TWM457121U - 可調光之發光二極體照明系統及其驅動裝置 - Google Patents

Description

可調光之發光二極體照明系統及其驅動裝置

本創作係應用於發光二極體之照明系統，特別是指一種可調光之發光二極體照明系統及其驅動裝置。

目前最常見的日光燈照明系統，為達到不同亮度之選擇，將利用不同之日光燈管之亮管數的組合來選擇亮度(因為日光燈管無法調光，只能有亮、滅兩種狀態)，但採取此種方法又將會造成照明亮度不均勻的現象，且此種組合方式會因燈具所能支援的燈管數而有所限制，致使每種燈具所具有的組合將受到限制。

而在現今日益重視環保、能源轉換率的情況下，由於發光二極體相較於白熾燈泡及日光燈具有較佳之電光轉換的效率。因此在照明系統的應用上，發光二極體燈具已有漸漸地取代白熾燈及日光燈的趨勢。而目前發光二極體燈具之驅動裝置的設計重點上，都在於如何能在輸入電壓變化時，能穩定驅動發光二極體並使其亮度不變。如此一來，若須進行調整亮度，則必須另外加上與驅動裝置相匹配之調光器來產生控制信號予以調整。但隨著發光二極體之盛行，調光器之設計亦日漸多樣化，使得每一種驅動裝置並無法有效地適用於各種不同規格的調光器。因此，調光器與驅動裝置的配合在實際使用上有其限制以及困難。

另外，以目前發光二極體的調光設計，很難直接取代現存已有調光功能的照明裝置，而一般使用者亦不會為了裝設發光二極體燈具而去修改或重新購置現有的白熾燈泡及日光燈具所使用之房屋配線、燈具、開關等裝置。是以，發光二極體燈具有省電環保的優點，但以目前現有開關及燈具裝置而言，發光二極體燈具亦僅具有亮與滅兩種選擇，而無法做到亮度之選擇與切換。

是以，如何能在無須改變現有配線、現有燈具或裝置的狀況下，於發光二極體驅動設計應用上，能穩定驅動發光二極體驅動並以發光二極體驅動燈直接取代現有之照明燈，除了讓發光二極體驅動燈除保有原有功能之外，並增加調光選擇功能，乃是待解決的問題。

有鑑於此，本創作主要目的在於提供一可調光之發光二極體照明系統及其驅動裝置與驅動方法，在無須改變現有配線、現有開關或裝置的狀況下，俾使發光二極體之驅動裝置具有調光功能，進而讓發光二極體燈具除保有原有功能之外，並增加調光選擇功能。

緣以達成上述目的，本創作提供有一種發光二極體照明系統，其包含有一發光二極體燈組、一開關以及一驅動裝置；該發光二極體燈組用以接收電訊號並產生亮光者；該開關與一電源連接，用以於一預定時間內受控制地閉啟以輸出一脈衝訊號；該驅動裝置電性連接該開關與該發光二極體燈組，用以於該開關導通時，接收該電源之電能並轉換成電訊號供予該發光二極體燈組，以驅動該發光二極體燈組產生亮光者；另外，該驅動裝置具有一控制器，且該控制器儲存有一總亮度值、一預設照明模式以及一亮度調整模式，而該驅動裝置接收到脈衝訊號時，便以其中一種模式驅動該發光二極體燈組產生亮光。其中，該預設照明模式係驅動該發光二極體燈組產生具有該控制器所儲存之總亮度值的亮光；該亮度調整模式係驅動該發光二極體燈組產生亮光，並逐漸改變亮光之亮度，直至再接收到該脈衝訊號時，記錄該發光二極體燈組當下所產生之亮光的亮度值，且將記錄之亮度值取代原先儲存之總亮度值，並驅動該發光二極體燈組產生具有新的總亮度值的亮光。

依據上述構思，本創作更提供有一種驅動裝置，用以驅動至少一發光二極體產生亮光，且包含有一電源轉換電路以及一控制器；其中，該電源轉換電路一側耦接至一電源，另一側則性連接該至少一發光二極體，用以將該電源之電能並轉換成電訊號後供予該至少一發光二極體，以驅動該至少一發光二極體產生亮光；該控制器電性連接該電源轉換電路， 並儲存有一總亮度值、一預設照明模式以及一亮度調整模式；當該控制器偵測到一脈衝訊號時，便以控制該電源轉換電路以其中一種模式驅動該至少一發光二極體產生亮光。其中，該預設照明模式係控制該電源轉換電路驅動該至少一發光二極體產生具有該控制器所儲存之總亮度值的亮光；該亮度調整模式係驅動該至少一發光二極體產生亮光，並逐漸改變亮光之亮度，直至再接收到該脈衝訊號時，記錄該至少一發光二極體當下所產生之亮光的亮度值，且將記錄之亮度值取代原先儲存之總亮度值，並控制該電源轉換電路驅動該至少一發光二極體產生具有新的總亮度值的亮光。

依據上述構思，該發光二極體燈組包含有複數個第一發光二極體以及複數個第二發光二極體，且各該第二發光二極體之光色不同於各該第一發光二極體之光色；該控制器中更儲存有一第一亮度比例、一第二亮度比例以及一色度調整模式，而所述之亮度比例是指所產生之亮光的亮度值占該總亮度值之比例值；而於該預設照明模式以及該亮度調整模式中，該等第一發光二極體產生具有該第一亮度比例之亮光，而該等第二發光二極體則產生具有該第二亮度比例之亮光；該色度調整模式係驅動該發光二極體燈具產生亮光，並逐漸改變該發光二極體燈具中之該等第一發光二極體以及該等第二發光二極體之亮度比例，直至再接收到該脈衝訊號時，記錄該等第一發光二極體以及該等第二發光二極體當下之亮度比例，且將記錄之亮度比例分別取代原先儲存之第一亮度比例以及第二亮度比例，並繼續驅動該等第一發光二極體以及該等第二發光二極體產生具有新的亮度比例的亮光。

依據上述構思，該控制器中更儲存有一全亮模式，係驅動該發光二極體燈具產生額定功率下最大亮度值之亮光。

藉此，透過上述之設計，在無須改變現有配線、現有開關或裝置的狀況下，俾使發光二極體之驅動裝置具有調光功能。如此一來，除讓發光二極體燈具除保有原有功能之外，使用者僅需透過開關之切換，即可進行調光選擇。

10‧‧‧發光二極體燈組

20‧‧‧開關

30‧‧‧驅動裝置

32‧‧‧電源轉換電路

34‧‧‧控制器

341‧‧‧光耦合器

342‧‧‧偵測電路

343‧‧‧可程式晶片

40‧‧‧發光二極體燈組

41‧‧‧第一發光二極體

42‧‧‧第二發光二極體

50‧‧‧開關

60‧‧‧驅動裝置

62‧‧‧電源轉換電路

64‧‧‧控制器

642‧‧‧偵測電路

643‧‧‧可程式晶片

70‧‧‧開關結構

72‧‧‧切換開關結構

74‧‧‧自動復歸式常閉型開關結構

76‧‧‧二極體

100‧‧‧電源

圖1為本創作第一實施例之電路方塊圖；圖2為本創作第二實施例之電路方塊圖；圖3為本創作第三實施例之開關的電路圖。

為能更清楚地說明本創作，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如後。

請參閱圖1，本創作較佳實施例之可調光之發光二極體照明系統包含有一發光二極體燈組10、一開關20以及一驅動裝置30。其中：該發光二極體燈組10係裝設於建築物之壁面或天花板(圖未示)，且具有複數個發光二極體，用以持續接收電訊號以使該等發光二極體產生亮光提供使用者照明。另外，該發光二極體燈組10可產生其額定功率下最大亮度值以下之亮光，且會依據所接收之電訊號的大小或時脈的差異，而對應調整其產生之亮光的亮度。

該開關20係裝設於建築物之壁面上，與一電源(即市電)100連接，用以於一預定時間內受控制地閉啟以輸出一脈衝訊號。於本實施例中，所設定之預定時間為3秒，意即，當使用者將該開關20截斷後，於3秒以內再快速地導通而造成所通過電能之波形的改變，則會被判定為輸出脈衝訊號。

該驅動裝置30則可與該發光二極體燈組整合而一同裝設於於建築物之壁面或天花板。該驅動裝置30包含有一電源轉換電路32以及一控制器34。該電源轉換電路32電性連接該開關20與該發光二極體燈組10，而透過該開關20與該電源100耦接，用以於該開關20導通時，接收該電源100之電能並轉換成電訊號供予該發光二極體燈組10，以驅動該發光二極體燈組10產生亮光者。於本實施例中，該電源轉換電路32係以脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)電路為基礎進行設計，並透過脈衝寬度調 變之方式來調整供予該發光二極體燈組10之電訊號時脈寬度。當然在實際實施上，該電源轉換電路32亦可為調整電訊號大小或其他調整電訊號之電路設計。該控制器34與該電源轉換電路32電性連接，且包含有一光耦合器341、一偵測電路342、以及一可程式晶片343。該光耦合器電性341連接該偵測電路342與該可程式晶片343，使該偵測電路342與該可程式晶片343以光耦合之方式耦合連接。該偵測電路342則電性連接該開關20，用以偵測該開關20是否被快速地閉啟而輸出該脈衝訊號，並透過該光耦合器341將偵測結果傳遞予該可程式晶片343。而該可程式晶片343則電性連接該電源轉換電路32，且儲存有一總亮度值、一預設照明模式以及一亮度調整模式，並以其中一種模式控制該電源轉換電路32輸出之電訊號，藉以驅動該發光二極體燈組10產生亮光，並利用該偵測電路偵測脈衝訊號的與否做為模式切換之依據。其中：該預設照明模式係控制該電源轉換電路32驅動該發光二極體燈組10產生具有該可程式晶片343所儲存之總亮度值的亮光。

該亮度調整模式係控制該電源轉換電路32驅動該發光二極體燈組10產生亮光，並逐漸改變亮光之亮度，直至該偵測電路342偵測到該脈衝訊號(此時該電源轉換電路32亦會接收到該脈衝訊號)時，記錄該發光二極體燈組10當下所產生之亮光的亮度值，且將記錄之亮度值取代該可程式晶片343中原先儲存之總亮度值，並驅動該發光二極體燈組10產生具有新的總亮度值的亮光。

如此一來，便可透過該驅動電路利用以下方法驅動該發光二極體燈具10產生所需之亮光：該開關20導通後，該可程式晶片343便控制該電源轉換電路32以該預設照明模式驅動該發光二極體燈組10。即，該發光二極體燈組10將產生具有該總亮度值的亮光。

當使用者欲調整該發光二極體燈組10之亮度時，則快速地閉啟該開關20以產生該脈衝訊號。該偵測電路342測得脈衝訊號後，便透過該光耦合器341將偵測結果傳遞至該可程式晶片343，使該可程式晶片343切換成該亮度調整模式來控制該電源轉換電路10驅動該發光二極體燈組 10。換言之，使用者快速地閉啟該開關20後，便會使該發光二極體燈組10產生逐漸改變亮度值之亮光。而於本實施例中，係以漸亮至最大亮度值後，再漸暗至最小亮度值(即接近熄滅狀態)，而後再漸亮之循環。當然在實施上，亦可是先漸暗再漸亮，亦或是重覆漸亮活或漸暗之過程，來達到逐漸改變亮度值之目的。而後，改變亮度之過程中，當使用者想要將發光二極體燈組10產生之亮光的亮度停在當下之亮度時，則再次快速地閉啟該開關20以產生該脈衝訊號，該可程式晶片343接收到該偵測電路342測得該脈衝訊號時所傳遞之訊號後，便記錄該發光二極體燈組10當下所產生之亮光的亮度值，且將記錄之亮度值取代原先儲存之總亮度值，並控制該電源轉換電路32驅動該發光二極體燈組10產生具有新的總亮度值的亮光。

如此一來，透過上述該驅動裝置之設計，在無須改變現有配線、現有開關的狀況下，除可讓發光二極體燈組10除保有開啟及關閉的原有功能之外，使用者透過開關之切換，即可進行發光二極體燈組10的調光選擇。

另外，請參閱圖2，本創作第二較佳實施例可調光之發光二極體照明系統包含有予前述實施例相同連接關係之一發光二極體燈組40、一開關50以及一驅動裝置60。而與上述不同之處在於該發光二極體燈組40包含有複數個第一發光二極體41以及複數個第二發光二極體42，且各該第二發光二極體42之光色不同於各該第一發光二極體41之光色。舉例來說，該第一發光二極體41之光色為冷光色系(如白光、藍光等)，而該第二發光二極體42之光色為暖光色系(如黃光、紅光等)。而該驅動裝置60之電源轉換電路62的輸出電訊號之一側則分別連接至該等第一發光二極體41以及該等第二發光二極體42，以控制該等發光二極體41、42之亮度比例，而所述之亮度比例是指所產生之亮光的亮度值占該總亮度值之比例，藉以達到調整該發光二極體燈組40產生之亮光的色溫。

為達上述目的，其控制器64之可程式晶片643除了儲存該總亮度值、該預設照明模式以及該亮度調整模式之驅動資料外，更儲存有一第一亮度比例、一第二亮度比例以及一色度調整模式。而在前述之該預設照明模式以及該亮度調整模式中，該發光二極體燈組40之該等第一發光 二極體41係產生具有該第一亮度比例之亮光，而該等第二發光二極體42則產生具有該第二亮度比例之亮光，且在亮度調整時，該等第一發光二極體41與該等第二發光二極體42之亮度比例皆維持不變。如此一來，便可設計該驅動電路60於該亮度調整模式執行之前或之後，透過偵測該脈衝訊號來做為切換至該色度調整模式之依據，而在該色度調整模式中，該可程式晶片643控制該電源轉換電路62驅動該發光二極體燈具40產生亮光，並在總亮度值不變之情況下，逐漸改變該發光二極體燈具40中之該等第一發光二極體41以及該等第二發光二極體42之亮度比例，直至該偵測電路642再偵測到該脈衝訊號時(即使用者想要使用當下之亮度比例而快速閉啟該開關50時)，記錄該等第一發光二極體41以及該等第二發光二極體42當下之亮度比例，且將記錄之亮度比例分別取代原先儲存之第一亮度比例以及第二亮度比例，並繼續驅動該等第一發光二極體41以及該等第二發光二極體42產生具有新的亮度比例的亮光。如此一來，透過上述之設計，使用者僅需透過該開關50之切換，即可進行調光與調色之選擇。

另外，為使得使用者在照明使用上更加方便，上述各實施例之該可程式晶片343、643中更可在儲存一全亮模式，並於該預定照明模式之前(即一開始該開關20、50導通時)執行該全亮模式、或於該預定照明模式之後，偵測該脈衝訊號來切換至該全亮模式。而在該全亮模式下，該可程式晶片343、643係控制該電源轉換電路32、62驅動該發光二極體燈具10、40產生額定功率下最大亮度值之亮光，而不須再經過亮度調整，即可快速且方便地滿足使用者高亮度照明之需求。

再者，前述各實施例於模式切換時，該發光二極體燈組10、40會因該開關20、50切換瞬間的阻斷狀態而熄滅，造成使用者的眼睛容易因為燈光的快速滅亮而不適。是以，前述各實施例之開關20、50亦可更換成如圖3所示之開關70，其包含有一切換開關結構72、一自動復歸式常閉型開關結構74、以及一二極體76，該切換開關結構72與該自動復歸式常閉型開關結構74串聯，而該二極體76則與該自動復歸式常閉型開關結構74並聯。如此一來，使用者便可控制該切換開關結構來達到持續導通(ON)或阻斷(OFF)電源100之電能，且透過該自動復歸式常閉型開關結構74來進行 模式切換。換言之，當使用者壓觸該自動復歸式常閉型開關結構74時，除可達到前述產生脈衝訊號之效果外，透過該二極體76之設計，將使得該電源100所產生之交流電能的正半波通過該二極體38而流向該驅動裝置30、60，且負半波則被阻斷，如此一來，將使得該驅動裝置30、60在使用者壓觸該自動復歸式常閉型開關結構74時，仍可接收到正半波之電能，而仍能驅動該發光二極體燈組10、40產生稍暗之亮光，使得進行模式切換時，使用者不會有眼睛不適之情形產生。

另外，以上說明僅為本創作較佳實施例而已，除上述結構外，舉凡應用本創作說明書及申請專利範圍所為之等效結構與方法變化，理應包含在本創作之專利範圍內。

10‧‧‧發光二極體燈組

20‧‧‧開關

30‧‧‧驅動裝置

32‧‧‧電源轉換電路

34‧‧‧控制器

341‧‧‧光耦合器

342‧‧‧偵測電路

343‧‧‧可程式晶片

100‧‧‧電源

Claims (13)

1. 一種可調光之發光二極體照明系統，包含有：一發光二極體燈組，用以接收電訊號並產生亮光者；一開關，與一電源連接，用以於一預定時間內受控制地閉啟以輸出一脈衝訊號；以及一驅動裝置，電性連接該開關與該發光二極體燈組，用以於該開關導通時，接收該電源之電能並轉換成電訊號供予該發光二極體燈組，以驅動該發光二極體燈組產生亮光者；另外，該驅動裝置具有一控制器，且該控制器儲存有一總亮度值、一預設照明模式以及一亮度調整模式，並以其中一種模式驅動該發光二極體燈組產生亮光；其中：該預設照明模式係驅動該發光二極體燈組產生具有該控制器所儲存之總亮度值的亮光；該亮度調整模式係驅動該發光二極體燈組產生亮光，並逐漸改變亮光之亮度，直至接收到該脈衝訊號時，記錄該發光二極體燈組當下所產生之亮光的亮度值，且將記錄之亮度值取代原先儲存之總亮度值，並驅動該發光二極體燈組產生具有新的總亮度值的亮光。
2. 如請求項1所述之可調光之發光二極體照明系統，該驅動裝置更包含有一電源轉換電路，且該控制器包含有耦合連接之一偵測電路以及一可程式晶片，而該可程式晶片中儲存有該總亮度值、該預設照明模式以及該亮度調整模式；該電源轉換電路一側電性連接該電源，另一側則性連接該發光二極體燈組，用以接收該電源之電能並轉換成電訊號供予該發光二極體燈組；該偵測電路與該模式切換器電性連接，用以偵測該模式切換器是否產生該脈衝訊號；該可程式晶片與該電源轉換電路電性連接，用以當該偵測電路偵測該模式切換器輸出該脈衝訊號時，控制該電源轉換電路以其中一種模式驅動該發光二極體燈組產生亮光。
3. 如請求項2所述之可調光之發光二極體照明系統，該控制器更包含有一光耦合器電性連接該偵測電路與該可程式晶片，而該偵測電路以及該可程式晶片係透過該光耦合器以光耦合方式耦合連接。
4. 如請求項1所述之可調光之發光二極體照明系統，其中，該發光二極體燈組包含有複數個第一發光二極體以及複數個第二發光二極體，且各該 第二發光二極體之光色不同於各該第一發光二極體之光色；該控制器中更儲存有一第一亮度比例、一第二亮度比例以及一色度調整模式，而所述之亮度比例是指所產生之亮光的亮度值占該總亮度值之比例值；而於該預設照明模式以及該亮度調整模式中，該等第一發光二極體產生具有該第一亮度比例之亮光，而該等第二發光二極體則產生具有該第二亮度比例之亮光；該色度調整模式係驅動該發光二極體燈具產生亮光，並逐漸改變該發光二極體燈具中之該等第一發光二極體以及該等第二發光二極體之亮度比例，直至再接收到該脈衝訊號時，記錄該等第一發光二極體以及該等第二發光二極體當下之亮度比例，且將記錄之亮度比例分別取代原先儲存之第一亮度比例以及第二亮度比例，並繼續驅動該等第一發光二極體以及該等第二發光二極體產生具有新的亮度比例的亮光。
5. 如請求項1所述之可調光之發光二極體照明系統，其中，該控制器中更儲存有一全亮模式，係驅動該發光二極體燈具產生額定功率下最大亮度值之亮光。
6. 如請求項1所述之可調光之發光二極體照明系統，其中，該預定時間為3秒。
7. 如請求項1所述之可調光之發光二極體照明系統，其中，該開關包含有串聯連接之一切換開關結構以及一自動復歸式常閉型開關結構，且其中一開關結構與該電源連接，而另外一開關結構則與該驅動裝置電性連接。
8. 如請求項7所述之可調光之發光二極體照明系統，其中，該開關更包含有一二極體，且該二極體與該自動復歸式常閉型開關結構並聯。
9. 一種驅動裝置，用以驅動至少一發光二極體產生亮光，且包含有：一電源轉換電路，一側耦接至一電源，另一側則性連接該至少一發光二極體，用以將該電源之電能並轉換成電訊號後供予該至少一發光二極體，以驅動該至少一發光二極體產生亮光；以及一控制器，電性連接該電源轉換電路，且儲存有一總亮度值、一預設照明模式以及一亮度調整模式，並用以控制該電源轉換電路以其中一種模式驅動該至少一發光二極體產生亮光；其中：該預設照明模式係控制該電源轉換電路驅動該至少一發光二極體產生具有該控制器所儲存之總亮度值的亮光； 該亮度調整模式係驅動該至少一發光二極體產生亮光，並逐漸改變亮光之亮度，直至接收到一脈衝訊號時，記錄該至少一發光二極體當下所產生之亮光的亮度值，且將記錄之亮度值取代原先儲存之總亮度值，並控制該電源轉換電路驅動該至少一發光二極體產生具有新的總亮度值的亮光。
10. 如請求項9所述之驅動裝置，其中，該控制器包含有耦合連接之一偵測電路以及一可程式晶片；該偵測電路用以偵測該模式切換器是否產生該脈衝訊號；該可程式晶片中儲存有該總亮度值、該預設照明模式以及該亮度調整模式，且與該電源轉換電路電性連接，用以當該偵測電路偵測到該脈衝訊號時，控制該電源轉換電路以其中一種模式驅動該發光二極體燈組產生亮光。
11. 如請求項10所述之驅動裝置，其中，該控制器更包含有一光耦合器電性連接該偵測電路與該可程式晶片，而該偵測電路以及該可程式晶片係透過該光耦合器以光耦合方式耦合連接。
12. 如請求項9所述之驅動裝置，該至少一發光二極體為二個發光二極體，且分別為一第一發光二極體以及一第二發光二極體，而各該第二發光二極體之光色不同於各該第一發光二極體之光色；該控制器中更儲存有一第一亮度比例、一第二亮度比例以及一色度調整模式，而所述之亮度比例是指所產生之亮光的亮度值占該總亮度值之比例值；而於該預設照明模式以及該亮度調整模式中，該第一發光二極體產生具有該第一亮度比例之亮光，而該第二發光二極體則產生具有該第二亮度比例之亮光；該色度調整模式係控制該電源轉換電路驅動該等發光二極體產生亮光，並逐漸改變該第一發光二極體以及該第二發光二極體之亮度比例，直至再偵測到該脈衝訊號時，記錄該第一發光二極體以及該第二發光二極體當下之亮度比例，且將記錄之亮度比例分別取代原先儲存之第一亮度比例以及第二亮度比例，並控制該電源轉換電路繼續驅動該第一發光二極體以及該第二發光二極體產生具有新的亮度比例的亮光。
13. 如請求項9所述之驅動裝置，其中，該控制器中更儲存有一全亮模式，係控制該電源轉換電路驅動該發光二極體燈具產生額定功率下最大亮度值之亮光。