CN109951919B - 载波控制的发光二极管灯及发光二极管灯串 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种载波控制的发光二极管灯及发光二极管灯串，其中该载波控制的发光二极管灯包含至少一发光二极管及驱动单元。驱动单元耦接发光二极管，并接收载波发光信号控制发光二极管进行发光。驱动单元包含发光控制单元与比较单元。发光控制单元根据载波发光信号的发光命令内容驱动发光二极管的发光行为。比较单元接收直流工作电力，且将直流工作电力的电压值与参考电压值进行比较。当直流工作电力的电压值小于参考电压值时，发光控制单元进入休眠模式。借此能够有效地降低发光二极管模块中模拟电路的耗电，同时能兼顾维持发光二极管模块正常的驱动运作。

Description

载波控制的发光二极管灯及发光二极管灯串

技术领域

本发明是有关一种发光二极管灯与发光二极管灯串，尤其是指一种载波控制的发光二极管灯及发光二极管灯串。

背景技术

由于发光二极管(light-emitting diode,LED)具有发光效率高、低耗电量、寿命长、响应速度快、可靠度高等优点，因此，发光二极管已广泛地以灯条(light bar)或灯串(light string)的串联、并联或串并联的连接方式，应用于照明用灯具或装饰用发光，例如圣诞树灯饰、运动鞋发光特效等。

以节庆灯饰为例，完整的发光二极管灯具基本上包含发光二极管灯串(具有数个灯)与驱动该灯的驱动单元。驱动单元与该灯串电性连接，并且通过对该灯提供所需电力以及具有发光数据的控制信号，以点控的方式或者同步的方式控制，实现发光二极管灯具多样化的灯光输出效果与变化。

随着技术的进步，具有发光数据的控制信号可通过载波的方式，将发光信号搭载于电力线，可实现以相同的电路架构提供电力与数据传输的功能，以简化布线设计、缩小电路体积，且有利于控制线路的设计。

驱动单元主要提供具有高电压准位与低电压准位的发光控制信号对发光二极管灯串进行驱动。对灯串的驱动来说，通常该灯串包含所串联的发光二极管灯数越多时，由于连接发光二极管的连接线越粗且长，使得发光二极管灯串的寄生容抗增加，使得系统对信号处理的速度不够快，因而增加了误判发光信号的可能性。若要有效地避免发光二极管灯串错误解读发光控制信号，就必须放慢发光控制信号在高电压及低电压转换的速度，然而此种操作导致发光二极管灯串能够推动的灯数较少或是光色变化速度变慢。

请参见图1所示，其为相关技术的发光二极管灯串的发光控制信号波形示意图。图1包含两个发光控制信号波形，分别为第一波形Cv1与第二波形Cv2。另外，横坐标表示时间t，纵坐标表示输入电压Vin，并且标示有低准位电压Vlow与重置电压Vreset，其中低准位电压Vlow为辨识发光控制信号为低准位的电压，重置电压Vreset为重置发光二极管的电压。以第二波形Cv2为例，其为发光控制信号自然放电的示意，因此其存在的问题为：当线路的寄生电容太大时，则放电时间较久，导致在进入下一个周期时，仍无法达到低准位电压Vlow，使得无法识别(辨识)发光控制信号为低准位，即持续判断为高准位电压。在此状况下，只有增加两周期之间的宽度，使得自然放电能够达到低准位电压Vlow，而达到低准位电压Vlow的辨识。但这样的控制方式，只适合于灯串所串联的灯数较少时才能够达到较佳的控制效果，也就是说，因为无法以快速放电提供完整的发光控制信号，因此这样的控制方式无法适用于串联的灯数较多(例如百颗以上的灯数)，即无法确保所有串联的灯数皆能够收到完整的发光控制信号。

基于此，可通过快速放电电路控制发光控制信号快速地降低其电压准位或者线路的总寄生电容较小的发光二极管灯串易使发光控制信号快速地降低其电压准位，如第一波形Cv1所示。当发光控制信号快速地降低，很容易发生发光控制信号低于可辨识的低准位电压Vlow后(如时间点t2)，又继续快速地降低，使得发光控制信号触及重置电压Vreset(如时间点t3)，使得电路发生不必要的重置误动作，造成发光二极管模块的异常判断与误动作。

先前的技术利用控制电路上的一组信号电压产生电路箝位电压，让电压不致于降到重置电压Vreset。但终究线路较为复杂，因此，如何设计出一种载波控制的发光二极管灯与具有该发光二极管灯的发光二极管灯串，解决发光控制信号的电压因寄生容抗过小导致触及重置电压，造成发光二极管模块异常判断与误动作的问题，又能实现更为精简的线路乃为本发明人所要进行克服并加以解决的一大课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种载波控制的发光二极管灯，解决发光控制信号的电压因快速降低导致触及重置电压，造成发光二极管模块异常判断与误动作的问题。

为达成上述目的，本发明所提出的载波控制的发光二极管灯包含至少一发光二极管与驱动单元。驱动单元耦接至少一发光二极管，驱动单元接收载波发光信号控制至少一发光二极管进行发光。驱动单元包含发光控制单元与比较单元。发光控制单元根据载波发光信号的发光命令内容驱动至少一发光二极管的发光行为。比较单元接收直流工作电力，且将直流工作电力的电压值与参考电压值进行比较。当直流工作电力的电压值大于参考电压值时，比较单元根据载波发光信号的发光命令内容输出第一控制信号，使发光控制单元进入工作模式。当直流工作电力的电压值小于参考电压值时，比较单元输出第二控制信号至发光控制单元，使发光控制单元进入休眠模式，其中参考电压值大于驱动单元的重置电压值。

在一实施例中，驱动单元还包含地址信号处理单元。地址信号处理单元耦接发光控制单元与比较单元，且该地址信号处理单元记忆发光地址，地址信号处理单元接收从发光控制单元传送的地址信号进行比较，当地址信号与发光地址相符，发光控制单元根据载波发光信号的发光命令内容驱动至少一发光二极管发光。当比较单元输出第二控制信号至地址信号处理单元，使地址信号处理单元进入休眠模式，直至地址信号处理单元接收到第一控制信号后进入工作模式。

在一实施例中，该驱动单元还包含地址刻录单元。地址刻录单元耦接地址信号处理单元与比较单元。载波发光信号包含刻录启动信号与刻录地址信号。当地址刻录单元接收到刻录启动信号时，地址刻录单元根据刻录地址信号的刻录命令内容将发光地址写入地址信号处理单元内。当比较单元输出第二控制信号至地址刻录单元，使地址刻录单元进入休眠模式，直至地址刻录单元接收到第一控制信号后进入工作模式。

在一实施例中，驱动单元还包含振荡器。振荡器耦接发光控制单元、地址信号处理单元、地址刻录单元以及比较单元。当比较单元输出第二控制信号给振荡器时，振荡器进入休眠模式停止振荡工作，直至振荡器接收到第一控制信号后进入工作模式开始振荡工作并提供振荡信号。当振荡器于休眠模式停止振荡工作时，发光控制单元、地址信号处理单元以及地址刻录单元未接收到振荡器所提供的振荡信号而进入休眠模式。

在一实施例中，驱动单元还包含电流侦测单元。电流侦测单元耦接发光控制单元，发光控制单元通过电流侦测单元接收到载波发光信号的发光命令内容后驱动至少一发光二极管的发光行为。

在一实施例中，驱动单元还包含放电单元。放电单元耦接比较单元与电流侦测单元，当放电单元接收到电流侦测单元传送的载波发光信号时，放电单元开始对直流工作电力进行放电。

在一实施例中，驱动单元还包含电力电容。电力电容耦接发光控制单元、比较单元以及至少一发光二极管。

在一实施例中，至少一发光二极管与驱动单元以表面粘着组件形态设置于基板上；驱动单元与至少一发光二极管以打线方式电性连接，且封装于封装体内。

在一实施例中，驱动单元电性连接地设置于第一平台上，至少一发光二极管电性连接地设置于第二平台上；驱动单元与至少一发光二极管以打线方式电性连接，且封装于封装体内。

借由所提出的载波控制的发光二极管灯，能够有效地降低发光二极管模块中模拟电路的耗电，同时能兼顾维持发光二极管模块正常的驱动运作。

本发明的另一目的在于提供一种载波控制的发光二极管灯串，精简控制线路并解决发光控制信号的电压因快速降低导致触及重置电压，造成发光二极管模块异常判断与误动作的问题。

为达成上述目的，本发明所提出的载波控制的发光二极管灯串包含电源线、控制器以及至少一发光二极管灯，该发光二极管灯是如上所述的载波控制的发光二极管灯。控制器耦接电源线。至少一发光二极管灯通过电源线耦接控制器，且通过电源线接收控制器传递的直流工作电力与载波发光信号。

在一实施例中，控制器包含整流单元、开关以及控制单元。整流单元耦接电源线，用以提供直流工作电力。开关连接电源线与至少一发光二极管灯。控制单元耦接整流单元与开关。控制单元控制开关导通时，直流工作电力通过电源线形成对至少一发光二极管灯供电的供电回路。当控制单元要产生载波发光信号时，控制单元根据载波发光信号的发光命令内容持续切换开关的导通与截止，使电源线的直流工作电力形成数个脉波以组合成载波发光信号，且通过电源线传送至至少一发光二极管灯。

在一实施例中，控制器还包含放电线路。放电线路耦接电源线与控制单元，当开关截止时，控制器驱动放电线路接收直流工作电力，且放电线路开始对直流工作电力进行放电。

在一实施例中，控制器还包含电压调整电容。电压调整电容耦接电源线，当开关截止时，电压调整电容对至少一发光二极管灯提供直流工作电力。

借由所提出的载波控制的发光二极管灯串，能够有效地降低发光二极管模块中模拟电路的耗电，同时能兼顾维持发光二极管模块正常的驱动运作。

为了能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得到深入且具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为相关技术的发光二极管灯串的发光控制信号波形示意图。

图2A为本发明具有载波控制的发光二极管灯串的驱动系统的第一实施例电路方块图。

图2B为本发明具有载波控制的发光二极管灯串的驱动系统的第二实施例电路方块图。

图3A为图2A中电源转换电路与控制电路的一实施例的详细电路图。

图3B为图2B中电源转换电路与控制电路的详细电路图。

图3C为图2A中电源转换电路与控制电路的另一实施例的详细电路图。

图4A为本发明中发光二极管模块第一实施例的电路方块图。

图4B为本发明中发光二极管模块第二实施例的电路方块图。

图5为本发明中的比较单元的电路图。

图6为本发明中的发光驱动信号的波形示意图。

图7A为本发明中发光二极管灯的封装结构第一实施例的透视图。

图7B为本发明中发光二极管灯的封装结构第一实施例的上视图。

图8A为本发明中发光二极管灯的封装结构第二实施例的透视图。

图8B为本发明中发光二极管灯的封装结构第二实施例的上视图。

附图中的符号说明：

100控制器；100’控制器；10电源转换电路；20控制电路；30发光二极管灯串；31,32,…,3n发光二极管模块；Sec发光控制数据；FUSE保险丝；VAR压敏电阻；R11电阻；R12输入电阻；C11输入电容；D11～D14二极管；CONR控制单元；Qsw输出控制开关；R22,R23电阻；C21电容；Dz齐纳二极管；311发光控制单元；312地址信号处理单元；313地址刻录单元；41稳压器；42振荡器；43地址与数据辨识器；44逻辑控制器；45位移缓存器；46输出缓冲缓存器；47驱动电路；48地址缓存器；49地址比较器；50地址内存；51地址刻录控制器；52刻录信号侦测器；53信号滤波器；54放电单元；55电流侦测器；56比较单元；60电力电容；24电压调整单元；70封装体；71驱动单元；72发光二极管；711第一支架；712第一平台；721第二支架；722第二平台；73基板；713第一焊板；723第二焊板；714第一电极；724第二电极；Sc控制信号；Lp电源线；Vlow低准位电压；Vreset重置电压；Vd发光驱动信号；Vth参考电压值；Vac交流电源；Vdc直流电源；Cv1第一波形；Cv2第二波形；Cv3第三波形；Cv4第四波形；t1～t4时间点。

具体实施方式

现有关本发明的技术内容及详细说明，配合图式说明如下。

请参见图2A所示，其为本发明具有载波控制的发光二极管灯串的驱动系统第一实施例的电路方块图。所述第一实施例的驱动系统包含电源转换电路10、控制电路20以及发光二极管灯串30。其中，电源转换电路10与控制电路20可整合为控制器100，具体地其可为包含电源转换电路10与控制电路20的实体电路控制盒。电源转换电路10接收交流电源Vac，并且转换交流电源Vac为直流电源Vdc，其中直流电源Vdc可产生于跨接在电源转换电路10的输出两端的输出电容(未标示)上。

控制电路20接收直流电源Vdc，以提供控制电路20与发光二极管灯串30所需的直流电源供应。控制器100通过电源线Lp耦接交流电源Vac与发光二极管灯串30。广义地，电源线Lp不以图2A的标示处为限制，只要能够作为传递交流电源Vac或直流电源Vdc的线路，皆应属于电源线Lp的范围，例如交流电源Vac与电源转换电路10的电连接处、控制电路20与发光二极管灯串30的阳极端的电连接处或者控制电路20与发光二极管灯串30的阴极端的电连接处。在本实施例中，发光二极管灯串30包含数个发光二极管模块(或称发光二极管灯)31,32,…,3n，该些发光二极管模块31,32,…,3n是以串联方式连接，并且与控制电路20电性连接。在本实施中，发光二极管灯串30为具有刻录功能的灯串，因此各该发光二极管模块31,32,…,3n具有各自对发光数据、地址数据进行刻录处理的数字与模拟线，容后说明。

控制电路20可通过有线(wired)或无线(wireless)的方式，除本身已内置的发光数据也可从外部接收发光控制数据Sec，使得控制电路20可根据发光控制数据Sec的内容对发光二极管灯串30的各该发光二极管模块31,32,…,3n进行发光控制。举例来说，用户可通过操作计算机的方式，以有线的方式将发光控制数据Sec传送至控制电路20，使控制电路20根据发光控制数据Sec进行发光控制。或者，使用者可通过操作手机或穿戴式装置的方式，以无线的方式将发光控制数据Sec传送至控制电路20，使控制电路20根据发光控制数据Sec进行发光控制。但是不以上述传送发光控制数据Sec的方式以及操作的用户装置限制本发明。

请参见图2B所示，其为本发明具有载波控制的发光二极管灯串的驱动系统第二实施例的电路方块图。第二实施例与图2A所示的第一实施例最主要的差异在于前者(即第二实施例)发光二极管灯串30的该些发光二极管模块31,32,…,3n是以并联方式连接，并且与控制电路20电性连接。其中，控制电路20可整合为控制器100’。在该实施例中，由于该些发光二极管模块31,32,…,3n是以并联方式连接，因此，控制电路20与该些发光二极管模块31,32,…,3n是直接通过一直流电源Vdc供电，例如但不限制为电池单元，即，相较于图2A所示的第一实施例，省去了电源转换电路10对交流电源Vac进行转换为直流电源Vdc的操作。同样地，发光二极管灯串30为具有刻录功能的灯串，因此各该发光二极管模块31,32,…,3n具有各自对发光数据、地址数据进行刻录处理的数字与模拟线，容后说明。

请参见图3A与图3B所示，其分别为图2A与图2B中电源转换电路与控制电路详细的电路图。电源转换电路10包含保险丝FUSE、压敏电阻VAR、电阻R11、输入电阻R12、并联连接输入电阻R12的输入电容C11以及由数个二极管D11～D14组成的全桥整流器。保险丝FUSE与压敏电阻VAR分别提供电源转换电路10的过电流与过电压保护。输入电阻R12与输入电容C11耦接于保险丝FUSE、压敏电阻VAR与全桥整流器之间，可通过将多余的能量由输入电容C11所吸收，以调整提供给发光二极管灯串30的总电压大小。交流电源Vac经由全桥整流器整流后，输出为直流电源Vdc且跨接在电源转换电路10的输出两端的输出电容C2上。

控制电路20包含控制单元CONR、输出控制开关Qsw以及控制单元CONR工作电压产生电路。控制单元CONR耦接输出控制开关Qsw与控制单元CONR工作电压产生电路。输出控制开关Qsw接收直流电源Vdc，并且由控制单元CONR所控制，以导通或关断直流电源Vdc传送至发光二极管灯串30。在本实施例中，输出控制开关Qsw是耦接于发光二极管灯串30的阳极端，且其为p通道的金属氧化物半导体场效晶体管(p-channel MOSFET)，通过电阻R23耦接控制单元CONR。但是，在其他实施例中，输出控制开关Qsw也可耦接于发光二极管灯串30的阴极端，且其为n通道的MOSFET(n-channel MOSFET)，通过电阻R23耦接控制单元CONR，可达到电路的等效特性。

在本实施例中，控制单元CONR工作电压产生电路包含电阻R22、电容C21以及齐纳二极管Dz。电容C21与齐纳二极管Dz并联连接，再与电阻R22连接，但不以此为限制本发明。齐纳二极管Dz经由电阻R22接收直流电源Vdc，并且箝制直流电源Vdc在默认的固定电压值，以提供给控制单元CONR所需的工作电压。但本发明不以图3A所示控制单元CONR工作电压产生电路的架构为限制，只要能够达到工作电压产生功能的电路架构，皆应包含于本发明的范畴中。

配合参见图3C所示，其为图2A中电源转换电路与控制电路的另一实施例详细的电路图。相较于图3A所示，控制电路20还包含电压调整单元24，所述电压调整单元24可为快速放电电路，用以调整提供给发光二极管灯串30的直流工作电力的快速放电，或者电压调整单元24可为电压调整电容，用以调整提供给发光二极管灯串30的直流工作电力的减缓放电。

若电压调整单元24为电压调整电容，则电压调整单元24并联耦接发光二极管灯串30的两端，根据其所提供电容值(容抗值)的大小，对提供给发光二极管灯串30的直流工作电力的减缓放电。

若电压调整单元24为快速放电电路，则电压调整单元24耦接输出控制开关Qsw、发光二极管灯串30以及控制单元CONR，且由控制单元CONR所控制。当控制单元CONR控制输出控制开关Qsw为关断(turned off)时，控制单元CONR以放电的方式降低输出至发光二极管灯串30的电压(或称输出电压)，或者控制快速放电电路(电压调整单元24)，或者通过控制各发光二极管模块31,32,…,3n内的快速放电电路(图未示)，以快速地降低输出至发光二极管灯串30的直流工作电力的电压。控制单元CONR依照设定的时间导通输出控制开关Qsw，以恢复(提高)输出至发光二极管灯串30的输出电压，并且根据所接收到的发光控制数据Sec产生发光驱动信号，使得发光二极管灯串30根据发光驱动信号进行发光模式的运作。

反之，当没有要传送发光驱动信号至发光二极管灯串30时，控制单元CONR控制输出控制开关Qsw为导通(turned on)状态，使得电源转换电路10所输出的直流电源Vdc(即直流工作电力)经由输出控制开关Qsw对发光二极管灯串30供电。借此，只要通过控制输出控制开关Qsw为关断或导通，即可实现发光驱动信号与供电电源在相同的电路架构下皆可传送至发光二极管灯串30的功效。

请参见图4A所示，其为本发明发光二极管模块第一实施例的电路方块图。承前所述，发光二极管灯串30为具有刻录功能的灯串，因此各该发光二极管模块31,32,…,3n具有各自对发光数据、地址数据进行刻录处理的数字与模拟线，例如负责发光控制的发光控制单元311、负责地址信号处理的地址信号处理单元312以及负责地址刻录的地址刻录单元313。如图4A所示的具有刻录功能的发光二极管模块31为例(其余发光二极管模块32,…,3n具有同样的电路方块，不另赘述)，发光二极管模块31(即发光二极管灯)包含稳压器41、振荡器42、地址与数据辨识器43、逻辑控制器44、位移缓存器45、输出缓冲缓存器46、驱动电路47、地址缓存器48、地址比较器49、地址内存50、地址刻录控制器51、刻录信号侦测器52、信号滤波器53、放电单元54、电流侦测器55以及比较单元56。此外，发光二极管模块31还包含电力电容60，耦接在发光二极管模块31的输入端与输出端之间。

其中，放电单元54可通过功率开关的导通与关断控制，实现放电的功能。电流侦测器55可为分压电阻网络，通过对所接收的电压分压所得到的电压值，对应地达成电流大小的侦测。附带一提，发光控制单元311包含上述的地址与数据辨识器43、逻辑控制器44以及位移缓存器45。发光控制单元311是根据载波发光信号的发光命令内容驱动发光二极管的发光行为。其中，发光命令内容是对应于发光二极管的发光行为(方式)，例如色彩变化、亮灭(暗)方式、亮灭频率等等的特定识别的编码内容。地址信号处理单元312包含上述的地址缓存器48、地址比较器49以及地址内存50。地址刻录单元313包含上述的地址刻录控制器51与刻录信号侦测器52。

附带一提，图4A所示的发光二极管模块是应用于图2A、图3A所示的串联方式连接，因此需要使用稳压器41作为电压调节与稳压之用。再者，图4A所示的发光二极管模块是采用点控的操作方式，因此发光二极管模块具有对地址数据处理(包含判断、记忆、刻录等操作)的地址信号处理单元312与地址刻录单元313，即包含地址缓存器48、地址比较器49、地址内存50、地址刻录控制器51以及刻录信号侦测器52。换言之，若发光二极管模块采用同步的操作方式，则可省略地址信号处理单元312与地址刻录单元313，只需要有发光数据处理的发光控制单元311即可。

在上述电路中，依据信号特性的差异可区分为模拟电路(analog circuit)部分与数字电路(digital circuit)部分。其中，稳压器41、振荡器42、地址刻录控制器51、刻录信号侦测器52以及放电单元54是属于模拟电路部分，其他的则可归类于数字电路部分。但是，在不同的实施例中，地址刻录控制器51与刻录信号侦测器52也可兼具模拟电路与数字电路所实现。相对于数字电路的低耗电特性，模拟电路(如稳压器41、振荡器42、发光控制单元311、地址信号处理单元312、地址刻录单元313以及放电单元54)则属于发光二极管模块31中较为耗电的电路组件。因此，本发明的创作特点乃侧重于有效地降低该些模拟电路的耗电，同时兼顾维持发光二极管模块31仍能正常的驱动运作，说明如下。

稳压器41接收输入电压，并且对其提供电压的调节与控制，使提供的输出电压维持稳定。振荡器42产生周期性的频率信号，作为维持发光控制单元311、地址信号处理单元312以及地址刻录单元313能够正常地、有序地运作的时间基准。因此，当振荡器42进入休眠模式停止振荡工作，发光控制单元311、地址信号处理单元312以及地址刻录单元313则受控地进入休眠模式。

地址与数据辨识器43耦接振荡器42；逻辑控制器44耦接地址与数据辨识器43；位移缓存器45耦接逻辑控制器44；输出缓冲缓存器46耦接位移缓存器45，并且耦接驱动电路47。驱动电路47则耦接数个发光二极管。

地址缓存器48耦接逻辑控制器44；地址比较器49耦接逻辑控制器44与地址缓存器48；地址内存50耦接地址比较器49。地址刻录控制器51耦接地址内存50；刻录信号侦测器52耦接地址内存50与地址刻录控制器51。信号滤波器53耦接地址与数据辨识器43、稳压器41以及振荡器42。

控制电路20所产生的发光驱动信号传送至发光二极管模块31，并且经由信号滤波器53滤波后，提供至地址与数据辨识器43进行辨识。经辨识后，地址与数据辨识器43将发光驱动信号中的地址数据(信息)与发光数据(信息)分别辨识出来，并且地址与数据辨识器43将地址数据与发光数据传送至逻辑控制器44。逻辑控制器44将地址数据传送至地址缓存器48。但是不以此为限，地址数据也可在地址与数据辨识器43辨识出来后，由地址与数据辨识器43将地址数据传送至地址缓存器48。

地址比较器49接收地址缓存器48的地址数据，同时也接收储存于地址内存50中的本机地址数据，然后将地址数据与本机地址数据进行比较。若地址数据与本机地址数据相同，表示目前逻辑控制器44所接收到的发光数据，即为该发光二极管模块31的发光控制数据，此时，地址比较器49则通知逻辑控制器44，将发光数据通过位移缓存器45与输出缓冲缓存器46传送至驱动电路47，以供驱动该些发光二极管之用。反之，若地址数据与本机地址数据不同，则表示目前逻辑控制器44所接收到的发光数据并非为该发光二极管模块31的发光控制数据，而是其他发光二极管模块32,…,3n其中之一的发光控制数据。

当刻录信号侦测器52侦测到刻录启动信号时，刻录信号侦测器52通知地址刻录控制器51。此时，地址刻录控制器51开始接收刻录地址数据，并且将刻录地址数据刻录进地址内存50，使得地址内存50储存本机地址数据。

请参见图4B所示，其为本发明发光二极管模块第二实施例的电路方块图。承前所述，由于图4B所示的发光二极管模块是应用于图2B、图3B所示的并联方式连接，因此第二实施例与图4A所示的第一实施例最主要的差异在于前者(即第二实施例)无须额外使用稳压器41作为电压调节与稳压之用。其余的电路操作原理与动作皆与图4A所记载的内容相同，因此在此不再详加赘述。

承前所述，为实现有效地降低模拟电路的耗电，并且兼顾维持发光二极管模块31正常的运作，发光二极管模块31还包含一比较单元，用以作为电压比较的比较单元56。以发光驱动信号为电压信号为例，比较单元56接收发光驱动信号Vd与默认的参考电压值Vth。配合图5所示，在本实施例中，比较单元56可用运算放大器电路作为比较器使用，其中将所接收到的发光驱动信号Vd输入至比较器的非反相输入端，另将参考电压值Vth输入至比较器的反相输入端。通过将发光驱动信号Vd与参考电压值Vth进行比较，当发光驱动信号Vd大于参考电压值Vth时，则输出高准位的控制信号Sc；反之，当发光驱动信号Vd小于参考电压值Vth时，则输出低准位的控制信号Sc。但是不以此为限制，也可将发光驱动信号Vd与参考电压值Vth分别输入至比较器的反相输入端与非反相输入端，则经比较后，可得到与上述准位相反的控制信号Sc，同样可达到对发光驱动信号Vd的判断。此外，对于发光驱动信号Vd的判断，可不限制使用运算放大器电路实现，举凡可用以作为电压比较之用的电路皆应包含于本发明的范畴中。

配合图6所示，其为本发明发光驱动信号的波形示意图。承前所述，当控制单元CONR控制输出控制开关Qsw为关断时，发光二极管灯串30以放电的方式降低电压，以提供驱动发光二极管灯串30的各该发光二极管模块31,32,…,3n的发光驱动信号Vd的低准位电压。或者，通过控制各发光二极管模块31,32,…,3n内的快速放电电路，快速地降低发光信号电压产生电路所产生的电压，以提供驱动发光二极管灯串30的各该发光二极管模块31,32,…,3n的发光驱动信号Vd的低准位电压。并且，通过比较单元56对于发光驱动信号Vd与参考电压值Vth的比较，可解决因快速放电操作导致发光驱动信号Vd快速降低而触及重置电压Vreset，使得电路发生不必要的重置误动作，造成发光二极管模块31的异常判断与误动作。

具体地，如第四波形Cv4所示，在时间点t1时，控制单元CONR控制输出控制开关Qsw为关断，此时，发光驱动信号Vd即快速地降低。在时间点t2，当到达参考电压值Vth时，由于发光驱动信号Vd小于(也可为小于或等于)参考电压值Vth，因此如图5所示的比较单元56经比较两电压后，输出低准位的控制信号Sc。此时，为防止因快速放电造成发光驱动信号Vd再进一步地快速降低，因此，比较单元56所产生的控制信号Sc则控制发光二极管模块31中较为耗电的电路，例如但不限制为模拟电路，如图4A所示的稳压器41、振荡器42、发光控制单元311、地址信号处理单元312、地址刻录单元313以及放电单元54进入休眠模式(sleepmode)或可称为节能模式(eco mode)，以大幅地减少发光二极管模块31的耗电，从而使得发光驱动信号Vd降低的速度骤降。附带一提，为简洁图4A与图4B的示意，其中绘示输入至稳压器41、振荡器42、地址刻录控制器51、刻录信号侦测器52以及放电单元54的控制信号Sc实际上为比较单元56分别耦接至稳压器41、振荡器42、地址刻录控制器51、刻录信号侦测器52以及放电单元54，且提供所输出的控制信号Sc至该些电路单元。

如图6所示的时间点t2后，当发光驱动信号Vd小于参考电压值Vth，则因为上述模拟电路进入休眠模式，使得发光驱动信号Vd衰减的速度减缓，以避免触及重置电压Vreset。附带一提，可通过设计辨识发光驱动信号Vd的低准位电压为参考电压值Vth或者较参考电压值Vth略小但大于重置电压Vreset的电压值，使得达到快速放电侦测、有效地降低耗电，以及正确地判断(辨识)发光驱动信号Vd的低准位电压，从而使发光二极管模块31能正常地驱动运作。举例来说，重置电压Vreset可设计为0.7伏特，参考电压值Vth可设计为1.1伏特，而发光驱动信号Vd的低准位电压可设计为1.1伏特，或者为略小的0.8～1.0伏特，可配合整体电路响应或动作的需求予以适当地设计与调整。

直到时间点t3时，控制单元CONR导通输出控制开关Qsw，以恢复(提高)输出至发光二极管灯串30的输出电压，并且根据所接收到的发光控制数据Sec产生发光驱动信号，使得发光二极管灯串30根据发光驱动信号进行发光模式的运作。因此，由于发光驱动信号Vd大于参考电压值Vth，使得比较单元56所产生的控制信号Sc由低准位转换为高准位，使得控制信号Sc控制稳压器41、振荡器42、发光控制单元311、地址信号处理单元312、地址刻录单元313以及放电单元54离开休眠模式，以恢复该些电路单元的正常操作。同样地，其余发光二极管模块32,…,3n则由发光驱动信号Vd后续的周期提供控制，同样的操作在此不再详加赘述。借此，完成发光二极管灯串30的所有发光二极管模块31,32,…,3n的驱动与发光控制。

除上述实施方式之外，再参见图3A或图3B所示，也可在发光二极管灯串30并联耦接电压调整电容(电压调整单元24)，即在发光二极管灯串30的阳极端与阴极端之间耦接外部电容，以增加发光二极管灯串30线路的等效总电容，使得发光驱动信号Vd减小的速度减缓，以避免触及重置电压Vreset，使得电路发生不必要的重置误动作，造成发光二极管模块31的异常判断与误动作。附带一提，对发光二极管模块31的控制而言，常态的控制为第三波形Cv3所示，即，能够正常识别(辨识)发光控制信号为低准位，而不触及重置电压Vreset，甚至能够不触及参考电压值Vth以维持发光控制单元311、地址信号处理单元312以及地址刻录单元313能够在不进入休眠模式的状态下持续地运作，以达到最佳的控制效能。换言之，可通过对电路参数、频率的设计，调整两周期之间的宽度，例如缩短宽度，配合快速放电电路，如此控制方式可兼具适用于串联的灯数较多、发光控制信号为低准位电压的快速辨识，又能够维持不进入休眠模式的最佳控制效能。

请参见图7A与图7B所示，其分别为本发明发光二极管灯的封装结构的第一实施例的透视图与上视图。上述任一发光二极管模块31,32,…,3n是封装于封装体70内形成封装结构，包含驱动单元71与至少一发光二极管72(本实施例为R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)三个发光二极管，但是不以此为限制)。所述封装结构还包含第一支架711、形成于第一支架711上的第一平台712、第二支架721以及形成于第二支架721上的第二平台722。驱动单元71设置于第一平台712上且通过打线方式电性连接第一平台712。发光二极管72设置于第二平台722上且通过打线方式电性连接第二平台722。驱动单元71电性连接发光二极管72，例如驱动单元71以打线(bonding)的方式电性连接发光二极管72，进而对发光二极管72进行驱动控制。

请参见图8A与图8B所示，其分别为本发明发光二极管灯的封装结构的第二实施例的透视图与上视图。相较于图7A所示，图8A所示的封装结构是采用表面粘着组件(surfacemount device,SMD)形态，驱动单元71设置于第一焊板713上且通过打线方式电性连接第一焊板713，至少一发光二极管72(本实施例为R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)三个发光二极管，但是不以此为限制)设置于第二焊板723上且通过打线方式电性连接第二焊板723。驱动单元71以打线的方式电性连接发光二极管72，进而对发光二极管72进行驱动控制。第一焊板713与第二焊板723设置在基板73上，并且第一焊板713通过在基板73上的导通孔填充导电材料(例如导电锡)而与基板73另一侧的第一电极714形成电性连接；同样地，第二焊板723通过在基板73上的导通孔填充导电材料(例如导电锡)而与基板73另一侧的第二电极724形成电性连接。最后再以封装体70进行封装以实现上述任一发光二极管模块31,32,…,3n封装结构的另一实施方式。

综上所述，本发明具有以下的特征与优点：

1、可实现在相同的线路架构下，传送发光驱动信号与供电电源至发光二极管灯串的功效。

2、可通过各发光二极管模块的快速放电电路，提供快速放电控制发光驱动信号快速地降低其电压准位，以确保所有串联的发光二极管皆能够得到完整的发光控制。

3、有效地降低发光二极管模块中该些模拟电路的耗电，同时能兼顾维持发光二极管模块正常的驱动运作。

4、发光二极管模块可采用点控的操作方式，也可采用同步的操作方式，不仅可提高控制电路设计的弹性与便利性，同时能够实现发光二极管灯具多样化的灯光输出效果与变化。

以上所述，仅为本发明较佳具体实施例的详细说明与图式，但本发明的特征并不局限于此，并非用以限制本发明，本发明的所有范围应以所附申请专利范围为准，凡符合于本发明申请专利范围的精神与其类似变化的实施例，皆应包含于本发明的范畴中，任何熟悉该项技艺者在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (13)

1.一种载波控制的发光二极管灯，其特征在于，包含：

至少一发光二极管；及

一驱动单元，耦接该至少一发光二极管，该驱动单元接收一载波发光信号控制该至少一发光二极管进行发光，该驱动单元包含：

一发光控制单元，根据该载波发光信号的发光命令内容驱动该至少一发光二极管的发光行为；及

一比较单元，接收一直流工作电力，且将该直流工作电力的电压值与一参考电压值进行比较；

其中，当该直流工作电力的电压值大于该参考电压值时，该比较单元根据该载波发光信号的发光命令内容输出一第一控制信号，使该发光控制单元进入工作模式；

当该直流工作电力的电压值小于该参考电压值时，该比较单元输出一第二控制信号至该发光控制单元，使该发光控制单元进入休眠模式，其中该参考电压值大于该驱动单元的一重置电压值。

2.如权利要求1所述的载波控制的发光二极管灯，其特征在于，其中该驱动单元还包含：

一地址信号处理单元，耦接该发光控制单元与该比较单元，且该地址信号处理单元记忆一发光地址，该地址信号处理单元接收从该发光控制单元传送的一地址信号进行比较，当该地址信号与该发光地址相符，该发光控制单元根据该载波发光信号的发光命令内容驱动该至少一发光二极管发光；

当该比较单元输出该第二控制信号至该地址信号处理单元，使该地址信号处理单元进入休眠模式，直至该地址信号处理单元接收到该第一控制信号后进入工作模式。

3.如权利要求2所述的载波控制的发光二极管灯，其特征在于，其中该驱动单元还包含：

一地址刻录单元，耦接该地址信号处理单元与该比较单元；其中该载波发光信号包含一刻录启动信号与一刻录地址信号；当该地址刻录单元接收到该刻录启动信号时，该地址刻录单元根据该刻录地址信号的刻录命令内容将该发光地址写入该地址信号处理单元内；

当该比较单元输出该第二控制信号至该地址刻录单元，使该地址刻录单元进入休眠模式，直至该地址刻录单元接收到该第一控制信号后进入工作模式。

4.如权利要求3所述的载波控制的发光二极管灯，其特征在于，其中该驱动单元还包含：

一振荡器，耦接该发光控制单元、该地址信号处理单元、该地址刻录单元以及该比较单元，其中当该比较单元输出该第二控制信号给该振荡器时，该振荡器进入休眠模式停止振荡工作，直至该振荡器接收到该第一控制信号后进入工作模式开始振荡工作并提供一振荡信号；

当该振荡器于休眠模式停止振荡工作时，该发光控制单元、该地址信号处理单元以及该地址刻录单元未接收到该振荡器所提供的该振荡信号而进入休眠模式。

5.如权利要求1所述的载波控制的发光二极管灯，其特征在于，其中该驱动单元还包含：

一电流侦测单元，耦接该发光控制单元，其中该发光控制单元通过该电流侦测单元接收到该载波发光信号的发光命令内容后驱动该至少一发光二极管的发光行为。

6.如权利要求5所述的载波控制的发光二极管灯，其特征在于，其中该驱动单元还包含：

一放电单元，耦接该比较单元与该电流侦测单元；当该放电单元接收到该电流侦测单元传送的该载波发光信号时，该放电单元开始对该直流工作电力进行放电。

7.如权利要求1所述的载波控制的发光二极管灯，其特征在于，其中该驱动单元还包含：

一电力电容，耦接该发光控制单元、该比较单元以及该至少一发光二极管。

8.如权利要求1所述的载波控制的发光二极管灯，其特征在于，其中该至少一发光二极管与该驱动单元以表面粘着组件形态设置于一基板上；该驱动单元与该至少一发光二极管以打线方式电性连接，且封装于一封装体内。

9.如权利要求1所述的载波控制的发光二极管灯，其特征在于，其中该驱动单元电性连接地设置于一第一平台上，该至少一发光二极管电性连接地设置于一第二平台上；该驱动单元与该至少一发光二极管以打线方式电性连接，且封装于一封装体内。

10.一种载波控制的发光二极管灯串，其特征在于，包含：

一电源线；

一控制器，耦接该电源线；及

至少一发光二极管灯，该发光二极管灯是如权利要求1至9任意一项所述的载波控制的发光二极管灯；该至少一发光二极管灯通过该电源线耦接该控制器，且通过该电源线接收该控制器传递的直流工作电力与载波发光信号。

11.如权利要求10所述的载波控制的发光二极管灯串，其特征在于，其中该控制器包含：

一整流单元，耦接该电源线，用以提供该直流工作电力；

一开关，连接该电源线与该至少一发光二极管灯；及

一控制单元，耦接该整流单元与该开关，其中该控制单元控制该开关导通时，该直流工作电力通过该电源线形成对该至少一发光二极管灯供电的供电回路；

其中，当该控制单元要产生该载波发光信号时，该控制单元根据该载波发光信号的发光命令内容持续切换该开关的导通与截止，使该电源线的该直流工作电力形成数个脉波以组合成该载波发光信号，且通过该电源线传送至该至少一发光二极管灯。

12.如权利要求11所述的载波控制的发光二极管灯串，其特征在于，其中该控制器还包含：

一放电线路，耦接该电源线与该控制单元，当该开关截止时，该控制器驱动该放电线路接收该直流工作电力，且该放电线路开始对该直流工作电力进行放电。

13.如权利要求11所述的载波控制的发光二极管灯串，其特征在于，其中该控制器还包含：

一电压调整电容，耦接该电源线，当该开关截止时，该电压调整电容对该至少一发光二极管灯提供该直流工作电力。

Images