[发明专利]发光二极管模块及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管及其操作方法，尤其涉及一种发光二极管模块及其操作方法。

背景技术

交流驱动发光二极管(AC LED)是近来备受瞩目的照明技术，除能兼容于传统照明之外，更能大幅降低传统式直流驱动发光二极管(DC LED)的散热问题，达到节能减碳与提升整体发光面积的目的。

交流驱动发光二极管的线路设计一般分成两种方式：第一种为反向并联结构(配合参见图1A)；第二种为桥式整流结构(配合参见图1B)。对于反向并联结构而言，该些LED微晶粒是为双向微晶粒结构，并且，将该些LED微晶粒以蚀刻至底部基板方式，再分割为多个微晶粒并施以绝缘，之后再以金属架桥(metal bridge)将两个微晶粒正负反接并联为一组，而通过N组串接组成交流驱动发光二极管。由于此结构的操作是利用两个正负反接并联，因此总共需要2*N个LED微晶粒。然而，在交流电压源驱动下，正负半周期交替供电时，只有一半的LED微晶粒同时发光，因此，就反向并联结构来说，LED微晶粒的瞬时发光面积以及利用率不高。

对桥式整流结构而言，将微晶粒采用桥式电路结构连接，依据适当的LED数量，配置出电压电流曲线与输入功率，就可通过交流电压源驱动。虽然此结构的操作可提高瞬时发光面积，然而，在交流电压源驱动下，正负半周期交替供电时，仅有共桥臂上的LED微晶粒能够全周期发光，其余桥臂上的微晶粒仅存在任一半周期发光，而在另一半周期则为熄灭状态(也即四桥臂上的LED微晶粒成对轮流发光)，因此，就桥式整流结构来说，LED微晶粒的利用率也不甚理想。

请参见图2A为现有技术具有桥式整流的交流驱动发光二极管结构的电路图，以及图2B为图2A电路结构的波形示意图。如图2A所示，该些发光二极管微晶粒是经由一外部交流电压源Vac供电，并且，该外部交流电压源Vac是通过一桥式整流单元(未标示)整流为一直流电压源(未标示)。该些发光二极管微晶粒是由该直流电压源驱动，并提供一定电流控制。由于该些发光二极管为串联架构，因此，当该驱动电压需要大于该些发光二极管的顺向电压总和时，该些发光二极管才会被点亮。如图2B所示，当该驱动电压大于该些顺向电压总和时，即到达一导通角度θon，随着该外部交流电压源Vac增加，该驱动电压也增加，而该些发光二极管持续点亮，并且该些发光二极管所流经的电流大小是为一定电流Ic的大小。然而，当该驱动电压小于该些顺向电压总和时，则无法驱动该些发光二极管点亮。以半周期来说，该些发光二极管的点亮时间区间θe是由该导通角度θon开始，直到一截止角度θoff为止。因此，就桥式整流的交流驱动发光二极管结构来说，发光效率太低是其最大的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发光二极管模块及其操作方法，能够通过分段定电流控制或分段变电流控制以提高发光效率并增加发光二极管的利用率，并通过系统封装模块技术，以简化封装工艺，并小型化该发光二极管模块以克服现有技术的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种发光二极管模块，通过一电压源供电。该发光二极管模块包含一发光二极管单元以及一集成电路单元。

该发光二极管单元电性连接该电压源，并通过该电压源所驱动。该发光二极管单元包含多个发光二极管串，并且每一发光二极管串电性串联连接。该集成电路单元电性连接该电压源与该发光二极管单元，并由该电压源供电。该集成电路单元包含至少一个定电流源、至少一个开关组件以及一控制器。该控制器电性连接该至少一个定电流源与该至少一个开关组件，通过判断该电压源的大小，以控制该至少一个开关组件进而对该发光二极管单元提供分段定电流控制或分段变电流控制。

为了实现上述目的，本发明还提供一种发光二极管模块的操作方法，该发光二极管模块通过一电压源供电。该操作方法包含下列步骤：提供一发光二极管单元，包含多个电性串联连接的发光二极管串。提供一集成电路单元，包含至少一个定电流源、至少一个开关组件以及一控制器，通过判断该电压源的大小，以对该发光二极管单元提供分段电流控制。

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1A为现有技术交流驱动发光二极管的反向并联结构的电路图；

图1B为现有技术交流驱动发光二极管的桥式整流结构的电路图；

图2A为现有技术具有桥式整流的交流驱动发光二极管结构的电路图；

图2B为图2A电路结构的波形示意图；

图3为本发明的交流驱动发光二极管模块提供分段电流控制的电路图；

图4A为本发明分段变电流控制的波形示意图；