CN103582220A - 可调色温的发光二极管灯具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调色温的发光二极管灯具，包含三段灯座与三段灯头。三段灯座包含三段切换开关。三段灯头连接三段灯座，包含色温不同的第一发光二极管阵列与第二发光二极管阵列。可调色温的发光二极管灯具包含市电检测电路，以检测三段切换开关中的第一火线与第二火线的导通状态，使第一发光二极管阵列发光、第二发光二极管阵列发光，或是第一发光二极管阵列与第二发光二极管阵列交错地发光。

Description

可调色温的发光二极管灯具

技术领域

本发明是有关于一种发光二极管灯具，且特别是有关于应用三段切换开关，且具有可调色温功能的发光二极管灯具。

背景技术

荧光灯管可以通过荧光粉来改变灯丝所发出的光线的波长，现有的可调色温的照明灯具多是利用两种不同色温的荧光灯管达到混光的目的。举例而言，将两种荧光灯管放在同一照明灯具内，其中一种荧光灯管的色温为2600k(暖白光)，另一种荧光灯管的色温为5600k(冷白光)。通过操作切换开关，可以选择欲发光的荧光灯管，当色温不同的两种荧光灯管同时发光时，便可以得到色温介于2600k至5600k之间的光源。然而，由于荧光灯管本身的体积较大，此种可调色温的照明灯具的体积难以缩减。除此之外，由于混光时两种荧光灯管需同时开启，故此时的照明亮度会是仅使用单一色温的荧光灯管时的两倍，容易造成使用者不适。

发光二极管具备了高耐久性、寿命长、体积轻巧、耗电量低等特性，是一极为理想的新世代照明光源。尤其在目前能源费用逐渐高涨的状况下，发光二极管更为受到产业界的重视及利用，藉以取代以往耗电量较大的其他发光元件。

将发光二极管应用在照明灯具中，虽然可以减少照明灯具的体积，但是如何进一步利用发光二极管做为灯源并设计成具有可调整色温功能的灯具，便成为后续欲解决的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调色温的发光二极管灯具，用以降低控制成本。

本发明的另一目的在于因应制式的三段切换开关来设计并达成具有可调色温功能的发光二极管灯具。

依照本发明的一实施例，提出一种可调色温的发光二极管灯具，包含一三段切换开关、一市电检测电路、一AND逻辑电路、一振荡电路、一第一发光二极管阵列，以及一第二发光二极管阵列。三段切换开关用以选择性地导通第一火线、第二火线，或第一火线与第二火线。市电检测电路连接三段切换开关，以检测第一火线与第二火线的导通状态，当第一火线导通时，产生第一分压信号，当第二火线导通时，产生第二分压信号。AND逻辑电路连接市电检测电路，当AND逻辑电路同时收到第一分压信号与第二分压信号时，发出工作信号。振荡电路连接AND逻辑电路，当振荡电路因应工作信号产生振荡信号。第一发光二极管阵列在接收到第一分压信号或振荡信号时作动。第二发光二极管阵列在接收到第二分压信号或振荡信号时作动。当三段切换开关仅导通第一火线时，仅有第一发光二极管阵列作动，以发出具有第一色温的光线。当三段切换开关仅导通第二火线时，仅有第二发光二极管阵列作动，以发出具有第二色温的光线。第一发光二极管阵列包含相连的第一开关与多个第一发光二极管，第二发光二极管阵列包含相连的第二开关与多个第二发光二极管，第一发光二极管的第一色温与第二发光二极管的第二色温不同。第一开关与市电检测电路和振荡电路信号连接，第二开关与市电检测电路和振荡电路信号连接。当三段切换开关导通第一火线与第二火线时，仅有振荡信号传送至第一发光二极管阵列与第二发光二极管阵列，第一发光二极管阵列与第二发光二极管阵列交错地发光。可调色温的发光二极管灯具更包含驱动电路，与AND逻辑电路与市电检测电路连接，驱动电路包含驱动开关，驱动开关连接至接地端，当驱动电路接收工作信号时，驱动开关导通使第一分压信号与第二分压信号接地。市电检测电路包含整流电路、第一分压电路与第二分压电路。整流电路用以将交流电转换为直流电。第一分压电路连接该整流电路，以产生第一分压信号。第二分压电路连接整流电路，以产生第二分压信号。

本发明的另一实施例提供一种可调色温的发光二极管灯具，包含一三段灯座与一三段灯头。三段灯座包含三段切换开关，三段切换开关用以选择性地导通第一火线、第二火线，或第一火线与第二火线。三段灯头连接三段灯座，包含第一发光二极管阵列、第二发光二极管阵列与控制晶片。控制晶片连接三段切换开关与第一发光二极管阵列与第二发光二极管阵列，以根据三段切换开关的模式，使第一发光二极管阵列发出具有第一色温的光线、第二发光二极管阵列发出具有第二色温的光线，或是第一发光二极管阵列与第二发光二极管阵列交错地发光，以发出色温介于第一色温与第二色温之间的光线。第一发光二极管阵列包含多个第一发光二极管，第二发光二极管阵列包含多个第二发光二极管，第一发光二极管的色温与第二发光二极管的色温不同。

可调色温的发光二极管灯具使用两种不同色温发光二极管作为光源，相较于使用荧光灯管作为光源，除了可以有效减少灯具的体积之外，更兼具环保省电的功效。此外，可调色温的发光二极管灯具利用三段切换开关控制第一发光二极管阵列与第二发光二极管阵列的动作模式，并在进行混光时，使得第一发光二极管阵列与第二发光二极管阵列轮流导通而不会同时作动，藉以解决亮度不匀的问题。

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，所附图式的详细说明如下：

图1绘示本发明的可调色温的发光二极管灯具一实施例的外观分解图。

图2A至图2D绘示可调色温的发光二极管灯具一实施例中三段切换开关不同的操作模式及三段灯头对应该多个不同操作模式的发光状态。

图3绘示本发明的可调色温的发光二极管灯具一实施例中的发光阵列的电路图。

图4A与图4B分别绘示应用于本发明的电源供应电路不同实施例的电路图。

图5绘示本发明的可调色温的发光二极管灯具于一实施例中的市电检测电路的电路示意图。

图6绘示本发明的可调色温的发光二极管灯具的第一发光二极管阵列与第二发光二极管阵列在第一操作模式到第三操作模式的工作周期。

图7A至图7C分别绘示本发明的可调色温的发光二极管灯具一实施例于不同操作模式的电路图。

图8A与图8B分别绘示本发明的可调色温的发光二极管灯具的不同实施例的方块图。

图9绘示应用隔离式电源供应器的可调色温的发光二极管灯具一实施例的电路图。

图10绘示本发明的可调色温的发光二极管灯具再一实施例的示意图。

其中，附图标记说明如下：

100：可调色温的发光二极管灯具；

110：三段灯座；

115：三段切换开关；

120：三段灯头；

122：地线接点；

124：第一火线接点；

126：第二火线接点；

130：第一发光二极管阵列；

132：第一发光二极管；

134：第一开关；

140：第二发光二极管阵列；

142：第二发光二极管；

144：第二开关；

150：第一火线；

160：第二火线；

170：地线；

180、180’：电源供应电路；

182：隔离元件；

190：控制电路；

200：市电检测电路；

210：整流电路；

220：第一分压电路；

230：第二分压电路；

300：AND逻辑电路；

302：驱动信号；

304：工作信号；

310：振荡电路；

320：驱动电路；

322：驱动开关；

500：控制晶片；

510：逻辑电路单元；

520、530：控制开关；

501：第一脚位；

502：第二脚位；

503：第三脚位；

504：第四脚位；

505：第五脚位；

506：第六脚位。

具体实施方式

以下将以图式及详细说明清楚说明本发明的精神，任何所属技术领域中技术人员在了解本发明的较佳实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。

本发明的可调色温的发光二极管灯具利用两种色温不同的发光二极管进行混光，以达到改变色温的目的。为了降低控制成本，本发明的可调色温的发光二极管灯具直接利用三段切换开关(3-way switch)作为灯具的控制元件，并配合简易的电路，即可达到提供三种不同色温的光线的目的。

参照图1，其绘示本发明的可调色温的发光二极管灯具于一实施例中的外观分解图。可调色温的发光二极管灯具100包含有三段灯座110以及三段灯头120。三段灯头120内具有两种不同色温的发光二极管阵列(图中未绘示)。三段灯座110连接市电电源以及三段灯头120，其上具有三段切换开关115。市电电源包含有地线与第一火线与第二火线，三段灯头120具有外露的地线接点122、第一火线接点124与第二火线接点126，三段灯座110内同样具有接点分别与地线接点122、第一火线接点124以及第二火线接点126连接。

三段切换开关115具有四种操作模式，通过操作三段切换开关115改变导通的线路，进而开启对应的发光二极管阵列。三段切换开关115的不同的操作模式及三段灯头120对应该多个不同操作模式的发光状态请参见图2A至图2D。

图2A所绘示为初始操作模式时三段切换开关的开关电路示意图。当图1中的三段切换开关115切到初始操作模式时，第一火线150与第二火线160均为断路。也就是说，没有电流会进入三段灯头120中的第一发光二极管阵列130与第二发光二极管阵列140，此时的三段灯头120不会发光。换言之，当三段切换开关115被切换到初始操作模式时，即关闭本发明的可调色温的发光二极管灯具100。

图2B所绘示为第一操作模式时三段切换开关的开关电路示意图。当图1中的三段切换开关115被切换到第一操作模式时，仅有第一火线150形成通路，第二火线160为断路。也就是说，电流从第一火线150流向第一发光二极管阵列130与地线170形成回路，使第一发光二极管阵列130发光，第二火线160上没有电流通过，第二发光二极管阵列140不会发光。换言之，当三段切换开关115切换到第一操作模式时，可调色温的发光二极管灯具100所发出的光线的色温即为第一发光二极管阵列130的第一色温。

图2C所绘示为第二操作模式时三段切换开关的开关电路示意图。当图1中的三段切换开关115切到第二操作模式时，仅有第二火线160形成通路，第一火线150为断路。也就是说，电流从第二火线160流向第二发光二极管阵列140与地线170形成回路，使第二发光二极管阵列140发光，第一火线150上没有电流通过，第一发光二极管阵列130不会发光。换言之，当三段切换开关115被切换到第二操作模式时，可调色温的发光二极管灯具100所发出的光线的色温即为第二发光二极管阵列140的第二色温。第二色温不同于第一色温，举例来说，第一色温可以为白光，第二色温可以为黄光。

图2D所绘示为第三操作模式时三段切换开关的开关电路示意图。当图1中的三段切换开关115切到第三操作模式时，第一火线150与第二火线160均形成通路，电流从第一火线150流向第一发光二极管阵列130与地线170形成回路，使第一发光二极管阵列130发光，同时，电流从第二火线160流向第二发光二极管阵列140与地线170形成回路，使第二发光二极管阵列140发光。换言之，当三段切换开关115被切换到第三操作模式时，可调色温的发光二极管灯具100所发出的光线的第三色温相当于第一发光二极管阵列130与第二发光二极管阵列140所发出的光线混光后的色温，即第三色温介于第一色温与第二色温之间。

换言之，三段切换开关115用以选择性地导通第一火线150、第二火线160，或是第一火线150与第二火线160。当三段切换开关115位于第一操作模式时，仅有第一火线150被导通，当三段切换开关115位于第二操作模式时，仅有第二火线160被导通，而当三段切换开关115位于第三操作模式时，第一火线150与第二火线160均被导通。

再者，本发明的可调色温的发光二极管灯具100中更包含有控制电路190，控制电路190连接第一火线150、第二火线160、第一发光二极管阵列130与第二发光二极管阵列140，以根据第一火线150与第二火线160的导通状态控制第一发光二极管阵列130与第二发光二极管阵列140发光，以避免第一发光二极管阵列130与第二发光二极管阵列140同时发光而造成亮度过亮。

参照图3，其绘示本发明的可调色温的发光二极管灯具一实施例中的发光阵列的电路图。发光阵列包含有第一发光二极管阵列130与第二发光二极管阵列140。第一发光二极管阵列130包含有多个第一发光二极管132以及与其相连的一第一开关134。第二发光二极管阵列140包含有多个第二发光二极管142以及与其相连的一第二开关144。第一发光二极管132的色温与第二发光二极管142的色温不同，举例来说，第一发光二极管132可以为白光发光二极管，其所发出的光线的色温为第一色温。第二发光二极管142可以为黄光发光二极管，其所发出的光线的色温为第二色温，第二色温不同于第一色温。第一发光二极管132与第二发光二极管142所发出的光线经过混光之后，便可以得到色温介于第一色温与第二色温之间的第三色温的自然光。

第一发光二极管132与第二发光二极管142较佳地为交错地排列。第一开关134用以控制第一发光二极管132是否导通。第二开关144用以控制第二发光二极管142是否导通。第一发光二极管阵列130与第二发光二极管阵列140更与电源供应电路180连接。电源供应电路180同样连接至市电。电源供应电路180为定电流的电源供应电路。电源供应电路180可以为隔离式电源供应器(flyback converter)，如图4A所示。或是，电源供应电路180可以为非隔离式电源供应器(buck converter)，如图4B所示。

参照图5，其绘示本发明的可调色温的发光二极管灯具于一实施例中的市电检测电路的电路示意图。市电检测电路200包含有整流电路210、第一分压电路220与第二分压电路230。第一火线150、第二火线160与地线170连接至整流电路210，以将交流电转换为直流电。整流电路210可以为三段桥式整流器。市电检测电路200中的第一分压电路220与第二分压电路230，可以根据如前所述的初始操作模式到第三操作模式等不同的操作模式，产生不同的电压信号组合控制第一发光二极管阵列130与第二发光二极管阵列140开启或是关闭。

具体而言，当初始操作模式时，第一火线150与第二火线160处于断路状态。当第一操作模式时，电流从第一火线150流到整流电路210后，接着通过第一分压电路220产生第一分压信号，导通第一开关134使得第一发光二极管阵列130动作。当第二操作模式时，电流从第二火线160流到整流电路210后，接着通过第二分压电路230产生第二分压信号，导通第二开关144使得第二发光二极管阵列140动作。当第三操作模式时，电流从第一火线150与第二火线160流到整流电路210后，经由第一分压电路220与第二分压电路230各自产生第一与第二分压信号，分别导通第一开关134与第二开关144而让第一发光二极管阵列130与第二发光二极管阵列140动作。

本发明的可调色温的发光二极管灯具的第一发光二极管阵列130与第二发光二极管阵列140在第一操作模式到第三操作模式的工作周期较佳地如图6所示。当位于第一操作模式时，仅有第一发光二极管阵列130发光，此时第一发光二极管阵列130所发出的光线的色温为第一色温。当位于第二操作模式时，仅有第二发光二极管阵列140发光，此时第二发光二极管阵列140所发出的光线的色温为第二色温。当位于第三操作模式时，第一发光二极管阵列130与第二发光二极管阵列140均会发光以进行混光，此时所得到的混光后光线的第三色温会介于第一色温与第二色温之间。亦即，第一发光二极管阵列130与第二发光二极管阵列140较佳地为交错地发光不会同时导通，只要工作频率在200Hz以上，便不会产生闪烁的不适感。于本发明中，此种交错的工作周期可以通过振荡电路产生，其工作信号可以通过AND逻辑电路取得。

参照图7A至图7C，其分别绘示本发明的可调色温的发光二极管灯具一实施例于不同操作模式的电路图。三段切换开关115为用以选择操作模式。市电检测电路200与三段切换开关115连接，市电检测电路200包含有整流电路210、第一分压电路220与第二分压电路230，整流电路210为将交流电转换为直流电，第一分压电路220为用以产生作动第一发光二极管阵列130的第一分压信号，第二分压电路230为用以产生作动第二发光二极管阵列140的第二分压信号,该第一开关134连接该市电检测电路200与该振荡电路310，且该第二开关144连接该市电检测电路200与该振荡电路310连接。

参见图7A，当三段切换开关115位于第一操作模式时，经由第一分压电路220产生第一分压信号，第一分压信号直接传送至第一发光二极管阵列130，导通第一开关134，使得第一发光二极管132发光。此时第一发光二极管132所发出具有第一色温的光线。

参见图7B，当三段切换开关115位于第二操作模式时，经由第二分压电路230产生第二分压信号，第二分压信号直接传送至第二发光二极管阵列140，导通第二开关144，使得第二发光二极管142发光。此时第二发光二极管142发出具有第二色温的光线，第二色温不同于第一色温。

参见图7C，如前所述，当三段切换开关115位于第三操作模式时，若是第一分压信号与第二分压信号直接进入第一发光二极管阵列130与第二发光二极管阵列140，则会使得第一发光二极管阵列130与第二发光二极管阵列140同时发光导致亮度过亮。因此，可调色温的发光二极管灯具100中更包含有AND逻辑电路300、振荡电路310以及驱动电路320，使得在第三操作模式时，第一发光二极管阵列130与第二发光二极管阵列140交错地发光。

具体而言，当第一分压信号与第二分压信号同时产生时，AND逻辑电路300会作动，产生一个驱动信号302至驱动电路320，导通驱动电路320中的驱动开关322，将第一分压信号与第二分压信号接地，使第一分压信号与第二分压信号不会直接传送至第一发光二极管阵列130与第二发光二极管阵列140。再者，AND逻辑电路300作动后，发出工作信号304至振荡电路310，使得振荡电路310因应该工作信号301产生振荡信号至第一发光二极管阵列130与第二发光二极管阵列140，以控制第一发光二极管阵列130与第二发光二极管阵列140的工作周期为交错地发光。如此一来，当第一发光二极管阵列130与第二发光二极管阵列140进行混光，以得到色温介于第一色温与第二色温之间的第三色温的自然光时，可调色温的发光二极管灯具100的亮度不会有明显变化。

参照图8A与图8B，其分别绘示本发明的可调色温的发光二极管灯具的不同实施例的方块图。图8A使用非隔离式电源供应电路180，图8B则使用隔离式电源供应电路180’搭配隔离元件182。当三段切换开关115位于第一操作模式或第二操作模式时，驱动电路320不会作动，第一分压信号与第二分压信号可以直接进入第一发光二极管阵列130或第二发光二极管阵列140以导通第一开关134或第二开关144。当三段切换开关位于第三操作模式时，AND逻辑电路300与振荡电路310动作，产生振荡信号至第一开关134与第二开关144，使第一发光二极管阵列130与第二发光二极管阵列140的工作周期为交错地发光。各个电路详细的工作原理已经详细叙述如前。

参照图9，其绘示应用隔离式电源供应器的可调色温的发光二极管灯具一实施例的电路图。电源供应电路180为隔离式电源供应器，以提供稳定的电流至第一发光二极管阵列130与第二发光阵列140。电源供应电路180的输入端包含有a端点与b端点，其分别连接至整流电路210中的a端点与b端点。电流供应器180的输出端包含有c端点与d端点，其分别连接至第一发光二极管阵列130与第二发光二极管阵列140两端的c端点与d端点。

当然，前述的市电检测电路、AND逻辑电路、振荡电路与驱动电路等亦可以整合于专用集成电路（Application-specific integrated circuit）中，使用控制晶片连接三段切换开关与第一发光二极管阵列和第二发光二极管阵列，如图10所示。控制晶片500可以根据三段切换开关的模式(如仅导通第一火线、仅导通第二火线，或是同时导通第一火线和第二火线)，发出对应的信号作动第一发光二极管阵列与第二发光二极管阵列。控制晶片500可以设置于三段灯头之中，控制晶片500中具有逻辑电路单元510与两控制开关520、530。其中第一脚位501为连接至地线，第二脚位502为连接至第一火线，第三脚位503为连接至第二火线，第四脚位504为连接至电压源，第五脚位505与第六脚位506分别与第一发光二极管阵列与第二发光二极管阵列连接。若是有大功率的照明需求，则两控制开关520、530亦可以移到控制晶片500外，控制晶片500中的控制电路维持不变。

由上述本发明较佳实施例可知，应用本发明具有下列优点。可调色温的发光二极管灯具使用两种不同色温发光二极管作为光源，相较于使用荧光灯管作为光源，除了可以有效减少灯具的体积之外，更兼具环保省电的功效。此外，可调色温的发光二极管灯具利用三段切换开关控制第一发光二极管阵列与第二发光二极管阵列的动作模式，并在进行混光时，使得第一发光二极管阵列与第二发光二极管阵列轮流导通而不会同时作动，藉以解决亮度不匀的问题。

虽然本发明已以一较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，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的申请专利权利要求范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种可调色温的发光二极管灯具，包含：

一三段切换开关，以选择性地导通一第一火线、一第二火线或该第一火线与该第二火线；

一市电检测电路，连接该三段切换开关，以检测该第一火线与该第二火线的导通状态，当该第一火线导通时，产生一第一分压信号，当该第二火线导通时，产生一第二分压信号；

一AND逻辑电路，连接该市电检测电路，当该AND逻辑电路同时收到该第一分压信号与该第二分压信号时，产生一工作信号；

一振荡电路，连接该AND逻辑电路，且因该工作信号，产生一振荡信号；

一第一发光二极管阵列，于接收到该第一分压信号或该振荡信号时作动，以发出具有一第一色温的光线；以及

一第二发光二极管阵列，于接收到该第二分压信号或该振荡信号时作动，以发出具有一第二色温的光线。

2.如权利要求1所述的可调色温的发光二极管灯具，其中当该三段切换开关仅导通该第一火线时，仅有该第一发光二极管阵列作动。

3.如权利要求1所述的可调色温的发光二极管灯具，其中当该三段切换开关仅导通该第二火线时，仅有该第二发光二极管阵列作动。

4.如权利要求1所述的可调色温的发光二极管灯具，其中该第一发光二极管阵列包含相连的一第一开关与多个第一发光二极管，该第二发光二极管阵列包含相连的一第二开关与多个第二发光二极管，其中，该多个第一发光二极管的该第一色温与该多个第二发光二极管的该第二色温不同。

5.如权利要求4所述的可调色温的发光二极管灯具，其中该第一开关连接该市电检测电路与该振荡电路，且该第二开关连接该市电检测电路与该振荡电路连接。

6.如权利要求1所述的可调色温的发光二极管灯具，其中当该三段切换开关导通该第一火线与该第二火线时，仅有该振荡信号传送至该第一发光二极管阵列与该第二发光二极管阵列，并使该第一发光二极管阵列与该第二发光二极管阵列交错地发光。

7.如权利要求1所述的可调色温的发光二极管灯具，更包含一驱动电路，连接该AND逻辑电路与该市电检测电路，该驱动电路包含一驱动开关，该驱动开关连接至一接地端，当该驱动电路接收该工作信号时，该驱动开关导通使该第一分压信号与该第二分压信号接地。

8.如权利要求1所述的可调色温的发光二极管灯具，其中该市电检测电路包含：

一整流电路，以将一交流电转换为一直流电；

一第一分压电路，连接该整流电路，以产生该第一分压信号；以及

一第二分压电路，连接该整流电路，以产生该第二分压信号。

9.一种可调色温的发光二极管灯具，包含：

一三段灯座，包含一三段切换开关，该三段切换开关用以选择性地导通一第一火线、一第二火线或该第一火线与该第二火线；

一三段灯头，连接该三段灯座，包含：

一第一发光二极管阵列；

一第二发光二极管阵列；以及

一控制晶片，连接该三段切换开关与该第一发光二极管阵列与该第二发光二极管阵列，以根据该三段切换开关的模式，使该第一发光二极管阵列发出具有一第一色温的光线、该第二发光二极管阵列发出具有一第二色温的光线，或是该第一发光二极管阵列与该第二发光二极管阵列交错地发光，以发出色温介于第一色温与第二色温之间的光线。

10.如权利要求9所述的可调色温的发光二极管灯具，其中该第一发光二极管阵列包含多个第一发光二极管，该第二发光二极管阵列包含多个第二发光二极管，该多个第一发光二极管的该第一色温与该多个第二发光二极管的该第二色温不同。

Images