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TWI558269B - 發光裝置 - Google Patents

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TWI558269B
TWI558269B TW100127279A TW100127279A TWI558269B TW I558269 B TWI558269 B TW I558269B TW 100127279 A TW100127279 A TW 100127279A TW 100127279 A TW100127279 A TW 100127279A TW I558269 B TWI558269 B TW I558269B
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Taiwan
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effect transistor
module
resistor
diode
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TW100127279A
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TW201306656A (zh
Inventor
張俊偉
張軍
莊宗仁
翁世芳
余啟隆
簡嘉宏
Original Assignee
鴻海精密工業股份有限公司
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

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  • Led Devices (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Control Of El Displays (AREA)

Description

發光裝置
本發明涉及一種發光裝置。
習知技術中，發光二極體(light emitting diode,LED)常作為電子設備(例如，液晶顯示器)的背光光源，其藉由恒流源提供恒定電流驅動LED發光。當LED長時間發光時會產生較高的熱量，若散熱不良時使得PN接面的溫度較高，導致LED的發光亮度變低，進而影響LED發光的均勻性及一致性。
有鑒於此，有必要提供一種發光穩定之發光裝置。
一種發光裝置，其包括電源模組及與電源模組連接的發光模組。電源模組用於提供工作電壓。發光裝置還包括脈寬調制模組及開關模組。脈寬調制模組連接於電源模組與開關模組之間，其用於接收電源模組的工作電壓輸出脈衝訊號。脈衝調制模組包括充電單元及放電單元。開關模組與發光模組連接，開關模組連接於脈寬調制模組與發光模組之間，其用於根據脈衝訊號控制發光模組是否發光。充電單元用於藉由放電單元放電，開關模組根據電源模組輸出的工作電壓控制發光模組發光。充電單元還用於接收工作電壓充電並輸出處於第二電平狀態的脈衝訊號，開關模組根據放電單元輸出之第二電平狀態的脈衝訊號控制發光模組停止發光 。
採用上述發光裝置，長時間使用時可調節PN接面的溫度，進而確保LED發光的均勻性及一致性。
100‧‧‧發光裝置
11‧‧‧電源模組
12‧‧‧脈寬調制模組
124‧‧‧充電單元
126‧‧‧放電單元
14‧‧‧開關模組
16‧‧‧發光模組
162‧‧‧連接端子
V1‧‧‧電壓源
R1‧‧‧第一電阻
R2‧‧‧第二電阻
R3‧‧‧第三電阻
R4‧‧‧第四電阻
A1‧‧‧第一節點
A2‧‧‧第二節點
A3‧‧‧第三節點
D1‧‧‧第一二極體
D2‧‧‧第二二極體
Q1‧‧‧第一場效應電晶體
Q2‧‧‧第二場效應電晶體
Q3‧‧‧第三場效應電晶體
圖1為一較佳實施方式的發光裝置之功能模組圖。
圖2為圖1中發光裝置的一較佳實施方式之電路圖。
請參閱圖1，其為一種較佳實施方式的發光裝置100之模組圖。發光裝置100包括電源模組11、脈寬調制模組12、開關模組14及發光模組16。發光裝置100可應用於電視機、手機、電子書等電子設備中作為背光模組。
電源模組11用於提供工作電壓。
脈寬調制模組12與電源模組11連接，其用於輸出脈衝訊號給開關模組14。脈衝訊號包括第一電平和第二電平。在本實施方式中，該第一電平為高電平，第二電平為低電平。在本實施方式中，脈寬調制模組12輸出脈衝訊號的占空比可調節。在其他實施方式中，脈寬調制模組12輸出脈衝訊號的占空比也可為一不可調節的定值。
開關模組14用於根據脈寬調制模組12輸出的脈衝訊號控制發光模組16是否發光。當脈衝訊號為第一電平時，開關模組14導通，發光模組16發光；當脈衝訊號為第二電平時，開關模組14斷開，使得發光模組16停止發光。
發光模組16與電源模組11連接。發光模組16為由多個發光二極體 組成背光模組。
請參看圖2，電源模組11包括一直流電壓源V1。
脈寬調制模組12包括充電單元124和放電單元126。充電單元124與電源模組11連接，用於接收電源模組11的工作電壓充電並輸出處於第二電平的脈衝訊號給開關模組14。放電單元126與充電單元124連接，充電單元124藉由放電單元126放電並輸出處於第一電平的脈衝訊號給開關模組14。
充電單元124包括第一二極體D1、第一節點A1、第二節點A2、第一電阻R1、第三電阻R3、第一場效應電晶體Q1及第一電容C1。第一二極體D1陰極藉由第一電阻R1與第二節點A2電性連接，陽極藉由放電單元126與開關模組14電性連接。第一場效應電晶體Q1的閘極藉由第二節點A2與第一電容C1電性連接，汲極藉由第三電阻R3與電壓源V1電性連接，源極接地。第一電容C1並聯連接於第一場效應電晶體Q1的閘極與源極之間。在本實施方式中，第一場效應電晶體為N通道場效應電晶體。
放電單元126包括第二二極體D2、第二電阻R2、第四電阻R4、第三節點A3及第二場效應電晶體Q2。第二二極體D2的陰極藉由第二電阻R2與開關模組14電性連接，陽極藉由第二節點A2與第一場效應電晶體Q1的閘極電性連接。第二場效應電晶體Q2的閘極與第一節點A1電性連接，源極藉由第三節點A3及第四電阻R4與電壓源V1電性連接，汲極接地。在本實施方式中，第一電阻R1和第二電阻R2為可調電阻，在其他實施方式中，第一電阻R1和第二電阻R2為可為定值電阻。在本實施方式中，第二場效應電晶體為P通道場效應電晶體。
開關模組14包括第三場效應電晶體Q3。第三場效應電晶體Q3的閘極藉由第三節點A3與第二場效應電晶體Q2的源極電性連接，汲極與發光模組16電性連接，源極接地。在本實施方式中，第三場效應電晶體Q3為N通道場效應電晶體。
發光模組16包括一連接端子162。連接端子162與第三場效應電晶體Q3的汲極電性連接。
電壓源V1上電輸出工作電壓，使得第一二極體D1導通並藉由第一電阻R1給第一電容C1充電，同時第二二極體D2截止。
電壓源V1給第一電容C1充電時，第一場效應電晶體Q1的閘極與源極之間的電壓差大於第一場效應電晶體Q1的導通電壓，使得第一場效應電晶體Q1導通。第一場效應電晶體Q1導通，使得第一節點A1的電壓被拉低為零，第三節點A3的電壓為電壓源V1，進而使得第二場效應電晶體Q2的閘極與源極之間的電壓差大於第二場效應電晶體Q2的導通電壓，第二場效應電晶體Q2導通。由於第二場效應電晶體Q2導通，第三節點A3的電壓被拉低為零，此時第三場效應電晶體Q3的源極與閘極之間的電壓差小於第三場效應電晶體Q3的導通電壓，第三場效應電晶體Q3截止。此時，發光模組16停止發光。當發光模組16停止發光時，由於發光模組16內的LED停止工作，同時LED散熱，降低PN接面的溫度。
當電壓為V的電源藉由阻值為R的電阻為初始值為0的容值為C的電容充電時，其電容的充電時間計算公式為：
此時，V等於電壓源V1的電壓，R等於第一電阻R1的阻值，C為等於第一電容C1的容值。進而可以得出將第一電容C1完成充電的時間。當t=5RC時，Vt=0.99V，故完成充電所需的大概時間t=5*R2*C。
第一二極體D1截止，第二二極體D2導通。第一電容C1藉由第二二極體D2和第二電阻R2放電。當第二節點A2的電壓小於第一場效應電晶體Q1的閘極與源極之間的導通電壓時，第一場效應電晶體Q1截止，第一節點A1的電壓為電壓源V1。由於第一節點A1的電壓為電壓源V1，第三節點A3的電壓為電壓源V1，進而使得第二場效應電晶體Q2的閘極與源極之間的電壓差小於第二場效應電晶體Q2的導通電壓，第二場效應電晶體Q2截止。此時，進而導致第三節點A3的電壓為電壓源V1。此時，第三場效應電晶體Q3的源極與閘極之間的電壓差大於第三場效應電晶體Q3的導通電壓，第三場效應電晶體Q3導通。此時，發光模組16發光，LED內的PN接面溫度升高。當電容藉由阻值為R的電阻放電時，其電容的放電時間計算公式為：
此時，V等於電壓源V1，R等於第二電阻R2，C為等於第一電容C1的容值。進而可以得出將第一電容C1放電結束所需的時間。當t=5RC時，Vt=0.006V，故放電結束所需的大概時間大致為t=5*R4*C。
根據人眼的視覺暫留現象，藉由設置第一電阻R1及第二電阻R2的阻值，使得第一電容C1的充電時間與放電時間形成一定的比例， 即調節脈寬調制模組12脈衝訊號的占空比，進而使得發光模組16的發光頻率大於人眼可辨識的頻率(50Hz)。即，使得發光模組16可在一段時間內停止發光並進行散熱，並在另一預定時間內發光。同時，在停止發光的瞬間不被人眼所辨識。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，在援依本案創作精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。
100‧‧‧發光裝置
11‧‧‧電源模組
12‧‧‧脈寬調制模組
14‧‧‧開關模組
16‧‧‧發光模組

Claims (9)

  1. 一種發光裝置，其包括電源模組及與該電源模組連接的發光模組，該電源模組用於提供工作電壓，其改良在於：該發光裝置還包括脈寬調制模組及開關模組，該脈寬調制模組連接於該電源模組與該開關模組之間，其用於接收該電源模組的工作電壓輸出脈衝訊號；該脈衝調制模組包括充電單元及放電單元；該開關模組與該發光模組連接，該開關模組連接於該脈寬調制模組與該發光模組之間，其用於根據該脈衝訊號控制該發光模組是否發光；該充電單元用於藉由該放電單元放電，該開關模組根據電源模組輸出的工作電壓控制該發光模組發光，該充電單元還包括第一二極體、第一電阻及第一電容；該第一二極體的陽極與該開關模組電性連接，陰極藉由該第一電阻與該第一電容電性連接；該第一電容在接收工作電壓充電時，該第一二極體導通；該充電單元還用於接收工作電壓充電並通過放電單元輸出處於第二電平狀態的脈衝訊號，該開關模組根據放電單元輸出之第二電平狀態的脈衝訊號控制該發光模組停止發光。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中，該充電單元還包括第一場效應電晶體，該第一場效應電晶體的閘極藉由該第一電阻與該第一二極體的陰極電性連接，汲極與該電源模組電性連接，源極接地；該第一電容並聯連接於該第一場效應電晶體的閘極與源極之間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之發光裝置，其中，該放電單元包括第二二極體及第二電阻；該第二二極體的陽極與該充電單元電性連接，陰極藉由該第二電阻與該開關模組電性連接；該充電單元藉由該放電單元放電時，該第二二極體導通，該第一二極體截止。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之發光裝置，其中，該第一電阻和第二電阻為可調電阻，藉由調節該第一電阻和第二電阻的阻值可改變該脈衝訊號的占空比。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之發光裝置，其中，該放電單元還包括第二場效應電晶體；該第二場效應電晶體的閘極與該第一場效應電晶體的汲極電性連接，該第二場效應電晶體的源極藉由該第二電阻與該第二二極體的陰極電性連接，該第二場效應電晶體的汲極接地。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之發光裝置，其中，該開關模組包括一第三場效應電晶體，該第三場效應電晶體的閘極與該第二場效應電晶體的源極電性連接，該第三場效應電晶體的汲極與該發光模組電性連接，該第三場效應電晶體的源極接地。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之發光裝置，其中，該第一場效應電晶體和該第三場效應電晶體為N通道場效應電晶體，該第二場效應電晶體為P通道場效應電晶體。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中，該第二電平為低電平。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中，該脈衝訊號的頻率大於50赫茲。
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