发光二极管的驱动器与相关的照明系统技术方案

本发明专利技术提供一种发光二极管的驱动器与相关的照明系统。实施例公开了一种驱动器，用以驱动一发光元件，包含有一整流电路以及一电流驱动电路。该整流电路包含有至少一整流二极管，电连接至一交流输入电源，用以产生一直流电源，跨于一直流电源线与一接地线之间。该电流驱动电路包含有至少一恒定电流源。该恒定电流源与该发光元件串接于该直流电源线与该接地线之间。该恒定电流源可提供一恒定电流，驱动该发光元件。该整流二极管与该恒定电流源，共同形成于一单一半导体芯片上。

【技术实现步骤摘要】
发光二极管的驱动器与相关的照明系统本申请是申请日为2016年02月18日、申请号为201610090841.5、专利技术名称为“发光二极管的驱动器与相关的照明系统”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及驱动发光二极管的驱动器与相关的照明系统，尤其涉及一种具有简单架构的驱动器与照明系统。
技术介绍
近年来，因为良好的电光转换效率以及较小的产品体积，发光二极管(light-emittingdiode)已经渐渐地取代阴极灯管或是钨丝，作为背光或是照明系统的光源。只是，因为发光二极管的电压电流特性(约3伏特，直流电驱动)，一般市电的交流输入电源无法直接驱动发光二极管，而是需要一电源转换器，将交流输入电源转换成适当的直流电源。照明用电往往占用市电供电非常大的部分。因此针对照明所用的电源转换器，法规上除了要求有非常低的转换损失之外，还必须提供有良好的功率因数(功率因数介于0到1之间)。一电子装置的功率因数越靠近1，表示该电子装置越接近电阻式负载。图1为公知的照明系统10，其中有桥式整流器12、功率因数校正器(powerfactorcorrector)14、LED驱动电路16、以及一LED18。功率因数校正器14可以是一个升压电路(booster)，LED驱动电路16可以是一降压电路(buckconverter)。但是，如升压电路或是降压电路般的切换式电源转换器，不但需要用到体积庞大且昂贵的电感元件，整个系统架构也需要使用非常多的电子零件。因此，采用切换式电源转换器的照明系统，因其生产成本高昂比较没有市场竞争力。
技术实现思路
实施例公开了一种驱动器，用以驱动一发光元件，包含有一整流电路以及一电流驱动电路。整流电路包含一整流二极管，电连接至一交流输入电源，用以产生一直流电源，跨于一直流电源线与一接地线之间。电流驱动电路包含一恒定电流源。该恒定电流源与该发光元件串接于直流电源线与接地线之间。该恒定电流源可提供一恒定电流，驱动该发光元件。整流二极管与恒定电流源，共同形成于一单一半导体芯片上。附图说明图1为公知的照明系统。图2显示一依据本专利技术一实施例的LED驱动器。图3显示三个电压波形。图4A显示一半导体芯片上的一金属层的图案。图4B显示将图4A的半导体芯片封装后的一集成电路示意图。图5显示图4A中的HEMTT1沿着线ST-ST的剖面图。图6显示图4A中的二极管DVF3沿着线SD-SD的剖面图。图7显示依据本专利技术一实施例的一照明系统。图8显示依据本专利技术另一实施例的LED驱动器。图9A显示另一半导体芯片上的一金属层的图案。图9B显示将图9A的半导体芯片封装后的一集成电路示意图。图10显示依据本专利技术另一实施例的一照明系统。图11显示LED与额外的一稳压电容相并联的电路图。图12显示另一半导体芯片上的一金属层的图案。图13显示图4A中的二极管DVF3沿着线SD-SD的依据另一种实施例的芯片剖面图。图14显示可以用来制作图13中的二极管的流程图。图15显示依据本专利技术一实施例的金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)与HEMT中IDS对VDS关系。图16显示依据本专利技术另一实施例的LED驱动器。图17显示依据本专利技术一实施例的一半导体芯片上的一金属层的图案。图18显示将图17的半导体芯片封装后的一集成电路。图19显示采用图18中的集成电路实现的一照明系统。图20显示依据本专利技术一实施例的一LED驱动器的电路设计。图21显示依据本专利技术又一实施例的一LED驱动器，具有多个LED。图22显示依据本专利技术一实施例的一二极管芯片的剖面图。图23显示依据本专利技术另一实施例的LED驱动器。图24显示了一桥式整流器。图25举例显示一半导体芯片，其可以实现图24中的桥式整流器。图26A、26B与26C显示半导体芯片808沿着线CSV1-CSV1、CSV2-CSV2与CSV3-CSV3的芯片剖面图。图27显示了另一桥式整流器。图28举例显示一半导体芯片，其可以实现图27中的桥式整流器。图29A显示在一半导体芯片上的一增强型HEMTME与一耗尽型的HEMTMD。图29B则显示图29A中HEMTMD与ME之间的电连接。图30则显示图29A中，沿着线CSV4-CSV4的芯片剖面图。图31显示依据本专利技术一实施例的一LED驱动器。图32显示了图31中的交流输入电源VAC-IN的电压波形以及流经桥式整流器844的一电流波形。图33显示了具有正温度系数的一热敏电阻的一LED驱动器。图34显示了具有负温度系数的一热敏电阻的一LED驱动器。图35显示了具有热敏电阻的另一LED驱动器。附图标记列表10照明系统12桥式整流器14功率因数校正器16LED驱动电路18、18B、18RLED19稳压电容60LED驱动器62桥式整流器64填谷电路66电流驱动电路67虚线72、74、76电压波形80半导体芯片92硅基底94缓冲层95、95a平台区96通道层98高价带间隙层100盖层102金属层102a、102b、102c、102d、102e金属片103绝缘层104金属层104a、104b、104c、104d、104e、104f、104g、104h金属片105保护层120二极管符号130集成电路140、142、144、146、148步骤150、152曲线170调整区200照明系统300LED驱动器302电流驱动电路330照明系统500LED驱动器502桥式整流器504电流驱动电路518、5181、5182、5183LED5201、5202、5203、5204LED段550半导体芯片552集成电路560照明系统600LED驱动器700LED驱动器800LED驱动器802双向可控硅调光器806桥式整流器808半导体芯片810桥式整流器812半导体芯片840LED驱动器848LED850电阻852肖特基二极管900LED驱动器902、906热敏电阻910LED驱动器AC+、AC-交流输入引脚AC1、AC2交流电源线ARM1、ARM2上臂ART、ARB上下两臂C1、C2、CF电容CC1、CC2、CC3、CC4电流开关DB1-DB4整流二极管DVF1-DVF3二极管D端点D1、D2驱动引脚GD、GE栅极GND接地线GG栅区域IC1、IC2分段电路ME、MDHEMTPF1、PF2校正引脚S端点S1、S2驱动引脚SBD1、SBD2、SBD3、SBD4肖特基二极管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种驱动器，用以驱动发光元件，包含有：/n缓冲层；/n驱动电路，形成于该缓冲层之上，包含有第一高电子迁移率场效晶体管，该第一高电子迁移率场效晶体管用以电性连接该发光元件；以及/n整流电路，电性连接该驱动电路。/n

【技术特征摘要】
20150302 TW 104106489;20150326 TW 104109847;2015101.一种驱动器，用以驱动发光元件，包含有：
缓冲层；
驱动电路，形成于该缓冲层之上，包含有第一高电子迁移率场效晶体管，该第一高电子迁移率场效晶体管用以电性连接该发光元件；以及
整流电路，电性连接该驱动电路。


2.如权利要求1所述的驱动器，其中该驱动电路包含氮化镓。


3.如权利要求1所述的驱动器，其中该整流电路形成于该缓冲层之上。


4.如权利要求1所述的驱动器，还包含第二高电子迁移率场效晶体管，该第二高电子迁移率场效晶体管串联该第一高电子迁移率场效晶体管，串联的该第二高电子迁移率场效晶体管与该第一高电子迁移率场效晶体管用以并联该发光元件。


5.如权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄知澍，吴长协，谢明勋，
申请(专利权)人：晶元光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71