TWI508616B - 具有可切換交流輸入電壓範圍的ｌｅｄ光引擎的電子控制裝置及其應用 - Google Patents

Description

具有可切換交流輸入電壓範圍的LED光引擎的電子控制裝置及其應用

本發明係有關於一種發光二極體光引擎控制裝置，特別是其針對不同電壓源，而可切換發光二極體陣列鍊為並聯或串聯點亮的一種發光二極體光引擎電子控制裝置。

相對於傳統燈具，發光二極體具有較高的發光效率(luminous efficacy)，傳統燈泡每瓦提供約15流明(15 lumens per watt)，而發光二極體則每瓦高達100流明(100 lumens per watt)以上，同時發光二極體具有相對壽命較長、較不受外界干擾及不易損壞的優點，是照明設備的首選。

然而，發光二極體需要直流電驅動，而市電為交流電，因此，首先需要一個全波/半波整流器(full-wave/half-wave rectifier)將交流電整流成直流電。此外，受限於不同國家之交流電的規格不同，照明裝置在不同國家使用時，常需要透過降壓/升壓轉換器(電壓轉換器buck/boost converter)作轉接，以將電壓源轉換為照明裝置可以承受的電壓，否則容易有輸入電壓過低而無法點亮或輸入電壓過高而將燈泡燒毀的問題。

對於使用者來說，額外攜帶電壓轉換器(voltage converter)並不方便。另一方面，廠商在製造照明裝置時，需要針對不同國家的交流電之電壓規格來生產對應的照明裝置，也增加製程上的複雜度及製造成本。

因此，簡化電路及製程複雜度並降低製造成本是目前發光二極體光源研發的主要課題之一。本發明之實施例提供一種可直接用於不同電壓之交流電路的發光二極體光源，且其具有製造成本低廉、性能優異、不易損壞及電路簡單等優點，詳如後述。

本發明所提出的具有可切換交流輸入電壓範圍的LED光引擎的電子控制裝置，可以使用於不同交流電的電源，無需配合額外的電壓轉換器，即可用於不同國家的交流電，具有電路簡單及製造成本低等優點。

本發明提出具有可切換交流輸入電壓範圍的LED光引擎的電子控制裝置，可依據不同的交流電，手動或自動切換兩組發光二極體陣列鍊串聯點亮或並聯點亮。

本發明一實施例所提出的具有可切換交流輸入電壓範圍的LED光引擎的電子控制裝置，包含兩個電流調節器、切換單元、一個切換控制器(switch controller)。將具有可切換交流輸入電壓範圍的LED光引擎的電子控制裝置，連接兩組發光二極體陣列(LED array)鍊而形成可切換交流電壓源之發光二極體照明設備。

電流調節器(current regulator)，調整輸入電流波形成類正弦(quasi-sinusoidal)的方波(square wave)或階波(step wave)波形，有效地提升功率因數。

切換單元用以控制兩組發光二極體陣列鍊為並聯或串聯。第一種實施方式僅在第一發光二極體陣列鍊的陰極及第二組LED陣列鍊之陽極設置一個切換單元。第二種實施方式是在第一發光二極體陣列鍊的陰極設置第一切換單元，第二發光二極體陣列鍊的陽極設置第二切換單元，再串聯第一切換單元及第二切換單元。

切換控制器依據外部交流電壓源的偵測值控制切換單元。本發明提供手動切換及自動切換的模式。手動切換是由使用者依據電壓源進行切換。自動切換是由切換控制器偵測輸入電壓以進行切換，自 動切換模式具有鎖存器電路(latch circuit)，當切換控制器偵測電壓源之瞬間電壓(instantaneous voltage)並與一臨界電壓比較後，配合鎖存器電路可鎖固電壓源對應之LED陣列鍊的串並聯點亮模式，避免高電壓源之正弦波的瞬間電壓由下而上或由上而下地通過臨界電壓時產生切換並聯/串聯的情況。

於一實施例中，可以利用切換控制器(switch controller)結合一鎖存器電路(latch circuit)，自動切換於並聯模式及串聯模式。切換控制器偵測整流後的交流電壓，並判斷瞬間電壓是否達到一臨界電壓(threshold voltage)。可設定180V做為臨界電壓，當作115伏特(V)至230(V)之範圍的交流電壓分界。若切換控制器偵測到115V的交流電壓，其瞬間電壓(instantaneous voltage)永遠無法達到臨界電壓(180V)，鎖存器電路恆閒置(idle)，兩組電子控制裝置會維持並聯組態。若切換控制器偵測到230V的交流電壓，瞬間電壓將沿正弦波之軌跡由下而上或由上而下地通過預設之臨界電壓(180V)，鎖存器電路將鎖固兩組電子控制裝置的串聯組態，以避免兩組電子控制裝置在並聯與串聯的組態方式間跳動(bouncing)。本發明之實施例所述之電壓值115V,180V,230V係用以輔助說明，並非用以限制本發明。

AC‧‧‧交流電壓源

10、20‧‧‧照明裝置

100‧‧‧整流器

120、140‧‧‧切換控制器

R1、R2‧‧‧電流調節器

G1、G2‧‧‧發光二極體陣列鍊

G11、G12、G13、G21、G22、G23‧‧‧發光二極體陣列

S11、S12、S21、S22‧‧‧旁通開關

T11、T12、T21、T22‧‧‧偵測器

Ra、Ra’、r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11、rd、rd’‧‧‧電阻

C1、C2‧‧‧電容

D1、D2、D3、D4、D5‧‧‧二極體

E1、E2、F1、F2‧‧‧接點

L‧‧‧鎖存器電路

S0、B1、B2、B3、B4‧‧‧電晶體

S1、S2‧‧‧切換單元

P1、P2、P3、P4‧‧‧路徑

X‧‧‧並聯調節器

Z1、Z2‧‧‧崩潰二極體

圖1A所示為依照本發明一實施例之照明裝置之電路架構的示意圖，照明裝置10包括具有可切換交流輸入電壓範圍的LED光引擎的電子控制裝置及外部之第一發光二極體陣列鍊G1及第二發光二極體陣列鍊G2。圖1A用以說明利用具有可切換交流輸入電壓範圍的LED光引擎的電子控制裝置調控兩組發光二極體陣列鍊的並聯與串聯的切換原理。於低電壓源時，切換控制器120將兩組發光二極體陣列鍊之間的第一切換單元S1切換至第一接點E1，且將第二切換單元S2切換至第一接點F1，使得二組發光二極體陣列鍊並聯點亮。於高電壓源時，切換控制器120將兩組發光二極體陣列鍊之間的第一切換單元S1切換至第二接點E2，且將第二切換單元S2切換至第二接點F2，使得二組發光二極體陣列鍊串聯點亮。

圖1B所示為依照圖1A之具有可切換交流輸入電壓範圍的LED光引擎的電子控制裝置，於低電壓源時並聯二組發光二極體陣列鍊之方法示意圖。其中，第一發光二極體陣列鍊G1透過路徑一P1汲取電流，第二發光二極體陣列鍊G2透過路徑二P2汲取電流，使兩組發光二極體陣列鍊並聯。

圖1C所示為依照圖1A之具有可切換交流輸入電壓範圍的LED光引擎的電子控制裝置，於高電壓源時串聯二組發光二極體陣列鍊之方法示意圖。其中，第一發光二極體陣列鍊G1與第二發光二極體陣列鍊G2透過路徑三P3串聯。

圖1D所示為依照圖1A之照明裝置的一種具體電路實施例示意圖。於圖1D中，應用一種分級點亮且分級熄滅的發光二極體陣列鍊於圖1A的具體電路實施例示意圖，在一週期之前半週期，隨輸入電壓升高，由下而上的方式逐級導通LED陣列，輸入電流以類正弦之步階波(step wave)方式逐步上升；在一週期之後半週期，隨輸入電壓下降，由上而下的方式逐級截止LED陣列，輸入電流以類正弦之步階波方式逐級下降，以改善功率因數。於此實施例中，切換控制器120由手動控制。

圖1E所示為依照圖1A之具有可切換交流輸入電壓範圍的LED光引擎的電子控制裝置的另一實施例電路示意圖。於此實施例中，切換控制器120可自動判斷外部電壓源提供電位之高低，對應控制二組發光二極體陣列鍊的串並聯。

圖2A所示為依照本發明另一實施例之照明裝置之電路架構的示意圖，照明裝置10包括具有可切換交流輸入電壓範圍的LED光引擎的電子控制裝置及外部發光二極體陣列鍊。圖2A用以說明兩組發光二極體陣列鍊的另一種並聯與串聯的切換原理。於低電壓源時，切換控制器140將兩組發光二極體陣列鍊之間的第一切換單元S1接換至第一接點E1以接地，且導通第二發光二極體陣列鍊G2耦接之電流調節器R2，使得二組發光二極體陣列鍊並聯點亮。於高電壓源時，切換控制器140將兩組發光二極體陣列鍊之間的第一切換單元S1接換至第二 接點E2，且截止第二發光二極體陣列鍊G2耦接之電流調節器R2，使得二組發光二極體陣列鍊串聯點亮。

圖2B所示為依照圖2A之具有可切換交流輸入電壓範圍的LED光引擎的電子控制裝置，於低電壓源時並聯二組發光二極體陣列鍊之方法示意圖。其中，第一發光二極體陣列鍊G1透過路徑一P1汲取電流，第二發光二極體陣列鍊G2透過路徑二P2汲取電流。

圖2C所示為依照圖2A之具有可切換交流輸入電壓範圍的LED光引擎的電子控制裝置，於高電壓源時串聯二組發光二極體陣列鍊之方法示意圖。其中，第一發光二極體陣列鍊G1與第二發光二極體陣列鍊G2透過路徑四P4串聯點亮。

圖2D所示為依照圖2A之具有可切換交流輸入電壓範圍的LED光引擎的電子控制裝置的一種實施例電路示意圖。於此實施例中，切換控制器140可自動判斷電壓源提供之電位的高低，對應控制二組發光二極體陣列鍊之串並聯。

傳統上，用於交流電壓源之電壓為正弦波形，須經整流成脈動直流波形(pulsating DC waveform)後，才可應用於發光二極體照明裝置。不過各國的交流電的電壓有效值範圍並不相同，一般而言，大致上可分為100伏特(V)~120V的低電壓源及200V~240V的高電壓源。以照明裝置來說，在製造過程中即需要考量其適用的電壓源之輸入電壓範圍，並據以設計電路結構。然而，所設計的照明裝置若誤用不適合的電壓源，可能無法使用或燒毀。

舉例來說，當適用於115V的照明裝置，接上230V的交流電，可能會因為輸入電壓過高而導致電路燒毀，而適用於230V的照明裝置，接上115V的交流電，可能會因為輸入電壓過低而無法正常點亮。也就是說，傳統的照明裝置一旦製造完成，就只能適用於單一的電壓輸入規格，若需要使用於不同的電壓輸入規格，則需要外接一個電壓轉換器，對使用者造成不便。對於製造商來說，也需要因應不同國家的電 壓輸入規格，設計出可以適用的照明裝置，由於需要設計不同規格的照明裝置，增加製程複雜度及製造的成本。

本發明的點燈策略是將兩組發光二極體陣列鍊，依據輸入電壓的偵測值，當為低電壓源(115V交流電壓源)時，以並聯方式點亮兩組發光二極體陣列鍊；當為高電壓源(230V交流電壓源)時，以串聯方式點亮兩組發光二極體陣列鍊，使得單一的照明裝置可適用於不同範圍的輸入電壓，不但電路簡單，且可簡化製程複雜度，對於使用者也有更便利使用的優點。

同時為提升功率因數，本發明一實施例可利用電流調節器，調整通過發光二極體陣列鍊的電流，使得總電流的相位及波形趨近輸入電壓的相位及波形，有效提升功率因數。

圖1A繪示依照本發明一實施例之照明裝置，包括一具有可切換交流輸入電壓範圍的LED光引擎的電子控制裝置及外部之發光二極體陣列鍊基本架構。如圖1A所示，切換式發光二極體光引擎的控制裝置，包括第一電流調節器(current regulator)R1、第二電流調節器R2及一控制模組。第一電流調節器R1、第二電流調節器R2用以提供負載電流以及限制最大輸出電流，避免損害負載電路。

圖1A繪示第一電流調節器R1及第二電流調節器R2設於第一發光二極體陣列鍊G1之陽極與第二發光二極體陣列鍊G2之陽極，但不以此為限。第一電流調節器R1可電性連接外部電壓源，並耦接於外部之第一發光二極體陣列鍊G1之陽極或陰極。並且，第二電流調節器R2可電性連接外部電壓源，並耦接於外部之第二發光二極體陣列鍊G2之陽極或陰極。

控制模組包括第一切換單元S1、第二切換單元S2與切換控制器120，第一切換單元S1之第二接點E2與第二切換單元S2之第二接點E2電性連接(短路)。第一切換單元S1耦接第一發光二極體陣列鍊G1之陰極，且受控於切換控制器120，以依據輸入電壓的瞬間電壓切換於第一接點E1及第二接點E2間。第二切換單元S2耦接於第二發光二極體陣列鍊G2之陽極，依據輸入電壓的瞬間電壓，切換於第一接點 F1及第二接點F2間。切換控制器120可以是控制電路(自動切換)或開關切換器(手動切換)。

外部電壓源例如是交流電壓源(交流之正弦波)，可提供電壓有效值介於例如是115V~120V的交流電壓(低電壓源)，或是提供電壓有效值介於例如是230V~240V的交流電壓(高電壓源)，經過整流器100整流後，成為脈動直流波訊號，以作為一輸入電壓供應至發光二極體陣列鍊。

圖1B所示為依照圖1A之具有可切換交流輸入電壓範圍的LED光引擎的電子控制裝置，於低電壓源時，並聯二組發光二極體陣列鍊之方法示意圖。當輸入電壓為低電壓源時，切換控制器120(繪示於圖1A)調控第一切換單元S1切換至第一接點E1，使第一發光二極體陣列鍊G1透過第一切換單元S1經第一接點E1而接地(路徑一P1)。並且，切換控制器120可調控第二切換單元S2切換至第一接點F1，使第二發光二極體陣列鍊G2透過第二切換單元S2經第一接點F1而接收輸入電壓(路徑二P2)。如此一來，第一發光二極體陣列鍊G1及第二發光二極體陣列鍊G2係並聯點亮。

圖1C所示為依照圖1A之具有可切換交流輸入電壓範圍的LED光引擎的電子控制裝置，於高電壓源時，串聯二組發光二極體陣列鍊之方法示意圖。當輸入電壓為高電壓源時，切換控制器120(繪示於圖1A)調控第一切換單元S1切換至第二接點換至第二接點E2，且調控第二切換單元S2切換至第二接點F2，使得第一發光二極體陣列鍊G1及第二發光二極體陣列鍊G2，透過第一切換單元S1的第二接點E2及第二切換單元S2的第二接點F2(第二接點E2及第二接點F2短路)而串聯(路徑三P3)。如此一來，第一發光二極體陣列鍊G1及第二發光二極體陣列鍊G2係串聯點亮。

圖1D所示為依照圖1A之照明裝置的一種具體電路實施例示意圖。於此實施例中，切換控制器120例如係一六腳(pin)或四腳之機械式開關切換器。切換控制器120可由手動控制，亦即，在已知交流電的形式(交流電的電壓範圍)的情況下，使用者可以依據電壓源之輸入電 壓的範圍，透過切換控制器120來控制切換單元的接點的位置。當提供低電壓源時，可將第一切換單元S1切換至第一接點E1且第二切換單元S2切換至第一接點F1，以將兩組電子控制裝置(亦即，發光二極體陣列鍊G1及G2)並聯點亮。當提供高電壓源時，可將第一切換單元S1切換至第二接點E2且第二切換單元S2切換至第二接點F2，以將兩組電子控制裝置(亦即，發光二極體陣列鍊G1及G2)串聯點亮。並聯點亮及串聯點亮的方式(電流路徑)已經分別說明於圖1B及圖1C，於此不再贅述。

於圖1D中，應用一種分級點亮且分級熄滅的發光二極體陣列鍊於圖1A~圖1C的具體電路實施例示意圖，其利用開關調節器鍊控制對應的發光二極體陣列鍊。開關調節器鍊由複數個開關調節器串接而成，除最後一級LED陣列外，一開關調節器(switch regulator)與一LED陣列並聯。開關調節器是包含旁通開關(S11、S12、S21、S22，以下簡稱Si)及偵測器(T11、T12、T21、T22，以下簡稱Ti)，旁通開關(Si)受偵測器(Ti)之控制而切換於導通態(ON state)、調節態(Regulating state)以及截止態(OFF state)。起始時，將開關調節器鍊之所有開關調節器設定為閉路(導通)。

在一週期之前半週期，輸入電壓升高，旁通開關(Si)受偵測器(Ti)之控制，由下而上，逐級由導通態轉換為調節態，再轉換為截止態，使得LED陣列由下而上逐級點亮。在一週期之後半週期，輸入電壓下降，旁通開關(Si)受偵測器(Ti)之控制，由上而下，逐級由截止態轉換為調節態，再轉換為導通態，使得LED陣列由上而下逐級熄滅，然後重新一個週期，如此循環。

特別說明，第一發光二極體陣列鍊G1及第二發光二極體陣列鍊G2可以包括任何形式之發光二極體陣列鍊，並不侷限於圖1D所示之分級點亮且分級熄滅的發光二極體陣列鍊的形式。

電流調節器R1及電流調節器R2包含一電晶體開關，例如係金屬氧化物半導體場效應電晶體(作為開關)，電晶體開關與一並聯調節器或npn雙極性接面電晶體(開關之控制電路)串聯而受其控制。並聯調 節器或npn雙極性接面電晶體的串聯電路用以控制該金屬氧化物半導體場效應電晶體之導通與截止。電流調節器R1及電流調節器R2可設於發光二極體陣列鍊之陽極或陰極。

圖1E所示為依照圖1A之具有可切換交流輸入電壓範圍的LED光引擎的電子控制裝置的另一種實施例電路示意圖。於此實施例中，第一切換單元S1與第二切換單元S2，分別係一N通道金氧半場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)及一pnp型雙極性接面電晶體(Bipolar Junction Transistor,BJT)。當然，第一切換單元S1與第二切換單元S2也可利用其他電晶體來實施，並不作限制。

於此實施例之切換控制器120係自動控制，亦即，切換控制器120可偵測電壓源之輸入電壓，並依據輸入電壓自動判斷為低電壓源或高電壓源。於低電壓源時，切換控制器120將兩組發光二極體陣列鍊之間的第一切換單元S1及第二切換單元S2，分別切換至第一接點E1及F1，使得二組電子控制裝置(亦即，發光二極體陣列鍊)並聯點亮。於高電壓源時，切換控制器將兩組發光二極體陣列鍊G1及G2之間的第一及第二切換單元S1及S2分別切換至第二接點E2及F2，使得二組電子控制裝置(亦即，發光二極體陣列鍊)串聯點亮。

切換控制器120包括分壓電路(包括電阻r1及電阻r2)、並聯調節器X、電晶體S0、二極體D1、二極體D2、二極體D3、崩潰二極體Z1及崩潰二極體Z2。

分壓電路(電阻r1及電阻r2)耦接外部電壓源與接地點之間，分壓電路(電阻r1及電阻r2)之分壓節點透過二極體D1連接於並聯調節器X的參考極(R)，電阻r3與電容C1所構成的RC電路連接於並聯調節器X的參考極(R)與陽極(A)間。利用分壓電路(電阻r1及電阻r2)的分壓比，可切換並聯調節器X的陽極(A)與陰極(K)間通路的導通與截止，本發明之實施例將臨界電壓控制在130-190伏特(V)之間，例如但不限於180V。

當輸入電壓低於臨界電壓，並聯調節器X截止，二極體D2、D3逆偏，電晶體S0受電阻r5及齊納二極體Z1之控制而導通，作為第 一切換單元S1的電晶體受電阻r6及齊納二極體Z2之控制而導通，二極體D4逆偏，第一發光二極體陣列鍊G1之陰極連接地端，分壓電路(電阻r7、r8)導通，作為第二切換單元S2的雙極性接面電晶體B1導通，第二發光二極體陣列鍊G2之陽極透過第二電流調節器R2與輸入電壓源連接，第一發光二極體陣列鍊G1與第二發光二極體陣列鍊G2並聯導通。

當輸入電壓高於臨界電壓，並聯調節器X導通，二極體D2、D3順偏，電晶體S0截止，分壓電路(電阻r7、r8)斷路，作為第一切換單元S1的電晶體截止，二極體D4順偏，作為第二切換單元S2的雙極性接面電晶體B1截止，第一發光二極體陣列鍊G1透過二極體D4與第二電流調節器R2連接第二發光二極體陣列鍊G2之陽極，第一發光二極體陣列鍊G1與第二發光二極體陣列鍊G2串聯導通。

鎖存器電路L設置於切換控制器120與第二發光二極體陣列鍊G2之間，用於鎖固輸入電壓為230V或115V時，對應之發光二極體陣列鍊的串並聯狀態，避免在高電壓源(230V)的正弦波隨電壓波形轉換(高於臨界電壓或低於臨界電壓)而不斷地切換串聯及並聯點亮的模式。當輸入電壓源低於臨界電壓時，並聯調節器X恆截止，鎖存器電路L截止，第一發光二極體陣列鍊G1及第二發光二極體陣列鍊G2恆為並聯點亮；當輸入電壓源高於臨界電壓時，並聯調節器X導通，鎖存器電路L導通。並且，在交流輸入電壓於一週期中，低於臨界電壓之期間，鎖存器電路L維持並聯調節器X之導通，第一發光二極體陣列鍊G1及第二發光二極體陣列鍊G2恆為串聯點亮。

本實施例之鎖存器電路L包括二極體D5、電容C2、電晶體B2(例如係雙極性接面電晶體)、電阻r9及分壓電路(串聯之電阻r10及電阻r11)。第二發光二極體陣列鍊G2連接二極體D5之陽極，二極體D5之陰極透過分壓電路(串聯之電阻r10及電阻r11)連接切換控制器120之並聯調節器X的陰極；二極體D5之陰極透過雙極性接面電晶體B2及電阻r9連接並聯調節器X的參考極，雙極性接面電晶體B2的基極連接分壓電路(串聯之電阻r10及電阻r11)的節點，以及二極體D5之陰極透過電容C2連接地端。

當交流電壓源之輸入電壓恆低於臨界電壓時(輸入電壓源為115V之情況)，於非空載時間內，透過分壓電路(電阻r1及電阻r2)的節點分壓，二極體D1順偏，電容C1充電，但分壓電路(電阻r1及電阻r2)的節點分壓尚不足以達到並聯調節器X的參考電壓，並聯調節器X恆截止。此外，二極體D5順偏，電容C2充電，並聯調節器X的截止使得電晶體B2截止，鎖存器電路L閒置(idle)。

當交流電壓源為高電壓源時(輸入電壓源為230V之情況)，於此正弦波的一週期內，同時存在低於臨界電壓以及高於臨界電壓之情況。

第一次輸入電壓上升至高於臨界電壓時，二極體D1順偏，電容C1兩端的電位維持在參考電位Vref，並聯調節器X導通，二極體D5順偏，透過分壓電路(電阻r10及電阻r11)使電晶體B2導通，電容C2充電，並聯調節器X與電晶體B2互相鎖定在導通狀態。特別說明，當輸入電壓第一次升高至臨界電壓，第一發光二極體陣列鍊G1及第二發光二極體陣列鍊G2會由並聯點亮切換為串聯點亮，之後因並聯調節器X與電晶體B2互相鎖定(interlock)在導通狀態，使得第一發光二極體陣列鍊G1及第二發光二極體陣列鍊G2維持串聯點亮。

並聯調節器X與電晶體B2互為鎖定之原理說明如下。當輸入電壓高於臨界電壓時，二極體D1順偏，二極體D5順偏，電容C2充電，電容C1充電至其電壓達到參考電壓Vref(其充電電流流經二極體D1與D5)，並聯調節器X導通，透過分壓電路(電阻r10及電阻r11)使得電晶體B2導通；當輸入電壓下降至低於臨界電壓，且於非空載時間內，二極體D1逆偏，二極體D5順偏，電容C2充電，電容C1仍維持在參考電壓Vref(其充電電流流經二極體D5)，並聯調節器X維持導通，電晶體B2導通；當輸入電壓下降至進入空載時間時，二極體D1逆偏，二極體D5逆偏，電容C2放電，電容C1仍維持在參考電壓Vref(其充電電流由電容C2提供)，並聯調節器X維持導通，維持電晶體B2導通。

於實施例中，並聯調節器X亦可以使用矽控整流器(Silicon Controlled Rectifier,SCR)、接面場效電晶體(JFET)、金氧半場效電晶體(MOSFET)或雙極性接面電晶體(Bipolar Transistor,BJT)來取代。並聯 調節器X之參考極、矽控整流器與接面場效電晶體及金氧半場效電晶體的閘極或雙極性接面電晶體之基極，可作為一控制極，決定並聯調節器X、矽控整流器與接面場效電晶體及金氧半場效電晶體或雙極性接面電晶體的導通或截止。

圖2A所示為依照本發明另一實施例之照明裝置20之電路架構的示意圖，照明裝置包括具有可切換交流輸入電壓範圍的LED光引擎的電子控制裝置及外部發光二極體陣列鍊。圖2A用以說明兩組發光二極體陣列鍊的另一種並聯與串聯的切換原理，與圖1A的相同之處不再贅述，主要差異在於，串聯導通時，電流路徑並未通過第二電流調節器R2。於低電壓源時，切換控制器140將兩組發光二極體陣列鍊之間的第一控制單元S1接換至第一接點E1以接地，且導通第二發光二極體陣列鍊G2耦接之第二電流調節器R2，使得二組發光二極體陣列鍊並聯點亮。於高電壓源時，切換控制器140將兩組發光二極體陣列鍊之間的第一控制單元S1接換至第二接點E2，且截止第二發光二極體陣列鍊G2耦接之第二電流調節器R2，使得二組發光二極體陣列鍊串聯點亮。切換控制器140可以係自動控制或手動控制。

控制模組包括第一切換單元S1與切換控制器140。第一切換單元S1耦接於第一發光二極體陣列鍊G1之陰極，並受控於切換控制器140而切換於第一接點E1及第二接點E2之間。第一切換單元S1之第二接點E2電性連接於第二發光二極體陣列鍊G2之陽極。切換控制器140可以係一控制電路(自動切換)或一開關切換器(手動切換)。

第一電流調節器R1及第二電流調節器R2電性連接於外部電壓源，且第一電流調節器R1可與第二電流調節器R2可設於外部之發光二極體陣列鍊的陽極或陰極。詳細的電路原理與已說明於前，於此不再贅述。

圖2B所示為依照圖2A之具有可切換交流輸入電壓範圍的LED光引擎的電子控制裝置的照明裝置20，於低電壓源時，並聯二組發光二極體陣列鍊之方法示意圖。請參考圖2B，於低電壓源時，切換控制器140(繪示於圖2A)調控第一切換單元S1切換至第一接點E1，使 得第一發光二極體陣列鍊G1透過第一切換單元S1經第一接點E1而接地(路徑一P1)。並且，切換控制器140調控第二電流調節器R2導通，使第二發光二極體陣列鍊G2透過第二電流調節器R2的導通而接收輸入電壓(路徑二P2)。如此一來，第一發光二極體陣列鍊G1及第二發光二極體陣列鍊G2係並聯點亮。

圖2C所示為依照圖2A之具有可切換交流輸入電壓範圍的LED光引擎的電子控制裝置的照明裝置20，於高電壓源時，串聯二組發光二極體陣列鍊之方法示意圖。請參考圖2C，於高電壓源時，切換控制器140(繪示於圖2A)調控第一切換單元S1切換至第二接點E2，且調控第二電流調節器R2截止，使第一發光二極體陣列鍊G1透過第一切換單元S1之第二接點E2耦接至第二發光二極體陣列鍊G2的陽極(路徑四P4)。如此一來，第一發光二極體陣列鍊G1及第二發光二極體陣列鍊G2係串聯點亮。

圖2D所示為依照圖2A之照明裝置的一種具體電路實施例示意圖。於此實施例中，並聯點亮及串聯點亮的方式(電流路徑)已經分別說明於圖2B及圖2C，不再贅述。

於圖2D中係應用一種分級點亮且分級熄滅的發光二極體陣列鍊於圖2A的具體電路。當然，第一發光二極體陣列鍊G1及第二發光二極體陣列鍊G2可以包括任何形式之發光二極體陣列鍊。此外，第一切換單元S1係一金氧半場效電晶體(MOSFET)。當然，第一切換單元S1也可以利用其他電晶體來實施，並不作限制。

切換控制器140包括分壓電路(包括電阻r1及電阻r2)、並聯調節器X、電晶體S0、二極體D1、二極體D2、二極體D3、崩潰二極體Z1及崩潰二極體Z2。於此實施例中，切換控制器140(繪示於圖2A)例如為一自動控制的電路裝置。

分壓電路(電阻r1及電阻r2)耦接外部電壓源與接地點之間，分壓電路(電阻r1及電阻r2)之分壓節點透過二極體D1連接於並聯調節器X的參考極(R)，電阻r3與電容C1所構成的RC聯電路連接於並聯調節器X的參考極(R)與陽極(A)間。利用分壓電路(電阻r1及電阻r2)的 分壓比，可切換並聯調節器X的陽極(A)與陰極(K)間通路的導通與截止。

當輸入電壓低於臨界電壓，並聯調節器X截止，D3逆偏，作為第一切換單元S1的電晶體受電阻r6及齊納二極體Z2之控制而導通，二極體D4逆偏，第一發光二極體陣列鍊G1之陰極連接地端。此外，第一切換單元S1的電晶體導通，D2順偏，電晶體S0截止，分壓電路(電阻r7、r8)無電流通過，電晶體B3截止，第二發光二極體陣列鍊G2之陽極透過第二電流調節器R2與輸入電壓源連接，使得第一發光二極體陣列鍊G1與第二發光二極體陣列鍊G2並聯導通。

當輸入電壓高於臨界電壓，並聯調節器X導通，二極體D3順偏，作為第一切換單元S1的電晶體截止，二極體D4順偏，二極體D2逆偏，電晶體S0之閘極受到電阻r5與崩潰二極體Z1的控制而導通，分壓電路(電阻r7、r8)的節點提供分壓以控制電晶體B3導通，使得第二電流調節器R2的金氧半電晶體之閘極電位被拉低而截止。如此一來，第一發光二極體陣列鍊G1透過二極體D4連接第二發光二極體陣列鍊G2之陽極，第一發光二極體陣列鍊G1與第二發光二極體陣列鍊G2串聯導通。

鎖存器電路L設置於切換控制器140與第二發光二極體陣列鍊G2之間，用於鎖固輸入電壓為230V或115V的狀態，避免隨電壓波形轉換而不斷地切換串聯及並聯點亮的模式，其原理已經說明於前而不再贅述。在交流輸入電壓於一週期中，低於臨界電壓之期間，鎖存器電路L維持並聯調節器X之導通，第一發光二極體陣列鍊G1及第二發光二極體陣列鍊G2恆為串聯點亮。僅在第一次輸入電壓上升至高於臨界電壓時，第一發光二極體陣列鍊G1及第二發光二極體陣列鍊G2由並聯點亮切換為串聯點亮，之後並聯調節器X恆導通，避免切換。

此處特別說明，本發明之實施例的切換式發光二極體光引擎的控制裝置可整合於一積體電路上，或以模組區分而設計於不同的積體電路，再整合於一電路板上，並不作限制。例如，於一實施例中，可將整流器、電流調節器、旁通開關串列整合於一積體電路上。

本發明之實施例的切換式發光二極體光引擎的控制裝置可進一步結合發光二極體陣列鍊，以作為照明裝置。

本發明之上述實施例之發光二極體光引擎的控制裝置、應用其之照明裝置及燈具，依據輸入電壓的偵測值，為低電壓源，以並聯方式點亮兩組發光二極體陣列鍊，為高電壓源時，以串聯方式點亮發光二極體陣列鍊，使得單一的照明裝置可適用於不同範圍的輸入電壓，具有電路簡單的優點，而且使用者不需要額外使用電壓轉換器即可以使用，十分方便。

依上述內容已描述了本發明的原理、較佳實施例以及操作模式。然而，本發明不應被理解成受限於討論過的特定實施例。相反地，以上所描述的實施例應該被視為例示而非限制，並且應該要體認為在不脫離以下申請專利範圍所定義的本發明範圍的情況之下，所屬技術領域中具有通常知識者可對這些實施例做出變化。

AC‧‧‧交流電壓源

10‧‧‧照明裝置

100‧‧‧整流器

R1、R2‧‧‧電流調節器

G1、G2‧‧‧發光二極體陣列鍊

E1、E2、F1、F2‧‧‧接點

S1、S2‧‧‧切換單元

Claims (18)

1. 一種切換式發光二極體光引擎的控制裝置，包括：一第一電流調節器，用以電性連接外部之一第一發光二極體陣列鍊，且連接至一外部電壓源；一第二電流調節器，用以電性連接外部之一第二發光二極體陣列鍊，且該第二發光二極體陣列鍊之陰極電性接地；一控制模組，耦接於該第一發光二極體陣列鍊與該第二發光二極體陣列鍊，該控制模組包括：一第一切換單元，用以控制該第一發光二極體陣列鍊之陰極連接地端或與該第二發光二極體陣列鍊串聯；一第二切換單元，用以控制該第二發光二極體陣列鍊之陽極連接該外部電壓源或與該第一發光二極體陣列鍊串聯；及一切換控制器，耦接於該第一切換單元及該第二切換單元，用以控制該第一切換單元以及該第二切換單元之切換，以及，一鎖存器電路，耦接於該第二發光二極體陣列鍊與該切換控制器之間，其中，於一低電壓源時，該切換控制器控制該第一切換單元及該第二切換單元，使得該第一發光二極體陣列鍊連接地端，該第二發光二極體陣列鍊連接該外部電壓源，該第一發光二極體陣列鍊與該第二發光二極體陣列鍊並聯；及於一高電壓源時，該切換控制器控制該第一切換單元及該第二切換單元，使得該第一發光二極體陣列鍊與該第二發光二極體陣列鍊串聯，該外部電壓源係該低電壓源或該高電壓源，其中，該切換控制器偵測該外部電壓源之瞬間電壓並與一臨界電壓比較，當該切換控制器偵測該外部電壓源之瞬間電壓未達該臨界電壓，該鎖存器電路鎖固該第一發光二極體陣列鍊與該第二發光二極體陣列鍊並聯點亮模式，當該切換控制器偵測該外部電壓源之瞬間電壓達該臨界電壓，該鎖存器電路鎖固該第一發光二極體陣列鍊與該第二發光二極體陣列鍊串聯點亮模式。
2. 如申請專利範圍第1項所述的切換式發光二極體光引擎的控制裝置， 其中該第一切換單元具有第一接點及第二接點，該第二切換單元具有第一接點及第二接點，該第一切換單元係耦接於該第一發光二極體陣列鍊之陰極，且該第二切換單元係耦接於該第二發光二極體陣列鍊之陽極，且該第一切換單元之第二接點與該第二切換單元之第二接點短路，其中當該第一切換單元控制該第一發光二極體陣列鍊之陰極連接地端時，視為切換至該第一切換單元之第一接點，當該第一切換單元控制該第一發光二極體陣列鍊與該第二發光二極體陣列鍊串聯時，視為切換至該第一切換單元之第二接點，以及當該第二切換單元控制該第二發光二極體陣列鍊之陽極連接該外部電壓源時，視為切換至該第二切換單元之第一接點，當該第二切換單元控制該第二發光二極體陣列鍊之陽極與該第一發光二極體陣列鍊串聯時，視為切換至該第二切換單元之第二接點。
3. 如申請專利範圍第1項所述的切換式發光二極體光引擎的控制裝置，其中該第一切換單元為一N通道增強型電晶體，該N通道增強型電晶體之汲極耦接該第一發光二極體陣列鍊之陰極，該N通道增強型電晶體之源極接地，且該N通道增強型電晶體之閘極受控於該切換控制器。
4. 如申請專利範圍第1項所述的切換式發光二極體光引擎的控制裝置，其中該切換控制器用以偵測並判斷該外部電壓源所提供之電壓達一臨界電壓時為該高電壓源，且該外部電壓源所提供之電壓小於該臨界電壓時為該低電壓源，該切換控制器包括：一第一分壓電路，耦接該外部電壓源與接地點之間，該第一分壓電路具有一分壓點；一並聯調節器、一雙極性接面電晶體、一接面場效電晶體、一金氧半場效電晶體或一矽控整流器，具有一控制極、一陽極與一陰極，該控制極耦接該分壓點，該陽極接地，該控制極為該並聯調節器之參考極、該雙極性接面電晶體之基極或該矽控整流器、該接面場效電晶體、該金氧半場效電晶體之閘極；一第一電容，耦接於該控制極；一電晶體，該電晶體之第一端耦接該第二切換單元，該電晶體之第二端耦接地，且該電晶體之閘極耦接該並聯調節器、該雙極性接面電晶體、 該接面場效電晶體、該金氧半場效電晶體或該矽控整流器；一第一二極體，該第一二極體之陰極耦接該並聯調節器、該雙極性接面電晶體、該接面場效電晶體、該金氧半場效電晶體或該矽控整流器，且該第一二極體之陽極耦接該第一分壓電路；及一第二二極體，該第二二極體之陰極耦接該並聯調節器、該雙極性接面電晶體、該接面場效電晶體、該金氧半場效電晶體或該矽控整流器之該陰極，且該第二二極體之陽極耦接該電晶體之閘極；一第三二極體，該第三二極體之陰極耦接該並聯調節器、該雙極性接面電晶體、該接面場效電晶體、該金氧半場效電晶體或該矽控整流器之該陰極，且該第三二極體之陽極耦接該第一切換單元之閘極；一第一崩潰二極體，該第一崩潰二極體之陰極耦接該電晶體之閘極，且該第一崩潰二極體之陽極接地；及一第二崩潰二極體，該第二崩潰二極體之陰極耦接該第一控制單元之閘極，且該第一崩潰二極體之陽極接地。
5. 如申請專利範圍第1項所述的切換式發光二極體光引擎的控制裝置，其中該第一切換單元包括一另一金氧半場效電晶體(MOSFET)，且該第二切換單元包括一雙極性接面電晶體(BJT)，一第二分壓電路耦接於該切換控制器與該外部電壓源，該雙極性接面電晶體之基極耦接該第二分壓電路之分壓點，該雙極性接面電晶體之射極耦接該外部電壓源，且該雙極性接面電晶體之集極耦接該第一切換單元。
6. 如申請專利範圍第4項所述的切換式發光二極體光引擎的控制裝置，其中當該外部電壓源為該高電壓源時，該鎖存器電路用以鎖固該第一發光二極體陣列鍊與該第二發光二極體陣列鍊串聯導通，且該鎖存器電路包括：一第四二極體，該第四二極體之陽極耦接該第二發光二極體陣列鍊之接地端以上的至少一發光二極體的陽極；一第二電容，跨接於接地端與該第四二極體之陰極之間；一另一雙極性接面電晶體，該另一雙極性接面電晶體之第一端耦接該第四二極體的陰極，且該另一雙極性接面電晶體之第二端透過一第三分壓電路耦接於該切換控制器之該並聯調節器、該雙極性接面電晶體、該接 面場效電晶體、該金氧半場效電晶體或該矽控整流器的該控制極與該並聯調節器、該雙極性接面電晶體、該接面場效電晶體、該金氧半場效電晶體或該矽控整流器的該陽極；以及一第四分壓電路，跨接於該切換控制器與該另一雙極性接面電晶體之第一端，並提供分壓給該另一雙極性接面電晶體之基極。
7. 如申請專利範圍第4項所述的切換式發光二極體光引擎的控制裝置，其中該第一切換單元、該第二切換單元、該切換控制器及該鎖存器電路任一者，包括金氧半場效電晶體、接面場效電晶體或雙極性接面電晶體。
8. 如申請專利範圍第1項所述的切換式發光二極體光引擎的控制裝置，其中該外部電壓源係一交流電壓源，用以提供一輸入電壓，與該第一發光二極體陣列鍊之間設有一整流器，且該切換式發光二極體光引擎的控制裝置更包括：一開關調節器鍊，包括複數個開關調節器串聯而成，連接該第一電流調節器，且與該第一發光二極體陣列鍊並聯設置，該第一及第二發光二極體陣列鍊包括複數個發光二極體陣列鍊串聯而成，除最後一級發光二極體陣列鍊外，每一開關調節器與一發光二極體陣列鍊並聯連接，任一開關調節器包含一旁通開關以及一偵測器，任一該偵測器偵測下一級發光二極體陣列鍊之導通情況而送出一控制訊號，以切換該級旁通開關之狀態，且任一該級旁通開關為一增強型金屬氧化物半導體場效應電晶體，當該輸入電壓未能克服最後一級發光二極體陣列鍊之順向電壓降，該開關調節器鍊的所有旁通開關截止，當該輸入電壓克服該最後一級發光二極體陣列鍊之順向電壓降時，使得該開關調節器鍊的所有旁通開關導通，而每級旁通開關受控於該級之偵測器之該控制信號以切換於導通態、調節態與截止態，其中，當該輸入電壓未克服下一級發光二極體陣列鍊之順向電壓降，該級旁通開關導通，稱為導通態，電流經由當級旁通開關至下一級旁通開關；當該輸入電壓克服下一級發光二極體陣列鍊之順向電壓降，但未能克服當級發光二極體陣列鍊之順向電壓降時，該級旁通開關快速切換導通與截止，稱為調節態，電流經由當級旁通開關至下一級發光二極體陣列鍊；及 當該輸入電壓能克服當級發光二極體陣列鍊之順向電壓降時，該級旁通開關截止，稱為截止態，電流經由當級發光二極體陣列鍊至下一級發光二極體陣列鍊。
9. 一種發光二極體陣列鍊之照明裝置，包含：如申請專利範圍第1項所述的切換式發光二極體光引擎的控制裝置；以及一發光二極體陣列鍊，其中該發光二極體陣列鍊與該切換式發光二極體光引擎的控制裝置並聯設置。
10. 一種切換式發光二極體光引擎的控制裝置，包括：一第一電流調節器，用以電性連接外部之一第一發光二極體陣列鍊，且連接至一外部電壓源；一第二電流調節器，用以電性連接外部之一第二發光二極體陣列鍊，且該第二發光二極體陣列鍊之陰極電性接地；一控制模組，耦接於該第一發光二極體陣列鍊與該第二發光二極體陣列鍊，該控制模組包括：一切換單元，用以控制該第一發光二極體陣列鍊之陰極連接地端或與該第二發光二極體陣列鍊串聯；及一切換控制器，用以控制該切換單元之切換，以及，一鎖存器電路，耦接於該第二發光二極體陣列鍊與該切換控制器之間，其中，於一低電壓源時，該切換控制器控制該切換單元及該第二電流調節器，使得該第一發光二極體陣列鍊連接地端，且該第二發光二極體陣列鍊連接該外部電壓源，該第一發光二極體陣列鍊與該第二發光二極體陣列鍊並聯；於一高電壓源時，該切換控制器控制該切換單元及該第二電流調節器，使得該第一發光二極體陣列鍊與該第二發光二極體陣列鍊串聯，該外部電壓源係該低電壓源或該高電壓源，其中，該切換控制器偵測該外部電壓源之瞬間電壓並與一臨界電壓比較，當該切換控制器偵測該外部電壓源之瞬間電壓未達該臨界電壓，該鎖存器電路鎖固該第一發光二極體陣列鍊與該第二發光二極體陣列鍊並聯點亮模式，當該切換控制器偵測該 外部電壓源之瞬間電壓達該臨界電壓，該鎖存器電路鎖固該第一發光二極體陣列鍊與該第二發光二極體陣列鍊串聯點亮模式。
11. 如申請專利範圍第10項所述的切換式發光二極體光引擎的控制裝置，其中該切換單元具有第一接點及第二接點，當該切換單元控制該第一發光二極體陣列鍊之陰極連接地端時，視為該切換至該第一切換單元之第一接點，當該切換單元控制該第一發光二極體陣列鍊之陰極與該第二發光二極體陣列鍊串聯時，視為該切換單元切換至該切換單元之第二接點，其中該切換單元之第二接點係耦接於該第二發光二極體陣列鍊之陽極。
12. 如申請專利範圍第10項所述的切換式發光二極體光引擎的控制裝置，其中該切換單元為一N通道增強型電晶體，該N通道增強型電晶體之汲極耦接該第一發光二極體陣列鍊之陰極，該N通道增強型電晶體之源極接地，且該N通道增強型電晶體之閘極受控於該切換控制器。
13. 如申請專利範圍第10項所述的切換式發光二極體光引擎的控制裝置，其中該切換控制器用以偵測並判斷該外部電壓源所提供之電壓達一臨界電壓時為該高電壓源，且該外部電壓源所提供之電壓小於該臨界電壓時為該低電壓源，該切換控制器包括：一第一分壓電路，耦接該外部電壓源與接地點之間，該第一分壓電路具有一分壓點；一並聯調節器、一雙極性接面電晶體、一接面場效電晶體、一金氧半場效電晶體或一矽控整流器，具有一控制極、一陽極與一陰極，該控制極耦接該分壓點，該陽極接地，該控制極為該並聯調節器之參考極、該雙極性接面電晶體之基極或該矽控整流器、該接面場效電晶體、該金氧半場效電晶體之閘極；一第一電容，耦接於該並聯調節器、該雙極性接面電晶體、該接面場效電晶體、該金氧半場效電晶體或該矽控整流器之該控制極；一電晶體，該電晶體之第一端耦接該第二電流調節器，該電晶體之第二端耦接地；一第一二極體，該第一二極體之陰極耦接該並聯調節器、該雙極性接面電晶體、該接面場效電晶體、該金氧半場效電晶體或該矽控整流器，且該第一二極體之陽極耦接該第一分壓電路；及 一第二二極體，該第二二極體之陽極耦接該電晶體之閘極，且該電晶體之閘極透過該第二二極體耦接於該第一發光二極體陣列鍊之陰極；一第三二極體，該第三二極體之陰極耦接該並聯調節器、該雙極性接面電晶體、該接面場效電晶體、該金氧半場效電晶體或該矽控整流器之該陰極，且該第三二極體之陽極耦接該第一切換單元之閘極；一第一崩潰二極體，該第一崩潰二極體之陰極耦接該電晶體之閘極，且該第一崩潰二極體之陽極接地；及一第二崩潰二極體，該第二崩潰二極體之陰極耦接該第一切換單元之閘極，且該第一崩潰二極體之陽極接地。
14. 如申請專利範圍第13項所述的切換式發光二極體光引擎的控制裝置，其中當該外部電壓源為該高電壓源時，該鎖存器電路用以鎖固該第一發光二極體陣列鍊與該第二發光二極體陣列鍊串聯導通，且該鎖存器電路包括：一第四二極體，該第四二極體之陽極耦接該第二發光二極體陣列鍊之接地端以上的至少一發光二極體的陽極；一第二電容，跨接於接地端與該第四二極體之陰極之間；一另一雙極性接面電晶體，該另一雙極性接面電晶體之第一端耦接該第四二極體的陰極，且該另一雙極性接面電晶體之第二端透過一分壓電路耦接於該切換控制器之該並聯調節器、該雙極性接面電晶體、該接面場效電晶體、該金氧半場效電晶體或該矽控整流器之該陽極與該並聯調節器、該雙極性接面電晶體、該接面場效電晶體、該金氧半場效電晶體或該矽控整流器之該控制極；以及一第二分壓電路，跨接於該切換控制器與該另一雙極性接面電晶體之第一端，並提供一分壓給該另一雙極性接面電晶體之基極。
15. 如申請專利範圍第13項所述的切換式發光二極體光引擎的控制裝置，其中該切換單元、該切換控制器及該鎖存器電路任一者，包括金氧半場效電晶體、接面場效電晶體或雙極性接面電晶體。
16. 如申請專利範圍第10項所述的切換式發光二極體光引擎的控制裝置，其中該外部電壓源係一交流電壓源，用以提供一輸入電壓，與該第一電流調節器之間設有一整流器，且該切換式發光二極體光引擎的控制裝置 更包括：一開關調節器鍊，包括複數個開關調節器串聯而成，連接該第一電流調節器，且與該第一發光二極體陣列鍊並聯設置，該第一及第二發光二極體陣列鍊包括複數個發光二極體陣列鍊串聯而成，除最後一級發光二極體陣列鍊外，每一開關調節器與一發光二極體陣列鍊並聯連接，任一開關調節器包含一旁通開關以及一偵測器，任一該偵測器偵測下一級發光二極體陣列鍊之導通情況而送出一控制訊號，以切換該級旁通開關之狀態，且任一該級旁通開關為一增強型金屬氧化物半導體場效應電晶體，當該輸入電壓未能克服最後一級發光二極體陣列鍊之順向電壓降，該開關調節器鍊的所有旁通開關截止，當該輸入電壓克服該最後一級發光二極體陣列鍊之順向電壓降時，使得該開關調節器鍊的所有旁通開關導通，而每級旁通開關受控於該級之偵測器之該控制信號以切換於導通態、調節態與截止態，其中，當該輸入電壓未克服下一級發光二極體陣列鍊之順向電壓降，該級旁通開關導通，稱為導通態，電流經由當級旁通開關至下一級旁通開關；當該輸入電壓克服下一級發光二極體陣列鍊之順向電壓降，但未能克服當級發光二極體陣列鍊之順向電壓降時，該級旁通開關快速切換導通與截止，稱為調節態，電流經由當級旁通開關至下一級發光二極體陣列鍊；及當該輸入電壓能克服當級發光二極體陣列鍊之順向電壓降時，該級旁通開關截止，稱為截止態，電流經由當級發光二極體陣列鍊至下一級發光二極體陣列鍊。
17. 一種發光二極體陣列鍊之照明裝置，包含：如申請專利範圍第10項所述的切換式發光二極體光引擎的控制裝置；以及一發光二極體陣列鍊，其中該發光二極體陣列鍊與該切換式發光二極體光引擎的控制裝置並聯設置。
18. 一種發光二極體光引擎的電子控制裝置之積體電路，其包含：如申請專利範圍第1或10項所述的切換式發光二極體光引擎的控制裝置；以及 一整流器，用以連接該外部電壓源及該切換式發光二極體光引擎的控制裝置。