CN105704873B - 隔离式调光电路结构 - Google Patents

Abstract

一种隔离式调光电路结构，是在一控制电路模块上设有一导入感应信号的输入端及一输出控制信号的输出端，一光电耦合组件设置在所述控制电路模块的输出端及一光源供电线路之间，且所述光源供电线路另连接一光源体，一保护电路至少具有第一、二电阻、第一、二二极管，所述第一电阻串接在一直流电源的正端与所述第一二极管的正极之间，并形成一节点A，第一二极管的负极连接至一与传统调光电路连接的控制输入端的第一端点，以形成一过电压保护机制，第二电阻设置在节点A与控制电路模块的输入端之间，所述第二二极管设置在直流电源的正端与控制输入端的第二端点之间，以形成一反向电压保护机制。

Description

隔离式调光电路结构

技术领域：

本发明是有关一种隔离式调光电路结构，特别是指一种可连接沿用各种传统调光电路以控制发光二极管光源，且兼具有电压极性反接及过电压保护功能的调光电路结构。

背景技术：

常见适用于传统光源组件(如：钨丝灯泡)的调光电路，它所采用的控制方式中，较简易的，有直接的在电源及光源组件之间串接一可变电阻，利用所述可变电阻依需要而改变电阻值，而可控制流经光源组件的电流，藉以达到控制光源组件发光亮度的效果。

另有利用电路将外部的交流电源转换为可变的直流电压(或PWM)控制信号，藉由所述可变的直流电压(或PWM)施加在固定的负载(传统光源组件)上，藉以达到控制发光亮度变化的效果。

由于目前传统的光源组件与发光二极管LED组件无论就发光原理及相关电气特性皆明显不同，因此上述传统的调光电路并无法直接应用在以发光二极管LED为光源组件的灯具上，若要利用传统调光电路进行LED组件的光线亮度调整操作，则必须依照传统调光电路原先采用的调光控制方式(电阻式、电压式或PWM式)另行设计一专用的转换电路，利用所述专用的转换电路连接在传统调光电路与LED组件之间，以针对所述传统调光电路输出的控制信号(电阻、电压或PWM等)变化转换为可控制LED组件的控制信号，才可达到调整LED组件发光亮度的目的。

然而，目前有关于上述转换电路的实际应用上有下列缺失：

1.由于目前的转换电路是针对各不同控制方式(电阻式、电压式或PWM式)的传统调光电路所分别设计的，因此厂商开发时需依不同的传统调光电路分别设计独立的转换电路且无法共享，不但影响开发时程，且造成成本增加而不符合经济效益。

2.在转换电路与传统调光电路相结合的组装过程中，若有操作上(电压极性反接)或使用上(电压过高)的疏失时，极易造成的电路组件的损坏；而若要避免上述因疏失而产生的损坏情形发生，则必须在所述转换电路中附加复杂的保护机制(电路)，此等保护机制(电路)势必造成整体成本的增加。

有鉴于习见转换电路在实际应用上有上述缺失，因此如何能针对上述缺失加以改善，以有效降低生产成本、提升防呆保护效能，乃为相关业者所亟待努力的课题。

发明内容：

本发明的主要目的在于提供一种隔离式调光电路结构，是可连接接收各种不同传统调光电路所输出的控制信号，并加以转换而可控制低耗能的发光二极管光源，使各种应用在传统光源的调光电路亦能沿用在发光二极管光源的控制，藉以有效降低产品开发及生产成本，提升整体的经济效益。

本发明的另一目的在于提供一种隔离式调光电路结构，是兼具有电压极性反接及过电压保护的功能，可有效防止生产或操作上疏失而造成的电路组件损坏。

为达成上述目的及功效，本发明所实行的技术手段包括：一控制电路模块，设置在一直流电源的正端及负端之间，所述控制电路模块具有一供导入感应信号的输入端及一能输出控制信号的输出端；一光电耦合组件，具有一输入端连接至控制电路模块的输出端，所述光电耦合组件另具有二输出端连接至一光源供电线路的输入端，且所述光源供电线路的输出端连接至一光源体，利用光电耦合组件接受控制电路模块输出的控制信号，而能转换输出一操作信号，由所述光源供电线路接受操作信号而形成不同的输出，使所述光源体具有亮度上的变化；一保护电路，具有一第一电阻、一第二电阻、一第一二极管、一第二二极管、一第三二极管，所述第一电阻以一端连接至直流电源的正端，第一电阻的另一端连接至第一二极管的正极，并形成一节点A，第一二极管的负极连接至一控制输入端的第一端点，所述第二电阻设置在节点A与控制电路模块的输入端之间，所述第二二极管以负极连接至直流电源的正端，第二二极管的正极连接至控制输入端的第二端点，所述第三二极管以负极连接至控制电路模块的输入端，第三二极管的正极连接至控制输入端的第二端点。

依上述结构，所述控制电路模块的输入端另经由一电容连接至直流电源的负端，使所述电容能与所述第二电阻形成一RC电路。

依上述结构，所述保护电路另具有一过载保护组件，所述过载保护组件设置在控制输入端的第二端点与直流电源的负端之间。

依上述结构，所述过载保护组件为一保险丝。

依上述结构，所述过载保护组件为一具有正温度系数的热敏电阻。

依上述结构，所述光源体为发光二极管。

为使本发明的上述目的、功效及特征可获得更具体的了解，兹依下列附图说明如下：

图式说明：

图1是本发明第一实施例的基本电路结构图。

图2是本发明第一实施例连接可变电阻式传统调光机构的应用情形示意图。

图3是本发明第一实施例连接电压驱动式传统调光电路的应用情形示意图。

图4是在图3中电压极性反接时的应用情形示意图。

图5是本发明第二实施例的基本电路结构图。

图6是本发明第三实施例的基本电路结构图。

具体实施方式：

请参阅图1所示，可知本发明第一实施例的电路结构主要包括：控制电路模块1、光电耦合组件2及保护电路3等部份；其中所述控制电路模块1是设置在一直流电源VDC的正端及负端之间，所述控制电路模块1具有一供导入感应信号的输入端11及一能输出控制信号的输出端12。

所述光电耦合组件2具有一输入端21连接至所述控制电路模块1的输出端12，并以另一输入端22连接至直流电源VDC的负端，而光电耦合组件2具有二输出端23、24分别连接至一光源供电线路4的输入端41、42。

在一个可行的实施例中，所述光源供电线路4具有连接至一光源体5(可为一发光二极管)的输出端43、44，且光源供电线路4是可受光电耦合组件2的控制而将一外部交流电源VAC转换成光源体5发光所需的直流电源。

保护电路3具有一第一电阻R1、一第二电阻R2、一第一二极管D1、一第二二极管D2以及一第三二极管D3，所述第一电阻R1以一端连接至直流电源VDC的正端，第一电阻R1的另一端是连接至第一二极管D1的正极，并形成一节点A，所述第一二极管D1的负极连接至一控制输入端的第一端点X，所述第二电阻R2设置在节点A与控制电路模块1的输入端11之间，所述第二二极管D2以负极连接至直流电源VDC的正端，第二二极管D2的正极连接至控制输入端的第二端点Y，第三二极管D3是以负极连接至控制电路模块1的输入端11，第三二极管D3的正极是连接至控制输入端的第二端点Y。

在一个可行的实施例中，所述光电耦合组件2的输入端21与直流电源VDC的正端之间设有一限流用的第三电阻R3；且控制电路模块1的输入端11可另经由一电容C1连接至直流电源VDC的负端，使所述电容C1能与所述第二电阻R2形成一RC电路。

在实际应用时，所述控制输入端的第一、二端点X、Y是分别连接至一外部传统调光机构或电路的二输出接点；以下仅就不同驱动方式的传统调光机构或电路分别说明本发明上述电路的动作。

请参阅图2所示，可知本发明第一实施例的电路结构若连接一具有电阻变化特性的传统调光机构，则可视为在控制输入端的第一、二端点X、Y之间加入一(可变)电阻RX负载。

因此，在扣除第一二极管D1的电压降约0.1～0.2V(可忽略)后，节点A的电压VA＝VDC*[RX/(RA+RX)]，所述电压VA可通过第二电阻R2对电容C1充电，以形成一感应信号经由输入端11导入所述控制电路模块1中，控制电路模块1可由输出端12导出一对应的控制信号，所述控制信号可经由输入端21导入光电耦合组件2，再由光电耦合组件2的输出端23、24导出一操作信号，所述操作信号经由输入端41、42导入光源供电线路4，由所述光源供电线路4经由输出端43、44驱动光源体5发光。

由于不同的电阻负载RX可产生不同的感应信号输入控制电路模块1，再分别经由光电耦合组件2、光源供电线路4而使光源体5产生不同亮度的光线；藉以达到使外部传统调光机构(可变电阻)经由本发明的电路结构而控制光源体5(发光二极管LED负载)产生不同亮度光线的功效。

请参阅图3所示，可知本发明第一实施例的电路结构若连接一具有直流电压驱动特性的传统调光电路，则可视为在所述控制输入端的第一、二端点X、Y之间加入一直流驱动电压VX，在本图所揭示的实施例中，是为电压VX顺向连接在控制输入端的第一、二端点X、Y之间(即直流驱动电压VX的正极连接在第一端点X，且直流驱动电压VX的负极连接在第二端点Y)的情形。

a.当所述直流驱动电压为VX＜直流电源VDC时，节点A的电压VA'＝VX+(0.1～0.2)V，而节点A的电压VA'通过第二电阻R2对电容C1充电，以形成一感应信号经由输入端11导入所述控制电路模块1中，以及后续经由光电耦合组件2驱动所述光源供电线路4使光源体5发光的程序，皆与前述第2图所揭示的驱动程序相同。

b.当所述直流驱动电压VX＞直流电源VDC时，则第一二极管D1的负极电压为VX，而第一二极管D1的正极电压为VDC，由于直流电源VDC＜直流驱动电压VX，所以第一二极管D1无法导通，如此一来，可对所述控制电路模块1以及光电耦合组件2、光源供电线路4等组件形成过电压的保护。

请参阅图4所示，可知本发明第一实施例的电路结构若连接一具有直流电压驱动特性的传统调光电路，则可视为在所述控制输入端的第一、二端点X、Y之间加入一直流驱动电压VX，在本图所揭示的实施例中，是为电压VX反向连接在控制输入端的第一、二端点X、Y之间(即直流驱动电压VX的负极连接在第一端点X，且直流驱动电压VX的正极连接在第二端点Y)的情形。

A.当所述直流驱动电压为VX＜直流电源VDC，所述第二二极管D2的负极电压为VDC，而第二二极管D2的正极电压为VX，由于直流电源VDC＞直流驱动电压VX，所以第二二极管D2无法导通，藉以对所述控制电路模块1以及光电耦合组件2、光源供电线路4等组件形成反向通电的保护。

B.当所述直流驱动电压为VX＞直流电源VDC，则第二二极管D2的负极电压为VDC，而第二二极管D2的正极电压为VX，由于直流电源VDC＜直流驱动电压VX，所以第二二极管D2会导通，使电流可由第二端点Y分别经第二二极管D2、第一电阻R1、第一二极管D1至第一端点X而形成一回路，藉以对所述控制电路模块1以及光电耦合组件2等组件形成过电压且反向通电的保护。

在实际应用时，若将本发明的电路连接一具有PWM驱动特性的传统调光电路，则可视为在控制输入端的第一、二端点X、Y之间加入一PWM信号，当PWM信号为HI时的电压为VX'；则其在实施上有下列情形产生：

a.若所述PWM信号的HI电压VX'＜直流电源VDC，且电压VX'顺向连接在控制输入端的第一、二端点X、Y之间(即电压VX'的正极连接在第一端点X，且电压VX'的负极连接在第二端点Y)，则节点A的电压VA"＝VX'+(0.1～0.2)V，所述节点A的电压VA"可通过第二电阻R2对电容C1充电，而当PWM信号转为LO电压时，则电容C1放电，藉此，可在控制电路模块1的输入端11取得一等效的感应信号(平均的直流电压值)，再由控制电路模块1的输出端12导出一对应的控制信号，所述控制信号可经由输入端21导入光电耦合组件2，并由光电耦合组件2的输出端22导出一操作信号，所述操作信号经由输入端41、42导入光源供电线路4，由所述光源供电线路4经由输出端43、44控制光源体5发光。

因此，不同的PWM信号亦可产生不同的感应信号输入控制电路模块1，再分别经由光电耦合组件2、光源供电线路4而使光源体5产生不同亮度的光线，藉以达到使外部传统调光机构(PWM信号)可经由本发明的电路结构而控制光源体5(发光二极管LED负载)产生不同亮度光线的功效。

b.其余假设所述PWM信号的HI电压VX'＜直流电源VDC，且所述VX'反向连接在控制输入端的第一、二端点X、Y之间；或PWM信号的HI电压VX'＞直流电源VDC等各种组合情形，则在所述PWM信号为HI电压时，其各动作步骤乃与前述第3、4图所述的对应内容相似，在此不多作赘述，而在所述PWM信号转为LO电压时，则各组件皆不动作，因此很明显的，当本发明的电路应用于传统PWM驱动调光电路时，其亦具有完整的过电压及电压极性反接等保护功效。

在一个可行的实施例中，本发明的上述电路可依需要在所述控制输入端的第二端点Y与直流电源VDC的负端之间设置一过载保护组件F，所述过载保护组件F可为一保险丝，或可为一具有正温度系数(PTC)的热敏电阻，藉由所述过载保护组件F在异常温度产生时切断或阻隔本发明电路与传统调光电路的连接，以防止过高的温度造成各组件的损坏。

请参阅图5所示，可知本发明第二实施例的电路结构是以前述第一实施例为基础，其主要包括：一控制电路模块10，以及与前述第一实施例相同的光电耦合组件2及保护电路3等部份；其差异仅在于：所述直流电源VDC并不直接与第一电阻R1相连接；且控制电路模块10为一内建电流源的电路结构。

上述第二实施例的电路结构若连接一具有电阻变化特性的传统调光机构，则可视为在所述控制输入端的第一、二端点X、Y之间加入一(可变)电阻RX负载；此时，控制电路模块1可由输入端11输出一电流I，所述电流I分别通过第二电阻R2、第一二极管D1及(可变)电阻RX，然后在(可变)电阻RX二端形成一电压降VX＝I*RX(当电阻RX改变，VX随之改变)，因此可在节点A上产生一电压VA’＝VX+0.1～0.2V。

所述电压VA’可通过第二电阻R2对电容C1充电，以形成一感应信号经由输入端11导入控制电路模块10中，所述控制电路模块10可由输出端12导出一对应的控制信号，所述控制信号可经由输入端21导入光电耦合组件2，再由光电耦合组件2的输出端23、24导出一操作信号，所述操作信号经由输入端41、42导入光源供电线路4，由所述光源供电线路4经由输出端43、44驱动光源体5发光，藉以形成另一种应用形态。

请参阅图6所示，可知本发明第三实施例的电路结构是以前述第一实施例为基础，主要包括：一光电耦合组件20，以及与前述第一实施例相同的控制电路模块1、保护电路3等部份；其差异仅在于：所述光电耦合组件20的二输入端是设置在第三电阻R3与控制电路模块1的输出端12之间；如此一来，光电耦合组件20可取得一与控制电路模块1的输出端12反向的控制信号，使光电耦合组件20亦可随之输出反向的操作信号，藉以形成另一种操作方式。

综合以上所述，本发明的隔离式调光电路结构确可达成沿用传统调光电路控制LED光源发光，不但可有效降低开发及生产成本，且兼具多种保护功能。本发明的目的及功效上均深富实施的进步性，极具产业利用价值，且为目前市面上前所未见的新发明，符合专利法新颖性与进步性的要件，依法提出专利申请。

Claims (7)

1.一种隔离式调光电路结构，其至少包括：

一控制电路模块，设置在一直流电源的正端及负端之间，所述控制电路模块具有一供导入感应信号的输入端及一能输出控制信号的输出端；

一光电耦合组件，具有一输入端连接至所述控制电路模块的输出端，所述光电耦合组件另具有二输出端连接至一光源供电线路的输入端，且所述光源供电线路的输出端是连接至一光源体，利用所述光电耦合组件接受控制电路模块输出的控制信号，而能转换输出一操作信号，由所述光源供电线路接受操作信号而形成不同的输出，使光源体具有亮度上的变化；

一保护电路，具有一第一电阻、一第二电阻、一第一二极管、一第二二极管、一第三二极管，所述第一电阻以一端连接至直流电源的正端，第一电阻的另一端连接至第一二极管的正极，并形成一节点A，所述第一二极管的负极连接至一控制输入端的第一端点，所述第二电阻设置在节点A与控制电路模块的输入端之间，所述第二二极管以负极连接至直流电源的正端，第二二极管的正极连接至控制输入端的第二端点，所述第三二极管以负极连接至控制电路模块的输入端，第三二极管的正极连接至控制输入端的第二端点。

2.根据权利要求1所述的隔离式调光电路结构，其特征在于：所述控制电路模块的输入端另经由一电容连接至所述直流电源的负端，使所述电容能与第二电阻形成一RC电路。

3.根据权利要求1所述的隔离式调光电路结构，其特征在于：所述保护电路另具有一过载保护组件，所述过载保护组件设置在控制输入端的第二端点与直流电源的负端之间。

4.根据权利要求3所述的隔离式调光电路结构，其特征在于：所述过载保护组件为一保险丝。

5.根据权利要求3所述的隔离式调光电路结构，其特征在于：所述过载保护组件为一具有正温度系数的热敏电阻。

6.根据权利要求1所述的隔离式调光电路结构，其特征在于：所述光源体为发光二极管。

7.根据权利要求1所述的隔离式调光电路结构，其特征在于：所述控制电路模块为一内建电流源的电路结构。