CN110418449A - 自动侦测线灯优化驱动电压的驱动电路装置 - Google Patents

Abstract

一种自动侦测线灯最佳化驱动电压的驱动电路装置，包括有电源转换器、参考光源、遮罩元件、亮度侦测元件、比较电路以及控制器。电源转换器输出驱动电压以驱动线灯发光，且驱动电压由起始值持续提升至最大值，并依据中断讯号停止提升固定驱动电压的大小。参考光源一端电性连接于线灯，另一端电性接地。遮罩元件具有不透光的腔室，参考光源是设置于腔室中。亮度侦测元件设置在腔室中，回授与光线强度相关的亮度讯号。比较电路，接收亮度讯号，并比较亮度讯号的强度是否大于参考讯号的强度，于亮度讯号的强度大于参考讯号的强度时，控制器发出中断讯号至电源转换器，而让电源转换器固定驱动电压输出。

Description

自动侦测线灯优化驱动电压的驱动电路装置

技术领域

本发明有关于线灯的驱动电路，特别是关于一种自动侦测线灯最佳化驱动电压的驱动电路装置。

背景技术

线灯是由多个光源(例如发光二极体、小型灯泡)通过串联、并联或串 /并联混合连接形成一长线状的照明装置。线灯的最佳化驱动电压受到光源的数量影响。以单纯串联为例，若要个别光源都到达相同的亮度，则长线灯需要较大的驱动电压，短线灯需要较小的驱动电压。因此，驱动电路必须配合线灯的设计，使得个别的光源都可以到达规格容许的最大亮度(所能接收的最大电流)，又不会被烧毁。

不论是工厂组装，或是消费者自行更换线灯，都需要配合驱动电路，选用正确型号的线灯，否则可能驱动电压过小而导致亮度不足，或是驱动电压过大而导致线灯烧毁。而不同驱动线路对于制造者或是贩卖者而言，也造成库存备料管理的问题。

虽然，目前有可以输出多电压的驱动电路，但是这些驱动电路的输出电压必须由使用者或组装者正确地由切换开关进行切换，一旦切换错误，也会造成线灯在通电后迅速烧毁。

发明内容

现有技术中的线灯驱动线路，需要配合线灯的规格选用，导致线灯容易出现亮度不足或烧毁的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种自动侦测线灯最佳化驱动电压的驱动电路装置，用以输出驱动电压以驱动线灯发光，并自动侦测让线灯的多个光源到达预定亮度所需要的驱动电压大小，其特征在于，包括有电源转换器、参考光源、遮罩元件、亮度侦测元件、比较电路以及控制器。

电源转换器输出驱动电压，且驱动电压由起始值持续提升至最大值，并依据中断讯号停止提升驱动电压而固定驱动电压的大小。参考光源一端电性连接于线灯，另一端电性接地。遮罩元件具有不透光的腔室，参考光源是设置于腔室中。亮度侦测元件设置在腔室中，侦测参考光源发出的光线强度，并回授与光线强度相关的亮度讯号。比较电路接收亮度讯号，并比较亮度讯号的强度是否大于参考讯号的强度，而输出比较结果。控制器电性连接于电源转换器与比较电路，于亮度讯号的强度大于参考讯号的强度时，发出中断讯号至电源转换器，而让电源转换器固定驱动电压输出。

依据前述的驱动电路装置，就可以避免因为先前技术中驱动电压为固定输出，导致线灯规格更换时，发生亮度不足或烧毁的问题。

较佳地，参考光源是与线灯的各光源相同规格。

较佳地，遮罩元件是不透光的管体，参考光源设置于一端的开口，且亮度侦测元件设置于另一端的开口。

较佳地，控制器于驱动电路装置启动时，发出起始讯号至电源转换器，以启动电源转换器开始输出驱动电压，并且持续由起始值至最大值提升驱动电压。

较佳地，亮度侦测元件是光敏电阻，其一端接收标准电压，另一端通过接地电阻接地，光敏电阻的阻值随着亮度下降，且改变亮度侦测元件与接地电阻的连接处的电压是亮度讯号，并且参考讯号为参考电压。

较佳地，比较电路包含比较器，比较亮度讯号与的电压与参考电压，并于亮度讯号与的电压大于参考电压输出高准位以触发控制器发出所述中断讯号。

较佳地，驱动电路装置还包括辅助比较器，与比较器并联设置；辅助比较器接收亮度讯号，并比较亮度讯号的强度是否大于上限讯号的强度，输出警示结果，当亮度讯号的强度大于上限讯号的强度，控制器重新控制电源转换器由起始值到最大值提升驱动电压并接收比较器的比较结果。

较佳地，驱动电路装置还包括开关元件，参考光源通过开关元件，控制器持续输出切换讯号，以使得开关元件快速地于导通与切断之间切换。

较佳地，驱动电路装置还包括记忆单元，其中，在每一次驱动电路装置启动时，控制器检查记忆单元是否储存驱动电压的数值；若有，控制器以记忆单元储存的驱动电压的数值，控制电源转换器以数值输出驱动电压，而不再进行驱动电压侦测；若无，控制器控制电源转换器由起始值到最大值提升驱动电压，并接收比较器的比较结果。

较佳地，驱动电路装置还包括重置开关，电性连接于控制器，用以重置记忆单元，以使得控制器重新控制电源转换器由起始值到最大值提升驱动电压，并接收比较器的比较结果。

依据前述的驱动电路装置，使用者在更换、安装线灯时，不需要理解线灯规格的差异，而可直接将线灯连接驱动电路装置。驱动电路装置可以自动侦测驱动线灯到达最大亮度而不会烧毁所需要的驱动电压，而持续以驱动电压驱动线灯发光。此外，在本发明的一或多个实施例中，控制器可以定期、被重置或依据即时侦测，重新启动驱动电压侦测的程序，使得驱动电压的数值可以配合线灯实际情况的变化而改变，取得最佳的驱动电压。

附图说明

附图1是本发明第一实施例的电路方块图。

附图2是本发明第二实施例的电路图。

附图3是本发明第三实施例的电路图。

附图4是本发明第四实施例的电路图。

附图标记说明

100驱动电路装置； 110电源转换器；

120参考光源； 130遮罩元件；

140亮度侦测元件； 142接地电阻；

150比较电路； 152比较器；

154放大器； 156辅助比较器；

160控制器； 162开关元件；

164记忆单元； 166重置开关；

200线灯； 210光源；

Ve外部电力； Vdd驱动电压；

Vref参考电压； Vs标准电压；

Vmax上限电压。

具体实施方式

请参阅附图1所示，为本发明第一实施例所揭露的一种自动侦测线灯最佳化驱动电压Vdd的驱动电路装置100，用以自动侦测让一线灯200的多个光源210到达一预定亮度所需要的驱动电压Vdd大小，从而自动切换所输出的驱动电压Vdd。自动侦测线灯最佳化驱动电压Vdd的驱动电路装置100 包括有一电源转换器110、一参考光源120、一遮罩元件130、一亮度侦测元件140、一比较电路150以及一控制器160。

如图1所示，电源转换器110用以接收一外部电力Ve，并转换为一驱动电压Vdd，并可依据控制讯号或自动改变驱动电压Vdd大小，使驱动电压 Vdd由一起始值持续提升至一最大值，并且可依据一中断讯号停止提升驱动电压Vdd，而固定驱动电压Vdd的大小。待驱动的线灯200，其一端是通过一电力输出端口电性连接于电源转换器110，而接收驱动电压Vdd。于大多数驱动线灯200的电源转换器110中，驱动电压Vdd大小可以在0V至29V 之间切换。

线灯200具有多个串联、并联或是串/并联混合的光源210；光源210 可以是发光二极管或其他形式的小型灯泡。电力输出端口可以是一个插座，而线灯200的输入端设置一插头，插头可以快速地插拔于插座，以利线灯 200的连接或是移除。

如图1所示，参考光源120的一端电性连接于线灯200，另一端电性接地，线灯200、参考光源120可以从驱动电压Vdd的输出端到接地形成完整的回路，使得线灯200、参考光源120都被驱动电压Vdd驱动而发光，并且参考光源120的亮度会随着线灯200阻值而变化。一般而言，参考光源120 可以是与线灯200的光源210相同规格，以利比较电路150的比较条件设定。

遮罩元件130具有一不透光的腔室，参考光源120是设置于遮罩元件 130的腔室中，使得参考光源120发出的光线不会外泄。一般而言，遮罩元件130可以是不透光的管体(例如黑色管体)，参考光源120设置于一端的开口，并以不透光的材质固定参考光源120以及密封开口。

亮度侦测元件140可以是光敏电阻与必要电路的组合，或是其他可以侦测亮度大小的光电元件。亮度侦测元件140也是设置于遮罩元件130的腔室中，使亮度侦测元件140不会受到外部光线影响，并侦测参考光源120发出一光线强度，而回授一与光线强度相关的亮度讯号；亮度讯号的形式，依据亮度侦测元件140的配置而定。当遮罩元件130是不透光的管体时，亮度侦测元件140设置于另一端的开口，并以不透光的材质固定亮度侦测元件140 以及密封开口。

比较电路150连接于亮度侦测元件140，用以接收亮度讯号，并比较亮度讯号的强度是否大于一参考讯号的强度，而输出一比较结果。

控制器160电性连接于比较电路150及电源转换器110。控制器160可于驱动电路装置100启动时，发出一起始讯号至电源转换器110，以启动电源转换器110开始输出驱动电压Vdd，并且持续由起始值至最大值提升驱动电压Vdd。控制器160并持续接收比较电路的比较结果，而于亮度讯号的强度大于一参考讯号的强度时，发出一中断讯号至电源转换器110，而让电源转换器110固定驱动电压Vdd输出。

如图1所示，当线灯200连接于驱动电路装置100，并且驱动电路装置 100启动时，线灯200以及参考光源120都会受到驱动电压Vdd驱动而发光，并且随着驱动电压Vdd的提升而逐渐提升亮度。在线灯200的光源210都是串联设置的情况下，参考光源120与线灯200的各个光源210都会有相同的亮度。在线灯200的光源210为串联与并联混合的情况下，参考光源120与线灯200的各个光源210的亮度之间，也会有一定比例关系；因此，可以通过参考光源120的亮度，得到线灯200的各个光源210的亮度。

此时，亮度侦测元件140可以侦测参考光源120的亮度，并比较亮度讯号的强度是否大于参考讯号的强度，而输出一比较结果。此一参考讯号的强度，是对应于线灯200的各个光源210的最佳亮度，且不会致使线灯200的各个光源210因为驱动电压Vdd过高而烧毁的强度。若亮度讯号的强度不是大于参考讯号的强度，则代表光源210的亮度还是不足。若亮度讯号的强度大于参考讯号的强度，则光源210的亮度已经到达最佳亮度，且若再提升驱动电压Vdd将导致光源210烧毁；此时，控制器160可以由比较结果，发出中断讯号至电源转换器110，使电源转换器110停止提升驱动电压Vdd，并固定驱动电压Vdd的大小以驱动线灯200。

依据前述的驱动电路装置100，就可以避免因为先前技术中驱动电压 Vdd为固定输出，导致线灯200规格更换时，发生亮度不足或烧毁的问题。驱动电路装置100可以自动侦测最佳化的驱动电压Vdd，使得线灯200可以到达最大亮度而不会烧毁。

如附图2所示，为本发明第二实施例所揭露一种自动侦测线灯最佳化驱动电压Vdd的驱动电路装置100，用以自动侦测让一线灯200的多个光源210 到达一预定亮度所需要的驱动电压Vdd大小，从而自动切换所输出的驱动电压Vdd。自动侦测线灯最佳化驱动电压Vdd的驱动电路装置100包括有一电源转换器110、一参考光源120、一遮罩元件130、一亮度侦测元件140、一比较电路150以及一控制器160。电源转换器110、参考光源120、遮罩元件130以及控制器160，大致与第一实施例相同，以下不再赘述，以下仅就亮度侦测元件140以及比较电路150的细节进行说明。

亮度侦测元件140是一光敏电阻，其一端接收一标准电压Vs，另一端通过一接地电阻142接地。光敏电阻的阻值可以随着亮度下降，而改变亮度侦测元件140与接地电阻142的连接处的电压，以作为亮度讯号。

比较电路150包含一比较器152，用以接收亮度讯号，并比较亮度讯号与一参考讯号。参考讯号为一参考电压Vref。参考电压Vref与标准电压Vs 都可以是由电源转换器110提供的固定电压输出。比较器152与光敏电阻之间，也可以进一步设置一放大器154，以放大亮度讯号，从而调整亮度讯号与参考讯号之间的比例关系，以设定线灯200的最佳亮度。

驱动电压Vdd的提升而逐渐提升光源210的亮度，光敏电阻的阻值会持续下降，而使得亮度讯号的电压值持续上升。当亮度讯号的电压值小于参考讯号的参考电压Vref，代表线灯200的亮度还没有到达所要的亮度，此时，比较器152输出的比较结果会维持低准位，控制器160不做动作。当亮度讯号的电压值大于参考讯号的参考电压Vref，代表线灯200的亮度还已经到达所要的亮度，此时，比较器152输出的比较结果会变成高准位，控制器160被触发而发出中断讯号，使得电源转换器110停止提升驱动电压Vdd，并固定驱动电压Vdd的大小以驱动线灯200。

此外，驱动电路装置100还包括一开关元件162，例如一电晶体开关。参考光源120通过开关元件162接地。控制器160持续输出一切换讯号，以使得开关元件162快速地于导通与切断之间切换，使得侦测过程中驱动电压 Vdd只能短暂地驱动线灯200发亮，而避免驱动电压的初始值过高而致使线灯200在侦测过程烧毁。同时，持续闪烁的线灯200也可以让使用者知道驱动电路装置100正在侦测驱动电流大小。

如附图3所示，为本发明第三实施例所揭露一种自动侦测线灯最佳化驱动电压Vdd的驱动电路装置100，用以自动侦测让一线灯200的多个光源210 到达一预定亮度所需要的驱动电压Vdd大小，从而自动切换所输出的驱动电压Vdd。自动侦测线灯最佳化驱动电压Vdd的驱动电路装置100包括有一电源转换器110、一参考光源120、一遮罩元件130、一亮度侦测元件140、一比较电路150以及一控制器160。第三实施例的驱动电路装置100差别在于还包括一记忆单元164以及一重置开关166。

于第三实施例中，记忆单元164电性连接于控制器160。当记忆单元164 未储存驱动电压Vdd的数值时，例如，驱动电路装置100第一次使用，并且记忆单元164没有预载任何驱动电压Vdd的数值，控制器160控制电源转换器110由起始值到最大值逐渐提升驱动电压Vdd。控制器160并依据比较器 152的比较结果，输出中断讯号使得电源转换器110停止提升驱动电压Vdd，并固定驱动电压Vdd的大小以驱动线灯200，同时，控制器160会由电源转换器110取得驱动电压Vdd的数值，存入记忆单元164。

而在每一次驱动电路装置100启动时，控制器160都会先检查记忆单元 164是否储存驱动电压Vdd的数值，若有，控制器160以记忆单元164储存的驱动电压Vdd的数值，直接控制电源转换器110以数值输出驱动电压Vdd，而不再进行驱动电压Vdd侦测。若无，则控制器160控制电源转换器110 由起始值到最大值逐渐提升驱动电压Vdd，并接收比较器152的比较结果，从而侦测最佳的驱动电压Vdd的数值。

重置开关166电性连接于控制器160，用以重置记忆单元164，以使得控制器160重新控制电源转换器110由起始值到最大值逐渐提升驱动电压 Vdd，并接收比较器152的比较结果，从而侦测最佳的驱动电压Vdd的数值。

当然，前述实施例中，由于线灯200的光源210可能会随着使用时间而有亮度衰减的状况，因此控制器160可以定时重新控制电源转换器110由起始值到最大值逐渐提升驱动电压Vdd，并接收比较器152的比较结果，从而侦测最佳的驱动电压Vdd的数值。

如附图4所示，为本发明第四实施例所揭露一种自动侦测线灯最佳化驱动电压Vdd的驱动电路装置100，用以自动侦测让一线灯200的多个光源210 到达一预定亮度所需要的驱动电压Vdd大小，从而自动切换所输出的驱动电压Vdd。第四实施例与第三实施例的差别，在于比较电路150的不同，以下就比较电路150进行说明。

当记忆单元164中储存驱动电压Vdd的数值时，控制器160会直接控制电源转换器110以数值输出驱动电压Vdd。但此时的线灯200可能是被更换为阻值更低的线灯200，且使用者也忘记按压重置开关166以重新启动驱动电压Vdd侦测。

于第四实施例中，比较电路150除了原有的比较器152之外，还包括一辅助比较器156，并与比较器152并联设置。辅助比较器156同样是用以接收亮度讯号，并比较亮度讯号的强度是否大于一上限讯号的强度，输出一警示结果，提示上限讯号的强度大于参考讯号的强度。线灯200突然部分故障 (部分光源210烧毁)、被剪断、更换、变更连接方式等，造成阻值下降时，都会造成参考光源120的亮度上升(即通过的电流上升)。参考讯号为一上限电压Vmax，且大于参考电压Vref。上限电压Vmax可以是由电源转换器 110提供的固定电压输出。辅助比较器156可以直接亮度讯号，也可以通过放大器154接收放大后亮度讯号，从而调整亮度讯号与参考讯号之间的比例关系。上限电压Vmax主要是对应于线灯200的光源210可以发出的亮度上限，亦即对应于光源210可以承受的最大驱动电压Vdd的数值。

当电源转换器110以固定的驱动电压Vdd驱动线灯200时，控制器160 持续接收警示结果。当亮度讯号的强度(电压)小于上限讯号的强度(上限电压Vmax)，则驱动电压Vdd还未到达警示数值，辅助比较器156输出低准位。此时控制器160不作动。当亮度讯号的强度大于上限讯号的强度，则驱动电压Vdd即将到达警示数值，辅助比较器156输出高准位而触发控制器 160，控制器160重新启动电压侦测，控制电源转换器110由起始值到最大值逐渐提升驱动电压Vdd，并接收比较器152的比较结果，从而侦测最佳的驱动电压Vdd的数值。

依据前述的驱动电路装置100，使用者在更换、安装线灯200时，不需要理解线灯200规格的差异，而可直接将线灯200连接驱动电路装置100。驱动电路装置100可以自动侦测驱动线灯200到达最大亮度而不会烧毁所需要的驱动电压Vdd，而持续以驱动电压Vdd驱动线灯200发光。此外，在本发明的一或多个实施例中，控制器160可以定期、被重置或依据即时侦测，重新启动驱动电压Vdd侦测的程序，使得驱动电压Vdd的数值可以配合线灯200实际情况的变化而改变，取得最佳的驱动电压Vdd。

Claims (10)

1.一种自动侦测线灯优化驱动电压的驱动电路装置，用以输出驱动电压以驱动线灯发光，并自动侦测让所述线灯的多个光源到达预定亮度所需要的所述驱动电压大小，其特征在于，包括有：

电源转换器，输出所述驱动电压，且所述驱动电压由起始值持续提升至最大值，并依据中断讯号停止提升所述驱动电压而固定所述驱动电压的大小；

参考光源，一端电性连接于所述线灯，另一端电性接地；

遮罩元件，具有不透光的腔室，所述参考光源是设置于所述腔室中；

亮度侦测元件，设置在所述腔室中，侦测所述参考光源发出的光线强度，并回授与所述光线强度相关的亮度讯号；

比较电路，接收所述亮度讯号，并比较所述亮度讯号的强度是否大于参考讯号的强度，而输出比较结果；以及

控制器，电性连接于所述电源转换器与所述比较电路，于所述亮度讯号的强度大于所述参考讯号的强度时，发出中断讯号至所述电源转换器，而让所述电源转换器固定所述驱动电压输出。

2.根据权利要求1所述的驱动电路装置，其特征在于，所述参考光源是与所述线灯的各光源相同规格。

3.根据权利要求1所述的驱动电路装置，其特征在于，所述遮罩元件是不透光的管体，所述参考光源设置于一端的开口，且所述亮度侦测元件设置于另一端的开口。

4.根据权利要求1所述的驱动电路装置，其特征在于，所述控制器于所述驱动电路装置启动时，发出起始讯号至所述电源转换器，以启动所述电源转换器开始输出所述驱动电压，并且持续由所述起始值至所述最大值提升所述驱动电压。

5.根据权利要求1所述的驱动电路装置，其特征在于，所述亮度侦测元件是光敏电阻，其一端接收标准电压，另一端通过接地电阻接地，所述光敏电阻的阻值随着亮度下降，且所述改变亮度侦测元件与所述接地电阻的连接处的电压是所述亮度讯号，并且所述参考讯号为参考电压。

6.根据权利要求5所述的驱动电路装置，其特征在于，所述比较电路包含比较器，比较所述亮度讯号与的电压与所述参考电压，并于所述亮度讯号与的电压大于所述参考电压输出高准位以触发所述控制器发出所述中断讯号。

7.根据权利要求6所述的驱动电路装置，其特征在于，还包括辅助比较器，与所述比较器并联设置；所述辅助比较器接收所述亮度讯号，并比较所述亮度讯号的强度是否大于上限讯号的强度，输出警示结果；当所述亮度讯号的强度大于所述上限讯号的强度，所述控制器重新控制所述电源转换器由所述起始值到所述最大值提升所述驱动电压并接收所述比较器的比较结果。

8.根据权利要求1所述的驱动电路装置，其特征在于，还包括开关元件，所述参考光源通过所述开关元件，所述控制器持续输出切换讯号，以使得所述开关元件快速地于导通与切断之间切换。

9.根据权利要求1所述的驱动电路装置，其特征在于，还包括记忆单元，在每一次驱动电路装置启动时，所述控制器检查所述记忆单元是否储存所述驱动电压的数值；

若有，所述控制器以所述记忆单元储存的所述驱动电压的数值，控制所述电源转换器以所述数值输出驱动电压，而不再进行驱动电压侦测；以及

若无，所述控制器控制所述电源转换器由所述起始值到所述最大值提升所述驱动电压，并接收所述比较器的比较结果。

10.根据权利要求9所述的驱动电路装置，其特征在于，还包括重置开关，电性连接于所述控制器，用以重置所述记忆单元，以使得所述控制器重新控制所述电源转换器由所述起始值到所述最大值提升所述驱动电压，并接收所述比较器的比较结果。