输出，以及一控制信号产生器接收该两个比较器的输出，并根据输入电压的变化而产生两个模式变化信号。

附图说明

图1为显示根据本发明的第一优选实施例，以高电压来驱动发光二极管串的装置的方块图；

图2为显示本发明中基于发光二极管的照明装置，利用经整流的交流电源，操作于M种不同照明模式下的输入电压的电压值V_IN；

图3为显示包含一以涟波计数器产生二进制代码的一开关控制器的范例；

图4为显示包含一以涟波计数器产生二进制代码，以及将二进制代码转换成非二进制代码的存储器的一开关控制器的另一范例；

图5(A)为显示本发明的第一优选实施例中的切换电压侦测器的第一型制作例的方块图；

图5(B)为显示本发明的第一优选实施例中的切换电压侦测器的第二型制作例的方块图；

图6为显示第一优选实施例中，用于切换电压侦测器内的压差检测器中的N型的三个端点的电压控制的电流限制器的电流对电压(I-V)的特性；

图7为显示第一优选实施例中，模式变化信号产生器内，几个信号的信号波形；

图8为显示根据本发明的第二优选实施例，以高电压来驱动发光二极管串的装置的方块图；

图9(A)为显示本发明的第二优选实施例的切换电压侦测器的第一型制作例的方块图；

图9(B)为显示本发明的第二优选实施例的切换电压侦测器的第二型制作例的方块图；

图10为显示第二优选实施例中，用于切换电压侦测器内的压差检测器中的P型的三个端点的电压控制的电流限制器的电流对电压(I-V)的特性；

图11为显示第二优选实施例中，模式变化信号产生器内，几个信号的信号波形。

其中，附图标记说明如下：

100、800发光二极管段

110、810开关器

120、820开关控制器

130、830切换电压侦测器

140、840电流限制器

141、841电阻

301涟波计数器

302开关驱动器

401存储元件

501、501’、901、901’压差检测器

502、902模式变化信号产生器

511、512、513、911、912、913电流感应器

521、523、921、923偏压电压开关器

531、533、931、933绕接开关器

541、542、941、942比较器

551、552、553、951、952、953电流感应器

561、562、563、961、962、963差动放大器

具体实施方式

本说明书提供附图，使本发明更能进一步的被理解，同时附图也构成本说明书的一部分。该附图显示出了本发明的实施例，并与说明书一起，用来解释本发明的原理。

图1为显示根据本发明的第一优选实施例，以高电压来驱动发光二极管串的装置的方块图，该实施例的装置，包含有多个互相串联的发光二极管被区分成多个互相串联的发光二极管段100，每一发光二极管段100有一正端和一负端，各自连接到领先其前的一发光二极管段的负端和跟随其后的一发光二极管段的正端。

如图1所示，每一发光二极管段100各有一开关器110与其并联，有一开关控制器120供给多个切换控制信号，以控制这些开关器110。最尾端的一发光二极管段的负端，连接到一切换电压侦测器130，一电流限制器140则连接于切换电压侦测器130与地之间，该电流限制器140也可由一电阻141来取代。

一输入高电压V_IN连接到最领先的一发光二极管段与开关控制器120，以提供电压给整个装置，来驱动所有的发光二极管。切换电压侦测器130侦测一随着输入电压V_IN变化而变动的电压，从而产生两个模式变化信号UP_P和DN_P来控制开关控制器120。当输入电压V_IN上升时，模式变化信号UP_P产生一系列的模式变化脉冲，以改变开关控制器120的状态。相类似的，当输入电压V_IN下降时，模式变化信号DN_P产生一系列的模式变化脉冲，以改变开关控制器120的状态。

图2显示本发明中，以两个模式变化信号UP_P和DN_P将基于发光二极管的照明装置控制于M种不同操作模式下的输入电压V_IN的电压值。该输入电压是经过整流的交流电压，而每一操作模式中有不同数量的发光二极管段相串联。该两个模式变化信号UP_P和DN_P触发开关控制器120，使其改变状态，而令基于发光二极管的照明装置操作于不同的操作模式。

如图2所示，当输入电压值V_IN在时间T_i与T_i+1之间从V_i增加到V_i+1时，该基于发光二极管的照明装置操作于模式-i。当经过整流的输入电压值到达最高值V_IN(MAX)后，电压值开始减低。当输入电压值在V_M与V_IN(MAX)之间时，该基于发光二极管的照明装置操作于模式-M，而当输入电压值降到V_i与V_{i+ 1}之间时，则又操作于模式-i。电压值V_i与V_i+1之间的差异为模式区分电压ΔV。

图3显示本发明中，第一优选实施例中开关控制器120的一范例。在此范例中，开关控制器120包含一产生二进制代码的涟波计数器301。涟波计数器301的输出，则连接到多个开关驱动器302，以驱动图1中所显示的多个开关器110。因此，图1的基于发光二极管的照明装置，可以根据涟波计数器301产生的二进制代码而改变操作模式。

图4显示本发明中，第一优选实施例中开关控制器120的另一范例。如图4所示，在此范例中，包含有一存储元件401连接到涟波计数器301的输出，将涟波计数器301产生的二进制代码，先转换成非二进制代码，再连接到多个开关驱动器302。因此，图1的基于发光二极管的照明装置，可以根据存储在存储元件401内的编码对应，而利用非二进制代码来改变操作模式。

如图5(A)所示，根据本发明的第一优选实施例而制作的切换电压侦测器130的第一型制作例，包含一压差检测器501和模式变化信号产生器502。压差检测器501包含三个N型的电压控制的电流限制器M₁、M₂、和M₃，每一N型电压控制的电流限制器有三个端点。在M₁和M₂的第一端点之间，有一个或多个发光二极管互相串联。这些发光二极管也可由有类似的电流对电压特性的二极管来替代。相类似的，在M₂和M₃的第一端点之间，也有一个或多个发光二极管互相串联。

根据本发明，N型的含三端点的电压控制的电流限制器，可以由各类的半导体组件来制作。虽然图5(A)显示的是以N信道的金属氧化物半导体(NMOS)场效晶体管来制作，NPN型双极接面晶体管(BJT)和N型绝缘闸双极晶体管(IGBT)也都可用来制作N型的电压控制的电流限制器。

图6显示本发明中，N型的含三个端点的电压控制的电流限制器的电流对电压(I-V)的特性。当电流限制器的第二端点和第三端点(端点b和c)间的电压V_bc，小于或等于N型的电流限制器的阀值电压V_th时，电流限制器是关闭的，而流经电流限制器的电流I_a为零。

当电流限制器的第二端点和第三端点(端点b和c)间的电压V_bc，大于电流限制器的阀值电压V_th，而且电流限制器的第一端点和第三端点(端点a和c)间的电压V_ac，小于该N型的电流限制器的饱合电压V_sat时，电流限制器有如一电阻器。换句话说，流经电流限制器的电流I_a与电压V_ac是成线性正比的。

从图6可看出，当电压V_bc大于电流限制器的阀值电压V_th，而且电压V_ac也大于该电流限制器的饱合电压V_sat时，该N型的含三个端点的电压控制的电流限制器即形成一个固定的电流源，而且电流I_a是电压V_bc的函数，也就是说I_a＝f(V_bc)。值得注意的是，电流限制器的饱合电压V_sat，也是与电压V_bc成正比的。

如图5(A)所示，三个N型的电压控制的电流限制器的第二端点，各别连接到三个偏压电压V₁、V₂和V₃，当M₁、M₂和M₃有相同的特性时，较佳的偏压电压应该符合V₁＜V₂＜V₃的条件。M₁、M₂和M₃的第三端点，经由三个各别的电流感应器511、512和513连接到一共同节点。要注意的是，M₁和M₃的偏压电压V₁和V₃是由偏压电压开关器521和523分别控制。

在压差检测器501中，电流感应器用来决定基于发光二极管的照明装置的操作模式是否需要根据输入电压V_IN的电压值改变。当只有M₂有电流通过时，不需要切换控制，操作模式保持不变。

当流经M₃的电流比流经M₂大时，表示输入电压V_IN已增加到必须有更多的发光二极管相串联来承受较高的电压。因此，模式变化信号产生器502的模式变化信号UP_P必须产生一模式变化脉冲，以改变基于发光二极管的照明装置的操作模式。此外，模式变化信号产生器502也产生一等待信号，以将绕接开关器533短路，使得没有电流经过M₃，而只有M₂有电流流经，直到操作模式变化之后所需要的发光二极管段已经被串联。

相反的，当流经M₁的电流比流经M₂大时，表示输入电压V_IN，已降低到必须使用较少的发光二极管串联。因此，模式变化信号产生器502的模式变化信号DN_P必须产生一模式变化脉冲，以改变基于发光二极管的照明装置的操作模式。

模式变化信号产生器502也产生一等待信号，以将绕接开关器531短路，使得没有电流经过M₁，而只有M₂有电流流经，直到操作模式变化之后所需要的发光二极管段已经被串联。要注意的是，在共同节点的电压值V_com，是随着输入电压V_IN而变化的。

如上所提的，M₁和M₃的偏压电压V₁和V₃是由偏压电压开关器521和523分别控制。从图5(A)可看出，在操作模式变化之后，所需要的发光二极管段已经被串联，必须再侦测输入电压值的变化时，模式变化信号产生器502产生一侦测信号，将偏压电压V₁和V₃连接到M₁和M₃。

在模式变化信号产生器502中，第一比较器541有两个输入，各别连接到电流感应器511和512。第二比较器542有两个输入，各别连接到电流感应器513和512。如图5(A)所示，模式变化信号产生器502，又包含一由两RS触发器、三个延迟电路、和几个逻辑闸所组成的信号产生器。

在模式变化信号产生器502中的信号产生器，接收两个比较器的输出，而产生等待信号、侦测信号、和两个模式变化信号UP_P和DN_P。图7显示了模式变化信号产生器502中，几个信号的信号波形。从图5(A)可看出，在压差检测器501里，M₁的第一端点连接到最后的一发光二极管段，而共同节点V_com则连接到一整个装置里的电流限制器140。

根据本发明的第一优选实施例，图5(B)显示切换电压侦测器130的第二型制作例，其中压差检测器501’包含三个N型的电压控制的电流限制器M₁、M₂和M₃，三个电流感应器551、552和553的第一端各别连接到三个N型的电压控制的电流限制器M₁、M₂和M₃的第一端点。每两个相邻的电流感应器的第二端之间，有一个或多个发光二极管互相串联。

与第一型制作例相类似，在第二型制作例的压差检测器中，三个N型的电压控制的电流限制器的第二端点，各别连接到三个偏压电压V₁、V₂和V₃，每一N型的电压控制的电流限制器的第三端点，直接连接到共同节点。有三个差动放大器561、562和563各别连接在三个电流感应器551、552和553的第二端到第一端。

如图5(B)所显示，第一比较器541接收差动放大器561和562的输出，第二比较器542接收差动放大器563和562的输出。图5(B)所示的第二型制作例的模式变化信号产生器502与图5(A)的第一型制作例相同，同时压差检测器501’的工作原理也类似，所以不再重复说明。

图8显示根据本发明的第二优选实施例，以高电压来驱动发光二极管串的装置的方块图，该实施例的装置，包含有多个互相串联的发光二极管被区分成多个互相串联的发光二极管段800，每一发光二极管段800有一正端和一负端，各自连接到领先其前的一发光二极管段的负端和跟随其后的一发光二极管段的正端。

如图8所示，每一发光二极管段800各有一开关器810与其并联，有一开关控制器820供给多个切换信号，以控制这些开关器810。在第二优选实施例中，最尾端的一发光二极管段的负端连接到地。

一输入高电压V_IN提供电压，以驱动所有的发光二极管。一电流限制器840连接在输入电压V_IN和侦测输入电压V_IN的电压值的切换电压侦测器830之间，并产生两模式变化信号UP_P和DN_P，以控制开关控制器820。该电流限制器840也可由一电阻841来取代。

当输入电压V_IN上升时，模式变化信号UP_P产生一系列的模式变化脉冲，以改变开关控制器820的状态。相类似的，当输入电压V_IN下降时，模式变化信号DN_P产生一系列的模式变化脉冲，以改变开关控制器820的状态。

在本发明中，第一优选实施例中的开关控制器120，也可以用来作为第二优选实施例中的开关控制器820。与第一优选实施例类似，开关控制器820可以一涟波计数器产生二进制代码，或者是以一涟波计数器和一编码对应存储器，来产生非二进制代码。

如图9(A)所示，根据本发明的第二优选实施例而制作的切换电压侦测器830的第一型制作例，包含一压差检测器901和模式变化信号产生器902。压差检测器901包含三个P型的电压控制的电流限制器M₁、M₂和M₃，每一P型电压控制的电流限制器有三个端点。在M₁和M₂的第一端点之间，有一个或多个发光二极管互相串联。相类似的，在M₂和M₃的第一端点之间，也有一个或多个发光二极管互相串联。

虽然图9(A)显示的是以P信道的金属氧化物半导体(PMOS)场效晶体管来制作P型的电压控制的电流限制器，PNP型双极接面晶体管(BJT)和P型绝缘闸双极晶体管(IGBT)也都可用来制作P型的电压控制的电流限制器。

图10显示本发明中，P型的含三个端点的电压控制的电流限制器的电流对电压(I-V)的特性。当电流限制器的第三端点和第二端点(端点c和b)间的电压V_cb，小于或等于P型的电流限制器的阀值电压V_th时，电流限制器是关闭的，而流经电流限制器的电流I_a为零。

当电流限制器的第三端点和第二端点(端点c和b)间的电压V_cb，大于电流限制器的阀值电压V_th，而且电流限制器的第三端点和第一端点(端点c和a)间的电压V_ca，小于该P型的电流限制器的饱合电压V_sat时，电流限制器有如一电阻器。换句话说，流经电流限制器的电流I_a与电压V_ca是成线性正比的。

从图10可看出，当电压V_cb大于电流限制器的阀值电压V_th，而且电压V_ca也大于该电流限制器的饱合电压V_sat时，该P型的含三个端点的电压控制的电流限制器即形成一个固定的电流源，而且电流I_a是电压V_cb的函数，也就是说I_a＝f(V_cb)。值得注意的是，电流限制器的饱合电压V_sat，也是与电压V_cb成正比的。

如图9(A)所示，输入电压V_IN与三个P型的电压控制的电流限制器的第二端点之间，各别连接有三个电压源V₁、V₂和V₃，当M₁、M₂和M₃有相同的特性时，较佳的电压源应该符合V₁＜V₂＜V₃的条件。M₁、M₂和M₃的第三端点，经由三个各别的电流感应器911、912和913连接到一共同节点。

从图9(A)可看出，电压源V₁和V₃与M₁和M₃的连接，是各别经由偏压电压开关器921和923。而且，在此制作里，加于三个PMOS的偏压电压，各别是输入电压V_IN和电压源V₁、V₂和V₃的电压差。

与第一优选实施例相似，第二优选实施例中，P型的有三个端点的电压控制的电流限制器M₁和M₃，也有绕接开关器931和933连接在各别的第二端点和共同节点之间。

在模式变化信号产生器902中，第一比较器941有两个输入，各别连接到电流感应器912和911。第二比较器942有两个输入，各别连接到电流感应器912和913。如图9(A)所示，模式变化信号产生器902，又包含一由两RS触发器、三个延迟电路、和几个逻辑闸所组成的信号产生器，用以产生等待信号、侦测信号、和两个模式变化信号UP_P和DN_P。

熟悉本发明领域者，从以上的说明，应该已了解在第二优选实施例中的压差检测器901，以及模式变化信号产生器902的工作原理，和第一优选实施例中的压差检测器501，以及模式变化信号产生器502非常相似，所以不在此重复说明。图11显示了模式变化信号产生器902中，几个信号的信号波形。

根据本发明的第二优选实施例，图9(B)显示切换电压侦测器830的第二型制作例，其中压差检测器901’包含三个P型的电压控制的电流限制器M₁、M₂和M₃，每一P型的电压控制的电流限制器的第三端点，直接连接到共同节点。与第一型制作例相似，输入电压V_IN与三个P型的电压控制的电流限制器的第二端点之间，各别连接有三个电压源V₁、V₂和V₃。

在第二型制作例中，三个电流感应器951、952和953的第一端各别连接到三个P型的电压控制的电流限制器M₁、M₂和M₃的第一端点。每两个相邻的电流感应器的第二端之间，有一个或多个发光二极管互相串联。有三个差动放大器961、962和963各别连接在三个电流感应器951、952和953的第一端到第二端。

如图9(B)所显示，第一比较器941接收差动放大器961和962的输出，第二比较器942接收差动放大器963和962的输出。图9(B)所示的第二型制作例的模式变化信号产生器902与图9(A)的第一型制作例相同，同时压差检测器901’的工作原理也类似，所以不再重复说明。

虽然以上只藉由几个优选的实施范例来描述本发明，然而熟悉本技术领域的人，很明显可以了解，仍有许多未描述的变通及修改，都在不偏离以下所定义的本发明的申请专利范围之内。

Claims (20)

1.一种驱动多个发光二极管的装置，其特征在于，包括：

多个发光二极管，区分成串联的多个发光二极管段，其中每一发光二极管段有一正端、一负端、和一开关器并联于该正端与该负端之间；

一输入电压，连接在上述多个发光二极管段中最领先的一发光二极管段的正端；

一切换电压侦测器，有第一端连接到上述多个发光二极管段中最尾端的一发光二极管段的负端，并在上述输入电压上升时产生第一模式变化信号，以及在上述输入电压下降时产生第二模式变化信号；

一电流限制器，其第一端连接到上述切换电压侦测器的第二端，而其第二端接地；以及

一开关控制器，接收上述输入电压、上述第一和第二模式变化信号，并产生多个切换控制信号，来各别控制上述多个发光二极管段。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述电流限制器是一电阻。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述开关控制器又包含：

一涟波计数器，接收上述第一和第二模式变化信号，并产生多个计数器输出；以及

多个开关驱动器，接收上述多个计数器输出，并产生上述多个切换控制信号；

其中，上述多个计数器输出为二进制代码。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述开关控制器又包含：

一涟波计数器，接收上述第一和第二模式变化信号，并产生第一组多个输出；

一存储元件，接收上述第一组多个输出，并将上述第一组多个输出转换成第二组多个输出；以及

多个开关驱动器，接收上述第二组多个输出，并产生上述多个切换控制信号；

其中，上述第一组多个输出为二进制代码，而第二组多个输出为非二进制代码。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述切换电压侦测器又包括一压差检测器和一模式变化信号产生器，其中压差检测器包含：

第一电压控制的电流限制器，其中有第一端点，有第二端点经由第一偏压电压开关器连接到第一偏压电压，有第三端点经由第一电流感应器连接到一共同节点，和连接在该第二端点和该共同节点间的一绕接开关器；

第二电压控制的电流限制器，其中有第一端点，有第二端点连接到第二偏压电压，有第三端点经由第二电流感应器连接到上述共同节点；

第三电压控制的电流限制器，其中有第一端点，有第二端点经由第三偏压电压开关器连接到第三偏压电压，有第三端点经由第三电流感应器连接到上述共同节点，和连接在该第三电压控制的电流限制器的第二端点和上述共同节点间的一绕接开关器；

一个或多个发光二极管，串联在上述第一和第二电压控制的电流限制器的第一端点之间；以及

一个或多个发光二极管，串联在上述第二和第三电压控制的电流限制器的第一端点之间；

而且上述模式信号产生器包含：

第一比较器，有第一输入端连接到上述第一电压控制的电流限制器的第三端点，有第二输入端连接到上述第二电压控制的电流限制器的第三端点，并产生第一比较器输出；

第二比较器，有第一输入端连接到上述第三电压控制的电流限制器的第三端点，有第二输入端连接到上述第二电压控制的电流限制器的第三端点，并产生第二比较器输出；以及

一控制信号产生器，接收上述第一和第二比较器输出，并产生上述第一和第二模式变化信号；

其中，上述第一电压控制的电流限制器的第一端点，连接到上述最尾端的发光二极管段的负端，上述共同节点连接到上述电流限制器的第一端，而且上述模式变化信号产生器，产生一等待信号来控制上述压差检测器内的两个绕接开关器，产生一检测信号来控制上述压差检测器内的两个偏压电压开关器。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，上述开关控制器又包含：

一涟波计数器，接收上述第一和第二模式变化信号，并产生多个计数器输出；以及

多个开关驱动器，接收上述多个计数器输出，并产生上述多个切换控制信号；

其中，上述多个计数器输出为二进制代码。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，上述开关控制器又包含：

一涟波计数器，接收上述第一和第二模式变化信号，并产生第一组多个输出；

一存储元件，接收上述第一组多个输出，并将上述第一组多个输出转换成第二组多个输出；以及

多个开关驱动器，接收上述第二组多个输出，并产生上述多个切换控制信号；

其中，上述第一组多个输出为二进制代码，而第二组多个输出为非二进制代码。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，上述第一、第二和第三电压控制的电流限制器是一N型金属氧化物半导体场效晶体管、NPN型双极接面晶体管、或N型绝缘闸双极晶体管。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述切换电压侦测器又包括一压差检测器和一模式变化信号产生器，其中压差检测器包含：

第一电压控制的电流限制器，其中有第一端点连接到第一电流感应器的第一端，有第二端点经由第一偏压电压开关器连接到第一偏压电压，有第三端点连接到一共同节点，和连接在该第二端点和该共同节点间的一绕接开关器；

第二电压控制的电流限制器，其中有第一端点连接到第二电流感应器的第一端，有第二端点连接到第二偏压电压，有第三端点连接到上述共同节点；

第三电压控制的电流限制器，其中有第一端点连接到第三电流感应器的第一端，有第二端点经由第三偏压电压开关器连接到第三偏压电压，有第三端点连接到上述共同节点，和连接在该第三电压控制的电流限制器的第二端点和上述共同节点间的一绕接开关器；

第一差动放大器，有两输入端各别连接到上述第一电流感应器的第二端和第一端；

第二差动放大器，有两输入端各别连接到上述第二电流感应器的第二端和第一端；

第三差动放大器，有两输入端各别连接到上述第三电流感应器的第二端和第一端；

一个或多个发光二极管，串联在上述第一和第二电流感应器的第二端之间；以及

一个或多个发光二极管，串联在上述第二和第三电流感应器的第二端之间；

而且上述模式信号产生器包含：

第一比较器，有第一输入端连接到上述第一差动放大器的输出端，有第二输入端连接到上述第二差动放大器的输出端，并产生第一比较器输出；

第二比较器，有第一输入端连接到上述第三差动放大器的输出端，有第二输入端连接到上述第二差动放大器的输出端，并产生第二比较器输出；以及

一控制信号产生器，接收上述第一和第二比较器输出，并产生上述第一和第二模式变化信号；

其中，上述第一电流感应器的第二端，连接到上述最尾端的发光二极管段的负端，上述共同节点连接到上述电流限制器的第一端，而且上述模式变化信号产生器，产生一等待信号来控制上述压差检测器内的两个绕接开关器，产生一检测信号来控制上述压差检测器内的两个偏压电压开关器。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，上述第一、第二和第三电压控制的电流限制器是一N型金属氧化物半导体场效晶体管、NPN型双极接面晶体管、或N型绝缘闸双极晶体管。

11.一种驱动多个发光二极管的装置，其特征在于，包括：

一输入电压；

多个发光二极管，区分成串联的多个发光二极管段，其中每一发光二极管段有一正端、一负端、和一开关器并联于该正端与该负端之间；

一电流限制器，有第一端连接到上述输入电压，和有第二端；

一切换电压侦测器，有第一端连接到上述电流限制器的第二端，有第二端连接到上述多个发光二极管段中最领先的一发光二极管段的正端，并在上述输入电压上升时产生第一模式变化信号，以及在上述输入电压下降时产生第二模式变化信号；以及

一开关控制器，接收上述输入电压，上述第一和第二模式变化信号，并产生多个切换控制信号，来各别控制上述多个发光二极管段。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，上述电流限制器是一电阻。

13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，上述开关控制器又包含：

一涟波计数器，接收上述第一和第二模式变化信号，并产生多个计数器输出；以及

多个开关驱动器，接收上述多个计数器输出，并产生上述多个切换控制信号；

其中，上述多个计数器输出为二进制代码。

14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，上述开关控制器又包含：

一涟波计数器，接收上述第一和第二模式变化信号，并产生第一组多个输出；

一存储元件，接收上述第一组多个输出，并将上述第一组多个输出转换成第二组多个输出；以及

多个开关驱动器，接收上述第二组多个输出，并产生上述多个切换控制信号；

其中，上述第一组多个输出为二进制代码，而第二组多个输出为非二进制代码。

15.如权利要求11所述的装置，其特征在于，上述切换电压侦测器又包括一压差检测器和一模式变化信号产生器，其中压差检测器包含：

第一电压控制的电流限制器，其中有第一端点，有第二端点经由第一偏压电压开关器连接到第一电压源，有第三端点经由第一电流感应器连接到一共同节点，和连接在该第二端点和该共同节点间的一绕接开关器，该第一电压源连接在上述输入电压和该第一偏压电压开关器之间；

第二电压控制的电流限制器，其中有第一端点，有第二端点连接到第二电压源，有第三端点经由第二电流感应器连接到上述共同节点，该第二电压源连接在上述输入电压和该第二电压控制的电流限制器的第二端点之间；

第三电压控制的电流限制器，其中有第一端点，有第二端点经由第三偏压电压开关器连接到第三电压源，有第三端点经由第三电流感应器连接到上述共同节点，和连接在该第三电压控制的电流限制器的第二端点和上述共同节点间的一绕接开关器，该第三电压源连接在上述输入电压和该第三偏压电压开关器之间；

一个或多个发光二极管，串联在上述第二和第一电压控制的电流限制器的第一端点之间；以及

一个或多个发光二极管，串联在上述第三和第二电压控制的电流限制器的第一端点之间；

而且上述模式信号产生器包含：

第一比较器，有第一输入端连接到上述第二电压控制的电流限制器的第三端点，有第二输入端连接到上述第一电压控制的电流限制器的第三端点，并产生第一比较器输出；

第二比较器，有第一输入端连接到上述第二电压控制的电流限制器的第三端点，有第二输入端连接到上述第三电压控制的电流限制器的第三端点，并产生第二比较器输出；以及

一控制信号产生器，接收上述第一和第二比较器输出，并产生上述第一和第二模式变化信号；

其中，上述第一电压控制的电流限制器的第一端点，连接到上述最领先的发光二极管段的正端，上述共同节点连接到上述电流限制器的第二端，而且上述模式变化信号产生器，产生一等待信号来控制上述压差检测器内的两个绕接开关器，产生一检测信号来控制上述压差检测器内的两个偏压电压开关器。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，上述开关控制器又包含：

一涟波计数器，接收上述第一和第二模式变化信号，并产生多个计数器输出；以及

多个开关驱动器，接收上述多个计数器输出，并产生上述多个切换控制信号；

其中，上述多个计数器输出为二进制代码。

17.如权利要求15所述的装置，其特征在于，上述开关控制器又包含：

一涟波计数器，接收上述第一和第二模式变化信号，并产生第一组多个输出；

一存储元件，接收上述第一组多个输出，并将上述第一组多个输出转换成第二组多个输出；以及

多个开关驱动器，接收上述第二组多个输出，并产生上述多个切换控制信号；

其中，上述第一组多个输出为二进制代码，而第二组多个输出为非二进制代码。

18.如权利要求15所述的装置，其特征在于，上述第一、第二和第三电压控制的电流限制器是一P型金属氧化物半导体场效晶体管、PNP型双极接面晶体管、或P型绝缘闸双极晶体管。

19.如权利要求11所述的装置，其特征在于，上述切换电压侦测器又包括一压差检测器和一模式变化信号产生器，其中压差检测器包含：

第一电压控制的电流限制器，其中有第一端点连接到第一电流感应器的第一端，有第二端点经由第一偏压电压开关器连接到第一电压源，有第三端点连接到一共同节点，和连接在该第二端点和该共同节点间的一绕接开关器，该第一电压源连接在上述输入电压和该第一偏压电压开关器之间；

第二电压控制的电流限制器，其中有第一端点连接到第二电流感应器的第一端，有第二端点连接到第二电压源，有第三端点连接到上述共同节点，该第二电压源连接在上述输入电压和该第二电压控制的电流限制器的第二端点之间；

第三电压控制的电流限制器，其中有第一端点连接到第三电流感应器的第一端，有第二端点经由第三偏压电压开关器连接到第三电压源，有第三端点连接到上述共同节点，和连接在该第三电压控制的电流限制器的第二端点和上述共同节点间的一绕接开关器，该第三电压源连接在上述输入电压和该第三偏压电压开关器之间；

第一差动放大器，有两输入端各别连接到上述第一电流感应器的第一端和第二端；

第二差动放大器，有两输入端各别连接到上述第二电流感应器的第一端和第二端；

第三差动放大器，有两输入端各别连接到上述第三电流感应器的第一端和第二端；

一个或多个发光二极管，串联在上述第一和第二电流感应器的第二端之间；以及

一个或多个发光二极管，串联在上述第二和第三电流感应器的第二端之间；

而且上述模式信号产生器包含：

第一比较器，有第一输入端连接到上述第一差动放大器的输出端，有第二输入端连接到上述第二差动放大器的输出端，并产生第一比较器输出；

第二比较器，有第一输入端连接到上述第三差动放大器的输出端，有第二输入端连接到上述第二差动放大器的输出端，并产生第二比较器输出；以及

一控制信号产生器，接收上述第一和第二比较器输出，并产生上述第一和第二模式变化信号；

其中，上述第一电流感应器的第二端，连接到上述最领先的发光二极管段的正端，上述共同节点连接到上述电流限制器的第二端，而且上述模式变化信号产生器，产生一等待信号来控制上述压差检测器内的两个绕接开关器，产生一检测信号来控制上述压差检测器内的两个偏压电压开关器。

20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，上述第一、第二和第三电压控制的电流限制器是一P型金属氧化物半导体场效晶体管、PNP型双极接面晶体管、或P型绝缘闸双极晶体管。