台湾专利TW201320815A 固態照明裝置及使用能量儲存之方法

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专利摘要:
一些實施例提供一種照明裝置，該照明裝置包括串聯耦接之複數個照明電路。每一照明電路包括一控制電路，該控制電路經組態以選擇性地將電流提供至至少一LED及耦接至該至少一LED之至少一電荷儲存器件。該控制電路可經組態以使該至少一電荷儲存器件回應於一變化輸入而選擇性地自一電流源充電及經由該至少一LED放電。舉例而言，該控制電路可經組態以限制流過該至少一LED之電流以藉此將電流分流至該至少一電荷儲存器件。
公开号:TW201320815A
申请号:TW101131404
申请日:2012-08-29
公开日:2013-05-16
发明作者:De Ven Antony P Van；Praneet Jayant Athalye
申请人:Cree Inc；
IPC主号:H05B45-00

专利说明:
固態照明裝置及使用能量儲存之方法
本發明之標的物係關於照明裝置及方法，且更明確而言，係關於固態照明裝置及方法。
本申請案為2011年9月16日申請且全部被以引用的方式併入本文中之題為「固態照明裝置及使用能量儲存之方法(SOLID-STATE LIGHTING APPARATUS AND METHODS USING ENERGY STORAGE)」的美國專利申請案第13/235,103號(代理人案號5308-1459)之部分接續申請案。
固態照明陣列用於許多照明應用。舉例而言，包括固態發光器件陣列之固態照明面板已用作(例如)建築及/或補強照明中之直接照射源。固態發光器件可包括(例如)一包括一或多個發光二極體(LED)之封裝發光器件，該一或多個發光二極體(LED)可包括可包括形成p-n接面之半導體層的無機LED及/或可包括有機光發射層的有機LED(OLED)。
固態照明器件亦用於照明燈具中，諸如，白熾燈泡替換應用、任務照明、凹入式燈具及類似者。舉例而言，Cree,Inc.生產使用LED用於照射的多種凹入式下照燈(諸如，LR-6及CR-6)。固態照明面板亦通常用作小液晶顯示器(LCD)螢幕(諸如，攜帶型電子器件中所使用之LCD顯示螢幕)及較大顯示器(諸如，LCD電視顯示器)的背光。
無機LED通常包括形成p-n接面之半導體層。包括有機光發射層之有機LED(OLED)為另一類型之固態發光器件。通常，固態發光器件經由發光層或區域中之電子載流子(亦即，電子及電洞)之重組來產生光。
在提供固態照明源方面之一些嘗試已涉及使用經整流之AC波形來驅動一LED或一串或一群LED。然而，因為LED需要一最小正向電壓來接通，所以LED可僅針對經整流之AC波形之一部分來接通，此可導致可見閃爍，可不良地降低系統之功率因數，及/或可增大系統中之電阻性損耗。用於藉由經整流之AC波形來驅動LED之技術的實例描述於美國專利公開申請案第2010/0308738號中且描述於同在申請中之美國專利申請案第12/777,842號(代理人案號5308-1188，於2010年5月7日申請)中，其中之後者共同讓與給本申請案之受讓人。
在提供AC驅動之固態照明源方面之其他嘗試已涉及將LED置於逆平行組態下，使得在AC波形之每一半週期上驅動該等LED中的一半。然而，此方法需要多達兩倍之LED以產生與使用經整流之AC信號相同的光通量。
一些實施例提供一種照明裝置，該照明裝置包括串聯耦接之複數個照明電路。每一照明電路包括一控制電路，該控制電路經組態以選擇性地將電流提供至至少一LED及耦接至該至少一LED之至少一電荷儲存器件。該控制電路可經組態以使該至少一電荷儲存器件回應於一變化輸入而選擇性地自一電流源充電及經由該至少一LED放電。舉例而言，該控制電路可經組態以限制流過該至少一LED之電流以藉此將電流分流至該至少一電荷儲存器件。
在一些實施例中，該等照明電路之該等控制電路包含第一控制電路，且該裝置可進一步包括一第二控制電路，該第二控制電路經組態以與該複數個照明電路串聯耦接且控制行進穿過該複數個照明電路之電流。該第二控制電路可包括電流源電路或電流槽電路。
在另外實施例中，該裝置進一步包括耦接至該複數個照明電路之一電壓源。該電壓源可包括一整流器電路。
在一些實施例中，該至少一電荷儲存器件包含至少一電容器。在一些實施例中，該裝置可包括該至少一電荷儲存器件及/或該至少一LED。
根據一些實施例，該裝置可進一步包括至少一旁路電路，其經組態以繞過該等照明電路中之至少一者。該至少一旁路電路可經組態以回應於一變化輸入而繞過該複數個LED中之至少一者。在一些實施例中，該等控制電路可包括第一控制電路且該裝置可進一步包括：一整流器電路，其耦接至該複數個照明電路且經組態以產生一經整流電壓；一第二控制電路，其經組態以控制在該整流器電路與該等照明電路之間通過的一電流；及旁路電路，其經組態以回應於該經整流電壓之量值的變化而選擇性地繞過該等照明電路。
本發明之標的物之另外實施例提供一種照明裝置，該照明裝置包括：複數個照明電路，每一照明電路包括至少一LED、至少一電荷儲存器件及一控制電路，該控制電路經組態以選擇性地將電流提供至該至少一LED及該至少一電荷儲存器件；及旁路電路，其經組態以回應於一週期性變化之電壓而選擇性地繞過該等照明電路。該控制電路可經組態以使該至少一電荷儲存器件選擇性地回應於該週期性變化之電壓而充電及回應於該週期性變化之電壓而經由該至少一LED放電。該控制電路可經組態以限制流過該至少一LED之電流以藉此將電流分流至該至少一電荷儲存器件。
在一些實施例中，該等照明電路之該等控制電路可包括第一控制電路，且該裝置可進一步包括經組態以控制流過該複數個照明電路之電流的一第二控制電路。該第二控制電路可包括一電流源電路及/或一電流槽電路。
在一些實施例中，該照明裝置可包括一電壓產生器電路，其經組態以產生該週期性變化之電壓。該週期性變化之電壓可包括一全波整流之電壓。
根據另外實施例，一種裝置包括串聯耦接之複數個照明電路，每一照明電路包含一控制電路，該控制電路經組態以回應於一變化輸入而選擇性地將電流提供至至少一LED及至少一電荷儲存器件。該裝置進一步包括旁路電路，其經組態以回應於該變化輸入而選擇性地繞過該等照明電路。該變化輸入可包括一週期性變化之電壓。該裝置可進一步包括一電壓產生器電路，其經組態以產生該週期性變化之電壓。
在額外實施例中，一種照明裝置包括：一照明串，其包含串聯耦接之複數個LED；旁路電路，其經組態以選擇性地繞過該等LED之組；及至少一電流控制電路，其與該複數個LED串聯耦接且經組態以回應於施加至該照明串之一變化輸入而選擇性地將電流提供至該等LED中之至少一者及提供至耦接至該照明串之至少一電荷儲存器件。該照明串及該電流控制電路可經組態使得在該變化輸入不足以造成在該等LED中之該至少一者中的正向傳導時將電流自該至少一電荷儲存器件提供至該等LED中之該至少一者。
在一些實施例中，該照明串可包括串聯耦接之複數個照明電路。每一照明電路可包括：至少一LED；一電流控制電路，其與該至少一LED串聯耦接；及一電荷儲存器件，其與該至少一LED及該電流控制電路並聯耦接。
在一些實施例中，該旁路電路可經組態以將該複數個LED分割為可繞過組，且其中該電流控制電路經組態以選擇性地將電流提供至該等可繞過組中之至少兩者及提供至與該至少兩個可繞過組並聯耦接之至少一電荷儲存器件。
在另外實施例中，該旁路電路可包括至少一旁路電路，該至少一旁路電路經組態以將該照明串之一內部節點耦接至該照明串之一端子節點以繞過該複數個LED之一子集。該複數個LED可包括耦接於一第一內部節點與一第二內部節點之間的一第一LED組及耦接於該第二節點與一第三內部節點之間的一第二LED組，該旁路電路可包括經組態以將該第一內部節點耦接至該端子節點之一第一旁路電路及經組態以將該第二內部節點耦接至該端子節點之一第二旁路電路，且該至少一電流控制電路可經組態以選擇性地將電流提供至該第一LED組及該第二LED組及提供至跨該第一LED組及該第二LED組耦接之至少一電荷儲存器件。
在一些實施例中，該旁路電路可包括一旁路電路，其經組態以將該照明串之一第一內部節點耦接至該照明串之一第二內部節點以繞過該複數個LED之一子集。該複數個LED可包括耦接於一第一內部節點與一第二內部節點之間的一第一LED組及耦接於該第二節點與一第三內部節點之間的一第二LED組，該旁路電路可包括經組態以將該第一內部節點耦接至該第二內部節點之一第一旁路電路及經組態以將該第二內部節點耦接至該第三內部節點之一第二旁路電路，且該至少一電流控制電路可經組態以選擇性地將電流提供至該第一LED組及該第二LED組及提供至跨該第一LED組及該第二LED組耦接之至少一電荷儲存器件。
該至少一電荷儲存器件可包括至少一電容器。該裝置可包括該至少一電荷儲存器件及/或可經組態以耦接至至少一電荷儲存器件。
隨附圖式說明本發明之標的物之某一(某些)實施例，包括該等隨附圖式以提供對本發明之標的物之進一步理解，且該等隨附圖式併入於本申請案中且構成本申請案之一部分。
現將在後文中參看隨附圖式來更充分地描述本發明之標的物之實施例，本發明之標的物之實施例展示於該等隨附圖式中。然而，本發明之標的物可以許多不同形式來體現且不應被解釋為限於本文中所闡述之實施例。相反地，提供此等實施例使得本發明將為詳盡且完整的，且將對熟習此項技術者充分地傳達本發明之範疇。貫穿全文，相似數字指代相似元件。
應理解，雖然本文中可使用術語第一、第二等來描述各種元件，但此等元件不應受此等術語限制。此等術語僅用以將一元件與另一元件進行區分。舉例而言，在不脫離本發明之標的物之範疇的情況下，第一元件可稱為第二元件，且類似地，第二元件可稱為第一元件。如本文中所使用，術語「及/或」包括相關聯之列出項中之一或多者的任何及所有組合。
應理解，當一元件被稱作「連接」或「耦接」至另一元件時，其可直接連接或耦接至另一元件或者可存在介入元件。相比之下，當一元件被稱作「直接連接」或「直接耦接」至另一元件時，不存在介入元件。應進一步理解，「串聯耦接」或「串聯連接」之元件可直接耦接或可經由介入元件耦接。
應理解，當將元件或層稱作「在另一元件或層上」時，該元件或層可直接在另一元件或層上或亦可存在介入元件或層。相比之下，當將一元件稱作「直接在另一元件或層上」時，不存在介入元件或層。如本文中所使用，術語「及/或」包括相關聯之列出項中之一或多者的任何及所有組合。
為了描述之簡易起見，可在本文中使用諸如「下方」、「在...下」、「下部」、「上方」、「上部」及類似術語之空間相對術語以描述如諸圖中所說明的一元件或特徵與另一(另外)元件或特徵之關係。應理解，除了諸圖中所描繪之定向以外，該等空間相對術語意欲亦涵蓋使用或操作中之器件的不同定向。貫穿說明書，圖式中之相似參考數字表示相似元件。
本文中參看平面及透視說明來描述本發明之標的物之實施例，該等平面及透視說明為本發明之標的物之理想化實施例的示意性說明。因而，預期由於(例如)製造技術及/或容差而存在該等說明之形狀的變化。因此，本發明之標的物不應被解釋為限於本文中所說明之物件之特定形狀，而應包括(例如)由於製造引起的形狀之偏差。因此，在諸圖中所說明之物件性質上為示意性的，且其形狀不意欲說明器件之區域的實際形狀且不意欲限制本發明之標的物之範疇。
本文中所使用之術語僅出於描述特定實施例之目的且並不意欲限制本發明之標的物。如本文中所使用，除非上下文另外清楚地指示，否則單數形式「一」及「該」意欲亦包括複數形式。應進一步理解，術語「包含」及/或「包括」在用於本文中時指定存在所陳述之特徵、整體、步驟、操作、元件及/或組件，但不排除存在或添加一或多個其他特徵、整體、步驟、操作、元件、組件及/或其群組。
除非另有定義，否則本文中所使用之所有術語(包括技術及科學術語)具有與一般熟習本發明之標的物所屬於之此項技術者通常所理解之意義相同的意義。應進一步理解，本文中所使用之術語應被解釋為具有與其在本說明書之上下文及相關技術中之意義一致之意義，且不應以理想化或過於形式化之意義上加以解釋(除非在本文中明確如此定義)。術語「複數個」在本文中用以指代所提及項中之兩個或兩個以上者。
如本文中所使用，表達「照明裝置」並非限制性的，惟其指示器件能夠發光除外。亦即，照明裝置可為照射一區或容積(例如，結構、游泳池或水療池、房間、倉庫、指示器、道路、停車場、車輛、標識(例如，路標)、告示牌、船、玩具、鏡子、容器、電子器件、小艇、飛行器、運動場、電腦、遠端音訊器件、遠端視訊器件、蜂巢式電話、樹木、窗、LCD顯示器、洞穴、隧道、院落、燈柱)的器件；或照射一圍封體之器件或器件之陣列；或用於以下各者的器件：邊緣或背面照明(例如，背光海報、標識、LCD顯示器)、燈泡替換(例如，用於替換AC白熾燈、低電壓燈、螢光燈等)、用於戶外照明之燈、用於安全照明之燈、用於外部住宅照明(壁式安裝、柱式/圓柱式安裝)的燈、天花板燈具/壁燈台、櫥櫃下方照明、燈(地板及/或桌子及/或書桌)、風景照明、追蹤照明、任務照明、專業照明、吊扇照明、典藏/藝術展示照明、高度振動/衝擊照明、工作燈等、鏡子/梳妝台照明；或任何其他發光器件。
本發明之標的物進一步係關於一受照射之圍封體(其容積可被均勻地或不均勻地照射)，該受照射圍封體包含一封閉空間及根據本發明之標的物之至少一照明裝置，其中該照明裝置照射該封閉空間之至少一部分(均勻地或不均勻地)。
本發明之標的物之一些實施例產生自以下認識：可藉由使用電容器來儲存在峰值電壓附近之能量且在輸入AC電壓量值小於對LED加正向偏壓所需要之電壓時使用儲存之能量驅動LED來減少AC驅動之LED照明裝置中的閃爍。在一些實施例中，電流控制電路(例如，限流器電路)與一或多個LED串聯耦接。儲存電容器可耦接至一或多個LED。限流器電路可經組態以在某些輸入電壓條件下將電流引導至儲存電容器，使得儲存於儲存電容器中之能量可在其他輸入電壓條件下經由一或多個LED放電。因此，可達成更均勻之照射。
圖1說明根據一些實施例的照明裝置100。裝置100包括一或多個LED 110。該一或多個LED 110可(例如)包含單一色彩或多個色彩之一串LED。該一或多個LED 110可包括(例如)一串串聯之LED、並聯LED之串聯組合或以上各者之組合。裝置100可進一步包括與一或多個LED 110相關聯之額外電路，諸如，溫度及/或色彩補償電路。可供LED使用之補償電路的實例描述於美國專利申請案第12/704,730號(代理人案號5308-1128IP，於2010年2月12日申請)中，其共同讓與給本申請案之受讓人，且被以引用的方式併入本文中。
一或多個LED 110與第一電流控制電路120串聯耦接。一或多個儲存電容器130可與一或多個LED 110及第一電流控制電路120並聯耦接。該一或多個儲存電容器130可包括(例如)一或多個電解電容器、陶瓷電容器、薄膜電容器、超級電容器、超電容器(ultra-capacitor)及/或以上各者之組合。
第二電流控制電路140與一或多個LED 110、第一電流控制電路120及一或多個儲存電容器130之並聯組合串聯耦接。第一電流控制電路120及第二電流控制電路140經組態使得一或多個儲存電容器130回應於時變電壓v而經由第二電流控制電路140充電，且接著回應於變化電壓v而經由一或多個LED放電。
按照以上所描述之思路，圖2說明照明裝置200之一實例。照明裝置200包括與限流器電路220串聯耦接之一或多個LED 210，及與該一或多個LED 210及該限流器電路220並聯耦接之一或多個儲存電容器230。如以上參照圖1之一或多個LED 110所論述，該一或多個LED 210可以許多不同方式進行組態且可具有與其相關聯的各種補償電路。電流源電路240耦接至整流器電路250之輸出端，該整流器電路250自AC輸入產生時變電壓v(例如，全波或半波整流電壓)。電流源電路240將一受控制之電流提供至一或多個儲存電容器230與一或多個LED 210與限流器電路220之並聯組合。限流器電路220可經組態以將流過一或多個LED 210之電流限制至小於由電流源電路240提供之電流的值，使得電流被分流至一或多個儲存電容器230，其中儲存之能量用以在輸入AC電壓波形之減小量值部分中驅動一或多個LED 210。
此在圖3A中進一步說明，其中假設AC輸入具有一正弦電壓波形310且整流器電路250為全波整流器。在時間間隔T1期間，限流器電路220將流過一或多個LED 210之電流i ₂限制至小於由電流源電路240供應之總電流i ₁的值。在此週期期間，電流流至一或多個儲存電容器230，因此對一或多個電容器230充電。在整流器輸出電壓v之量值降到某一位準下的間隔T2期間，藉由對一或多個儲存電容器230放電來維持流過一或多個LED 210之電流i ₂。以此方式，一或多個LED 210可繼續被照射，因此與針對經整流之AC波形之大部分切斷LED傳導的習知AC驅動電路相比，有可能減少閃爍。如圖3B中所說明，對於使用切相(phase cut)調光之應用而言，圖2中所說明之配置可為有利的。詳言之，至整流器電路250之AC輸入可為具有切相AC波形310'之切相AC信號(例如，自習知調光器產生之信號)。由一或多個LED 210產生之照射可與切相之量成比例地減少，而電流源電路240、限流器電路220與一或多個儲存電容器230之組合動作可藉由在輸入AC波形310'之減小量值部分期間維持流過一或多個LED 210之電流來減少閃爍。應瞭解，出於說明之目的而將圖3A及圖3B中所說明之電壓及電流波形理想化，且可取決於(例如)所使用之電流源及限流電路之類型的特性及/或在電路中所使用之電路組件(例如，電晶體、電容器等)的屬性而使由各種實際實施例所展現的波形偏離圖3A及圖3B中所說明之該等電壓及電流波形。
應進一步理解，儘管圖2說明了使用耦接於整流器電路250之輸出端與一或多個LED 210及一或多個儲存電容器230之間的電流源電路240，但提供類似功能性之電流控制電路可耦接於別處。舉例而言，電流源電路240可由定位於整流器電路250之輸入端處的電流控制電路(其控制由整流器電路250產生之電流)替換。
按照以上參看圖2所論述之思路，圖4說明照明裝置400。裝置400包括與電流鏡電路420串聯耦接之一或多個LED 410。如以上參照圖1之一或多個LED 110所論述，該一或多個LED 410可以許多不同方式進行組態且可具有與其相關聯之各種補償電路。一或多個儲存電容器與一或多個LED 410及電流鏡電路420並聯耦接。電流源電路440包括一電阻器R，該電阻器R耦接至一或多個儲存電容器430與一或多個LED 410及電流鏡電路420之並聯組合。電流源電路440亦耦接至全波整流器電路450，該全波整流器電路450包括二極體D1至D4。電流鏡電路420可經組態以將流過一或多個LED 410之電流限制至小於由電流源電路440所產生之標稱電流之位準。以此方式，一或多個儲存電容器430可交替地經由電流源電路440充電及經由一或多個LED 410放電，因此維持了較均勻之照射。
圖5說明可用於圖4之裝置400中的電流鏡電路420'之一實例，該電流鏡電路420'包括以電流鏡組態連接之第一電晶體Q1及第二電晶體Q2及電阻器R1、R2、R3。限流電路420'可提供大致(V _LED-0.7)/(R1+R2)×(R2/R3)之電流限制。亦可提供一限壓器電路460(例如，齊納二極體)以限制跨一或多個儲存電容器430顯現之電壓。
應瞭解，按照以上所論述之思路，可將廣泛的多種電路中之任一者用於照明裝置中之電流控制。圖6說明可(例如)用於圖2之電路配置中的限流器電路220'之一實例。該限流器電路220'包括一放大器U，該放大器U產生用於與一或多個LED 210串聯耦接之電晶體Q的驅動信號。放大器U回應於參考電壓V _ref與由電流感測電阻器R產生之電流感測信號的比較產生電晶體驅動信號，該電流感測電阻器R與一或多個LED及電晶體Q串聯耦接。
類似地，廣泛的多種不同電路可用於用於LED/電容器負載之電流源。舉例而言，圖7說明可用於圖2之電路配置中的電流源電路240'。該電流源電路240'包括以電流鏡組態配置之電晶體Q1、Q2及電阻器R1、R2、R3。
根據另外實施例，如以上所論述之電容性能量儲存技術可與LED回應於一變化輸入電壓(諸如，經整流之AC波形)而遞增地接通及關斷的技術組合。舉例而言，前述美國專利申請案第12/775,842號描述了回應於一變化電壓波形而選擇性地繞過成串之LED的照明裝置。按照以上所論述之思路，此旁路電路可與電容性儲存技術相組合。
圖8說明此組合之一實例。照明裝置800包括與第一電流控制電路820串聯耦接之一或多個LED 810，其中一或多個儲存電容器830與一或多個LED 810及第一電流控制電路820並聯耦接。
第二電流控制電路840與此等組件串聯連同額外LED之串850串聯耦接。串850可按群組850a、850b、850c、...、850i進行配置，可使用旁路電路860a、860b、860c、...、860i選擇性地繞過該等群組850a、850b、850c、...、850i。群組850a、850b、850c、...、850i可各包括可以各種並聯及/或串聯方式連接之一或多個LED。回應於一變化輸入電壓v(例如，由整流器產生之全波整流波形)，旁路電路860a、860b、860c、...、860i可操作使得LED之群組850a、850b、850c、...、850i隨著輸入電壓v之量值增大而遞增地與一或多個LED 810串聯耦接。第一電流控制電路820及第二電流控制電路840可經組態使得電流最終在輸入電壓v之峰值處或附近被分流至一或多個儲存電容器。當輸入電壓v之量值減小時，遞增地繞過LED之群組850a、850b、850c、...、850i。當輸入電壓v之量值接近其最小值時，可經由一或多個LED 810自一或多個儲存電容器830對電流放電以維持照射，直至輸入電壓v之量值再次增大。
應理解，出於解釋之目的而將圖8之裝置800作為一實例提供，且可使用多種其他旁路電路配置。舉例而言，旁路電路可用以繞過一串LED之個別區段，而非圖8中所展示之分路配置。其他配置可包括圖8中所展示之電路的逆配置，例如，能量儲存組件可連接於LED串之「底部」，而非圖8中所說明之「頂」側配置。
亦應瞭解，本發明之標的物之實施例可具有多種實體配置中之任一者，例如，電路組件及/或此等組件之封裝的不同配置。舉例而言，一些實施例可提供具有整合式驅動器電路(例如，電流源電路及限流電路)及儲存電容兩者的照明裝置。另外實施例可提供提供了至外部儲存電容之連接的照明裝置。一些實施例可提供一驅動器器件，該驅動器器件經組態以耦接至一或多個LED且耦接至一或多個外部儲存電容器。再另外實施例可包括旁路電路及/或電壓源電路，諸如，整流器電路。
圖9說明根據一些實施例的照明裝置900。按照以上所論述之思路，照明裝置900包括第一電流控制電路120及第二電流控制電路140及一或多個LED 110。裝置900進一步包括經組態以耦接至一或多個外部儲存電容器之一埠910。圖10說明包括按照以上所論述之思路的第一電流控制電路120及第二電流控制電路140的器件1000(例如，積體電路、電路模組或類似者)。器件1000包括經組態以耦接至在器件1000外部之一或多個LED 110及一或多個儲存電容器130的埠1010、1020。圖11說明包括第一電流控制電路120及第二電流控制電路140連同按照以上參看圖8所論述之思路的一或多個旁路電路860a、860b、860c、...、860i的器件1100。器件1100包括經組態以耦接至在器件1100外部之一或多個LED 110及一或多個儲存電容器130的埠1110、1120、1130。
圖12說明照明裝置1200，其包括第一電流控制電路120及第二電流控制電路140、一或多個LED 110及一或多個儲存電容器130，連同整合式整流器電路150。應瞭解，可將整流器或其他電壓源電路類似地整合於在圖9至圖11中所說明之器件中。
根據另外實施例，利用類似於以上所論述之技術的能量儲存技術之照明裝置可供提供時變電流之電流源使用。舉例而言，如圖13中所說明，照明裝置1300可包括與限流器電路1320串聯耦接之一或多個LED 1310，及與該一或多個LED 1310及該限流器電路1320並聯耦接之一或多個儲存電容器1330。該裝置1300可經組態以耦接至產生可為AC電流或DC電流之時變輸出電流i的一電流源電路20。限流器電路1320可經組態以將流過一或多個LED 1310之電流限制至小於時變電流i之峰值的值，使得電流經分流以在時變電流i超過限流器電路1320之電流限制時對一或多個儲存電容器1330充電。當時變電流i減小至低於該電流限制時，電流可自一或多個儲存電容器1330傳遞至一或多個LED 1310以維持一給定照射等級。限流器電路1320可採取(例如)圖5中所說明之限流器電路的形式。諸如圖5中所說明之限壓電路及/或圖8中所說明之旁路電路的額外電路亦可包括於裝置1300中。一些實施例可使用按照圖13中所說明之思路的電路，但提供按照以上參看圖9至圖12所論述之思路的用於外部LED及/或儲存電容器之連接的一或多個埠。
根據另外實施例，可使用(例如)按照以上所論述之思路的技術來「谷填充」來自AC供電之LED照明裝置的光輸出，使得可察覺之閃爍可得以減少或消除。詳言之，可藉由在零點交叉附近之時間週期期間使用儲存電容器來將電流提供至至少一LED而獲得具有在AC功率輸入之零點交叉附近之「限幅」波谷的週期性光輸出。使用按照以上所描述之思路的技術，可使儲存電容器之循環限於AC電壓頻率的兩倍(例如，對於60 Hz之AC電源而言為120 Hz)，使得與在使用(例如)於10 kHz或大於10 kHz下操作之開關模式電源供應器之設計中所使用的儲存電容器之可靠性相比較，儲存電容器之可靠性可得以改良。
圖14說明根據另外實施例的照明裝置1400，而圖15說明裝置1400之電壓、電流及光輸出特性曲線。裝置1400包括一串串聯連接之LED組1410a、1410b、1410c。整流器電路1450經組態以接收來自電源(該電源提供AC電壓v _AC)之電力，且產生一全波整流之輸出電流i _R。儲存電容器1430耦接至至少一LED之第一組1410a。限流器電路1420經組態以限制流過一或多個LED之第一組1410a的電流。限流器電路1420為圖5中所說明之電路的對偶，且包括電晶體Q1、Q2及電阻器R1、R2、R3。齊納二極體DZ提供過電壓保護。電流控制電路1440提供LED之組1410b、1410c之選擇性繞過。此電流控制電路1440可採取許多不同形式中之任一者，且大體可操作以繞過組1410a、1410b，使得當由整流器電路1450產生之經整流電壓增大及減小時遞增地添加組1410b、1410c及自與第一組1410之串聯連接移除組1410b、1410c。如圖15中所說明，此操作導致輸入電流i _R之「階梯式」電流波形。
如在圖15中進一步說明，因此由裝置1400產生了週期性光輸出1500。在光輸出1500之週期T的第一部分T ₁期間，光輸出大體追蹤AC電壓v _AC，其中儲存電容器1430在AC電壓v _AC之量值峰值處或附近充電。在週期T的第二然部分T ₂期間，藉由儲存之電荷自儲存電容器1430至至少一LED之第一組1410a的轉移而將光輸出1500「限幅」(阻滯)至為峰值光輸出位準之至少5%的位準，使得在AC電壓v _AC之空值(例如，零點交叉)處維持一非零光輸出位準。儘管對照明中閃爍之察覺一般取決於觀測者，但據信，維持最大光輸出位準之至少5%至10%之最小光輸出位準致使閃爍可忽略被察覺到。
如圖16及圖17中所展示，由離線LED系統中的不同類型之開關模式電力供應電路產生的LED電流波形產生類似光輸出(波形)，該類似光輸出(波形)通常不產生可見閃爍，但係以複雜性及成本高的電路為代價。開關模式電源供應器LED驅動器亦通常需要一電磁干擾(EMI)濾波器以遵照嚴格FCC或類似管制機構限制。諸如圖14中所說明之電路的電路之一潛在優點在於，可能不需要EMI濾波器，此係因為不存在高頻切換。另一潛在優點在於，與由在習知開關模式電力供應電路中所使用之儲存電容器通常所經歷的高循環速率及高RMS電流相比較，儲存電容器1430以相對低的速率及較低RMS電流位準循環(充電/放電)，因此有可能改良可靠性及有用壽命及/或致能使用較不昂貴之儲存電容器。此等特徵在固態照明應用中可為特別有價值的，其中低成本及高可靠性為獨特的優點。
在不將開關模式電源供應器用作LED驅動器之離線LED系統(諸如，僅具有一整流器及一限流電阻器之AC LED系統)中，當輸入電壓降至LED串電壓之位準下時，光輸出通常降至零或零附近，此可造成兩倍於線路頻率之可見閃爍。在使用多個切換式LED區段且不使用能量儲存之一些AC LED系統中，光輸出可停留在零處達比非分段AC LED系統短之持續時間，但仍可造成可見閃爍。當物件在存在此光之情況下正在周圍移動或來回移動時，此閃爍可更突出且可被察覺的，此係因為人眼傾向於對光位準之突然改變(諸如，完全變黑)較敏感，且對逐漸改變較不敏感。本發明之標的物之一些實施例(諸如，在圖14之照明裝置中)可使用「谷填充」或「光填充」技術在無使用開關模式電源供應器之複雜性的情況下產生不變為零的光輸出。
在一些實施例中，可使用按照以上所描述之思路的具有能量儲存之多個串聯連接之LED照明電路來減小閃爍。舉例而言，圖18說明裝置1800，其包括與二極體D6串聯連接之第一能量儲存LED照明電路1805a及第二能量儲存LED照明電路1805b。該等照明電路1805a、1805b可各包括至少一LED 1810a、1810b，例如，一個LED、一串串聯的LED及/或並聯LED之串聯組合。照明電路1805a、1805b亦各包括一控制電路1820a、1820b，其控制流過至少一LED 1810a、1810b之電流，使得能量選擇性地儲存於一電荷儲存器件中及自該電荷儲存器件釋放。舉例而言，如圖18中所展示，照明電路1805a、1805b中之每一者可將電荷儲存於至少一電容器1830a、1830b中。
在所說明之實施例中，無此能量儲存之額外第三照明電路1815與第一照明電路1805a及第二照明電路1805b串聯耦接。該第三照明電路1815包括一電流控制電路1840，該電流控制電路1840經組態以控制行進穿過至少一LED 1810c之電流。控制電路1840進一步控制行進穿過整流器電路1860與第一照明電路1805a及第二照明電路1805b之間的電流，使得控制電路1840充當用於第一照明電路1805a及第二照明電路1805b之電流槽。應理解，在一些實施例中，電流源電路可以類似方式加以使用，亦即，以控制自整流器或其他電壓產生器電路傳至諸如照明電路1805a、1805b之照明電路的電流。
如圖18中所展示，整流器電路1860經由二極體D5將一全波整流之電壓供應至LED電路1805a、1805b、1815。控制電路1840經由二極體D7、D8、D9將來自至少一LED 1810c之電流傳至整流器電路之第二端子。應瞭解，供應變化電壓之其他類型之源電壓產生器電路可供本發明使用，包括(但不限於)半波整流器電路及/或多相整流器電路。
如圖18中進一步展示，能量儲存之LED照明電路亦可包括旁路電路，該旁路電路經組態以選擇性地繞過照明電路，使得該等照明電路可回應於變化電壓(諸如，由整流器電路1860產生的全波整流之電壓)遞增地接通及關斷。所說明之實施例包括經組態以繞過LED電路1815之一第一旁路電路1850a。第一旁路電路1850a包括以電流鏡組態連接之電晶體Q9、Q10，連同一偏壓電晶體R10。第一旁路電路1850a經由電晶體Q10及電阻器R11選擇性地將圍繞照明電路1815之電流傳至整流器電路1860。第二旁路電路1850b經組態以繞過第二照明電路1805b及照明電路1815。第二旁路電路1850b包括以電流鏡組態連接之電晶體Q7、Q8，連同偏壓電阻器R8。第二旁路電路1850b經組態以經由電晶體Q8及電阻器R11將圍繞第二照明電路1805b及第三照明電路1815之電流傳回至整流器電路1860。旁路電路1850a、1850b經組態以回應於由整流器電路1860所產生的經整流電壓致能及阻斷此等旁路電流，使得隨著經整流電壓之量值增大及減小，LED 1810a、1810b、1810c遞增地接通及關斷。
第一照明電路1805a之控制電路1820a包括包含電晶體Q1、Q2連同偏壓電阻器R1、R2、R3及一齊納二極體DZ1之一電流鏡。類似地，第二LED電路1805b之控制電路1820b包括包含電晶體Q3、Q4連同偏壓電阻器R4、R5、R6及一齊納二極體DZ2之一電流鏡。控制電路1820a、1820b經組態以限制流過LED 1810a、1810b之電流，從而使當分流至LED電路1805a、1905b之電流超過電流限制時電流被分流至電容器1830a、1830b。當由整流器電路1860產生的經整流電壓降至不足以維持經由LED 1810a、1810b之傳導的位準時，自電容器1830a、1830b轉移儲存於電容器1830a、1830b中之能量以照射LED 1810a、1810b。按照以上所論述之思路，此致能光(谷填充或光填充)在由整流器電路1860產生的經整流電壓之空值附近之繼續產生。
應瞭解，儘管圖18展示了使用兩個能量儲存照明電路之裝置，但其他實施例可以類似方式使用三個或三個以上此等電路。應進一步理解，在一些實施例中，可使用將類似功能提供至在圖18中所展示之特定電流控制電路的其他電路。應進一步瞭解，可以多種不同方式實體組態圖18中所說明之電路。舉例而言，在一些實施例中，裝置可包括整合於一單元或模組中之控制電路1820a、1820b、1840，該單元或模組經組態以耦接至位於外部之LED及/或電荷儲存器件。整流器電路1860亦可與控制電路1820a、1820b、1840一起整合於此單元或模組中。在一些實施例中，控制電路1820a、1820b、1840可與LED 1810a、1810b、1840一起整合於經組態以耦接至外部電荷儲存器件的單元或模組中。在一些實施例中，控制電路1820a、1820b、1840可與電荷儲存器件1830a、1830b一起整合於經組態以耦接至外部LED的單元或模組中。在再另外實施例中，所有此等組件可整合於諸如燈(例如，燈泡或燈管)之共同單元或模組中，該共同單元或模組可含有其他結構(諸如，反射器及透鏡)，且經組態以用於標準化照明燈具(例如，螺旋型或插入型燈座)。按照圖18中所說明之思路的組件亦可實施於用於此燈中之一或多個模組(例如，電路卡或厚膜/混合模組)中。
圖19說明本發明之標的物之另外實施例，其中具有具能量儲存之多個照明電路的串可用於照明裝置中。照明裝置1900包括一照明串1910，該照明串1910包括複數個串聯連接之照明電路1910a、1910b、1910c。儘管說明了三個照明電路，但應瞭解，各種實施例可使用不同數目個此等電路，例如，一個、兩個或三個以上。每一照明電路1910a、1910b、1910c包括與電流控制電路1916串聯耦接之至少一LED 1912。電流控制電路1916經組態以控制在至少一LED 1912與至少一電荷儲存器件(例如，至少一電容器1914)之間共用的電流，使得當施加至串1910之電壓不足以造成至少一LED 1912中之正向傳導時，電流被自至少一儲存電容器1914供應至至少一LED 1912。各別旁路電路1920a、1920b、1920c可經組態以藉由將內部節點1915a、1915b、1915c耦接至串1910之端子節點1917而繞過照明電路1910a、1910b、1910c之選定組。該端子節點1917可(例如)耦接至整流器(諸如，圖18之整流器1860)或其他電力供應電路之一端子。
在一些實施例中，可使用不同於圖18及圖19中所展示之旁路電路的旁路電路。舉例而言，如圖20中所展示，照明裝置2000可包括串聯連接之照明電路2010a、2010b、2010c之串2010，照明電路2010a、2010b、2010c中之每一者包括至少一LED 2012、至少一儲存器件(諸如，至少一儲存電容器2016)及經組態以選擇性地將電流分流至儲存電容器2016之一電流控制電路2014。各別旁路電路2020a、2020b、2020c經組態以藉由串2010之內部節點2015a、2015b、2015c、2015d的耦接而繞過照明電路2010a、2010b、2010c中之各別者。可用於此等實施例中的並聯連接之旁路電路的實例描述於(例如)2011年12月29日申請且其全部被以引用的方式併入本文中之題為「SOLID-STATE LIGHTING APPARATUS AND METHODS USING PARALLEL-CONNECTED SEGMENT BYPASS CIRCUITS」的美國專利申請案第13/339,974號中。
根據額外實施例，一或多個儲存器件可與複數個可繞過LED並聯連接。舉例而言，在圖21中所說明之照明裝置2100中，串2110包括串聯連接之LED組2110a、...、2110i、2110j、2110k、...、2110n，其中每一者包括至少一LED。旁路電路2120a、...、2120i、2120j、2120k、...、2120n經組態以選擇性地繞過串2110之各別部分。一或多個儲存器件(例如，一或多個儲存電容器2140)可跨串2110之LED組之群組2110i、2110j、2110k進行耦接，且電流控制電路2130可經組態以選擇性地使電流分流至一或多個儲存電容器2140。按照以上所論述之思路，此配置可用以提供「谷填充」。
按照以上參看圖20所描述之思路，一類似方法可供並聯型旁路電路使用。如圖22中所展示，照明裝置2200可包括一串串聯連接之可繞過組2210a、...、2210i、2210j、2210k、...、2210n，每一者包括至少一LED。各別旁路電路2220a、...、2220i、2220j、2220k、...、2220n經組態以繞過LED組2210a、...、2210i、2210j、2210k、...、2210n之各別者。至少一儲存器件(諸如，至少一儲存電容器2240)跨組2210i、2210j、2210k之群組耦接，且與組2210i、2210j、2210k串聯耦接之電流控制電路2230經組態以使電荷儲存於至少一儲存電容器2240中。按照以上所論述之思路，至少一儲存電容器2240可用以藉由在由耦接至串2210之源所提供的電壓不足以驅動組2210i、2210j、2210k時將電流提供至組2210i、2210j、2210k而提供谷填充操作。
圖23說明根據本發明之標的物之另外實施例的照明裝置2300。照明裝置2300包括一照明串，該照明串包括一具有能量儲存能力之第一照明電路2310，該第一照明電路2310與包含各別LED組之第二照明電路2320a及第三照明電路2320b串聯耦接。第一照明電路2310包括並聯耦接之第一LED LD1及第二LED LD2。並聯之LED LD1、LD2與電流控制電路之第一電晶體Q7串聯耦接，該電流控制電路亦包括第二電晶體Q8、電阻器R5、R6、R7及一齊納二極體D8。儲存電容器C1跨LED LD1、LD2與電流控制電路之第一電晶體Q7的串聯組合耦接。照明電路2320a、2320b包括LED LD3、LD4及LD5、LD6之各別並聯對。
該照明裝置進一步包括旁路電路2330，該旁路電路2330經組態以回應於由全波整流器2340所產生之變化電壓經由電阻器R4選擇性地將照明串之節點耦接至地面。詳言之，旁路電路2330包括一第一旁路電路2330a，該第一旁路電路2330a包括電晶體Q1、Q4、電阻器R1及二極體D1。當由整流器2340產生的經整流電壓自零升高時，第一旁路電路2330a提供繞過第二照明電路2320a及第三照明電路2320b之一電流路徑，從而允許電流流過第一照明電路2310，從而照射LED LD1、LD2。
當經整流電壓增大時，由第一旁路電路2330a提供之旁路路徑關閉且經由第二旁路電路2330b之電流路徑接通，該第二旁路電路2330b包括電晶體Q2、Q5、電阻器R2及二極體D2、D3。此使電流能夠流過第一照明電路2310及第二照明電路2320a，從而額外地照射LED LD3、LD4。隨著經整流電壓進一步增大時，由第二旁路電路2330b提供之旁路路徑關閉，且經由第三旁路電路2330c之另一電流路徑開始傳導，該第三旁路電路2330c包括電晶體Q3、Q6、電阻器R3及二極體D4、D5、D6。此使電流能夠流過第一照明電路2310、第二照明電路2320a及第三照明電路2320b，從而額外照射LED LD5、LD6。
隨著經整流電壓達到峰值且接著開始減小，該過程顛倒，依序對第三照明電路2320b及第二照明電路2320a撤銷啟動。當經整流電壓減小至其將不再造成第一照明電路2310之LED LD1、LD2中之正向傳導的點時，儲存於電容器C1中之電荷經由LED LD1、LD2放電以提供谷填充效應。
圖24A至圖24C說明裝置2300針對各種調光位準(亦即，針對自前邊緣切相調光器提供至整流器2340之輸入端之各種AC功率位準)的光輸出波形。圖24A說明針對全功率輸入之光輸出，其中調光器未應用切相。圖24B說明具有前邊緣切相之針對大致70%之全輸入功率的光輸出。圖24C說明針對大致50%之全輸入功率的光輸出。平均光輸出針對不同輸入功率位準而變化，且在圖24A至圖24C中之每一者中，其中使用儲存於儲存電容器C1中之能量維持在輸入電壓之空值處及附近的照射。
圖25說明根據本發明之標的物之另外實施例的照明裝置2500。照明裝置2500包括一照明串，該照明串包括具有能量儲存能力之第一照明電路2510a及第二照明電路2510b。第一照明電路2510a包括並聯耦接之LED LD1、LD2。並聯之LED LD1、LD2與電流控制電路之第一電晶體Q7串聯耦接，該電流控制電路亦包括第二電晶體Q8、電阻器R5、R6、R7及一齊納二極體D8。儲存電容器C1跨LED LD1、LD2與電流控制電路之第一電晶體Q7的串聯組合耦接。第二照明電路2510b類似地包括並聯耦接之LED LD3、LD4。並聯之LED LD3、LD4與一電流控制電路之第一電晶體Q6串聯耦接，該電流控制電路亦包括第二電晶體Q3、電阻器R3、R8、R9及一齊納二極體D9。儲存電容器C2跨LED LD3、LD4與電流控制電路之第一電晶體Q6的串聯組合耦接。串聯連接之二極體D10防止電流自第二照明電路2510b回流至第一照明電路2510a。
該照明裝置2500進一步包括旁路電路2520，該旁路電路2530經組態以回應於由全波整流器2530所產生之變化電壓經由電阻器R4選擇性地將照明串之節點耦接至地面。詳言之，旁路電路2520包括一第一旁路電路2520a，該第一旁路電路2520a包括電晶體Q1、Q4、電阻器R1及二極體D1。隨著由整流器2530產生之經整流電壓自零升高，第一旁路電路2520a提供繞過照明電路2510b之一電流路徑，同時允許電流流過第一照明電路2510a，從而照射LED LD1、LD2。隨著經整流電壓增大，由第一旁路電路2520a提供之旁路路徑關閉且第二旁路電路2520b接通，該第二旁路電路2520b包括電晶體Q2、Q5、電阻器R2及二極體D2、D3。此使電流能夠流過第一照明電路2510a及第二照明電路2510b，從而額外地照射LED LD3、LD4。
圖26A至圖26C說明圖25之裝置針對各種調光位準的光輸出。詳言之，圖26A說明針對全輸入功率之光輸出，其中調光器未應用切相。圖26B說明在大致90%之全輸入功率處的光輸出。圖26C說明在大致50%之全輸入功率處的光輸出。平均光輸出針對不同輸入功率位準而變化，其中使用儲存於儲存電容器C1、C2中之能量維持在輸入電壓之空值處及附近的照射。
在圖式及說明書中已揭示了本發明之標的物之典型實施例，且儘管使用了特定術語，但其僅按一般性且描述性意義且並不出於限制之目的而加以使用，本發明之標的物之範疇闡述於以下申請專利範圍中。
20‧‧‧電流源電路
100‧‧‧照明裝置/裝置
110‧‧‧LED(發光二極體)
120‧‧‧第一電流控制電路
130‧‧‧儲存電容器
140‧‧‧第二電流控制電路
150‧‧‧整合式整流器電路
200‧‧‧照明裝置
210‧‧‧LED(發光二極體)
220‧‧‧限流器電路
220'‧‧‧限流器電路
230‧‧‧儲存電容器
240‧‧‧電流源電路
240'‧‧‧電流源電路
250‧‧‧整流器電路
310‧‧‧正弦電壓波形
310'‧‧‧切相AC波形/輸入AC波形
400‧‧‧照明裝置/裝置
410‧‧‧LED(發光二極體)
420‧‧‧電流鏡電路
420'‧‧‧電流鏡電路/限流電路
430‧‧‧儲存電容器
440‧‧‧電流源電路
450‧‧‧全波整流器電路
460‧‧‧限壓器電路
800‧‧‧照明裝置
810‧‧‧LED(發光二極體)
820‧‧‧第一電流控制電路
830‧‧‧儲存電容器
840‧‧‧第二電流控制電路
850a‧‧‧群組
850b‧‧‧群組
850c‧‧‧群組
850i‧‧‧群組
860a‧‧‧旁路電路
860b‧‧‧旁路電路
860c‧‧‧旁路電路
860i‧‧‧旁路電路
900‧‧‧照明裝置/裝置
910‧‧‧埠
1000‧‧‧器件
1010‧‧‧埠
1020‧‧‧埠
1100‧‧‧器件
1110‧‧‧埠
1130‧‧‧埠
1120‧‧‧埠
1200‧‧‧照明裝置
1300‧‧‧照明裝置/裝置
1310‧‧‧LED(發光二極體)
1320‧‧‧限流器電路
1330‧‧‧儲存電容器
1410a‧‧‧LED組/第一組/組
1410b‧‧‧LED組/組
1410c‧‧‧LED組/組
1420‧‧‧限流器電路
1430‧‧‧儲存電容器
1440‧‧‧電流控制電路
1450‧‧‧整流器電路
1500‧‧‧週期性光輸出
1800‧‧‧裝置
1805a‧‧‧第一能量儲存LED照明電路/照明電路/第一照明電路/LED電路
1805b‧‧‧第二能量儲存LED照明電路/照明電路/第二照明電路/LED電路/第二LED電路
1810a‧‧‧LED(發光二極體)
1810b‧‧‧LED(發光二極體)
1810c‧‧‧LED(發光二極體)
1815‧‧‧第三照明電路/LED電路/照明電路
1820a‧‧‧控制電路
1820b‧‧‧控制電路
1830a‧‧‧電容器/電荷儲存器件
1830b‧‧‧電容器/電荷儲存器件
1840‧‧‧電流控制電路/控制電路
1850a‧‧‧第一旁路電路/旁路電路
1850b‧‧‧第二旁路電路/旁路電路
1860‧‧‧整流器電路/整流器
1900‧‧‧照明裝置
1910‧‧‧照明串/串
1910a‧‧‧照明電路
1910b‧‧‧照明電路
1910c‧‧‧照明電路
1912‧‧‧LED(發光二極體)
1914‧‧‧電容器/儲存電容器
1916‧‧‧電流控制電路
1915a‧‧‧內部節點
1915b‧‧‧內部節點
1915c‧‧‧內部節點
1917‧‧‧端子節點
1920a‧‧‧旁路電路
1920b‧‧‧旁路電路
1920c‧‧‧旁路電路
2000‧‧‧照明裝置
2010‧‧‧串
2010a‧‧‧照明電路
2010b‧‧‧照明電路
2010c‧‧‧照明電路
2012‧‧‧LED(發光二極體)
2014‧‧‧電流控制電路
2015a‧‧‧內部節點
2015b‧‧‧內部節點
2015c‧‧‧內部節點
2015d‧‧‧內部節點
2016‧‧‧儲存電容器
2020a‧‧‧旁路電路
2020b‧‧‧旁路電路
2020c‧‧‧旁路電路
2100‧‧‧照明裝置
2110‧‧‧串
2110a‧‧‧LED組
2110i‧‧‧LED組/群組
2110j‧‧‧LED組/群組
2110k‧‧‧LED組/群組
2110n‧‧‧LED組
2120a‧‧‧旁路電路
2120i‧‧‧旁路電路
2120j‧‧‧旁路電路
2120k‧‧‧旁路電路
2120n‧‧‧旁路電路
2130‧‧‧電流控制電路
2140‧‧‧儲存電容器
2200‧‧‧照明裝置
2210‧‧‧串
2210a‧‧‧可繞過組/LED組
2210i‧‧‧可繞過組/LED組/組
2210j‧‧‧可繞過組/LED組/組
2210k‧‧‧可繞過組/LED組/組
2210n‧‧‧可繞過組/LED組
2220a‧‧‧旁路電路
2220i‧‧‧旁路電路
2220j‧‧‧旁路電路
2220k‧‧‧旁路電路
2220n‧‧‧旁路電路
2230‧‧‧電流控制電路
2240‧‧‧儲存電容器
2300‧‧‧照明裝置/裝置
2310‧‧‧第一照明電路
2320a‧‧‧第二照明電路/照明電路
2320b‧‧‧第三照明電路/照明電路
2330‧‧‧旁路電路
2330a‧‧‧第一旁路電路
2330b‧‧‧第二旁路電路
2330c‧‧‧第三旁路電路
2340‧‧‧全波整流器/整流器
2500‧‧‧照明裝置
2510a‧‧‧第一照明電路
2510b‧‧‧第二照明電路/照明電路
2520‧‧‧旁路電路
2520a‧‧‧第一旁路電路
2520b‧‧‧第二旁路電路
2530‧‧‧全波整流器/整流器
C1‧‧‧儲存電容器/電容器
C2‧‧‧儲存電容器
D1‧‧‧二極體
D2‧‧‧二極體
D3‧‧‧二極體
D4‧‧‧二極體
D5‧‧‧二極體
D6‧‧‧二極體
D7‧‧‧二極體
D8‧‧‧二極體/齊納二極體
D9‧‧‧二極體/齊納二極體
D10‧‧‧二極體
DZ‧‧‧齊納二極體
DZ1‧‧‧齊納二極體
DZ2‧‧‧齊納二極體
LD1‧‧‧第一LED
LD2‧‧‧第二LED
LD3‧‧‧LED(發光二極體)
LD4‧‧‧LED(發光二極體)
LD5‧‧‧LED(發光二極體)
LD6‧‧‧LED(發光二極體)
Q‧‧‧電晶體
Q1‧‧‧第一電晶體/電晶體
Q2‧‧‧第二電晶體/電晶體
Q3‧‧‧電晶體/第二電晶體
Q4‧‧‧電晶體
Q5‧‧‧電晶體
Q6‧‧‧電晶體/第一電晶體
Q7‧‧‧電晶體/第一電晶體
Q8‧‧‧電晶體/第二電晶體
Q9‧‧‧電晶體
Q10‧‧‧電晶體
R‧‧‧電阻器/電流感測電阻器
R1‧‧‧電阻器
R2‧‧‧電阻器
R3‧‧‧電阻器
R4‧‧‧偏壓電阻器/電阻器
R5‧‧‧偏壓電阻器/電阻器
R6‧‧‧偏壓電阻器/電阻器
R7‧‧‧電阻器
R8‧‧‧偏壓電阻器/電阻器
R9‧‧‧電阻器
R10‧‧‧偏壓電晶體
R11‧‧‧電阻器
U‧‧‧放大器
圖1說明根據一些實施例的照明裝置；圖2說明根據另外實施例的照明裝置；圖3A至圖3B說明根據一些實施例的照明裝置之操作；圖4說明根據另外實施例的照明裝置；圖5說明用於根據一些實施例的照明裝置之電流鏡電路；圖6說明用於根據另外實施例的照明裝置之電流控制電路；圖7說明用於根據一些實施例的照明裝置之電流源電路；圖8說明根據另外實施例的照明裝置；圖9說明根據一些實施例的經組態以耦接至至少一外部電容器之照明裝置；圖10說明根據一些實施例的經組態以耦接至至少一LED及至少一電容器之驅動器器件；圖11說明根據一些實施例的具有旁路電路之驅動器器件；圖12說明根據另外實施例的具有外部電容器連接之照明裝置；圖13說明根據另外實施例的用於供時變電流源使用之照明裝置；圖14說明根據另外實施例的照明裝置；圖15說明圖14之照明裝置之電壓、電流及光輸出特性曲線；圖16及圖17說明由開關模式電力供應電路供電的照明裝置之電流波形；圖18說明根據一些實施例的具有多個能量儲存照明電路之照明裝置；圖19說明根據一些實施例的具有多個能量儲存照明電路及旁路電路之照明裝置；圖20說明根據一些實施例的具有多個能量儲存照明電路及不同旁路電路之照明裝置；圖21說明根據一些實施例的具有橋接多個可繞過之照明電路之能量儲存之照明裝置；圖22說明根據另外實施例的具有橋接多個可繞過之照明電路之能量儲存之照明裝置；圖23說明根據一些實施例的具有能量儲存之照明裝置；圖24A至圖24C說明圖23之裝置針對各種調光條件之光輸出；圖25說明根據另外實施例的具有能量儲存之照明裝置；及圖26A至圖26C說明圖25之裝置針對各種調光條件之光輸出。
100‧‧‧照明裝置/裝置
110‧‧‧LED(發光二極體)
120‧‧‧第一電流控制電路
130‧‧‧儲存電容器
140‧‧‧第二電流控制電路

权利要求:
Claims (38)
[1] 一種照明裝置，其包含：串聯耦接之複數個照明電路，每一照明電路包含一控制電路，該控制電路經組態以選擇性地將電流提供至至少一LED及耦接至該至少一LED之至少一電荷儲存器件。
[2] 如請求項1之裝置，其中該控制電路經組態以使該至少一電荷儲存器件回應於一變化輸入而選擇性地自一電流源充電及經由該至少一LED放電。
[3] 如請求項2之裝置，其中該控制電路經組態以限制流過該至少一LED之電流以藉此將電流分流至該至少一電荷儲存器件。
[4] 如請求項2之裝置，其中該變化輸入包含施加至該複數個照明電路之一電壓。
[5] 如請求項1之裝置，其中該等照明電路之該等控制電路包含第一控制電路，且其中該裝置進一步包含一第二控制電路，該第二控制電路經組態以與該複數個照明電路串聯耦接且控制行進穿過該複數個照明電路之電流。
[6] 如請求項5之裝置，其中該第二控制電路包含一電流源電路或一電流槽電路。
[7] 如請求項5之裝置，其進一步包含耦接至該複數個照明電路之一電壓源。
[8] 如請求項7之裝置，其中該電壓源包含一整流器電路。
[9] 如請求項1之裝置，其中該至少一電荷儲存器件包含至少一電容器。
[10] 如請求項1之裝置，其中該等照明電路中之各別者包含至少一電荷儲存器件之各別組。
[11] 如請求項1之裝置，其中該等照明電路中之各別者包含至少一LED之各別組。
[12] 如請求項1之裝置，其中該控制電路包含一電流鏡電路。
[13] 如請求項1之裝置，其中該裝置進一步包含經組態以繞過該等照明電路中之至少一者的至少一旁路電路。
[14] 如請求項12之裝置，其中該至少一旁路電路經組態以回應於一變化輸入而繞過該複數個LED中之至少一者。
[15] 如請求項1之裝置，其中該等控制電路包含第一控制電路且其中該裝置進一步包含：一整流器電路，其耦接至該複數個照明電路且經組態以產生一經整流電壓；一第二控制電路，其經組態以控制在該整流器電路與該等照明電路之間通過的一電流；及旁路電路，其經組態以回應於該經整流電壓之量值的變化而選擇性地繞過該等照明電路。
[16] 一種照明裝置，其包含：串聯耦接之複數個照明電路，每一照明電路包含至少一LED、至少一電荷儲存器件及一控制電路，該控制電路經組態以選擇性地將電流提供至該至少一LED及該至少一電荷儲存器件；及旁路電路，其經組態以回應於一週期性變化之電壓而選擇性地繞過該等照明電路。
[17] 如請求項16之裝置，其中該控制電路經組態以使該至少一電荷儲存器件選擇性地回應於該週期性變化之電壓而充電及回應於該週期性變化之電壓而經由該至少一LED放電。
[18] 如請求項17之裝置，其中該控制電路經組態以限制流過該至少一LED之電流以藉此將電流分流至該至少一電荷儲存器件。
[19] 如請求項16之裝置，其中該等照明電路之該等控制電路包含第一控制電路，且其中該裝置進一步包含經組態以控制流過該複數個照明電路之電流的一第二控制電路。
[20] 如請求項19之裝置，其中該第二控制電路包含一電流源電路及/或一電流槽電路。
[21] 如請求項16之裝置，其進一步包含經組態以產生該週期性變化之電壓的一電壓產生器電路。
[22] 如請求項16之裝置，其中該週期性變化之電壓包含一全波整流之電壓。
[23] 如請求項16之裝置，其中該至少一電荷儲存器件包含至少一電容器。
[24] 如請求項16之裝置，其中該控制電路包含一電流鏡電路。
[25] 一種裝置，其包含：串聯耦接之複數個照明電路，每一照明電路包含一控制電路，該控制電路經組態以回應於一變化輸入而選擇性地將電流提供至至少一LED及至少一電荷儲存器件；及旁路電路，其經組態以回應於該變化輸入而選擇性地繞過該等照明電路。
[26] 如請求項25之裝置，其中該變化輸入包含一週期性變化之電壓。
[27] 如請求項26之裝置，其進一步包含經組態以產生該週期性變化之電壓的一電壓產生器電路。
[28] 如請求項25之裝置，其進一步包含至少一LED及/或至少一電荷儲存器件。
[29] 一種照明裝置，其包含：一照明串，其包含串聯耦接之複數個LED；旁路電路，其經組態以選擇性地繞過該等LED之組；及至少一電流控制電路，其與該複數個LED串聯耦接且經組態以回應於施加至該照明串之一變化輸入而選擇性地將電流提供至該等LED中之至少一者及提供至耦接至該照明串之至少一電荷儲存器件。
[30] 如請求項29之照明裝置，其中該照明串及該電流控制電路經組態使得在該變化輸入不足以造成在該等LED中之該至少一者中的正向傳導時將電流自該至少一電荷儲存器件提供至該等LED中之該至少一者。
[31] 如請求項29之裝置，其中該照明串包含串聯耦接之複數個照明電路，每一照明電路包含：至少一LED；一電流控制電路，其與該至少一LED串聯耦接；及一電荷儲存器件，其與該至少一LED及該電流控制電路並聯耦接。
[32] 如請求項29之裝置，其中該旁路電路經組態以將該複數個LED分割為可繞過組，且其中該電流控制電路經組態以選擇性地將電流提供至該等可繞過組中之至少兩者及提供至與該至少兩個可繞過組並聯耦接之至少一電荷儲存器件。
[33] 如請求項29之裝置，其中該旁路電路包含至少一旁路電路，該至少一旁路電路經組態以將該照明串之一內部節點耦接至該照明串之一端子節點以繞過該複數個LED之一子集。
[34] 如請求項33之裝置：其中該複數個LED包含耦接於一第一內部節點與一第二內部節點之間的一第一LED組及耦接於該第二節點與一第三內部節點之間的一第二LED組；其中該旁路電路包含經組態以將該第一內部節點耦接至該端子節點之一第一旁路電路及經組態以將該第二內部節點耦接至該端子節點之一第二旁路電路；及其中該電流控制電路經組態以選擇性地將電流提供至該第一LED組及該第二LED組及提供至跨該第一LED組及該第二LED組耦接之至少一電荷儲存器件。
[35] 如請求項29之裝置，其中該旁路電路包含一旁路電路，其經組態以將該照明串之一第一內部節點耦接至該照明串之一第二內部節點以繞過該複數個LED之一子集。
[36] 如請求項35之裝置：其中該複數個LED包含耦接於一第一內部節點與一第二內部節點之間的一第一LED組及耦接於該第二節點與一第三內部節點之間的一第二LED組；其中該旁路電路包含經組態以將該第一內部節點耦接至該第二內部節點之一第一旁路電路及經組態以將該第二內部節點耦接至該第三內部節點之一第二旁路電路；及其中該電流控制電路經組態以選擇性地將電流提供至該第一LED組及該第二LED組及提供至跨該第一LED組及該第二LED組耦接之至少一電荷儲存器件。
[37] 如請求項29之裝置，其中該至少一電荷儲存器件包含至少一電容器。
[38] 如請求項29之裝置，其進一步包含該至少一電荷儲存器件。

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