發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)裝置、驅(qū)動(dòng)方法及包括所述發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)裝置的發(fā)光二極管照明模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的散熱功能及高效率運(yùn)作的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)裝置、其驅(qū)動(dòng)方法及一種包括所述發(fā)光二極管裝置的發(fā)光二極管照明模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]一般而言，發(fā)光二極管(LED)能夠以低功率實(shí)現(xiàn)高亮度并被廣泛用于照明等用途。發(fā)光二極管通過(guò)直流電壓運(yùn)作。當(dāng)外部電源供應(yīng)交流電壓時(shí)，交流電壓被轉(zhuǎn)變成直流電壓以產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電壓。
[0003]一般的發(fā)光二極管具有其中N型氮化鎵(N-GaN)層、主動(dòng)層、及P型氮化鎵(P-GaN)層依序形成于藍(lán)寶石生長(zhǎng)基板上的結(jié)構(gòu)，并包括形成于所述P-GaN層上的P電極、形成于所述N-GaN層上的η電極、以及視需要包括形成于所述藍(lán)寶石生長(zhǎng)基板與所述N-GaN層之間的緩沖層以減輕所述兩個(gè)之間的晶格失配及熱膨脹系數(shù)差異。
[0004]近來(lái)，已提出使發(fā)光二極管具有如下結(jié)構(gòu):在所述結(jié)構(gòu)中使用氮化鎵生長(zhǎng)基板作為基礎(chǔ)基板，以通過(guò)減輕藍(lán)寶石生長(zhǎng)基板與半導(dǎo)體層之間的晶格失配及熱膨脹系數(shù)差異來(lái)實(shí)現(xiàn)高效率、同時(shí)增強(qiáng)電性特性。
[0005]形成于藍(lán)寶石生長(zhǎng)基板上的常規(guī)發(fā)光二極管會(huì)經(jīng)受光效下降(Droop)現(xiàn)象:即使驅(qū)動(dòng)電流增大，光強(qiáng)仍然降低。然而，形成于氮化鎵生長(zhǎng)基板上的發(fā)光二極管即使在施加數(shù)百毫安(HiA)的驅(qū)動(dòng)電流時(shí)也較少經(jīng)受由光效下降現(xiàn)象所致的光強(qiáng)降低，因此在施加高驅(qū)動(dòng)電流時(shí)會(huì)提供高亮度。具體而言，當(dāng)發(fā)光二極管的N-GaN層、主動(dòng)層、及P-GaN層生長(zhǎng)于與非極性平面對(duì)應(yīng)的m平面或a平面上時(shí)，與所屬領(lǐng)域中的c平面生長(zhǎng)相比可抑制光強(qiáng)的降低。
[0006]使用氮化鎵生長(zhǎng)基板的發(fā)光二極管或具有生長(zhǎng)于非極化平面上的半導(dǎo)體層(N-GaN層、主動(dòng)層、及P-GaN層)的發(fā)光二極管與現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)發(fā)光二極管相比優(yōu)點(diǎn)在于在高驅(qū)動(dòng)電流下具有高亮度，但存在因高電流驅(qū)動(dòng)而發(fā)熱嚴(yán)重的問(wèn)題。因此，需要一種用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管的方法及設(shè)備以克服由高電流驅(qū)動(dòng)而導(dǎo)致的發(fā)熱問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007][技術(shù)問(wèn)題]
[0008]本發(fā)明的實(shí)施例提供一種通過(guò)選擇性調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)以排放由高電流驅(qū)動(dòng)所產(chǎn)生的熱量而具有優(yōu)異散熱功能的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)裝置、一種驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管的方法、以及一種包括所述發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)裝置的發(fā)光二極管照明模塊，其中所述發(fā)光二極管使用氮化鎵基板或非極化基板作為基礎(chǔ)基板以減輕所述基礎(chǔ)基板與半導(dǎo)體層之間的晶格失配及熱膨脹系數(shù)差異，并能夠進(jìn)行高電流驅(qū)動(dòng)。
[0009][技術(shù)方案]
[0010]本發(fā)明的實(shí)施例提供發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)裝置，所述發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)感測(cè)經(jīng)整流電壓或溫度來(lái)調(diào)制LED驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而確保優(yōu)異的散熱性，其中發(fā)光二極管能夠通過(guò)尚電流驅(qū)動(dòng)進(jìn)彳丁尚效率驅(qū)動(dòng)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，一種發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)裝置包括:電源，供應(yīng)交流電壓；整流單元，對(duì)自所述電源供應(yīng)的所述交流電壓進(jìn)行整流；驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器，利用自所述整流單元供應(yīng)的經(jīng)整流電壓來(lái)產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)；LED驅(qū)動(dòng)信號(hào)調(diào)制單元，通過(guò)調(diào)制所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其中由所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)LED群組。
[0012]所述LED群組中的每一個(gè)可包括發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管包括生長(zhǎng)基板及生長(zhǎng)于所述生長(zhǎng)基板上的半導(dǎo)體層，且所述生長(zhǎng)基板及所述半導(dǎo)體層可包含氮化鎵系半導(dǎo)體。
[0013]所述LED群組中的每一個(gè)可包括發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管包括生長(zhǎng)基板及生長(zhǎng)于所述生長(zhǎng)基板上的半導(dǎo)體層，且所述半導(dǎo)體層可生長(zhǎng)于所述生長(zhǎng)基板的非極化表面上。
[0014]所述發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)裝置還可包括:選擇器，用于將所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)與所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的一個(gè)輸出至所述LED群組。
[0015]所述發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)裝置還可包括:LED驅(qū)動(dòng)控制單元，控制所述選擇器基于預(yù)設(shè)參考值來(lái)輸出所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)與所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的一個(gè)。
[0016]所述選擇器可在所述經(jīng)整流電壓的電壓電平高于或等于所述預(yù)設(shè)參考值時(shí)將所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至所述發(fā)光二極管，并可在所述經(jīng)整流電壓的所述電壓電平低于所述預(yù)設(shè)參考值時(shí)將所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至所述發(fā)光二極管。
[0017]所述發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)裝置還可包括溫度傳感器，所述溫度傳感器感測(cè)所述LED群組的溫度以產(chǎn)生測(cè)量溫度值，且所述選擇器可在所述溫度傳感器的所述測(cè)量溫度值高于或等于參考溫度時(shí)將所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至所述發(fā)光二極管，并可在所述溫度傳感器的所述測(cè)量溫度值低于所述參考溫度時(shí)將所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至所述發(fā)光二極管。
[0018]所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)可包括使所述LED群組接通(on)的高區(qū)及使所述LED群組關(guān)斷(off)的低區(qū)，且所述高區(qū)與所述低區(qū)具有相同寬度。
[0019]所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的所述高區(qū)可具有為所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓電平的兩倍的電壓電平。
[0020]所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)可具有60Hz以上的驅(qū)動(dòng)頻率。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，一種發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)裝置包括:電源，供應(yīng)交流電壓；整流單元，通過(guò)對(duì)自所述電源供應(yīng)的所述交流電壓進(jìn)行整流來(lái)產(chǎn)生經(jīng)整流電壓；多個(gè)LED驅(qū)動(dòng)單元，利用所述經(jīng)整流電壓產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)；以及多個(gè)LED驅(qū)動(dòng)信號(hào)調(diào)制單元，通過(guò)調(diào)制所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其中由所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述LED群組。
[0022]所述LED群組中的每一個(gè)可包括發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管包括生長(zhǎng)基板及生長(zhǎng)于所述生長(zhǎng)基板上的半導(dǎo)體層，且所述生長(zhǎng)基板及所述半導(dǎo)體層可包含氮化鎵系半導(dǎo)體。
[0023]所述LED群組中的每一個(gè)可包括發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管包括生長(zhǎng)基板及生長(zhǎng)于所述生長(zhǎng)基板上的半導(dǎo)體層，且所述半導(dǎo)體層可生長(zhǎng)于所述生長(zhǎng)基板的非極化表面上。
[0024]所述發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)裝置還可包括:多個(gè)選擇器，用于將所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)與所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的一個(gè)輸出至所述多個(gè)LED群組。
[0025]所述發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)裝置還可包括:LED驅(qū)動(dòng)控制單元，各別地控制所述多個(gè)選擇器基于預(yù)設(shè)參考值來(lái)輸出所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)與所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的一個(gè)。
[0026]所述選擇器可在所述經(jīng)整流電壓的電壓電平高于或等于所述預(yù)設(shè)參考值時(shí)將所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至所述發(fā)光二極管，并在所述經(jīng)整流電壓的所述電壓電平低于所述預(yù)設(shè)參考值時(shí)將所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至所述發(fā)光二極管。
[0027]所述發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)裝置還可包括溫度傳感器，所述溫度傳感器感測(cè)所述LED群組的溫度以產(chǎn)生測(cè)量溫度值，且所述選擇器可在所述溫度傳感器的所述測(cè)量溫度值高于或等于參考溫度時(shí)將所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至所述LED群組，并可在所述溫度傳感器的所述測(cè)量溫度值低于所述參考溫度時(shí)將所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至所述LED群組。
[0028]所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)可包括使所述LED群組接通的高區(qū)及使所述LED群組關(guān)斷的低區(qū)，且所述高區(qū)與所述低區(qū)具有相同寬度。
[0029]所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的所述高區(qū)可具有為所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓電平的兩倍的電壓電平。
[0030]所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)可具有60Hz以上的驅(qū)動(dòng)頻率。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例，一種用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管的方法包括:供應(yīng)交流電壓；對(duì)所述交流電壓進(jìn)行整流；利用所述經(jīng)整流電壓產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)；通過(guò)調(diào)制所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)；以及將所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)供應(yīng)至多個(gè)LED群組。
[0032]所述LED群組中的每一個(gè)可包括發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管包括生長(zhǎng)基板及生長(zhǎng)于所述生長(zhǎng)基板上的半導(dǎo)體層；所述生長(zhǎng)基板及所述半導(dǎo)體層可包含氮化鎵系半導(dǎo)體；且所述半導(dǎo)體層可生長(zhǎng)于所述生長(zhǎng)基板的非極化表面上。
[0033]所述方法還可包括:選擇所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)與所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的一個(gè)，接著將所述被選信號(hào)供應(yīng)至所述LED群組。
[0034]所述方法還可包括:基于預(yù)設(shè)參考值來(lái)輸出所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)與所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的一個(gè)。
[0035]選擇所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)與所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的一個(gè)的步驟可包括:在所述經(jīng)整流電壓的電壓電平高于或等于所述預(yù)設(shè)參考值時(shí)將所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至所述LED群組，并在所述經(jīng)整流電壓的所述電壓電平低于所述預(yù)設(shè)參考值時(shí)將所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至所述LED群組。
[0036]所述方法還可包括:感測(cè)所述LED群組的溫度，其中可在測(cè)量溫度高于或等于參考溫度時(shí)將所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至所述LED群組，并可在所述測(cè)量溫度低于所述參考溫度時(shí)將所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至所述LED群組。
[0037]所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)可包括使所述LED群組接通的高區(qū)及使所述LED群組關(guān)斷的低區(qū)，且所述高區(qū)與所述低區(qū)具有相同寬度。
[0038]所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的所述高區(qū)可具有為所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓電平的兩倍的電壓電平。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例，一種用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管的方法包括:供應(yīng)交流電壓；對(duì)所述交流電壓進(jìn)行整流；利用所述經(jīng)整流電壓產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)；通過(guò)調(diào)制所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)；以及將所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)供應(yīng)至多個(gè)LED群組。
[0040]所述LED群組中的每一個(gè)可包括發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管包括生長(zhǎng)基板及生長(zhǎng)于所述生長(zhǎng)基板上的半導(dǎo)體層；所述生長(zhǎng)基板及所述半導(dǎo)體層可包含氮化鎵系半導(dǎo)體；且所述半導(dǎo)體層可生長(zhǎng)于所述生長(zhǎng)基板的非極化表面上。
[0041]所述方法還可包括:選擇所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)與所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的一個(gè)。
[0042]所述方法還可包括:基于預(yù)設(shè)參考值來(lái)輸出所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)與所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)