CN102769961B - 交流发光装置 - Google Patents

Abstract

本发明是有关一种交流发光装置，适用于接收一个交流电信号，且包含：一个波形产生单元，接收该交流电信号，并于正半周或负半周期间调整该交流电信号的电压振幅，或调整该交流电信号的波形准位，以产生一个驱动信号；及一个交流发光单元，包括一个第一发光元件，及一个发光颜色与该第一发光元件不同的第二发光元件，其中，该第一发光元件及该第二发光元件电连接到该波形产生单元以接收该驱动信号，并根据该驱动信号发出光线。

Description

交流发光装置

技术领域

本发明涉及一种交流发光装置，特别是涉及一种可调色温的交流发光装置。

背景技术

随着交流发光二极管(AC LED)的技术逐渐成熟，其应用面也日益增加，因此，对于一个利用交流发光二极管为光源的发光装置，如何有效调变其色温已有不少相关技术被提出。

参阅图1、图2与图3，中国台湾专利公开案第200926890号公开第一种现有的交流发光装置1，其包括一个波形调变单元11及一个交流发光二极管模块12。波形调变单元11从一个外部的交流电源2接收一个呈弦波的交流电信号，并将交流电信号由弦波调变成方波，且调整交流电信号的正电压与负电压的脉冲宽度，以产生一个驱动信号。交流发光二极管模块12包括电流流向相反且发光颜色不同的两串发光二极管121、122。该两串发光二极管121、122根据驱动信号发出光线，在驱动信号的电压为正时，该串发光二极管122导通一段第一时间T1以发出光线，而在驱动信号的电压为负时，该串发光二极管121导通一段第二时间T2以发出光线。因此，借由调整正电压与负电压的脉冲宽度(也就是调整第一时间T1与第二时间T2)，可以改变交流发光装置的色温。

参阅图4与图5，中国台湾专利公开案第200723956号公开第二种现有的交流发光装置3，其包括一个电压相位控制器31、一个多相位电压产生器32及三个交流发光二极管模块33-35。电压相位控制器31根据一个外部设定器42所受的操作，产生一个电压相位控制信号。多相位电压产生器32从一个外部的单相位电压源41接收一个呈弦波的单相位电压，并根据电压相位控制信号调整单相位电压的相位，以产生一个第一相位电压Va、一个第二相位电压Vb、一个第三相位电压Vc及一个第四相位电压Vd。该三个交流发光二极管模块33-35电连接成Y形，交流发光二极管模块33根据第一相位电压Va与第四相位电压Vd的差异发出红光，交流发光二极管模块34根据第二相位电压Vb与第四相位电压Vd的差异发出绿光，交流发光二极管模块35根据第三相位电压Vc与第四相位电压Vd的差异发出蓝光。因此，借由调整电压相位，可以改变交流发光装置3的色温。然而，此种交流发光装置3利用多个信号(也就是第一至第四相位电压Va、Vb、Vc、Vd)来调整色温，导致需使用较多电气元件。

有鉴于上述现有的交流发光装置存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的交流发光装置，能够改进一般现有的交流发光装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的交流发光装置存在的缺陷，而提供一种交流发光装置，所要解决的技术问题是：借由改变交流电信号的电压振幅，或调整交流电信号的波形准位，来调整交流发光装置的亮度、色温，并提供交流发光装置过温保护的功能。

本发明的目的及解决先前技术问题是采用以下技术手段来实现的，依据本发明交流发光装置适用于接收一个交流电信号，且包含：一个波形产生单元，接收该交流电信号，并于正半周或负半周期间调整该交流电信号的电压振幅，或调整该交流电信号的波形准位，以产生一个驱动信号；及一个交流发光单元，包括一个第一发光元件，及一个发光颜色与该第一发光元件不同的第二发光元件，其中，该第一发光元件及第二发光元件电连接到该波形产生单元以接收该驱动信号，并根据该驱动信号发出光线。

本发明的目的及解决先前技术问题还可以采用以下技术手段进一步实现。

较佳的，前述的交流发光装置，其中该交流发光单元还包括一个第三发光元件、一个第四发光元件及一个第五发光元件，上述发光元件电连接成一个桥式结构，该第一发光元件和该第四发光元件发出第一颜色光，且该第二发光元件、该第三发光元件及该第五发光元件发出第二颜色光。

较佳的，前述的交流发光装置，其中该交流发光单元是一个交流发光二极管模块，该第一发光元件及该第二发光元件中的一者发出白光，另一者发出红光。

较佳的，前述的交流发光装置，其中还包含：一个感测单元，用于感测该交流发光单元的状态，以产生至少一个感测信号；该波形产生单元还电连接到该感测单元以接收该感测信号，且根据该感测信号于正半周或负半周期间调整该交流电信号的电压振幅，或根据该感测信号调整该交流电信号的波形准位。

较佳的，前述的交流发光装置，其中该感测单元包括：一个温度感知器，用于感测该交流发光单元的温度，以产生相关于该交流发光单元的温度的一个温度感测信号。

较佳的，前述的交流发光装置，其中该波形产生单元根据该温度感测信号调整该交流电信号的电压振幅，以提供该交流发光单元过温保护。

较佳的，前述的交流发光装置，其中该感测单元包括：一个亮度感知器，用于感测该交流发光单元的亮度，以产生相关于该交流发光单元的亮度的一个亮度感测信号。

较佳的，前述的交流发光装置，其中该波形产生单元根据该亮度感测信号调整该交流电信号的电压振幅，以改变该交流发光单元的亮度。

较佳的，前述的交流发光装置，其中该感测单元包括：一个色温感知器，用于感测该交流发光单元的色温，以产生相关于该交流发光单元的色温的一个色温感测信号。

较佳的，前述的交流发光装置，其中该波形产生单元根据该色温感测信号调整该交流电信号的电压振幅或波形准位，以改变该交流发光单元的色温。

本发明的有益效果在于：借由波形产生单元来调整交流电信号的电压振幅，或调整交流电信号的波形准位，本发明只需要一个驱动信号就可以调整交流发光装置的亮度、色温，除了能有效减少电气元件的使用外，也可提供交流发光装置过温保护的功能。

附图说明

图1是一个电路示意图，说明第一种现有的交流发光装置；

图2、图3是波形图，说明图1的交流发光装置所产生的一个驱动信号；

图4是一个电路示意图，说明第二种现有的交流发光装置的电路示意图；

图5是一个波形图，说明图4的交流发光装置所产生的多个相位电压；

图6是一个电路示意图，说明本发明交流发光装置的较佳实施例；

图7、图8、图9是波形图，说明本发明交流发光装置的较佳实施例产生一个驱动信号的方式；

图10、图11、图12是波形图，说明本发明交流发光装置的较佳实施例的驱动信号的波形；

图13是一个电路示意图，说明本发明交流发光装置的较佳实施例的一个交流发光单元的另一种实施态样。

具体实施方式

为进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的交流发光装置的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

参阅图6至图12，本发明交流发光装置5的较佳实施例适用于从一个外部的交流电源6(例如市电)接收一个呈弦波的交流电信号，且包含一个波形产生单元51、一个交流发光单元52及一个感测单元53。

波形产生单元51适用于电连接到交流电源6以接收交流电信号，并调整交流电信号的波形准位B，或于正半周或负半周期间调整交流电信号的电压振幅，以产生一个驱动信号。如图7至图9所示，波形产生单元51可以调整交流电信号的波形准位B，使得交流电信号的正半周电压峰值P1及负半周电压峰值P2随着波形准位B一起改变。当然，波形产生单元51也可以在正半周期间调整交流电信号的电压振幅，以改变交流电信号的正半周电压峰值P1，或在负半周期间调整交流电信号的电压振幅，以改变交流电信号的负半周电压峰值P2。

具体而言，如图7所示，当波形产生单元51未调整交流电信号的波形准位B时(也就是B＝0)，正半周的电压峰值P1和负半周的电压峰值P2分别为V1和V2。如图8所示，当波形产生单元51调整交流电信号的波形准位B至V0时，正半周的电压峰值P1和负半周的电压峰值P2分别为V0+V1和V0+V2，交流电信号的波形并不会随着波形准位的调整而受影响。换句话说，波形产生单元51只将波形准位做垂直移动(向上位移或向下位移)，波形产生单元51并不会改变波形的形状。

如图7所示，当波形产生单元51未调整交流电信号的电压振幅时，以波形准位B＝0为例，正半周的电压峰值P1和负半周的电压峰值P2分别为V1和V2。如图9所示，当波形产生单元51调整交流电信号的电压振幅时，正半周的电压峰值P1和负半周的电压峰值P2可以为V1±ΔV1和V2±ΔV2。ΔV1和ΔV2可以是相同或不相同。

在一种实施态样中，波形产生单元51不改变交流电信号的波形，因此驱动信号呈弦波(如图10所示)；在另一种实施态样中，波形产生单元51还改变交流电信号的波形，以使驱动信号呈方波(如图11所示)、三角波(如图12所示)或其它形状。

在一种实施态样中，波形产生单元51不对交流电信号进行频率调整，因此驱动信号与交流电信号具有相同频率(例如60Hz)；在另一种实施态样中，波形产生单元51还对交流电信号进行频率调整，以使驱动信号的频率大于交流电信号的频率，例如驱动信号的频率大于60Hz。

交流发光单元52包括电流流向相反且发光颜色不同的一个第一发光元件521及一个第二发光元件522。每一个发光元件521、522包括多个发光二极管(未标号)。第一发光元件521及第二发光元件522电连接到波形产生单元51以接收驱动信号，且根据驱动信号发出光线，在驱动信号的电压为正(也就是波形为正半周)且第一发光元件521顺向导通时，第一发光元件521发出光线，而在驱动信号的电压为负(也就是波形为负半周)且第二发光元件522顺向导通时，第二发光元件522发出光线。

在一种实施态样中，第一发光元件521及第二发光元件522中的一者是一个白光高压发光二极管(HV LED)模块，另一者是一个红光高压发光二极管模块；在另一种实施态样中，交流发光单元52是一个交流发光二极管模块，第一发光元件521及第二发光元件522中的一者发出第一颜色的光，另一者发出第二颜色的光。举例来说，当第一发光元件521发出的光为红光，第二发光元件522发出的光为白光时，则交流发光单元52可经由第一发光元件521的红光光量的多寡，用以使照明光在暖白(warm white)光与冷白(cold white)光之间作调整。

感测单元53用于感测交流发光单元52的状态，以产生至少一个感测信号。在本实施例中，感测单元53包括一个亮度感知器531、一个色温感知器532及一个温度感知器533。亮度感知器531用于感测交流发光单元52的亮度，以产生相关于交流发光单元52的亮度的一个亮度感测信号。色温感知器532用于感测交流发光单元52的色温，以产生相关于交流发光单元52的色温的一个色温感测信号。温度感知器533用于感测交流发光单元52的温度，以产生相关于交流发光单元52的温度的一个温度感测信号。

波形产生单元51还电连接到感测单元53以接收亮度感测信号、色温感测信号及温度感测信号。波形产生单元51根据亮度感测信号调整交流电信号的电压振幅，以改变或维持交流发光单元52的发光亮度。波形产生单元51根据色温感测信号调整交流电信号的电压振幅或波形准位B，以改变或维持交流发光单元52的色温。波形产生单元51根据温度感测信号，在交流发光单元52的温度高于一个预设的温度值时，调整交流电信号的电压振幅，如将正负半周的电压振幅变小，以避免交流发光单元52因过热而损坏。

举例来说，当亮度感知器531所侦测的交流发光单元52的亮度大于一个预设亮度上限值(如一个预设亮度值的110％)时，波形产生单元51就根据亮度感测信号来调降交流电信号的电压振幅，如电压峰值P1、P2调整为99％×V1或99％×V2，或两者同时调整为99％×V1及99％×V2。调降后，亮度感知器531还持续侦测交流发光单元52的发光亮度，并回馈至波形产生单元51，当交流发光单元52的亮度仍大于预设亮度上限值时，则持续调降交流电信号的电压振幅，如电压峰值P1、P2调整为98％×V1或98％×V2，或两者同时调整为98％×V1及98％×V2，直至交流发光单元52的亮度维持在一个预设亮度范围内(也就是预设亮度值的正负10％)。

相反地，当亮度感知器531所侦测的交流发光单元52的亮度小于一个预设亮度下限值(如预设亮度值的90％)时，波形产生单元51就根据亮度感测信号来调升交流电信号的电压振幅，如电压峰值P1、P2调整为101％×V1或101％×V2，或两者同时调整为101％×V1及101％×V2。调整后，亮度感知器531还持续侦测交流发光单元52的发光亮度，并回馈至波形产生单元51，当交流发光单元52的亮度仍小于预设亮度下限值时，则持续调升交流电信号的电压振幅，如电压峰值P1、P2调整为102％×V1或102％×V2，或两者同时调整为102％×V1及102％×V2，直至交流发光单元52的亮度维持在预设亮度范围内(也就是预设亮度值的正负10％)。值得注意的是，预设亮度值可为一个预设值，或是借由记忆启动交流发光单元52的初始亮度而产生。

同理，温度感知器533的操作方式与亮度感知器531的回馈方式大致相同。具体而言，当温度感知器533所侦测的交流发光单元52的温度大于一个预设温度值，波形产生单元51就根据温度感测信号来调降交流电信号的电压振幅，如电压峰值P1、P2调整为99％×V1或99％×V2，或两者同时调整为99％×V1及99％×V2。调降后，温度感知器533仍持续感测交流发光单元52的温度，并回馈至波形产生单元51，当交流发光单元52的温度仍大于预设温度值时，则持续调降交流电信号的电压振幅，如电压峰值P1、P2调整为98％×V1或98％×V2，或两者同时调整为98％×V1及98％×V2，直至交流发光单元52的温度低于预设温度值。值得注意的是，波形产生单元51在依据感测信号做调变时，先以温度感知器533的温度感测信号进行优先调变，才能使交流发光单元52达到过温保护的效果。

以交流发光单元52的第一发光元件521发出的光是白光、第二发光元件522发出的光是红光为例，当色温感知器532感测到的交流发光单元52的色温大于一个预设色温值(如以预设色温值为5500K，但是感测到的色温为5900K)时，波形产生单元51就根据色温感测信号来调降交流电信号的波形准位B，如调降0.1V(也就是调整为V0-0.1V)。调降后，色温感知器532还持续感测交流发光单元52的发光色温，并回馈至波形产生单元51，当色温感知器532感测到的交流发光单元52的色温仍大于预设色温值(如感测到的色温为5800K＞预设色温值5500K)时，则持续调降交流电信号的波形准位B，如调降0.2V(也就是调整为V0-0.2V)，直至交流发光单元52的色温维持在预设色温值(5500K)。

相反地，当色温感知器532感测到的交流发光单元52的色温小于预设色温值(如以预设色温值为5500K，但是感测到的色温为5000K)时，波形产生单元51就根据色温感测信号来调升交流电信号的波形准位B，如调升0.1V(也就是调整为V0+0.1V)。调升后，色温感知器532还持续感测交流发光单元52的发光色温，并回馈至波形产生单元51，当色温感知器532感测到的交流发光单元52的色温仍小于预设色温值(如感测到的色温为5100K＜预设色温值5500K)时，则持续调升交流电信号的波形准位B，如调升0.2V(也就是调整为V0+0.2V)，直至交流发光单元52的色温维持在预设色温值(5500K)。

以交流发光单元52的第一发光元件521发出的光是白光、第二发光元件522发出的光是红光为例，当色温感知器532感测到的交流发光单元52的色温大于一个预设色温值(如以预设色温值为5500K，但是感测到的色温为5900K)时，波形产生单元51就根据色温感测信号来调整交流电信号的电压振幅，如电压峰值P1、P2调整为99％×V1或101％×V2(也就是正半周的电压振幅小一点，或负半周的电压振幅大一点)，或两者同时调整为99％×V1及101×％V2。调整后，色温感知器532还持续感测交流发光单元52的发光色温，并回馈至波形产生单元51，当色温感知器532感测到的交流发光单元52的色温仍大于预设色温值(如感测到的色温为5800K＞预设色温值5500K)时，则持续调整交流电信号的电压振幅，如电压峰值P1、P2调整为98％×V1或102％×V2，或两者同时调整为98％×V1及102％×V2，直至交流发光单元52的色温维持在预设色温值(5500K)。

相反地，当色温感知器532感测到的交流发光单元52的色温小于预设色温值(如以预设色温值为5500K，但是感测到的色温为5000K)时，波形产生单元51就根据色温感测信号来调整交流电信号的电压振幅，如电压峰值P1、P2调整为101％×V1或99％×V2，或两者同时调整为101％×V1及99％×V2。调整后，色温感知器532还持续感测交流发光单元52的发光色温，并回馈至波形产生单元51，当色温感知器532感测到的交流发光单元52的色温仍小于预设色温值(如感测到的色温为5100K＜预设色温值5500K)时，则持续调整交流电信号的电压振幅，如电压峰值P1、P2调整为102％×V1或98％×V2，或两者同时调整为102％×V1及98％×V2，直至交流发光单元52的色温维持在预设色温值(5500K)。

值得注意的是，在另一个实施例中，亮度感知器531可以是用于感测环境亮度，以产生相关于环境亮度的一个亮度感测信号。波形产生单元51可根据亮度感测信号，动态调整交流发光单元52的亮度，以节省电力。

值得注意的是，波形产生单元51可以是设置在交流发光单元52的封装外，或是设置在交流发光单元52的封装内。

值得注意的是，参阅图13，在另一个实施例中，交流发光单元52可以是包括电连接成桥式结构的一个第一发光元件523、一个第二发光元件524、一个第三发光元件525、一个第四发光元件526及一个第五发光元件527。每一个发光元件523-527包括多个发光二极管(未标号)。第一发光元件523及第四发光元件526的发光颜色相同，第二发光元件524、第三发光元件525及第五发光元件527的发光颜色相同，但是不同于第一发光元件523的发光颜色。第一至第五发光元件523-527根据驱动信号发出光线，在驱动信号的电压为正且第一发光元件523、第五发光元件527及第四发光元件526顺向导通时，第一发光元件523、第五发光元件527及第四发光元件526发出光线，而在驱动信号的电压为负且第三发光元件525、第五发光元件527及第二发光元件524顺向导通时，第三发光元件525、第五发光元件527及第二发光元件524发出光线。

归纳上述，上述实施例具有以下优点：

(1)借由调整交流电信号的电压振幅或波形准位，只需要一个驱动信号就可以调整交流发光装置5的亮度和色温，能有效减少电气元件的使用。

(2)可以直接使用市电所提供的交流电信号。

(3)借由亮度感知器531、色温感知器532及温度感知器533，可以控制亮度、控制色温及提供过温度保护。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种交流发光装置，适用于接收一个交流电信号，且包含：

一个波形产生单元，接收该交流电信号，并产生一个驱动信号；及

一个交流发光单元，包括一个第一发光元件，及一个发光颜色与该第一发光元件不同的第二发光元件，其中，该第一发光元件及该第二发光元件电连接到该波形产生单元以接收该驱动信号，并根据该驱动信号发出光线；

其特征在于：该波形产生单元于正半周或负半周期间调整该交流电信号的电压振幅，或调整将该交流电信号的波形准位做垂直移动，使得交流电信号的正半周电压峰值及负半周电压峰值随着波形准位一起改变，以产生该驱动信号。

2.如权利要求1所述的交流发光装置，其特征在于：该交流发光单元还包括一个第三发光元件、一个第四发光元件及一个第五发光元件，上述发光元件电连接成一个桥式结构，该第一发光元件和该第四发光元件发出第一颜色光，且该第二发光元件、该第三发光元件及该第五发光元件发出第二颜色光。

3.如权利要求1所述的交流发光装置，其特征在于：该交流发光单元是一个交流发光二极管模块，该第一发光元件及该第二发光元件中的一者发出白光，另一者发出红光。

4.如权利要求1所述的交流发光装置，其特征在于其还包含：

一个感测单元，用于感测该交流发光单元的状态，以产生至少一个感测信号；

该波形产生单元还电连接到该感测单元以接收该感测信号，且根据该感测信号于正半周或负半周期间调整该交流电信号的电压振幅，或根据该感测信号调整该交流电信号的波形准位。

5.如权利要求4所述的交流发光装置，其特征在于该感测单元包括：

一个温度感知器，用于感测该交流发光单元的温度，以产生相关于该交流发光单元的温度的一个温度感测信号。

6.如权利要求5所述的交流发光装置，其特征在于：该波形产生单元根据该温度感测信号调整该交流电信号的电压振幅，以提供该交流发光单元过温保护。

7.如权利要求4、5或6所述的交流发光装置，其特征在于该感测单元包括：

一个亮度感知器，用于感测该交流发光单元的亮度，以产生相关于该交流发光单元的亮度的一个亮度感测信号。

8.如权利要求7所述的交流发光装置，其特征在于：该波形产生单元根据该亮度感测信号调整该交流电信号的电压振幅，以改变该交流发光单元的亮度。

9.如权利要求4、5或6所述的交流发光装置，其特征在于该感测单元包括：

一个色温感知器，用于感测该交流发光单元的色温，以产生相关于该交流发光单元的色温的一个色温感测信号。

10.如权利要求9所述的交流发光装置，其特征在于：该波形产生单元根据该色温感测信号调整该交流电信号的电压振幅或波形准位，以改变该交流发光单元的色温。