CN106257963A - 具有低耐压元件的发光装置 - Google Patents

Abstract

一种具有低耐压元件的发光装置，包含发光二极管串列、M个第一控制单元、检测单元与电流控制单元。发光二极管串列包含互相串联的M个第一发光二极管。每一第一控制单元包含第一开关元件。发光二极管串列的一端耦接至输入电压。第一开关元件并联对应的第一发光二极管，用以选择性地提供旁通电流路径。检测单元用以检测输入电压的电压值，以产生电流检测信号。电流控制单元耦接第M个第一控制单元与检测单元，依据电流检测信号控制第M个第一控制单元是否提供旁通电流路径。

Description

具有低耐压元件的发光装置

技术领域

本发明涉及一种发光装置，尤其涉及一种以发光二极管提供光源的发光装置。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)具有寿命长、体积小、高抗震性、低热产生及低功率消耗等优点，因此近年来被广泛应用于各种设备中的指示器或光源。此外，发光二极管更已朝多彩与高亮度发展，因此其应用领域已扩展至大型户外看板、交通号志灯及相关领域。在未来，发光二极管极有可能成为兼具省电及环保功能的主要照明光源。

然而过往以发光二极管串列提供光源的发光装置往往以特定的顺序点亮发光二极管串列，而使得与各发光二极管对应的各元件承受较高的跨压。因此，过往以发光二极管串列提供光源的发光装置通常都需要采用具有高耐压的元件，高耐压元件的工作电流较低，需要更多或更大的元件，不但局限了电路设计，更提高了发光装置的制造成本。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的在于揭露一种使用低耐压元件的发光装置，以降低发光装置的制造成本。

本发明提供了一种具有低耐压元件的发光装置。发光装置包含发光二极管串列、M个第一控制单元、检测单元与电流控制单元。发光二极管串列包含互相串联的M个第一发光二极管，每一第一控制单元包含第一开关元件。发光二极管串列的一端耦接至一输入电压。电流控制单元耦接第M个第一控制单元与检测单元。第一开关元件并联对应的第一发光二极管，用以选择性地提供旁通电流路径。检测单元用以检测通过发光二极管及其并联的开关元件的总电流值，以产生电流检测信号。电流控制单元依据电流检测信号，控制第M个第一控制单元是否提供预设电压至第M个第一控制单元中的第一开关元件以选择性地提供旁通电流路径。其中当第M个第一控制单元中的第一开关元件不提供旁通电流路径时，第M个第一控制单元更依据输入电压的电压值，选择性地控制第M-1个第一控制单元提供预设电压至第M-1个第一控制单元中的第一开关元件。M为大于1的正整数。

在一实施例中，当第i个第一控制单元中的第一开关元件不提供旁通电流路径时，第i个第一控制单元更依据通过发光二极管及其并联的开关元件的总电流值，选择性地控制第i-1个第一控制单元提供预设电压至第i-1个第一控制单元中的第一开关元件，i为大于1但不大于M的正整数。此外，第i个第一控制单元更包含定电流源、第一电阻与第二开关元件。定电流源耦接于输入电压与第一节点之间。第一电阻两端分别耦接第一节点与第二节点。第二开关元件耦接第一节点与第i-1个第一控制单元的第一节点，并受控于第二节点的电压而选择性地导通第一节点与第i-1个第一控制单元的第一节点，以选择性地导通分流路径。而且，当输入电压分压至第i个第一控制单元的第二节点的电压大于对应的预设阀值时，第i个第一控制单元导通分流路径。电流控制单元依据电流检测信号对应地引导第i-1个第一控制单元的输出电流流至第i-1条分流路径。

本发明还提供了一种具有低耐压元件的发光装置。发光装置包含发光二极管串列与M个第一控制单元。发光二极管串列包含M个第一发光二极管、第二发光二极管以及第三发光二极管。每一第一控制单元包含第一开关元件。第一发光二极管依序串联，第二发光二极管耦接第M个第一发光二极管，第三发光二极管耦接第1个第一发光二极管与输入电压之间。第一开关元件并联对应的第一发光二极管，用以依据对应的第一控制单元的指示而选择性地提供旁通电流路径。其中，当输入电压大于第一预设阀值时，第二发光二极管与第三发光二极管依据输入电压所产生的电流而发光。当输入电压大于第二预设阀值时，M个第一控制单元选择性地提供M条旁通电流路径。第一预设阀值小于第二预设阀值，且M为大于一的正整数。

在一实施例中，具有低耐压元件的发光装置更包含检测单元与电流控制单元。检测单元用以检测通过发光二极管及其并联的开关元件的总电流值，以产生电流检测信号。电流控制单元耦接第M个第一控制单元与检测单元，依据电流检测信号，控制第M个第一控制单元是否导通第M个第一控制单元中的第一开关元件以选择性地提供旁通电流路径。此外，当第i个第一控制单元中的第一开关元件不提供旁通电流路径时，第i个第一控制单元更依据输入电压的电压值选择性地控制第i-1个第一控制单元提供预设电压至第i-1个第一控制单元中的第一开关元件，i为大于1但不大于M的正整数。而且，第i个第一控制单元更包含定电流源、第一电阻与第二开关元件。定电流源耦接于输入电压与第一节点之间。第一电阻两端分别耦接第一节点与第二节点。第二开关元件耦接第一节点与第i-1个第一控制单元的第一节点，并受控于第二节点的电压而选择性地导通第一节点与第i-1个第一控制单元的第一节点，以选择性地形成分流路径。并且，当输入电压分压至第i个第一控制单元的第二节点的电压大于对应的预设阀值时，第i个第一控制单元导通分流路径，而且电流控制单元依据电流检测信号对应地引导第i-1个第一控制单元的输出电流流至第i-1条分流路径。

综上所述，本发明提供了一种发光装置，此发光装置检测流经发光二极管串列中的电流，以控制一可控电流源，进而从低电压端往高电压端导通发光二极管串列中的各发光二极管。藉此，降低发光装置中多个开关元件的跨压，从而得以使用低耐压的元件，进而降低了发光装置的制造成本。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1本发明一实施例中发光装置的功能方框图；

图2本发明一实施例中发光装置的电路示意图；

图3本发明另一实施例中发光装置的电路示意图；

图4本发明一实施例中发光装置的输入电压与发光二极管串列消耗电压的示意图；

图5A相对于图2流经发光二极管串列的理想电流相对于时间的示意图；

图5B相对于图2流经发光二极管串列的实际电流相对于时间的示意图；

图6A相对于图2流经发光二极管串列的理想电流相对于电压的示意图；

图6B相对于图2流经发光二极管串列的实际电流相对于电压的示意图；

图7本发明一实施例中过电压保护模块的电路示意图；

图8本发明更一实施例中发光装置的电路示意图。

其中，附图标记

1、2、3、3’ 发光装置

12、22、32 发光二极管串列

122a、122b、122c、222a、222b、222c、322a、322b、322c 第一发光二极管

14a、14b、14c、24a、24b、24c、34a、34b、34c 第一控制单元

142a、142b、142c、242a、242b、242c、342a、342b、342c 第一开关元件

244a、244b、244c、344a、344b、344c 定电流源

246a、246b、246c、346a、346b、346c 第一电阻

248b、248c、348b、348c 第二开关元件

16、26、36 检测单元

18、28、38 电流控制单元

282、382 压控电流源

384 电压叠加器

42 第二电阻

44 第二控制单元

442 第三开关元件

444 第二控制单元的定电流源

446 第二控制单元的第一电阻

46 第二发光二极管

54 第三发光二极管

56 温度检测模块

562 温度检测单元

564 稽纳二极管

58 补偿模块

62 过电压保护模块

621 稽纳二极管

622 第三开关元件

623 第一电阻

624 第二电阻

625 第四开关元件

626 第三电阻

628 阻抗

64 整流模块

9 交流电源

S 电压区段

Icon 控制电流

Isys 电流

Iset 预设电流值

N1a、N1b、N1c 第一节点

N2a、N2b、N2c 第二节点

Nin1、Nin2 节点

T1、T2、...、T9 第一时间区间、第二时间区间、...、第九时间区间

V1、V2、...、V4 第一电压准位、第二电压准位、...第四电压准位

Vcom 补偿信号

Vin 输入电压

Vsys 电流检测信号

Vtemp 温度检测信号

具体实施方式

以下在实施方式中叙述本发明的详细特征，其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施，且依据本说明书所揭露的内容、权利要求范围及附图，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下实施例进一步说明本发明的诸面向，但非以任何面向限制本发明的范畴。

请参照图1，图1本发明一实施例中发光装置的功能方框图。如图所示，具有低耐压元件的发光装置1包含发光二极管串列12、第一控制单元14a～14c、检测单元16与电流控制单元18。发光二极管串列12包含互相串联的第一发光二极管122a～122c。第一控制单元14a～14c分别包含第一开关元件142a～142c。发光二极管串列12的一端耦接至输入电压Vin。第一开关元件142a～142c分别并联第一发光二极管122a～122c。电流控制单元18耦接第一控制单元14c与检测单元16。事实上，具有低耐压元件的发光装置1可以包含M个第一发光二极管与对应的M个第一控制单元，其中M为一大于1的正整数。在此为求叙述简明，以第一发光二极管122a～122c，但第一发光二极管的数量并不以此为限。

第一控制单元14a～14c用以选择性地提供旁通电流路径予第一发光二极管122a～122c。更具体地来说，第一控制单元14a～14c选择性地提供预设电压给第一开关元件142a～142c，当第一开关元件142a～142c接收到所述的预设电压时，第一开关元件142a～142c被导通，从而形成所述的旁通电流路径。如图所示，第一开关元件142a～142c分别并联于第一发光二极管122a～122c，因此当第一开关元件142a～142c被导通时，原本流经第一发光二极管122a～122c的电流改为流向对应的旁通电流路径，而使得第一发光二极管122a～122c不发光。

检测单元16用以检测通过发光二极管及其并联的开关元件的总电流值Isys，以产生电流检测信号Vsys。在此实施例中，检测单元16是根据电流Isys而产生电流检测信号Vsys。其中，检测单元16例如是一电阻，电流Isys例如是流经发光二极管串列12的电流，电流检测信号Vsys例如为电流Isys流经检测单元16所产生的电压信号。事实上所属技术领域具有通常知识者经详阅本说明书后当可自由设计检测单元16的检测方式，电流检测信号Vsys除了是电压信号的外亦可被置换为一电流信号或其他类型的信号，在此并不加以限制。

电流控制单元18依据电流检测信号Vsys控制第一控制单元14c是否提供预设电压至第一开关元件142c，以选择性地导通第一开关元件142c而提供旁通电流路径。

而当第一控制单元14c不以第一开关元件142c提供旁通电流路径时，第一控制单元14c更依据输入电压Vin的电压值，选择性地控制第一控制单元14b提供预设电压至第一开关元件142b，以选择性地导通对应的旁通电流路径。更具体地来说，当输入电压Vin大于对应的预设阀值时，第一控制单元14c控制第一控制单元14b不导通第一开关元件142b，以不提供相应的旁通电流路径。如前述地，此时电流流经第一发光二极管122b而使第一发光二极管122b发光。

同理，当第一控制单元14b中的第一开关元件142b不提供旁通电流路径时，第一控制单元14b更依据输入电压Vin的电压值，选择性地控制第一控制单元14a提供预设电压至第一开关元件142a。所属技术领域具有通常知识者当可理解，在具有低耐压元件的发光装置1具有M个第一控制单元与M个第一发光二极管的实施例中，当第i个第一控制单元不提供旁通电流路径时，第i个第一控制单元更依据输入电压Vin的电压值，选择性地控制第i-1个第一控制单元提供旁通电流路径。其中i是为大于1但不大于M的正整数。

请参照图2以对发光装置的电路进行更详细的介绍，图2本发明一实施例中发光装置的电路示意图。如图2所示，在具有低耐压元件的发光装置2中，第一控制单元24a～24c更包含多个组件。以第一控制单元24c来说，第一控制单元24c更包含了定电流源244c、第一电阻246c与第二开关元件248c。而电流控制单元28在此实施例中包含一压控电流源282。

其中，定电流源244c耦接于输入电压Vin与第一节点N1c之间。第一电阻246c两端分别耦接第一节点N1c与第二节点N2c。第二开关元件248c耦接第一节点N1c与第一控制单元24b的第一节点N1b。第二开关元件248c受控于第二节点N2c的电压而选择性地导通第一节点N1c与第一节点N1c，以选择性地导通对应的分流路径。其中，第二节点N2c的电压为于输入电压Vin分压至第二节点N2c的电压。

此外，第一开关元件242c的两端分别电性连接第二节点N2c与第一控制单元24b中的第二节点N2b，第一开关元件242c的控制端则耦接至第一节点N1c。且如图所示，第一发光二极管222c的阴极端耦接至第二节点N2c，而第一发光二极管222c的阳极端耦接至第二节点N2b。因此，第一开关元件242c受控于第一节点N1c的电压而选择性地导通第二节点N2c与第二节点N2b成所述的旁通电流路径。

在图2所对应的实施例中，第一发光二极管222a～222c分别对应于多个预设阀值，当输入电压Vin大于对应的预设阀值时，第一发光二极管222a～222c才会对应地被点亮发光。且第一发光二极管222a至222c所分别对应的预设阀值的相对大小为递减，因此随着输入电压Vin增加，第一发光二极管222c会先被点亮，接着是第一发光二极管222b，最后是第一发光二极管222a。

更具体地来说，当输入电压Vin分压至第二节点N2c的电压大于对应的预设阀值时，第一控制单元24c导通对应的分流路径，而且此时电流控制单元28依据电流检测信号Vsys对应地增加控制电流Icon以引导第一控制单元24b的输出电流流至第一控制单元24c中的分流路径。换句话说，此时定电流源244b的输出电流被引导至第一控制单元24c中的分流路径，第一开关元件242b不导通而使发光二极管222b发光。而当第一控制单元24c不导通对应的分流路径时，第一控制单元24b的定电流源244b的输出电流流经第一电阻246b并提供预设电压至第一节点N1b，且导通第一开关元件242b，从而导通旁通电流路径。此时，第一发光二极管222b不发光。

换句话说，当输入电压Vin的电压值逐渐增大时，除了第一控制单元24c会依据输入电压Vin以及控制电流Icon选择性地提供对应的旁通电流路径之外，第一控制单元24c、第一控制单元24b依序依据输入电压Vin导通对应的分流路径，电流控制单元28则对应增加分流路径上的控制电流Icon的电流大小，以对应点亮第一发光二极管222b或第一发光二极管222a。同理，当输入电压Vin的电压值逐渐减小时，第一控制单元24b、第一控制单元24c依序依据输入电压Vin断开对应的分流路径，电流控制单元28对应降低控制电流Icon的电流大小，并使第一发光二极管222a、222b依序不发光。最后第一控制单元24c会依据输入电压Vin以及控制电流Icon提供对应的旁通电流路径以使第一发光二极管222c不发光。

请接着参照图3以说明发光装置的另一种实施态样，图3本发明另一实施例中发光装置的电路示意图。相较于前述实施例，具有低耐压元件的发光装置3更包含第二电阻42、第二控制单元44、第二发光二极管46、第三发光二极管54、温度检测模块56、补偿模块58、过电压保护模块62与整流模块64。电流控制单元38除了压控电流源382之外，更包含电压叠加器384。须注意的是，于实务上，具有低耐压元件的发光装置3可只包含上述各组件中相应的几个组件，而不必须包含所有的组件方能运作。而在此实施例中，第二控制单元44具有类似于第一控制单元34a～34c的结构，因此以下仅对第二控制单元44择要说明并不再多加赘述。

延续前述，第二电阻42耦接于发光二极管串列32与输入电压Vin之间。第二控制单元44耦接第一发光二极管322a。第二控制单元44包含第三开关元件442，第三开关元件442并联第二电阻42。第二发光二极管46串联于发光二极管串列32与检测单元36之间。第三发光二极管54串联于输入电压Vin与第二电阻42之间。温度检测模块56耦接于电压叠加器384与输入电压Vin之间。补偿模块58并联第三发光二极管54且耦接电压叠加器384。电压叠加器384更耦接压控电流源382。过电压保护模块62耦接输入电压Vin。整流模块64耦接交流电源9以产生输入电压Vin。整流模块64例如是桥式整流器或者是整流升压电路、整流降压电路。

请一并参照图4以对具有低耐压元件的发光装置3的发光方式进行说明，图4本发明一实施例中发光装置的输入电压与发光二极管串列消耗电压的示意图，其中横轴为时间，纵轴为电压大小。在此实施例中以输入电压Vin为一被全波整流过的直流弦波电压进行示范，但输入电压Vin实际上的形式并不以此为限。图4中的虚线代表输入电压Vin在一个周期中的电压波形，实线则代表第一发光二极管322a～322c、第二发光二极管46与第三发光二极管54所消耗的电压。且图4上更标示有第一时间区间T1、第二时间区间T2以至第九时间区间T9，图4上还标示有第一电压准位V1、第二电压准位V2以至第四电压准位V4。

在第一时间区间T1中，输入电压Vin的电压值小于第一电压准位V1，此时所有的发光二极管都不发光。而在第二时间区间T2中，输入电压Vin的电压值大于第一电压准位V1但小于第二电压准位V2，第二发光二极管46与第三发光二极管54被点亮而发光。在第三时间区间T3中，输入电压Vin的电压值大于第二电压准位V2但小于第三电压准位V3，第一发光二极管322c被点亮而发光。

接着在第四时间区间T4与第五时间区间T5中，随着输入电压Vin逐渐大于第三电压准位V3与第四电压准位V4，第一发光二极管322b、322a依序被点亮。其中在第五时间区间T5中，第二控制单元44不提供对应的旁通电流路径，而让电流Isys流经第二电阻42。此时，第二电阻42用以消耗如图4中标示的区段S所对应的多余电压，以保护第一发光二极管322a～322c、第二发光二极管46与第三发光二极管54。而后续在第六时间区间T6以至第九时间区间T9中，输入电压Vin逐渐变小，各发光二极管则依前述的相反顺序依序不发光。

因此，如图2至图4以及上述可知，第二发光二极管46与第三发光二极管54的发光时间涵盖第一发光二极管322a～322c的发光时间。换句话说，第二发光二极管46与第三发光二极管54比第一发光二极管322a～322c早被点亮，而且比第一发光二极管322a～322c晚被熄灭。因此，在输入电压Vin的一个周期的大部分时间中，第二发光二极管46与第三发光二极管54持续地发光。此外，第二发光二极管46与第三发光二极管54的数量并不仅限于一个。换句话说，所属技术领域具有通常知识者经详阅本说明书后当可依据实际所需，自行调配第一发光二极管322a～322c、第二发光二极管46与第三发光二极管54的数量比例，以最佳化具有低耐压元件的发光装置3的耗能效率，或可调配出所需的频闪系数(Flicker Index)。

请接着参照图5A、图5B、图6A与图6B，图5A相对于图2流经发光二极管串列的理想电流相对于时间的示意图，图5B相对于图2流经发光二极管串列的实际电流相对于时间的示意图，图6A相对于图2流经发光二极管串列的理想电流相对于电压的示意图，图6B相对于图2流经发光二极管串列的实际电流相对于电压的示意图。在图5A与图5B中，横轴为时间，纵轴为电流大小。在图6A与图6B中横轴为输入电压的电压値，纵轴为电流大小。

如图5A及图6A所示，在第二时间区间T2以至第八时间区间T8中，电流Isys的大小理想上应维持为一个定值。或者说即使输入电压Vin改变，电流Isys的大小理想上应维持为一个定值。但如图5B与图6B所示，电流Isys实际上还是会随着时间或输入电压Vin的大小而有所起伏。更确切地来说，电流Isys实际上还是会随着第一开关元件342a～342c的导通与否而有所波动。详细来说，在第二时间区间T2时，输入电压Vin大于第二发光二极管46与第三发光二极管54的切入电压，而开始产生电流Isys，并点亮第二发光二极管46与第三发光二极管54。当输入电压Vin逐渐增加的时候，更多的发光二极管也依序被对应点亮，因此电流Isys流经路径的等效阻值随着输入电压Vin逐渐增加而对应上升，使得电流Isys，也就是输入电压Vin与等效阻值的比值大致上维持一定值。

更具体地来说，电流Isys实际上会如图5B或图6B所示地沿着预设电压值Iset所代表的定值轴向上起伏，而在图5B或图6B对应于横轴参数的不同而有不同的起伏变化，此为所属技术领域具有通常知识者依据本说明书及图式所揭露的相关内容以及电路结构所能合理推得，在此并不予以赘述。基本上，当电流控制单元38依据电流检测信号Vsys判断电流Isys大于预设电流值Iset时，电流控制单元38会加大控制电流Icon的大小，以再点亮下一个发光二极管。因此，电流Isys会先大于预设电流值Iset一点而触发电流控制单元38。然后在新一个发光二极管被点亮时，电流Isys会下降的比预设电流值Iset小。随着输入电压Vin增加，电流Isys会再逐渐增加，而使具有低耐压元件的发光装置3重复前述的行为。

请再参照图3，以说明具有低耐压元件的发光装置3的其他部件。电压叠加器384用以将温度检测信号Vtemp与补偿信号Vcom叠加于电流检测信号Vsys上。而在图3所对应的实施例中压控电流源382是根据被叠加后的电流检测信号Vsys调整控制电流Icon的大小。当电流检测信号Vsys的电压值越大，控制电流Icon的电流值越大。当电流检测信号Vsys的电压值越小，控制电流Icon的电流值越小。因此，电流控制单元38除了依据电流检测信号Vsys调整控制电流Icon的电流大小外，更依据温度检测信号Vtemp与补偿信号Vcom调整控制电流Icon的电流大小。在一实施例中，电流控制单元38依据温度检测信号Vtemp来调整前述预设电流值Iset的大小，藉此校正因为***温度变化而飘移的电压电流值。

温度检测模块56包含温度检测单元562与稽纳二极管564。稽纳二极管564的一端耦接输入电压Vin，温度检测单元562耦接稽纳二极管564的另一端与电压叠加器384。温度检测模块56用以检测***温度并据以产生温度检测信号Vtemp。当***温度高于预设温度阀值时，电流控制单元38更依据温度检测信号Vtemp调整控制电流Icon的大小，以控制第一控制单元34a～34c选择性地提供旁通电流路径。

补偿模块58用以根据第三发光二极管54的端电压产生补偿信号Vcom。更具体地来说，由于不同的工艺条件会影响到发光二极管的切入电压。因此，补偿模块58依据第三发光二极管54的端电压判断出第三发光二极管54的切入电压小于或大于预期的切入电压，并据以产生补偿信号Vcom来驱动电流控制单元38调整控制电流Icon的电流大小。

请参照图7以说明过电压保护模块的一种实施态样，图7本发明一实施例中过电压保护模块的电路示意图。过电压保护模块62具有稽纳二极管621、第一电阻623、第二电阻624、第三电阻626、第三开关元件622、第四开关元件625与阻抗628。各元件的耦接关系如图8所示。当输入电压Vin的电压准位小于稽纳二极管621的崩溃电压加上第四开关元件625的导通电压的和值时，第四开关元件625不导通，第三开关元件622因而被导通。此时，输入电压Vin经由节点Nin1、Nin2被提供给后续电路，后续电路得以正常作动。而当输入电压Vin的电压准位大于稽纳二极管621的崩溃电压加上第四开关元件625的导通电压的和值时，第四开关元件625导通，第三开关元件622因而被导通。此时，输入电压Vin并不被提供给后续电路。其中第三开关元件622例如为N型金属氧化物半导体晶体管，第四开关元件625例如为双极性接面晶体管(Bipolar Junction Transistor,BJT)，阻抗628例如为金属氧化物压敏电阻(Metal Oxide Varistor,MOV)。

请参照图8，图8本发明更一实施例中发光装置的电路示意图。在图8所对应的实施例中，发光装置3’相较于图3中的发光装置3更包含了电容C1～C5、电阻R1～R5、RD2～RD4与二极管D2～D4。

电容C1、电阻R1与第二发光二极管46彼此并联。电容C5、电阻R5与第三发光二极管54彼此并联。而电容C2～C4、电阻R2～R4与第一发光二极管322a～322c分别彼此并联。更详细地来说，电容C2、电阻R2与第一发光二极管322c彼此并联，电容C3、电阻R3与第一发光二极管322b彼此并联，电容C4、电阻R4与第一发光二极管322a彼此并联。从另一个角度来说，电容C1～C5、电阻R1～R5与其并联的发光二极管分别形成彼此电性连接的多个发光单元，例如电容C5、电阻R5与第三发光二极管54形成其中一个发光单元。所属技术领域具有通常知识者当可依此类推其他发光单元的组成。

电阻RD2～RD4与二极管D2～D4彼此串联并串联于前述的发光单元。从一种角度来说，电阻RD2～RD4与串联的二极管D2～D4形成一个保护单元。举例来说，电阻RD2串联于二极管D2并形成一个保护单元。保护单元与发光单元彼此串联，第7图中仅为一示范例，并不以此限制保护单元与发光单元的串联顺序或方式。

对应如上述，电容C1～C5用以缓解第一发光二极管322a～322c、第二发光二极管46与第三发光二极管54的频闪现象。更详细地来说，如前述地，当输入电压Vin逐渐加大而大于或等于第二发光二极管46与第三发光二极管54的导通电压的总合时，第二发光二极管46与第三发光二极管54被导通，且电容C1、C5分别储存有第二发光二极管46与第三发光二极管54的导通电压値。

而当输入电压Vin大于或等于第一发光二极管322a～322c、第二发光二极管46与第三发光二极管54的导通电压的总合时，第一发光二极管322a～322c、第二发光二极管46与第三发光二极管54都被导通。且此时电容C1～C5分别储存有所并联的第一发光二极管322a～322c、第二发光二极管46与第三发光二极管54的导通电压値。

而当输入电压Vin逐渐变小而小于第一发光二极管322a～322c、第二发光二极管46与第三发光二极管54的导通电压的总合时，第一开关元件342a被导通而提供旁通电流路径给第一发光二极管322a、电容C4与电阻R4所组成的发光单元。此时，电容C4提供电能给第一发光二极管322a，以避免第一发光二极管322a在第一开关元件342a提供旁通电流路径时立即地停止发光。同理可知，电容C1～C3、C5也应具有类似的作动方式以及功效，于此则不再赘述。

此外，电容C1～C5还具有稳压的功效，以避免第一发光二极管322a～322c、第二发光二极管46与第三发光二极管54的跨压随着第一开关元件342a、342b、342c或第三开关元件442的导通而快速的上升或下降而直接影响到第一发光二极管322a～322c、第二发光二极管46与第三发光二极管54的发光亮度。电阻R1～R5则是用以消耗电容C1～C5储存的多余电能。

对应于上述，二极管D2～D4则是用以防止电容C2～C4释放的电能流经第一开关元件342a、342b、342c所提供的旁通路径。而电阻RD2～RD4则用以预防电源泵开启时所造成的大电流伤害到电路元件。

综上所述，本发明提供了一种发光装置，此发光装置检测流经发光二极管串列中的电流，并据以一可控电流源。所述的可控电流源更用以驱动多个与各发光二极管对应的控制模块，以选择性地提供旁通电流路径给各发光二极管，从而从低电压端往高电压端导通发光二极管串列中的各发光二极管。因此，相较于以往导通发光二极管串列的方式，本发明所提供的发光装置得以降低各开关元件的跨压，从而得以使用低耐压的元件，进而降低了发光装置的制造成本。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (22)

1.一种具有低耐压元件的发光装置，其特征在于，包含：

一发光二极管串列，包含互相串联的M个第一发光二极管，该发光二极管串列的一端耦接至一输入电压；

M个第一控制单元，每一该第一控制单元包含一第一开关元件，该第一开关元件并联对应的该第一发光二极管，用以选择性地提供一旁通电流路径；

一检测单元，用以检测该输入电压的流经该些发光二极管的电流值，以产生一电流检测信号；

一电流控制单元，耦接第M个第一控制单元与该检测单元，依据该电流检测信号，控制第M个第一控制单元是否提供一预设电压至该第M个第一控制单元中的该第一开关元件以选择性地提供该旁通电流路径；

其中当该第M个第一控制单元中的该第一开关元件不提供该旁通电流路径时，该第M个第一控制单元更依据该输入电压的电压值，选择性地控制该第M-1个第一控制单元提供该预设电压至该第M-1个第一控制单元中的该第一开关元件，M为大于1的正整数。

2.根据权利要求1所述的具有低耐压元件的发光装置，其特征在于，当该M个中的第i个第一控制单元中的该第一开关元件不提供该旁通电流路径时，该第i个第一控制单元更依据该输入电压的电压值，选择性地控制该第i-1个第一控制单元提供该预设电压至该第i-1个第一控制单元中的该第一开关元件，i为大于1但不大于M的正整数。

3.根据权利要求2所述的具有低耐压元件的发光装置，其特征在于，该第i个第一控制单元更包含：

一定电流源，耦接于该输入电压与一第一节点之间；

一第一电阻，两端分别耦接该第一节点与一第二节点；以及

一第二开关元件；

其中，该第i个第一控制单元的该第一开关元件耦接该第i个第一控制单元的该第二节点与第i-1个第一控制单元的该第二节点，并受控于该第i个第一控制单元的该第一节点的电压而选择性地将该第i-1个第一控制单元的该第二节点导通至该第i个第一控制单元的该第二节点；

且其中，该第i个第一控制单元的该第二开关元件耦接该第i个第一控制单元的该第一节点与第i-1个第一控制单元的该第一节点，并受控于该第i个第一控制单元的该第二节点的电压而选择性地将该第i-1个第一控制单元的该第一节点导通至该第i个第一控制单元的该第一节点。

4.根据权利要求3所述的具有低耐压元件的发光装置，其特征在于，当该第i个第一控制单元的该第二节点的电压大于对应的预设阀值时，该第i个第一控制单元的该第二开关元件被导通，而且该电流控制单元依据该电流检测信号引导该第i-1个第一控制单元的该定电流源的输出电流经由该第i个第一控制单元的该第二开关元件流至该电流控制单元；

其中，该M个第一控制单元的该第二节点的电压关联于该输入电压。

5.根据权利要求3所述的具有低耐压元件的发光装置，其特征在于，当该第i个第一控制单元的该第二节点的电压不大于对应的预设阀值时，该第i个第一控制单元的该第二开关元件不导通，该第i-1个第一控制单元的该定电流源的输出电流流经该第i-1个第一控制单元的该第一电阻而提供该预设电压至该第i-1个第一控制单元的该第一节点。

6.根据权利要求1所述的具有低耐压元件的发光装置，其特征在于，更包含：

一第二电阻，耦接于该发光二极管串列与该输入电压之间；以及

一第二控制单元，耦接该第1个第一发光二极管且包含一第三开关元件，该第三开关元件并联该第二电阻，当该第1个第一发光二极管不发光时，该第二控制单元导通该第三开关元件以提供该旁通电流路径给该第二电阻。

7.根据权利要求1所述的具有低耐压元件的发光装置，其特征在于，更包含一第二发光二极管，该第二发光二极管串联于该发光二极管串列与该检测单元之间。

8.根据权利要求1所述的具有低耐压元件的发光装置，其特征在于，更包含一第三发光二极管，该第三发光二极管串联于该输入电压与该发光二极管串列之间。

9.根据权利要求8所述的具有低耐压元件的发光装置，其特征在于，更包含一补偿模块，耦接该第三发光二极管与该电流控制单元，该补偿模块用以根据该第三发光二极管的端电压产生一补偿信号，该电流控制单元更根据该补偿信号控制该M个第一电流控制单元选择性地提供该旁通电流路径。

10.根据权利要求1所述的具有低耐压元件的发光装置，其特征在于，更包含一温度检测模块，耦接该电流控制单元，该温度检测模块用以检测一***温度并据以产生一温度检测信号，当该***温度高于一预设温度阀值时，该电流控制单元更依据该温度检测信号控制该M个第一控制单元选择性地提供该旁通电流路径。

11.根据权利要求1所述的具有低耐压元件的发光装置，其特征在于，更包含一过电压保护模块，耦接该输入电压，当该输入电压高于一预设阀值，该过电压保护模块将该输入电压耦接至一低电压准位。

12.一种具有低耐压元件的发光装置，其特征在于，包含：

一发光二极管串列，包含M个第一发光二极管，该些第一发光二极管依序串联；

一第二发光二极管，直接连接该第M个第一发光二极管；

一第三发光二极管，直接连接该第1个第一发光二极管与一输入电压之间；以及

M个第一控制单元，每一该第一控制单元包含一第一开关元件，该第一开关元件并联对应的该第一发光二极管，用以依据对应的该第一控制单元的指示而选择性地提供一旁通电流路径；

其中，当该输入电压大于一第一预设阀值时，该第二发光二极管与该第三发光二极管同时发光，当该输入电压大于一第二预设阀值时，该M个第一控制单元依序断开对应的该旁通电流路径，该M个第一发光二极管对应地依序发光，且该第一预设阀值小于该第二预设阀值，M为大于一的正整数。

13.根据权利要求12所述的具有低耐压元件的发光装置，其特征在于，更包含：

一检测单元，用以检测该输入电压流经该些发光二极管的电流值，以产生一电流检测信号；以及

一电流控制单元，耦接该第M个第一控制单元与该检测单元，依据该电流检测信号，控制该第M个第一控制单元是否提供一预设电压至该第M个第一控制单元中的该第一开关元件以选择性地提供该旁通电流路径；

其中，当该第M个第一控制单元中的该第一开关元件不提供该旁通电流路径时，该第M个第一控制单元更依据该输入电压的电压值，选择性地控制该第M-1个第一控制单元选择性地提供该预设电压至该第M-1个第一控制单元中的该第一开关元件，M为大于1的正整数。

14.根据权利要求13所述的具有低耐压元件的发光装置，其特征在于，当M个中的该第i个第一控制单元中的该第一开关元件不提供该旁通电流路径时，该第i个第一控制单元更依据该输入电压的电压值选择性地控制该第i-1个第一控制单元提供该预设电压至该第i-1个第一控制单元中的该第一开关元件，i为大于1但不大于M的正整数。

15.根据权利要求14所述的具有低耐压元件的发光装置，其特征在于，该第i个第一控制单元更包含：

一定电流源，耦接于该输入电压与一第一节点之间；

一第一电阻，两端分别耦接该第一节点与一第二节点；以及

一第二开关元件；

其中，该第i个第一控制单元的该第一开关元件耦接该第i个第一控制单元的该第二节点与第i-1个第一控制单元的该第二节点，并受控于该第i个第一控制单元的该第一节点的电压而选择性地将该第i-1个第一控制单元的该第二节点导通至该第i个第一控制单元的该第二节点；

且其中，该第i个第一控制单元的该第二开关元件耦接该第i个第一控制单元的该第一节点与该第i-1个第一控制单元的该第一节点，并受控于该第i个第一控制单元的该第二节点的电压而选择性地将该第i-1个第一控制单元的该第一节点导通至该第i个第一控制单元的该第一节点。

16.根据权利要求15所述的具有低耐压元件的发光装置，其特征在于，当该第i个第一控制单元的该第二节点的电压大于对应的预设阀值时，该第i个第一控制单元的该第二开关元件被导通，而且该电流控制单元依据该电流检测信号引导该第i-1个第一控制单元的该定电流源的输出电流经由该第i个第一控制单元的该第二开关元件流至该电流控制单元；

其中，该M个第一控制单元的该第二节点的电压关联于该输入电压。

17.根据权利要求15所述的具有低耐压元件的发光装置，其特征在于，当该第i个第一控制单元的该第二节点的电压不大于对应的预设阀值时，该第i个第一控制单元的该第二开关元件不被导通，该第i-1个第一控制单元的该定电流源的输出电流流经该第i-1个第一控制单元的该第一电阻而提供该预设电压至该第i-1个第一控制单元的该第一节点。

18.根据权利要求12所述的具有低耐压元件的发光装置，更包含：

一第二电阻，耦接于该发光二极管串列与该输入电压之间；以及

一第二控制单元，耦接该第1个第一发光二极管且包含一第三开关元件，该第三开关元件并联该第二电阻，当该第1个第一发光二极管不发光时，该第二控制单元导通该第三开关元件以提供该旁通电流路径给该第二电阻。

19.根据权利要求12所述的具有低耐压元件的发光装置，其特征在于，更包含一补偿模块，耦接该第三发光二极管与该电流控制单元，该补偿模块用以根据该第三发光二极管的端电压产生一补偿信号，该电流控制单元更根据该补偿信号控制该M个第一控制单元选择性地提供该旁通电流路径。

20.根据权利要求12所述的具有低耐压元件的发光装置，其特征在于，更包含一温度检测模块，耦接该电流控制单元，该温度检测模块用以检测一***温度并据以产生一温度检测信号，当该***温度高于一预设温度阀值时，该电流控制单元更依据该温度检测信号控制该M个第一控制单元选择性地提供该旁通电流路径。

21.根据权利要求12所述的具有低耐压元件的发光装置，其特征在于，更包含一过电压保护模块，耦接该输入电压，当该输入电压高于一预设阀值，该过电压保护模块将该输入电压耦接至一低电压准位。

22.一种具有低耐压元件的发光装置，其特征在于，包含：

一发光二极管串列，包含N个第一发光二极管依序串接；

一输入电压耦接该发光二极管串列的第N个第一发光二极管，且该发光二极管串列中第1个第一发光二极管最远离该输入电压；以及

N-2个第一控制单元分别对应该发光二极管串列中第2至第N-1个第一发光二极管，每一第一控制单元并与对应的该第一发光二极管并联；

其中当该输入电压逐渐变大，该第N个第一发光二极管与该第1个第一发光二极管先发光，之后剩余的N-2个第一发光二极管依序发光。