CN104703333A - 一种led颜色与亮度调整的控制装置、方法和照明装置 - Google Patents
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Abstract
本发明系关于一种LED颜色与亮度调整的控制装置、方法及照明装置，该控制方法系于LED装置进行冷开启后，判断使用者是否转动该TRIAC调光器，并判断该TRIAC调光器是否曾经维持静止超过一预设时间；若未曾维持静止超过该预设时间且该TRIAC调光器正调整中，则输出颜色改变信号，反之，若曾经维持静止超过该预设时间且该TRIAC调光器正调整中，则输出亮度改变信号；藉此，使用者只需调整该TRIAC调光器，即可轻易实现颜色与亮度的调整。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED灯具发光颜色与亮度的控制，尤指一种利用交流硅控闸流体(TRIAC)调光器即可简单实现控制的方法与装置。
背景技术
请参考图12示，为传统在线调光器92的其中一种应用电路，该在线调光器92与一灯具91及交流电源93串接成一个回路。其中，该在线调光器92主要包含一交流硅控闸流体(TRIAC)921、一可变电阻922及一双向二极管(DIAC)923。该交流硅控闸流体921利用其两输出端T1、T2串接在回路中，而其触发端G经由该双向二极管923连接该可变电阻922。当使用者调整该可变电阻922时，可改变该交流硅控闸流体921的其触发端G上的触发电压，令该交流硅控闸流体921在不同的触发角度由截止状态转为导通状态。
如图13所示，系表示使用者调整可变电阻922得到不同电阻值时，该鐜流硅控闸流体921于不同触发角度导通，因此会在灯具91上产生不同导通百分比的弦波电压，在此以90％、70％、50％与30％举例表示。当灯具91接收到90％、70％、50％或30％的导通电压时，将产生正比于该导通电压的对应亮度，导通百分比越高则灯具91的亮度越高，反之亦然。
惟前述在线调光的技术实际应用在LED灯时，存在有以下缺点：
1.当导通电压为90％时，以台湾110V的交流电源为例大约可产生105V的电压，此时LED灯可以正常工作；当调整为70％及50％时也还可以维持LED灯正常工作。但是当导通电压调整为30％时，仅能产生大约30V的电压，此电压若传递给LED灯内部的一交流/直流转换器时，因电压不足将会使该交流/直流转换器停止工作，而无法维持该LED正常工作。因此一般LED灯的可调亮度大约是30％-100％，低亮度范围1％-30％的调整作业难以实现。
2.使用LED灯作为照明用具俨然已是市场主流趋势，LED不仅可调亮度，也可调整颜色；但上述在线调光技术并无法达到调整颜色的功能。
发明内容
本发明鉴于LED灯无法藉助TRIAC调光器实现颜色与亮度调整，本发明之主要目的系提供一种应用TRIAC调光器实现LED颜色与亮度调整的控制装置、控制方法及LED照明装置，可达成稳定的亮度调整及颜色切换。
为达成前述目的，本发明提供了一种LED颜色与亮度调整的控制装置，包括TRIAC调光器和控制装置；该TRIAC调光器连接一交流电源以调整该交流电源使其具有一导通比例，该控制装置包含：
一整流电路，系连接该TRIAC调光器，将该具有设定的导通比例的交流电流整流为一全波直流电源；
一电压检知器，包含有一输入部及一输出部，该输入部连接在整流电路的输出端以检知该全波直流电源，该输出部依据检知出的全波直流电源产生连续方波；
一电源转换电路，系连接整流电路的输出端，将该全波直流电源转换为一工作电压及一负载电压，该负载电压系供用于驱动一作为负载的LED灯具；
复数个电流控制电路，系供连接LED灯具以控制流过该LED灯具的电流；
一调光控制器，系接收该电源转换电路产生的工作电压及电压检知器输出的该连续方波，其中，该调光控制器启动后，系根据该连续方波的波宽变化判断该TRIAC调光器是否调整中，并判断该TRIAC调光器是否曾经静止超过一预设时间，若该TRIAC调光器在调整中且未曾静止超过该预设时间，该调光控制器依据该TRIAC调光器的调整幅度输出对应的颜色改变信号至该电流控制电路；若该TRIAC调光器静止超过该预设时间，该调光控制器系锁定LED灯具当下的颜色并持续判断该TRIAC调光器是否调整中，若有，该调光控制器依据该TRIAC调光器的调整幅度输出对应的亮度改变信号至该电流控制电路。
在一较佳实施例中：该调光控制器系将该TRIAC调光器的调整范围划分成复数个区间，当该TRIAC调光器未曾静止超过该预设时间，调整该TRIAC调光器可使该复数个区间对应不同的颜色；当该TRIAC调光器曾经静止超过该预设时间，调整该TRIAC调光器可使该复数个区间对应不同的亮度。
在一较佳实施例中：该电压检知器系选自一光耦合器、一电压比较器或一史密特触发电路其中之一。
一种LED颜色与亮度调整的LED照明装置，包括TRIAC调光器和照明装置，该TRIAC调光器连接一交流电源以调整该交流电源使其具有一导通比例，该照明装置包含：
一整流电路，系连接该TRIAC调光器，将该具有设定的导通比例的交流电流整流为一全波直流电源；
一电压检知器，包含有一输入部及一输出部，该输入部连接在整流电路的输出端以检知该全波直流电源，该输出部依据检知出的全波直流电源产生连续方波；
一电源转换电路，系连接整流电路的输出端，将该全波直流电源转换为一工作电压及一负载电压；
一LED灯具，系包含复数个LED发光群组，各LED发光群组系接收该电源转换电路输出之负载电压；
复数个电流控制电路，系分别串连在该复数个LED发光群组，以控制流过该LED发光群组的电流；
一调光控制器，系接收该电源转换电路产生的工作电压及电压检知器输出的该连续方波，其中，该调光控制器启动后，系根据该连续方波的波宽变化判断该TRIAC调光器是否调整中，并判断该TRIAC调光器是否曾经静止超过一预设时间，若该TRIAC调光器在调整中且未曾静止超过该预设时间，该调光控制器依据该TRIAC调光器的调整幅度输出对应的颜色改变信号至该电流控制电路；若该TRIAC调光器静止超过该预设时间，该调光控制器系锁定当下之LED灯具颜色并持续判断该TRIAC调光器是否调整中，若有，该调光控制器依据该TRIAC调光器的调整幅度输出对应的亮度改变信号至该电流控制电路。
在一较佳实施例中：该复数个LED发光群组系选自发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、高分子发光二极管(PLED)其中之一。
在一较佳实施例中：该复数个LED发光群组包含可产生冷白与暖白不同色温的LED发光群组。
在一较佳实施例中：该复数个LED发光群组包含可产生红色，绿色，蓝色不同色彩的LED发光群组。
一种LED颜色与亮度调整的控制方法，该控制方法包含：
执行冷开启，该控制装置系关机达一段时间后再重新开机，令调光控制器重置；
判断该TRIAC调光器是否正调整中，其中，该调光控制器依据该TRIAC调光器调整后之交流电源的导通比例是否持续变化，来判断该TRIAC调光器是否正在调整中；
判断该TRIAC调光器是否维持静止超过一预设时间，其中，该调光控制器依据该TRIAC调光器调整后之交流电源的导通比例是否静止不变，来判断该TRIAC调光器是否正在静止中；
当该TRIAC调光器正调整中且未曾维持静止超过该预设时间，调光控制器输出颜色改变信号；
当判断该TRIAC调光器正调整中且曾经维持静止超过该预设时间，调光控制器输出亮度颜色改变信号。
在一较佳实施例中：该TRIAC调光器的调整范围划分成复数个区间，当该TRIAC调光器未曾静止超过该预设时间，调整该TRIAC调光器可使该复数个区间对应不同的颜色；当该TRIAC调光器曾经静止超过该预设时间，调整该TRIAC调光器可使该复数个区间对应不同的亮度。
一种LED颜色与亮度调整的控制装置，包括TRIAC调光器和控制装置；该TRIAC调光器系通过一开关而连接到一交流电源，该TRIAC调光器用以调整该交流电源使其具有一设定的导通比例，该控制装置包含：
一整流电路，系连接该TRIAC调光器，将该具有设定的导通比例的交流电流整流为一全波直流电源；
一电压检知器，包含有一输入部及一输出部，该输入部连接在整流电路的输出端以检知该全波直流电源，该输出部依据检知出的全波直流电源产生连续方波；
一电源转换电路，系连接整流电路的输出端，将该全波直流电源转换为一工作电压及一负载电压，该负载电压系供用于驱动一作为负载的LED灯具；
复数个电流控制电路，系供连接LED灯具以控制流过该LED灯具的电流；
一调光控制器，系接收该电源转换电路产生的工作电压及电压检知器输出的该连续方波，其中，该调光控制器启动后，系判断该开关是否有执行暖开启之切换动作，若有暖开启之切换动作系输出颜色改变信号至该电流控制电路；该调光控制器根据该电压检知器输出的连续方波的波宽变化判断该TRIAC调光器是否调整中，若有，该调光控制器依据该TRIAC调光器的调整幅度输出对应的亮度改变信号至该电流控制电路。
在一较佳实施例中：该调光控制器系将该TRIAC调光器的调整范围划分成复数个区间，该复数个区间对应不同的亮度。
在一较佳实施例中：该颜色改变信号是预设的多段循环调整值，该调光控制器随着该开关的切换而依序输出该循环调整值。
在一较佳实施例中：该电压检知器系选自一光耦合器、一电压比较器或一史密特触发电路其中之一。
一种LED颜色与亮度调整的LED照明装置，包括TRIAC调光器和照明装置；该TRIAC调光器系通过一开关而连接到一交流电源，该TRIAC调光器用以调整该交流电源使其具有一设定的导通比例，该照明装置包含：
一整流电路，系连接该TRIAC调光器，将该具有设定的导通比例的交流电流整流为一全波直流电源；
一电压检知器，包含有一输入部及一输出部，该输入部连接在整流电路的输出端以检知该全波直流电源，该输出部依据检知出的全波直流电源产生连续方波；
一电源转换电路，系连接整流电路的输出端，将该全波直流电源转换为一工作电压及一负载电压；
一LED灯具，系包含复数个LED发光群组，各LED发光群组系接收该电源转换电路输出之负载电压；
复数个电流控制电路，系分别串连在该复数个LED发光群组，以控制流过该LED发光群组的电流；
一调光控制器，系接收该电源转换电路产生的工作电压及电压检知器输出的该连续方波，其中，该调光控制器启动后，系判断该开关是否有执行暖开启之切换动作，若有暖开启切换动作系输出颜色改变信号至该电流控制电路；若开关超过该暖开启时间并持续维持导通，该调光控制器根据该电压检知器输出的连续方波的波宽变化判断该TRIAC调光器是否调整中，若有，该调光控制器依据该TRIAC调光器的调整幅度输出对应的亮度改变信号至该电流控制电路。
在一较佳实施例中：该复数个LED发光群组系选自发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、高分子发光二极管(PLED)其中之一。
在一较佳实施例中：该复数个LED发光群组包含可产生冷白与暖白不同色温的LED发光群组。
在一较佳实施例中：该复数个LED发光群组包含可产生红色，绿色，蓝色不同色彩的LED发光群组。
一种LED颜色与亮度调整的控制方法，该控制方法包含：
执行冷开启，该控制装置系关机达一段时间后再重新开机，令调光控制器重置；
该调光控制器判断该开关是否有执行暖开启之切换动作，若是，该控制装置输出颜色改变信号；
该调光控制器判断该TRIAC调光器是否正调整中，若是，该控制装置输出亮度改变信号。
一种LED颜色与亮度调整的控制方法，该控制方法包含：
执行冷开启，该控制装置系关机达一段时间后再重新开机，令调光控制器重置；
读取该控制装置前次关机时所记忆之颜色及亮度，并控制该LED灯具依据所记忆之颜色及亮度产生照明；
该调光控制器判断该开关是否有执行暖开启之切换动作，若是，该控制装置输出颜色改变信号；
该调光控制器判断该TRIAC调光器是否正调整中，若是，该控制装置输出亮度改变信号。
附图说明
图1：本发明LED照明装置第一实施例的电路方块图。
图2：本发明中的TRIAC调光器开启100％时之相关电压波形图。
图3：本发明中的TRIAC调光器开启50％时之相关电压波形图。
图4(A)-(G)：本发明不同导通比例的全波直流电源波形图。
图4(a)-(g)：本发明对应图4(A)-图4(G)所产生之不同波宽的方波波形图。
图5：本发明TRIAC调光器之刻度调整区间对应不同色温的示意图。
图6：对应图1所示电路的控制方法流程图。
图7：本发明LED照明装置第二实施例的电路方块图。
图8：本发明开关与TRIAC调光器的外观示意图。
图9(A)、9(B)：本发明冷、暖开启的示意时序图。
图10(A)-(D)：本发明冷、暖开启的判断波形图。
图11：对应图7所示电路的控制方法流程图。
图12：传统在线调光器于使用时的电路图。
图13：利用传统在线调光器产生不同导通角度的电压波形图。
图中：
1 LED照明装置 21 第一LED发光群组
2 TRIAC调光器 22 第二LED发光群组
3 开关 23 第三LED发光群组
10 控制装置 91 灯具
12 整流电路 92 在线调光器
13 电压检知器 921 交流硅控闸流体
14 电源转换电路 922 可变电阻
141 储能电容 923 双向二极管
15 调光控制器 93 交流电源
161-163 电流控制电路 AC 交流电源
20 LED灯具
具体实施方式
下文结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
请参考图1，本发明LED照明装置1包含有一控制装置10及一LED灯具20。该控制装置10连接一设置在交流电源AC回路上的交流硅控闸流体调光器2(以下皆简称为TRIAC调光器2)。
该TRIAC调光器2设置在该交流电源AC的回路上，调整该交流电源使其具有一设定的导通比例。当TRIAC调光器2开启至最大程度时，几乎可允许100％(实际上会受组件因素影响而略低)的交流电源AC通过而供电给后端电路。当TRIAC调光器2开启程度为100％时，通过该TRIAC调光器2的交流电源AC如图2(A)的波形所示；若是TRIAC调光器2开启程度为50％时，通过该TRIAC调光器2的交流电源AC如图3(A)的波形所示，其中，图中的实线部分表示该TRIAC调光器2为导通(ON)状态，虚线部分表示该TRIAC调光器2为截止(OFF)状态。
本发明的该控制装置10包含一整流电路12、一电压检知器13、一电源转换电路14、一调光控制器15与复数个电流控制电路161-163。
该整流电路12系通过该TRIAC调光器2而接收该交流电源AC，对交流电源AC进行整流后再输出。该交流电源AC经过整流后的波形会成为正半波的连续波形，称之为全波直流电源，其波形可分别参考图2(B)、图3(B)的实线部分所示。
该电压检知器13包含有一输入部及一输出部，该输入部连接在整流电路12的输出端，用以检知该整流电路12输出的全波直流电源。若该全波直流电源大于一预设电压VTH时，该输出部会输出一高电位，反的若全波直流电源小于该预设电压VTH时，该输出部则输出一低电位。因此该电压检知器13可以根据全波直流电源的电压准位高低而产生连续方波，该连续方波的波形可参考图2(C)、图3(C)所示。该电压检知器13可选自光耦合器、电压比较器、史密特触发电路(Schimitt trigger)等。
该电源转换电路14连接在该整流电路12的输出端，将全波直流电源转换为一工作电压及一负载电压，该工作电压系供应调光控制器15与电压检知器13工作之用，该负载电压可用于驱动LED负载。
该调光控制器15系接收该电源转换电路14输出的工作电压与电压检知器13输出的连续方波。在调光控制器15开始工作后，系根据电压检知器13输出的连续方波其波宽变化，判断该TRIAC调光器2是否正由使用者调整中。本发明原则上是先调整颜色后再设定亮度，概略而言，在使用单一TRIAC调光器2作为设定组件时，调光控制器15首先依据该TRIAC调光器2的调整输出颜色改变信号，当该TRIAC调光器2暂停并超过一预设时间后(例如3秒)，即锁定当下的颜色，若再持续变动该TRIAC调光器2，该调光控制器15即输出亮度改变信号。
该调光控制器15内建一判断流程，可根据该电压检知器13输出的连续方波其波宽变化，判断出该TRIAC调光器2目前正调整在那个刻度。且因为该TRIAC调光器2之由最小刻度至最大刻度之间的调整范围系预先定义划分成复数个区间，该复数个区间即可分别对应成不同的发光颜色与亮度，故调光控制器15可依据判断出的目前刻度，控制输出对应的颜色与亮度，例如该复数个区间可对应成色温为5500K、4000K、3300K、2700K的不同颜色，或是对应成为100％、50％、25％、10％的亮度值，有关这部分的判断原理将于后面再进一详细说明。
前述控制装置10用于调整该LED灯具20的颜色及亮度，其中，该LED灯具20的形态可以是平板灯、筒灯、日光灯、球泡灯、投射灯、灯条、洗墙灯、路灯或天井灯等而未特别限制。在一较佳实施例中，该LED灯具20若是由多数个具有不同色温的LED发光群组构成，则调整该不同LED发光群组的发光比例，可混合产生出不同的色温，藉此获得不同的光线颜色。例如，请参考图1所示，假设该LED灯具20包含一第一LED发光群组21与一第二LED发光群组22，该第一LED发光群组是以色温为5500K偏冷白光的LED构成，该第二LED发光群组22是以色温为2700K偏暖白光的LED构成，当改变该两LED发光群组21、22的发光比例可混合产生出如下表所示的色温：
| 5500K LED | 2700K LED | 混合后所得色温 |
| 100％ | 0％ | 5500K |
| 50％ | 50％ | 4000K |
| 20％ | 80％ | 3300K |
| 0％ | 100％ | 2700K |
在另一实施例中，该LED灯具20也可以是由多数个具有不同色彩的LED灯光群组构成，该LED发光群组系选自发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、高分子发光二极管(PLED)其中之一。以图1所示为例说明，该LED灯具20包含第一LED发光群组21、第二LED发光群组22及第三LED发光群组23，其中，该第一LED发光群组21是以色彩为红色(R)的LED构成，第二LED发光群组22是以绿色(G)的LED构成，第三LED发光群组23是以蓝色(B)的LED构成。如此可以很轻易的组成红→橙→黄→绿→蓝→靛→紫→白，八种基本色彩。
该多数个LED发光群组21-23连接该电源转换电路14的输出端以接收该负载电压，藉此，复数个电流控制电路161-163可驱动点亮各自的LED发光群组21-23；该等LED发光群组21-23分别串联电流控制电路161-163，该调光控制器15的输出端藉由控制该电流控制电路161-163之输出电流大小与比率，来达成改变颜色(色温或色彩)与改变亮度信号之目的。
以下将详细说明在图1所示的电路中，本发明中该调光控制器15如何判断颜色改变与亮度改变。该交流电源AC以110V为例说明，如前面说明所介绍，随着该TRIAC调光器2由最小刻度调整到最大刻度，该整流电路12输出的全波直流电源也会随之改变，如图4的波形(A)-(G)所示，系分别代表该全波直流电源的大小占整个周期的20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％时的电源波形。
而该电压检知器13的预设电压VTH则是设定为全波直流电源为20％时所对应的电压值。例如，因交流电源AC为110V，该预设电压VTH的计算方式为110V×1.414×sin(180-180×20％)＝110V×1.414×sin(144度)＝91.4V。该电压检知器13即以91.4V为门坎，若整流电路12输出的全波直流电源超过91.4V则会输出高电位，反之低于91.4V则会输出低电位。该电压检知器13输出的方波如图4的波形(a)-(g)所示，可观察出该方波的波宽逐渐增加。
调光控制器15可以根据如图4(a)-(g)的波宽变化，判断出该TRIAC调光器2是正在调整中(波宽不断在变化)或是停止中(波宽固定不变)。
在此要另外注意的是，当TRIAC调光器2的导通比例过低(例如低于30％以下)，恐会因电压不足而无法使电路正常作业。若是当TRIAC调光器2的导通比例稍高(例如介于30％-40％)，则LED灯具20虽然可被点亮，但因电压不足难以维持在稳定状态，会发生闪烁现象。因此，在实际使用时，可以设计自该TRIAC调光器2导通比例为40％以上才开始使用，低于40％以下的区间则忽略不用，如此可以回避LED因电压不足而产生闪烁问题。
请参考图5，该TRIAC调光器2的转动刻度可以被区分成复数个区间，例如以每改变方波导通比例10％为一个区间，因此，40％-80％可以被分为4个区间，同理，若是以5％为一个区间，则同样的40％-80％可以被分为8个区间。如上所述为避免发生闪烁现象，在0％-40％的调整则是未作用。消费者实际使用时，如图5所示，例如将40％-80％分为4个区间，转动该TRIAC调光器2后，刚开始LED灯具20没有作用，之后灯亮且色温为2700K，接下来3300K，4000K，最后到达5500K。
例如预定调整之色温为5500K、4000K、3300、2700K时，可以在开启电源后，转动该TRIAC调光器2使其刻度由小变大，或是由大变小，该调光控制器15可以根据电压检知器13输出的连续方波其波宽大小对应找出TRIAC调光器2的导通比例，判读出该TRIAC调光器2目前的刻度在那一个区间，继而对照出对应的色温，请参考下表所示：
| 色温 | 导通比例 | TRIAC调光器之刻度区间 |
| 未作用 | <40％ | 第0区间 |
| 2700K | 40-50％ | 第一区间 |
| 3300K | 50-60％ | 第二区间 |
| 4000K | 60-70％ | 第三区间 |
| 5500K | >70％ | 第四区间 |
当该TRIAC调光器2停止转动并短暂维持在一预设时间内(例如3秒以内)，该调光控制器15会锁定当下调整出的色温，若后续该TRIAC调光器再有调整动作，均将会被视为是执行亮度调整作业。同样的，也是依据该TRIAC调光器2之转动刻度所划分出的数个区间而对应到不同的亮度，但控制亮度的区间数量可以不同于控制色温的区间数量，例如，色温以4个区间进行调整，而亮度可改变成为8个区间进行调整，藉此可获得更细致的亮度变化，请参考下表所示：
| 亮度 | 导通比例 | TRIAC调光器之刻度区间 |
| 未作用 | <40％ | 第0区间 |
| 1％ | 40-45％ | 第一区间 |
| 10％ | 46-50％ | 第二区间 |
| 20％ | 51-55％ | 第三区间 |
| 30％ | 56-60％ | 第四区间 |
| 40％ | 61-65％ | 第五区间 |
| 60％ | 66-70％ | 第六区间 |
| 80％ | 71-75％ | 第七区间 |
| 100％ | >76％ | 第八区间 |
根据上述表格可以看出本发明利用TRIAC调光器2调整出40-45％导通比例的方波而对应1％亮度，该调光控制器15系控制电流控制电路161-163而使LED灯具20产生1％的亮度，因此本发明可以实现低亮度的设定而仍然维持该LED灯具20稳定点，不会发生抖动、闪烁，而且使用导通比例高于40％以上的电力，可以让控制装置10获得足够的电力，维持正常工作。
依据图1的电路架构当本发明只使用单一TRIAC调光器2进行颜色、亮度调整时，该调光控制器15之控制方法可归纳成如图6的流程，该控制方法包含有以下步骤：
执行冷开启(601)，本发明之控制装置10关机达一段时间后再重新开机，调光控制器15可以重置以重新开始执行程序并可清空调光控制器15内部的一指示旗标，并控制该LED灯具20先以一预设亮度点亮，在LED灯具20点亮的状态下以方便使用者进行后续的颜色及亮度调整；
判断该TRIAC调光器2是否正调整中(602)，该调光控制器15依据电压检知器13输出的方波是否有波宽变化，可判断出该TRIAC调光器2是否正被调整中；
当判断该TRIAC调光器2正调整中，判断该指示旗标是否已被设定(603)，在这个步骤中，若使用者是在冷开启之后随即调整该TRIAC调光器2，则该指示旗标因为被清空，因此其判断结果为“否”；
输出颜色改变信号(604)，当指示旗标未曾被设定，则调光控制器15系输出颜色改变信号，以因应该TRIAC调光器2之刻度变化而改变LED灯具20的颜色，并回归至步骤(602)；
当判断该TRIAC调光器2为静止，系再判断该TRIAC调光器2是否维持静止达到一预设时间(该预设时间例如3秒)(605)，若未达该预设时间则回归至步骤(602)；
当该TRIAC调光器2维持静止达到该预设时间，系设定该指示旗标(606)，并回归至步骤(602)；
当判断该TRIAC调光器2正调整中且指示旗标已被设定，则调光控制器15系输出亮度改变信号(607)，根据该TRIAC调光器2的刻度变化而改变LED灯具的亮度，并回归至步骤(602)。
请参考图7所示的本发明第二实施例电路，系以一TRIAC调光器2配合一开关3分别负责亮度与颜色的调整。其中，该开关3与TRIAC调光器2串联在交流电源AC的回路上，其外观可参考图8所示。
本发明利用对该开关3执行暖开启即可达成调整颜色目的。请参考图9(A)所示，冷开启是指在电源中断后，经等待大于一第一时间Tcs后(cs系指ColdStart之缩写，例如8秒)切换该开关3导通而供电；暖开启如图9(B)所示，是指在电源中断后，立即小于一第二时间Tws(ws系指Warw Start之缩写，例如2秒)内切换该开关3导通而开启电源，其中Tcs>Tws。
以下用图10说明暖开启与冷开启在电路上之动作。该开关3系设置在交流电源AC的回路上，当开关3导通时，该交流电源AC的波形如图10(A)所示之交流电源，当开关3在时间点t1截止时系中断交流电源AC波形如图10(A)虚线所示正弦波消失；经过整流电路12其波形如图10(B)所示全波直流电源，该图10(B)虚线部分表示开关3不导通时全波直流电源消失；经过电压检知器13其波形如图10(C)所示之方波，该图10(C)虚线部分表示开关3不导通时方波消失。
暖开启此一动作实现在电路上时，请参考图10(D)所示，当交流电源AC正常供电时，该电源转换电路14可持续输出一负载电压给LED负载(例如24V)，及另一工作电压给调光控制器15(例如3.3V)，当控制该开关3于t1时间点关闭电源时，该电源转换电路14中的储能电容141会持续放电供应调光控制器15所需的工作电压(例如3.3V)，但是当放电时间达到t2时间，储能电容141的电力即将耗尽。因此若在t1-t2这段时间中，该开关3导通而有恢复供电，因为调光控制器15在这段时间中仍然持续工作，并没有停止，所以t1-t2这段时间可视为是执行暖开启的动作，t1-t2这段时间即为前述的第二时间Tws，此时间长度视储能电容141的容值而决定。并且调光控制器15在t1-t2这段时间系透过电压检知器13检知到方波不见了(如图10(C)虚线部分)而得知电源中断，因此若在t1-t2这段时间中该开关3导通而有恢复供电时，调光控制器15透过电压检知器13检知到方波恢复，调光控制器15确定为一暖开启动作，输出颜色改变信号。
另外冷开启，是因为过了t2时间，开关3仍然没有开启，导致储能电容141的电力已经耗尽，令调光控制器15停止运作而停机。因此超过Tcs后开启电源，会让调光控制器15可以重置(Reset)而重新启动。
依据图7的电路架构，当本发明使用该开关3与TRIAC调光器2进行颜色、亮度调整时，该调光控制器15之控制方法可归纳成如图11的流程，该控制方法包含有以下步骤：
执行冷开启(1001)，本发明之控制装置10关机达一段时间后再重新开机，调光控制器15可以重置以重新开始执行程序；
读取前次关机时所记忆之颜色及亮度(1002)，当控制装置10冷开启后，将读取前一次电源关闭时该LED灯具20当下之颜色及亮度，让使用者可沿用前次的设定而不需重新设定，其中，于每次使用者控制该开关3关闭时，控制装置10会立即自动记忆该LED灯具20当下之颜色及亮度，所记忆之颜色及亮度可以储存在一内存中；
判断该开关3是否有暖启动(1003)，该调光控制器15系判断使用者是否在第二时间Tws内有对该开关3执行切换导通，若是，则有暖启动；
输出颜色改变信号(1004)，当判断该开关3有执行暖启动时，调光控制器15系输出颜色改变信号，并回归至步骤(1003)再次重新判断，其中，该颜色改变信号是已预设好的多段循环调整值，例如使用在冷白与暖白色温变化的LED灯具20，可以变化5500K→4000K→3300K→2700K，每切换该开关3一次，即进入下一个调整值；再例如使用R(红)G(绿)B(蓝)之LED灯具20，可以组成红→橙→黄→绿→蓝→靛→紫→白，8种基本色彩；每切换该开关3一次，即进入下一个调整值；
当判断该开关3未暖启动时，系再进一步判断该TRIAC调光器2是否调整中(1005)，该调光控制器15侦测电压检知器13输出的方波是否产生波宽变化，若有变化则可确定该TRIAC调光器2正调整中，反之当该TRIAC调光器2维持静止时，即回归至步骤(1003)；
输出亮度改变信号(1006)，当判断该TRIAC调光器2正调整中，则调光控制器15系输出亮度改变信号，根据该TRIAC调光器2之刻度变化而改变LED灯具20的亮度，并回归至步骤(1003)。
综上所述，本发明利用既有单一TRIAC调光器便可实现LED灯具的颜色与亮度调整，而所使用的控制电路简单而不复杂，在实际应用时不需要更换原来的配线，使用者只需要单纯的调整该TRIAC调光器便可达到调整颜色与亮度之目的，并可轻易实现低亮度、稳定的LED亮度调整。本发明进一步利用一开关与一TRIAC调光器配合，让调光控制器藉由电压检知器之方波消失与在Tws时间内恢复得知一暖开启，并且也藉由此方波波宽之变化，得知TRIAC调光器是否调整中。最后可以藉由开关来切换颜色，另外藉由TRIAC调光器调整亮度，在产业界成为一个非常方便调整LED灯具颜色与亮度调整的发明，整体而言又具有低制造成本、简化施工、兼具色温与亮度双重控制等优点。系确实具有产业利用性、新颖性及进步性等专利要件，爰依法具文提出申请专利。
Claims (19)
1.一种LED颜色与亮度调整的控制装置，其特征在于：包括TRIAC调光器和控制装置；该TRIAC调光器连接一交流电源以调整该交流电源使其具有一导通比例，该控制装置包含：
一整流电路，系连接该TRIAC调光器，将该具有设定的导通比例的交流电流整流为一全波直流电源；
一电压检知器，包含有一输入部及一输出部，该输入部连接在整流电路的输出端以检知该全波直流电源，该输出部依据检知出的全波直流电源产生连续方波；
一电源转换电路，系连接整流电路的输出端，将该全波直流电源转换为一工作电压及一负载电压，该负载电压系供用于驱动一作为负载的LED灯具；
复数个电流控制电路，系供连接LED灯具以控制流过该LED灯具的电流；
一调光控制器，系接收该电源转换电路产生的工作电压及电压检知器输出的该连续方波，其中，该调光控制器启动后，系根据该连续方波的波宽变化判断该TRIAC调光器是否调整中，并判断该TRIAC调光器是否曾经静止超过一预设时间，若该TRIAC调光器在调整中且未曾静止超过该预设时间，该调光控制器依据该TRIAC调光器的调整幅度输出对应的颜色改变信号至该电流控制电路；若该TRIAC调光器静止超过该预设时间，该调光控制器系锁定LED灯具当下的颜色并持续判断该TRIAC调光器是否调整中，若有，该调光控制器依据该TRIAC调光器的调整幅度输出对应的亮度改变信号至该电流控制电路。
2.根据权利要求1所述的LED颜色与亮度调整的控制装置，其特征在于：该调光控制器系将该TRIAC调光器的调整范围划分成复数个区间，当该TRIAC调光器未曾静止超过该预设时间，调整该TRIAC调光器可使该复数个区间对应不同的颜色；当该TRIAC调光器曾经静止超过该预设时间，调整该TRIAC调光器可使该复数个区间对应不同的亮度。
3.根据权利要求1所述的LED颜色与亮度调整的控制装置，其特征在于：该电压检知器系选自一光耦合器、一电压比较器或一史密特触发电路其中之一。
4.一种LED颜色与亮度调整的LED照明装置，其特征在于：包括TRIAC调光器和照明装置，该TRIAC调光器连接一交流电源以调整该交流电源使其具有一导通比例，该照明装置包含：
一整流电路，系连接该TRIAC调光器，将该具有设定的导通比例的交流电流整流为一全波直流电源；
一电压检知器，包含有一输入部及一输出部，该输入部连接在整流电路的输出端以检知该全波直流电源，该输出部依据检知出的全波直流电源产生连续方波；
一电源转换电路，系连接整流电路的输出端，将该全波直流电源转换为一工作电压及一负载电压；
一LED灯具，系包含复数个LED发光群组，各LED发光群组系接收该电源转换电路输出之负载电压；
复数个电流控制电路，系分别串连在该复数个LED发光群组，以控制流过该LED发光群组的电流；
一调光控制器，系接收该电源转换电路产生的工作电压及电压检知器输出的该连续方波，其中，该调光控制器启动后，系根据该连续方波的波宽变化判断该TRIAC调光器是否调整中，并判断该TRIAC调光器是否曾经静止超过一预设时间，若该TRIAC调光器在调整中且未曾静止超过该预设时间，该调光控制器依据该TRIAC调光器的调整幅度输出对应的颜色改变信号至该电流控制电路；若该TRIAC调光器静止超过该预设时间，该调光控制器系锁定当下之LED灯具颜色并持续判断该TRIAC调光器是否调整中，若有，该调光控制器依据该TRIAC调光器的调整幅度输出对应的亮度改变信号至该电流控制电路。
5.根据权利要求4所述的LED颜色与亮度调整的LED照明装置，其特征在于：该复数个LED发光群组系选自发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、高分子发光二极管(PLED)其中之一。
6.根据权利要求4所述的LED颜色与亮度调整的LED照明装置，其特征在于：该复数个LED发光群组包含可产生冷白与暖白不同色温的LED发光群组。
7.根据权利要求4所述的LED颜色与亮度调整的LED照明装置，其特征在于：该复数个LED发光群组包含可产生红色，绿色，蓝色不同色彩的LED发光群组。
8.一种LED颜色与亮度调整的控制方法，系应用于根据权利要求1至3中任一项所述的控制装置，其特征在于：该控制方法包含：
执行冷开启，该控制装置系关机达一段时间后再重新开机，令调光控制器重置；
判断该TRIAC调光器是否正调整中，其中，该调光控制器依据该TRIAC调光器调整后之交流电源的导通比例是否持续变化，来判断该TRIAC调光器是否正在调整中；
判断该TRIAC调光器是否维持静止超过一预设时间，其中，该调光控制器依据该TRIAC调光器调整后之交流电源的导通比例是否静止不变，来判断该TRIAC调光器是否正在静止中；
当该TRIAC调光器正调整中且未曾维持静止超过该预设时间，调光控制器输出颜色改变信号；
当判断该TRIAC调光器正调整中且曾经维持静止超过该预设时间，调光控制器输出亮度颜色改变信号。
9.根据权利要求8所述的LED颜色与亮度调整的控制方法，其特征在于：该TRIAC调光器的调整范围划分成复数个区间，当该TRIAC调光器未曾静止超过该预设时间，调整该TRIAC调光器可使该复数个区间对应不同的颜色；当该TRIAC调光器曾经静止超过该预设时间，调整该TRIAC调光器可使该复数个区间对应不同的亮度。
10.一种LED颜色与亮度调整的控制装置，其特征在于：包括TRIAC调光器和控制装置；该TRIAC调光器系通过一开关而连接到一交流电源，该TRIAC调光器用以调整该交流电源使其具有一设定的导通比例，该控制装置包含：
一整流电路，系连接该TRIAC调光器，将该具有设定的导通比例的交流电流整流为一全波直流电源；
一电压检知器，包含有一输入部及一输出部，该输入部连接在整流电路的输出端以检知该全波直流电源，该输出部依据检知出的全波直流电源产生连续方波；
一电源转换电路，系连接整流电路的输出端，将该全波直流电源转换为一工作电压及一负载电压，该负载电压系供用于驱动一作为负载的LED灯具；
复数个电流控制电路，系供连接LED灯具以控制流过该LED灯具的电流；
一调光控制器，系接收该电源转换电路产生的工作电压及电压检知器输出的该连续方波，其中，该调光控制器启动后，系判断该开关是否有执行暖开启之切换动作，若有暖开启之切换动作系输出颜色改变信号至该电流控制电路；该调光控制器根据该电压检知器输出的连续方波的波宽变化判断该TRIAC调光器是否调整中，若有，该调光控制器依据该TRIAC调光器的调整幅度输出对应的亮度改变信号至该电流控制电路。
11.根据权利要求10所述的LED颜色与亮度调整的控制装置，其特征在于：该调光控制器系将该TRIAC调光器的调整范围划分成复数个区间，该复数个区间对应不同的亮度。
12.根据权利要求10所述的LED颜色与亮度调整的控制装置，其特征在于：该颜色改变信号是预设的多段循环调整值，该调光控制器随着该开关的切换而依序输出该循环调整值。
13.根据权利要求10所述的LED颜色与亮度调整的控制装置，其特征在于：该电压检知器系选自一光耦合器、一电压比较器或一史密特触发电路其中之一。
14.一种LED颜色与亮度调整的LED照明装置，其特征在于：包括TRIAC调光器和照明装置；该TRIAC调光器系通过一开关而连接到一交流电源，该TRIAC调光器用以调整该交流电源使其具有一设定的导通比例，该照明装置包含：
一整流电路，系连接该TRIAC调光器，将该具有设定的导通比例的交流电流整流为一全波直流电源；
一电压检知器，包含有一输入部及一输出部，该输入部连接在整流电路的输出端以检知该全波直流电源，该输出部依据检知出的全波直流电源产生连续方波；
一电源转换电路，系连接整流电路的输出端，将该全波直流电源转换为一工作电压及一负载电压；
一LED灯具，系包含复数个LED发光群组，各LED发光群组系接收该电源转换电路输出之负载电压；
复数个电流控制电路，系分别串连在该复数个LED发光群组，以控制流过该LED发光群组的电流；
一调光控制器，系接收该电源转换电路产生的工作电压及电压检知器输出的该连续方波，其中，该调光控制器启动后，系判断该开关是否有执行暖开启之切换动作，若有暖开启切换动作系输出颜色改变信号至该电流控制电路；若开关超过该暖开启时间并持续维持导通，该调光控制器根据该电压检知器输出的连续方波的波宽变化判断该TRIAC调光器是否调整中，若有，该调光控制器依据该TRIAC调光器的调整幅度输出对应的亮度改变信号至该电流控制电路。
15.根据权利要求14所述的LED颜色与亮度调整的LED照明装置，其特征在于：该复数个LED发光群组系选自发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、高分子发光二极管(PLED)其中之一。
16.根据权利要求14所述的LED颜色与亮度调整的LED照明装置，其特征在于：该复数个LED发光群组包含可产生冷白与暖白不同色温的LED发光群组。
17.根据权利要求14所述的LED颜色与亮度调整的LED照明装置，其特征在于：该复数个LED发光群组包含可产生红色，绿色，蓝色不同色彩的LED发光群组。
18.一种LED颜色与亮度调整的控制方法，系应用于根据权利要求10至13任一项之控制装置，其特征在于：该控制方法包含：
执行冷开启，该控制装置系关机达一段时间后再重新开机，令调光控制器重置；
该调光控制器判断该开关是否有执行暖开启之切换动作，若是，该控制装置输出颜色改变信号；
该调光控制器判断该TRIAC调光器是否正调整中，若是，该控制装置输出亮度改变信号。
19.一种LED颜色与亮度调整的控制方法，系应用于根据权利要求10至13任一项之控制装置，其特征在于：该控制方法包含：
执行冷开启，该控制装置系关机达一段时间后再重新开机，令调光控制器重置；
读取该控制装置前次关机时所记忆之颜色及亮度，并控制该LED灯具依据所记忆之颜色及亮度产生照明；
该调光控制器判断该开关是否有执行暖开启之切换动作，若是，该控制装置输出颜色改变信号；
该调光控制器判断该TRIAC调光器是否正调整中，若是，该控制装置输出亮度改变信号。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20180622 |
|
| AD01 | Patent right deemed abandoned |