CN101621869B - 光源装置及其光源调整模块 - Google Patents

Abstract

一种光源装置及其光源调整模块。光源装置包括电源供应器、相位调整器、变压器、光源调整模块与发光元件。电源供应器用以提供第一交流电压。相位调整器接收第一交流电压，并调整第一交流电压的导通相位，以产生调制交流电压。变压器用以转换调制交流电压，并产生第二交流电压。光源调整模块用以依据第二交流电压的状态，而产生亮度调整信号。发光元件用以接收亮度调整信号，以产生相应的光源。

Description

光源装置及其光源调整模块

技术领域

本发明涉及一种光源调整技术，且特别涉及一种光源装置及其光源调整模块。

背景技术

图1绘示为使用MR16型卤素灯的发光装置的方块图。请参照图1，首先，电源供应器110提供交流电压(例如为市电110V的交流电压)。之后，相位调整器120会对交流电压进行导通相位调整。变压器130将调整后的110V交流电压降压至12或24V，并输出至MR16型卤素灯140，使得MR16型卤素灯140发光。由于变压器130所产生的交流电压中带有调光数据，将可以调整MR16型卤素灯140的发光亮度。因此，图1的发光装置是利用控制交流电压的导通相位来降低MR16型卤素灯的发光亮度，来达成调光目的。

虽然，卤素灯的光源具有高亮度的优点，但也伴随着高耗电、寿命低以及产生高热等缺点。随着科技的进步，发光二极管(light emitting diode，LED)具有长使用寿命、高效率、轻重量等优点，故使用发光二极管来取代MR16型卤素灯，将可以使MR16型的灯具享有发光二极管所带来的好处。

图2绘示为使用发光二极管的MR16型发光装置的方块图。请参照图2，图2中的电源供应器210、相位调整器220、变压器230与图1的电源供应器110、相位调整器120与变压器130的作用相同，故不再赘述。而图2与图1的差别在于与变压器连接的发光装置不同，图1是在变压器130后连接MR16型卤素灯140，而图2是在变压器230后连接桥式整流器240、驱动器250与发光二极管260。也就是说，桥式整流器240接收变压器230所产生的12V或24V的交流电压后，会将交流电压先转换直流电压，使得驱动器250驱动发光二极管260，以便于让发光二极管260产生光源。桥式整流器240、驱动器250与发光二极管260形成了一个发光模块，此发光模块所使用的灯头是MR16型的规格。

然而，已知的驱动器250并无法检测到相位调整器220调整交流电压导通相位的信息，亦即驱动器250无法根据相位调整器220所调整的导通相位信息，来控制发光二极管260的发光亮度。因此，为了控制MR16型发光二极管260的发光亮度，便需要在驱动器250新增额外的引脚，且连接上一可变电阻VR。之后，通过调整可变电阻VR的大小，来达到调整发光二极管260发光亮度的目的。然而，这样的架构便会与原本MR16型的灯具规格不同(因为多出了可变电阻所需的引脚)，如此便无法将发光二极管260直接套用于原本MR16的灯具规格，进而造成使用上的不便。

发明内容

本发明提供一种光源装置及其光源调整模块，藉此可以有效地解决相容性的问题，并且还可避免使用额外的引脚，以降低制作成本。

本发明提出一种光源装置，包括电源供应器、相位调整器、变压器、光源调整模块与发光元件。电源供应器用以提供第一交流电压。相位调整器耦接至电源供应器，用以接收第一交流电压，并调整第一交流电压的导通相位，以产生调制交流电压。变压器耦接至相位调整器，用以转换调制交流电压，并产生第二交流电压。光源调整模块耦接至变压器，用以依据第二交流电压的状态，而产生亮度调整信号。发光元件耦接至光源调整模块，用以接收亮度调整信号，以产生相应的光源。

本发明提出一种光源调整模块，包括转换单元、计数暨存储单元、数字模拟转换器与电流调整器。转换单元接收调制交流电压，并将调制交流电压转换成脉冲信号，其中调制交流电压是经由交流电压调整导通相位而成。计数暨存储单元耦接至转换单元，用以计数并存储脉冲信号的数量。数字模拟转换器耦接至计数暨存储单元，用以依据脉冲信号的数量，而对应地产生电流控制信号。电流调整器耦接至数字模拟转换器，用以依据电流控制信号，而对应地产生亮度调整信号。

本发明提出一种光源调整模块，包括参考信号调制器与电流调整器。参考信号调制器接收并依据调制交流电压，而对应地产生电流控制信号。电流调整器耦接至参考信号调制器，用以依据电流控制信号的大小，而对应地产生亮度调整信号。

本发明提出一种光源调整模块，包括数字模拟转换器与电流调整器。数字模拟转换器接收调制交流电压，并对调制交流电压进行数字模拟转换，以产生电流控制信号。电流调整器耦接至数字模拟转换器，用以依据电流控制信号的大小，而对应地产生亮度调整信号。

本发明通过光源调整模块检测第二交流电压的状态，以便于获得相位调整器调整交流电压的信息，并藉以来控制发光元件(发光二极管)的发光亮度。如此一来，本发明所提供的光源装置与光源调整模块适用于MR16型灯具的规格(当然，亦可用于E26与E27型的灯具)，因此能提升使用的便利性。另外，光源装置不需要新增额外的引脚并连接可变电阻，因此，也可以减少电路制作成本。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1绘示为使用MR16型卤素灯的发光装置的方块图。

图2绘示为使用发光二极管的MR16型发光装置的方块图。

图3绘示为本发明一实施例的光源装置的方块图。

图4绘示为本发明一实施例的光源装置的电路方块图。

图5绘示为节点N1或节点N2的交流电压的信号波形图。

图6A与图6B绘示为本发明一实施例的光源装置的部分电路方块图。

图7绘示为本发明的脉冲信号的数量对亮度调整信号的一实施例的关系图。

图8绘示为本发明的亮度调整信号对发光亮度的一实施例的关系图。

图9绘示为本发明另一实施例的光源装置的电路方块图。

图10绘示为本发明又一实施例的光源装置的电路方块图。

【主要元件符号说明】

110、210、310：电源供应器

120、220、320：相位调整器

130、230、330：变压器

140：MR16型卤素灯

240：桥式整流器

250：驱动器

260：发光二极管

VR：可变电阻

300、800、900：光源装置

340：整流器

350：光源调整模块

360：发光元件

VAC1～VAC5：交流电压

MVAC：调制交流电压

N1～N4：节点

D1～D4：二极管

C1：电容

410：转换单元

420：计数暨存储单元

430、810：数字模拟转换器

440：电流调整器

PS：脉冲信号

CCS：电流控制信号

LAS：光源调整信号

lx1～lx3：亮度

910：参考信号调制器

具体实施方式

图3绘示为本发明一实施例的光源装置的方块图。请参照图3，光源装置300包括电源供应器310、相位调整器320、变压器330、整流器340、光源调整模块350与发光元件360。电源供应器310用以提供交流电压VAC1，例如为市电110V的交流电压。相位调整器320耦接至电源供应器310，用以接收交流电压VAC1，并调整交流电压VAC1的导通相位(conducting phase)，以产生调制交流电压MVAC。其中，调制交流电压MVAC可以作为调整发光元件360亮度的依据。

变压器330耦接至相位调整器320，用以接收并转换调制交流电压MVAC，以产生交流电压VAC2。在本实施例中，变压器330可以是降压型的变压器，但不限制其范围，且例如将市电110V的交流电压VAC1转换(降压)成12或24V大小的交流电压VAC2。

整流器340耦接至变压器330，用以将交流电压VAC2转换成直流电压VDC。并且，整流器340所产生的直流电压VDC可以为光源调整模块350的工作电压(亦即作为光源调整模块350的电源使用)。

光源调整模块350耦接至整流器340，用以接收直流电压VDC，且依据交流电压VAC2的状态，而产生光源调整信号。发光元件360耦接至光源调整模块350，用以接收光源调整信号，以产生相应的光源。在本实施例中，发光元件360为发光二极管(light emitting diode，LED)，而光源调整信号可为一用来驱动发光二极管360的电流与电压信号。另外，通过上述的设计，整个光源装置300的规格可以是MR16型、E26型、E27型或其类型灯具的规格。

在本实施例中，由于交流电压VAC2是经由变压器330转换调制交流电压MVAC而成的，因此，交流电压VAC2也包含了用来调整发光元件360亮度的依据。于是，光源装置300可以通过光源调整模块350检测交流电压VAC2的状态，以便获得调整发光元件360亮度的信息。之后，光源调整模块350会依据上述的调光信息，而产生对应的光源调整信号，并传送至发光元件360，以便于调整发光元件360的亮度。

如此一来，本实施例的光源装置300可以直接利用已知灯具规格中，原本便具有的调光装置(亦即电源供应器310、相位调整器320与变压器330)，直接对发光元件360的光源亮度进行调整。因此，本发明能直接套用MR16型灯具的规格，进而提升使用的方便性。另外，光源装置300不需要新增额外的引脚并连接可变电阻，将可以减少电路制作成本。

为了致使本领域的技术人员更加了解光源装置300中的光源调整模块350是如何产生光源调整信号，以下，将举一实施例来说明光源调整模块350。

图4绘示为本发明一实施例的光源装置300的电路方块图。请参照图4，在本实施例中将以桥式整流器实现整流器340。使用本发明者亦可视其需求而采用其他技术来实施整流器340。整流器340包括二极管D1～D4与电容C1。整流器340通过节点N1与节点N2接收交流电压VAC2。二极管D1的阳极端耦接至节点N1，二极管D1的阴极端耦接至节点N3。二极管D2的阳极端耦接至节点N2，二极管D2的阴极端耦接至二极管D1的阴极端。二极管D3的阳极端耦接至节点N4，二极管D3的阴极端耦接至二极管D1的阳极端。二极管D4的阳极端耦接至二极管D3的阳极端，二极管D4的阴极端耦接至二极管D2的阳极端。电容C1耦接于节点N3与N4之间。在本实施例中，可以将节点N4做为一个参考的接地点。

此外，请继续参照图4，光源调整模块350包括转换单元410、计数暨存储单元420、数字模拟转换器430、电流调整器440。转换单元410用以接收交流电压VAC3，并将交流电压VAC3转换成一具有同样电压大小脉冲信号PS。如业界所已知，交流电压VAC3为一具有脉冲性质的交流电压，在此请参阅图5，图5为节点N1或节点N2的交流电压的信号波形图。在图5中，上方的信号波形为未经过相位调制的交流电压信号，而下方的信号波形为相位调制后的交流电压信号。如图5所示，交流电压信号具有脉冲的性质，且会随着相位的调制来调整脉冲的个数，举例来说，相位调制后的信号波形便减少了一些脉冲。

在此请注意，在本实施例中，本发明可以依据这些减少的脉冲个数，来调整发光元件360的亮度。

在本实施例中，转换单元410可以自节点N1接收交流电压VAC3，并且将交流电压VAC3转换成具有同样电压大小脉冲形式的脉冲信号PS(亦即脉冲信号PS中的每一脉冲均具有相同的振幅)。但本实施例不限于此，譬如，转换单元410亦可自节点N2接收交流电压VAC4，或是同时自两节点N1、N2接收一交流电压VAC5(亦即为一差动信号)，分别如图6A与图6B所示。

计数暨存储单元420耦接至转换单元410，用以计数并存储脉冲信号PS的数量。例如，计数暨存储单元420会在每一周期内计数转换单元410所产生脉冲信号PS的数量，并将其暂存起来。之后，计数暨存储单元420会将计数的结果传送至数字模拟转换器430，以作为产生电流控制信号的依据。

数字模拟转换器430耦接至计数暨存储单元420，用以将脉冲信号PS的数量转换成对应的电流控制信号CCS。在本实施例中，数字模拟转换器430将脉冲信号的数量转换成对应的电流控制信号CCS。而其后的电流调整器440耦接至数字模拟转换器430，用以接收电流控制信号CCS并依据电流控制信号CCS，而对应地产生亮度调整信号LAS，进而控制发光二极管360的发光亮度。

换句话说，数字模拟转换器430可依据计数暨存储单元420的计数结果(该计数结果对应于导通相位)来控制电流调整器440所产生的亮度调整信号LAS，进而控制发光二极管360的发光亮度。

在此请参阅图7，如图7所示的为脉冲信号的数量对亮度调整信号LAS的一实施例的关系图。由图7可以看出，当脉冲信号的数量为20时，则数字模拟转换器430所产生亮度调整信号LAS的大小为35毫安培(mA)，当脉冲信号的数量为100时，数字模拟转换器430所产生亮度调整信号LAS的大小为175毫安培(mA)，而当脉冲信号的数量为200时，则数字模拟转换器430所产生亮度调整信号LAS的大小为350毫安培(mA)。

此外，请参阅图8，图8为亮度调整信号LAS对发光亮度的一实施例的关系图。如图8所示，电流调整器440所产生亮度调整信号LAS会控制发光元件360所产生的亮度；当亮度调整信号LAS的大小为35毫安培(mA)，则发光元件360所产生的亮度为亮度lx1，当亮度调整信号LAS的大小为175毫安培(mA)，则发光元件360所产生的亮度为亮度lx2，当亮度调整信号LAS的大小为350毫安培(mA)，则发光元件360所产生的亮度为亮度lx3，其中亮度lx3的亮度＞亮度lx2的亮度＞亮度lx1的亮度。

图9绘示为本发明另一实施例的光源装置的电路方块图。图9的电路架构与图4的电路架构相同或相似，但差别仅在于光源调整模块350的内部元件，故图9与图4中的功能相同的元件给于相同的标号，在此不再赘述。而图9与图4的差别在于：图4的光源调整模块350在接收交流电压VAC3后，会经过转换单元410、计数暨存储单元420以及数字模拟转换器430后，以产生电流控制信号CCS，而图9的光源调整模块350则是将图4的转换单元410以及计数暨存储单元420的功能以数字模拟转换器810中替代之，举例来说，数字模拟转换器810可以直接对所接收到的交流电压VAC3(由于其具有脉冲性质，因此可视为一种数字信号)，进行数字模拟转换，来对应地产生前述的电流控制信号，以进而控制发光二极管360的亮度。公开至此，本领域技术人员应可理解，故不另赘述；举例来说，数字模拟转换器810的运作结果与交流电压VAC3的对应关系可如图4实施例中电流控制信号CCS与交流电压VAC3，本领域技术人员可自行设计符合此对应关系的数字模拟转换器810的相关电路，如此的相对应变化，亦属本发明的范围。

图10绘示为本发明又一实施例的光源装置的电路方块图。图10的电路架构与图4的电路架构相同或相似，但差别仅在于光源调整模块350的内部元件，故图10与图4中的功能相同的元件给于相同的标号，在此不再赘述。而图10与图4的差别在于：图4的光源调整模块350在接收交流电压VAC3后，会经过转换单元410、计数暨存储单元420以及数字模拟转换器430后，以产生电流控制信号CCS，而图10的光源调整模块350则是通过参考信号调制器910接收交流电压VAC3后，并依据交流电压VAC3的状态(亦即参考信号调制器910直接依据交流电压VAC3的信号波形变化情形)，以对应地产生电流调整信号CCS。之后，参考信号调制器910会将电流调整信号CCS传送至电流调整器440，以进行后序的光源调整。举例来说，参考信号调制器910的运作结果与交流电压VAC3的对应关系可如图4实施例中电流控制信号CCS与交流电压VAC3，本领域技术人员可自行设计符合此对应关系的参考信号调制器910的相关电路，如此的相对应变化，亦属本发明的范围。

综上所述，本发明通过光源调整模块检测交流电压VAC2的状态，以便于获得相位调整器调整交流电压MVAC的信息，并藉以来控制发光元件(发光二极管)的发光亮度。本发明所提供的光源装置与光源调整模块适用于MR16型灯具的规格(当然，亦可用于E26与E27型的灯具)，因此能提升使用的便利性。另外，光源装置不需要新增额外的引脚并连接可变电阻，因此，也可以减少电路制作成本。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

Claims (16)

1.一种光源装置，包括： 

一电源供应器，用以提供一第一交流电压； 

一相位调整器，耦接至该电源供应器，用以接收该第一交流电压，并调整该第一交流电压的导通相位，以产生一调制交流电压； 

一变压器，耦接至该相位调整器，用以转换该调制交流电压，并产生一第二交流电压； 

一光源调整模块，耦接至该变压器，用以依据该第二交流电压的脉冲的个数，而对应地产生一电流控制信号，再依据该电流控制信号的大小，而产生一亮度调整信号；以及 

一发光元件，耦接至该光源调整模块，用以接收该亮度调整信号，以产生相应的光源。 

2.如权利要求1所述的光源装置，其中该光源调整模块包括： 

一转换单元，接收该第二交流电压，并将该第二交流电压转换成一脉冲信号； 

一计数暨存储单元，耦接至该转换单元，用以计数并存储该脉冲信号的数量； 

一数字模拟转换器，耦接至该计数暨存储单元，用以依据该脉冲信号的数量，而对应地产生一电流控制信号；以及 

一电流调整器，耦接至该数字模拟转换器，用以依据该电流控制信号的大小，而对应地产生该亮度调整信号。 

3.如权利要求2所述的光源装置，其中该脉冲信号的每一脉冲具有相同的振幅。 

4.如权利要求1所述的光源装置，其中该光源调整模块包括： 

一数字模拟转换器，接收该第二交流电压，并对该第二交流电压进行一数字模拟转换，以产生一电流控制信号；以及 

一电流调整器，耦接至该数字模拟转换器，用以依据该电流控制信号的大小，而对应地产生该亮度调整信号。 

5.如权利要求1所述的光源装置，其中该光源调整模块包括： 

一参考信号调制器，接收并依据该第二交流电压，而对应地产生一电 流控制信号；以及 

一电流调整器，耦接至该参考信号调制器，用以依据该电流控制信号的大小，而对应地产生该亮度调整信号。 

6.如权利要求1所述的光源装置，其中该发光元件为一发光二极管。 

7.如权利要求1所述的光源装置，更包括： 

一整流器，耦接至该变压器与该光源调整模块，用以将该第二交流电压转换为一直流电压，并供应该直流电压至该光源调整模块，以作为该光源调整模块的电源。 

8.如权利要求7所述的光源装置，其中该整流器为一桥式整流器。 

9.如权利要求7所述的光源装置，其中该光源调整模块依据该第二交流电压在该整流器内的一输入端或两输入端所产生的电压来产生该亮度调整信号。 

10.如权利要求1所述的光源装置，其中该光源装置的灯头规格为MR16型、E26型或E27型。 

11.一种光源调整模块，包括： 

一转换单元，接收一调制交流电压，并将该调制交流电压转换成一脉冲信号，其中该调制交流电压是经由一交流电压调整导通相位而成； 

一计数暨存储单元，耦接至该转换单元，用以计数并存储该脉冲信号的数量； 

一数字模拟转换器，耦接至该计数暨存储单元，用以依据该脉冲信号的数量，而对应地产生一电流控制信号；以及 

一电流调整器，耦接至该数字模拟转换器，用以依据该电流控制信号的大小，而对应地产生一亮度调整信号。 

12.如权利要求11所述的光源调整模块，其中该亮度调整信号用以调整与该光源调整模块耦接的一发光元件。 

13.如权利要求12所述的光源调整模块，其中该发光元件为一发光二极管。 

14.如权利要求11所述的光源调整模块，其中该转换单元自一整流器内的一输入端或两输入端接收该调制交流电压所产生的电压来产生该脉冲信号。 

15.如权利要求11所述的光源调整模块，其被应用于一灯头规格为 MR16型、E26型或E27型的光源装置中。 

16.如权利要求11所述的光源调整模块，其中该脉冲信号的每一脉冲具有相同的振幅。 

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