CN112913327A - 一种led照明系统、led照明装置及其调光控制方法 - Google Patents

Abstract

本揭露提出一种LED照明系统、LED照明装置及其调光控制方法。所述LED照明系统其包括整流电路、滤波电路、驱动电路、LED模块以及解调电路。解调电路耦接第一连接端和第二连接端，用以撷取所述输入电源中的信号特征，并且对所述信号特征进行解调，藉以取出相应的调光信息。所述解调电路根据所述调光信息产生调光控制信号，并将所述调光控制信号提供给所述驱动电路。所述驱动电路基于所述调光控制信号调整电源转换动作，藉以响应于所述调光信息改变所述驱动电源大小。所述信号特征为相切角，并且所述LED模块以最低亮度发光时，所述相切角不大于90度。

Description

一种LED照明系统、LED照明装置及其调光控制方法

技术领域

本揭露涉及照明器具领域，具体涉及一种LED照明系统、LED照明装置及其调光控制方法。

背景技术

LED照明技术正快速发展而取代了传统的白炽灯及荧光灯。相较于充填有惰性气体及水银的荧光灯而言,LED直管灯无须充填水银。因此,在各种由像是传统荧光灯泡及灯管等照明选项所主宰的家用或工作场所用的照明系统中,各种LED灯具，如LED直管灯、LED灯泡、LED灯丝灯、高功率LED灯或一体化LED灯等，无意外地逐渐成为人们高度期待的照明选项。LED灯的优点包含提升的耐用性及寿命以及较低耗能。因此,考虑所有因素后,LED灯将会是最佳的照明选项。

在一般的LED照明方案中，如何实现调光控制是一个广泛被讨论的议题。在现有的调光技术中，通常是以切相/斩波的方式来调整输入电压的有效值，进而实现调光的效果。然而，此种调光控制方式由于显著地影响电压波形的完整性，因此不可避免地会造成LED灯发光效率降低及闪烁等各种问题。

有鉴于上述问题,以下提出本揭露及其实施例。

发明内容

然而所述词汇「本發明」仅仅用来描述在此说明书中揭露的某些实施例(不管是否已在权利要求项中)，而不是所有可能的实施例的完整描述。为了避免在准备本说明书的阶段由于不必要地区分那些可能的发明而引起的混淆，在此将可能的多个发明统称为“本发明”。

在此摘要描述关于「本發明」的许多实施例，该术语用于描述当前公开的某些实施例，无论是否要求保护，并且不一定是所有可能实施例的详尽描述，而仅仅是某些实施例的概述。以下被描述为「本發明」的各个特征或方面的某些实施例可以不同方式合并以形成一LED直管灯或其中一部分。

根据一些特定实施例，本揭露提出一种LED照明系统，其特征在于，包括调光器和至少一LED照明装置；所述调光器用以从外部电网接收输入电源，并且根据调光信号在调光相位区间内调变所述输入电源的相切角，藉以产生调变后的输入电源；所述LED照明装置接收所述调变后的输入电源作为所述LED照明装置的输入电源，并据以被驱动并点亮，其中所述调光相位区间的上限相切角小于90度。

在本揭露的一些实施例中，所述LED照明装置接收到具有所述上限相切角的调变后的输入电源时，所述LED照明装置以最高亮度或最低亮度发光。

在本揭露的一些实施例中，所述调光相位区间的上限相切角小于45度。

在本揭露的一些实施例中，所述调光相位区间为15度至20度的相位区间。

根据一些特定实施例，本揭露提出一种LED照明装置，响应于输入电源而点亮，其特征在于：所述LED照明装置包括：电源模块，用以接收所述输入电源，以产生驱动电源；以及LED模块，响应于所述驱动电源而被点亮；所述电源模块包括：解调电路，用以接收所述输入电源，并且对所述输入电源进行解调，藉以产生用以控制所述LED模块亮度的调光控制信号，其中，所述解调电路是基于所述输入电源的相切角进行解调并产生出指示所述LED模块亮度的所述调光控制信号。

在本揭露的一些实施例中，所述解调电路取出与所述相切角相应的调光信息，并且依据所述调光信息产生所述调光控制信号。

在本揭露的一些实施例中，当LED模块达到最小亮度时，所述相切角小于90度。

在本揭露的一些实施例中，当LED模块达到最小亮度时，所述相切角小于45度。

在本揭露的一些实施例中，所述相切角的相位区间为：0度至45度；5度至45度；5度至20度；15度至20度；或者15度至45度。

在本揭露的一些实施例中，所述LED模块的调光程度相关于所述相切角。

在本揭露的一些实施例中，所述LED模块的调光程度相关于所述相切角，但大致上不相关于所述外部电网的电压的峰值。

在本揭露的一些实施例中，所述LED模块的调光程度大致上不相关于所述输入电源的有效值。

在本揭露的一些实施例中，所述LED模块的调光程度不直接正比于所述输入电源的有效值。

在本揭露的一些实施例中，所述输入电源的有效值是指方均根(RMS)值。

在本揭露的一些实施例中，所述输入电源的有效值范围比小于所述LED模块的亮度范围比，其中所述有效值范围比的定义是所述输入电源的有效值的最大值与最小值的比值，所述亮度范围比的定义是所述LED模块的亮度的最大值与最小值的比值。

在本揭露的一些实施例中，所述输入电源的有效值范围比小于等于2，以及所述LED模块的亮度范围比大于等于10。

在本揭露的一些实施例中，选择所述相切角在一默认的相位区间内，使得所述电源模块的总谐波失真小于25％及/或使所述电源模块的功率因素大于0.9。

在本揭露的一些实施例中，所述LED模块的亮度范围比大于等于10。

在本揭露的一些实施例中，所述LED模块的亮度负相关于所述输入电源的相切角。

在本揭露的一些实施例中，所述LED模块的亮度负相关于所述调光控制信号的电平。

在本揭露的一些实施例中，所述调光控制信号的电平正相关于所述相切角。

在本揭露的一些实施例中，所述相切角在一默认的相位区间内选择，使得所述电源模块的总谐波失真小于25％及/或使所述电源模块的功率因素大于0.9。

在本揭露的一些实施例中，当所述输入电源信号的相切角对应最小亮度时，所述电源模块的总谐波失真小于25％。

在本揭露的一些实施例中，当所述输入电源信号的相切角对应最小亮度时，所述电源模块的功率因素大于0.9。

在本揭露的一些实施例中，所述解调电路对所述输入电源取样及计数以解调所述输入电源的相切角，且根据所解调出的所述输入电源的相切角产生所述调光控制信号。

在本揭露的一些实施例中，所述调光控制信号对所述LED模块进行对应的模拟式调光或数字式调光。

在本揭露的一些实施例中，所述模拟式调光为电流控制调光。

在本揭露的一些实施例中，所述数字式调光为脉冲宽度调变(PWM)控制调光。

在本揭露的一些实施例中，所述调光控制信号对应于所述相切角具有默認数量个不同的信号状态，以对应控制所述LED模块调光于所述默認数量个调光水平。

在本揭露的一些实施例中，所述电源模块更包括：整流电路，将所述输入电源进行整流，以产生整流后信号；滤波电路耦接所述整流电路，用以对所述整流后信号进行滤波，以产生滤波后信号。

在本揭露的一些实施例中，所述电源模块更包括一调光开关，根据所述调光控制信号而导通或切断所述驱动电源以對所述LED模块進行調光。

在本揭露的一些实施例中，所述电源模块更包括：驱动电路，耦接所述滤波电路，用以对所述滤波后信号进行电源转换，而产生所述驱动电源。

在本揭露的一些实施例中，所述驱动电路基于所述调光控制信号调整电源转换动作，藉以响应于所述相切角而改变所述驱动电源大小以对所述LED模块调光。

在本揭露的一些实施例中，所述驱动电路包括功率开关以及储能电路，其中所述功率开关用以切换所述储能电路，以对所述滤波后信号进行电源转换，而产生所述驱动电源；其中所述功率开关响应于所述调光控制信号而调整所述驱动电源大小以对所述LED模块调光。

在本揭露的一些实施例中，所述输入电源相切角是前沿相切或後沿相切。

在本揭露的一些实施例中，所述调光控制信号不在所述LED模块与所述驱动电源的电源回路上。

根据一些特定实施例，本揭露提出一种LED照明系统，其包括调光器和LED照明装置。所述调光器用以从外部电网接收输入电源，并且根据调光信号在调光相位区间内调变所述输入电源的相切角，藉以产生调变后输入电源。所述LED照明装置接收所述调变后输入电源，并据以被驱动并点亮。

在本揭露的一些实施例中，所述调光器包括可控电子元件，其用以响应于所述调光信号来调整相切角，以产生调变后输入电源信号，其中所述可控电子元件包括双向导通晶闸管(bidirectional triode thyristor)、单芯片微处理器或晶体管。

根据一些特定实施例，本揭露提出一种LED照明系统，其包括调光器和LED照明装置。所述调光器用以从外部电网接收输入电源，并且根据调光信号在调光相位区间内调变所述输入电源的相切角，藉以产生调变后输入电源。所述LED照明装置接收所述调变后输入电源，并据以被驱动并点亮。所述LED照明装置的调光程度随著调变后输入电源的相切角所变化。所述输入电源的有效值范围比小于所述LED模块的亮度范围比，其中所述有效值范围比的定义是所述输入电源的有效值的最大值与最小值的比值，所述亮度范围比的定义是所述LED模块的亮度的最大值与最小值的比值。

在本揭露的一些实施例中，所述输入电源的有效值范围比小于等于2，以及所述LED模块的亮度范围比大于等于10。

在本揭露的一些实施例中，选择所述相切角在一默认的相位区间内，使得所述电源模块的总谐波失真小于25％及/或使所述电源模块的功率因素大于0.9。

在本揭露的一些实施例中，所述LED模块的亮度范围比大于等于10。

根据一些特定实施例，本揭露提出一种LED照明系统，其包括调光器和LED照明装置。所述调光器用以从外部电网接收输入电源，并且根据调光信号在调光相位区间内调变所述输入电源的相切角，藉以产生调变后输入电源。所述LED照明装置接收所述调变后输入电源，并据以被驱动并点亮。所述相切角在一默认的相位区间内选择，使得所述电源模块的总谐波失真小于25％及/或使所述电源模块的功率因素大于0.9。

在本揭露的一些实施例中，当所述输入电源信号的相切角对应最小亮度时，所述电源模块的总谐波失真小于25％。

在本揭露的一些实施例中，当所述输入电源信号的相切角对应最小亮度时，所述电源模块的功率因素大于0.9。

根据一些特定实施例，本揭露提出一种LED照明系统，其包括调光器和至少一LED照明装置。所述调光器用以从外部电网接收输入电源，并且根据调光信号在调光相位区间内调变所述输入电源的相切角，藉以产生调变后输入电源。所述LED照明装置接收所述调变后输入电源，并据以被驱动并点亮，其中所述调光相位区间的上限相切角小于90度。

在本揭露的一些实施例中，所述LED照明装置接收到具有所述上限相切角的调变后输入电源时，所述LED照明装置以最高亮度或最低亮度发光。

在本揭露的一些实施例中，所述调光相位区间的上限相切角小于45度。

在本揭露的一些实施例中，所述调光相位区间为15度至20度的相位区间。

根据一些特定实施例，本揭露提出一种LED照明系统，其包括调光器和至少一LED照明装置。所述调光器用以从外部电网接收输入电源，并且根据调光信号在调光相位区间内调变所述输入电源的相切角，藉以产生调变后输入电源。所述至少一LED照明装置接收所述调变后输入电源，并据以被驱动并点亮，其中所述调光相位区间的上限相切角小于90度。

在本揭露的一些实施例中，所述调光相位区间的上限相切角小于45度。

在本揭露的一些实施例中，所述调光相位区间为15度至20度的相位区间。

根据一些特定实施例，本揭露提出一种LED照明装置，其包括整流电路、滤波电路、驱动电路、LED模块以及解调电路。整流电路从第一连接端和第二连接端接收输入电源，并对所述输入电源进行整流，以产生整流后信号。滤波电路耦接所述整流电路，用以对所述整流后信号进行滤波，以产生滤波后信号。驱动电路耦接所述滤波电路，用以对所述滤波后信号进行电源转换，以产生驱动电源。LED模块耦接所述驱动电路，响应于所述驱动电源而被点亮并发光。解调电路耦接所述第一连接端和所述第二连接端，用以撷取所述输入电源中的信号特征，并且对所述信号特征进行解调，藉以取出相应的调光信息。所述解调电路根据所述调光信息产生调光控制信号，并将所述调光控制信号提供给所述驱动电路。所述驱动电路基于所述调光控制信号调整电源转换动作，藉以响应于所述调光信息改变所述驱动电源大小。

本揭露的调光控制方式的有益效果在于可在维持LED照明装置电源转换效率的前提下实现调光控制。

附图说明

图1A是本揭露一实施例的LED照明系统的示意框图；

图1B是本揭露另一实施例的LED照明系统的示意框图；

图2是一种LED照明系统的调光波形示意图；

图3是本揭露一实施例的LED照明装置的示意框图；

图4是本揭露一实施例的驱动电路的示意框图；

图5是本揭露一实施例的调光波形示意图；

图6是本揭露一实施例的切相角、解调信号及LED模块亮度的对应关系示意图；

图7是本揭露另一实施例的切相角、解调信号及LED模块亮度的对应关系示意图；

图8是本揭露一实施例的LED照明装置在不同电网电压下的输入电源波形示意图；

图9是本揭露一实施例的LED照明系统的调光控制方法的步骤流程图；以及

图10是本揭露一实施例的LED照明装置的调光控制方法的步骤流程图。

具体实施方式

本揭露提出了一种新的LED照明系统、LED照明装置及调光控制方法。现在将结合附图，对本揭露的具体实施例进行详细描述。本发明的以下各不同实施例中的描述仅用于对本发明进行说明且仅为举例。本公开文本不是穷尽式列举，所披露的内容也不构成对具体实现方式的限制。以下列举的实施例仅为示例，还可能存在无需此处所提供细节的许多实施方式及变形。还需强调的是，本公开文本提供了可替代样例的技术细节，但是列举的这些备选方案并非穷举所有可能的实施态样。此外，在不同举例中描述的技术细节即使具有一致性也不应被理解为所述技术细节是必须的，在此，列举出每一种技术特征的各种可能的变形是不切实际的。本发明所需技术特征应参考权利要求中的描述而确定。

在说明书附图中，为清楚起见，各器件的尺寸或相对大小可能进行了放大。各部分相似的标号代表相似的元件。

在此，所用术语仅用于描述特定实施例，而并不是为了对本发明构成限定。所用于此的单数描述也意在包含部件的复数形式，除非上下文另有清楚的指示；所用于此的术语“和/或”包含所列举项目的所有可能的组合，并且有时可能简单地以“/”表示。

应当理解的是，虽然术语“第一”、“第二”或“第三”等在此可能被用于描述不同的元件、部件、区域、层或步骤等，这些元件、部件、区域、层和/或步骤等并不受这些术语的限制。作为惯常命名方式的一个举例，除非上下文另有明确说明，这些术语仅用于区分一个元件、部件、区域、层或步骤和另一个元件、部件、区域、层或步骤。因此，在不背离本发明的教导的情况下，在说明书的一个部分中所讨论的第一元件、部件、区域、层或步骤，可能会在说明书的另一个部分中或者在权利要求中被称为第二元件、部件、区域、层或步骤。此外，在某些情况下，即使在说明书中一个词语并未被冠以“第一”或者“第二”来描述，所述词语在权利要求中仍可能以“第一”或“第二”表述，以区分权利要求中的不同技术特征。

进一步应当理解的是，本说明书中所用术语“组成”或“包括”详细说明所列举的技术特征、区域、数量、步骤、操作、元件和/或器件，但是并不排除另外的或者附加的技术特征、区域、数量、步骤、操作、元件、器件和/或它们的组合。

应当理解，当一个元件被称为与另一个元件“连接”、“耦合”或位于另一个元件之“上”，二者可能是直接连接或耦合的，也可能是通过中间元件间接连接或耦合。相反地，当一个元件被称为“直接连接”或者“直接耦合”于另一个元件，则不存在中间元件。其他用于描述两个元件之间关系的词语应该作类似理解(例如，“介于”和“直接介于”、“相邻”和“直接相邻”等)。然而，在此所用的术语“接触”应被理解为直接连接(如相互接触)，除非上下文另有指定。

各实施例将基于作为理想示意图的平面视图和/或剖面图描述于此。相应地，示例性视图可能会因生产技术和/或公差而发生变化。因此，披露于此的实施例并不限于示出的视图，还包含基于生产过程的配置变化。所以，附图中示出的区域的特性属于范例性质，图中所示的局部区域的形状也仅为特定形状的元件的范例，但是本发明并不局限于这些方面。

表示空间相对位置关系的术语(例如“在……下方”、“低于”、“下方”、“高于”、“上方”之类)在此可能被用于描述附图中一个元件或技术特征与其他元件或技术特征之间的关系。应当理解，这些表示空间相对位置关系的术语除了覆盖图中示出的方向之外，还覆盖所示出的装置在使用或操作状态下的不同方向。例如，如果翻转图中示出的装置，原先被描述为“低于”其他元件或在其他元件“下方”的元件将位于其他元件或技术特征的“上方”。因此，术语“低于”可同时覆盖“高于”和“低于”这两个方向。上述装置还可处于其他方向(90度旋转或处于其他方向)，在此使用的空间位置描述用语也应相应理解。

在此，在描述方向、布局、位置、形状、尺寸、数量或其他特性时所用的类似“相同”、“相等”、“平面”、“共面”的术语并不一定指完全等同的方向、布局、位置、形状、尺寸、数量或其他特性，而是在可能且可接受的变化范围内覆盖近似相同的方向、布局、位置、形状、尺寸、数量或其他特性，例如在生产过程进行一些变化。这一点可能以术语“大致”进行强调，除非上下文或其他说明另有指示。例如，术语“大致相同”、“大致相等”或“大致为平面”可能实际指的是“相同”、“相等”或“为平面”，也可能实际指的是在可能且可接受的范围内(例如因生产工序产生的误差)“相同”、“相等”或“为平面”。

例如“约为”、“大约”的术语可反映尺寸、方向或布局的仅在小范围内的不同，和/或某些元件的操作、功能或结构不会受到明显影响的情况下。例如，“大约0.1到大约1”的范围可能涵盖数值0.1附近0％-5％的偏差值和数值1附近0％-5％的偏差值，特别是当相应的偏差值也与所列举的数值范围具有相同的效果时，即表示相应的偏差值也包含在“大约0.1到大约1”的范围之中。

例如“晶体管”的术语可以是指场效应晶体管(FET)，像是N型半场效应晶体管(MOSFET)、P型MOSFET、氮化镓(GaN)FET、碳化硅(SiC)FET、双极性接面晶体管(BJT)、达灵顿晶体管、异质接面双载子晶体管(HBT)等。

除非另有定义，对于本发明所属技术领域中的技术人员而言，在此所用的所有术语(包括技术术语和科学术语)作通常理解。进一步还应理解，诸如定义于通常所用的词典中的术语应与其在相关技术领域和/或本申请的上下文中的意思保持一致，并且若在此无明确定义，不应以理想化或过于正式的方式理解。

在此，被表述为“电连接”的物体是被配置为使电信号可从一个物体传递至另一物体。因此，当一个无源的导电器件(例如，导线、焊盘、内部电力线路等)与另一个无源的电绝缘器件(例如，印刷线路板的半固化片、连接两个设备的电绝缘粘合剂、电绝缘的底部填胶或模压层等)物理连接，所述导电器件并未与另一器件电连接。此外，彼此“直接电连接”是指各个部件经一个或更多个无源器件(例如，导线、焊盘、内部电力线路、电阻器等)电连接。也就是说，直接电连接的器件不包括通过有源器件(例如晶体管或者二极管)电连接的器件。直接电连接的元件直接物理连接以及直接电连接。

表述为热力学连接或进行热传递的部件被配置以使热量能沿着部件之间的途径传递，从而使热量从第一部件传输至第二部件。两个部件不会简单地因为它们是同一个设备或同一块板件的组成部分而热力学连接。总体而言，导热并且直接连接到其他导热或产热部件(或者通过中间的导热部件连接到其他部件，或者与其他部件接近并使热量能大量传输)的部件将被描述为与这些部件热力学连接，或者与这些部件进行热传递。相反地，两个相互之间存在能显著阻止热量传递的绝热材料的部件，或者仅仅少量传热的部件，则不被描述为热力学连接或者相互进行热传递。术语“传热的”或“导热的”并不适用于所有能够提供少量热传导的材料，仅指通常所知的热的良导体或者已知用于传热的材料，或者与这些材料具有相似的导热特性的部件。

本发明的实施例可能从功能块、单元和/或模块的角度进行描述并在附图中示出。本领域技术人员应能理解，这些功能块、单元和/或模块可通过电子(或光学)电路(例如逻辑电路、分立器件、模拟电路、硬件连接线路、存储元件、线路连接等)物理性手段实现，这些电路可能基于半导体制造工艺或其他制造工艺形成。在通过微处理器或类似方法实施的情形下，这些功能块、单元和/或模块可能以软件(例如微码)编程以实现本公开文本讨论的各种功能，并可选地由硬件和/或软件驱动。或者，为实现其他功能，每个功能方块、单元和/或模块可能由专用硬件实现，或由专用硬件的组合以及一个处理器(例如，一个或更多个已编程的微处理器和相关电路)实现。同时，各实施例中的每个功能方块、单元和/或模块可能在物理上分为两个或更多互动且分立的块、单元和/或模块。进一步地，不同实施例中的这些功能方块、单元和/或模块可在物理上组合为更复杂的功能块、单元和/或模块。

如果本申请中的任何术语与本申请所要求优先权的任何专利申请相冲突，或者与本申请所引用并包含的术语、或本申请所要求优先权的任何专利申请所引用并包含的术语相冲突，应以本申请所使用或定义的术语为基础进行解释。

需要注意的是，本公开文本中以下各个实施例的描述在此仅是为了清楚说明所披露内容的创造性特征。然而，各实施例并非仅限于各自单独实施。事实上，在最终产品中，多个不同实施例可以而且倾向于同时实施，且这些实施例能以不同方式组合以实现多种最终产品。因此，本领域技术人员可将可能的实施例加以组合，或根据设计需求而替换不同实施例中的部件/模块。揭示于此的实施例并不限于下列示例的形式，多个实施例之间的任何可能的替换和排列也包含于此。

图1A是本揭露一实施例的LED照明系统的示意框图。请参照图1A，本实施例的LED照明系统10包括调光器50以及LED照明装置100，其中LED照明装置100还包括电源模块PM以及LED模块LM。

在LED照明系统10中，调光器50的输入端电性连接外部电网EP，以从外部电网EP接收输入电源Pin。调光器50的输出端通过LED照明装置100的第一连接端101和第二连接端102电性连接LED照明装置100，藉以将经调光处理后的输入电源Pin_C(也可称为调变后的输入电源Pin_C)提供给LED照明装置100。换言之，外部电网EP会通过调光器50电性连接至LED照明装置100，以供电给LED照明装置100使用。其中，所述输入电源Pin或输入电源Pin_C可以是交流电源或直流电源，并且可以是指输入电压、输入电流和输入功率至少其中任一者。另外，在LED照明系统10中，外部电网EP和LED照明装置100之间所形成的供电回路可以定义为母线。

LED照明装置100从第一连接端101和第二连接端102接收输入电源Pin_C，其中电源模块PM会基于输入电源Pin_C产生驱动电源Sdrv提供给LED模块LM，使得LED模块LM响应于驱动电源Sdrv而被点亮。在一些实施例中，LED照明装置100可以是任何类型的LED灯，例如LED射灯、LED筒灯、LED球泡灯、LED轨道灯、LED面板灯、LED吸顶灯、LED直管灯或LED灯丝灯等，本揭露不对此加以限制。在LED照明装置100为LED直管灯的实施例中，所述LED照明装置100可以是镇流兼容型(Type-A)直管灯、镇流旁路型(Type-B)直管灯或外置电源型(Type-C)直管灯。

从LED照明系统10的整体操作来看，调光器50会根据一调光信号Sdim来对输入电源Pin进行调光处理，并且据以产生输入电源Pin_C。使用者可以通过一控制介面(未绘示)来向调光器50给出相应的调光信号Sdim。所述控制介面可以采用开关、旋钮或无线信号接收器等各种形式实施，本揭露不对此加以限制。另外，根据选用的调光方式的不同，所述调光处理可以是改变输入电源Pin的导通角、频率、振幅、相位或其组合等信号特征。在调光器50中，其包含有至少一个连接在母线上的可控电子元件(未绘示)，例如可控硅、单片机、晶体管等。所述可控电子元件可响应于调光信号Sdim调整输入电源Pin的信号特征，使得输入电源Pin转换为输入电源Pin_C。

当LED照明装置100接收到输入电源Pin_C时，电源模块PM会将输入电源Pin_C进一步转换为稳定的驱动电源Sdrv以供LED模块LM使用，其中电源模块PM会基于不同的输入电源Pin_C的信号特征而产生具有不同的电压(可称为驱动电压)及/或电流(可称为驱动电流)的驱动电源Sdrv。在驱动电源Sdrv被产生后，LED模块LM即会响应于驱动电源Sdrv而被点亮并发光。其中，LED模块LM的发光亮度会与驱动电压及/或驱动电流大小有关，驱动电压及/或驱动电流的大小会基于输入电源Pin_C的信号特征调整，并且输入电源Pin_C的信号特征是受到调光信号Sdim所控制。换言之，调光信号Sdim会直接关连于LED模块LM的发光亮度。电源模块PM将输入电源Pin_C转换为驱动电源Sdrv的操作可包括但不限于整流、滤波及直流对直流转换等信号处理过程。后续另有实施例针对此部分作进一步描述。

图1B是本揭露另一实施例的LED照明系统的示意框图。本实施例是绘示多个LED照明装置搭配一个调光器的系统配置图。请参照图1B，本实施例的LED照明系统20包括调光器50以及多个LED照明装置100_1-100_n，其中n为大于或等于2的正整数。在LED照明系统20中，调光器50和各个LED照明装置100_1的配置和功能与前述图1A实施例的单个LED照明装置100的LED照明系统相同。两者间的主要差异在于，本实施例的LED照明装置100_1-100_n是相互并联配置，亦即各LED照明装置100_1-100_n的第一连接端101会电性连接在一起，并且各LED照明装置100_1-100_n的第二连接端102会电性连接在一起。

在本实施例的配置底下，输入电源Pin_C会被同时提供给LED照明装置100_1-100_n，使得LED照明装置100_1-100_n一并被点亮。因此，在一些实施例中，当调光信号Sdim被施加/调整时，LED照明装置100_1-100_n的发光亮度会同步地改变。由于LED照明系统20是通过调整输入电源Pin的信号特征的方式来实现调光控制，因此不需要在每个LED照明装置100_1-100_n上拉出独立的信号线来接收调光信号，大幅简化了在多灯控制应用环境下的布线及安装复杂度。

具体而言，通过调整输入电源Pin的信号特征来实现调光控制有多种可能的实施方式。一般常规的实施方式为通过调整输入电源Pin的导通角来调变输入电源Pin的有效值(RMS)，进而调整驱动电源Sdrv的大小。底下以图1A和图2说明上述常规的调光控制方法及相应的电路操作，其中图2是一种LED照明系统的调光波形示意图。请同时参照图1A和图2，在本实施例中，外部电网EP是以提供交流电源作为输入电源Pin为例，并且在图2中是绘示振幅为VPK的输入电源Pin的半周期电压波形作为范例来说明。在图2中，由上至下依序是发光亮度Lux为最高亮度Lmax、发光亮度Lux为最高亮度Lmax的50％以及发光亮度Lux为最高亮度Lmax的17％等三个不同调光控制态样下的电压波形WF1、WF2和WF3。其中，调光器50可通过控制串接在母线上的可控电子元件的导通或关断状态来调整输入电源Pin的相切角/导通角。举例来说，若要以90度的相切角调变输入电源Pin，调光器50可在输入电源Pin的1/4周期内关断可控电子元件，并且在半周期的剩馀期间内将可控电子元件维持导通。如此便可使输入电源Pin的电压波形在相位0到90度的期间内为零，并且在相位90度至180度的期间内重新形成弦波的波形(以前沿相切为例，但不仅限于此)。其中，经相切后的输入电源Pin即为导通角为90度的输入电源Pin_C。采用其他相切角调变输入电源Pin的原理与上述类似。

先从电压波形WF1来看，当调光器50响应于调光信号Sdim而以0度的相切角调变输入电源Pin时(亦即输入电源Pin的导通角为180度)，此时调光器50会直接将输入电源Pin提供给LED照明装置100，亦即此时输入电源Pin等于输入电源Pin_C。在此情形下，输入电源Pin_C的有效值为Vrms1，电源模块PM会基于有效值为Vrms1的输入电源Pin_C产生相应的驱动电源Sdrv来驱动LED模块LM，使得LED模块LM的发光亮度Lux为最高亮度Lmax。

从电压波形WF2来看，当调光器50响应于调光信号Sdim而以90度的相切角调变输入电源Pin时(亦即输入电源Pin的导通角为90度)，此时调光器50会在输入电源Pin相位为0度至90度的期间断开母线，并且在相位为90度至180度的期间导通母线。在此情形下，输入电源Pin_C的有效值为Vrms2，其中Vrms2小于Vrms1，并且使得发光亮度Lux等于最高亮度Lmax的50％。

从电压波形WF3来看，当调光器50响应于调光信号而以90度的相切角调变输入电源Pin时(亦即输入电源Pin的导通角为30度)，此时调光器50会在输入电源Pin相位为0度至150度的期间断开母线，并且在相位为150度至180度的期间导通母线。在此情形下，输入电源Pin_C的有效值为Vrms3，其中Vrms3小于Vrms2，并且使得发光亮度Lux等于最高亮度Lmax的17％。

根据上述的调光控制方法，调光器50可以通过调变输入电源Pin的相切角/导通角，使得输入电源Pin_C的有效值(如Vrms1、Vrms2、Vrms3)产生相应的变化，其中所述输入电源Pin_C的有效值变化基本上与输入电源Pin_C的导通角变化呈正相关，亦即输入电源Pin_C的导通角越大，输入电源Pin_C的有效值也越大。换言之，所述输入电源Pin_C的有效值变化基本上与输入电源Pin_C的相切角呈负相关。总的来说，以上所述的常规调光控制方式实际上是通过调变输入电源的有效值的方式来实现调光的功能。此调光方式的好处在于因为驱动电源Sdrv会直接地反应输入电源Pin_C的有效值而有相应的变化，因此LED照明装置100无须更动硬件配置，仅需在系统中加上调光器50即可实现调光功能。

更具体的说，在此调光方式下，为了让输入电源Pin的有效值具有足够幅度的变化，以致令发光亮度得以有相应幅度的改变，在调光器50控制相切角/导通角以调变输入电源Pin的有效值时，势必也需要有较大相位调整范围，例如通常会在相位0度至180度之间进行调光，类似图2所示。然而，当输入电源Pin_C的导通角小到一定程度时，电源模块PM的谐波失真(total harmonic distortion，THD)和功率因素(power factor，PF)特性即会显著的受到影响，从而使电源转换效率大幅的降低，并且还有可能造成LED模块LM发光闪烁的问题。换言之，在此种调光方式底下，电源模块PM的效率受到调光器50所限制而难以提升。

另一方面，由于输入电源Pin_C的有效值会受到振幅VPK大小的直接影响，因此应用上述调光方式的调光器50无法兼容地适用于各种不同的电网电压规格(例如120V、230V或277V的交流电压)的环境下。设计者需因应LED照明系统10的应用环境来对应的调整调光器50的参数或硬件设计，如此会造成产品整体的生产成本提升。

因应上述问题，本揭露提出一种新的调光控制方式及应用其之LED照明系统和LED照明装置，其可将输入电源Pin的相切角/导通角变化作为调变信号，通过解调所述调变信号来获取实际的调光信息，并据以控制电源模块PM产生驱动电源Sdrv的电路操作。由于相切角/导通角的变化仅是为了要承载与调光信号Sdim相应的调光信息，而并非要直接调整输入电源Pin_C的有效值，因此调光器50可以在较小的相位区间内调整输入电源Pin的相切角/导通角，使得经处理后的输入电源Pin_C的有效值不会与外部电网EP提供的输入电源Pin有太大的落差。藉此调光控制方式，不论在什么亮度状态底下，输入电源Pin_C的导通角皆会与输入电源Pin近似，因此可以使得THD和PF特性能够被维持。这也就意味著电源模块PM的转换效率不会受到调光器50所抑制。底下就本揭露所教示的调光控制方法及相应的LED照明装置的架构和运作做进一步的说明。

图3是本揭露一实施例的LED照明装置的示意框图。请参照图3，本实施例的LED照明装置200可应用在如图1A或图1B所示的LED照明系统10或20中。LED照明装置200包括电源模块PM和LED模块LM，其中电源模块PM又包括整流电路210、滤波电路220、驱动电路230以及解调电路240。

整流电路210通过第一连接端101和第二连接端102接收输入电源Pin_C，并对输入电源Pin_C进行整流，然后由第一整流输出端211、第二整流输出端212输出整流后信号Srec。在此输入电源Pin_C的可以是交流信号或直流信号，其不影响LED照明装置200的操作。当LED照明装置200是设计为基于直流信号点亮时，电源模块PM中的整流电路210可被省略。在省略整流电路210的配置下，第一连接端101和第二连接端102会直接耦接至滤波电路220的输入端(即211、212)。在一些实施例中，所述整流电路210可以是全波整流电路、半波整流电路、桥式整流电路或其他类型的整流电路，本揭露不以此为限。

滤波电路220与所述整流电路210电性连接，用以对整流后信号Srec进行滤波；即滤波电路220的输入端耦接第一整流输出端211与第二整流输出端212，以接收整流后信号Srec，并对整流后信号Srec进行滤波。滤波后信号Sflr会从第一滤波输出端221和第二滤波后输出端222输出。其中，第一整流输出端211可视为滤波电路220的第一滤波输入端，并且第二整流输出端212可视为滤波电路220的第二滤波输入端。在本实施例中，滤波电路220可滤除整流后信号Srec中的纹波，使得所产生的滤波后信号Sflr的波形较整流后信号Srec的波形更平滑。此外，滤波电路220可透过选择电路配置以实现对特定频率进行滤波，以滤除外部驱动电源在特定频率的响应/能量。在一些实施例中，所述滤波电路220可以是由电阻、电容及电感至少其中之一所组成的电路，例如是并联电容滤波电路或π型滤波电路，本揭露不限于此。

驱动电路230与滤波电路220电性连接，以接收滤波后信号Sflr并且对滤波后信号Sflr进行电源转换(power conversion)，进而产生驱动电源Sdrv；即驱动电路230的输入端耦接第一滤波输出端221与第二滤波输出端222，以接收滤波后信号Sflr，然后产生用以驱动LED模块LM发光的驱动电源Sdrv。其中，第一滤波输出端221可视为驱动电路230的第一驱动输入端，并且第二滤波输出端222可视为驱动电路230的第二驱动输入端。驱动电路230所产生的驱动电源Sdrv会通过第一驱动输出端231与第二驱动输出端232提供给LED模块LM，使得LED模块LM可响应于接收到的驱动电源Sdrv而点亮。以下以图4进一步说明驱动电路230的实施例。

图4是本揭露一实施例的驱动电路的示意框图。请搭配参照图3和图4，驱动电路330为前述图3的驱动电路230的一实施例，其包括切换控制电路331及转换电路332，以电流源的模式进行电力转换，以驱动LED模块LM发光。转换电路332包含开关电路(也可称为功率开关)PSW以及储能电路ESE。转换电路332耦接第一滤波输出端221及第二滤波输出端222，接收滤波后信号Sflr，并根据切换控制电路331的控制，将滤波后信号Sflr转换成驱动电源Sdrv而由第一驱动输出端231及第二驱动输出端232输出，以驱动LED模块LM。在切换控制电路331的控制下，转换电路332所输出的驱动电源为稳定电流，而使LED灯丝模块稳定发光。除此之外，驱动电路330还可包含有偏压电路333，所述偏压电路333可基于电源模块的母线电压产生工作电压Vcc，并且工作电压Vcc提供给切换控制电路331使用，使切换控制电路331可因应工作电压而启动并进行运作。

本实施例的切换控制电路331可以根据当前LED模块LM的工作状态来实时地调整所输出的点亮控制信号Slc的占空比(Duty Cycle)，使得开关电路PSW反应于点亮控制信号Slc而导通或截止。其中，切换控制电路331可通过侦测输入电压(可为第一连接端101/第二接脚102上的电平、第一整流输出端211上的电平或第一滤波输出端221上的电平)、输出电压(可为第一驱动输出端231上的电平)、输入电流(可为母线电流，亦即流经整流输出端211/212、滤波输出端221/222的电流)及输出电流(可为流经驱动输出端231/232的电流、流经储能电路ESE的电流或流经开关电路PSW的电流)至少其中一者或多者来判断当前LED模块LM的工作状态。储能电路ESE会根据开关电路PSW导通/截止的状态而反覆充/放能，进而令LED模块LM接收到的驱动电源Sdrv可以被稳定地维持在一预设电流值Ipred上。

解调电路240的输入端电性连接第一连接端101和第二连接端102以接收输入电源Pin_C，并且解调电路240的输出端电性连接驱动电路230以提供调光控制信号Sdc。解调电路240会根据输入电源Pin_C在每个周期或半周期内的相切角/导通角大小产生相应的调光控制信号Sdc，其中切换控制电路331会根据调光控制信号Sdc来调整点亮控制信号Slc的输出，进而令驱动电源Sdrv响应于点亮控制信号Slc的变化而改变。举例来说，切换控制电路331可根据调光控制信号Sdc来调整点亮控制信号Slc的占空比，使得驱动电源Sdrv响应于点亮控制信号Slc指示的亮度信息而增加或减少。当调光控制信号Sdc指示较高的发光亮度或色温时，切换控制电路331会基于调光控制信号Sdc将占空比调高，进而令转换电路ESE输出较高的驱动电源Sdrv给LED模块LM；相反地，当调光控制信号Sdc指示较低的发光亮度或色温时，切换控制电路331会基于调光控制信号Sdc将占空比调低，进而令转换电路ESE输出较低的驱动电源Sdrv给LED模块LM。藉此方式，即可实现调光控制的效果。

更具体的说，解调电路240针对输入电源Pin_C所进行的解调处理，可以例如是取样、计数及/或映射等信号转换手段。举例来说，解调电路240可以在输入电源Pin_C的每一周期或半周期内取样并计数输入电源Pin_C的零电平时长，其中计数出的零电平时长可以线性或非线性的被映射为一电平，所述映射出的电平可作为调光控制信号Sdc提供给切换控制电路331。其中，经映射出的电平范围可以基于切换控制电路331的可处理范围内选定，其可例如为0V-5V。底下以图5A来进一步说明本揭露的LED照明系统在不同调光状态下的信号波形和电路操作，图5A是本揭露一实施例的调光波形示意图。

请一并参照图3至图5A，在本实施例中，调光器可例如是在调光相位区间D_ITV内调变输入电源Pin的相切角。在图5A中，由上至下依序是示意调光相位区间D_ITV的电压波形WF4、发光亮度Lux为最高亮度Lmax时的电压波形WF5以及发光亮度Lux为最低亮度Lmin时的电压波形WF6。

先从电压波形WF4来看，调光相位区间D_ITV是由下限相切角C1和上限相切角C2之间的相位区间所组成，所述下限相切角C1可例如是0度至15度区间内的任一数值(如1、2、3…以此类推)，但本揭露不仅限于此。另外，所述上限相切角C2可例如是20度至45度区间内的任一数值(如21、22、23…以此类推)，但本揭露不仅限于此。换言之，所述调光相位区间D_ITV可例如为0度至45度的相位区间、5度至45度的相位区间、5度至20度的相位区间、15度至20度的相位区间或15度至45度的相位区间等等，其可视设计需求而选用。在本揭露中，上限相切角C2的选择主要基于两个原则：第一、令调光相位区间D_ITV的宽度在映射时可具有足够的分辨率；第二、在调光器将输入电源Pin_C的相切角调整至上限相切角C2时，电源模块PM的THD和PF特性仍可被维持(例如不低于以下限相切角C1调光时的THD和PF的80％，较佳为使THD小于25％及/或使PF大于0.9)。

从电压波形WF5来看，当调光器50响应于调光信号Sdim而以相切角C1调变输入电源Pin时(亦即输入电源Pin的导通角为180-C1度)，此时调光器50会在输入电源Pin相位为0度至C1的期间断开母线，并且在相位为C1至180度的期间导通母线。在此情形下，解调电路240会根据相切角为C1的输入电源Pin_C产生指示将发光亮度Lux调整至最高亮度Lmax的调光控制信号Sdc。切换控制电路331会以调光控制信号Sdc作为控制功率开关PSW切换的参考，进而令转换电路332产生相应的驱动电源Sdrv来驱动LED模块LM，并使LED模块LM的发光亮度Lux维持在最高亮度Lmax。

从电压波形WF6来看，当调光器50响应于调光信号而以相切角C2调变输入电源Pin时(亦即输入电源Pin的导通角为180-C2度)，此时调光器50会在输入电源Pin相位为0度至C2的期间断开母线，并且在相位为150度至180度的期间导通母线。在此情形下，解调电路240会根据相切角为C2的输入电源Pin_C产生指示将发光亮度Lux调整至最低亮度Lmin的调光控制信号Sdc。切换控制电路331会以调光控制信号Sdc作为控制功率开关PSW切换的参考，进而令转换电路332产生相应的驱动电源Sdrv来驱动LED模块LM，并使LED模块LM的发光亮度Lux降至最低亮度Lmin。在本实施例中，所述最低亮度Lmin可例如为最高亮度Lmax的10％。

相较于图2所示的调光控制方法而言，本实施例虽然同样是采用调变相切角/导通角的方式来实现调光控制，但由于本实施例仅是将输入电源Pin_C的相切角/导通角变化作为一个指示调光信息的参考信号，而并非是要使输入电源Pin_C的有效值变化能直接被反应在发光亮度变化上，因此在本实施例的调光控制方法下，选用的调光相位区间D_ITV会明显的小于在图2的调光控制方法下的调光相位区间。从另一个角度来说，在本实施例的调光控制方法下，无论调光器采用调光相位区间内的任一相切角来调变输入电源Pin，所产生出的输入电源Pin_C的有效值皆不会有太大差异。举例来说，在一些实施例中，基于上限相切角C2调变产生的输入电源Pin_C的有效值(如电压波形WF6下的有效值)不会低于基于下限相切角C1调变产生的输入电源Pin_C的有效值(如电压波形WF5下的有效值)超过50％。

从另一个角度来说，前述一般常规的实施方式中，由于LED模块的发光亮度调变后直接相关于输入电源Pin_C的有效值，因此，在一般常规的实施方式中，输入电源Pin_C的有效值范围比与LED模块的亮度范围比大致上相同。此处所述有效值范围比的定义是输入电源Pin_C的有效值的最大值与最小值的比值，所述亮度范围比的定义是所述LED模块的发光亮度的最大值与最小值的比值。相对来说，根据本揭露，如前所述，输入电源Pin_C的有效值范围比与LED模块的亮度范围比可以不相关，在一些优选的实施例中，输入电源Pin_C的有效值范围比可以小于所述LED模块的亮度范围比，在一些优选的实施例中，调变后输入电源的有效值范围Pin_C比小于等于2，以及所述LED模块的亮度范围比大于等于10。

需说明的是，上述LED模块LM的发光亮度Lux相对于相切角变化的相关性仅为举例而非限制，举例而言，在其他实施例中，所述LED模块的亮度可以是负相关于所述输入电源Pin_C的相切角。

请参照图5B，在本实施例中，从电压波形WF7来看，当调光器50响应于调光信号Sdim而以相切角C1调变输入电源Pin时(亦即输入电源Pin的导通角为180-C1度)，此时调光器50会在输入电源Pin相位为0度至C1的期间断开母线，并且在相位为C1至180度的期间导通母线。在此情形下，解调电路240会根据相切角为C1的输入电源Pin_C产生指示将发光亮度Lux调整至最低亮度Lmin的调光控制信号Sdc。切换控制电路331会以调光控制信号Sdc作为控制功率开关PSW切换的参考，进而令转换电路332产生相应的驱动电源Sdrv来驱动LED模块LM，并使LED模块LM的发光亮度Lux维持在最低亮度Lmin。

从电压波形WF8来看，当调光器50响应于调光信号而以相切角C2调变输入电源Pin时(亦即输入电源Pin的导通角为180-C2度)，此时调光器50会在输入电源Pin相位为0度至C2的期间断开母线，并且在相位为150度至180度的期间导通母线。在此情形下，解调电路240会根据相切角为C2的输入电源Pin_C产生指示将发光亮度Lux调整至最高亮度Lmax的调光控制信号Sdc。切换控制电路331会以调光控制信号Sdc作为控制功率开关PSW切换的参考，进而令转换电路332产生相应的驱动电源Sdrv来驱动LED模块LM，并使LED模块LM的发光亮度Lux降至最高亮度Lmax。附带说明的是，图5A与图5B的实施例中，相切角C2大于相切角C1。

从一个角度来说，图5A的实施例中，所述LED模块LM的发光亮度Lux负相关于所述输入电源Pin_C的相切角，而图5B的实施例中，所述LED模块LM的发光亮度Lux正相关于所述输入电源Pin_C的相切角。就另一个角度来说，图5A的实施例中，所述LED模块LM的发光亮度Lux正相关于所述输入电源Pin_C的有效值，而图5B的实施例中，所述LED模块LM的发光亮度Lux负相关于所述输入电源Pin_C的有效值。对比而言，前述一般常规的实施方式中，LED模块LM的发光亮度Lux仅能正相关于所述输入电源Pin_C的有效值。然而本揭露中，较佳地可以根据实际需求，而自由地选择LED模块LM的发光亮度Lux与输入电源Pin_C的有效值或相切角的相关性，也即，根据本揭露，LED模块LM的发光亮度Lux可以不直接正比于输入电源Pin_C的有效值。

底下以图6和图7来进一步说明解调电路240在不同实施例中的具体电路动作及信号产生机制。其中，图6和图7分别是本揭露不同实施例的切相角、解调信号及LED模块亮度的对应关系示意图。

请先搭配参照图3、图4和图6，本实施例的解调电路240是采用类似模拟电路的信号处理手段来实现调光信息的撷取与转换。由图6可以看出，输入电源Pin_C的相切角ANG_pc在C1和C2的区间内被调整时，调光控制信号Sdc的电平会对应的在V1和V2的区间内变化。换言之，输入电源Pin_C的相切角ANG_pc在调光相位区间内会与调光控制信号Sdc的电平呈正相关的线性关系。从解调电路240的运作角度来看，当解调电路240判断输入电源Pin_C的相切角为C1时，其即会对应的产生电平为V1的调光控制信号Sdc；类似地，当解调电路240判断输入电源Pin_C的相切角为C2时，其即会对应的产生电平为D2的调光控制信号Sdc。

接著，与相切角ANG_pc呈正相关的调光控制信号Sdc被给到切换控制电路331，使得转换电路332产生相应的驱动电源Sdrv来驱动LED模块LM，并使LED模块LM具有相应的发光亮度Lux。在一些实施例中，LED模块LM的发光亮度Lux会与调光控制信号Sdc的电平呈负相关的线性关系。如图6所示，当切换控制电路331接收到的调光控制信号Sdc为位于电平V1和电平V2之间的电平Va时，切换控制电路331会相应的调整点亮控制信号Slc，使得LED模块LM经驱动电源Sdrv的驱动后以亮度La发光。其中，亮度La与电平Va呈反比关系，并且可以用

表示，但本揭露不仅限于此。

值得注意的是，以上所述产生调光控制信号Sdc和发光亮度Lux的机制皆只是在说明本揭露的解调电路240将输入电源Pin_C的信号特征(如相切角)撷取出并转换/映射为调光控制信号Sdc，使得驱动电路230可基于此调光控制信号Sdc来调整LED模块LM的发光亮度Lux的一种类似于模拟电路的信号转换的实施方式，但其并非用于限制本揭露的范围。在一些实施例中，图6所示的相切角ANG_pc和调光控制信号Sdc的对应关系也可以是非线性关系。例如，相切角ANG_pc和调光控制信号Sdc是呈指数形式的对应关系。类似地，图6所示的调光控制信号Sdc和发光亮度Lux的对应关系同样也可以是非线性关系，本揭露不以此为限。此外，在一些实施例中，相切角ANG_pc和调光控制信号Sdc的电平也可以是負相关。在一些实施例中，亮度La与电平Va也可以呈正相关。

请搭配参照图3、图4和图7，本实施例的解调电路240是采用类似数字电路的信号处理手段来实现调光信息的撷取与转换，具体而言，输入电源Pin_C的相切角於默认的区间内被调整时，调光控制信号会对应于相切角的变化而具有默认数量个不同的信号状态，以对应控制所述LED模块调光于默认数量个调光水平。进一步举例来说，由图7可以看出，输入电源Pin_C的相切角ANG_pc在C1和C2的区间内被调整时，调光控制信号Sdc会对应于相切角ANG_pc的变化而具有D1至D8等8个不同的信号状态。换言之，输入电源Pin_C的相切角ANG_pc在调光相位区间内会被切分为8个子区间，并且每个子区间会对应至调光控制信号Sdc的一个信号状态D1-D8。在一些实施例中，所述信号状态可以用电平高低指示；例如状态D1的调光控制信号Sdc对应1V的电平，状态D8的调光控制信号Sdc对应5V的电平。在一些实施例中，所述信号状态可以用多位元的逻辑电平指示；例如状态D1的调光控制信号Sdc对应“000”的逻辑电平，状态D8的调光控制信号Sdc对应“111”的逻辑电平。

接著，带有信号状态D1-D8的调光控制信号Sdc被给到切换控制电路331，使得转换电路332产生相应的驱动电源Sdrv来驱动LED模块LM，并使LED模块LM具有相应的发光亮度Lux。在一些实施例中，信号状态D1-D8可以和LED模块LM的不同发光亮度Lux一对一对应。如图6所示，信号状态D1-D8可例如分别对应发光亮度Lux为最高亮度Lmax的100％、87.5％、75％、62.5％、50％、37.5％、25％、10％。在此附带一提的是，本实施例是列举以3位元的分辨率来设计解调电路240为例(即，8段调光)，但本揭露不以此为限。

图8是本揭露一实施例的LED照明装置在不同电网电压下的输入电源波形示意图。请搭配参照图1A、图3和图8，从图式中可以看出，无论输入电源Pin的峰值电压为a1或a2，若调光器50以相切角C3对输入电源进行调变，则调光器50所产生的输入电源Pin_C仍会具有相同的零电平期间(即，相位由0至C3的期间)。因此，无论输入电源Pin的峰值电压为何，解调电路240仍可对具有相同的相切角的输入电源Pin_C解调出相同的调光控制信号Sdc。换言之，无论LED照明系统10是应用在哪一种外部电网EP规格下，LED照明系统10皆可在接收到同样的调光信号Sdim时，使LED照明装置100具有相同的发光亮度或色温，因此可以兼容于各种电网EP电压规格的应用中。

从另一角度来说，本揭露中，LED模块的调光(例如发光亮度或色温)相关于输入电源Pin_C的相切角，但大致上不相关于所述外部电网EP的电压峰值。

相较之下，若采用如图2实施例所述的调光控制方式，由于在具有不同峰值电压的输入电源底下，即便采用相同的相切角进行调变，所得出的有效值仍会有显著差异，因此图2实施例所述的调光控制方式仅能根据LED照明系统10的实际应用环境个别设计，并不能兼容各种电网电压规格。

需说明的是：因电路零件的本身之寄生效应或是零件间相互的匹配不一定为理想，因此，虽然欲使LED模块的调光不响应于所述外部电网的电压的峰值，但实际上对LED模块的调光效果仍可能些微响应于所述外部电网的电压的峰值，也即，根据本揭露，可接受由于电路的不理想性而造成LED模块的调光些微响应于所述外部电网的电压的峰值，此即前述之「大致上」不响应于所述外部电网的电压的峰值之意，本文中其他提到「大致上」之处亦同。此处「些微」一词，在一实施例中，可指在外部电网的电压的峰值为2倍的情况下，LED模块的调光仅受到例如小于5％的影响。

图9是本揭露一实施例的LED照明系统的调光控制方法的步骤流程图。请搭配参照图1A和图9，在此以LED照明系统10的角度描述整体调光控制方法。首先，调光器50会根据调光信号Sdim调变输入电源Pin，并且据以产生输入电源Pin_C(步骤S110)，其中所述输入电源Pin_C带有指示调光信息的信号特征，并且所述信号特征可例如为输入电源Pin_C的相切角/导通角。输入电源Pin_C会被提供给LED照明装置100，使LED照明装置100基于输入电源Pin_C进行电源转换并点亮内部的LED模块(步骤S120)。另一方面，LED照明装置100会从输入电源Pin_C中撷取信号特征(步骤S130)，并且对撷取到的信号特征进行解调，藉以取出相应的调光信息(步骤S140)。接著，LED照明装置100会参考解调出的调光信息去调整电源转换运作，藉以改变LED模块的发光亮度或色温(步骤S150)。

更具体的说，搭配图3来看，上述撷取信号特征(步骤S130)和解调输入电源Pin_C的动作(步骤S140)可以通过LED照明装置100/200中的解调电路240来实现。在一实施例中，LED照明装置100基于输入电源Pin_C进行电源转换并点亮内部的LED模块的动作(步骤S120)以及参考调光信息调整电源转换运作，藉以调整LED模块的发光亮度的动作(步骤S150)可以通过LED照明装置100/200中的驱动电路230来实现。

底下进一步以LED照明装置100的角度来描述整体调光控制方法，如图10所示。图10是本揭露一实施例的LED照明装置的调光控制方法的步骤流程图。请搭配参照图1A、图3和图10。当LED照明装置100接收到输入电源Pin_C时，整流电路210和滤波电路220会依序对输入电源Pin_C进行整流和滤波处理，并据以产生滤波后信号Sflr给驱动电路230(步骤S210)。驱动电路230会对接收到的滤波后信号Sflr进行电源转换，并且产生驱动电源Sdrv提供给后端的LED模块(步骤S220)。另一方面，解调电路240会撷取输入电源Pin_C的信号特征(步骤S230)，接著对撷取到的信号特征进行解调，藉以取出调光信息(例如对应于相切角的角度的大小)，并且产生相应的调光控制信号Sdc(步骤S240)。其中，驱动电路230会参考调光控制信号Sdc来调整电源转换运作，藉以响应于调光信息而调整所产生的驱动电源Sdrv大小(步骤S250)，进而令LED模块LM的发光亮度或色温改变。

进一步来说，以调光控制信号Sdc来调整驱动电路230的电源转换运作的方式，在一些实施例中，可以是模拟式的控制方式，举例而言，调光控制信号Sdc的电平可用以模拟式地控制例如驱动电路230的电压或电流参考值，藉此以模拟式地调整驱动电源Sdrv的大小。

在一些实施例中，以调光控制信号Sdc来调整驱动电路230的电源转换运作的方式，在一实施例中，可选的，可以是数字式的控制方式，举例而言，调光控制信号Sdc可以响应于相切角而对应具有不同的占空比，在这类的实施例中，调光控制信号Sdc可具有例如第一状态(例如高逻辑状态)与第二状态(例如低逻辑状态)，在一实施例中，第一状态与第二状态用以数字式地控制驱动电路230的驱动电源Sdrv的大小，例如第一状态时输出电流，第二状态时停止输出电流，而藉此对LED模块LM进行调光。

需说明的是，本揭露中的调光控制信号Sdc(如图3或图11中的调光控制信号Sdc)，并不在LED模块LM与驱动电源Sdrv的电源回路上，换句话说，调光控制信号Sdc并非用以直接驱动LED模块LM的电源。从另一个角度来看，调光控制信号Sdc的电流或功率远小于驱动电源Sdrv的电流或功率。具体而言，在一些实施例中，调光控制信号Sdc的电流或功率远是驱动电源Sdrv的电流或功率的1/10、1/100或1/100以下。

在此值得一提的是,虽然本揭露上述有关于利用相切角/导通角调变输入电源的实施例皆是以前沿切相为例(从相位0度开始对输入电压斩波)，但本揭露不仅限于此。在一些实施例中，调光器也可以采用后沿切相(从一个特定相位开始对输入电压斩波，直至相位180度)的方式来调变输入电源。

另外附带一提的是，虽然上述实施例皆是以调整LED模块的发光亮度作为实施说明，但其同样可类推至LED模块的色温调整上。举例来说，若上述调光控制方式是应用于仅调整提供给红色LED灯珠的驱动电源的情况下(亦即仅有红色LED灯珠的发光亮度受到调整)，通过上述调光控制方式即可实现LED照明装置的色温调整。

根据电源模块中的整流电路设计，其可为双整流电路。双整流电路中的第一和第二整流电路分别耦接设置于LED照明装置两端的灯头。所述双整流电路架构可应用于双端进电的驱动架构中。

所述双整流电路可例如包括两个半波整流电路、两个全波桥式整流电路或一个半波整流电路加上一个全波桥式整流电路。

根据所述LED灯管中引脚的设计，可将两根引脚设置于单端(另一端没有引脚)、将两根引脚对应地设置于两个对端或者将四根引脚对应地设置于两个对端。将两根引脚设置于单端的设计以及将两根引脚对应地设置于两个对端的设计适用于所述整流电路的单整流电路设计。将四根引脚对应地设置于两个对端的设计适用于所述整流电路的双整流电路设计，而所述外部驱动信号仅通过一端的两个引脚或者通过两端中任一引脚被接收。

根据所述电源模块的滤波电路的设计，可设置单个电容器，或者设置π型滤波电路。所述滤波电路滤除所述整流后信号中的高频部分，以提供具有低频纹波电压的直流信号作为滤波后信号。所述滤波电路还进一步包括LC滤波电路，所述LC滤波电路对特定的高频具有高的阻抗，以符合UL标准中对特定频率的电流的限制。此外，根据一些实施例的滤波电路进一步包括一滤波单元，所述滤波单元耦接于一滤波电路和所述引脚之间，用于减少所述LED灯管中的电路所引起的电磁辐射(EMI)。在所述外部驱动信号为直流信号时，可省略所述LED灯管的供电模块中的滤波电路。

本发明中以上所提到的示例性特征可任意组合完成以改进所述LED灯管，并且以上实施例仅被描述为示例。本发明不限于此，且在不背离本发明的精神以及权利要求的保护范围的情况下可有多种变化。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种LED照明装置，其特征在于，包括整流电路，滤波电路，驱动电路，LED模块，以及解调电路，其中：

所述整流电路用以通过第一连接端和第二连接端接收输入电源信号，以对所述输入电源信号进行整流，以产生整流后信号；

所述滤波电路耦接所述整流电路，用以对所述整流后信号进行电性滤波，以产生滤波后信号；

所述驱动电路耦接所述滤波电路，用以对所述滤波后信号进行电源转换，以产生驱动电源信号；

所述LED模块耦接所述驱动电路，用以依据所述驱动电源信号而被点亮并发光；

所述解调电路耦接所述第一连接端和所述第二连接端，用以撷取所述输入电源信号中的信号特征，且用以对所述信号特征进行解调，以取得相应的调光信息；

所述解调电路用以依据所述被取得的调光信息产生调光控制信号，且用以将所述调光控制信号提供给所述驱动电路；以及

所述驱动电路用以依据所述被接收的调光控制信号调整电源转换动作，以响应于所述调光信息改变/调整所述驱动电源信号的大小，

其中所述信号特征是所述输入电源信号的相切角，且当所述LED模块以最低亮度点亮时所述相切角不大于90度。

2.根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征在于，当所述LED模块达到所述最低亮度时，所述相切角小于45度。

3.根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征在于，当所述相切角被选自：0度至45度；5度至45度；5度至20度；15度至20度；以及15度至45度的任一相位区间时，所述LED模块被调光至有最低亮度。

4.根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征在于，所述LED模块的调光水平大致上不相关于所述输入电源信号的峰值电压。

5.根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征在于，所述LED模块的调光水平大致上不相关于所述输入电源信号的有效值。

6.根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征在于，所述LED模块的调光水平不直接正比于所述输入电源信号的有效值。

7.根据权利要求6所述的LED照明装置，其特征在于，所述有效值指方均根(RMS)值。

8.根据权利要求7所述的LED照明装置，其特征在于，所述输入电源信号的有效值的范围比小于所述LED模块的亮度的范围比，其中所述有效值范围比指所述输入电源信号的有效值的最大值对于最小值的比值，所述亮度范围比指所述LED模块的亮度的最大值对于最小值的比值。

9.根据权利要求8所述的LED照明装置，其特征在于，所述被调变的输入电源信号的有效值的范围比小于或等于2，且所述LED模块的亮度的范围比大于或等于10。

10.根据权利要求8所述的LED照明装置，其特征在于，所述相切角被选择在一默认的相位区间内，使得所述LED照明装置的总谐波失真小于25％及/或使得所述LED照明装置的功率因素大于0.9。

11.根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征在于，所述相切角被选择在最大相位度与最小相位度之间；且当所述输入电源信号有所述相切角的最大相位度或有所述相切角的最小相位度时，所述LED照明装置的总谐波失真和功率因素特性的退化不超过20％。

Claims (11)

1.一种LED照明装置，其特征在于，包括整流电路，滤波电路，驱动电路，LED模块，以及解调电路，其中：

所述整流电路用以通过第一连接端和第二连接端接收输入电源信号，以对所述输入电源信号进行整流，以产生整流后信号；

所述滤波电路耦接所述整流电路，用以对所述整流后信号进行电性滤波，以产生滤波后信号；

所述驱动电路耦接所述滤波电路，用以对所述滤波后信号进行电源转换，以产生驱动电源信号；

所述LED模块耦接所述驱动电路，用以依据所述驱动电源信号而被点亮并发光；

所述解调电路耦接所述第一连接端和所述第二连接端，用以撷取所述输入电源信号中的信号特征，且用以对所述信号特征进行解调，以取得相应的调光信息；

所述解调电路用以依据所述被取得的调光信息产生调光控制信号，且用以将所述调光控制信号提供给所述驱动电路；以及

所述驱动电路用以依据所述被接收的调光控制信号调整电源转换动作，以响应于所述调光信息改变/调整所述驱动电源信号的大小，

其中所述信号特征是所述输入电源信号的相切角，且当所述LED模块以最低亮度点亮时所述相切角不大于90度。

2.根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征在于，当所述LED模块达到所述最低亮度时，所述相切角小于45度。

3.根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征在于，当所述相切角被选自：0度至45度；5度至45度；5度至20度；15度至20度；以及15度至45度的任一相位区间时，所述LED模块被调光至有最低亮度。

4.根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征在于，所述LED模块的调光水平大致上不相关于所述输入电源信号的峰值电压。

5.根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征在于，所述LED模块的调光水平大致上不相关于所述输入电源信号的有效值。

6.根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征在于，所述LED模块的调光水平不直接正比于所述输入电源信号的有效值。

7.根据权利要求6所述的LED照明装置，其特征在于，所述有效值指方均根(RMS)值。

8.根据权利要求7所述的LED照明装置，其特征在于，所述输入电源信号的有效值的范围比小于所述LED模块的亮度的范围比，其中所述有效值范围比指所述输入电源信号的有效值的最大值对于最小值的比值，所述亮度范围比指所述LED模块的亮度的最大值对于最小值的比值。

9.根据权利要求8所述的LED照明装置，其特征在于，所述被调变的输入电源信号的有效值的范围比小于或等于2，且所述LED模块的亮度的范围比大于或等于10。

10.根据权利要求8所述的LED照明装置，其特征在于，所述相切角被选择在一默认的相位区间内，使得所述LED照明装置的总谐波失真小于25％及/或使得所述LED照明装置的功率因素大于0.9。

11.根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征在于，所述相切角被选择在最大相位度与最小相位度之间；且当所述输入电源信号有所述相切角的最大相位度或有所述相切角的最小相位度时，所述LED照明装置的总谐波失真和功率因素特性的退化不超过20％。

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