基于发光二极管的多数个照明单位的驱动装置.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103716935 A (43)申请公布日 2014.04.09 CN 103716935 A (21)申请号 201210371527.6 (22)申请日 2012.09.29 H05B 37/02(2006.01) (71)申请人 钰瀚科技股份有限公司 地址 中国台湾新竹县竹北市高铁七路 65 号 6 楼 -3 (72)发明人 朱弘琦 沈毓仁 (74)专利代理机构 北京华夏博通专利事务所 ( 普通合伙 ) 11264 代理人 刘俊 (54) 发明名称 基于发光二极管的多数个照明单位的驱动装 置 (57) 摘要 本发明提供一基于发光二极管的照明装置， 包含多个基于发。

2、光二极管的照明段， 与一电流控 制器串接。 每个基于发光二极管的照明段， 包含至 少一个基于发光二极管的照明单位以串联方式连 接。此多个基于发光二极管的照明段又与多个开 关控制器相并联， 在一切换电压比较单位的控制 下提供多种操作模式， 以打开照明不同数量的发 光二极管照明段。每一开关控制器与相对的发光 二极管照明段各别并联， 该切换电压比较单位产 生一个传送信号， 传经并控制该多个开关控制器。 每一开关控制器还可连接在相对的发光二极管照 明段的正端与电流控制器之间， 切换电压比较单 位产生两个传送信号， 传经并控制该多个开关控 制器。 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 8 。

3、页 附图 10 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书8页 附图10页 (10)申请公布号 CN 103716935 A CN 103716935 A 1/3 页 2 1. 一基于发光二极管的多数个照明单位的驱动装置， 其特征在于， 包括 ： 多个基于发光二极管的照明段串接， 该多个基于发光二极管的照明段中的每个照明段 有一正端， 一负端， 和至少一个基于发光二极管的照明单位串联连接于上述正端和负端之 间 ； 一输入电源连接到上述多个基于发光二极管的照明段的第一个照明段的正端 ； 一电流控制器其第一端连接到上述多个基于发光二极管的照明段的最后一个。

4、照明段 的负端， 其第二端接地 ； 多个开关控制器， 该多个开关控制器中的每个开关控制器各自与上述多个基于发光二 极管的照明段中的一个照明段相对应并与该照明段并联， 并且接收一输入传送信号， 和产 生一输出传送信号 ； 以及 一切换电压比较单位， 该切换电压比较单位接收上述输入电源， 产生并送出多数个共 同信号到上述多个开关控制器的每一开关控制器， 和产生第一传送信号以作为上述多个开 关控制器的第一开关控制器的输入传送信号 ； 其中上述多个开关控制器中， 除了上述第一开关控制器以外， 每一开关控制器的输入 传送信号紧接在其前端的开关控制器所产生的输出传送信号。 2. 如权利要求 1 所述的装置。

5、， 其特征在于， 每一开关控制器包含有一被其输入传送信 号所控制， 而可将其相对应的照明段短路的开关器， 并且该开关控制器所产生的输出传送 信号根据其输入传送信号和上述多数个共同信号而产生。 3. 如权利要求 2 所述的装置， 其特征在于， 上述多个开关控制器形成一个多位的计数 器， 以其中的每一开关控制器为一位， 接收其输入传送信号来控制其内所含有的开关器。 4. 如权利要求 1 所述的装置， 其特征在于， 上述多数个共同信号包含一重置信号以重 置上述多个开关控制器， 一同步信号以使上述多个开关控制器同步切换， 和一上 / 下信号 以显示上述输入电源的电压值增高或减低。 5. 如权利要求 1。

6、 所述的装置， 其特征在于， 上述切换电压比较单位包含多数个电压比 较器， 根据上述输入电源的电压值来产生上述第一传送信号以及上述多数个共同信号。 6. 如权利要求 1 所述的装置， 其特征在于， 上述多个基于发光二极管的照明段中， 最少 有一个照明段没有开关控制器与其并联。 7. 如权利要求 1 所述的装置， 其特征在于， 上述多个基于发光二极管的照明段中， 最少 有一个照明段其中所含的基于发光二极管的照明单位的数量与其它的照明段不同。 8. 如权利要求 1 所述的装置， 其特征在于， 上述多个开关控制器中， 最少有一个开关控 制器的电路与其它的开关控制器不同。 9. 如权利要求 1 所述的。

7、装置， 其特征在于， 上述电流控制器是一电流限制器。 10. 如权利要求 1 所述的装置， 其特征在于， 上述电流控制器是一电阻器。 11. 如权利要求 1 所述的装置， 其特征在于， 上述多个基于发光二极管的照明段包含有 第一照明段， 第二照明段， 第三照明段， 和第四照明段， 而其中上述多个开关控制器包含有 三个开关控制器分别与第二照明段， 第三照明段， 和第四照明段并联。 12. 如权利要求 11 所述的装置， 其特征在于， 上述多个开关控制器形成一个三位的计 数器， 以其中的每一开关控制器为一位， 接收其输入传送信号来控制其内所含有的开关器， 使每一开关控制器所相对应的照明段短路， 或。

8、者与其它的照明段串联。 权 利 要 求 书 CN 103716935 A 2 2/3 页 3 13. 如权利要求 12 所述的装置， 其特征在于， 上述第一照明段包含一个基于发光二极 管的照明单位， 上述第二照明段包含一个基于发光二极管的照明单位， 上述第三照明段包 含两个基于发光二极管的照明单位， 上述第四照明段包含四个基于发光二极管的照明单 位。 14. 如权利要求 13 所述的装置， 其特征在于， 上述切换电压比较单位控制上述多个开 关控制器， 在不同的种操作模式下， 可使一到八个基于发光二极管的照明单位打开照明。 15. 一基于发光二极管的多数个照明单位的驱动装置， 其特征在于， 包括。

9、 ： 多个基于发光二极管的照明段串接， 该多个基于发光二极管的照明段中的每个照明段 有一正端， 一负端， 和至少一个基于发光二极管的照明单位串联连接于上述正端和负端之 间 ； 一输入电源连接到上述多个基于发光二极管的照明段的第一个照明段的正端 ； 一电流控制器其第一端连接到上述多个基于发光二极管的照明段的最后一个照明段 的负端， 其第二端接地 ； 多个开关控制器， 该多个开关控制器中的每个开关控制器各自与上述多个基于发光二 极管的照明段中的一个照明段相对应， 并各自有第一端与该照明段的正端相连接， 以及有 第二端连接到上述电流控制器的第一端， 并且接收第一输入传送信号， 和第二输入传送信 号，。

10、 而且产生一输出传送信号 ； 以及 一切换电压比较单位， 该切换电压比较单位接收上述输入电源， 产生并送出多数个共 同信号到上述多个开关控制器的每一开关控制器， 和产生第一传送信号以作为上述多个开 关控制器的第一开关控制器的第一输入传送信号， 以及产生最后传送信号以作为上述多个 开关控制器的最后一个开关控制器的第二输入传送信号 ； 其中上述多个开关控制器中， 除了上述第一开关控制器以外， 每一开关控制器的第一 输入传送信号紧接在其前端的开关控制器所产生的输出传送信号， 而且除了上述最后一个 开关控制器以外， 每一开关控制器的第二输入传送信号紧接在其后端的开关控制器所产生 的输出传送信号。 16。

11、. 如权利要求 15 所述的装置， 其特征在于， 每一开关控制器包含有一被其第一输入 传送信号与第二输入传送信号所控制， 而可将其相对应的照明段短路的开关器， 并且该开 关控制器所产生的输出传送信号根据其第一输入传送信号与第二输入传送信号和上述多 数个共同信号而产生。 17. 如权利要求 15 所述的装置， 其特征在于， 上述多数个共同信号包含一重置信号以 重置上述多个开关控制器， 一同步信号以使上述多个开关控制器同步切换， 和一上 / 下信 号以显示上述输入电源的电压值增高或减低。 18. 如权利要求 17 所述的装置， 其特征在于， 上述切换电压比较单位包含多数个电压 比较器， 根据上述输。

12、入电源的电压值来产生上述第一传送信号， 上述第二输入传送信号， 以 及上述多数个共同信号。 19. 如权利要求 17 所述的装置， 其特征在于， 上述切换电压比较单位包含两个电压比 较器和一个模式区分电压比较器， 根据上述输入电源的电压值来产生上述第一传送信号， 上述第二输入传送信号， 以及上述多数个共同信号。 20. 如权利要求 19 所述的装置， 其特征在于， 上述模式区分电压比较器接收上述输入 权 利 要 求 书 CN 103716935 A 3 3/3 页 4 电源的电压值的一部份电压， 上述重置信号， 和上述上 / 下信号， 以及一模式区分电压， 来 产生上述同步信号。 21. 如权。

13、利要求 15 所述的装置， 其特征在于， 上述多个基于发光二极管的照明段中， 最 少有一个照明段没有开关控制器与其并联。 22. 如权利要求 15 所述的装置， 其特征在于， 上述多个基于发光二极管的照明段中， 最 少有一个照明段其中所含的基于发光二极管的照明单位的数量与其它的照明段不同。 23. 如权利要求 15 所述的装置， 其特征在于， 上述多个开关控制器中， 最少有一个开关 控制器的电路与其它的开关控制器不同。 24. 如权利要求 15 所述的装置， 其特征在于， 上述电流控制器是一电流限制器。 25. 如权利要求 15 所述的装置， 其特征在于， 上述电流控制器是一电阻器。 权 利 。

14、要 求 书 CN 103716935 A 4 1/8 页 5 基于发光二极管的多数个照明单位的驱动装置 技术领域 0001 本发明涉及基于发光二极管的照明装置， 尤其是一用以驱动包含有多个分段的基 于发光二极管的照明单位的装置。 背景技术 0002 发光二极管 (LED) 是一种基于半导体的光源， 经常被应用在低耗电仪表和家电的 指示器， 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。 0003 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。

15、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。 0004 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。例如， 美国专利第 6777891 号揭露将多个基于发 光二。

16、极管的照明单位， 形成一个可由计算机控制的灯串， 其中每个照明单位在灯串里形成 一个可单独控制的节点。 0005 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。 000。

17、6 美国专利第 7781979 号提供了一个控制串联的发光二极管的装置。其中有两个或 两个以上的发光二极管串联连接。当施加电压时， 一串联的电流即流经发光二极管。其中 至少有一个发光二极管被并联一个或多个可控制的电流路径， 来使串联的电流部分流经这 些可控制的电流路径， 以便不需要电压转换装置即可使用一般较普遍的高电压电源。因此 该装置可使用如 120V 或 240V 的交流电压。美国专利公告第 2010/0308739 号揭露了将多 个发光二极管互接串联成多个发光二极管段的装置， 以及多个开关器与此多个发光二极管 段互接， 来选取控制某一发光二极管段， 将其从一个发光二极管串联电流通路中串联。

18、接入 或切隔分出。 0007 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利用率， 并提供稳定性和 高亮度， 来驱动和连接多数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 说 明 书 CN 103716935 A 5 2/8 页 6 种不可或缺的需求。 此外， 如何控制连接在一起的基于发光二极管的照明单位， 使照明亮度 可以根据不同的照明要求， 或交流电源电压的变化， 来提供不同的照明模式， 也是非常重要 的。 发明内容 0008 本发明提供一种能有效率的驱动基于发光二极管照明装置， 而根据输入的。

19、交流电 压的电压值， 以提供多种操作模式的驱动装置而创作的。 在本发明中， 基于发光二极管的照 明装置被分成多个基于发光二极管的照明段， 每一照明段包含有一或多个基于发光二极管 的照明单位。该多个基于发光二极管的照明段互相串联， 最后一个照明段则经由一个电流 控制器而接地。 0009 本发明的主要目的是提供一种可以在输入电压值增加时， 选择性的打开某些或者 所有的基于发光二极管的照明段， 而且在输入电压值减少时， 选择性的关闭某些或者所有 的基于发光二极管的照明段， 从而提供多种操作模式给基于发光二极管的照明装置。 0010 因此， 本发明的第一个优选实施范例中， 本发明的装置包含有在切换电压。

20、比较单 位控制下的多个开关控制器， 每一开关控制器与多个基于发光二极管的照明段中的一个照 明段并联。 切换电压比较单位根据输入电压值， 将几个共同信号送到该多个开关控制器， 这 些共同信号可以重置开关控制器， 使开关控制器的开关切换同步， 和指示输入电压值是上 升还是下降。 0011 在第一个优选实施范例中， 每一个开关控制器， 除了接收几个共同信号之外， 还有 一输入端以接收输入传送信号， 以及一输出端以送出输出传送信号。 0012 在本优选实施范例中的切换电压比较单位， 首先产生第一个传送信号， 将其送至 第一个开关控制器的输入端， 再经由各个开关控制器的传送， 到达最后一个开关控制器， 。

21、使 得该多个基于发光二极管的照明段， 可以随着输入电压的增高或减低而被选择性的打开或 是关闭。 0013 在本发明的第二个优选实施范例中， 本发明的装置也包含有在切换电压比较单位 控制下的多个开关控制器， 每一基于发光二极管的照明段有一正端与前一个基于发光二极 管的照明段的负端串联， 每一开关控制器则从多个基于发光二极管的照明段中的一个照明 段的正端连到电流控制器的一端。 0014 在第二个优选实施范例中， 切换电压比较单位根据输入电压值， 也同样将几个共 同信号送到该多个开关控制器。 然而每一个开关控制器， 除了接收几个共同信号之外， 还有 两个输入端各接收从前后两个开关控制器送来的两个输入。

22、传送信号， 以及一输出端以送出 一输出传送信号到前后两个开关控制器。 0015 与第一优选实施范例一样， 第二优选实施范例中的切换电压比较单位， 也首先产 生第一个传送信号， 将其送至第一个开关控制器的一输入端， 再经由各个开关控制器的传 送， 到达最后一个开关控制器。除此之外， 第二优选实施范例中的切换电压比较单位， 又产 生一个最后传送信号， 将其送至最后一个开关控制器的一输入端， 再经由各个开关控制器 向前传送， 到达第一个开关控制器。 0016 在第二优选实施范例中， 该多个基于发光二极管的照明段， 可以随着输入电压值 的逐渐增高而被依照顺序的打开， 或者是当输入电压值到达最高值后， 。

23、随着输入电压值逐 说 明 书 CN 103716935 A 6 3/8 页 7 渐减低而被依照顺序的关闭。 0017 以下是根据本发明的几个优选实施范例， 参照附属的图式的详细说明， 对于熟悉 本技术领域的人， 阅读以下根据本发明的几个优选实施范例的详细说明， 再参照附属的图 式， 应可很清楚的了解本发明。 附图是为了让本发明能更进一步的被了解， 同时也构成本发 明的说明规范的一部分， 藉由附属的图示来说明本发明的实施范例， 并解释本发明的原则。 附图说明 0018 图 1 显示本发明中基于发光二极管的照明装置， 操作于 M 种不同的照明模式下的 输入电源的电压值 VIN； 0019 图 2 。

24、显示根据本发明的第一优选实施范例， 用于驱动多数个基于发光二极管的照 明段的照明装置的电路示意图 ； 0020 图 3 显示本发明中以经过整流的交流电压为输入电压而产生的共同信号的波形 ； 0021 图 4 显示根据本发明的第一优选实施范例而设计的开关控制器的电路范例 ； 0022 图 5 显示根据本发明的第一优选实施范例而设计的切换电压比较单位的电路范 例 ； 0023 图 6 显示根据本发明的第一优选实施范例而设计的基于发光二极管的照明装置 ； 0024 图 7 显示根据本发明的第二优选实施范例， 用于驱动多数个基于发光二极管的照 明段的照明装置的电路示意图 ； 0025 图 8 显示根据。

25、本发明的第二优选实施范例而设计的开关控制器的电路范例 ； 0026 图 9 显示根据本发明的第二优选实施范例而设计的切换电压比较单位的电路范 例 ； 0027 图 10 显示根据本发明的第二优选实施范例而设计的基于发光二极管的照明装 置 ； 0028 图 11 显示根据本发明的第二优选实施范例而设计的切换电压比较单位的另一电 路范例 ； 以及 0029 图 12 显示图 11 中的模式区分电压比较器的详细电路。 0030 其中， 附图标记说明如下 ： 0031 100 ： 101 ： 102 ： 10N ： 基于发光二极管的照明段 0032 201 ： 202 ： 20N ： 开关控制器 00。

26、33 301 ： 切换电压比较单位 0034 401 ： 电流限制器 0035 501 ： 电阻器 0036 600 ： 601 ： 602 ： 603 ： 60N ： 基于发光二极管的照明段 0037 801 ： 802 ： 803 ： 80N ： 开关控制器 0038 901 ： 切换电压比较单位 0039 2001 ： 开关器 0040 3001 ： 电压比较器 0041 8001 ： 开关器 0042 9001 ： 电压比较器 说 明 书 CN 103716935 A 7 4/8 页 8 0043 9002 ： 模式区分电压比较器 0044 3011 ： 2011 ： 2021 ： 8。

27、011 ： 8021 ： 8031 ： 9011 ： 9012 ： 传送信号 具体实施方式 0045 如上所述， 为了提高基于发光二极管的照明装置的亮度， 多数个包含有一个以上 的发光二极管的照明单位通常被串联， 以增加发光强度。因此， 提供多种可能的照明模式， 以使照明装置能以不同的发光强度操作， 是非常需要的。为达成此目的， 最直接的一个方 法， 是对每一基于发光二极管的照明单位， 使用一各别的开关器来控制该照明单位， 使其被 串接在照明装置里， 或被以短路方式绕过， 可是这种方法需要非常昂贵的硬件成本。 0046 本发明提出一种创新的装置， 将基于发光二极管的照明装置， 以分段的方法控制。

28、。 此一新方法将照明装置里所有的基于发光二极管的照明单位， 分割成多数个基于发光二极 管的照明段， 每一照明段包含有一个以上的串联的发光二极管的照明单位。在每一个照明 模式下， 照明装置里的某些基于发光二极管的照明段， 可以被控制成互相串联， 而另外一些 照明段则被绕过。 为了简化说明， 以下的范例假设每一基于发光二极管的照明单位， 只有一 个发光二极管。 0047 图 1 显示本发明中， 将基于发光二极管的照明装置操作于 M 种不同的照明模式下 的输入电源的电压值VIN。 该输入电源是经过整流的交流电压， 而在每种不同的操作模式下， 输入电压值会使不同数量的照明段打开。如图 1 所示， 当输。

29、入电压值 VIN在时间 Ti与 Ti+1之 间从 Vi增加到 Vi+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 VIN(MAX)后， 电压值开始减低。当输入电压值在 VM与 VIN(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 Vi与 Vi+1之间时， 则又操作于 模式 -i。电压值 Vi与 Vi+1之间的差异为模式区分电压 Vmdiff。 0048 图 2 显示了根据本发明的第一优选实施范例， 用于驱动多数个基于发光二极管的 照明段的照明装置的电路示意图。基于发光二极管的照明装置包括多数个基于发光二极 管的照。

30、明段 101， 102， .， 10N， 与一电流控制器 401 串联于输入电压 VIN和地之间。切换电 压比较单位 301 控制了多个开关控制器 201， 202， .， 20N。每一基于发光二极管的照明段 有一正端和一负端， 每一开关控制器与一基于发光二极管的照明段并联在该正端和负端之 间。 0049 在本发明中， 切换电压比较单位301根据输入电压VIN来比较每一操作模式的开关 切换电压。切换电压比较单位 301 产生几个共同信号送到每一个开关控制器， 这些信号包 括重置信号， 上 / 下信号， 和同步信号。重置信号将所有的开关控制器 201， 202， .， 20N 重 置到初始状态，。

31、 上 / 下信号显示输入电压 VIN是在增加或减少， 同步信号使所有的开关控制 器 201， 202， .， 20N 能同步切换。图 3 显示了以经过整流的交流电压为输入电压而产生的 共同信号的波形。 0050 根据本发明， 如图 2 所示， 每一个开关控制器接收一输入传送信号， 并送出一输出 传送信号到下一个开关控制器。从图 2 可以看出。与第一基于发光二极管的照明段 101 并 联的第一个开关控制器 201， 接收从切换电压比较单位 301 产生的第一传送信号 3011。第 一开关控制器 201 送出传送信号 2011 到第二开关控制器 202。而第二开关控制器 202 再送 出传送信号 。

32、2021 到下一个开关控制器， 依此类推。在某些应用中， 在最上端的基于发光二 说 明 书 CN 103716935 A 8 5/8 页 9 极管的照明段 101 并不需要被控制， 因此不需要并联一个开关控制器。在这种情况下， 切换 电压比较单位 301 可以将产生的第一传送信号 3011 送到与第二基于发光二极管的照明段 102 并联的第二个开关控制器 202。 0051 在本发明中， 每一个开关控制器 201， 202， .， 20N 受切换电压比较单位 301 的控 制， 而使其相并联的基于发光二极管的照明段与其它的基于发光二极管的照明段串联， 或 将相并联的基于发光二极管的照明段短路绕。

33、过。每一基于发光二极管的照明段可以有不 同数量的基于发光二极管的照明单位， 每一个开关控制器 201， 202， .， 20N 可以是不相同 的。在图 2 中所显示的电流控制器 401 为一电流限制器， 该电流控制器也可以由一电阻器 501 取代。 0052 如图 1 所示， 当输入电压值 VIN在时间 Ti与 Ti+1之间从 Vi增加到 Vi+1时， 该基于 发光二极管的照明装置操作于模式 -i。根据图 2 显示的优选实施范例， 开关控制器 201， 202， .， 20N 受切换电压比较单位 301 的控制， 可以选择性的将某一个或多数个基于发光 二极管的照明段中的发光二极管单位打开照明。。

34、 0053 举例来说， 在时间 T1和 T2之间， 切换电压比较单位 301 可以控制开关控制器 201， 使得在基于发光二极管的照明段 101 的发光二极管单位打开照明， 而所有其它的照明段则 关闭。在时间 T2和 T3之间， 切换电压比较单位 301 可以控制开关控制器 202， 使得在基于 发光二极管的照明段 102 的发光二极管单位打开照明， 而所有其它的照明段则关闭。当输 入电压值 VIN增加到 VM与 VIN(MAX)之间时， 切换电压比较单位 301 可以控制所有的开关控制 器 201， 202， .， 20N， 而使所有在基于发光二极管的照明段 101， 102， .， 10N。

35、 的发光二极 管单位全部打开照明。 0054 图 4 显示一根据本发明的第一优选实施范例而设计的开关控制器 201， 202， .， 20N的电路范例。 开关控制器的电路包含一个开关器2001与相对应的基于发光二极管的照 明段并联。开关控制器接收从切换电压比较单位 301 或连接在前端的另一开关控制器送出 的一输入传送信号 Pin， 同时也送出一输出传送信号 Pout给连接在后端的另一开关控制器。 切换电压比较单位 301 将同步， 重置， 以及上 / 下等共同信号送到每一个开关控制器， 使开 关控制器内的逻辑电路得以产生输出传送信号 Pout。开关控制器内部也产生一用来打开或 关闭开关器 2。

36、001 的控制信号。 0055 图5显示一根据本发明的第一优选实施范例而设计的切换电压比较单位301的电 路范例。切换电压比较单位 301 包含有多数个电压比较器 3001。根据输入电压 VIN的电压 值， 切换电压比较单位 301 内的电路产生第一传送信号以及图 3 所显示的同步， 重置， 以及 上 / 下等共同信号。 0056 图 6 显示一根据本发明的第一优选实施范例而设计的基于发光二极管的照明装 置， 其中包含有四个基于发光二极管的照明段。在最上端的一个基于发光二极管的照明段 600 含有一个基于发光二极管， 而其它的三个基于发光二极管的照明段 601-603 则各别有 一， 二和四个。

37、基于发光二极管。三个开关控制器 201-203 与三个基于发光二极管的照明段 601-603 各别并联。切换电压比较单位 301 将同步， 重置， 以及上 / 下等共同信号送到每一 个开关控制器 201-203， 并且将第一传送信号送到开关控制器 201。开关控制器 201 再送出 一输出传送信号到开关控制器 202， 而开关控制器 202 则又送出一输出传送信号到开关控 制器 203。 说 明 书 CN 103716935 A 9 6/8 页 10 0057 根据本发明， 在不同的操作模式下， 如何来打开或关闭某些或全部的基于发光二 极管的照明段， 是由开关控制器的设计而决定的。以图 4 中。

38、所显示的开关控制器来说， 在图 6 中的基于发光二极管的照明装置， 可以被控制在八种模式下操作， 而将一到八个发光二极 管打开照明。 0058 在图 6 的基于发光二极管的照明装置， 其中的开关控制器 201-203， 可以用图 4 的 控制器电路来形成一个三位的上 / 下计数器， 以控制在开关控制器内的开关器 2001。从 切换电压比较单位 301 送出的传送信号控制此三位的计数器的上 / 下计数， 当开关控制器 201-203被重置时， 因为所有的开关控制器201-203中的开关器2001都是被短路的， 只有在 照明段 600 里的发光二极管是打开照明的。 0059 当输入电压 VIN增加。

39、， 而且传送信号经过开关控制器 201-203 的传送， 由开关控制 器201-203形成的三位的上/下计数器， 可以在模式-1， 模式-2， 模式-3， 模式-4， 模式-5， 模式-6， 和模式-7下， 输出011， 101， 001， 110， 010， 100和000的开关信号， 来控制每一开关 控制器里的开关器 2001 以打开不同数量的发光二极管， 从而提供不同的操作模式给基于 发光二极管的照明装置。举例来说， 在模式 -3 下， 该三位的上 / 下计数器的值为 001， 开关 控制器 201 和 202 的两个位是 0。因此， 除了在照明段 600 里的发光二极管以外， 在照明段。

40、 601 和 602 里的发光二极管也都打开照明。 0060 图 7 显示了根据本发明的第二优选实施范例， 用于驱动多数个基于发光二极管的 照明段的照明装置的电路示意图。在此优选实施范例中， 该照明装置也包括多数个基于发 光二极管的照明段 101， 102， .， 10N， 与一电流控制器 401 串联于输入电压 VIN和地之间。 每一基于发光二极管的照明段有一正端和一负端， 和一相对应的开关控制器从该照明段的 正端连接到电流控制器 401 的第一端， 以及一切换电压比较单位 901 控制了多个开关控制 器 801， 802， .， 80N。 0061 从图 7 可以看出， 在此优选实施范例中。

41、， 每一开关控制器将在相对应的基于发光 二极管的照明段之下的所有基于发光二极管的照明段以并联方式连接。举例来说， 开关控 制器 801 与基于发光二极管的照明段 101-10N 并联， 开关控制器 802 与基于发光二极管的 照明段 102-10N 并联， 而开关控制器 803 则与基于发光二极管的照明段 103-10N 并联， 依此 类推。 0062 与本发明的第一优选实施范例类似， 切换电压比较单位901根据输入电压VIN来比 较每一操作模式的开关切换电压。切换电压比较单位 901 产生几个共同信号送到每一个开 关控制器， 这些信号包括重置信号， 上 / 下信号， 和同步信号。重置信号将所。

42、有的开关控制 器 801， 802， .， 80N 重置到初始状态， 上 / 下信号显示输入电压 VIN是在增加或减少， 同步 信号使所有的开关控制器 801， 802， .， 80N 能同步切换。 0063 根据本发明的第二优选实施范例， 除了第一和最后的开关控制器之外， 每一开关 控制器都送出一输出传送信号给前后两个开关控制器， 每一开关控制器也都接收从前后两 个开关控制器送出的输出传送信号。举例来说， 开关控制器 802 送出输出传送信号 8021 到 开关控制器 801 和 803， 并且接收从开关控制器 801 送出的输出传送信号 8011， 和从开关控 制器 803 送出的输出传送。

43、信号 8031。 0064 从图7可以看出， 第一开关控制器801并没有前端的开关控制器， 因此它接收从切 换电压比较单位 901 发出的第一个传送信号 9011。在此一优选实施范例中， 最后一个开关 说 明 书 CN 103716935 A 10 7/8 页 11 控制器 80N 也没有后端的开关控制器， 因此它接收从切换电压比较单位 901 发出的最后一 个传送信号 9012。 0065 如前所述， 在某些应用中， 在最上端的基于发光二极管的照明段 101， 并没有控制 的必要。在此情况下， 如果开关控制器 801 并不存在， 切换电压比较单位 901 发出的第一个 传送信号 9011， 。

44、就直接被送到开关控制器 802。除此之外， 本发明中的每一基于发光二极 管的照明段可以有不同数量的基于发光二极管的照明单位， 每一开关控制器 801， 802， .， 80N 并不须是与其它的开关控制器相同的。 0066 在本发明的第二优选实施范例中， 每一个开关控制器 801， 802， .， 80N 受切换电 压比较单位 901 的控制， 而使其相并联的基于发光二极管的照明段打开照明， 或将相并联 的基于发光二极管的照明段短路绕过。举例来说， 如果开关控制器 801 被控制成短路， 所有 的基于发光二极管的照明段都被短路绕过。如果开关控制器 802 被控制成短路， 则除了第 一个基于发光二。

45、极管的照明段外， 其它所有的基于发光二极管的照明段都被短路绕过， 依 此类推。 0067 本发明的第二优选实施范例的操作， 也如图 1 所示， 当输入电压值 VIN在时间 Ti与 Ti+1之间从 Vi增加到 Vi+1时， 该基于发光二极管的照明装置操作于模式 -i。根据图 7 所显 示的第二优选实施范例， 在时间 T1和 T2之间， 切换电压比较单位 901 可以控制开关控制器 801， 使得在基于发光二极管的照明段 101 里的发光二极管单位打开照明， 而所有其它的照 明段 102， 103， .， 10N， 则受到开关控制器 802， 803， .， 80N 的控制而关闭。 0068 在时。

46、间 T2和 T3之间， 切换电压比较单位 901 可以控制开关控制器 801 和 802， 使 得在基于发光二极管的照明段 101 和 102 里的发光二极管单位打开照明， 而所有其它的照 明段 103， .， 10N， 则受到开关控制器 803， .， 80N 的控制而关闭。 0069 在图 7 所显示的第二优选实施范例中， 每一个基于发光二极管的照明段是依照顺 序而打开照明的， 当输入电压值 VIN从 0 增加到 VIN(MAX)时， 照明段 101， 照明段 102， .， 照明 段 10N 依序而打开照明。当输入电压值达到最高而开始降低时， 每一个基于发光二极管的 照明段也是依照顺序而。

47、关闭的。 0070 图 8 显示一根据本发明的第二优选实施范例而设计的开关控制器 801， 802， .， 80N的电路范例。 开关控制器的电路包含一个开关器8001与相对应的基于发光二极管的照 明段并联。 开关控制器接收从连接在前端的一开关控制器送出的一输入传送信号P1in以及 接收从连接在后端的另一开关控制器送出的另一输入传送信号 P2in。同时也送出一输出传 送信号 Pout给连接在前后端的两个开关控制器。切换电压比较单位 901 将同步， 重置， 以及 上 / 下等共同信号送到每一个开关控制器， 使开关控制器内的逻辑电路得以产生输出传送 信号 Pout。开关控制器内部也产生一用来打开或。

48、关闭开关器 8001 的控制信号。 0071 图9显示一根据本发明的第二优选实施范例而设计的切换电压比较单位901的电 路范例。切换电压比较单位 901 包含有多数个电压比较器 9001。根据输入电压 VIN的电压 值， 切换电压比较单位 901 内的电路产生图 3 所显示的同步， 重置， 以及上 / 下等共同信号。 除此之外， 如图 7 所显示， 切换电压比较单位 901 也产生第一和最后传送信号 9011， 9012 给 第一和最后的两个开关控制器 801 和 80N。 0072 图 10 显示一根据本发明的第二优选实施范例而设计的基于发光二极管的照明装 置， 其中包含有四个基于发光二极管。

49、的照明段。在最上端的一个基于发光二极管的照明段 说 明 书 CN 103716935 A 11 8/8 页 12 100 并没有相对应的开关控制器。三个开关控制器 801-803 各自从三个对应的基于发光二 极管的照明段 101-103 的正端连接到电流控制器 401 的第一端。 0073 切换电压比较单位901将同步， 重置， 以及上/下等共同信号送送到每一个开关控 制器801-803， 并且将第一传送信号9011送到开关控制器801以及最后传送信号9012送到 开关控制器 803。开关控制器 801 再送出一输出传送信号 8011 到开关控制器 802， 开关控 制器 802 则又送出一输出传送信号 8021 到开关控制器 801 和 803， 而开关控制器 803 也又 送出一输出传送信号 8031 到开关控制器 802。 0074 根据本发明的第二优选实施范例而设计的切换电压比较单位 901， 也可以用图 11 所显示的电路范例来实施。在该电路中， 切换电压比较单位 901 包含有两。