CN110475400A - 光源切换系统及其控制光源发光的方法 - Google Patents

Abstract

一种光源切换系统及方法，包括信号输入端、第一、第二、第三输入电路、调光控制单元、直流转换单元、第一、第二开关电路及第一、第二、第三发光元件。第二及第三输入电路分别包括第一、第二检测单元及第一、第二开关驱动单元。调光控制单元连接第二及第三输入电路。直流转换单元连接第一、第二、第三输入电路及调光控制单元。第一及第二开关电路分别连接直流转换单元及第一、第二开关驱动单元。第一发光元件连接直流转换单元。第二及第三发光元件分别连接第一及第二开关电路；其中第一、第二及第三发光元件互相并联连接。

Description

光源切换系统及其控制光源发光的方法

技术领域

本发明关于一种光源切换系统及其控制光源发光的方法，特别是一种可同时适用于多个发光二极管的光源切换系统。

背景技术

现今的车子的灯光系统包含各种功能的灯，如：日行灯、近灯、远灯、转向灯、雾灯和位置灯等。因节能与造型要求，各类灯已逐渐从卤素灯改成LED灯。但于先前技术中，不同功能的LED灯使用各自的电源进行LED的驱动，此方式将造成LED的电源体积较大、成本较高、电子用料较多和浪费资源等缺点。

因此，有必要发明一种新的光源切换系统及其控制光源发光的方法，以解决先前技术的缺失。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光源切换系统，其具有可同时适用于多个发光二极管的效果，且本发明可使用一个切换式电源同时点亮多个发光二极管串联的灯，尤其能处理输出负端不与输入负端相连的切换式电源架构，例如buck-boost。

本发明的又一主要目的是在提供用于上述系统的控制光源发光的方法。

为达成上述的目的，本发明的光源切换系统包括信号输入端、第一输入电路、第二输入电路、第三输入电路、调光控制单元、直流转换单元、第一开关电路、第二开关电路、第一发光元件、第二发光元件及第三发光元件。第一输入电路电性连接信号输入端。第二输入电路包括第一检测单元及第一开关驱动单元，第一检测单元电性连接信号输入端。第三输入电路包括第二检测单元及第二开关驱动单元，第二检测单元电性连接信号输入端。调光控制单元电性连接第二输入电路及第三输入电路。直流转换单元电性连接第一输入电路、第二输入电路、第三输入电路及调光控制单元。第一开关电路电性连接直流转换单元及第一开关驱动单元。第二开关电路电性连接直流转换单元及第二开关驱动单元。第一发光元件电性连接直流转换单元。第二发光元件电性连接第一开关电路。第三发光元件电性连接第二开关电路；其中第一发光元件、第二发光元件及第三发光元件互相并联连接。

本发明控制光源发光的方法包括以下步骤：检测信号输入端是否输入第一输入信号；若是，输出第一导通信号到第一开关单元；以及使直流转换单元转换输出的第一电源信号传输至第一发光元件。

附图说明

图1为本发明的光源切换系统的架构示意图。

图2为本发明的光源切换系统的电路结构的第一实施例的示意图。

图3为本发明的光源切换系统的电路结构的第二实施例的示意图。

图4为本发明的控制光源发光的方法的步骤流程图。

其中附图标记为：

光源切换系统1、1a、1b

第一输入电路11

第二输入电路12

第三输入电路13

第一检测单元21、21’

第二检测单元22

第一开关驱动单元31、31’

第二开关驱动单元32

调光控制单元40

直流转换单元50

第一开关电路61

第二开关电路62

第一场效晶体管71

第一源极711

第一漏极712

第一栅极713

第二场效晶体管72

第二漏极721

第二源极722

第二栅极723

第三场效晶体管73

第三源极731

第三漏极732

第三栅极733

电容C

第一电容C1

第二电容C2

二极管D

第一发光元件D1

第二发光元件D2

第三发光元件D3

接地端G

红外线发光元件IR

电感L

光敏晶体管P

晶体管Q

电阻R

第一电阻R1

第二电阻R2

第三电阻R3

第四电阻R4

第五电阻R5

第六电阻R6

第七电阻R7

信号输入端Vin

第一输入端Vin1

第二输入端Vin2

第三输入端Vin3

输出端Vo1、Vo2、Vo3

齐纳二极管Z

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合图式说明如下：

为能让贵审查委员能更了解本发明之技术内容，特举较佳具体实施例说明如下。

以下请先参考图1为本发明的光源切换系统的架构示意图。需注意的是，尽管以下描述使用术语「第一」、「第二」等来描述各种元件，但此等元件不应被该等术语限制。此等术语仅用以将一元件与另一元件进行区分。举例而言，在不脱离各种所描述实施例的范畴的情况下，第一发光元件可被称为第二发光元件，且类似地，第二发光元件可被称为第一发光元件。第一发光元件及第二发光元件皆为发光元件，但其并非同一发光元件。

本发明的光源切换系统1包括信号输入端Vin、第一输入电路11、第二输入电路12、第三输入电路13、调光控制单元40、直流转换单元50、第一开关电路61、第二开关电路62、第一发光元件D1、第二发光元件D2及第三发光元件D3。信号输入端Vin可将电源信号供应给不同的发光二极管，就如图1中的第一发光元件D1、第二发光元件D2或第三发光元件D3，各第一发光元件D1、第二发光元件D2及第三发光元件D3可以为单一或多个串接的发光二极管，且各第一发光元件D1、第二发光元件D2及第三发光元件D3互相并联连接。

信号输入端Vin电性连接至第一输入电路11、第二输入电路12及第三输入电路13个别的第一输入端Vin1、第二输入端Vin2及第三输入端Vin3，藉以传输电源信号。第二输入电路12包括一第一检测单元21及一第一开关驱动单元31，第三输入电路13包括一第二检测单元22及一第二开关驱动单元32，其中该第一检测单元21及该第二检测单元22都电性连接该信号输入端Vin，用以得知信号输入端Vin是否有传输电源信号。第一开关驱动单元31及第二开关驱动单元32用以根据第一检测单元21及该第二检测单元22的信号决定是否切换第一开关电路61及第二开关电路62。

调光控制单元40电性连接该第二输入电路12及该第三输入电路13，用以根据需求决定供应给第二发光元件D2及第三发光元件D3的电流。直流转换单元50电性连接该第一输入电路11、该第二输入电路12、该第三输入电路13及该调光控制单元40，该直流转换单元根据该调光控制单元40的控制以调整输出的电流。第一开关电路61电性连接该直流转换单元50及该第一开关驱动单元31，第二开关电路62电性连接该直流转换单元50及该第二开关驱动单元32。最后第一发光元件D1电性连接该直流转换单元50，第二发光元件D2电性连接该第一开关电路61，第三发光元件D3电性连接该第二开关电路62。第一开关电路61及第二开关电路62用以决定电源信号是否可以传输到第二发光元件D2及第三发光元件D3。

另外于本发明的一实施方式中，该第一输入电路11维持导通，以使该直流转换单元50持续输出一第一电源信号给该第一发光元件D1。藉此，光源切换系统1可以让第一发光元件D1保持恒亮以确认信号输入端Vin有电源输入，但本发明并不限于此实施方式，光源切换系统1也可以不设置第一发光元件D1。

如此一来，当该第一检测单元21接收该信号输入端Vin的一第一输入信号时，该第一检测单元21使该第一开关驱动单元31输出一第一导通信号到该第一开关单元，藉以将该直流转换单元50转换输出的一第二电源信号传输至该第二发光元件D2。而当该第二检测单元22接收该信号输入端Vin的一第二输入信号时，该第二检测单元22使该第二开关驱动单元32输出一第二导通信号到该第二开关单元，藉以将该直流转换单元50转换输出的一第三电源信号传输至该第三发光元件D3。第二发光元件D2及第三发光元件D3即可藉由上述的电路分别来发光。

另外，当该第一检测单元21与该第二检测单元22同时接收该信号输入端Vin的一第一输入信号及一第二输入信号时，该第一检测单元21使该第一开关驱动单元31输出一第一导通信号到该第一开关单元，该第二检测单元22使该第二开关驱动单元32输出一第二导通信号到该第二开关单元，且该直流转换单元转换输出的一第四电源信号及一第五电源信号以分别传输至该第二发光元件D2及该第三发光元件D3。由此可知，光源切换系统1可以让该第二发光元件D2及该第三发光元件D3个别发光或是同时发光。

接着请参考图2为本发明的光源切换系统的电路结构的第一实施例的示意图。由于第二输入电路12及第三输入电路13的电路结构可以完全相同，所以于图2及之后的图3中仅以其中第二输入电路12为例进行说明。

于本发明的第一实施例中，藉由buck-boost架构的切换式电源供应电源信号，使得处理输出负端不与输入负端相连，但本发明并不限于此。光源切换系统1a的该第一检测单元21包括一第一电阻R1、一第二电阻R2及一第一电容C1。该第一开关驱动单元31包括一齐纳二极管Z、一第三电阻R3、一第四电阻R4及一第一场效晶体管71。该第一开关电路61为P型的第二场效晶体管72。其中该第一场效晶体管71包括一第一源极711、一第一栅极713及一第一漏极712，该第二场效晶体管72包括一第二漏极721、一第二栅极723及一第二源极722。其中该第一电阻R1连接该信号输入端Vin及串联连接该第二电阻R2，该第二电阻R2连接至一接地端G及并联连接该第一电容C1，该第一栅极713连接该第一电阻R1及该第二电阻R2之间，该第一源极711连接该接地端G。该第三电阻R3与该齐纳二极管Z并联连接，且与该第四电阻R4串联连接，该第四电阻R4再连接到该第一漏极712。该第二栅极723连接该第三电阻R3及该第四电阻R4之间，该第二漏极721连接该直流转换单元50，该第二源极722连接该第二发光元件D2。当有需要时，第二发光元件D2可以再经由输出端Vo1、Vo2、Vo3并联连接到第三发光元件D3。

藉此当该第一检测单元21接收该信号输入端Vin的一第一输入信号或当该第二检测单元22接收该信号输入端Vin的一第二输入信号时，该第一场效晶体管71因为该第一电阻R1及该第二电阻R2之间的分压而导通，以使得该第二场效晶体管72的第二漏极721与第二栅极723藉由第三电阻R3及第四电阻R4的分压而顺偏，让第二场效晶体管72的第二漏极721及第二源极722导通。最后第二发光元件D2就可发光。若该第一检测单元21没有接收该信号输入端Vin的第一输入信号或当该第二检测单元22没有接收该信号输入端Vin的第二输入信号时，第一场效晶体管71当然无法导通，导致第二场效晶体管72不导通，让第二发光元件D2无法发光。

接着请参考图3为本发明的光源切换系统的电路结构的第二实施例的示意图。

于本发明的第二实施例中，光源切换系统1b的该第一检测单元21’包括一第五电阻R5及一红外线发光元件IR。该第一开关驱动单元31’包括一第六电阻R6、一第七电阻R7、一光敏晶体管P及一第二电容C2。该第一开关电路61为N型的第三场效晶体管73，其中该第三场效晶体管73包括一第三源极731、一第三漏极732及一第三栅极733。该第五电阻R5连接该信号输入端Vin及串联连接该红外线发光元件IR，该红外线发光元件IR及该光敏晶体管P形成一光耦合器，该第六电阻R6、该第七电阻R7及该光敏晶体管P互相串联，且该第七电阻R7并联连接该第二电容C2，该第三栅极733连接该光敏晶体管P及该第七电阻R7之间，该第三源极731连接该第七电阻R7的另一端，该第三漏极732连接该第二发光元件D2。

藉此当该第一检测单元21’接收该信号输入端Vin的一第一输入信号或当该第二检测单元22接收该信号输入端Vin的一第二输入信号时，该红外线发光元件IR发出一红外光以使得该光敏晶体管P导通，让该第三场效晶体管73的第三栅极733及第三源极731藉由第六电阻R6及该第七电阻R7的分压顺偏，使得该第三场效晶体管73的第三漏极732及第三源极731导通，最后第二发光元件D2即可发光。若该第一检测单元21’没有接收该信号输入端Vin的第一输入信号或当该第二检测单元22没有接收该信号输入端Vin的第二输入信号时，红外线发光元件IR当然无法发出红外光让光敏晶体管P导通，导致第三场效晶体管73不导通，让第二发光元件D2无法发光。因此，调光控制单元40可依据不同的检测单元是否有检测到输入信号的状况来调整最终输出到发光元件的电流。

除了上述的电路元件外，本发明的电路中还可以包括其他的电路元件，如电阻R、电容C、电感L、二极管D，或是晶体管Q等，以分别作为分压、稳压或切换等等的用途。由于其他的电路元件的技术并非本发明的重点所在，故在此不再赘述。

由上述说明可知，本发明的光源切换系统1、1a、1b可以让第二发光元件D2及第三发光元件D3分别或同时发光，并且也可以依照需求方便地持续并联增加第四或第五发光元件，而不需要重新设置驱动元件。

接着请参考图4为本发明的控制光源发光的方法的步骤流程图。此处需注意的是，以下虽以上述光源切换系统1、1a、1b为例说明本发明的控制光源发光的方法，但本发明的控制光源发光的方法并不以使用在上述相同结构的光源切换系统1、1a、1b为限。

首先光源切换系统1先进行步骤401：维持该直流转换单元持续输出一第一电源信号给该第一发光元件。

首先第一输入电路11维持导通，以使该直流转换单元50持续输出一第一电源信号给该第一发光元件D1，让第一发光元件D1保持恒亮。

其次进行步骤402：检测该信号输入端是否输入一第一输入信号。

其次第一检测单元21检测是否自该信号输入端Vin接收第一输入信号。若没有接收第一输入信号，则回到步骤401。

若检测得知输入该第一输入信号，进一步进行步骤403：检测该信号输入端是否同时输入一第二输入信号。

此时该第二检测单元22进一步确认是否自该信号输入端Vin接收一第二输入信号。

若没有同时输入该第二输入信号，则进行步骤404：输出一第一导通信号到该第一开关单元。

于此步骤404中由于只有该第一检测单元21检测到第一输入信号，所以该第一检测单元21使该第一开关驱动单元31输出一第一导通信号到该第一开关单元。

再进行步骤405：使该直流转换单元转换输出的一第二电源信号传输至该第二发光元件。

接着将该直流转换单元50转换输出的一第二电源信号传输至该第二发光元件D2，使第二发光元件D2发光。需注意的是，步骤402中也可更改为检测是否输入一第二输入信号，则步骤404到步骤405就可输出第三电源信号到第三发光元件D3。由于本发明的光源切换系统1、1a、1b用于驱动第二发光元件D2及第三发光元件D3的方法基本上相同，故在此不再重复说明只用于第三发光元件D3的步骤流程。

若步骤403中同时检测到该第二输入信号的输入，则进行步骤406：输出该第一导通信号到该第一开关单元及一第二导通信号到该第二开关单元。

此时该第一检测单元21使该第一开关驱动单元31输出一第一导通信号到该第一开关单元，该第二检测单元22使该第二开关驱动单元32输出一第二导通信号到该第二开关单元。

最后进行步骤407：使该直流转换单元转换输出的一第四电源信号及一第五电源信号以分别传输至该第二发光元件及该第三发光元件。

最后该直流转换单元转换输出的一第四电源信号及一第五电源信号以分别传输至该第二发光元件D2及该第三发光元件D3，让该第二发光元件D2及该第三发光元件D3可同时发光。

此处需注意的是，本发明的控制光源发光的方法并不以上述的步骤次序为限，只要能达成本发明的目的，上述的步骤次序亦可加以改变。

需注意的是，上述实施方式仅例示本发明的较佳实施例，为避免赘述，并未详加记载所有可能的变化组合。然而，本领域的通常知识者应可理解，上述各模块或元件未必皆为必要。且为实施本发明，亦可能包含其他较细节的现有模块或元件。各模块或元件皆可能视需求加以省略或修改，且任两模块间未必不存在其他模块或元件。只要不脱离本发明基本架构者，皆应为本专利所主张的权利范围，而应以专利申请范围为准。

Claims (15)

1.一种光源切换系统，其特征在于，包括：

一信号输入端；

一第一输入电路，电性连接该信号输入端；

一第二输入电路，包括一第一检测单元及一第一开关驱动单元，该第一检测单元电性连接该信号输入端；

一第三输入电路，包括一第二检测单元及一第二开关驱动单元，该第二检测单元电性连接该信号输入端；

一调光控制单元，电性连接该第二输入电路及该第三输入电路；

一直流转换单元，电性连接该第一输入电路、该第二输入电路、该第三输入电路及该调光控制单元；

一第一开关电路，电性连接该直流转换单元及该第一开关驱动单元；

一第二开关电路，电性连接该直流转换单元及该第二开关驱动单元；

一第一发光元件，电性连接该直流转换单元；

一第二发光元件，电性连接该第一开关电路；以及

一第三发光元件，电性连接该第二开关电路；其中该第一发光元件、该第二发光元件及该第三发光元件互相并联连接。

2.如权利要求1所述的光源切换系统，其特征在于，该第一输入电路维持导通，以使该直流转换单元持续输出一第一电源信号给该第一发光元件。

3.如权利要求2所述的光源切换系统，其特征在于，当该第一检测单元接收该信号输入端的一第一输入信号时，该第一检测单元使该第一开关驱动单元输出一第一导通信号到该第一开关单元，藉以将该直流转换单元转换输出的一第二电源信号传输至该第二发光元件。

4.如权利要求2所述的光源切换系统，其特征在于，当该第二检测单元接收该信号输入端的一第二输入信号时，该第二检测单元使该第二开关驱动单元输出一第二导通信号到该第二开关单元，藉以将该直流转换单元转换输出的一第三电源信号传输至该第三发光元件。

5.如权利要求2所述的光源切换系统，其特征在于，当该第一检测单元与该第二检测单元同时接收该信号输入端的一第一输入信号及一第二输入信号时，该第一检测单元使该第一开关驱动单元输出一第一导通信号到该第一开关单元，该第二检测单元使该第二开关驱动单元输出一第二导通信号到该第二开关单元，且该直流转换单元转换输出的一第四电源信号及一第五电源信号以分别传输至该第二发光元件及该第三发光元件。

6.如权利要求3-5的任一项所述的光源切换系统，其特征在于，该直流转换单元根据该调光控制单元控制一电流输出。

7.如权利要求1所述的光源切换系统，其特征在于，该第一检测单元或该第二检测单元包括一第一电阻、一第二电阻及一第一电容，该第一开关驱动单元或该第二开关驱动单元包括一齐纳二极管、一第三电阻、一第四电阻及一第一场效晶体管，该第一开关电路或该第二开关电路为一第二场效晶体管，其中该第一场效晶体管包括一第一源极、一第一栅极及一第一漏极，该第二场效晶体管包括一第二源极、一第二栅极及一第二漏极。

8.如权利要求7所述的光源切换系统，其特征在于，该第一电阻连接该信号输入端及串联连接该第二电阻，该第二电阻连接至一地端及并联连接该第一电容，该第一栅极连接该第一电阻及该第二电阻之间，该第一源极连接该地端，该第三电阻与该齐纳二极管并联连接，且与该第四电阻串联连接，该第四电阻再连接到该第一漏极，该第二栅极连接该第三电阻及该第四电阻之间，该第二漏极连接该直流转换单元，该第二源极连接该第二发光元件或该第三发光元件。

9.如权利要求8所述的光源切换系统，其特征在于，当该第一检测单元接收该信号输入端的一第一输入信号或当该第二检测单元接收该信号输入端的一第二输入信号时，该第一场效晶体管导通，以使得该第二场效晶体管导通，让该第二发光元件或该第三发光元件发光。

10.如权利要求1所述的光源切换系统，其特征在于，该第一检测单元或该第二检测单元包括一第五电阻及一红外线发光元件，该第一开关驱动单元或该第二开关驱动单元包括一第六电阻、一第七电阻、一光敏晶体管及一第二电容，该第一开关电路或该第二开关电路为一第三场效晶体管，其中该第三场效晶体管包括一第三源极、一第三栅极及一第三漏极。

11.如权利要求10所述的光源切换系统，其特征在于，该第五电阻连接该信号输入端及串联连接该红外线发光元件，该红外线发光元件及该光敏晶体管形成一光耦合器，该第六电阻、该第七电阻及该光敏晶体管互相串联，且该第七电阻并联连接该第二电容，该第三栅极连接该光敏晶体管及该第七电阻之间，该第三源极连接该第七电阻的另一端，该第三漏极连接该第二发光元件或该第三发光元件。

12.如权利要求11所述的光源切换系统，其特征在于，当该第一检测单元接收该信号输入端的一第一输入信号或当该第二检测单元接收该信号输入端的一第二输入信号时，该红外线发光元件发出一红外光以使得该光敏晶体管导通，让该第三场效晶体管导通，使第二发光元件或该第三发光元件发光。

13.一种控制光源发光的方法，用于一光源切换系统，其特征在于，该光源切换系统包括一信号输入端、一第一开关单元、一直流转换单元及一第一发光元件，该方法包括：

检测该信号输入端是否输入一第一输入信号；

若是，输出一第一导通信号到该第一开关单元；以及

使该直流转换单元转换输出的一第一电源信号传输至该第一发光元件。

14.如权利要求13所述的控制光源发光的方法，该光源切换系统更包括一第二开关单元及一第二发光元件，其特征在于，该方法更包括以下步骤：

检测该信号输入端是否同时输入该第一输入信号及一第二输入信号；

若是，输出该第一导通信号到该第一开关单元及一第二导通信号到该第二开关单元；以及

使该直流转换单元转换输出的一第二电源信号及一第三电源信号以分别传输至该第一发光元件及该第二发光元件。

15.如权利要求13或14所述的控制光源发光的方法，该光源切换系统更包括一第三发光元件，其特征在于，该方法更包括以下步骤：

维持该直流转换单元持续输出一第四电源信号给该第三发光元件。