TW201412188A - Ｌｅｄ照明裝置及點燈控制方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種LED照明裝置及其點燈控制方法，可發揮攜帶型電燈及緊急照明功能，而用於室內/室外設置照明。本發明的LED照明裝置係具備：配置成平面的LED陣列208；充電電池110，當市用電源無電力供給時而驅動LED陣列208；直流轉換部202，驅動LED陣列208的同時對充電電池110進行充電；電壓比較部205、604，將探測電壓與對充電電池機構進行充電之充電電壓予以比較，或是將探測電壓與接地電壓予以比較；開關部209，係啟動或關閉電壓比較部205之輸出，其中，電壓比較部205於停電時將對於與該探測電壓之比較結果予以回應而藉由將該充電電池機構之輸出電壓予以輸出，而控制點亮該LED陣列。

Description

LED照明裝置及點燈控制方法
本發明係關於一種具備發光二極體(以下稱之為「LED」)之電燈裝置，特別是關於一種LED照明裝置及其點燈控制方法，作為攜帶型電燈及緊急照明的室內/室外設置照明之用。
近年來，白色LED等為普及，且在省電需求之下，使LED作為光源而使用，LED照明器具越來越普遍。由於LED於數mA~數10mA左右之電流下即可高亮度發光，即使作為燈泡使用時亦無需大型電源裝置。因此，可做為攜帶型電燈、燈泡及日光燈型之照明用光源或是電池驅動之電燈裝置光源而予以使用。
另，近年來，當發生地震、強颱或豪大陣雨(guerrilla rainstorm)等自然災害時常導致市用電源停擺，因此也有需以在市用電源停擺之自然災害時也能使用為前提的重新認知。而且即使市用電源停擺時，在夜間或即使白天自需有照明之場所進行迅速進行避難尤其必要。
且，對於在夜間或無照明的話為暗，如：地下街、地下鐵建築物內或隧道內等之場所，一旦市用電源停擺，將導致視線不良，即便進行避難，反而會伴隨有不少的危險。災害時停電等情況，即便具有備用緊急發電設施，但並不能保證備用緊急發電設施之電力線路健全。
因此，基於上述目的，而作出像是作為緊急照明並專門設 於建築物中，或是在家中作為緊急照明而使用之手電筒。且，因為停電都是突然發生，在忘記緊急照明設備或手電筒等放置於何處或是夜晚等之情況時，也有無法找到緊急照明設備或手電筒而無法派上用場的情形。另，即便非緊急時之停電，在過度使用電力時安全用之斷路器為作動而熄滅建築物內的全部照明，相同的狀況近來常有發生。
為改善上述問題而已有各種技術被揭露，舉例而言，日本 發明專利特開2011-90970號公報(專利文獻1)記載有LED緊急照明裝置，其技術並非使用停電檢測回路，而係於停電時自動點亮LED緊急用照明裝置。
但專利文獻1記載之技術，雖係於停電時可自動點亮LED照明裝置，但係共用充電線與LED驅動電流供給線。因此，因停電時自充電電池供給至LED之電流變得過大，而有無法控制點燈壽命之問題。供給過量電流至LED，就LED壽命這點來看，作為緊急用照明裝置會有使用上的問題。而且，每個LED需各別準備充電電池，就成本考量來看則失去作為照明器具的泛用性。
另，日本發明專利特開2010-73334號公報(專利文獻2)記載有LED燈，其平時作為安裝型照明用燈具，而停電時可作為緊急照明燈，且取下後能夠作為手電筒使用。
專利文獻2記載有為了於停電時自動點亮而阻斷交流電源時，係設置有會將自動切換開關切換成ON之自動切換開關。
但專利文獻2中因為設置有手動操控開關及自動切換開關兩者，以致有自動切換動作無法順暢之情況。另，因進行充電、切換之控制的專用充 電、切換電路為必要，因此有回路結構過於複雜的疑慮。
如上所述，雖然習知的LED照明裝置可提供於停電時自動點亮功能，但其回路結構複雜且壽命不足，因此無法作為緊急照明用之LED照明而予以普及。
先行技術文獻
專利文獻1：日本發明專利特開2011-90970號公報
專利文獻2：日本發明專利特開2010-73334號公報
本發明有鑑於習知技術之上述問題點，係提供一種LED照明裝置及其點燈控制方法，其能夠取代傳統白熾燈的LED作為光源之照明裝置，於停電時自動發揮緊急照明燈功能，且回路結構單純並壽命充足，更可發揮攜帶型電燈功能。
本發明為了解決上述課題，係提供一種具備白熾燈等既有光源用接頭、充電電池及平面並列之LED陣列之LED照明裝置。LED照明裝置係提供一種使用預定探測電壓且當判斷喪失市用電源供給之電力時，係發揮自動點燈之緊急照明燈功能。
另，本發明之特徵在於室內使用時，透過使用者手動切換以藉由探測電壓進行檢測並於停電時選擇性作為緊急照明燈點亮。
透過本發明，於市用電源切斷時之照明恢復係可交給在市用電源正常時充電好之充電電池供給之電力進行補給，無須設置自動切換用之特別控制裝置，另可於停電時無法預測驅動之期間內抑制因LED擱置所造成之LED劣化。從而，提供一種LED照明裝置及其點燈控制方法，以 能取代傳統白熾燈的LED作為光源之照明裝置，於停電時自動發揮緊急照明燈功能，且回路結構單純且攜帶性及壽命皆佳，更可發揮手電筒功能。
100‧‧‧LED照明裝置
101‧‧‧框體
102‧‧‧透明蓋體
103‧‧‧接頭
104‧‧‧切換開關
105‧‧‧LED
106‧‧‧支撐元件
107‧‧‧接地線
108‧‧‧充電機構
109‧‧‧印刷配線板
110‧‧‧充電電池
111‧‧‧線
112‧‧‧延長部
112a‧‧‧擴張部
112b‧‧‧延長部
200‧‧‧功能方塊
201‧‧‧開關部
202‧‧‧直流轉換部
202a‧‧‧直流轉換部
202b‧‧‧直流轉換部
203‧‧‧DC-DC轉換部
204‧‧‧控制電阻
205‧‧‧電壓比較部
207‧‧‧充電控制部
208‧‧‧LED陣列
209‧‧‧第二開關部
300‧‧‧電壓比較回路
301‧‧‧比較器
302‧‧‧電阻
304‧‧‧電阻
305‧‧‧電阻
400‧‧‧LED照明裝置
600‧‧‧LED照明裝置
601‧‧‧直流轉換部
602‧‧‧充電控制部
603‧‧‧DC-DC轉換部
604‧‧‧電壓比較部
605‧‧‧充電電池
606‧‧‧電氣自動點燈部
607‧‧‧開關
608‧‧‧LED點燈電路
610‧‧‧LED陣列
611‧‧‧螢光開關
612‧‧‧螢光電位生成部
701‧‧‧OR閘
703‧‧‧電晶體
704‧‧‧逆變器
705‧‧‧FET
圖1係本實施例的LED照明裝置之示意圖。
圖2係本實施例的印刷配線板上之電氣構件及元件其功能方塊示意圖。
圖3係本發明的電壓比較部的電壓比較回路之實施例的示意圖。
圖4係LED照明裝置的功能方塊之第二實施例的示意圖。
圖5a及圖5b係將本實施例的充電動作及LED陣列的點燈動作與比較器的輸出電壓Vout相比較之說明圖。
圖6係本實施例第二實施例的功能方塊圖。
圖7係本實施例的電壓比較部及點電氣自動點燈部的回路結構之實施例的示意圖。
圖8係第二實施例的LED照明裝置之點燈狀態的概括圖。
以下係使用實施例說明本發明。但並未將本發明限定於下述實施例。圖1係顯示本實施例的LED照明裝置100的實施例。另，以圖1的單點鏈線為界，圖式右手邊係將框體101部分切下後而顯示出收納於框體101內之各種構件。
圖1所示LED照明裝置100，其外觀形狀類似白熾燈泡且包含框體101與連接市用電源用之接頭103。塑膠製框體101具備收納LED 105等之擴張部112a以及連接至擴張部112a之延長部112b。擴張部112a收納有光源之LED 105或控制LED 105點燈用之各種元件。
框體101於圖式中上方設置有用以覆蓋LED 105且可讓 LED 105光線透出之透明蓋體102，其保護LED 105的同時可讓LED 105產生之光線照射至外部。透明蓋體102無需呈透明，只需具備可透出LED 105光線之透光性。
LED(Light Emitting Diode)105係施加電壓時發光之半導體 元件。本發明可使用之LED 105並無限定其種類、形態等。本實施例雖揭露配置有複數LED 105之形態，但亦可為將構裝於基板上之單數或複數LED晶片統一封裝之COB形態(Chip On Board)或SMD形態(Surface Mount Device)。另，LED 105的例子中亦包含有機EL(OLEDs)。另，LED 105的顏色可為任何顏色，但若考量電燈功能，則使用呈白熾燈顏色至日光色之LED較佳。
框體101設置有切換LED照明裝置作動模式用之切換開關 104。本實施例中，切換開關104係可於點燈模式、電燈模式及充電模式間進行三接點切換之滑推式開關。充電模式係專門進行充電之模式；點燈模式係藉電燈、手電筒及緊急照明燈而進行照明之模式；電燈模式係僅於接收市用電源供電狀態下讓LED發光，停電時或通過關閉設置於牆壁等操控開關而讓LED停止發光，即具有取代白熾燈功能之模式。
更於框體101的組成構件之延長部112b配設有圖式中下方 所示之E26、E12、E17、E27、E14、E11、GU10等規格之接頭103，並將其鎖設於傳統白熾燈用之市用電源接頭(母)，以供給市用電源至LED照明 裝置100。
LED 105係固定於具有讓驅動電流流通於LED 105之配線 之支撐元件106上。保持元件106底面(接頭103側)係自充電電池110與正極線、接地線相連接，而圖1列舉出接地線107並加註符號。接地線107自支撐元件106底面延伸至接頭103接地側，並連接至接頭103接地側內部。另，充電電池110的接地線亦延伸至接頭103接地側內側，其與接地線107相同，連接至接頭103的接地側內側。
充電電池110係藉由充電儲蓄電力以作為電池使用之元 件。本發明的充電電池可使用目前熟知之充電式電池。近年來，因提供3.7V、3.8V等高放電電壓且容量較大之鋰離子電池越來越普及，所以較佳係使用鋰離子電池。更於框體101內側如環繞充電電池110般地固定印刷配線板109。印刷配線板109具有讓充電電池110插穿於其中央部之圓形開口部，並如環繞充電電池110般地裝備各種電氣構件或元件。再者，各種電氣構件或元件的詳細說明雖如下所述，但圖1僅列舉出該些構件、元件中之充電機構108。另，充電電池110的正極連接至LED 105，而負極如線111所示接地，更透過連接至充電機構108之充電線，以形成點燈模式及充電模式的充電結構。
將自框體101之接頭103連結至擴張部112a的延長部112b 設定成滑推式二段結構，且可調整延長部112b長度以改善其作為手電筒等使用時之操作性。
圖2係本實施例中備裝於印刷配線板109上之電氣構件及 元件的功能方塊200示意圖。再者，如充電電池般與圖1相同之元件係使 用與圖1相同之符號。依序自圖2左手邊起進行說明，市用電源線首先係自LED照明裝置100的接頭103導入至直流轉換部202。直流轉換部202係為包含變壓器、電晶體等的整流回路，用以將市用電源之交流電流轉換成預定或設定範圍內之直流電流。直流轉換部202的輸出，之後係導入至開關部201。
開關部201如下所述具備啟動、關閉電壓比較部205的輸 出之元件。本實施例的開關部201至少可進行點燈模式及充電模式之切換，若開關部201為點燈模式(與圖式中上側的接點連接)時，市用電源的交流電流係導入至DC-DC轉換部203。DC-DC轉換部203係生成驅動LED陣列208用之驅動電壓，且透過控制電阻204將操作電壓/控制電阻所賦予之LED驅動電流供給至LED陣列208，藉此點亮LED照明裝置。於點燈模式及電燈模式中，為了於LED照明裝置100點燈時可對充電電池110進行充電，直流轉換部202的輸出亦供給至充電控制部207。再者，如圖1所示，LED陣列208係複數LED 105裝備於印刷配線板109上之陣列狀光源。
另一方面，若開關部201連接至圖式中的下方，則變成電 燈模式，而市用電源交流電壓係流通至充電控制部207。充電控制部207係使用接收之預定電壓其直流電流以控制充電電池110其充電。再者，充電控制部207若控制於定電壓、定電流下，係生成預定充電電壓，可控制避免產生過度充電等。
充電控制部207的輸出係供給至充電電池110，而說明之實 施例中係於對充電電池進行充電時使用。另，充電控制部207所輸出之充電電壓係輸入至電壓比較部205，係用以判斷市用電源的斷路。再者，如上 所述，直流轉換部202的輸出於點燈模式及電燈模式下，可同時供給予充電控制部207並透過市用電源對充電電池進行充電。藉此，可時常對充電電池110進行充電，因此於緊急時刻更可確實確保LED驅動電力。
另一方面，電壓比較部205與充電電池110的輸出相連接。 電壓比較部205比較充電電壓與充電電池110的電壓，而控制供給至LED陣列208之充電電池110的驅動電流。
接著說明電壓比較部205之功能，電壓比較部205係比較 充電電壓(Vin)與充電電池110的輸出電壓(Vref)，而在充電電池110的輸出電壓Vref較高時則判斷為非充電中。另，電壓比較部205若判斷Vin高於Vref時，則判斷為充電中或透過市用電源點燈中。因此，在為充電中或透過市用電源點燈中的情況時，則將輸出設定為OFF(Low level)，而不使充電電池110輸出之驅動電流供給至LED陣列208。
另一方面，若Vref較高，即非充電中且無供給市用電源時， 電壓比較部205係輸出驅動LED陣列208所必要之驅動電壓。電壓比較部205的輸出電壓係輸送至第二開關部209，而第二開關部209除於點燈模式下提供使用手電筒等時之啟動、關閉切換功能外，另於本實施例之電燈模式下用以作動LED照明裝置100時使用。
第二開關部209雖可與開關部201為共用之切換開關結 構，但於特定實施例中，亦可為其他切換開關而另外設置。將更具體說明電壓比較部205與第二開關部209功能。若判斷為非充電中，則電壓比較部205係如上所述生成驅動LED陣列208之驅動電壓。生成之驅動電壓係施加於第二開關部209上，若於電燈模式下(關閉第二開關部209)，則LED 照明裝置100具有取代白熾燈功能之模式。因此，充電電池110輸出之驅動電壓並無供給至LED陣列208，所以無法使LED陣列208發光。
另一方面，當第二開關部209啟動時係點燈模式，若檢測 出市用電源的斷路及非充電中時，則生成驅動LED陣列208用之驅動電壓。生成之驅動電壓施加至第二開關部209，此時因呈點燈模式，自充電電池110輸出之驅動電壓係供給至LED陣列208，使LED陣列208發光。
此狀態於點燈模式下，當LED照明裝置100連接至市用電 源接頭時，成為作為緊急照明燈功能之狀態。另，當LED照明裝置100自接頭移除後，而成為使充電電池作為電源，使LED照明裝置100作為手電筒而作動之狀態。
施加至第二開關部209之驅動電壓經由控制電阻204而施 加至LED陣列208，動作電壓/控制電阻賦予之LED驅動電流係供給至LED陣列208，使LED照明裝置點亮。再者，控制電阻204相關於連接至DC-DC轉換部203之控制電阻與連接至第二開關部209之控制電阻而可為相同或相異，其目的在於延長以充電電池110驅動時的作動時間，因此較佳係因應手電筒及緊急照明燈之目的而設定到最大的電阻值。
圖3係本發明電壓比較部205其電壓比較回路300之實施 例示意圖。電壓比較回路300可為包含比較器301之結構，作動電壓使用充電電池110之輸出電壓，即便於市用電源斷路時，亦可藉由充電電池110的額定輸出電壓順利地進行作動。另，比較器301係反轉型比較器結構，其負輸入端子(-)用為輸入電壓，而正輸入端子(+)用為參考電壓。
另一方面，於負輸入端子(-)，充電電壓(Vin)透過電阻302 而輸入，而於正輸入端子(+)，則是充電電池110電壓(Vref)透過電阻304而輸入。因比較器301為反轉型比較器，當Vin≧Vref時，輸出為關閉(Low Level)，而當Vin<Vref時，輸出(充電電池輸出電壓)則啟動，而輸出與充電電池110電壓相等之電壓。再者，與比較器301的輸出端子相連接之電阻305則為上拉(Pull-up)電阻。
即，當充電電壓為具有超出0V的有意義數值時，表示為充 電中，充電中之充電電壓因至少為充電電池110的輸出電壓以上，故不會阻斷市用電源。此時，因無須自充電電池110供給電力，透過比較器301的反轉判斷結果，比較器301成為輸出關閉狀態。另一方面，充電電壓為0V時，則LED照明裝置100則具有下列任一的狀態，且同時滿足Vin<Vref：(1)市用電源成為停電狀態、(2)使用者關閉操控開關狀態、(3)作為手電筒使用。
此時，欲作為手電筒或緊急照明燈使用時，若無充電電池 110供給電力則LED照明裝置100無法發揮作用，故比較器301係啟動輸出並於其輸出側端子生成與充電電池110的電壓(Vref)相等之輸出電壓。使用者若因應其目的設定第二開關部209，則充電電壓(Vin)即便呈現使用者指示熄燈之上述(2)的狀態，充電電池亦不會進行無端的電力供給，所以充電電池110不會有消耗。
另一方面，於該上述(1)及(3)之情況下，使用者啟動第二開 關部209後，比較器301於其輸出端子將充電電池110的電壓(Vref)輸出，因此最大可供給至比較器301的限制電流。大多數情況下，LED陣列208為20mA左右即進行作動，因此，比較器301若作為功率放大器使用，則 可應用於搭載有多數LED 105之大型LED照明裝置。另因應必要之輸出電流，可於比較器301輸出側配置電晶體以增強輸出電流。
再者，開關部201設定為充電模式時，可同時透過關閉第 二開關部209之開關機構，於充電模式下無供給驅動電流予LED陣列208，藉此更有效率地進行充電動作。更於其他實施例中，可於延長部112上端部形成接點，亦於框體101擴張部下側形成接點，以形成因應該些接點其上下作動或旋轉動作進行啟動、關閉之第二開關部209。藉此，因應電燈、緊急照明燈及手電筒之使用狀態，使用者藉由切換第二開關部209，而可對應各種點燈動作。
透過使用上述電壓比較部205，LED照明裝置100可作為 電燈、手電筒及緊急照明燈使用。
圖4係顯示LED照明裝置100功能方塊之第二實施例。再 者，與圖2所示功能相同之元件係以相同符號標註。圖4所示實施例中，圖2的直流轉換部202分離成2系列的直流轉換部202a、202b，各自用以發揮點燈模式、電燈模式及充電模式。
對應此結構之相異處，於開關部201係有市用電源直接輸 入，若連接至圖式中上側接點時，LED照明裝置400發揮點燈模式及電燈模式，若連接至圖式中下側接點時，則可於充電模式下驅動LED照明裝置400。圖4所示實施例中，電壓比較部205係比較充電電壓與充電電池110其輸出電壓，並因應比較結果施加充電電池110側之LED陣列208其驅動電壓。
圖5係將本實施例的充電動作、LED陣列208的點燈動作 對應於比較器301的輸出電壓Vout之說明圖。LED照明裝置100的充電動作為在購買時的充電及市用電源的通電點燈時進行。該期間自充電電池110供給之電力係白費。本實施例LED照明裝置100，其具有一開關機構，該開關機構藉由市用電源如平常般進行點燈時，係同時對充電電池進行充電，因此亦可於購買時以充電模式而不被驅動，而在充電模式下充電時，則如上述，在開關部201被設定為充電模式時，第二開關部209經連帶而被關閉，藉由該開關機構而避免於LED陣列208通電時進行充電電池110之充電。再者，即便於開關機構發生上述狀態，並不影響點燈模式之充電狀態，因此實質上無造成不便。
舉例而言，鋰離子電池的充電電池，其額定輸出電壓係3.7 ~3.8V，電壓隨放電而降低。另一方面，充電動作大部分於初期係透過至少是充電電池的輸出電壓以上之充電電壓Vin進行定電流充電動作，接著進行4.1~4.2V之定電壓充電，且賦與充電電池的輸出電壓Vout與Vref相同之數值。圖5所示的實施例中，於圖5a之開始充電時，充電電壓Vin係立即上升至Vref，因此比較器301輸出電壓Vout係移至0V且無透過充電電池驅動LED陣列208。
另一方面，當結束充電模式時，充電電壓係移至0V，因符 合Vin<Vref之條件，所以如圖5b所示般，比較器301的輸出電壓係移至Vref狀態。該結束充電之動作可透過切換開關部201、將其自LED照明裝置100的市用電源取下並關閉充電控制部207之計時器等、或阻斷市用電源。此時，若關閉第二開關部209，則LED陣列208不會點亮。再者，此狀態相當於手電筒模式或電燈模式。於該狀態下，使用者若無刻意操作第二開關 部209，則LED陣列208不會點亮及熄滅。
另，作為緊急照明燈時，使用者需刻意啟動第二開關部 209。此狀態下，當充電電壓呈0V時係立即將充電電池110的驅動電壓施加至LED陣列208以點亮LED陣列208，以對應市用電源突然斷路時點亮LED照明裝置100。另於其他實施例中，若做為緊急照明燈使用時，係預先連接延長部112與擴張部，藉此於停電等時發揮緊急照明燈之功能，若無需發揮緊急照明燈功能時，則不需連接延長部112與擴張部而直接使用，可更有效率地控制點燈。
圖6係本實施例的第二實施例之功能方塊圖。室內照明燈 大部分係於熄燈時用以標示開關位置而點亮低電量的燈之結構。第二實施例中，發揮室內照明燈功能的同時，提供停電時自動點燈之功能。另於圖6中，關於直流轉換部601、充電控制部602、DC-DC轉換部603、充電電池605及LED陣列610，係與第一實施例所述相同。
圖6之第二實施例中，其包含用以比較停電時電壓變化之 電壓比較部604、判斷為停電時可自動點燈之停電自動點燈部606、及LED點燈回路608之部分不同於第一實施例所示之LED照明裝置100。電壓比較部604係為電壓比較元件，以比較探測電壓與對充電電池110充電之充電電壓或是探測電壓與接地電壓。
LED照明裝置610其使用者係使用安裝於壁面等之俗稱為 螢光開關611以控制LED照明裝置610的點燈。螢光開關611具備於照明本體開關關閉狀態下點燈而啟動開關後熄滅之功能，係包含內部電阻與LED等發光元件(螢光燈)之結構。螢光開關611呈OFF時，電流經由圖6 中左手邊通路流通，而呈ON時，電流係經由圖6中右手邊通路流通。螢光開關611呈OFF時雖有微弱電流流通，但不足以驅動DC-DC轉換部603，以致無法點亮LED。
另，LED照明裝置600係具備顯示螢光開關611呈關閉狀 態之螢光電位生成部612。再者，圖6所示螢光電位生成部612雖僅列舉出最基礎之結構，但無需多言，其亦可作為板體、IC等模組加以構裝。螢光電位生成部612係由二極體(亦可為全波整流之二極體橋式(diode bridge))、電容器等組成，當螢光開關611呈OFF狀態時係流通低電流，而螢光燈泡係發光而顯示開關的位置。
此時，若以LED組成螢光燈，則大約流通數mA。此時， 螢光電位生成部612係具備容量C之電容器，而該電容器透過分壓電阻分壓後之電位大致充電至如下述公式(1)所示關係之電荷Q為止。
【公式1】Q=∫CV(t)dt (1)
該公式中，V(t)係施加於螢光電壓生成部612其電流容量(capacitance)上游側之電位，下述公式(2)其電容器電位係螢光電位HV。
【公式2】HV=Q/C (2)
該螢光電位HV於LED照明裝置600普通作動期間，無論螢光燈是否點亮，皆施加固定的螢光電位HV，提供顯示市用電源VAC為正常之探測電位。該探測電位係輸入至電壓比較部604。於停電時控制停電 時自動點燈部606以切換至LED陣列610之供電通路。藉此，LED陣列610發光，使本實施例LED照明裝置600發揮緊急照明燈功能。
圖7係本實施例之電壓比較部604及電氣自動點燈部606 的回路結構實施形態。探測電壓係是充電電池的輸出電壓或是開關OFF時用以點亮辨認開關位置之發光元件的微弱電流所生成之螢光電位。探測電壓之螢光電位HV係經由二個OR閘各透過分壓電阻而進行輸入。螢光電位(探測電位)HV具備顯示市用電源為正常之電位時，OR閘701係斷言(assert)於L，若螢光電位HV為停電電位(如：接地電位)時，則斷言於H，且該些皆透過充電電池予以驅動。
停電時自動點燈部606可為包含電晶體703、逆變器704及 FET705之組成。螢光電位HV為正常電位時電晶體703呈OFF，而LED點燈回路608係接收DC-DC轉換部603供給之電力。此時，螢光電位HV本身並不驅動DC-DC轉換部603，因此DC-DC轉換部603、LED點燈電路608並不產生作動，致使LED陣列610亦無亮燈。
另於停電時，反應於與探測電壓的比較，電晶體703設定 為ON。結果導致FET 705關閉，而LED點燈回路608自充電電池605接受電力供給，而LED陣列610將作為緊急照明燈點亮。另，本實施例之開關607係在自接頭取下LED照明裝置600時發揮手電筒功能之開關。作為室內燈或緊急照明燈時，若關閉開關607閉路而呈連接狀態，於市用電源正常時，透過螢光電位HV之作用，並不自充電電池605供給電力，而是通過自市用電源供給電力而使LED陣列610發光。此外，當停電時，市用電源無供給電流，另透過螢光電位HV之停電自動點燈部606於停電時的 自動控制，自充電電池605開始供給電力，因此皆無自兩邊供給通路接收電力供給，所以可順暢切換室內燈及緊急照明燈二功能。
圖8係整理出第二實施例之LED照明裝置的點燈狀態。第 二實施例中LED照明裝置的狀態存在三種，此時LED陣列610的發光狀態於點燈時進行點燈(○)、熄燈時(關閉螢光開關)進行熄燈(×)、停電時則進行點燈(○)之動作。因此，夜間停電時或隧道內、購物街等喪失電力時，可將其自接頭取下並切換開關，藉此立即做為手電筒使用，因而方便攜帶。另，透過本發明，係可於停電時(市用電源停擺時)不論LED照明裝置呈點燈/非點燈狀態，皆可點亮光源的LED。因此，透過點亮LED，便可得知發生停電，因此可適度準備進行緊急照明燈等之切換。
如以上所述，本發明係提供一種LED照明裝置及點燈控制 方法，可立即取代傳統白熾燈並於停電時自動發揮緊急照明燈功能，更可發揮攜帶型電燈功能。再者，本實施例之LED照明裝置不限於家庭用、休閒用，亦可於地下街、地下道、隧道、地下鐵、機場跑道、直昇機機場等可能因臨時市用電源停擺造成困擾之建築物或結構物中做為低消費電力之照明裝置使用。
因應各種目的，更可對應特定目的適度選擇接頭103、LED 105的數量、以及用以固定LED 105之支撐元件的面積、充電電池容量或數量等。
目前為止雖然係以圖式而表示本發明的實施例而予以說 明，但本發明並不限於圖式所示的實施例，本發明所屬技術領域具有通常知識者可於所能想到的範圍內，在可發揮本發明的作用、效果下，做出其 他實施例、追加、變更、刪除等變更，這些任一樣態的變更皆屬本發明的範疇。
110‧‧‧充電電池
200‧‧‧功能方塊
201‧‧‧開關部
202‧‧‧直流轉換部
203‧‧‧DC-DC轉換部
204‧‧‧控制電阻
205‧‧‧電壓比較部
207‧‧‧充電控制部
208‧‧‧LED陣列
209‧‧‧第二開關部

Claims (9)

  1. 一種LED照明裝置，包括：一LED；一充電電池，用為於自一市用電源無電力供給時而驅動該LED；一直流轉換機構，於驅動該LED的同時對該充電電池進行充電；一電壓比較部，係將一探測電壓以及對該充電電池進行充電之一充電電壓予以比較，或是將一探測電壓與一接地電壓予以比較；及一開關，係啟動或關閉該電壓比較部之輸出，其中，該電壓比較部於停電時將對於與該探測電壓之比較予以回應而藉由將該充電電池的一輸出電壓予以輸出，而點亮該LED。
  2. 如請求項1所述之LED照明裝置，更具有：一充電模式，用於對該充電電池進行充電；一點燈模式，當該LED照明裝置接收該市用電源供給之電力時，係一邊對充電電池機構進行充電一邊驅動該LED，而當該LED照明裝置無接收該市用電源所供給之電力時，自該充電電池供給電力以驅動該LED；及一電燈模式，藉由該市用電源而被供給電力。
  3. 如請求項1或2所述之LED照明裝置，其中該探測電壓係藉由該充電電池之輸出電壓、或是用為於該開關關閉時使該開關的位置被辨認之發光構件予以點亮之微弱電流，而被生成的螢光電位。
  4. 如請求項2或3所述之LED照明裝置，其中該充電電池更包含一充電控制部，於該點燈模式及該電燈模式而對該充電電池進行充電。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之LED照明裝置，其中該電壓比較部係包含藉由該充電電池而作動的一反轉型比較器或一閘極陣列。
  6. 一種點燈控制方法，係為用於點燈控制如請求項1至5中任一項所述之LED照明裝置之點燈控制方法，包含：一比較步驟，將該探測電壓以及對充電電池機構進行充電之該充電電壓予以比較，或是將該探側電壓以及該接地電壓予以比較；一開關步驟，係啟動、關閉該電壓比較部之輸出；及一點亮步驟，回應於與該探測電壓之比較，而於停電時藉由輸出該充電電池機構之輸出電壓，而點亮該LED陣列。
  7. 如請求項6所述之點燈控制方法，其中該探測電壓係藉由該充電電池之輸出電壓、或是用為於該開關關閉時使該開關的位置被辨認之發光構件予以點亮之微弱電流，而被生成的螢光電位。
  8. 如請求項6或7所述之點燈控制方法，更包含：一作動步驟，係在一充電模式、一點燈模式、及一電燈模式而使作動，其中該充電模式，係專門對該充電電池機構進行充電，該點燈模式，當該LED照明裝置接收該市用電源供給之電力時，係一邊對該充電電池機構進行充電一邊驅動該LED陣列，而當該LED照明裝置無接收該市用電源所供給之電力時，自該充電電池供給電力以驅動該LED陣列，及該電燈模式，藉由該市用電源而供給電力；以及 一充電步驟，於該點燈模式及該電燈模式而對該充電電池機構進行充電。
  9. 如請求項6至8中任一項所述之點燈控制方法，其中該電壓比較部係包含藉由該充電電池機構作動的一反轉型比較器及一閘極陣列。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201719483D0 (en) * 2017-11-23 2018-01-10 Deciwatt Ltd Portable apparatus for generating electricity
CN212393022U (zh) * 2020-05-26 2021-01-22 漳州立达信光电子科技有限公司 一种应急灯控制电路、应急灯控制装置及灯具

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3557665B2 (ja) * 1994-09-27 2004-08-25 松下電工株式会社 照明装置
CN101227098B (zh) * 2007-01-19 2012-01-18 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 充电装置及方法
JP5284734B2 (ja) * 2008-09-16 2013-09-11 マミヤ・オーピー・ネクオス株式会社 携帯可能なｌｅｄランプ
JP2011090970A (ja) * 2009-10-23 2011-05-06 Le Dac Inc Ｌｅｄ非常用照明装置

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