CN103124458A

CN103124458A - Led装置及其色温与亮度之控制方法及装置

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Publication number: CN103124458A
Application number: CN2013100010174A
Authority: CN
Inventors: 吴定丰; 曾圣杰; 周晋臣; 陈建安
Original assignee: Antiya Technology Corp
Current assignee: Antiya Technology Corp
Priority date: 2013-01-04
Filing date: 2013-01-04
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2033-01-04
Also published as: CN103124458B

Abstract

本发明系关于一种LED装置及其色温与亮度之控制方法及装置，该控制方法系于LED装置进行冷开启后，判断使用者是否有在一预设的切换时间内执行一暖开启动作，若是，即控制该LED装置改变其色温，并重复判断以循环改变色温；若该暖开启动作是大于该切换时间才执行，即控制该LED装置改变其亮度，并重复判断后续是否再有暖开启动作，若是，即重复循环改变亮度；藉此，使用者只需循环切换该LED装置之供电开关，即可循环改变LED装置之色温与亮度。

Description

LED装置及其色温与亮度之控制方法及装置

【技术领域】

本发明关于一种控制LED灯具之色温、亮度的技术，尤指一种利用开关元件即可简单达成控制作用的方法及装置。

【背景技术】

LED灯具可根据不同的灯具形态、LED晶片种类等因素而提供丰富的照明模式及颜色，消费者可以依个人兴趣喜好购买适当的产品。目前市面上的LED灯具也开发出可调整照明的灯具，但是此类型的产品仅提供单一项目的调整功能，例如只能对色彩或亮度其中之一加以改变，而没有办法进行复合式的功能调整。

因一方面，要达成前述调整功能时，既有的LED灯具多数是额外增设一控制器，利用该外加的控制器达成调整目的，但该控制器的电路相对复杂，所以整体灯具的价格变得更加昂贵，而使一般消费者难以轻易接受。

【发明内容】

考虑到现有LED灯具的照明控制仅针对单一项目，且必须藉助复杂的控制电路实现，本发明主要目的是提供一种以相对简单的电路达成色温与亮度目的之LED灯具控制方法及装置。

为达成前述目的，本发明LED装置色温与亮度之控制方法，系包含有：

执行LED装置之一冷开启动作；

判断该LED装置之一暖开启动作是否有在一预设的切换时间内执行；

若LED装置之暖开启动作有在该预设的切换时间内执行，系改变该LED装置之色温；

若LED装置之暖开启动作系超过该预设的切换时间才执行，系改变该LED装置之亮度；

其中，该冷开启动作系指LED装置电源中断后大于第一时间后恢复电源；该暖开启动作系指LED装置电源中断后小于第二时间即恢复电源，且该第二时间小于第一时间。

在另一较佳实施作法中，前述改变色温与改变亮度之顺序系彼此互换。

利用前述方法，当使用者先经过一段较长的时间而冷启动该LED装置时，若使用者在预设的切换时间内快速切换LED装置的开关而执行一暖开启动作，即进入色温调整模式，随着使用者的重复切换动作，系依序分段式的改变LED装置的色温，例如由冷白光逐步变换至暖白光；若使用者在超过预设的切换时间后执行该暖开启动作，即进入亮度调整模式，随着使用者的重复切换动作，系依序分段式的改变LED装置的亮度，例如由高亮度逐渐变化至低亮度；整体操作来看，使用者重复切换该LED装置的开关便可循环调整色温与亮度，操作方式简易，控制电路相对简单，且不需额外配线，利用既有LED装置的线路便可实现控制目的。

本发明之另一目的系一种LED装置色温与亮度之控制装置，包含有：

一整流电路，系连接该交流电源，将交流电流整流为一全波直流电源；

一光耦合器，包含有一输入部及一输出部，该输入部连接在整流电路以检知全波直流电源，该输出部依据检知出的全波直流电源产生连续方波；

一电源转换电路，系连接整流电路的输出端，将该全波直流电源转换为一稳定直流电压，该稳定直流电压系供用于驱动负载；

一稳压器，连接该电源转换电路以接收该稳定直流电压而产生另一直流电压之工作电压；

一微处理器，系接收该稳压器产生的工作电压及光耦合器输出的连续方波，其中，该微处理器检知冷开启动作后，系根据光耦合器输出的连续方波之存在与否，判断一暖开启动作，并判断该暖开启动作是否在一预设的切换时间内执行，若是，该微处理器系输出第一信号，并再次重复判断是否在一预设的切换时间内有暖开启动作，若是，即再输出该第一信号；若判断该暖开启动作是大于该预设切换时间后再执行，该微处理器系输出第二信号，并再重复判断是否有暖开启动作，若是，即再输出该第二信号；

当该第一信号为色温改变信号时，该第二信号即为亮度改变信号；反之，当该第一信号为亮度改变信号时，该第二信号即为色温改变信号。

【附图说明】

图1：本发明控制装置之电路图。

图2(A)～2(E)：本发明控制装置之相关波形图。

图3(A)～3(B)：本发明冷开启、暖开启之示意时序图。

图4：本发明控制方法一较佳实施例之流程图。

图5：本发明控制装置应用于多种LED灯具之实施状态外观图。

【主要元件符号说明】

1开关

10控制装置 12整流电路

13光耦合器 14电源转换电路

141储能电容 15稳压器

16微处理器 20LED灯具

21第一LED发光群组 22第二LED发光群组

211电流控制电路 221电流控制电路

【具体实施方式】

参考图1所示，本发明之控制装置10包含有一整流电路12、一光耦合器13、一电源转换电路14、一稳压器15一微处理器16、以及设置在交流电源AC的回路上开关1。

该开关1系设置在交流电源AC的回路上，当开关1导通时可允许交流电源AC通过而供电给负载，该交流电源AC的波形如图2(A)所示，当开关1截止时系中断交流电源AC波形如图2(A)虚线所示；在本较佳实施例中，该开关1可利用设于墙面上的既有开关构成。

该整流电路12系经由该开关1连接该交流电源AC，将交流电流AC进行整流后再输出，若为一般市电提供之交流电源，则经过整流后之输出电源其波形会成为正半波的连续波形，称之为全波直流电源，其波形如图2(B)所示，该图2(B)虚线部分系表示开关1关闭，交流电源中断。

该光耦合器13包含有一输入部及一输出部，该输入部连接在整流电路12的输出端，用以检知整流电路12输出的全波直流电源，该输出部则是依据检知出的全波直流电源产生连续方波，其波形如图2(C)所示，该图2(C)虚线部分系表示开关1关闭，交流电源中断。

该电源转换电路14连接整流电路12的输出端，可将全波直流电源转换为一稳定直流电压(例如24V)，可供应给负载，其波形如图2(D)所示，该电源转换电路14内部包含有一储能电容141；当有持续接收到全波直流电源时，该储能电容141上的电压可维持提供稳定直流电压，相反的，当全波直流电源中断时，该储能电容141会开始放电而使本身的电压逐渐下降，如图2(D)t1时间之后电压逐渐下降。

该稳压器15连接于该电源转换电路14的输出端，根据电源转换电路14输出的稳定直流电压而产生一相对较低准位的工作电压(例如3.3V)，该工作电压的波形如图2(E)所示。

该微处理器16接收稳压器15输出的工作电压及光耦合器13输出的连续方波，当使用者有控制开关1进行开启／关闭的动作时，因为交流电源会随着开关1的关闭而中断，光耦合器13之输入部无电压，故其输出部亦无产生该连续方波，微处理器16便可根据该连续方波的存续状态侦测使用者是否有执行开关动作，也就是有连续方波时代表交流电源开启，无连续方波时代表交流电源关闭，用以判断应执行色温或亮度的改变；微处理器16内建有一判断流程，可依照切换动作输出色温调整信号与亮度调整信号，其中该色温调整信号系为已预设好的多段循环调整值，例如5500K→4000K→3300K→2700K，该亮度调整值同样是已预设好的多段循环调整值，例如100％→50％→25％→10％→1％，有关判断原理的部分将于后面进一步详细说明。

前述控制装置10用于调整LED灯具20的色温及亮度，其中，该LED灯具20可以是平板灯、筒灯、日光灯、球泡灯、投射灯、灯条、洗墙灯、路灯或天井灯等而未特别限制。该LED灯具20是由多数个具有不同色温的LED发光群组构成，本实施例以第一LED发光群组21及第二LED发光群组22为例，例如第一LED发光群组21是以色温为5500K偏冷白光的LED构成，第二LED发光群组22是以色温为2700K偏暖白光的LED构成，当调整不同LED发光群组的发光比例，可混合产生出不同的色温，例如：

5500K LED	2700K LED	混合后所得色温
			100％	0％	5500K
50％	50％	4000K
			10％	90％	3300K
0％	100％	2700K

该多数个LED发光群组21、22连接该电源转换电路14的输出端以接收该稳定直流电压，藉此定电流控制电路211、221可驱动点亮各LED发光群组21、22内部的LED；又LED发光群组21、22亦分别连接电流控制电路211、221，该微处理器16的输出端藉由控制该电流控制电路211、221之输出电流大小与比率，来达成改变色温与改变亮度信号之目的。

在本发明中，使用者藉由切换该开关1便可直接达成调整色温与亮度的目的，在实际操作时，本发明利用冷开启、暖开启及配合一切换时间Tcct(cct系Correlated ColorTemperature之缩写)来判断使用者欲调整的是为色温或亮度。该切换时间Tcct是指色温调整或亮度调整两种模式之间的区分时间，例如设定为5秒，Tcct=5。

冷开启是指在电源中断后，经等待大于第一时间Tcs后(cs系指Cold Start之缩写，例如8秒)切换该开关1导通而供电，其示意时序图如图3(A)所示；暖开启是指在电源中断后，立即小于第二时间Tws(ws系指Warw Start之缩写，例如2秒)内切换该开关1导通而开启电源，其示意波时序图如图3(B)，其中Tcs>Tws；暖开启此一动作实现在电路上时，请参考图2(D)所示，当交流电源AC正常供电时，该电源转换电路14可持续输出一稳定直流电压(例如24V)，当控制该开关1于t1时间点关闭电源时，微处理器16系透过光耦合器13检知电源中断，该电源转换电路14中的储能电容141会持续放电给稳压器15，可令稳压器15仍可维持输出正常的工作电压(例如3.3V)，但是当放电时间达到t2时间，储能电容141的电力即将耗尽，到达维持该稳压器15正常工作的所需最低之输入电压(例如5V)，若过了t2时间，开关1仍然没有开启，稳压器15将会停止工作，同步也会导致微处理器16也停止工作。但若在t1～t2这段时间中，该开关1导通而有恢复供电，因为微处理器16在这段时间中仍然持续工作，并没有停止，所以t1～t2这段时间可视为是执行暖开启的动作，t1～t2这段时间即为前述的第二时间Tws，此时间长度视储能电容141的容值而决定。另外冷开启，是因为储能电容141的电力已经耗尽，令稳压器15停止工作，也导致微处理器16停止运转而停机。因此超过Tcs后开启电源，可让微处理器16可以重置(Reset)而重新启动。

请配合参考图4所示，本发明控制方法的判断流程如下：

执行冷开启(401)，本发明之控制装置10关机大于Tcs时间后再开机，微处理器16可以重置(Reset)，重头开始执行程式，藉由此重置微处理器16即可设定为一冷开启动作；

判断暖开启是否在该切换时间Tcct内执行(402)；

若暖开启的动作是在切换时间Tcct内执行，则进行改变色温(403)，并回归前一步骤(402)重复判断，若仍是在切换时间Tcct内有再次暖开启的动作，即再次改变色温，如此达成循环改变色温的效果，例如依照以下的顺序多段循环改变色温5500K→4000K→3300K→2700K；

若暖开启的动作不是在该切换时间Tcct内执行，代表该暖开启动作是大于切换时间Tcct才被启动，故进行改变亮度(404)的动作，当第一次改变亮度之后，后续的任一时间点若有再执行暖开启(405)，仍是会进行改变亮度(404)的动作，亮度改变同样是多段循环改变，例如依照以下顺序改变亮度100％→50％→25％→10％→1％。

在另一较佳实施例中，上述判断流程中的改变色温(403)与改变亮度(404)两步骤可互相调换。即暖开启的动作是在切换时间Tcct内执行时则改变亮度，反之若是大于切换时间Tcct执行则改变色温，只是调整的先、后顺序有所变动而己，仍可达到本发明要改变色温与亮度之目的。

请参考图5所示，本发明控制装置10的电路部分可成为一独立控制盒，与LED灯具20电性连接；或是将电路部分整合在LED灯具20内部的电路板，使用者控制该开关1而改变该LED灯具20的色温与亮度。

综上所述，本发明利用单一开关装置便可实现LED灯具的色温与亮度切换改变，且控制电路简单而不复杂，使用者只需要单纯的切换开关便可达到调整目的，在实际应用时不需要复杂接线，整体而言具有低制造成本、简化施工、兼具色温与亮度双重控制等优点。系确实具有产业利用性、新颖性及进步性等专利要件，爰依法具文提出申请专利。

Claims

1.一种LED装置色温与亮度之控制方法，包含有：

执行LED装置之一冷开启动作；

2.如权利1所述LED装置色温与亮度之控制方法，其特征在于改变该LED装置之色温后，系循环判断该LED装置之暖开启动作是否有在该预设的切换时间内执行，若有，即循环改变该LED装置之色温。

3.如权利1所述LED装置色温与亮度之控制方法，其特征在于改变该LED装置之亮度后，系循环判断该LED装置是否有再执行任何暖开启动作，若有，即循环改变该LED装置之亮度。

4.一种LED装置色温与亮度之控制方法，包含有：

执行LED装置之一冷开启动作；

若LED装置之暖开启动作有在该预设的切换时间内执行，系改变该LED装置之亮度；

若LED装置之暖开启动作系超过该预设的切换时间才执行，系改变该LED装置之色温；

5.如权利4所述LED装置色温与亮度之控制方法，其特征在于改变该LED装置之亮度后，系循环判断该LED装置之暖开启动作是否有在该预设的切换时间内执行，若有，即循环改变该LED装置之亮度。

6.如权利4所述LED装置色温与亮度之控制方法，其特征在于改变该LED装置之色温后，系循环判断该LED装置是否有再执行任何暖开启动作，若有，即循环改变该LED装置之色温。

7.一种LED装置色温与亮度之控制装置，包含有：

8.一种可改变色温与亮度之LED装置，包含有：

一整流电路，系经由该开关连接该交流电源，将交流电流整流为一全波直流电源；

一电源转换电路，系连接整流电路的输出端，将该全波直流电源转换为一稳定直流电压；

一稳压器，连接该电源转换电路以接收该稳定直流电压而产生一工作电压；

一LED灯具，系包含有多数个不同色温的LED群组，每一LED群组连接该电源转换电路以接收该稳定直流电压，且连接该微处理器以接收该第一信号与第二信号；

9.如权利8所述可改变色温与亮度之LED装置，其特征在该LED灯具可选自平板灯、筒灯、日光灯、球泡灯、投射灯、灯条、洗墙灯、路灯或天井灯其中之一。