CN106941744B - 具有发光信号载于电力线的发光二极管系统 - Google Patents

具有发光信号载于电力线的发光二极管系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有发光信号载于电力线的发光二极管系统，该发光二极管系统包含：一发光二极管灯串、一开关单元及一控制单元，该开关单元包含：一电源输入端、一电源输出端及一受控端，该电源输出端电性连接至该发光二极管灯串，该控制单元电性连接至该开关单元，该控制单元提供一控制电压给该受控端以决定该开关单元的一导通率，该控制单元控制该开关单元的该导通率以改变该电源输出端的电压值以产生一发光信号，该发光二极管灯串接收该发光信号进行发光变化；通过本方案，可使一发光信号被载于一电力线以减少信号传输线，并可简易地产生发光信号以驱动发光二极管进行发光变化，使发光信号产生电路的成本得以节省。

Description

具有发光信号载于电力线的发光二极管系统
技术领域
本发明是关于一种发光二极管系统，特别是关于一种具有发光信号载于电力线的发光二极管系统。
背景技术
现有的发光二极管灯串，在产生发光信号时，都需要额外设置发光信号产生线路才可以产生发光信号载于电力线，由于设置发光信号产生线路会有额外的成本问题，因此如何有效降低此类成本成为现有技术上有待解决的问题。
发明内容
为改善现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种具有发光信号载于电力线的发光二极管系统。
为达成本发明的上述目的，本发明的具有发光信号载于电力线的发光二极管系统包含：一发光二极管灯串；一开关单元，该开关单元包含：一电源输入端、一电源输出端及一受控端，该电源输出端电性连接至该发光二极管灯串；及一控制单元，该控制单元电性连接至该开关单元，该控制单元提供一控制电压给该受控端以决定该开关单元的一导通率，其中，该开关单元具有随着该导通率的改变而具有线性电阻值变化的可变电阻的特性，当该开关单元的电阻值变化时即改变该电源输出端的电压值；其中该控制单元控制该开关单元的该导通率以改变该电源输出端的电压值以产生一发光信号，当该控制单元缩小该开关单元的该导通率时，该电源输出端的电压值降低至一不为零的第一电压值，当该控制单元恢复全导通该开关单元时，该电源输出端的电压值升高恢复至一第二电压值，该控制单元每一次改变与恢复控制该开关单元的该导通率以产生一个脉波，最终由数个该脉波组合形成该发光信号；该发光二极管灯串接收该发光信号以进行发光变化。
作为本发明的进一步改进，控制单元电性连接受控端，并提供一控制电压给受控端以决定导通率。
作为本发明的又进一步改进，还包含：一控制端齐纳二极管，控制端齐纳二极管电性连接至控制单元，控制端齐纳二极管用以给控制单元供电；控制端齐纳二极管、开关单元及发光二极管灯串为串联连接。
作为本发明的又进一步改进，还包含：一分压电阻电路，分压电阻电路电性连接至开关单元及控制单元，控制单元利用分压电阻电路以产生一控制电压以决定导通率。
作为本发明的又进一步改进，分压电阻电路包含：一第一分压电阻，第一分压电阻电性连接至开关单元及控制单元；及一第二分压电阻，第二分压电阻电性连接至开关单元、控制单元及第一分压电阻。
作为本发明的又进一步改进，发光信号包含符合一默认电压值的数个脉波，每一脉波之间包含一持续时间；发光二极管灯串接收发光信号以利用这些脉波进行发光变化。
作为本发明的又进一步改进，发光信号包含数个脉波，每一脉波之间包含一持续时间；发光二极管灯串接收发光信号以利用持续时间进行发光变化。
作为本发明的又进一步改进，还包含：一第一电阻，第一电阻电性连接至控制单元；一第一电容，第一电容电性连接至控制单元；一齐纳二极管，齐纳二极管电性连接至开关单元；一第二电容，第二电容电性连接至控制单元；一第三电容，第三电容电性连接至控制单元；一输入端电阻，输入端电阻电性连接至第一电阻；及一输入端电容，输入端电容电性连接至第一电阻。
作为本发明的又进一步改进，还包含：一控制端电容，控制端电容电性连接至控制单元；一第一晶体管，第一晶体管电性连接至控制单元；及一输出端电阻，输出端电阻电性连接至第一晶体管及开关单元。
作为本发明的又进一步改进，还包含：一交流转直流转换器，交流转直流转换器电性连接至控制单元；交流转直流转换器、控制端齐纳二极管、开关单元及发光二极管灯串为串联连接。
作为本发明的更进一步改进，还包含：一第一连接器，第一连接器电性连接至控制单元及发光二极管灯串；及一第二连接器，第二连接器电性连接至第一连接器。
本发明的有益效果在于简易地产生发光信号以驱动发光二极管进行发光变化，使发光信号产生电路的成本得以节省。
为了能进一步了解本发明所采取的技术及效果，以下结合有关附图对本发明进行详细说明，所示附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明的具有发光信号载于电力线的发光二极管系统的第一实施例模块图。
图2为本发明的具有发光信号载于电力线的发光二极管系统的第二实施例模块图。
图3为本发明的具有发光信号载于电力线的发光二极管系统的第三实施例模块图。
图4为本发明的具有发光信号载于电力线的发光二极管系统的第四实施例模块图。
图5为本发明的具有发光信号载于电力线的发光二极管系统的第五实施例模块图。
图6为本发明的发光信号的一实施例波形图。
图中符号表示：
10 具有发光信号载于电力线的发光二极管系统；
20 发光二极管灯串；
30 交流电源供应装置；
102 开关单元；
104 控制单元；
108 齐纳二极管；
110 第一电容；
112 第二电容；
116 第一电阻；
118 输入端电阻；
120 输入端电容；
122 交流转直流转换器；
124 第三电容；
126 第一连接器；
154 第二连接器；
158输出端电阻；
202 发光二极管单元；
10202 电源输入端；
10204 电源输出端；
10206 受控端；
10402 控制端齐纳二极管；
10404 控制端电容；
10406 第一晶体管；
RR 分压电阻电路；
R1 第一分压电阻；
R2 第二分压电阻；
t1 持续时间。
具体实施方式
有关本发明的技术内容及详细说明，配合附图说明如下。
参考图1，其为本发明的具有发光信号载于电力线的发光二极管系统的第一实施例模块图；本发明的具有发光信号载于电力线的发光二极管系统10（以下简称为发光二极管系统10）应用于一交流电源供应装置30；该发光二极管系统10包含一发光二极管灯串20、一开关单元102、一控制单元104、一第一电阻116、一第一电容110、一齐纳二极管108、一第二电容112、一第三电容124、一输入端电阻118、一输入端电容120、一交流转直流转换器122及一第一连接器126；该发光二极管灯串20包含数个发光二极管单元202；该开关单元102包含一电源输入端10202、一电源输出端10204及一受控端10206。上述这些组件彼此电性连接，且本发明仅需要该开关单元102及该控制单元104即可达成本发明的效果。该控制单元104可为例如一微处理器或一微控制器。
该控制单元104控制该开关单元102的一导通率以改变该电源输出端10204的电压以产生一发光信号，该发光二极管灯串20接收该发光信号以进行发光变化；该发光信号用以控制该发光二极管灯串20的发光模式，该发光信号可包含数个脉波，以驱动该发光二极管灯串20达到更多样的发光模式（例如变色、快速闪烁、慢速闪烁、跑马灯效果等等）。发光二极管单元202为两脚点控灯。图1所示的该开关单元102为一P型金属氧化物半导体场效应晶体管（P-MOSFET），然而，本发明不限定该开关单元102的种类。该控制单元104电性连接该受控端10206，并提供一控制电压给该受控端10206以决定该导通率。
图1所示的实施例中，利用该P型金属氧化物半导体场效应晶体管的电气特性，该控制单元104施加适当的电压至该P型金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极（gate）以改变该P型金属氧化物半导体场效应晶体管的导通率以产生发光信号；因为金属氧化物半导体场效应晶体管具有随着导通率的改变而具有线性电阻值变化的可变电阻的特性，因此利用不同的导通率可让该开关单元102具有不同的电阻值，即改变该电源输出端10204的电压值而产生该发光信号；该发光信号包含数个脉波，即每一次改变该开关单元102的导通率而形成该脉波；该发光信号的实施例在结合图6时进行详细说明。上述该交流电源供应装置30传送交流电源至上述组件以进行整流、滤波、控制电压等处理。
参考图2，为本发明的具有发光信号载于电力线的发光二极管系统的第二实施例模块图；图2所示的部分组件功能叙述与图1所示本发明的第一实施例相似，在此不再赘述。本发明的第二实施例中，该发光二极管系统10还包含一控制端齐纳二极管10402、一控制端电容10404、一第一晶体管10406、一输出端电阻158及一第二连接器154，上述这些组件彼此电性连接。图2所示的该开关单元102为一N型金属氧化物半导体场效应晶体管（N-MOSFET），其功能与图1中的P型金属氧化物半导体场效应晶体管相同，因此不再重复描述。
该控制端齐纳二极管10402用以给该控制单元104供电；在相关技术中控制单元通常是利用电阻的压降作为驱动电压，然而，由于输入电压高，电阻的温度会非常高而产生危险。本发明利用该控制端齐纳二极管10402取代常规电阻给该控制单元104供电，以避免常规电阻带来的高温危险。本发明是利用该控制端齐纳二极管10402的阴极反接特性以及利用逆向崩溃电压，以此降低给该控制单元104供电的驱动电压；本发明还利用该控制端齐纳二极管10402的稳压稳流特性来降低传统技术中过热的问题。
该交流转直流转换器122、该控制端齐纳二极管10402、该开关单元102及该发光二极管灯串20为串联连接；该控制单元104、该控制端齐纳二极管10402及该控制端电容10404为并联连接；本发明中该控制单元104的取电方式是与该发光二极管灯串20串联连接的，电压分散在该控制端齐纳二极管10402及该发光二极管灯串20上，所以不会有温度过高的问题。该第二连接器154连接该第一连接器126，使得该发光二极管系统10可包含更多的发光二极管灯串20。
参考图3，为本发明的具有发光信号载于电力线的发光二极管系统的第三实施例模块图；图3所示的部分组件功能叙述与图1、图2所示本发明的第一、第二实施例相似，在此不再赘述。本发明的第三实施例中，该发光二极管系统10还包含一控制端齐纳二极管10402、一控制端电容10404、一第一晶体管10406、一输出端电阻158及一第二连接器154，上述这些组件彼此电性连接。图3所示的该开关单元102为一P型金属氧化物半导体场效应晶体管（P-MOSFET）。
参考图4，为本发明的具有发光信号载于电力线的发光二极管系统的第四实施例模块图；图4所示的部分组件功能叙述与图1、图2、图3所示本发明的第一、第二、第三实施例相似，在此不再赘述。本发明的第四实施例中，该发光二极管系统10还包含一控制端齐纳二极管10402、一控制端电容10404、一第一晶体管10406及一输出端电阻158，上述这些组件彼此电性连接。图4所示的该开关单元102为一P型金属氧化物半导体场效应晶体管（P-MOSFET）。
参考图5，为本发明的具有发光信号载于电力线的发光二极管系统的第五实施例模块图；图5所示的部分组件功能叙述与图1、图2、图3、图4相似，在此不再赘述。本发明的第五实施例中，该发光二极管系统10还包含一分压电阻电路RR，该分压电阻电路RR包含一第一分压电阻R1及一第二分压电阻R2，上述这些组件彼此电性连接。图5所示的该开关单元102为一P型金属氧化物半导体场效应晶体管（P-MOSFET）。
该控制单元104利用该分压电阻电路RR（例如该控制单元104的内部电路使该第一分压电阻R1及该第二分压电阻R2的交点接地或不接地）产生该控制电压以决定该导通率。在电路设计时，依据该开关单元102（例如该P型金属氧化物半导体场效应晶体管）的电气特性，以决定该第一分压电阻R1及该第二分压电阻R2的阻值，例如该第一分压电阻R1为6000欧姆，该第二分压电阻R2为4000欧姆，该P型金属氧化物半导体场效应晶体管的导通率为百分之五十，但本发明不限定上述电阻的阻值和开关单元102的导通率。
同时参考图1与图6，图6为本发明的发光信号的一实施例波形图；如图6所示，正常状态下，该控制单元104控制该开关单元102以全导通的方式开启，此时控制该开关单元102电阻值最小，该电源输出端10204的电压值为110V，当该控制单元104以符合一默认电压值如60V为基准缩小控制该开关单元102的导通率时，该电源输出端10204的电压值则会降低至60V，之后该控制单元104再将控制该开关单元102的导通率恢复到全导通的模式，让电压再次恢复到110V而形成一脉波；通过该控制单元104每一次改变与恢复控制该开关单元102的导通率，则可以产生一个脉波，最终由数个脉波组合形成该发光信号，其中，每一脉波之间包含一持续时间t1。该发光二极管灯串20接收该发光信号以利用这些脉波进行发光变化。
更进一步，该发光二极管灯串20接收该发光信号时，每一个发光二极管单元202可以利用每一个符合该默认电压值的该脉波组合形成一数字信号来判读该发光信号所代表的意义，从而进行发光变化，即将脉波视为数字信号的1，将该持续时间t1视为数字信号的0，由数个1与0的数字信号组合形成该发光信号以驱动该发光二极管单元202发光变化；在另一实施例中，该发光二极管单元202也可以利用该持续时间t1的次数来判读该发光信号所代表的意义，从而进行发光变化，即将脉波视为数字信号的0，将该持续时间t1视为数字信号的1，在此实施方式中，不需要这些脉波符合该默认电压值。
本发明可判断上述该持续时间t1，因此不会存在现有技术中的问题；本发明能改善判断与解读发光信号的能力以提高精准度。
本发明的有益效果在于：简易地产生发光信号以驱动发光二极管进行发光变化，因此，发光信号产生电路的成本得以节省。
本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种具有发光信号载于电力线的发光二极管系统，其特征在于，包含：
一发光二极管灯串；
一开关单元，所述开关单元包含一电源输入端、一电源输出端及一受控端，所述电源输出端电性连接至所述发光二极管灯串；及
一控制单元，所述控制单元电性连接至所述开关单元，所述控制单元提供一控制电压给所述受控端以决定所述开关单元的一导通率，
其中，所述开关单元具有随着所述导通率的改变而具有线性电阻值变化的可变电阻的特性，当所述开关单元的电阻值变化时即改变所述电源输出端的电压值；
所述控制单元控制所述开关单元的所述导通率以改变所述电源输出端的电压值以产生一发光信号，当所述控制单元缩小所述开关单元的所述导通率时，所述电源输出端的电压值降低至一不为零的第一电压值，当所述控制单元恢复全导通所述开关单元时，所述电源输出端的电压值升高恢复至一第二电压值，所述控制单元每一次改变与恢复控制所述开关单元的所述导通率以产生一个脉波，最终由数个所述脉波组合形成所述发光信号；所述发光二极管灯串接收所述发光信号以进行发光变化。
2.如权利要求1所述的具有发光信号载于电力线的发光二极管系统，其特征在于，所述控制单元电性连接所述受控端，并提供一控制电压给所述受控端以决定所述导通率。
3.如权利要求1所述的具有发光信号载于电力线的发光二极管系统，其特征在于，还包含：
一控制端齐纳二极管，所述控制端齐纳二极管电性连接至所述控制单元，
所述控制端齐纳二极管用以给所述控制单元供电；所述控制端齐纳二极管、所述开关单元及所述发光二极管灯串为串联连接。
4.如权利要求1所述的具有发光信号载于电力线的发光二极管系统，其特征在于，还包含：
一分压电阻电路，所述分压电阻电路电性连接至所述开关单元及所述控制单元，
所述控制单元利用所述分压电阻电路以产生一控制电压以决定所述导通率。
5.如权利要求4所述的具有发光信号载于电力线的发光二极管系统，其特征在于，所述分压电阻电路包含：
一第一分压电阻，所述第一分压电阻电性连接至所述开关单元及所述控制单元；及
一第二分压电阻，所述第二分压电阻电性连接至所述开关单元、所述控制单元及所述第一分压电阻。
6.如权利要求1所述的具有发光信号载于电力线的发光二极管系统，其特征在于，所述发光信号包含符合一默认电压值的数个脉波，每一脉波之间包含一持续时间；所述发光二极管灯串接收所述发光信号以利用这些脉波进行发光变化。
7.如权利要求1所述的具有发光信号载于电力线的发光二极管系统，其特征在于，所述发光信号包含数个脉波，每一脉波之间包含一持续时间；所述发光二极管灯串接收所述发光信号以利用所述持续时间进行发光变化。
8.如权利要求1所述的具有发光信号载于电力线的发光二极管系统，其特征在于，还包含：
一第一电阻，所述第一电阻电性连接至所述控制单元；
一第一电容，所述第一电容电性连接至所述控制单元；
一齐纳二极管，所述齐纳二极管电性连接至所述开关单元；
一第二电容，所述第二电容电性连接至所述控制单元；
一第三电容，所述第三电容电性连接至所述控制单元；
一输入端电阻，所述输入端电阻电性连接至所述第一电阻；及
一输入端电容，所述输入端电容电性连接至所述第一电阻。
9.如权利要求1所述的具有发光信号载于电力线的发光二极管系统，其特征在于，还包含：
一控制端电容，所述控制端电容电性连接至所述控制单元；
一第一晶体管，所述第一晶体管电性连接至所述控制单元；及
一输出端电阻，所述输出端电阻电性连接至所述第一晶体管及所述开关单元。
10.如权利要求3所述的具有发光信号载于电力线的发光二极管系统，其特征在于，还包含：
一交流转直流转换器，所述交流转直流转换器电性连接至所述控制单元；
所述交流转直流转换器、所述控制端齐纳二极管、所述开关单元及所述发光二极管灯串为串联连接。
11.如权利要求1所述的具有发光信号载于电力线的发光二极管系统，其特征在于，还包含：
一第一连接器，所述第一连接器电性连接至所述控制单元及所述发光二极管灯串；及
一第二连接器，所述第二连接器电性连接至所述第一连接器。
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