CN102269345A - 具供电检测功能的控制模块及其构成的灯具 - Google Patents

Abstract

一种具供电检测功能的灯具，其包含：一个供电单元、一个控制模块及一个发光模块。该供电单元提供直流电源；该控制模块具有一个储能单元、一个检测单元及一个监控单元，该储能单元分别电连接至该供电单元及监控单元，该检测单元根据该供电单元的供电状态产生检测信号，该监控单元电连接至该检测单元接收该检测信号，并根据该检测信号产生控制信号；该发光模块分别电连接该供电单元及控制模块的监控单元，并根据该控制信号调整亮度。

Description

具供电检测功能的控制模块及其构成的灯具

技术领域

本发明关于一种具供电检测功能的控制模块及其构成的灯具，尤其是关于一种根据电源供应端的启闭频率而调整其输出信号的控制模块。

背景技术

市面上的LED(light-emitting diode；发光二极管)，由于发光效率佳、使用寿命长、耗电量少，故以被大量应用于各种电子产品，例如家用灯源、LED电视、红绿灯、手电筒、车头灯...等。

请参照图1所示，其绘示中国台湾专利公告第M376097号《亮度调整电路》专利案所揭示的一种现有灯具及其所采用的调光控制方式。该灯具9利用一个分压电路91提供一个驱动电压输出给一个发光模块92，且该灯具9另具有一个控制电路93能够透过控制该分压电路91所输出的驱动电压的大小，以使该发光模块92能根据不同驱动电压而相对产生不同亮度。然而，此一先前技术所揭露的控制方式势必需要另设有一个控制件电连接至该控制电路93，以供使用者透过该控制件操作该控制电路93而调整该发光模块92的光线亮度，然而此先前技术利用该些分压电阻调光所造成的损耗就是浪费电能，意味着效率因此降低，且透过类比(电阻)调光方式最大的缺点在于发射光色温会因为LED电流函数而不同造成LED颜色转移。基于上述的原因，本发明提出一种能有效改善上述缺点的具供电检测功能的控制模块及其构成的灯具。

发明内容

本发明的目的乃改良上述的缺点，提供一种具供电检测功能的控制模块及其构成的灯具，以利用一个控制模块根据一个供电单元的供电状态控制一个灯具的亮度，以使本发明具有多段亮度调整的功能。

本发明的另一目的提供一种具供电检测功能的控制模块及其构成的灯具，利用一个储能单元所储备的电能，以持续提供电能维持一个运算元件进行运作的机制。

为达到前述发明目的，本发明的具供电检测功能的灯具，其包含：一个供电单元、一个控制模块及一个发光模块。该供电单元提供直流电力；该控制模块电连接至该供电单元以接收且储存该供电单元的直流电力，且该控制模块根据该供电单元的供电状态产生控制信号；该发光模块分别电连接该供电单元及控制模块，以接收该直流电力并根据该控制信号调整亮度。

本发明另提供一种具供电检测功能的控制模块，其包含：一个储能单元、一个检测单元及一个监控单元。该储能单元接收且储存直流电力；该检测单元根据该直流电力的供电状态产生检测信号；该监控单元分别电连接至该储能单元及该检测单元，以接收该储能单元的电力及该检测信号，并根据该检测信号产生控制信号。

附图说明

图1：现有灯具及其所采用的调光控制方式的电路示意图。

图2：本发明较佳实施例的供电检测功能的控制模块及其构成的灯具的电路示意图。

图3：本发明较佳实施例的控制模块另一个实施方式的电路示意图。

图4：本发明较佳实施例的具有降压电路的发光单元的电路图。

图5：本发明较佳实施例的具有升压电路的发光单元的电路图。

图6：本发明较佳实施例的具有返驰电路的发光单元的电路图。

图7：本发明较佳实施例的具有顺向电路的发光单元的电路图。

【主要元件符号说明】

1供电单元           2控制模块        21储能单元

211  储能电容           212  二极管                  22   检测单元

221  第一分压电阻       222  第二分压电阻            23   监控单元

231  运算元件           231a 电源端                  231b 感测端

231c 命令端             232  齐纳二极管              3    发光模块

31   驱动电路           311  电力电子开关            312  第三电阻

313  第四电阻           32   发光单元                321  LED元件

33   发光单元           331  电容器                  332  电感器

333  二极管             34   发光单元                341  电容器

342  二极管             343  电感器                  35   发光单元

351  第一电容器         352  第一二极管              353  第二二极管

354  电阻器             355  第二电容器              36   发光单元

361  二极管             362  电感器                  9    灯具

91   分压电路           92   发光模块                93   控制电路

具体实施方式

为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

请参照图2所示，其揭示本发明的具供电检测功能的控制模块及其构成的灯具。该灯具包含一个供电单元1、一个控制模块2及一个发光模块3。该供电单元1提供直流电源且电连接至该控制模块2及发光模块3；该控制模块2电连接该发光模块3并供输出控制信号至该发光模块3；该发光模块3根据该控制信号调整亮度。

更详言之，该供电单元1较佳包含一个整流电路，以便将交流电源整流成直流电源并输出至该控制模块2及发光模块3。其中，如图2所示，该供电单元1所包含的整流电路较佳为一个全桥式整流电路。

该控制模块2具有一个储能单元21、一个检测单元22及一个监控单元23，其中该储能单元21及检测单元22分别电连接于该供电单元1及监控单元23之间，以便该储能单元21在该供电单元1正常供电时储存电力并传送电力至该监控单元23，并在该供电单元1未输出电力的情况下提供该监控单元23进行运作所需的电力。而该检测单元22根据该供电单元1的供电状态产生检测信号送至该监控单元23。该监控单元23连接至该发光模块3，以便该监控单元23由该检测信号判断产生该控制信号之后，将该控制信号传送至该发光模块3使其发光。

详言之，该储能单元21较佳包含相互串联连接于该供电单元1及一个接地点之间的一个储能电容211及一个二极管212，且该二极管212较佳电性串联于该储能电容211及该供电单元1之间。该检测单元22较佳为依序串联连接于该供电单元1及接地点之间的一个第一分压电阻221及一个第二分压电阻222所构成，且该第二分压电阻222的电阻值较佳小于该第一分压电阻221的电阻值，以使该检测信号相较于该供电单元1所输出的电力信号具有较小的电压振幅。该监控单元23具有一个运算元件231，且该运算元件231具有一个电源端231a、一个感测端231b及一个命令端231c，其中该电源端231a供连接至该储能单元21以接收该储能单元21所提供的电力，且该电源端231a较佳连接至该储能电容211及该二极管212之间的串联接点；该感测端231b供连接至该检测单元22以接收该检测信号，且该感测端231b较佳连接至该二分压电阻221、222之间的串联接点；而该命令端231c供连接至该发光模块3，以便传送该控制信号。其中，该运算元件231可选择为一个驱动芯片〔IC Chip〕、一个微处理器〔MCU〕、一个现场可编程逻辑门阵列〔FieldProgrammable Gate Array；FPGA〕、一个复杂可编程逻辑元件〔ComplexProgrammable Logic Device；CPLD〕或一个专用集成电路〔ApplicationSpecific Integrated Circuit；ASIC〕。此外，该监控单元23较佳另具有一个齐纳二极管232，该齐纳二极管232连接于该电源端231a及接地点之间，借以提供过电压保护，防止超过该齐纳二极管232的击穿电压的过大电压破坏该运算元件231。请另参照图3所示，其绘示本发明的检测单元22的另一种实施方式，其中以一个光敏电阻构成该第一分压电阻221或该第二分压电阻222的其中之一，且在此较佳选择构成该第二分压电阻222；且其另绘示该运算元件231为一个驱动芯片〔IC Chip〕。

请再参照图2所示，该发光模块3包含串接于该供电单元1及接地点之间的一个驱动电路31及一个发光单元32。该驱动电路31供连接至该运算元件231的命令端231c，以接收该控制信号，进而控制通过该发光单元32的电流。详言之，该驱动电路31较佳具有一个电力电子开关311，且该电力电子开关311的栅极端〔gate〕即耦接至该命令端231c，以便由该控制信号的电压电平控制该电力电子开关311的导通状态。此外，该驱动电路31较佳另包含一个第三电阻312及一个第四电阻313，该第三电阻312电连接于该栅极端及命令端231c之间，该第四电阻313则电连接于该电力电子开关311的源极端，以便该二电阻312、313提供过电流保护以防止电流过大击穿该电力电子开关311。该发光单元32于该供电单元1所提供的电流通过时发光，且该发光单元32较佳由一个发光二极管〔LED〕元件321所构成；或者，如图4至7所示，也能够由该LED元件321及一个降压〔Buck〕电路、一个升压〔Boost〕电路、一个返驰〔Flyback〕电路或一个顺向〔Forward〕电路构成其他形式的发光单元33、34、35或36。

详言之，请参照图4所示，借助该发光单元33的降压电路的电容器331电性并联该LED元件321且电连接至一个电感器332，并透过该发光单元33的降压电路的二极管333单方向电流的导通，能够达成输出电压压降的目的。再参照图5所示，该发光单元34的升压电路与前述的降压电路的差异点在于，该发光单元34的LED元件321除与该升压电路的电容器341电性并联之外，且串联连接一个二极管342及一个电感器343，借以利用该电感器343所释放的能量而达成输出提升电压电平的目的。其中，由于上述形式的发光单元33、34的输入、输出没有进行隔离，因此其较适用于输入与输出没有绝缘要求的情况。相较于此，请再参照图6所示，该发光单元35的返驰电路的第一电容器351电性并联该LED元件321，该发光单元35的返驰电路的第一二极管352串接至该LED元件321，且该发光单元35的返驰电路的第二二极管353电性串联由一个电阻器354及一个第二电容器355所组成的并联电路，且该第二二极管353的正偏端电连接至该发光单元35的驱动电路31，故能够透过该发光单元35的返驰电路的一次侧感应电压至二次侧而达到升压或降压的目的，且具有输入、输出隔离的功用。另，请参照图7所示，该发光单元36的顺向电路与前述的返驰电路不同的地方在于，该LED元件321与一个电感器362所组成的串联电路再并联一个二极管361，以便进一步利用该二极管361减少该顺向电路的损失，其中该二极管361较佳选择一个萧特基二极管以增加该顺向电路的效率。

承上所述，请同时参照图2及3，该具供电检测功能的控制模块及其构成的灯具的作动原理详述如下：

当该供电单元1正常供电时，该检测单元22以该二分压电阻221、222所产生的该检测信号呈一个标准电压电平〔例如：2.5v〕；而当该供电单元1停止供电时，该检测单元22以该二分压电阻221、222所产生的该检测信号则呈一个低电压电平〔例如：0v〕。借此，该运算元件231由该感测端231b测知该检测信号由该标准电压电平切换至该低电压电平的时间点，以及由该低电压电平切换至该标准电压电平的时间点，以便进一步决定该控制信号的电压值的大小、频率及占空比的其中至少一个，其中该控制信号依其电压值的大小、频率或占空比分为数种切换段位。此外，如图3所示，当该控制模块2由所述的另一种实施方式完成时，能够仅借助阻断该光敏电阻的光源进行操作，而不需透过控制该供电单元1正常或停止供电调整亮度。亦即，若该光敏电阻受到光源照射，该检测信号呈该标准电压电平〔例如：2.5v〕；而若该光敏电阻的光源受到阻断以致提高该光敏电阻的电阻值，则该检测信号呈一个高电压电平〔例如：5v〕。与先前所述的实施例不同的是该运算元件231由该感测端231b测知该检测信号由该标准电压电平切换至该高电压电平的时间点，以及由该高电压电平切换至该标准电压电平的时间点。

详言之，当该控制信号为该数种切换段位的其中之一，且该检测信号在一个切换时间点由该标准电压电平切换至该低电压电平时〔或由该标准电压电平切换至该高电压电平时〕，该运算元件231即检测该检测信号在该切换时间点之后的一段预设时间内是否由该低电压电平切换至该标准电压电平〔或由该高电压电平切换至该标准电压电平〕。若该检测信号在该预设时间内进行切换，该运算元件231将该控制信号调整为下一个切换段位；否则即维持在同一个切换段位。借此，即能够利用此控制信号控制该发光模块3的亮度。

举例而言，预设该控制信号能够类分为四个切换段位，该四个切换段位分别对应于该发光模块3的最大亮度的25％、50％、75％及100％的发光量，且该预设时间为1秒。若该控制信号的原切换段位对应于50％的发光量，且若该检测信号在该切换时间点之后的1秒内即由该低电压电平切换至该标准电压电平〔或由该高电压电平切换至该标准电压电平〕，则该控制信号改变为下一个切换段位以使该发光模块3的发光量为其最大亮度的75％；而若该在该切换时间点之后的1秒内未由该低电压电平切换至该标准电压电平〔或由该高电压电平切换至该标准电压电平〕，则该控制信号仍维持为原切换段位〔即对应于该发光模块3的最大亮度的50％的发光量〕。借此，本发明的灯具即能够具有多段亮度调整的功能。

当依该控制信号的电压值的占空比区分该数种切换段位时，该运算元件231输出脉宽调制(Pulse width modulation；PWM)信号决定该驱动电路31的导通时间比例，进而达成能够调整的功率电流输出驱动该发光单元32。

综上所述，本发明的具供电检测功能的控制模块及其构成的灯具，主要是以该该储能单元21维持该监控单元23的持续运作，并利用该检测单元22提供该检测信号，以便该监控单元23根据该检测信号判断该供电单元1的供电状况，进而调整该控制单元以使本发明的灯具具有多段亮度调整的功能。

本发明的具供电检测功能的控制模块及其构成的灯具，其利用一个控制模块根据一个供电单元的供电状态控制一个灯具的亮度，以使本发明具有多段亮度调整的功效。

本发明的具供电检测功能的控制模块及其构成的灯具，利用一个储能单元所储备的电能，以持续提供电能维持一个运算元件进行运作的功效。

Claims (19)

1.一种具供电检测功能的灯具，其特征在于包含：

一个供电单元，其提供直流电力；

一个控制模块，其电连接至该供电单元以接收且储存该供电单元的直流电力，且该控制模块根据该供电单元的供电状态产生控制信号；

一个发光模块，其分别电连接该供电单元及控制模块，以接收该直流电力并根据该控制信号调整发光亮度。

2.如权利要求1所述的具供电检测功能的灯具，其特征在于：该控制模块具有一个储能单元、一个检测单元及一个监控单元，该储能单元分别电连接至该供电单元及监控单元，以接收且储存该供电单元的电力并供电至该监控单元，该检测单元根据该供电单元的供电状态产生检测信号，该监控单元电连接至该检测单元接收该检测信号，并根据该检测信号产生该控制信号。

3.如权利要求2所述的具供电检测功能的灯具，其特征在于：该储能单元包含相互串联连接的一个储能电容及一个二极管，该储能电容及二极管连接于该供电单元及一个接地点之间，且该储能电容及二极管之间的串联接点连接至该监控单元。

4.如权利要求2所述的具供电检测功能的灯具，其特征在于：该检测单元包含相互串联连接的一个第一分压电阻及一个第二分压电阻，该二分压电阻连接于该供电单元及一个接地点之间，且该二分压电阻之间的串联接点连接至该监控单元。

5.如权利要求4所述的具供电检测功能的灯具，其特征在于：该第一分压电阻及第二分压电阻之一为一个光敏电阻。

6.如权利要求2所述的具供电检测功能的灯具，其特征在于：该监控单元包含一个运算元件，且该运算元件具有一个电源端、一个感测端及一个命令端，其中该电源端连接至该储能单元，该感测端连接至该检测单元，该命令端连接至该发光模块。

7.如权利要求6所述的具供电检测功能的灯具，其特征在于：该监控单元另具有一个二极管连接于该电源端及一个接地点之间。

8.如权利要求1所述的具供电检测功能的灯具，其特征在于：该发光模块包含串接于该供电单元及接地点之间的一个驱动电路及一个发光单元。

9.如权利要求8所述的具供电检测功能的灯具，其特征在于：该发光单元包含发光二极管元件，以及一个降压电路或一个升压电路或一个返驰电路或一个顺向电路。

10.如权利要求6所述的具供电检测功能的灯具，其特征在于：该运算元件为一个驱动芯片、一个微处理器、一个现场可编程逻辑门阵列、一个复杂可编程逻辑元件或一个专用集成电路。

11.如权利要求1所述的具供电检测功能的灯具，其特征在于：该控制模块能够调变所输出的控制信号的电压值的大小、频率及占空比的其中至少一个。

12.一种具供电检测功能的控制模块，其包含：

一个储能单元，接收且储存直流电力；

一个检测单元，根据该直流电力的供电状态产生检测信号；

一个监控单元，分别电连接至该储能单元及该检测单元，以接收该储能单元的电力及该检测信号，并根据该检测信号产生控制信号。

13.如权利要求12所述的具供电检测功能的控制模块，其特征在于：该检测单元包含相互串联连接的一个第一分压电阻及一个第二分压电阻，且该二分压电阻之间的串联接点连接至该监控单元。

14.如权利要求13所述的具供电检测功能的控制模块，其特征在于：该第一分压电阻及第二分压电阻之一为一个光敏电阻。

15.如权利要求12所述的具供电检测功能的控制模块，其特征在于：该储能单元包含相互串联连接的一个储能电容及一个二极管，且该储能电容及二极管之间的串联接点连接至该监控单元。

16.如权利要求12所述的具供电检测功能的控制模块，其特征在于：该监控单元包含一个运算元件，且该运算元件具有一个电源端、一个感测端及一个命令端，其中该电源端连接至该储能单元，该感测端连接至该检测单元以接收该检测信号，该命令端输出该控制信号。

17.如权利要求16所述的具供电检测功能的控制模块，其特征在于：该运算元件为一个驱动芯片、一个微处理器、一个现场可编程逻辑门阵列、一个复杂可编程逻辑元件或一个专用集成电路。

18.如权利要求12所述的具供电检测功能的控制模块，其特征在于：该监控单元能够调变所输出的控制信号的电压值的大小、频率及占空比的其中至少一个。

19.如权利要求16所述的具供电检测功能的控制模块，其特征在于：该监控单元另具有一个齐纳二极管连接于该电源端及一个接地点之间。

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