CN117915518A - 两段式调光的led电源供应器及其两段式调光方法 - Google Patents

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CN117915518A CN202211247783.4A CN202211247783A CN117915518A CN 117915518 A CN117915518 A CN 117915518A CN 202211247783 A CN202211247783 A CN 202211247783A CN 117915518 A CN117915518 A CN 117915518A
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周清和
卢永泉
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10Controlling the intensity of the light
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/37Converter circuits
    • H05B45/3725Switched mode power supply [SMPS]

Abstract

本发明提供一种两段式调光的LED电源供应器及其两段式调光方法,所述两段式调光的LED电源供应器接收输入电压对LED灯供电,且根据外部检测开关是否触发导通而调整LED灯的亮度,LED电源供应器包括转换电路、开关及振荡电路。LED电源供应器控制转换电路转换输入电压为输出电压,且提供输出电压对LED灯供电,以控制该LED灯提供第一亮度。振荡电路基于外部检测开关的触发导通而提供固定频率与占空比的调光信号至开关,以控制开关切换导通/关断。LED电源供应器通过开关的切换导通/关断,将输出电压调整至相应于调光信号,以控制LED灯提供第二亮度。

Description

两段式调光的LED电源供应器及其两段式调光方法
技术领域
本发明涉及一种LED电源供应器及其调光方法,尤指一种两段式调光的LED电源供应器及其两段式调光方法。
背景技术
图1是现有荧光灯照明系统的系统结构示意图,照明电源装置100A及荧光灯1A搭配光传感器4A(Photo Detector Sensor,PD Sensor)来达成两段式调光控制是现行的做法。其中,现有的照明电源装置100A可通过接收光传感器4A的控制信号来将调光控制端口搭接到市电后进而调整电源输出(如图1电路所示),或者也可通过标准的0-10V调光介面实现两段式调光控制,但设计成本较高。在图1中,传统荧光灯1A的控制系统只有做到100%和60%两段输出亮度,无法提供输出亮度更低的功能。
另外一方面,LED照明已经大幅取代荧光灯1A照明成为照明系统的主流,LED电源供应器主要系通过市电来供应能量(北美电力系统是120V~277V,欧洲电力系统是220~240V,日本电力系统是100~242V,加拿大电力系统是120~347V)。然而,若沿用荧光灯1A照明系统的控制方式,调光控制端口搭接到市电的做法设计尚需考量输入高输入电压、抗雷击保护…等问题。
因此相较于现行搭接在输入端(高压端)的调光控制端口,设计上要同时考虑抗雷击保护等问题。考量到LED照明系统的电源输出端是低压60V以下,且符合UL 1310的Class2电源装置(例如12V或24V的定电压输出LED电源供应器),如何的利用LED输出是低压直流的特性,将控制端口移到输出端来简化设计,乃为本发明人所欲行研究的一大课题。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供一新型控制方式,将接收外部检测开关(PDSensor)的控制信号设计到12V或24V的电源输出端,进而调整电源的两段式感控(Bi-level)调光输出,实现恒压输出内藏1KHz以上振荡电路的PWM调光技术,以克服现有技术的问题。因此,本发明LED电源供应器接收输入电压对LED灯供电,且根据外部检测开关是否触发导通而调整LED灯的亮度,LED电源供应器包括转换电路、开关及振荡电路。转换电路转换输入电压为输出电压,且通过总线正端与总线负端提供输出电压对LED灯供电,以控制LED灯提供第一亮度。开关耦接总线正端或总线负端的其中一者,振荡电路包括调光端与控制端,控制端耦接开关,且调光端耦接外部检测开关。其中,振荡电路基于外部检测开关的触发导通,通过调光端耦接总线正端或总线负端的另一者,以通过控制端提供固定频率与占空比的调光信号至开关;开关基于调光信号而相应地调整输出电压,以控制LED灯提供第二亮度。
为了解决上述问题,本发明提供一种LED电源供应器的两段式调光方法,以克服现有技术的问题。因此,本发明的两段式调光方法包括下列步骤:(a)控制转换电路转换输入电压为输出电压,且提供输出电压对LED灯供电,以控制LED灯提供第一亮度。(b)基于外部检测开关的触发导通而提供固定频率与占空比的调光信号至开关,以控制开关切换导通/关断。(c)通过开关的切换导通/关断,将输出电压调整至相应于调光信号,以控制LED灯提供第二亮度。
本发明的主要目的及功效在于,本发明的两段式调光的LED电源供应器及其两段式调光方法,利用振荡电路提供具有固定频率与占空比的调光信号来调整输出电压Vo,且将振荡电路设计到12V或24V的低压输出端来接收耦接于压输出端的外部检测开关(PDSensor)的控制信号,以实现100%和30%的Bi-level调光输出。
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,当可由此得一深入且具体的了解,然而附图仅提供参考与说明用,并非用来对本发明加以限制者。
附图说明
图1为现有荧光灯照明系统的电路结构示意图;
图2为本发明两段式调光的LED电源供应系统的电路方块图;
图3A为本发明两段式调光的LED电源供应系统第一实施例的电路方块图;
图3B为本发明两段式调光的LED电源供应系统第一实施例的波形示意图;
图3C为本发明振荡电路第一实施例的电路方块图;
图4A为本发明振荡电路第一实施例的电流路径的第一状态示意图;
图4B为本发明振荡电路第一实施例的电流路径的第二状态示意图;
图5A为本发明两段式调光的LED电源供应系统第二实施例的电路方块图;
图5B为本发明两段式调光的LED电源供应系统第二实施例的波形示意图;
图5C为本发明振荡电路第二实施例的电路方块图;
图6A为本发明振荡电路第二实施例的电流路径的第一状态示意图;
图6B为本发明振荡电路第二实施例的电流路径的第二状态示意图;及
图7为本发明LED电源供应器的两段式调光方法的方法流程图。
附图标号说明
100A…照明装置
1A…荧光灯
4A…光传感器
100…LED电源供应器
1…转换电路
LED(+)…总线正端
LED(-)…总线负端
Q…开关
3…振荡电路
DIM…调光端
G…控制端
30…第一充放电电路
R1…第一电阻
R2…第二电阻
C1…第一电容
32…第二充放电电路
R3…第三电阻
R4…第四电阻
C2…第二电容
Q1…第一晶体管
Q2…第二晶体管
R…分压电阻
D1…第一二极管
D2…第二二极管
4…外部检测开关
200…LED灯
Vin…输入电压
Vo…直流电压
Vp…分压
V1…第一预定电压
Vr1…第一反向电压
V2…第二预定电压
Vr2…第二反向电压
Vzd…箝位电压
St…触发信号
Vg…调光信号
t0~t2…时间
L1~L8…电流路径
具体实施方式
现有关本发明的技术内容及详细说明,配合附图说明如下:
请参阅图2为本发明两段式调光的LED电源供应系统的电路方块图,复配合参阅图1。LED电源供应系统包括LED电源供应器100、LED灯200及外部检测开关4(PD Sensor),且LED电源供应器100接收输入电压Vin对LED灯200供电。其中,LED电源供应器100符合UL1310Class 2的规范,通常可提供12V或24V的输出电压Vo给负载。外部检测开关4耦接于LED电源供应器100总线正端LED(+)或总线负端LED(-)与调光端DIM之间与LED灯200之间,主要配置于低压输出端来搭接12V或24V的输出电压Vo。LED电源供应器100包括转换电路1、开关Q及振荡电路3,且转换电路1耦接LED灯200。转换电路1转换输入电压Vin为输出电压Vo,且通过总线正端LED(+)与总线负端LED(-)提供输出电压Vo对LED灯200供电,以控制LED灯200提供第一亮度。
转换电路1可以为隔离式直流/直流转换器,例如但不限于可以采用Flyback电路架构来实现。转换电路1的输入端是Bulk电容,和前级例如但不限于,PFC电路做连接。Tr是Flyback的隔离变压器。SW是Flyback的功率切换开关,一般使用MOSFET。D1是Flyback的输出整流二极管,在12V或24V的直流输出规格下,一般使用肖特基二极管。Co是输出电容器,目的是滤波后提供稳定的直流电压。总线正端LED(+)是接在输出电容器Co的正端,提供12V或24V给LED灯。其中,转换电路1用以控制LED灯200提供第一亮度的输出电压Vo可以为定值的电压,且第一亮度可以为100%的亮度。开关Q例如但不限于可以为MOSFET,且耦接总线正端LED(+)或总线负端LED(-)的其中一者(以虚线表示)。
振荡电路3包括调光端DIM与控制端G,且控制端G耦接开关Q。外部检测开关4的一端耦接调光端DIM,且外部检测开关4的另一端与开关Q相反,耦接总线正端LED(+)或总线负端LED(-)的另一者(以虚线表示),且基于触发信号St而导通/关断。例如但不限于,开关Q耦接总线正端LED(+),则外部检测开关4即耦接总线负端LED(-)。其中,外部检测开关4例如但不限于,可以为触动外部检测开关、感应外部检测开关等,基于感应人员的有无或人员的触发等所提供的触发信号St而控制外部检测开关4导通或关断,即外部检测开关4可以使用光传感器(Photo Detector Sensor;PD Sensor)来达成。进一步而言,在外部检测开关4被触发信号St触发导通时,振荡电路3通过调光端DIM耦接总线正端LED(+)或总线负端LED(-)的另一者(主要是看外部检测开关4耦接的位置是在总线正端LED(+)或总线负端LED(-)),以使振荡电路3通过控制端G提供固定频率与占空比的调光信号Vg至开关Q。开关Q基于调光信号Vg而相应地调整输出电压Vo,以控制LED灯200提供第二亮度。
具体地,振荡电路3通过固定频率与占空比的调光信号Vg控制开关Q反复的导通/关断,以将输出电压Vo调整为具有固定频率与占空比的电压波形。其中,具有固定频率与占空比的输出电压Vo波形主要控制LED灯200调降亮度。当占空比越小时,LED灯200的亮度越低。为了使装设空间没有人员时节省电力消耗,且同时免空间过暗的状况,占空比的宽度以控制LED灯200所产生的第二亮度以30%的亮度为较佳。意即,调光信号Vg为脉波宽度调变信号,且为占空比非对称型(即50%以下的占空比)的脉波宽度调变信号。
值得一提,于本发明的一实施例中,振荡电路3可以为无稳态多谐振荡电路,可以为LM555计时电路,也可以为电路元件所组成的振荡电路,且也可以由软体程式所组成的控制单元。此外,固定频率主要是为了稳定LED灯200的亮度,避免亮度忽明忽暗的状况。频率又以大于1KHz,远低于转换电路的频率(例如但不限于,65KHz)为较佳,避免频率过低会造成,人眼感受到LED灯200闪烁的现象。其中,频率又以1KHz的低频振荡为最佳。
请参阅图3A为本发明两段式调光的LED电源供应系统第一实施例的电路方块图,图3B为本发明两段式调光的LED电源供应系统第一实施例的波形示意图,复配合参阅图2。在本实施例中,开关Q耦接总线负端LED(-),且外部检测开关4的另一端耦接总线正端LED(+)。在外部检测开关4被触发信号St触发关断时,调光端DIM所收到的电压如时间t0~t1所示。振荡电路3通过调光信号Vg控制开关Q常闭导通,以控制转换电路1提供直流的输出电压Vo来控制LED灯200提供第一亮度(例如100%亮度)。在外部检测开关4被触发信号St触发导通时,调光端DIM所收到的电压如时间t1~t2所示。振荡电路3通过具有固定频率与占空比的调光信号Vg控制开关Q反复的导通/关断,以控制转换电路1提供具有固定频率与占空比的直流的输出电压Vo,控制LED灯200提供第二亮度(例如30%亮度)。值得一提,于本发明的一实施例中,依照LED光源和厂商的产品规格,也可以进一步实现100%和20%,或是100%和10%的Bi-level调光输出。
请参阅图3C为本发明振荡电路第一实施例的电路方块图,复配合参阅图2~图3B。振荡电路3除了包括调光端DIM与控制端G外,还包括第一充放电电路30、第二充放电电路32、第一晶体管Q1、第二晶体管Q2及分压电阻R,第一晶体管Q1与第二晶体管Q2可以为双极性晶体管,且第一晶体管Q1与第二晶体管Q2为NPN型。当外部检测开关4被触发关断时,开关Q基于外部检测开关4的触发关断,通过输出电压Vo在第二充放电电路32与分压电阻R的分压Vp而导通。当外部检测开关4被触发导通时,振荡电路3的调光端DIM接收输出电压Vo,以基于调光端DIM的输出电压Vo提供具有固定频率与占空比的调光信号Vg控制开关Q反复的导通/关断。
具体而言,在调光端DIM收到输出电压Vo时,第一充放电电路30与第二充放电电路32通过调光端DIM接收输出电压Vo。输出电压Vo对第二充放电电路32充电至第一预定电压V1,以控制第一晶体管Q1导通。在第一晶体管Q1导通时,第一充放电电路30基于第一晶体管Q1的导通而提供第一反向电压Vr1关断第二晶体管Q2,且输出电压Vo通过调光端DIM开始对第一充放电电路30充电。此时,输出电压Vo在第二充放电电路32与分压电阻R之间产生分压Vp,以提供高电平的调光信号Vg控制开关Q导通。
另外一方面,输出电压Vo对第一充放电电路30充电至第二预定电压V2,以控制第二晶体管Q2导通。在第二晶体管Q2导通时,第二充放电电路32基于第二晶体管Q2的导通而提供第二反向电压Vr2关断第一晶体管Q1,且输出电压Vo通过调光端DIM开始对第二充放电电路32充电。此时,第二充放电电路32与分压电阻R之间基于第二晶体管Q2导通而被接地(即耦接总线负端LED(-)),以提供低电平的调光信号Vg控制开关Q关断。当输出电压Vo通过总线正端LED(+)提供至调光端DIM时,第一晶体管Q1与第二晶体管Q2的其中之一会先导通,端看第一充放电电路30与第二充放电电路32何者先行充电至预定电压,且此后会依据上述的动作流程,轮流导通/关断。
细部而言,第一充放电电路30包括第一电阻R1、第二电阻R2及第一电容C1,且第二充放电电路32包括第三电阻R3、第四电阻R4及第二电容C2。第一电阻R1的一端耦接调光端DIM,且第一电阻R1的另一端耦接第一晶体管Q1的第一端。第二电阻R2的一端耦接调光端DIM,且第二电阻R2的另一端耦接第二晶体管Q2的控制端。第一电容C1的一端耦接第一电阻R1的另一端,且第一电容C1的另一端耦接第二电阻R2的另一端。
第三电阻R3的一端耦接调光端DIM,且第三电阻R3的另一端耦接第一晶体管Q1的控制端。第四电阻R4的一端耦接总线正端LED(+),且第四电阻R4的另一端耦接第二晶体管Q2的第一端。第二电容C2的一端耦接第三电阻R3的另一端,且第二电容C2的另一端耦接第四电阻R4的另一端。分压电阻R耦接第四电阻R4的另一端与总线负端LED(-)之间,且第四电阻R4与分压电阻R形成分压电路,以使输出电压Vo于第四电阻R4与分压电阻R之间的节点产生分压Vp。第一晶体管Q1的第二端与第二晶体管Q2的第二端耦接总线负端LED(-)。
另外一方面,第一充放电电路30还包括第一二极管D1,且第二充放电电路32还包括第二二极管D2。第一二极管D1的阴极耦接第一晶体管Q1的控制端,且第一二极管D1的阳极耦接第二电容C2的一端与第三电阻R3的另一端。第二二极管D2的阴极耦接第二晶体管Q2的控制端,且第二二极管D2的阳极耦接第一电容C1的另一端与第二电阻R2的另一端。第一二极管D1与第二二极管D2分别用以保护第一晶体管Q1与第二晶体管Q2,避免第一晶体管Q1与第二晶体管Q2在截止前因跨在控制端与第二端之间的跨压过高,而造成第一晶体管Q1与第二晶体管Q2异常,甚至损毁的风险。
配合参阅图4A~图4B为本发明振荡电路第一实施例的电流路径图,第二电阻R2与第三电阻R3分别是第二晶体管Q2与第一晶体管Q1的启动电阻。当外部检测开关4被触发信号St触发导通时,输出电压Vo通过总线正端LED(+)提供至调光端DIM,第一晶体管Q1与第二晶体管Q2其中之一会先导通。图4A是第二晶体管Q2导通的说明,电流路径L1、L2是让第二晶体管Q2进入导通的饱和模式,电流路径L3、L4则是为了第一晶体管Q1导通做准备。其中,当第二电容C2充电到第一预定电压V1(例如但不限于0.7V)就会将第一晶体管Q1导通,第一电容C1则会充电到第一反向电压Vr1(例如但不限于,12V或24V)的电压电平。因此,当第一晶体管Q1导通的瞬间,第一电容C1提供第一反向电压Vr1将第二晶体管Q2截止。由于第二晶体管Q2反向截止前,第一电容C1提供第一反向电压Vr1为12V或24V。此反向电压Vr1若是直接跨在第二晶体管Q2的控制端与第二端之间,有可能会使得第二晶体管Q2发生异常或损坏的风险。因此,可通过第二二极管D2配置于第一电容C1与第二晶体管Q2之间来保护第二晶体管Q2。
图4B是第一晶体管Q1导通的说明,电流路径L5、L6是让第一晶体管Q1进入导通的饱和模式。电流路径L7、L8是为了第二晶体管Q2导通做准备。其中,当第一电容C1充电到第二预定电压V2(0.7V)就会将第二晶体管Q2导通。第二电容C2则会充电到第二反向电压Vr2(例如但不限于,12V或24V)的电压电平。因此,当第二晶体管Q2导通的瞬间,第二电容C2提供第二反向电压Vr2将第一晶体管Q1截止。同样地,为避免反向电压Vr2直接跨在第一晶体管Q1的控制端与第二端之间,可通过第一二极管D1配置于第二电容C2与第一晶体管Q1之间来保护第一晶体管Q1。因此,在第一晶体管Q1和第二晶体管Q2持续导通/关断的过程中,提供固定频率的低频振荡来控制开关Q导通/关断,以实现Bi-level调光功能。
进一步而言,由于第二亮度至少低于100%亮度的一半以下,因此所需要的占空比也通常会低于50%。故此,必须要特别的调整第一电容C1与第二电容C2的充放电速度,以据以提供占空比低于50%的调光信号Vg。具体的,由于第一晶体管Q1的导通时间会决定开关Q的导通时间,且第二晶体管Q2的导通时间会决定开关Q的关断时间。因此第二晶体管Q2的导通时间必须要长于第一晶体管Q1的导通时间,以产生占空比也低于50%的调光信号Vg。所以第二电阻R2与第一电容C1的充电时间常数必须低于第三电阻R3与第二电容C2的充电时间常数,以使第二晶体管Q2的导通时间比较长。
振荡电路3还包括箝位电路ZD。箝位电路ZD耦接第二充放电电路32与分压电阻R之间,具体为第四电阻R4的另一端与分压电阻R之间。箝位电路ZD基于输出电压Vo高于阈值而提供箝位电压Vzd,以控制分压Vp低于预定值。具体的,总线正端LED(+)的电压会经由第四电阻R4和分压电阻R分压后,提供给控制端G来驱动开关Q,尤其在调光端DIM未耦接总线正端LED(+)的非调光状态,开关Q会是常闭导通状态。如果总线正端LED(+)是较高的电压(例如但不限于24V),可以通过箝位电路ZD降压,让分压Vp低于预定值(例如但不限于20V)。避免电压高于开关Q的闸极规格。反之,如果总线正端LED(+)是较低的电压(例如但不限12V),则将箝位电路ZD位置短路即可。或是可以利用旁路外部检测开关(图未示)并联箝位电路ZD,且通过检测输出电压Vo来控制旁路外部检测开关的导通/关断,以自动的旁路箝位电路ZD。其中,箝位电路ZD可以为齐纳二极管,但不以此为限。
请参阅图5A为本发明两段式调光的LED电源供应系统第二实施例的电路方块图,图5B为本发明两段式调光的LED电源供应系统第二实施例的波形示意图,复配合参阅图2。本实施例中,开关Q耦接总线正端LED(+),且外部检测开关4的另一端耦接总线负端LED(-)。在外部检测开关4被触发信号St触发关断时,调光端DIM在时间t0~t1为浮接(以低电平信号表示振荡电路3未启动)。振荡电路3通过调光信号Vg控制开关Q常闭导通,以控制转换电路1提供直流的输出电压Vo来控制LED灯200提供第一亮度(例如100%亮度)。在外部检测开关4被触发信号St触发导通时,调光端DIM在时间t1~t2被接地(即耦接总线负端LED(-),以高电平信号表示振荡电路3被启动))。振荡电路3通过具有固定频率与占空比的调光信号Vg控制开关Q反复的导通/关断,以控制转换电路1提供具有固定频率与占空比的直流的输出电压Vo,控制LED灯200提供第二亮度(例如30%亮度)。
请参阅图5C为本发明振荡电路第二实施例的电路方块图,复配合参阅图2~图5B。本实施例的振荡电路3的内部电路与图3C的振荡电路3的内部电路差异在于,第一晶体管Q1与第二晶体管Q2为PNP型,开关Q为P型MOSFET。当外部检测开关4被触发关断时,开关Q基于外部检测开关4的触发关断,通过输出电压Vo在第二充放电电路32与分压电阻R的分压Vp而导通。当外部检测开关4被触发导通时,振荡电路3的调光端DIM耦接总线负端LED(-),以基于调光端DIM的接地提供具有固定频率与占空比的调光信号Vg控制开关Q反复的导通/关断。因此。对比图3C的振荡电路3,第一充放电电路30、第二充放电电路32、第一晶体管Q1、第二晶体管Q2及分压电阻R的位置及耦接关系恰巧与图3C相反,且细部控制方式与图3C相同。细部的耦接关系如图5C所示,在此不再加以赘述。同样地,相似于图3C,第一充放电电路30与第二充放电电路32还可分别包括第一二极管D1与第二二极管D2。其耦接位置与图3C相似,且其作用同于图3C,在此不再加以赘述。
配合参阅图6A~图6B为本发明振荡电路第二实施例的电流路径图,第二电阻R2与第三电阻R3分别是第二晶体管Q2与第一晶体管Q1的启动电阻。当外部检测开关4被触发信号St触发导通时,调光端DIM通过外部检测开关4耦接至总线负端LED(-),第一晶体管Q1与第二晶体管Q2其中之一会先导通。图6A是第二晶体管Q2导通的说明,电流路径L1、L2是让第二晶体管Q2进入导通的饱和模式,电流路径L3、L4则是为了第一晶体管Q1导通做准备。图6B是第一晶体管Q1导通的说明,电流路径L5、L6是让第一晶体管Q1进入导通的饱和模式。电流路径L7、L8是为了第二晶体管Q2导通做准备。因此,在第一晶体管Q1和第二晶体管Q2持续导通/关断的过程中,提供固定频率的低频振荡来控制开关Q导通/关断,以实现Bi-level调光功能。值得一提,于本发明的一实施例中,图6A~图6B的细部电流路径与以第二电阻R2、第三电阻R3的阻值配置相似于图4A~图4B,在此不再加以赘述。
请参阅图7为本发明LED电源供应器的两段式调光方法的方法流程图,复配合参阅图1~6B。LED电源供应器的两段式调光方法主要应用于LED灯200的Bi-level调光功能,且LED电源供应器的两段式调光方法包括,控制转换电路转换输入电压为输出电压,且提供输出电压对LED灯供电,以控制LED灯提供第一亮度(S100)。较佳的实施方式为,利用转换电路1转换输入电压Vin为输出电压Vo,且通过总线正端LED(+)与总线负端LED(-)提供输出电压Vo对LED灯200供电,以控制LED灯200提供第一亮度。其中,转换电路1用以控制LED灯200提供第一亮度的输出电压Vo可以为定值的电压,且第一亮度可以为100%的亮度。
然后,基于外部检测开关的触发导通而提供固定频率与占空比的调光信号至开关,以控制开关切换导通/关断(S200)。在外部检测开关4被触发信号St触发导通时,较佳的实施方式为,利用振荡电路3通过调光端DIM耦接总线正端LED(+)或总线负端LED(-)的另一者(主要是看外部检测开关4耦接的位置是在总线正端LED(+)或总线负端LED(-)),以使振荡电路3通过控制端G提供固定频率与占空比的调光信号Vg至开关Q。最后,通过开关的切换导通/关断,将输出电压调整至相应于调光信号,以控制LED灯提供第二亮度(S300)。较佳的实施方式为,利用振荡电路3通过固定频率与占空比的调光信号Vg控制开关Q反复的导通/关断,以将输出电压Vo调整为具有固定频率与占空比的电压波形,以使LED灯200基于此输出电压Vo产生例如但不限于30%的第二亮度。
值得一提,于上述的实施例中,并不限定各个电路中所包含的具体电路元件及其耦接关系,举凡可达成上述功能的电路、控制器(搭配内部软体控制)等实施方式,皆应包含在本实施例的范畴当中。此外,于本发明的一实施例中,上述步骤的细部流程可参照图2~图6B所描述的内容,在此不再加以赘述。
惟,以上所述,仅为本发明较佳具体实施例的详细说明与附图,惟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下述的权利要求为准,凡合于本发明权利要求的精神与其类似变化的实施例,皆应包括于本发明的范畴中,任何本领域技术人员在本发明的领域内,可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在以下本案的权利要求。

Claims (20)

1.一种两段式调光的LED电源供应器,接收输入电压对LED灯供电,且根据外部检测开关是否触发导通而调整所述LED灯的亮度,所述LED电源供应器包括:
转换电路,转换所述输入电压为输出电压,且通过总线正端与总线负端提供所述输出电压对所述LED灯供电,以控制所述LED灯提供第一亮度;
开关,耦接所述总线正端或所述总线负端的其中一者;及
振荡电路,包括调光端与控制端,所述控制端耦接所述开关,且所述调光端耦接所述外部检测开关;
其中,所述振荡电路基于所述外部检测开关的触发导通,通过所述调光端耦接所述总线正端或所述总线负端的另一者,以通过所述控制端提供固定频率与占空比的调光信号至所述开关;所述开关基于所述调光信号而相应地调整所述输出电压,以控制所述LED灯提供第二亮度。
2.根据权利要求1所述的LED电源供应器,其中所述开关耦接所述总线负端,且所述外部检测开关耦接所述总线正端,所述开关用以于所述外部检测开关的触发关断而常闭导通,以控制所述LED灯提供所述第一亮度。
3.根据权利要求2所述的LED电源供应器,其中所述振荡电路包括:
第一充放电电路,耦接所述调光端;
第二充放电电路,耦接所述调光端与所述总线正端;
第一晶体管,包括第一端、第二端及控制端,所述第一晶体管的第一端耦接所述第一充放电电路,所述第一晶体管的控制端耦接所述第二充放电电路,且所述第一晶体管的第二端耦接所述总线负端;
第二晶体管,包括第一端、第二端及控制端,所述第二晶体管的第一端耦接所述第二充放电电路与所述振荡电路的控制端,所述第二晶体管的控制端耦接所述第一充放电电路,且所述第二晶体管的第二端耦接所述总线负端;及
分压电阻,耦接所述第二充放电电路与所述总线负端;
其中,所述开关基于所述外部检测开关的触发关断,通过所述输出电压在所述第二充放电电路与所述分压电阻的分压而导通。
4.根据权利要求3所述的LED电源供应器,还包括:
箝位电路,耦接所述第二充放电电路与所述分压电阻之间;
其中,所述箝位电路基于所述输出电压高于阈值而提供箝位电压,以控制所述分压低于预定值。
5.根据权利要求3所述的LED电源供应器,其中所述输出电压通过所述调光端对所述第二充放电电路充电至第一预定电压,以控制所述第一晶体管导通,所述第一充放电电路基于所述第一晶体管导通而提供第一反向电压关断第二晶体管,且所述输出电压通过所述调光端对所述第一充放电电路充电;所述输出电压通过所述调光端对所述第一充放电电路充电至第二预定电压,以控制所述第二晶体管导通,所述第二充放电电路基于所述第二晶体管导通而提供第二反向电压关断第一晶体管,且所述输出电压通过所述调光端对所述第二充放电电路充电。
6.根据权利要求5所述的LED电源供应器,其中第一充放电电路包括:
第一电阻,一端耦接所述调光端,且另一端耦接所述第一晶体管的第一端;
第二电阻,一端耦接所述调光端,且另一端耦接所述第二晶体管的控制端;及
第一电容,一端耦接所述第一电阻的另一端,且另一端耦接所述第二电阻的另一端;及
所述第二充放电电路包括:
第三电阻,一端耦接所述调光端,且另一端耦接所述第一晶体管的控制端;
第四电阻,一端耦接所述总线正端,且另一端耦接所述第二晶体管的第一端;及
第二电容,一端耦接所述第三电阻的另一端,且另一端耦接所述第四电阻的另一端;
其中,所述第四电阻与所述分压电阻形成分压电路,以于所述第四电阻与所述分压电阻之间的节点产生所述分压。
7.根据权利要求6所述的LED电源供应器,其中所述输出电压通过所述第二电阻与所述第一电容的路径,对所述第一电容充电至所述第二预定电压,且通过所述第一电阻与所述第一电容的路径,对所述第一电容充电至所述第一反向电压;所述输出电压通过所述第三电阻与所述第二电容的路径,对所述第二电容充电至所述第一预定电压,且通过所述总线正端、所述第四电阻及所述第二电容的路径,对所述第二电容充电至所述第二反向电压。
8.根据权利要求6所述的LED电源供应器,其中所述第二电阻的阻值低于所述第三电阻的阻值。
9.根据权利要求1所述的LED电源供应器,其中所述开关耦接所述总线正端,且所述外部检测开关耦接所述总线负端,所述开关用以于所述外部检测开关的触发关断而常闭导通,以控制所述LED灯提供所述第一亮度。
10.根据权利要求9所述的LED电源供应器,其中所述振荡电路包括:
第一晶体管,包括第一端、第二端及控制端,所述第一晶体管的第一端耦接所述总线正端;
第二晶体管,包括第一端、第二端及控制端,所述第二晶体管的第一端耦接所述总线正端;
第一充放电电路,耦接所述调光端、所述第一晶体管的第二端及所述第二晶体管的控制端;
第二充放电电路,耦接所述调光端、所述第一晶体管的控制端、所述第二晶体管的第二端及所述总线负端;及
分压电阻,耦接所述总线正端与所述第二充放电电路;
其中,所述开关基于所述外部检测开关的触发关断,通过所述输出电压在所述分压电阻与所述第二充放电电路的分压而导通。
11.根据权利要求10所述的LED电源供应器,还包括:
箝位电路,耦接所述第二充放电电路与所述分压电阻之间;
其中,所述箝位电路基于所述输出电压高于阈值而提供箝位电压,以控制所述分压低于预定值。
12.根据权利要求10所述的LED电源供应器,其中所述输出电压通过所述第二晶体管对所述第二充放电电路充电至第一预定电压,以控制所述第一晶体管导通,所述第一充放电电路基于所述第一晶体管导通而提供第一反向电压关断第二晶体管,且所述输出电压通过所述第一晶体管对所述第一充放电电路充电;所述输出电压通过所述第一晶体管对所述第一充放电电路充电至第二预定电压,以控制所述第二晶体管导通,所述第二充放电电路基于所述第二晶体管导通而提供第二反向电压关断第一晶体管,且所述输出电压通过所述第二晶体管对所述第二充放电电路充电。
13.根据权利要求12所述的LED电源供应器,其中第一充放电电路包括:
第一电阻,一端耦接所述第一晶体管的第二端,且另一端耦接所述调光端;
第二电阻,一端耦接所述第二晶体管的控制端,且另一端耦接所述调光端;及
第一电容,一端耦接所述第一电阻的一端,且另一端耦接所述第二电阻的一端;及
所述第二充放电电路包括:
第三电阻,一端耦接所述第一晶体管的控制端,且另一端耦接所述调光端;
第四电阻,一端耦接所述第二晶体管的第二端,且另一端耦接所述总线负端;及
第二电容,一端耦接所述第三电阻的一端,且另一端耦接所述第四电阻的一端;
其中,所述分压电阻与所述第四电阻形成分压电路,以于所述分压电阻与所述第四电阻之间的节点产生所述分压。
14.根据权利要求13所述的LED电源供应器,其中所述输出电压通过所述第一电容与所述第二电阻的路径,对所述第一电容充电至所述第二预定电压,且通过所述第一电容与所述第一电阻的路径,对所述第一电容充电至所述第一反向电压;所述输出电压通过所述第二电容与所述第三电阻的路径,对所述第二电容充电至所述第一预定电压,且通过所述第二电容、所述第四电阻及所述总线负端的路径,对所述第二电容充电至所述第二反向电压。
15.根据权利要求13所述的LED电源供应器,其中所述第二电阻的阻值低于所述第三电阻的阻值。
16.根据权利要求1所述的LED电源供应器,其中所述振荡电路为LM555计时电路。
17.一种LED电源供应器的两段式调光方法,包括下列步骤:
控制转换电路转换输入电压为输出电压,且提供所述输出电压对所述LED灯供电,以控制所述LED灯提供第一亮度;
基于外部检测开关的触发导通而提供固定频率与占空比的调光信号至开关,以控制所述开关切换导通/关断;
通过所述开关的切换导通/关断,将所述输出电压调整至相应于所述调光信号,以控制所述LED灯提供第二亮度。
18.根据权利要求17所述的两段式调光方法,还包括下列步骤:
所述外部检测开关的触发关断,提供所述输出电压的分压控制所述开关常闭导通,以控制所述LED灯提供所述第一亮度;及
基于所述输出电压高于阈值而提供箝位电压,以控制所述分压低于预定值。
19.根据权利要求17所述的两段式调光方法,还包括下列步骤:
利用所述输出电压对第一电容充电至第二预定电压,以基于所述第二预定电压控制第一晶体管导通;及
基于所述第一晶体管导通而利用所述输出电压对所述第一电容充电至第一反向电压,以基于所述第一反向电压关断第二晶体管。
20.根据权利要求17所述的两段式调光方法,还包括下列步骤:
利用所述输出电压对第二电容充电至第一预定电压,以基于所述第一预定电压控制第二晶体管导通;及
基于所述第二晶体管导通而利用所述输出电压对所述第二电容充电至第二反向电压,以基于所述第二反向电压关断第一晶体管。
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