CN110169204B

CN110169204B - 驱动系统

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Publication number: CN110169204B
Application number: CN201780077195.1A
Authority: CN
Inventors: 李玉麟; 黄国忠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-05-27
Filing date: 2017-05-27
Publication date: 2021-04-20
Anticipated expiration: 2037-05-27
Also published as: KR20190064615A; WO2018218400A1; CN110169204A; JP2020502750A; US11191143B2; KR102244183B1; EP3562272A4; EP3562272B1; JP6851567B2; US20200022237A1; EP3562272A1

Abstract

驱动系统，至少包含：计数单元（3）、缓冲单元（4）以及电压调节单元（5），该计数单元（3）接收一驱动信号，并可依据该驱动信号依序切换不同的第一输出端（Q1、Q2、Q3、Q4）而输出一控制信号（S1），并经由该缓冲单元（4）而输出一经隔离的控制信号（S2），而电压调节单元（5）则依据该经隔离的控制信号（S2）输出分别对应不同电阻的控制电压（S3），该控制电压（S3）可用以驱动一电气装置（7），不同控制电压（S3）可控制该电气装置（7）的运作状态。

Description

驱动系统

技术领域

本发明有关一种以简单的电路架构即可依触发时序输出不同控制电压以驱动电气装置而形成不同运作状态的驱动系统。

背景技术

发光二极管(Light-emitting diode，缩写：LED)是一种能发光的半导体电子元件，此种电子元件早在1962年出现，早期只能够发出低光度的红光，其后发展出其他单色光的光源；时至今日，能够发出的光已经遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当高的程度。用途由初时的指示灯及显示板等；随着白光发光二极管的出现，应用发光二极管在各种照明装置也已越来越普遍。例如，高明亮度的发光二极管已被广泛用于交通信号灯，车辆指示灯，以及刹车灯。近年来，使用高电压的发光二极管串的照明设备也被开发来取代传统的白热灯泡和荧光灯泡。

其中，使用发光二极管的照明设备，为了满足使用者对于亮度调变的需求，并兼具节能的优点，而进一步具有调光功能，其运用一调光控制电路单元并配合一开关使用并控制。或者，现有技术也出现有可通过遥控单元(遥控器)调整控制照明设备状态的无线遥控系统，类似常用的无线遥控系统主要包括多个LED光源；一控制单元，用以控制该些LED 光源；一遥控信号接收单元，用以与该控制单元电性相接；以及一遥控单元；进而达到方便操作者利用该遥控单元调整控制LED光源灯光运作状态的目的。

但现有遥控方式具有下列缺馅：

1、该无线遥控系统的传输协议，无论是使用红外线传输技术或是蓝芽传输技术，该遥控信号接收单元与遥控单元之间都需要配对，也即遥控信号接收单元仅能接受与其配对得遥控单元所发出的控制信号，故用户仍要使用特定或经配对后的遥控单元(遥控器)才得以无线控制该照明设备的灯光状态。

2、无线遥控系统需要设置有一译码单元或需具有解调变功能，可对遥控信号接收单元所接收的控制信号进行译码而形成对应的控制信号，进而控制LED光源灯光运作状态；或者需要设置一程序化的控制单元建立其所需动作程序，并依据所接收的控制信号，据以执行其默认的动作程序，故整体电路设计较为繁杂，且成本较高。

因此，本发明提供一种驱动系统，其可以依据用户的操作而进行运作状态的控制，且不须经由配对亦不需要译码或解调变即可进行控制。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种以简单的电路架构即可依触发时序输出不同控制电压以驱动电气装置而形成不同运作状态的驱动系统，为其主要目的。

本发明中驱动系统至少包含：计数单元、缓冲单元以及电压调节单元，该计数单元接收一驱动信号，并可依据该驱动信号依序切换不同的第一输出端而输出一控制信号，并经由该缓冲单元而输出一经隔离的控制信号，而电压调节单元则依据该经隔离的控制信号输出分别对应多个电阻的控制电压，该控制电压可用以驱动一电气装置，不同控制电压可控制该电气装置的运作状态。

本发明另提供一种驱动系统至少包含：计数单元、运算单元以及电压调节单元，该计数单元接收一驱动信号，并可依据该驱动信号依序切换不同的第一输出端而输出一控制信号，依据该第一输出端所输出的控制信号经由该电压调节单元其中一电阻连接至该运算单元而进行运算，并可供输出一特定的控制电压，该控制电压可用以驱动一电气装置，不同控制电压可控制该电气装置的运作状态。

其中，本发明主要利用简单的电路架构即可依触发时序输出不同控制电压以驱动电气装置而形成不同运作状态；例如，本发明的驱动系统可驱动照明装置的光源模块，不同控制电压所对应的设定电压，可控制该照明装置的光源模块运作状态(例如开关、明暗及色温等)；或者，本发明的驱动系统可驱动马达，可控制该马达的运作状态(例如运转速度等)。

依据上述技术特征，所述驱动系统进一步设有无线接收单元以及滤波单元，由该无线接收单元可供接收一无线信号，该无线信号再由滤波单元根据一特定频率范围而对该无线信号进行滤波，以产生该驱动信号并传送至该计数单元；其中，该滤波单元主要滤除应由各种红外线协议译码的红外线信号，经滤波处理后的驱动讯号可传送至该计数单元，让该计数单元随着频率依序让各第一输出端输出控制信号，不仅用户于使用时无须经由配对即可使用各种不同的遥控单元来控制该照明装置进行调光，且也不需要特殊的译码或解调变方式，即使用者可任意按压遥控单元上的任意键，即可达到控制作用。

依据上述技术特征，所述驱动系统进一步设有一驱动单元可供驱动一光源模块，而该驱动单元至少包含：一整流电路，可供连接一交流电源并将交流电源转换为一直流电源；交换式电源供应器，其具有一次侧及二次侧，该一次侧与该整流电路以及电压调节单元连接，该二次侧则输出一设定电压用以驱动该光源模块。

依据上述技术特征，所述驱动系统进一步设有一驱动单元可供驱动一光源模块，而该驱动单元至少包含：一整流电路，用以接收一交流电源，且将该交流电源转换成直流电源；一稳压电路，设有相互串联的电阻、齐纳二极管以及第一运算电路，该相互串联的电阻及齐纳二极管与该整流电路连接以接收该直流电源，依据该直流电源产生一恒定电压，而该第一运算电路接收该恒定电压以及控制电压，并输出一设定电压；以及一定电流电路，该定电流电路设有一相互串联的晶体管以及一电阻，该晶体管可接收该设定电压而用以驱动该光源模块。

依据上述技术特征，所述驱动系统进一步设有一驱动单元可供驱动一光源模块，而该驱动单元至少包含：一整流电路，用以接收一交流电源，且将该交流电源转换成直流电源；一稳压电路，设有相互串联的电阻、齐纳二极管以及第一运算电路，该相互串联的电阻及齐纳二极管与该整流电路连接以接收该直流电源，依据该直流电源产生一恒定电压，而该第一运算电路接收该恒定电压以及控制电压，并输出一参考电压；一电压调节电路，具有相互串联的第一、第二电阻以及一第二运算电路，该相互串联的第一、第二电阻接收该直流电源并予以分压，以产生一分压电压，该第二运算电路接收该参考电压以及分压电压，并输出一设定电压；以及一定电流电路，该定电流电路设有一相互串联的晶体管以及一电阻，该晶体管可接收该设定电压而用以驱动该光源模块。

依据上述技术特征，所述第一运算电路或第二运算电路为减法器。

依据上述技术特征，所述计数单元为强森计数器(Johnson counter)。

依据上述技术特征，所述缓冲单元为三态缓冲器(3-state buffer)。

依据上述技术特征，所述运算单元为加法器。

附图说明

图1所示为本发明中驱动系统第一实施例的电路示意图。

图2所示为本发明中驱动系统的使用示意图。

图3所示为本发明中驱动系统第二实施例的电路示意图。

图4所示为本发明中驱动单元第三实施例的电路示意图。

图5所示为本发明中驱动单元第四实施例的电路示意图。

图6所示为本发明中驱动系统第五实施例的电路示意图。

图7所示为本发明中驱动系统第六实施例的电路示意图。

控制信号S1、S2

控制电压S3

无线接收单元1

滤波单元2

计数单元3

第一输入端C

第一输出端Q1、Q2、Q3、Q4

缓冲单元4

三态缓冲器41

第二输入端411

第二输出端412

电压调节单元5

电阻R1～R7

驱动单元6

整流电路61

交换式电源供应器62

一次侧621

二次侧622

稳压电路63

齐纳二极管Z

第一运算电路633

定电流电路64

晶体管Q

电压调节电路65

第一、第二电阻R8、R9

第二运算电路653

光源模块71

切换开关81

遥控单元82

按键821

运算单元9。

具体实施方式

为了解本发明的技术特征、内容与优点及其所能达成的功效，将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的附图，其主旨仅为示意及辅助说明书的作用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附的附图的比例与配置关系解读、局限本发明于实际实施上的权利范围，因此事先说明。

请参阅图1所示为本发明中驱动系统第一实施例的电路示意图所示，本发明中驱动系统至少包含：计数单元3、缓冲单元4以及电压调节单元5；其中：

计数单元3，具有一第一输入端C以及多个第一输出端Q1、Q2、 Q3、Q4，由该第一输入端C接收一驱动信号，并根据该驱动信号依序切换不同的第一输出端Q1、Q2、Q3、Q4而输出一控制信号；其中，该计数单元3可使用强森计数器(Johnson counter)而进行一环形计数，其可依照计数单元3所接收的驱动信号所形成的脉波，而依序让各第一输出端 Q1、Q2、Q3、Q4输出控制信号；当然，第一输出端的数目并不以本实施例为限，且计数单元亦不以一个为限，多个计数单元可相互串接而形成更多个第一输出端。

缓冲单元4与该计数单元3连接，该缓冲单元4为多个分别与计数单元3中多个第一输出端连接的三态缓冲器(3-state buffer)41，该三态缓冲器41具有分别与该第一输出端Q1、Q2、Q3、Q4连接的第二输入端 411以及多个第二输出端412，由该第二输入端412接收该控制信号，且由该第二输出端412输出一经隔离的控制信号。

电压调节单元5设有分别与该第二输出端412连接的多个电阻 R1～R5，由该电阻R1～R5依据该经隔离的控制信号可供输出一对应的控制电压；其中，与该第二输出端412连接的电阻R1～R4相互并联且与该电阻R5串联连接，让电阻R1与R5、电阻R2与R5、电阻R3与R5或电阻R4与R5形成不同的控制电压。

当计数单元3由该第一输入端C接收一驱动信号，计数单元3则依触发时序依序令第一输出端Q1、Q2、Q3、Q4输出控制信号，而其中一第一输出端Q1、Q2、Q3、Q4所输出的控制信号则传送至与其连接的三态缓冲器41；此时依据该三态缓冲器41的特性，若没有接收到控制信号的三态缓冲器41其第二输出端则处于高阻抗状态，可让该第二输出端与其所属的三态缓冲器41形成隔离，而接收到控制信号的三态缓冲器 41其直接将该控制信号再传送至该电压调节单元5，因为其他未收到控制信号的三态缓冲器41处于高阻抗的隔离状态，让传送至该电压调节单元的控制信号不会受到干扰，再将经隔离的控制信号传送至与其连接的电阻，再利用导通的电阻输出一对应的控制电压，而该控制电压可用以驱动一电气装置7。

使用时，本发明的驱动系统可利用有线或无线方式进行控制，如图 2所示的实施例中，该计数单元3以有线方式连接一切换开关81，由该切换开关81的切换按压而形成一驱动信号，而驱动信号由该计数单元3 中第一输入端C输入脉波，让该计数单元随着频率依序让各第一输出端输出控制信号，例如用户单击切换开关81所形成的脉波让第一输出端 Q1输出控制信号，用户连续按二下切换开关81所形成的脉波让另一第一输出端Q2输出控制信号；若使用者单击切换开关81所形成的脉波让第一输出端Q1输出控制信号S1，再将控制信号S1传送至与其连接的三态缓冲器41，再将经隔离的控制信号S2传送至与其连接的电阻；其中，利用导通的电阻R1及R5以输出一对应的控制电压S3，依据该控制电压S3驱动该电气装置7；故本发明的驱动系统不需要特殊的译码或解调变方式，即可达到控制作用，且可依用户所需切换电气装置的运作状态。

而本发明的驱动系统亦可利用无线方式进行控制，如图3所示的实施例中，该驱动系统进一步设有无线接收单元1以及滤波单元2，由该无线接收单元1可供接收一无线信号，该无线信号再由滤波单元2根据一特定频率范围而对该无线信号进行滤波，以产生该驱动讯号并传送至该计数单元3；在本发明的主要实施例中，无线接收单元1为红外线传输技术，而该滤波单元2主要滤除应由各种红外线协议译码的红外线信号；其中，该滤波单元2可以为电容器。另外，该驱动系统亦可进一步设有一驱动单元6，可供驱动该电气装置，如图所示的实施例中，该驱动单元6与该电压调节单元5连接，依据该控制电压输出一设定电压用以驱动该电气装置7。而该电气装置则可以为照明装置中的光源模块71，请参阅图3所示，本发明中光源模块71主要设有至少一发光二极管。

使用时，搭配一遥控单元82，如图所示，该遥控单元82选用红外线传输技术，例如家庭内常使用的任一家电遥控器，用户按压遥控单元 82上的任一按键821并发出驱动信号，该驱动信号随不同遥控单元而具有特定红外线传输协议，且随着不同按键821而具有特定编码信号；而照明装置则通过该无线接收单元1接收该驱动信号，经由滤波单元2滤除应由红外线协议译码的红外线信号，经滤波处理后的驱动信号可传送至该计数单元3。

该计数单元3接收的驱动信号由该第一输入端C输入脉波，让该计数单元随着频率依序让各第一输出端输出控制信号，例如用户单击按键 821所形成的脉波让第一输出端Q1输出控制信号，用户连续按二下按键 821所形成的脉波让另一第一输出端Q2输出控制信号；若用户单击按键 821所形成的脉波让第一输出端Q1输出控制信号，再将控制信号传送至与其连接的三态缓冲器41，再将经隔离的控制信号传送至与其连接的电阻，以输出一对应的控制电压至该驱动单元6，依据该控制电压输出一设定电压用以驱动该光源模块71。

例如，用户单击按键可让光源模块开启全亮状态；或者，连续按二下按键让光源模块先开启全亮状态后，再降低20％亮度；或者，连续按三下按键让光源模块先开启全亮状态，降低20％亮度后，再降低20％亮度，利用上述操作模式用户无须经由配对即可使用各种不同的遥控单元来控制该光源模块进行光源灯光运作状态(包含开关、明暗及色温等)，且也不需要特殊的译码或解调变方式，也即使用者可任意按压遥控单元上的任意键，即可达到控制作用。

然，上述仅遥控单元82的一种实施例，遥控单元82的实施方式也可为智能型手机、平板计算机，可透过红外线信号进行无线控制，如此即可调控照明装置的光源灯光运作状态(包含开关、明暗及色温等)；或者该电气装置可以为马达，可控制该马达的运作状态(例如运转速度等)，或者可控制其他电压驱动的电气装置，同样可调控其运作状态。

如图3所示，驱动单元至少包含：整流电路61以及交换式电源供应器62；该整流电路61可供连接一交流电源并将交流电源转换为一直流电源；而交换式电源供应器62具有一次侧621及二次侧622，该一次侧 621与该整流电路61以及电压调节单元5连接，并与电压调节单元5并联连接，该二次侧622则输出一设定电压用以驱动该光源模块71。

如图4所示为驱动单元的第三实施例，其中驱动单元至少包含：一整流电路61、一稳压电路63以及一定电流电路64；该稳压电路63设有相互串联的电阻R6、齐纳二极管Z以及第一运算电路633，该相互串联的电阻R6及齐纳二极管Z与该整流电路61连接以接收该直流电源，依据该直流电源产生一恒定电压，而该第一运算电路633接收该恒定电压以及控制电压，并输出一设定电压。而该定电流电路64设有一相互串联的晶体管Q以及一电阻R7，该定电流电路64与光源模块71的发光二极管串联连接，该晶体管Q可接收该设定电压而用以驱动该光源模块，以限制电流至发光二极管，并可维持该驱动电流于一固定值。

如图5所示为驱动单元的第四实施例，其中该驱动单元上述实施例的差别进一步设有一电压调节电路65，该电压调节电路65具有相互串联的第一、第二电阻R8、R9以及一第二运算电路653，该稳压电路63 依据该直流电源产生一恒定电压，以及该第一运算电路633接收该恒定电压以及控制电压，并输出一参考电压，该相互串联的第一、第二电阻 R8、R9接收该直流电源并予以分压，以产生一分压电压，该第二运算电路653接收该参考电压以及分压电压，并输出一设定电压至该定电流电路的晶体管Q；其中，该第二电阻也可以为可变电阻，可进一步通过该可变电阻以手动方式来调整光源模块的亮度，以具有手动调光功能。

而上述的第一运算电路或第二运算电路可以为减法器。

图6所示为驱动系统的第五实施例，该驱动系统至少包含：计数单元3、电压调节单元5以及运算单元9；其与上述实施例的差异为本实施例并无设置缓冲单元，而改为设置一运算单元9与该电压调节单元5连接，该电压调节单元5同样设有分别与各第一输出端Q1、Q2、Q3、Q4 连接的电阻R1～R4，依据该计数单元中其中一第一输出端Q1、Q2、Q3、 Q4所输出的控制信号，经由该电压调节单元5其中一电阻连接至该运算单元9而进行运算并可供输出一特定的控制电压，且该输出的控制电压也因运算单元的设置，而具有隔离作用；而该运算单元9可为一加法器。

当然，本实施例的驱动系统同样可利用有线或无线方式进行控制，如图7所示的驱动系统第六实施例中，是以设有无线接收单元1以及滤波单元2的无线控制方式为例；也可进一步设置有驱动单元6，该驱动单元进一步设有一整流电路61、一稳压电路63、一电压调节电路65以及一定电流电路64(与图5中驱动单元的结构组成相同)；由该整流电路 61将转换为一直流电源，该稳压电路63依据该直流电源产生一恒定电压，以及该第一运算电路633接收该恒定电压以及控制电压，并输出一参考电压，而该电压调节电路65同样接收该直流电源并予以分压，以产生一分压电压，且该第二运算电路653接收该参考电压以及分压电压，并输出一设定电压至该定电流电路的晶体管Q，该晶体管Q可接收该设定电压而用以驱动该光源模块，以限制电流至发光二极管，并可维持该驱动电流于一固定值；其中，该第二电阻也可以为可变电阻，可进一步通过该可变电阻以手动方式来调整光源模块的亮度，以具有手动调光功能。当然，该驱动单元也可如上所述的图3或图4所述的结构组成。

综上所述，本发明提供一较佳可行的驱动系统，依法提交发明专利的申请；本发明的技术内容及技术特点巳公开如上，然而熟悉本领域技术的人员仍可能基于本发明的公开而作各种不背离本发明的发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所公开的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为以下的权利要求范围所涵盖的。

Claims

1.一种驱动系统，至少包含：

计数单元，具有一第一输入端以及多个第一输出端，由该第一输入端接收一驱动信号，并根据该驱动信号依序切换不同的第一输出端而输出一控制信号；

缓冲单元，为三态缓冲器(3-state buffer)，其与该计数单元连接，具有分别与该第一输出端连接的第二输入端以及多个第二输出端，由该第二输入端接收该控制信号，且由该第二输出端输出一经隔离的控制信号；以及

电压调节单元，设有分别与该第二输出端连接的多个电阻，该多个电阻相互并联，另有一电阻则与该多个电阻串联，由不同电阻依据该经隔离的控制信号可供输出一对应的控制电压，可供驱动一电气装置。

2. 如权利要求1所述的驱动系统，其中，该计数单元为强森计数器(Johnsoncounter)。

3.如权利要求1或2所述的驱动系统，其中，该驱动系统进一步设有无线接收单元以及滤波单元，由该无线接收单元可供接收一无线信号，该无线信号再由滤波单元根据一特定频率范围而对该无线信号进行滤波，以产生该驱动信号并传送至该计数单元。

4.如权利要求1或2所述的驱动系统，其中，该计数单元以有线方式接收一驱动信号。

5.如权利要求4所述的驱动系统，其中，该计数单元以有线方式连接一切换开关。

6.一种驱动系统，至少包含：

计数单元，具有一第一输入端以及复数第一输出端，由该第一输入端接收一驱动信号，并根据该驱动信号依序切换不同的第一输出端而输出一控制信号；

电压调节单元，设有分别与该第一输出端连接的多个电阻；以及

运算单元，为加法器，其与该电压调节单元连接，依据该第一输出端所输出的控制信号经由该电压调节单元其中一电阻可供输出一特定的控制电压，可供驱动一电气装置。

7.如权利要求6所述的驱动系统，其中，该驱动系统进一步设有无线接收单元以及滤波单元，由该无线接收单元可供接收一无线信号，该无线信号再由滤波单元根据一特定频率范围而对该无线信号进行滤波，以产生该驱动信号并传送至该计数单元。

8.如权利要求6所述的驱动系统，其中，该计数单元以有线方式接收一驱动信号。

9.如权利要求8所述的驱动系统，其中，该计数单元以有线方式连接一切换开关。