CN102932981B - 调光装置及其信号调整装置 - Google Patents

Abstract

一种调光装置及其信号调整装置。该信号调整装置包含波形检测电路、积分电路以及采样电路。波形检测电路用以检测弦波信号的导通角度，并根据弦波的导通角度将弦波信号转换为方波信号。积分电路用以接收方波信号，并对方波信号进行积分以产生中间信号。采样电路用以接收中间信号，并对中间信号进行采样以产生直流电平信号而驱动发光元件。一种调光装置亦在此公开。

Description

调光装置及其信号调整装置

技术领域

本发明涉及一种照明装置，且特别涉及一种用于调光装置的信号调整装置。

背景技术

三极交流开关(TriodeforAlternatingCurrent，Triac)是常见于日光灯或球泡灯内的调光器，然而，三极交流开关却不适用于一般发光二极管的调光。

上述不适用的状况，是由于发光二极管的特性与传统灯源特性有极大的不同，如果将使用于日光灯或球泡灯内的调光器应用于发光二极管的调光，会使发光二极管产生闪烁、调光不良或无法调光的问题。

由此可见，上述现有的方式，显然仍存在不便与缺陷，而有待加以进一步改进。为了解决上述问题，相关领域莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的方式被发展完成。因此，如何能改善将使用于日光灯或球泡灯内的调光器应用于发光二极管的调光时，会使发光二极管产生闪烁、调光不良或无法调光的问题，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前相关领域亟需改进的目标。

发明内容

本发明内容的一目的是在提供一种调光装置及其信号调整装置，藉以改善将使用于日光灯或球泡灯内的调光器应用于发光二极管的调光时，会使发光二极管产生闪烁、调光不良或无法调光的问题。

为达上述目的，本发明内容的一技术方面涉及一种信号调整装置。信号调整装置包含波形检测电路、积分电路以及采样电路。波形检测电路用以检测弦波信号的导通角度，并根据弦波的导通角度将弦波信号转换为方波信号。积分电路用以接收方波信号，并对方波信号进行积分以产生中间信号。采样电路用以接收中间信号，并对中间信号进行采样以产生直流电平信号而驱动发光元件。

根据本发明一实施例，中间信号周期性地呈现三段期间，中间信号的期间包含放电期间、充电期间以及维持期间。

根据本发明另一实施例，信号调整装置还包含比较电路。比较电路用以接收直流电平信号，并将直流电平信号与锯齿波信号进行比较以产生脉冲宽度调制控制信号而驱动发光元件。

根据本发明再一实施例，信号调整装置还包含切相调光电路。切相调光电路用以对输入交流电压进行相位调整而产生弦波信号。

根据本发明又一实施例，信号调整装置还包含整流电路。整流电路电性耦接于切相调光电路，用以对弦波信号进行整流。

根据本发明另再一实施例，波形检测电路包含比较器。

根据本发明另又一实施例，积分电路包含电容以及运算放大器的其中至少一个。

根据本发明再另一实施例，采样电路包含电容。

为达上述目的，本发明内容的另一技术方面涉及一种调光装置。调光装置包含切相调光电路、波形检测电路、积分电路、采样电路以及比较电路。切相调光电路用以对输入交流电压进行相位调整而产生调相弦波信号。波形检测电路用以检测调相弦波信号的导通角度，并根据弦波的导通角度将弦波信号转换为方波信号。积分电路用以接收方波信号，并对方波信号进行积分以产生中间信号。采样电路用以接收中间信号，并对中间信号进行采样以产生直流电平信号。比较电路用以接收直流电平信号，并将直流电平信号与锯齿波信号进行比较以产生脉冲宽度调制控制信号而驱动发光元件。

根据本发明一实施例，中间信号周期性地呈现三段期间，该中间信号的该期间包含一放电期间、一充电期间以及一维持期间。

因此，根据本发明的技术内容，本发明实施例通过提供一种调光装置及其信号调整装置，藉以改善将使用于日光灯或球泡灯内的调光器应用于发光二极管的调光时，会使发光二极管产生闪烁、调光不良或无法调光的问题。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的说明如下：

图1是绘示依照本发明一实施例的一种信号调整装置的电路方块示意图。

图2A是绘示依照本发明另一实施例的一种切相调光电路的输出波形示意图。

图2B是绘示依照本发明再一实施例的一种整流电路的输出波形示意图。

图2C是绘示依照本发明又一实施例的一种波形检测电路的输出波形示意图。

图2D是依照本发明另再一实施例绘示一种波形积分电路的输出波形示意图。

图2E是绘示依照本发明再另一实施例的一种采样电路的输出波形示意图。

图3是绘示依照本发明再又一实施例的一种信号调整装置的部分电路示意图。

【主要元件符号说明】

100：信号调整装置

110：切相调光电路

120：整流电路

130：波形检测电路

140：积分电路

142：控制器

150：采样电路

160：比较电路

具体实施方式

为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，可参照所附的图式及以下所述各种实施例，图式中相同的号码代表相同或相似的元件。但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，而结构运作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本发明所涵盖的范围。

其中附图仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。另一方面，众所周知的元件与步骤并未描述于实施例中，以避免对本发明造成不必要的限制。

图1是依照本发明一实施例绘示一种信号调整装置100的电路方块示意图。如图1所示，信号调整装置100包含波形检测电路130、积分电路140以及采样电路150。

在操作上，波形检测电路130用以检测弦波信号Vr的导通角度，并根据弦波的导通角度将弦波信号Vr转换为方波信号Vw。积分电路140用以接收方波信号Vw，并对方波信号Vw进行积分以产生中间信号Vi。采样电路150用以接收中间信号Vi，并对中间信号Vi进行采样以产生直流电平信号Vs而驱动发光元件(例如：发光二极管)。

如上所述，本发明实施例的信号调整装置100用以将原本不适合用于发光二极管调光的三极交流开关的波形(例如：弦波信号Vr)，转换成可用于发光二极管调光的直流电平信号(例如：直流电平信号Vs)，达成连续电流输出的调光特性，有效解决发光二极管闪烁以及无法良好调光的问题，并具有高线性调光和快速调光的优点。

此外，由于上述信号调整装置100的检测与采样是呈现与输入周期时间相同，在随着调光角度快速变化时，能有效且快速反应在输出上。

详细而言，中间信号Vi周期性地呈现三段期间，中间信号Vi的期间包含放电期间、充电期间以及维持期间。

在一实施例中，信号调整装置100还包含比较电路160。比较电路160用以接收直流电平信号Vs，并将直流电平信号Vs与锯齿波信号进行比较以产生脉冲宽度调制控制信号而驱动发光元件。

进一步而言，本发明实施例的信号调整装置100用以将原本不适合用于发光二极管调光的三极交流开关的波形(例如：弦波信号Vr)，转换成适合发光二极管调光的脉冲宽度调制(PulseWidthModulation，PWM)控制信号，达成连续电流输出的调光特性，有效解决发光二极管闪烁以及无法良好调光的问题，并具有高线性调光和快速调光的优点。

在任选的一实施例中，信号调整装置100还包含切相调光电路110。切相调光电路110用以对输入交流电压V_source进行相位调整而产生调相弦波信号Vt。

在另一实施例中，信号调整装置100还包含整流电路120。整流电路120电性耦接于切相调光电路110，用以对调相弦波信号Vt进行整流。

在制作上，波形检测电路130可包含比较器，亦即波形检测电路130得以比较器来实现。此外，积分电路140可包含电容以及运算放大器的其中至少一个，亦即积分电路140得以电容来实现，或者，积分电路140得以运算放大器配合电容与电阻来实现。再者，采样电路150可包含电容，亦即采样电路150得以电容来实现，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，当可选择性地采用适当的电子元件来实现波形检测电路130、积分电路140或者采样电路150。

请参照图1，在本发明的另一技术态样中，调光装置100包含切相调光电路110、波形检测电路130、积分电路140、采样电路150以及比较电路160。

在操作上，切相调光电路110用以对输入交流电压V_source进行相位调整而产生调相弦波信号Vt。波形检测电路130用以检测调相弦波信号Vt的导通角度，并根据弦波的导通角度将调相弦波信号Vt转换为方波信号Vw。积分电路140用以接收方波信号Vw，并对方波信号Vw进行积分以产生中间信号Vi。采样电路150用以接收中间信号Vi，并对中间信号Vi进行采样以产生直流电平信号Vs。比较电路160用以接收直流电平信号Vs，并将直流电平信号Vs与锯齿波信号进行比较以产生脉冲宽度调制控制信号而驱动发光元件(例如：发光二极管)。

在一实施例中，中间信号Vi周期性地呈现三段期间，中间信号Vi的期间包含放电期间、充电期间以及维持期间。

图2A是依照本发明另一实施例绘示一种切相调光电路110的输出波形示意图。如图所示，输入交流电压V_source经切相调光电路110对其进行相位调整，而产生调相弦波信号Vt。

请参照图2B，其是依照本发明再一实施例绘示一种整流电路120的输出波形示意图。如图所示，切相调光电路110所输出的调相弦波信号Vt，经整流电路120对其进行整流后，而产生弦波信号Vr。

图2C是依照本发明又一实施例绘示一种波形检测电路130的输出波形示意图。如图所示，整流电路120所产生的弦波信号Vr，经波形检测电路130检测其导通角度后，根据其导通角度将其转换为方波信号Vw。

如图2D所示，其是依照本发明另再一实施例绘示一种积分电路140的输出波形示意图。如图所示，波形检测电路130所产生的方波信号Vw，经积分电路140进行积分后，输出中间信号Vi。

在此需说明的是，由图2D可以看出中间信号Vi周期性地呈现三段期间，分别包含电压由高电平转换成低电平的放电期间、电压由低电平经由对方波信号Vw开始积分而逐渐提升至高电平的充电期间以及将电压维持在高电平的维持期间。

图2E是依照本发明再另一实施例绘示一种采样电路150的输出波形示意图。如图所示，积分电路140所产生的中间信号Vi，经采样电路150对其进行采样后，输出直流电平信号Vs。

如图2A至图2E所示，本发明实施例的信号调整装置100可用以将经切相调光电路110调光后，仍具有弦波性质的输入波形(例如：调相弦波信号Vt或弦波信号Vr)转换成可用于发光二极管调光的直流电平信号(例如：直流电平信号Vs)，达成连续电流输出的调光特性，有效解决发光二极管闪烁以及无法良好调光的问题，并具有高线性调光和快速调光的优点。

图3是依照本发明再又一实施例绘示一种信号调整装置100的部分电路示意图。如图所示，信号调整装置100的部分电路包含积分电路140、采样电路150以及比较电路160。

详细而言，积分电路140可包含控制器142、第一晶体管T1、第二晶体管T2以及积分电容C_set，采样电路150可包含第三晶体管T3以及采样电容C_sample，而比较电路160可包含比较器，然其并非用以限定本发明，仅例示性地说明本发明其中一种实现方式。

在操作上，控制器142可由波形检测电路130接收方波信号Vw，而输出第一控制信号C1、第二控制信号C2以及第三控制信号C3。

首先，在放电期间，控制器142输出第一控制信号C1、第二控制信号C2以及第三控制信号C3，用以控制第一晶体管T1与第三晶体管T3关闭，且第二晶体管T2开启，使得积分电容C_set进行放电，此时是对中间信号Vi放电。

接着，在充电期间，控制器142输出第一控制信号C1、第二控制信号C2以及第三控制信号C3，用以控制第一晶体管T1开启、且第二晶体管T2与第三晶体管T3关闭，使得积分电容C_set开始进行充电。

在积分完成后，进入维持期间，控制器142输出第一控制信号C1、第二控制信号C2以及第三控制信号C3，用以控制第一晶体管T1、第二晶体管T2与第三晶体管T3关闭，使得积分电容C_set维持中间信号Vi。

然后，控制器142依据接收方波信号Vw而输出第一控制信号C1、第二控制信号C2以及第三控制信号C3，用以控制第一晶体管T1与第二晶体管T2关闭，且第三晶体管T3开启，使得采样电容C_sample进行采样以产生直流电平信号Vs。

由上述本发明实施方式可知，应用本发明具有下列优点。本发明实施例通过提供一种调光装置及其信号调整装置，藉以改善将使用于日光灯或球泡灯内的调光器应用于发光二极管的调光时，会使发光二极管产生闪烁、调光不良或无法调光的问题。

虽然本发明已以实施方式公开如上，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，当可作各种的更动与润饰，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 (8)

1.一种信号调整装置，包含：

一波形检测电路，用以检测一弦波信号的一导通角度，并根据该弦波的该导通角度将该弦波信号转换为一方波信号；

一积分电路，用以接收该方波信号，并对该方波信号进行积分以产生一中间信号；以及

一采样电路，用以接收该中间信号，并对该中间信号进行采样以产生一直流电平信号而驱动一发光元件，

其中该中间信号周期性地呈现三段期间，该中间信号的该期间包含一电压由高电平转换成低电平的放电期间、一电压由低电平经由对该方波信号开始积分而逐渐提升至高电平的充电期间以及一将电压维持在高电平的维持期间。

2.如权利要求1所述的信号调整装置，还包含：

一比较电路，用以接收该直流电平信号，并将该直流电平信号与一锯齿波信号进行比较以产生一脉冲宽度调制控制信号而驱动该发光元件。

3.如权利要求1所述的信号调整装置，还包含：

一切相调光电路，用以对一输入交流电压进行相位调整而产生该弦波信号。

4.如权利要求3所述的信号调整装置，还包含：

一整流电路，电性耦接于该切相调光电路，用以对该弦波信号进行整流。

5.如权利要求1所述的信号调整装置，其中该波形检测电路包含一比较器。

6.如权利要求1所述的信号调整装置，其中该积分电路包含一电容以及一运算放大器的其中至少一个。

7.如权利要求1所述的信号调整装置，其中该采样电路包含一电容。

8.一种调光装置，包含：

一切相调光电路，用以对一输入交流电压进行相位调整而产生一调相弦波信号；

一波形检测电路，用以检测该调相弦波信号的一导通角度，并根据该弦波的该导通角度将该弦波信号转换为一方波信号；

一积分电路，用以接收该方波信号，并对该方波信号进行积分以产生一中间信号；以及

一采样电路，用以接收该中间信号，并对该中间信号进行采样以产生一直流电平信号；以及

一比较电路，用以接收该直流电平信号，并将该直流电平信号与一锯齿波信号进行比较以产生一脉冲宽度调制控制信号而驱动一发光元件，

其中该中间信号周期性地呈现三段期间，该中间信号的该期间包含一电压由高电平转换成低电平的放电期间、一电压由低电平经由对该方波信号开始积分而逐渐提升至高电平的充电期间以及一将电压维持在高电平的维持期间。