TWI505747B - 色溫調整電路、照明系統、及控制發光裝置之色溫的方法 - Google Patents

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Description

色溫調整電路、照明系統、及控制發光裝置之色溫的方法
本案係關於一種色溫調整電路及照明系統，尤指一種仿日光色溫自然變化之色溫調整電路及照明系統。
傳統照明系統或是以發光二極體(LED)為光源之LED照明系統，其燈光的色溫，使用者通常是無法調變的；即使去調變它，每變換一個不同的色溫就必須對照明系統施予一次組態或控制指令，照明系統無法自動循續變換。
爰是之故，申請人有鑑於習知技術之缺失，發明出本案「色溫調整電路及照明系統」，用以改善上述缺失。
本案之一面向係提供一種色溫調整電路，用以調整一發光裝置之一色溫，其中該發光裝置具一第一發光單元，包含一第一電路，電連接於該第一發光單元，且具一第二發光單元，用以調整該色溫於一第一狀態；一第二電路，並聯於該第一電路，且具一第三發光單元，用以調整該色溫於一第二狀態；以及一切換裝置，電連接於該第二電路及一電壓轉換裝置之一輸出負端並接地，用以控制該第一電路及該第二電路之導通時間。
本案之另一面向係提供一種照明系統，包含一發光裝置，具有一色溫；以及一切換裝置，耦接於該發光裝置，其中該色溫係經由控制該切換裝置之導通時間來控制。
本案之又一面向係提供一種控制一發光裝置之一色溫的方法，包含下列步驟：提供一切換裝置；以及經由控制該切換裝置之導通時間來控制該色溫。
1‧‧‧驅動電路
11‧‧‧控制電路
111‧‧‧時刻解碼器
112‧‧‧位址運轉單元
113‧‧‧脈波寬度調變信號產生器
12‧‧‧切換裝置
2‧‧‧電源供應單元
21‧‧‧電壓轉換裝置
22‧‧‧整流器
3‧‧‧發光裝置
33‧‧‧第一發光單元
331‧‧‧發光二極體
32‧‧‧第一電路
321‧‧‧第二發光單元
3211‧‧‧發光二極體
31‧‧‧第二電路
311‧‧‧第三發光單元
3111‧‧‧發光二極體
25、37‧‧‧端子
4‧‧‧色溫調整電路
第一圖：本案之照明系統結構示意圖。
第二圖：本案之控制電路之結構示意圖。
請參閱第一圖，其係本案之照明系統結構示意圖。該照明系統包含一電源供應單元2、一驅動電路1、一發光裝置3、及一色溫調整電路4。該電源供應單元2包含一整流器22及一電壓轉換裝置21。該驅動電路1包含一控制電路11及一切換裝置12。該發光裝置3包含一第一發光單元33、一第一電路32、及一第二電路31，其中該第一電路32包含一第二發光單元321，而該第二電路31包含一第三發光單元311。該第一發光單元33包含複數發光二極體331，該第二發光單元321亦包含複數發光二極體3211，而該第三發光單元311亦包含複數發光二極體3111。該色溫調整電路4包含該第一電路32、該第二電路31、及該切換裝置12。該第一發光單元33之第一端連接於該電壓轉換裝置21之輸出正端，而第二端則分別連接於該第二發光單元321之第一端及該第三發光單元311之第一端。該第二發光單元321之第二端連接於該電壓轉換裝置21之輸出負端並接地。該第三發光單元311之第二端連接於該切換裝置12。
該控制電路11提供具有複數週期之一控制信號至該切換裝置12，以控制該切換裝置12之導通或關閉，進而控制該第三發光單元311之導通或關閉。該控制電路11控制該切換裝置12，使其得以週期性地處於導通狀態，其中該切換裝置12之導通時間係經由控制該控制信號之每一週期的導通狀態百分比值來控制。經由改變該切換裝置12之導通時間的長 短，來改變該第三發光單元311之導通時間的長短，進而控制該發光裝置3所發射光的色溫。
該第二發光單元321導通時端子37至端子25間之電壓差，大於該第三發光單元311導通時端子37至端子25間之電壓差，從而使該切換裝置12導通時，該第三發光單元311導通而該第二發光單元321關閉，並使該切換裝置12關閉時，該第三發光單元311關閉而該第二發光單元321導通。亦即，該第三發光單元311與該第二發光單元321不會同時導通，在一特定時間點時，僅有其中一個發光單元會導通。
請參閱第二圖，其係本案之控制電路11之結構示意圖。該控制電路11包含一時刻解碼器111、一位址運轉單元112、及一脈波寬度調變信號產生器113。當該時刻解碼器111接收到對應目前時刻之一啟動信號時，會將該啟動信號解碼成對應的位址碼。該位址運轉單元112將該位址碼轉換完成之後傳送至該脈波寬度調變信號產生器113，並同步依每一時脈信號推進一階，直到該控制信號的脈波寬度達到最大值或者是電源切斷為止。該控制電路11自其被啟動當時的時刻起，自動地循序改變該控制信號之每一週期的導通狀態百分比值，若為午前則循序降低至午間時候的最低值然後再循序遞增至最大值為止；若為午後則循序遞增至最大值為止，該發光裝置3混光合成後的色溫亦隨著轉變，從暖色調逐漸轉為午間的晝日白(daylight white)，而午後再逐漸變回暖色調，如太陽光自日出至日落的色溫變化一樣。亦即，該控制電路11可將時刻轉換成該控制信號。
根據本案之一實施例，該控制電路11係由該驅動電路1之內部機制自發啟動、由外部主動輸入信號啟動、自發地向外讀取信號啟動、或自發地向外請求輸入信號啟動。
根據本案之一實施例，該控制信號係為一脈波寬度調變(PWM)信號。
根據本案之一實施例，該切換裝置12係為一金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)或一雙載子電晶體(BJT)。
根據本案之一實施例，該第一發光單元33包含單一顆發光二極體、多顆並聯的發光二極體、多顆串聯的發光二極體、或多串發光二 極體並聯的模組。
根據本案之一實施例，該第二發光單元321包含單一顆發光二極體、多顆並聯的發光二極體、多顆串聯的發光二極體、或多串發光二極體並聯的模組。
根據本案之一實施例，該第三發光單元311包含單一顆發光二極體、多顆並聯的發光二極體、多顆串聯的發光二極體、或多串發光二極體並聯的模組。
根據本案之一實施例，該第三發光單元311所發射光之色溫低於該第二發光單元321所發射光之色溫，而該第一發光單元33所發射光之色溫相同或高於該第二發光單元321所發射光之色溫。
根據本案之一實施例，該第三發光單元311係發射紅光，該第二發光單元321係發射黃光、琥珀光或白光，而該第一發光單元33係發射色溫相同或高於該第二發光單元321所發射光之白光。
本案雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本案之範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本案之精神和範圍內所作之變動與修飾，皆應屬本案之涵蓋範圍。
實施例：
1.一種色溫調整電路，用以調整一發光裝置之一色溫，其中該發光裝置具一第一發光單元，包含：一第一電路，電連接於該第一發光單元，且具一第二發光單元，用以調整該色溫於一第一狀態；一第二電路，並聯於該第一電路，且具一第三發光單元，用以調整該色溫於一第二狀態；以及一切換裝置，電連接於該第二電路及一電壓轉換裝置之一輸出負端並接地，用以控制該第一電路及該第二電路之導通時間。
2.如實施例1所述之色溫調整電路，其中：該發光裝置係耦接於一電源供應單元及一驅動電路；該電源供應單元包含一整流器及該電壓轉換裝置，其中該電壓轉換裝置具有一輸出正端及該輸出負端；該驅動電路耦接於該電源供應單元，並包含：一控制電路，提供具有複數週期之一控制信號；以及該切換裝置，耦接於該控制電路，其中該切換裝置之導通時間係經由控制該控制信號之每一週期的導通狀態百分比值來控制；該發光裝置包含：該第一發光單元，具有一第一端及一第二端，其中該第一端連接於該輸出正端；該第一電路，具有該第二發光單元、一第三端、及一第四端，其中該第三端連接於該第二端，而該第四端接地；以及該第二電路，具有該第三發光單元、一第五端、及一第六端，其中該第五端連接於該第二端，該第六端連接於該切換裝置，且該第三發光單元受該切換裝置之控制而導通或關閉；當該切換裝置導通時，該第三發光單元導通，而該第二發光單元關閉；以及當該切換裝置關閉時，該第三發光單元關閉，而該第二發光單元導通。
3.如實施例1~2所述之色溫調整電路，其中該控制電路自其被啟動當時的時刻起，自動地循序改變該控制信號之每一週期的導通狀態百分比值，若為午前則循序降低至午間時候的最低值然後再循序遞增至最大值為止，若 為午後則循序遞增至最大值為止。
4.如實施例1~3所述之色溫調整電路，其中該控制電路將時刻轉換成該控制信號。
5.如實施例1~4所述之色溫調整電路，其中該控制電路係由下列方式其中之一來啟動：該驅動電路之內部機制自發啟動；由外部主動輸入信號啟動；自發地向外讀取信號啟動；以及自發地向外請求輸入信號啟動。
6.如實施例1~5所述之色溫調整電路，其中：該控制信號係為一脈波寬度調變(PWM)信號；該切換裝置係為一金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)或一雙載子電晶體(BJT)；該第一發光單元包含單一顆發光二極體、多顆並聯的發光二極體、多顆串聯的發光二極體、或多串發光二極體並聯的模組；該第二發光單元包含單一顆發光二極體、多顆並聯的發光二極體、多顆串聯的發光二極體、或多串發光二極體並聯的模組；以及該第三發光單元包含單一顆發光二極體、多顆並聯的發光二極體、多顆串聯的發光二極體、或多串發光二極體並聯的模組。
7.如實施例1~6所述之色溫調整電路，其中該第三發光單元所發射光之色溫低於該第二發光單元所發射光之色溫，而該第一發光單元所發射光之色溫相同或高於該第二發光單元所發射光之色溫。
8.如實施例1~7所述之色溫調整電路，其中該第三發光單元係發射紅光， 該第二發光單元係發射黃光、琥珀光或白光，而該第一發光單元係發射色溫相同或高於該第二發光單元所發射光之白光。
9.一種照明系統，包含：一發光裝置，具有一色溫；以及一切換裝置，耦接於該發光裝置，其中該色溫係經由控制該切換裝置之導通時間來控制。
10.一種控制一發光裝置之一色溫的方法，包含下列步驟：提供一切換裝置；以及經由控制該切換裝置之導通時間來控制該色溫。
1‧‧‧驅動電路
11‧‧‧控制電路
12‧‧‧切換裝置
2‧‧‧電源供應單元
21‧‧‧電壓轉換裝置
22‧‧‧整流器
3‧‧‧發光裝置
33‧‧‧第一發光單元
331‧‧‧發光二極體
32‧‧‧第一電路
321‧‧‧第二發光單元
3211‧‧‧發光二極體
31‧‧‧第二電路
311‧‧‧第三發光單元
3111‧‧‧發光二極體
25、37‧‧‧端子
4‧‧‧色溫調整電路

Claims (10)

  1. 一種色溫調整電路，用以調整一發光裝置之一色溫，其中該發光裝置具一第一發光單元，包含：一第一電路，電連接於該第一發光單元，且具一第二發光單元，用以調整該色溫於一第一狀態；一第二電路，並聯於該第一電路，且具一第三發光單元，用以調整該色溫於一第二狀態；以及一切換裝置，電連接於該第二電路及一電壓轉換裝置之一輸出負端並接地，用以控制該第一電路及該第二電路之導通時間，其中該發光裝置係耦接於一驅動電路，該驅動電路包含一控制電路以及該切換裝置，該控制電路將當下的時刻轉換成一控制信號，其中該切換裝置之導通時間係經由控制該控制信號之每一週期的導通狀態百分比值來控制。
  2. 如請求項1所述之色溫調整電路，其中：該發光裝置係耦接於一電源供應單元；該電源供應單元包含一整流器及該電壓轉換裝置，其中該電壓轉換裝置具有一輸出正端及該輸出負端；該驅動電路耦接於該電源供應單元，並包含：該控制電路，提供具有複數週期之該控制信號；以及該切換裝置，耦接於該控制電路；該發光裝置包含：該第一發光單元，具有一第一端及一第二端，其中該第一端連接於該輸出正端；該第一電路，具有該第二發光單元、一第三端、及一第四端，其中該第三端連接於該第二端，而該第四端接地；以及該第二電路，具有該第三發光單元、一第五端、及一第六端，其中該第五端連接於該第二端，該第六端連接於該切換裝置，且該第三發光單元受該切換裝置之控制而導通或關閉；當該切換裝置導通時，該第三發光單元導通，而該第二發光單元關閉；以及 當該切換裝置關閉時，該第三發光單元關閉，而該第二發光單元導通。
  3. 如請求項2所述之色溫調整電路，其中：該控制電路自其被啟動當時的時刻起，自動地循序改變該控制信號之每一週期的導通狀態百分比值，若為午前則循序降低至午間時候的最低值然後再循序遞增至最大值為止，若為午後則循序遞增至最大值為止。
  4. 如請求項2所述之色溫調整電路，其中該控制電路係由下列方式其中之一來啟動：該驅動電路之內部機制自發啟動；由外部主動輸入信號啟動；自發地向外讀取信號啟動；以及自發地向外請求輸入信號啟動。
  5. 如請求項2所述之色溫調整電路，其中：該控制信號係為一脈波寬度調變(PWM)信號；該切換裝置係為一金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)或一雙載子電晶體(BJT)；該第一發光單元包含單一顆發光二極體、多顆並聯的發光二極體、多顆串聯的發光二極體、或多串發光二極體並聯的模組；該第二發光單元包含單一顆發光二極體、多顆並聯的發光二極體、多顆串聯的發光二極體、或多串發光二極體並聯的模組；以及該第三發光單元包含單一顆發光二極體、多顆並聯的發光二極體、多顆串聯的發光二極體、或多串發光二極體並聯的模組。
  6. 如請求項2所述之色溫調整電路，其中該第三發光單元所發射光之色溫低於該第二發光單元所發射光之色溫，而該第一發光單元所發射光之色溫相同或高於該第二發光單元所發射光之色溫。
  7. 如請求項6所述之色溫調整電路，其中該第三發光單元係發射紅光，該第二發光單元係發射黃光、琥珀光或白光，而該第一發光單元係發射色溫相同或高於該第二發光單元所發射光之白光。
  8. 一種照明系統，包含：一發光裝置，具有一色溫；以及一切換裝置，耦接於該發光裝置，其中該色溫係經由控制該切換裝置之導通時間來控制，且該導通時間是根據當下的時刻來決定。
  9. 一種控制一發光裝置之一色溫的方法，包含下列步驟：提供一切換裝置；根據當下的時刻來決定該切換裝置之導通時間；以及經由控制該切換裝置之該導通時間來控制該色溫。
  10. 一種控制電路，包含：一時刻解碼器，接收一第一信號，並將該第一信號解碼成一位址，其中該第一信號與當下的時刻相關；一位址運轉單元，耦接於該時刻解碼器，並依序將該當下的時刻轉換成一第二信號；以及一信號產生器，耦接於該位址運轉單元，並根據該第二信號來產生一或一組控制信號。
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