TW201311049A - 可感應環境亮度之交流ｌｅｄ燈具 - Google Patents

Abstract

本發明係一種可感應環境亮度之交流LED燈具，係包含有一燈殼、一LED燈板、一LED驅動電路及一亮度感應器；其中該LED燈板、該LED驅動電路及該亮度感應器係設置於該燈殼內，並相互電連接，而該亮度感應器係設置於該LED燈板可照射範圍上；又該LED驅動電路係間隔點亮該LED燈板，並於間隔點滅LED燈板時，接收該亮度感應器輸出的亮度感應值；由於LED燈板點滅時燈殼內瞬間無亮度，故亮度感應器所感應到的亮度均為環境亮度，而可獲得準確的燈具環境亮度。

Description

可感應環境亮度之交流LED燈具

本發明係關於一種交流LED燈具，尤指一種可感應環境亮度之交流LED燈具。

燈具一直是人們生活不可或缺的一項電器產品，主要用於照明，而隨著技術演進進步，市面上推出可多段點亮的燈具，讓使用者隨著周遭環境亮度，調整燈具的照明亮度，亦具有節電之功效；現更有甚者，設計一種自動調節亮度的燈具，可依照燈具周遭亮度自動調整照明光線亮度，讓節電的成效更為顯著。

如參閱圖5所示，係為一種自動調整亮度的燈具，其主要外加一亮度感應器52，供燈具的驅動電路51接收該亮度感應器52的感應訊號，判斷並調整燈具的亮度。然而，由於一般燈具開啟後呈常亮狀態，為了讓該亮度感應器僅單純接收燈具周遭亮度，而必須遠離燈具的照明光線區域；因此，如圖1所示燈具，該亮度感應器係設置於該燈具之燈殼50外，且不得為燈具照明光線所及之位置，如燈殼50近頂面側壁處，但如此一來不僅影響美觀，且仍然會受到照明光線的影響，無法提供準確地周遭環境光線亮度。

再如圖6所示，為另一種自動調整亮度燈具的結構，為了更準確地接收燈具周遭環境光線亮度，且不受燈具照射光線的影響，該燈具外再接設一條延長線路53，線路一端即連接有一亮度感應器52，令亮度感應器52遠離燈具，而獲得較準確地環境亮度。

但不管如何，提高環境亮度的感應，卻也造成燈具整結構的複雜度，倘若用於一般可拆換燈泡，則顯著多餘而降低消費意願；是以，針對可拆換式燈泡如圖7所示，直接於燈泡底端設置一小型燈罩521，將該亮度感應器52固定在該小型燈罩521內，如此一來縱使燈泡長亮使用，亦不會影響該亮度感應器521感應周遭環境的準確度；但如圖1所示，均會破壞外觀，且被小型燈罩所遮蓋處造成照明之暗處，減損原本照明的作用。

綜上所述，目前具有檢知環境光線亮度功能的燈具雖然可達到節電作用，但尚無較佳地裝設亮度感應器之作法，以兼具照明及節電的功效，故有待進一步改良之。

有鑑於上述現在技術缺點，本發明主要目的係提供一種完全克服現有技術缺點之可感應環境亮度之交流LED燈具。

欲達上述目的所使用的主要技術手段係令該交流LED燈具包含有一燈殼、一LED燈板、一LED驅動電路及一亮度感應器；其中該LED燈板、該LED驅動電路及該亮度感應器係設置於該燈殼內，並相互電連接，而該亮度感應器係設置於該LED燈板可照射範圍上；又該LED驅動電路係間隔點亮該LED燈板，並於間隔點滅LED燈板時，接收該亮度感應器輸出的亮度感應值。

上述本發明藉由該LED燈板點滅時燈殼內瞬間無亮度，接收亮度感應器所感應到的亮度值，此一感應亮度即可單純僅為環境光線的亮度，故無須延長線路或小型燈罩，可直接提供一完整外觀燈具，並兼具照明及量測準確環境光線的亮度功能。

本發明次一目的係提供一種可設定固定照明光線亮度值的燈具，意即，上述LED驅動電路可檢知點亮時LED燈板的平均電流，即可以平均電流表示為該照明光線亮度值，加上該亮度感應器所感應的環境亮度值，加總後的總亮度值即可與預設照明光線亮度比較；如總亮度值較預設照明光線亮度低，則由LED驅動電路拉高平均電流值；反之，則降低平均電流值。如此，當環境亮度值改變而落入前述二種判斷結果，則同樣會由LED驅動電路提升或降低，而達到依環境光線強弱自動調整該LED燈板照明光線的亮度，具有節能的功效。

首先請參閱圖1所示，係為本發明交流LED燈具外觀圖，其包含有：一燈殼10，係具有一出光面101；一LED燈板11，係設置於該燈殼10內，並朝向該出光面101，其中該LED燈板11係包含有複數LED元件111，又複數LED單元111係可相互串聯及/或並聯；一亮度感應器12，係設置於該燈殼10內，並朝向其出光面101；及一LED驅動電路13，係設置於該燈殼10內，並與該LED燈板11及該亮度感應器12電連接，以間隔點亮該LED燈板的LED元件111，並於LED元件111點滅時間內接收亮度感應器12的亮度感應訊號，如圖2所示。

請進一步參閱圖3所示，係為上述LED驅動電路13的詳細電路方塊圖，其包含有：一全橋整流器131，係連接一交流電源及該LED燈板，將交流電源轉換為一直流弦波電源，其中該全橋整流器131的正輸出端係連接至該LED燈板11的正極端；一壓控電晶體132，其一端連接於該LED燈板11的負極端；其中該壓控電晶體132可為MOFET或IGBT等功率電晶體，於本實施例中係使用MOFET作為壓控電晶體，其包含有閘極、汲極及閘極(控制端)；一電流檢測單元133，係連接至該壓控電晶體132的另一端以及該全橋整流器131的負輸出端之間，以透過該壓控電晶體132構成電源迴路；於本實施例該電流檢知單元133係為一電阻，且為固定電阻值電阻；一控制單元134，係連接至該壓控電晶體132的控制端(閘極)，並透過一低通濾波器135連接至該電流檢測單元133，以透過該電流檢測單元14檢測該LED燈板11的導通電流，依據目前檢知電流，控制該壓控電晶體132電壓，以調整該LED燈板11的平均電流高低。

由上述說明可知，該可藉由電流檢知器檢133知該LED燈板11點亮時的導通電流，依據目前導通電流控制該壓控開關的電流大小，進而調整或穩定LED燈板11的平均電流。是以，該控制單元134可調整該LED燈板11的電流值，改變LED燈板11照明光線的亮度值。

再者，該LED燈板11的驅動電壓V_LED與直流弦波的電壓峰值Vmax相較之下即可得知該LED燈板11導通周期ON，如圖4A所示；又，該控制單元134係可藉由電流檢知器133檢知該LED燈板11點亮時的導通電流；是以，該控制單元134即可計算目前LED燈板11的平均電流；又，該平均電流係可表示與LED燈板上LED元件照明光線的亮度值L_LED=f(x1)。

若本發明LED驅動電路13的控制單元134預設一固定亮度範圍的下標L_{target_min}及上標L_{target_max}，則該LED驅動可內建一自動亮度控制程序，以控制LED燈板11的照明光線亮度配合目前環境光線亮度；其中該自動亮度控制程序係包含有：

計算目前LED燈板照明光線亮度L_LED，詳如上述所述；

計算目前環境光線亮度值L_S；

加總LED燈板照明光線亮度及環境光線亮度值，以獲得一總亮度值L_Total=L_LED+L_S；

判斷該總亮度值是否超出固定亮度範圍，若高於固定亮度範圍下標且低於亮度範圍上標，則維持目前平均電流；反之，若低於固定亮度範圍下標，則提升平均電流，又若高於固定亮度範圍上標，則降低平均電流。

綜上所述，該LED驅動電路可檢知點亮時LED燈板的平均電流，藉由平均電流與該照明光線亮度成正比，而能計算出照明光線亮度值，再加上該亮度感應器所感應的環境亮度值，加總後的總亮度值即可與預設照明光線亮度比較；如總亮度值較預設照明光線亮度低，則由LED驅動電路拉高平均電流值；反之，則降低平均電流值。如此，當環境亮度值改變而落入前述二種判斷結果，則同樣會由LED驅動電路提升或降低，而達到依環境光線強弱自動調整該LED燈板照明光線的亮度，具有節能的功效。

10．．．燈殼

101．．．出光面

11．．．LED燈板

111．．．LED元件

12．．．亮度感應器

13．．．LED驅動電路

131．．．全橋整流器

132．．．壓控電晶體

133．．．電流檢測單元

134．．．控制單元

50．．．燈殼

51．．．驅動電路

52．．．亮度感應器

521．．．小型燈罩

53．．．延長線路

圖1：係本發明交流LED燈具外觀圖(顯示點亮狀態)。

圖2：係本發明交流LED燈具外觀圖(顯示點滅狀態)。

圖3：係本發明LED驅動電路的詳細電路方塊圖。

圖4A：係本發明LED驅動電路的波形圖。

圖4B：係本發明LED驅動電路接收亮度感應器亮度感應訊號的時序圖。

圖5：係既有一具亮度感應功能之燈具外觀圖。

圖6：係既有另一具亮度感應功能之燈具外觀圖。

圖7：係既有又一具亮度感應功能之燈具外觀圖。

10．．．燈殼

101．．．出光面

11．．．LED燈板

111．．．LED元件

12．．．亮度感應器

13．．．LED驅動電路

Claims (7)

1. 一種可感應環境亮度之交流LED燈具，係包含有：一燈殼，係具有一出光面；一LED燈板，係設置於該燈殼內，並朝向該出光面；一亮度感應器，係設置於該燈殼內，並朝向其出光面；及一LED驅動電路，係設置於該燈殼內，並與該LED燈板及該亮度感應器電連接，以間隔點亮該LED燈板的LED元件，並於LED元件點滅時間內接收亮度感應器的亮度感應訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述可感應環境亮度之交流LED燈具，該LED驅動電路係包含有：一全橋整流器，係連接一交流電源及該燈板，將交流電源轉換為一直流弦波電源，其中該全橋整流器的正輸出端係連接至該燈板的正極端；一壓控電晶體，其一端連接於該LED燈板的負極端；一電流檢測單元，係連接至該壓控電晶體的另一端以及該全橋整流器的負輸出端之間，以透過該主壓控電晶體構成電源迴路；一控制單元，係連接至該壓控電晶體的控制端，並透過一低通濾波器連接至該電流檢測單元，以透過該電流檢測單元檢測該LED燈板的導通電流，依據目前檢知電流，控制該主壓控電晶體電壓，以調整該LED燈板的平均電流高低。
3. 如申請專利範圍第2項所述可感應環境亮度之交流LED燈具，該控制單元係預設一固定亮度範圍的下標及上標，並內建有一自動亮度控制程序，其中該自動亮度控制程序係包含有：計算目前LED燈板照明光線亮度；計算目前環境光線亮度值；加總LED燈板照明光線亮度及環境光線亮度值，以獲得一總亮度值；判斷該總亮度值是否超出固定亮度範圍，若高於固定亮度範圍下標且低於亮度範圍上標，則維持目前平均電流；反之，若低於固定亮度範圍下標，則提升平均電流，又若高於固定亮度範圍上標，則降低平均電流。
4. 如申請專利範圍第3項所述可感應環境亮度之交流LED燈具，該控制單元計算計算目前LED燈板照明光線亮度係包含有：比較驅動電壓與直流弦波的電壓峰值以計算該LED燈板導通周期；透過該電流檢知器檢知該LED燈板點亮的導通電流；計算由導通周期及導通電流計算平均電流；及令該平均電流表示為該LED燈板照明光線的亮度。
5. 如申請專利範圍第1至4項任一項所述可感應環境亮度之交流LED燈具，該LED燈板係包含有複數LED元件，又複數LED元件係相互串聯及/或並聯。
6. 如申請專利範圍第1至4項任一項所述可感應環境亮度之交流LED燈具，該壓控電晶體為MOFET或IGBT。
7. 如申請專利範圍第1至4項任一項所述可感應環境亮度之交流LED燈具，該電流檢知單元係為一電阻。