TW201524267A - Ｌｅｄ燈具之控制系統及方法 - Google Patents

Abstract

一種LED燈具之控制方法，該控制方法包含下列步驟：判斷一開關是否從閉合切換到打開；讀取該開關從打開切換到閉合之一相隔時間長度所對應之一電流狀態；根據所讀取之該電流狀態產生使該LED燈具之亮度增加或降低所對應之一電流；判斷該開關是否再次從閉合切換到打開；以及當該開關閉合之時間大於一連續開燈時間長度時，儲存目前之該電流狀態。

Description

LED燈具之控制系統及方法

本發明有關於一種燈具，特別有關於一種LED燈具之控制系統及方法。

日前，由於能源危機與健康風潮的交互作用下，綠色科技成為當紅的熱門產業之一。其中備受矚目的LED(Light Emitting Diode，發光二極體)燈，由於其係具有低耗電、高亮度、壽命長等優點，非常適合做為全球耗電量佔40%的照明設備的主要元件。

然而，若要使得LED燈更具有節能效果，則必須考慮到環境因素與散熱效能等。因此，傳統的控制方式，僅以電源的切換來進行燈具單純的開與關，或者，以電源的切換來進行燈具的多段切換而控制不同的燈的開與關，似乎已無法滿足LED燈的控制需求。亦即，對於LED燈的控制，同樣也包含了控制其驅動電流來控制其亮度與耗能，甚至進行各式各樣的控制動作等等，而成為未來智慧型LED燈具的發展空間。

要達到以上的智慧型LED燈具的控制，現有的技術都必須在電源線旁增加一組控制線路，以滿足各式各樣的控制需求。如果在新的建築物同步安裝智慧型LED燈具時，須耗費控制線路的費用。 如果在舊的建築物安裝智慧型燈具時，除了控制線路的費用外，此控制線路必須額外進行佈線，更須耗費佈線的成本。

再者，智慧型LED燈具的控制若以開關切換來達成其亮度的調整，當開關由ON切換到OFF時，智慧型LED燈具會短暫的熄滅而後點亮，而燈具短暫的亮滅會造成眼睛的誤判，而無法由目前的亮度快速地調整LED燈具實際所需的亮度。

有鑑於上述問題，本發明之目的係提供一種LED燈具之控制系統及方法，在原有建築物及一般的電燈電路即可安裝智慧型LED燈具，並不需要額外進行控制線路之佈線，可大大地節省佈線的成本，再者，當開關由ON切換到OFF時，LED燈具仍為連續開燈狀態，因此眼睛可依目前的亮度快速地調整LED燈具實際所需的亮度。

本發明之第一態樣係提供一種LED燈具之控制系統，該控制系統包含：一斷電偵測器，用以偵測一開關對一電源之閉合或打開，以輸出一閉合或打開信號；一電源轉換器，用以將該電源之交流電轉換為直流電，該開關控制該電源以供應交流電至該電源轉換器；一蓄能裝置，用以儲存該電源轉換器所轉換之直流電；一儲存裝置，用以儲存複數個電流狀態，該等電流狀態係各別對應該電流控制裝置輸出至該LED燈具之電流大小；以及一微處理器，用以接收該斷電偵測器所輸出之該閉合或打開信 號，根據該開關從閉合切換到打開再切換到閉合之一相隔時間長度從該儲存裝置以讀取對應之電流狀態，並將所讀取之電流狀態輸出至該電流控制裝置，以控制該電流控制裝置所輸出之電流大小。

本發明之第二態樣係提供一種LED燈具之控制方法，該控制方法包含下列步驟：判斷一開關是否從閉合切換到閉合再切換到打開；讀取該開關從閉合切換到打開再切換到閉合之一相隔時間長度所對應之一電流狀態；以及根據所讀取之該電流狀態產生使該LED燈具之亮度增加或降低所對應之一電流。

10‧‧‧控制系統

12‧‧‧斷電偵測器

14‧‧‧電源轉換器

16‧‧‧蓄能裝置

18‧‧‧電流控制裝置

20‧‧‧儲存裝置

22‧‧‧微處理器

24‧‧‧開關

26‧‧‧電源

30‧‧‧LED燈具

32‧‧‧旋轉鈕

圖1為本發明之LED燈具之控制系統之方塊圖；圖2為本發明之開關與旋轉鈕組裝在一起之示意圖；以及圖3為本發明之LED燈具之控制系統之方法的流程圖。

為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。

圖1為本發明之LED燈具之控制系統之方塊圖。在圖1中，控制系統10包含一斷電偵測器12、一電源轉換器14、一蓄能裝置16、一電流控制裝置18、一儲存裝置20及一微處理器22。其中，微處 理器22與儲存裝置20可以一單晶片組合在一起。

斷電偵測器12用以偵測一開關24對一電源26之閉合或打開，以輸出一閉合或打開信號，亦即當開關24打開(即OFF)時，斷電偵測器12輸出一OFF信號；當開關24閉合(即ON)時，斷電偵測器12輸出一ON信號。

例如為交流轉直流(AC to DC)轉換器之電源轉換器14用以將電源26之交流電轉換為直流電，開關24控制電源26以供應交流電至電源轉換器14。

例如為電容器、蓄電池或超電容等之蓄能裝置16用以儲存電源轉換器14所轉換之直流電。電流控制裝置18用以將蓄能裝置16所儲存之直流電以電流控制方式輸出至LED燈具30，電流控制裝置18輸出電流的大小可控制LED燈具30之亮度。其中，當開關24為OFF而使電源26不再供電給電源轉換器14時，由於蓄能裝置16所儲存的電能仍可短暫供應直流電給電流控制裝置18，使用者根據開關24從OFF切換到ON的最大時間間隔來設計蓄能裝置16的儲能容量。

例如為記憶體或儲存媒體等之儲存裝置20用以儲存數個電流狀態，而該等電流狀態係各別對應電流控制裝置18輸出至LED燈具30之電流大小。微處理器22用以接收斷電偵測器12所輸出之ON信號或OFF信號，微處理器22根據開關24從ON切換到OFF再切換到ON之一相隔時間長度(亦即根據斷電偵測器12從ON信號變成OFF信號又變成ON信號之一相隔時間長度)，從儲存裝置20以讀取對應該相隔時間長度之電流狀態，並將所讀取之電流狀態輸出至電流控制裝置18，以控 制電流控制裝置18所輸出之電流大小。

舉例說明，蓄能裝置16在未儲能而持續供電給電流控制裝置18的時間約10秒，當微處理器22先接收斷電偵測器12輸出之ON信號變成OFF信號，之後接收其輸出之OFF信號變成ON信號時，微處理器22得知信號變換之間的相隔時間長度未超過1.5秒(亦即開關24從ON切換到OFF再切換到ON的相隔時間長度未超過1.5秒)，微處理器22便得知該相隔時間長度係表示調整LED燈具30的亮度逐漸增加，則微處理器22從儲存裝置20讀取使LED燈具30的亮度逐漸增加的電流狀態以輸出至電流控制裝置18；當微處理器22先接收斷電偵測器12輸出之ON信號變成OFF信號，之後接收其輸出之OFF信號變成ON信號時，微處理器22得知信號變換之間的相隔時間長度超過1.5秒但未超過2.5秒(亦即開關24從ON切換到OFF再切換到ON的相隔時間長度超過1.5秒但未超過2.5秒)，微處理器22便得知該相隔時間長度係表示調整LED燈具30的亮度逐漸降低，則微處理器22從儲存裝置20讀取使LED燈具30的亮度逐漸降低的電流狀態以輸出至電流控制裝置18；當微處理器22先接收斷電偵測器12輸出之ON信號變成OFF信號，之後接收其輸出之OFF信號變成ON信號時，微處理器22得知信號變換之間的相隔時間長度超過2.5秒但未超過3.5秒(亦即開關24從ON切換到OFF再切換到ON的相隔時間長度超過2.5秒但未超過3.5秒)，微處理器22便得知該相隔時間長度係表示要重置(Reset)LED燈具30為初始狀態的亮度，則微處理器22從儲存裝置20讀取使LED燈具30為初始狀態的亮度的電流狀態以輸出至電流控制裝置18；當微處理器22接收斷電偵測器12輸出之ON信號 變成OFF信號超過3.5秒時，微處理器22便得知要關閉LED燈具30，則微處理器22控制電流控制裝置18輸出電流為零。

當微處理器22接收斷電偵測器12輸出之ON信號超過10秒時，微處理器22將目前讀取的電流狀態儲存於儲存裝置20中，以便下次開啟LED燈具30時由處理器22讀取所儲存的電流狀態，並輸出至電流控制裝置18以進行LED燈具30之開啟。

在另一實施例中，除了可使用開關24來調整LED燈具30的亮度，亦可使用旋轉鈕32來調整LED燈具30的亮度，如圖2為本發明之開關與旋轉鈕組裝在一起之示意圖所示。

當旋轉鈕32朝第一方向轉動(在圖2中旋轉鈕32由右向左轉動)時，旋轉鈕32將一亮度調亮信號經由斷電偵測器12輸出至微處理器22，微處理器22根據該亮度調亮信號從儲存裝置20讀取使LED燈具30的亮度逐漸增加之電流狀態，並將該電流狀態輸出至電流控制裝置18；當旋轉鈕32朝第二方向轉動(在圖2中旋轉鈕32由左向右轉動)時，旋轉鈕32將一亮度調暗信號經由斷電偵測器12輸出至微處理器22，微處理器根22據該亮度調暗信號從儲存裝置20讀取使LED燈具30的亮度逐漸降低之電流狀態，並將該電流狀輸出至電流控制裝置18。

圖3為本發明之LED燈具之控制系統之方法的流程圖。在說明圖3之流程步驟時參考圖1之組件。

在圖3中，當要開啟LED燈具30時，由開關24為ON以控制電源26來供應交流電至電源轉換器14，由電源轉換器14將電源26之交流電轉換為直流電，並輸出直流電至蓄能裝置16。蓄能裝置16儲存 電源轉換器14所轉換之直流電，並輸出直流電至電流控制裝置18。電流控制裝置18將直流電以電流控制方式輸出至LED燈具30，而電流控制裝置18根據微控制器22所輸出之電流狀態而對應輸出之電流大小可控制LED燈具30之亮度。下文之步驟中，由電源26、電源轉換器14、蓄能裝置16及電流控制裝置18供電給LED燈具之供電方式皆相同，並省略其說明。

斷電偵測器12偵測到開關24為ON，斷電偵測器12輸出ON信號至微處理器22，此時微處理器22接收到ON信號會從儲存裝置20讀取LED燈具30前次關燈時所儲存之電流狀態(步驟S40)。

微處理器22將此次所讀取之電流狀態輸出至電流控制裝置18，電流控制裝置18根據該電流狀態產生使LED燈具30開啟所對應之電流，以開啟LED燈具30(步驟S42)。

當調整LED燈具30之亮度時，由微處理器22判斷開關24從ON切換到OFF再切換到ON之相隔時間長度是否大於一關燈時間長度，亦即微處理器22只接收到斷電偵測器12輸出之ON信號變成OFF信號(步驟S44)。

當開關為短暫OFF時，雖然電源26不再供電給電源轉換器14，但蓄能裝置16所儲存的電能仍可持續供電給電流控制裝置18一段時間(例如10秒)，因此開關24在短暫的OFF時間，LED燈具30係維持開燈狀態而不會有短暫熄滅的情況。下文之步驟中，當開關為短暫OFF時，皆相同上述之情況，並省略其說明。

若微處理器22判斷開關24從ON切換到OFF再切換到ON 之相隔時間長度大於關燈時間長度，則由微處理器22控制電流控制裝置18輸出電流為零，以關閉LED燈具30；若微處理器22判斷開關24從ON切換到OFF再切換到ON之相隔時間長度不大於關燈時間長度，則微處理器22所根據之相隔時間長度係在一第一時間長度區間(未超過1.5秒)中時，微處理器22得知要調亮LED燈具30，而從儲存裝置20讀取使LED燈具30的亮度逐漸增加之電流狀態(步驟S48)，微處理器22將該電流狀態輸出至電流控制裝置18，而使電流控制裝置18輸出的電流增加，以使LED燈具30的亮度增加(步驟S50)。

或者，微處理器22所根據之相隔時間長度係在一第二時間長度區間(超過1.5秒但未超過2.5秒)中時，微處理器22得知要調暗LED燈具30，而從儲存裝置20讀取使LED燈具30的亮度逐漸降低之電流狀態，微處理器22將該電流狀態輸出至電流控制裝置18，而使電流控制裝置18輸出的電流降低，以使LED燈具30的亮度降低。

或者，微處理器22所根據之相隔時間長度係在一第三時間長度區間(超過2.5秒但未超過3.5秒)中時，微處理器22得知要重置LED燈具30的亮度為初始狀態，而從儲存裝置20讀取使LED燈具30的亮度為初始狀態之電流狀態，微處理器22將該電流狀態輸出至電流控制裝置18，而使電流控制裝置18輸出的電流可使LED燈具30為初始狀態的亮度。

接著，由微處理器22判斷LED燈具30是否為連續開燈操作，亦即由微處理器22判斷開關24是否一直為ON(步驟S52)。

若微處理器22判斷開關24不是一直為ON，亦即開關從 ON切換到OFF，則進行到步驟S44；若微處理器22判斷開關24一直為ON，亦即微處理器22接收到ON信號的時間(開關24之ON時間)係大於一連續開燈時間長度，微處理器22將目前輸出於電流控制裝置18之電流狀態儲存於儲存裝置20，以便作為下次開啟LED燈具30之電流狀態之用(步驟S54)。

在另一實施例中，圖3之步驟S48及S50中，開關24之切換來控制LED燈具30之亮度的調整可由圖2之旋轉鈕32來取代。

當旋轉鈕32由右向左轉動時，旋轉鈕32將亮度調亮信號經由斷電偵測器12輸出至微處理器22，微處理器22根據該亮度調亮信號從儲存裝置20讀取使LED燈具30的亮度逐漸增加之電流狀態，並將該電流狀態輸出至電流控制裝置18，而使電流控制裝置18輸出的電流增加，以使LED燈具30的亮度增加。

當旋轉鈕32由左向右轉動時，旋轉鈕32將亮度調暗信號經由斷電偵測器12輸出至微處理器22，微處理器根22據該亮度調暗信號從儲存裝置20讀取使LED燈具30的亮度逐漸降低之電流狀態，並將該電流狀輸出至電流控制裝置18，而使電流控制裝置18輸出的電流降低，以使LED燈具30的亮度降低。

本發明係提供一種LED燈具之控制系統及方法，其優點在原有建築物及一般的電燈電路即可安裝智慧型LED燈具，並不需要額外進行控制線路之佈線，可大大地節省佈線的成本，再者，當開關由ON切換到OFF時，LED燈具仍為連續開燈狀態，因此眼睛可依目前的亮度快速地調整LED燈具實際所需的亮度。

雖然本發明已參照較佳具體例及舉例性附圖敘述如上，惟其應不被視為係限制性者。熟悉本技藝者對其形態及具體例之內容做各種修改、省略及變化，均不離開本發明之申請專利範圍之所主張範圍。

10‧‧‧控制系統

12‧‧‧斷電偵測器

14‧‧‧電源轉換器

16‧‧‧蓄能裝置

18‧‧‧電流控制裝置

20‧‧‧儲存裝置

22‧‧‧微處理器

24‧‧‧開關

26‧‧‧電源

30‧‧‧LED燈具

Claims (9)

1. 一種LED燈具之控制系統，該控制系統包含：一斷電偵測器，用以偵測一開關對一電源之閉合或打開，以輸出一閉合或打開信號；一電源轉換器，用以將該電源之交流電轉換為直流電，該開關控制該電源以供應交流電至該電源轉換器；一蓄能裝置，用以儲存該電源轉換器所轉換之直流電；一電流控制裝置，用以將該蓄能裝置所儲存之直流電以電流控制方式輸出至該LED燈具，以輸出電流大小來控制該LED燈具之亮度；一儲存裝置，用以儲存複數個電流狀態，該等電流狀態係各別對應該電流控制裝置輸出至該LED燈具之電流大小；以及一微處理器，用以接收該斷電偵測器所輸出之該閉合或打開信號，根據該開關從閉合切換到打開再切換到閉合之一相隔時間長度從該儲存裝置以讀取對應之電流狀態，並將所讀取之電流狀態輸出至該電流控制裝置，以控制該電流控制裝置所輸出之電流大小。
2. 如申請專利範圍第1項之控制系統，其中，該微處理器與該儲存裝置係以一單晶片組合在一起。
3. 如申請專利範圍第1項之控制系統，其中，當該開關從打開切換到閉合再切換到閉合之該相隔時間長度大於一連續開燈時間長度時，該微處理器將目前之電流狀態儲存至該 儲存裝置；以及該微處理器根據該閉合或打開信號得知該LED燈具為開啟狀態時，從該儲存裝置以讀取該LED燈具前次關閉時所儲存之電流狀態，並將讀取之電流狀態輸出至該電流控制裝置。
4. 如申請專利範圍第1項之控制系統，其中，該微處理器所根據之該相隔時間長度在一第一時間長度區間中時，該微處理器從該儲存裝置讀取使該LED燈具的亮度逐漸增加之電流狀態並輸出至該電流控制裝置；該微處理器所根據之該相隔時間長度在一第二時間長度區間中時，該微處理器從該儲存裝置讀取使該LED燈具的亮度逐漸降低之電流狀態並輸出至該電流控制裝置；該微處理器所根據之該相隔時間長度在一第三時間長度區間中時，該微處理器從該儲存裝置讀取使該LED燈具的亮度為初始狀態之電流狀態並輸出至該電流控制裝置；以及該微處理器所根據之該相隔時間長度在大於一關燈時間長度時，該微處理器控制該電流控制裝置輸出電流為零。
5. 如申請專利範圍第1項之控制系統，進一步包含一旋轉鈕，該旋轉鈕朝一第一方向轉動以將一亮度調亮信號經由該斷電偵測器輸出至該微處理器，該微處理器根據該亮度調亮信號從該儲存裝置讀取使該LED燈具的亮度逐漸增加之電流狀態並輸出至該電流控制裝置；以及該旋轉鈕朝一第二方向轉動以將一亮度調暗信號經由該斷電偵測 器輸出至該微處理器，該微處理器根據該亮度調暗信號從該儲存裝置讀取使該LED燈具的亮度逐漸降低之電流狀態並輸出至該電流控制裝置。
6. 一種LED燈具之控制方法，該控制方法包含下列步驟：判斷一開關是否從閉合切換到打開再切換到閉合；讀取該開關從閉合切換到打開再切換到閉合之一相隔時間長度所對應之一電流狀態；以及根據所讀取之該電流狀態產生使該LED燈具之亮度增加或降低所對應之一電流。
7. 如申請專利範圍第6項之控制方法，進一步包含下列步驟：在判斷該開關是否從閉合切換到打開再切換到閉合之步驟之前，由該開關打開電源，讀取該LED燈具前次關燈時所儲存之該電流狀態；根據該LED燈具前次關燈時所儲存之該電流狀態產生使該LED燈具開啟所對應之該電流；在讀取該開關從閉合切換到打開再切換到閉合之該相隔時間長度所對應之該電流狀態之步驟之後，判斷該開關從打開切換到閉合之該相隔時間長度是否大於一關燈時間長度；判斷該開關是否從閉合切換到打開；以及當該開關閉合之時間大於一連續開燈時間長度時，儲存目前之該電流狀態。
8. 如申請專利範圍第6項之控制方法，其中， 當該開關從閉合切換到打開再切換到閉合之該相隔時間長度在一第一時間長度區間中時，讀取使該LED燈具的亮度逐漸增加之電流狀態；當該開關從閉合切換到打開再切換到閉合之該相隔時間長度在一第二時間長度區間中時，讀取使該LED燈具的亮度逐漸降低之電流狀態；當該開關從閉合切換到打開再切換到閉合之該相隔時間長度在一第三時間長度區間中時，讀取使該LED燈具的亮度為初始狀態之電流狀態；以及當該開關從閉合切換到打開再切換到閉合之該相隔時間長度在大於一關燈時間長度時，關閉該LED燈具。
9. 如申請專利範圍第6項之控制方法，其中，根據一亮度調亮信號所對應之該電流狀態以產生使該LED燈具的亮度逐漸增加之該電流；以及根據一亮度調暗信號所對應之該電流狀態以產生使該LED燈具的亮度逐漸降低之該電流。