TWI510135B

TWI510135B - Online digital dimmer, LED lighting device, dimming device and dimming method for adjusting brightness or color temperature and color

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Publication number: TWI510135B
Application number: TW102129399A
Authority: TW
Original assignee: Anteya Technology Corp
Priority date: 2013-08-16
Filing date: 2013-08-16
Publication date: 2015-11-21
Also published as: TW201509226A

Description

在線數位調光器、LED照明裝置、調光裝置及調整亮度或色溫與顏色的調光方法

本發明關於一種在線數位調光技術，特別是指一種利用在線數位調光器調變出不同導通時間之編碼電源，該編碼電源除了傳遞原來的交流電源的功能外，也藉由該具有不同導通百分比之編碼電源轉成為特定的數位信號，據此控制LED照明裝置產生所需之亮度或色溫與顏色。

參考圖13所示，揭示傳統在線調光器於使用時之電路圖，「在線調光」意指燈具91與一在線調光器92串聯於同一個市電電源93而形成一串聯迴路。該在線調光器92一般是採用旋鈕介面的操作設計，當使用者旋轉調整該在線調光器92時，可直接調整該燈具91的發光亮度。

該在線調光器92之詳細電路如圖14所示，主要組成元件包含一交流矽控閘流體(TRIAC)921、一可變電阻922及一雙向二極體923(DIAC)。該交流矽控閘流體921的兩輸出端T1、T2串接在迴路中，而其觸發端G係經由該雙向二極體923連接該可變電阻922。當使用者旋轉調整該在線調光器92時，相當於是改變該可變電阻922的電阻值，藉此改變該交流矽控閘流體921其觸發端G上的觸發電壓，令交流矽控閘流體921在不同的觸發角度由截止狀態轉為導通狀態。

如圖15所示，係表示使用者調整可變電阻922得到不同電阻值時，該交流矽控閘流體921於不同觸發角度導通，因此會在燈具91上產生具有不同導通百分比之弦波電壓，該等不同導通百分比之弦波電壓的波形在此以90%、70%、50%與30%舉例表示。當燈具91接收到90%、70%、50%與30%之導通電壓時，將產生正比於該導通電壓的對應亮度，導通百分比越高，則燈具91的亮度越高，反之亦然。

惟前述傳統在線調光的技術在實際應用時，仍然存在有以下缺點：

1、傳統在線調光電路對負載有一定限制，即所使用的燈具91必需是傳統燈泡，如此才可依據不同導通百分比之弦波電壓產生對應的發光亮度。若是以LED燈作為負載，該LED燈會產生亮度不穩、閃爍等問題，當導通百分比低於一定程度時，例如30%以下，該LED燈甚至會失效無法進行調光。

2、使用LED燈作為照明用具儼然已是市場主流趨勢，LED燈不僅可調亮度，也可調整色溫及顏色；但上述傳統在線調光技術無法達到調整色溫及顏色的功能。

本發明之一目的是提供一種「在線數位調光器」，將交流電源之導通電壓百分比大小數位化成1與0，再由複數個1與0組成為一數位調光指令，並將此數位調光指令傳送至LED照明裝置，設定LED照明裝置之亮度，色溫與顏色。

為達成前述目的，該在線數位調光器與一交流電源及一LED照明裝置串聯連接而構成一供電迴路，該在線數位調光器包含：一開關電路，係串聯在該供電迴路上；一觸發電路，係連接該開關電路並用於觸發該開關電路導通；一調光控制電路，連接該觸發電路以控制該觸發電路之觸發時間，其中，該調光控制電路係將調整亮度或色溫與顏色之一調光信號編碼成以複數個0與1位元構成之數位調光指令，再根據該數位調光指令所含之0與1位元之不同而控制該觸發時間的不同，使該開關電路產生具不同導通百分比之編碼電源傳遞至該LED照明裝置。

藉由前述在線數位調光器，可以根據0或1的位元不同，控制交流電源正弦波的每個半波之導通時間不同，故連續的一段不同導通百分比之交流電源除了達成原來傳遞交流電源的功能外，也藉由交流電源所含的不同導通百分比狀態轉換成為特定的數位調光指令，如「0101xxxxxx」為調亮度指令，其中前四個位元0101表示指令種類，後六個位元x為0或1表示為亮度值；又或如「0110xxxxxx」為調色溫與顏色指令，其中前四個位元0110表示指令種類，後六個位元x為0或1表示為色溫與顏色值，該數位調光指令之用途可用於調整LED的亮度、色溫與顏色，解決傳統LED類比在線調光器無法調整0~30%亮度及無法調整色溫與顏色的缺點。

本發明之另一目的是提供一種「LED照明裝置」，可配合前述在線數位調光器共同應用，該LED照明裝置包含一可調光電源及至少一發光單元，其中該可調光電源包含：一電源暨信號輸入端，供連接在線數位調光器，以接收該在線數位調光器輸出的該交流電源或該連續複數個不同導通百分比之編碼電源；一電源供應器，經由電源暨信號輸入端接收該交流電源或該編碼電源，並據此產生一直流電源，供應LED照明裝置所需之直流電源；一光源驅動電路，係經由電源供應器接收該直流電源，進而驅動該發光單元發光；一調光解碼器，係接收該編碼電源，並擷取該編碼電源之導通時間百分比，進而根據此導通時間百分比，還原成0或1位元，再由複數個0或1位元還原為一數位調光指令；該控制電路，係根據該調光解碼器所輸出的數位調光指令產生一控制信號而傳至該光源驅動電路，使該光源驅動電路根據該控制信號驅動該發光單元呈現對應的發光變化效果。

該LED照明裝置在接收由在線數位調光器送出的編碼電源後，可將該編碼電源還原並解碼出當中的數位調光指令，以依據該數位調光指令控制LED元件產生所指定的照明亮度，或是產生所指定的色溫與顏色。

本發明之又一目的可提供一種「調光裝置」，該調光裝置包含有一前述「在線數位調光器」及一可調光電源，該可調光電源具有：一電源暨信號輸入端，供連接該在線數位調光器，以接收該在線數位調光器輸出的該交流電源或該編碼電源；一電源供應器，經由電源暨信號輸入端接收該交流電源或該編碼電源，並據此產生一直流電源；一光源驅動電路，係經由電源供應器接收該直流電源，進而輸出驅動電流；一調光解碼器，係接收該編碼電源，並擷取該編碼電源之導通時間百分比，進而根據此導通時間百分比，還原成0或1位元，再由複數個0或1位元中還原為一數位調光指令；一控制電路，係根據該調光解碼器所輸出的數位調光指令產生一控制信號而傳至該光源驅動電路，使該光源驅動電路根據該控制信號驅動電流。

本發明藉由該在線數位調光器與可調光電源共同構成一調光裝置，可應用於控制發光單元(如LED、OLED、PLED等所構成之發光單元)產生所需的照明亮度與色彩變化。

本發明之再一目的係提供一種「調整亮度或色溫與顏色的方法」，係應用如上所述之在線數位調光器，其中，該在線數位調光器進一步包含以飛梭旋鈕構成之調光設定器，該調光方法包含以下主要步驟：判斷該飛梭旋鈕是否被按壓，若是，則執行調光模式切換，係將目前的第一調光模式切換成第二調光模式，或是將目前的第二調光模式切換為第一調光模式；判斷該飛梭旋鈕是否被調整轉動，若是，再判斷目前的調光模式是否為第一調光模式，若是處於第一調光模式則產生一第一調光指令；若處於第二調光模式，則產生一第二調光指令；傳送所產生的第一調光指令或第二調光指令到LED照明裝置，該LED照明裝置係與該在線數位調光器串聯在該供電迴路。

使用者根據前述方法即可簡單選擇所需的調光模式，例如第一調光模式是用於調整亮度時，第二調光模式即可用於調整色溫與顏色，反之亦然，例如第一調光模式是用於調整色溫與顏色時，第二調光模式即可用於調整亮度。在選定的第一/第二調光模式下產生對應的第一/第二調光指令使在線數位調光器調變交流電源而產生不同導通百分比之編碼電源。

本發明之再一目的可提供一種「調整亮度或色溫與顏色的方法」，係應用如上所述之在線數位調光器，其中，該在線數位調光器進一步包含以可變電阻構成之調光設定器，該調光方法包含以下主要步驟：該在線數位調光器初始狀態為一第一調光模式並且判斷該可變電阻是否被轉動，若否，持續保持在初始狀態，若是，在線數位調光器離開初始狀態並輸出一第一調光指令；該在線數位調光器離開初始狀態後，若是可變電阻持續被轉動，在線數位調光器持續輸出一第一調光指令；若該可變電阻持續一段預設時間未被轉動，則切換該在線數位調光器執行在一第二調光模式；在第二調光模式之下，判斷該可變電阻是否被轉動，若是，該調光設定器輸出一第二調光指令，若該可變電阻持續一段預設時間未被轉動，則切換該在線數位調光器回到初始狀態；將所產生的第一調光指令或第二調光指令傳送到LED照明裝置，該LED照明裝置係與該在線數位調光器串聯在同一供電迴路。

利用前述調光方法，使用者同樣能夠操作該可變電阻而選擇所需的調光模式，例如第一調光模式是用於調整亮度時，第二調光模式即可用於調整色溫與顏色，反之亦然，例如第一調光模式是用於調整色溫與顏色時，第二調光模式即可用於調整亮度。在選定的第一/第二調光模式下產生對應的第一/第二調光指令，所產生的調光指令使在線數位調光器便能夠調變交流電源而產生不同導通百分比之編碼電源。

1‧‧‧在線數位調光器

11‧‧‧開關電路

12‧‧‧觸發電路

121‧‧‧第一電阻

122‧‧‧第二電阻

123‧‧‧電容

123A‧‧‧電阻

124‧‧‧雙向二極體

13‧‧‧調光控制電路

131‧‧‧開關元件

132‧‧‧微處理器

14‧‧‧電壓擷取電路

141‧‧‧電壓擷取器

142‧‧‧整流二極體

142A‧‧‧整流二極體

143‧‧‧整流二極體

143A‧‧‧整流二極體

144‧‧‧穩壓電容

15‧‧‧調光設定器

16‧‧‧橋式整流器

2‧‧‧LED照明裝置

20‧‧‧可調光電源

21‧‧‧電源供應器

210‧‧‧橋式整流器

211‧‧‧穩壓電路

22‧‧‧光源驅動電路

23‧‧‧調光解碼器

24‧‧‧控制電路

30‧‧‧發光單元

100‧‧‧電源暨信號輸出端

200‧‧‧電源暨信號輸入端

AC‧‧‧交流電源

91‧‧‧燈具

92‧‧‧在線調光器

921‧‧‧交流矽控閘流體

922‧‧‧可變電阻

923‧‧‧雙向二極體

93‧‧‧市電電源

圖1A：本發明在線數位調光器第一較佳實施例之電路示意圖。

圖1B：本發明在線數位調光器中之觸發電路另一較佳實施例之電路示意圖。

圖1C：本發明圖1A電路中之電容以一電阻等效表示之電路示意圖

圖2：利用本發明在線數位調光器產生導通百分比個別為50%、90%的編碼電源及一原始交流電源之波形圖。

圖3：本發明在線數位調光器第二較佳實施例之電路方塊圖。

圖4：本發明在線數位調光器第二較佳實施例及連接一LED照明裝置之詳細電路圖。

圖5：本發明在線數位調光器第二較佳實施例，簡化電壓擷取電路之電路圖。

圖6A：本發明之調光設定器選用一可變電阻之電路圖。

圖6B：本發明之調光設定器選用一紅外線接收器之電路圖。

圖6C：本發明之調光設定器選用一飛梭旋鈕之電路圖。

圖6D：本發明之調光設定器選用一RS85連接器之電路圖。

圖7：本發明在線數位調光器未傳送數位調光指令時，該LED照明裝置之相關電壓波形。

圖8：本發明在線數位調光器傳送數位調光指令時，該LED照明裝置之相關電壓波形。

圖9A：利用本發明調整具有冷、暖色雙色光源之LED照明裝置其亮度曲線圖。

圖9B：利用本發明調整具有冷、暖色雙色光源之LED照明裝置其色溫曲線圖。

圖10A：利用本發明調整具有R、G、B三色光源其亮度曲線圖。

圖10B：利用本發明調整具有R、G、B三色光源其顏色曲線圖。

圖11：本發明以可變電阻作為調光設定器時，切換調光模式之流程圖。

圖12：本發明以飛梭旋鈕作為調光設定器時，切換調光模式之流程圖。

圖13：傳統在線調光器於使用時之電路方塊圖。

圖14：傳統在線調光器之詳細電路圖。

圖15：利用傳統在線調光器產生不同導通角度之電壓波形圖。

參考圖1A所示，為本發明在線數位調光器1第一較佳實施例的電路示意圖，該在線數位調光器1與一LED照明裝置2及一交流電源AC共同串聯而形成一電源迴路，使用者可利用該在線數位調光器1傳送數位調光指令給該LED照明裝置2，該數位調光指令用以改變LED照明裝置2之亮度、色溫與顏色等。

根據圖1A的第一較佳實施例，該在線數位調光器1的基本元件包含一開關電路11、一觸發電路12及一調光控制電路13。

該開關電路11的兩端分別連接該LED照明裝置2及該交流電源AC，並根據該觸發電路12輸出的一觸發信號轉成為導通狀態。該開關電路11可選自交流矽控閘流體(TRIAC)、矽控整流器(SCR)、固態繼電器(SSR)、絕緣柵雙極電晶體(IGBT)等元件其中之一。其中若是選用矽控整流器(SCR)，需要先使用橋式整流器把交流電源整流為全波整流直流電源後再交由矽控整流器(SCR)來處理。本發明為了方便說明，均以交流矽控閘流體(TRIAC)來做說明。

該觸發電路12包含一第一電阻121、一第二電阻122、一電容123及一雙向二極體124，該第一電阻121、第二電阻122及電容123三者為串聯，該雙向二極體124連接在該開關電路11及電容123之間。

該調光控制電路13包含一開關元件131及一微處理器132。該開關元件131並聯在該第二電阻122的兩端，該微處理器132負責輸出一開關信號，用以控制該開關元件131產生開啟/閉合動作。

當開關元件131根據該開關信號切換在「開啟(OPEN)」的狀態時，該觸發電路12兩端之電壓被第一電阻121、第二電阻122及電容123三者分壓V₁₂ =V_R1 +V_R2 +V_C ，因為有部分電壓被第一電阻121及第二電阻122分壓，導致該電容123所分得的電壓較小，因此，在該電容123上要建立足以導通該開關電路11的觸發電壓需要相對較長的時間，即交流電源AC的電壓必須是已經經過一段較長時間而漸升至一相對較高的準位，在電容123上才可以建立該觸發電壓。例如圖2的波形(A)代表交流電源AC，當開關元件131開啟時，每一個半波均需要t1的時間才可觸發開關電路11導通，例如可適度挑選第一電阻121、第二電阻122及電容123，讓觸發電路11產生導通百分比為50% 的電壓，其波形如圖2(B)所示。

當開關元件131根據該開關信號切換在「閉合(CLOSED)」的狀態時，該第二電阻122被短路而無作用，該觸發電路12兩端之電壓僅被第一電阻121及電容123分壓V₁₂ =V_R1 +V_C ，可以適度的挑選第一電阻121及電容123讓第一電阻121兩端的電壓V_R1 相對較小，電容123兩端的電壓V_C 相對較大，讓電壓盡量落在電容123上，因此，在該電容123上要建立足以導通該開關電路11的觸發電壓需要相對較短的時間，即交流電源AC的電壓只需經過較短時間即可在電容123上建立該觸發電壓。例如圖2的波形(C)代表該開關元件131閉合時，每一個半波只需要較短的t2時間，即可觸發開關電路11導通，例如產生導通百分比為90%的電壓。

前述導通百分比為50%、90%，即可用此50%表示0，90%表示1，因此該交流電源除了能傳遞原來交流電源的功能外，也藉由此不同導通百分比來傳遞0、1的數位信號，稱此內含數位信號之電源為編碼電源。以60Hz的交流電源為例，每個半波相當於是傳送一個位元(Bit)，故傳輸速為120bps。惟本發明並不限制每一個半波僅代表一個數位位元，也可以編碼成複數個位元，例如當設計產生四種導通百分比為30%、50%、70%、90%的不同編碼電源時，各分別代表00、01、10、11四組編碼，則每一個半波即代表兩個數位位元，參考圖1B所示，可以將第二電阻R2更改為四個不同的電阻R21~R24並聯，每一個電阻各串聯一個開關SW1~SW4，當電阻R21導通讓導通百分比為 30%，當R22導通讓導通百分比為50%，當電阻R23導通讓導通百分比為70%，當電阻R24導通讓導通百分比為90%，就可以產生四種導通百分比為30%、50%、70%、90%的不同編碼電源。當不同導通百分比的編碼電源傳送至該LED照明裝置2時，該LED照明裝置2可根據上述編碼電源的規則還原0、1之數位信號，再根據複數個0、1數位信號，還原出該數位調光指令。LED照明裝置2再根據此數位調光指令設定亮度、色溫與顏色等。

以下用簡單的算式說明如何達成導通百分比為90%、50%。為了讓算式更簡便說明，可以把圖1A之電容123，換成圖1C的電阻123A，並忽略LED照明裝置2之壓降，此時用歐母定律即可算出導通百分比。若導通百分比90%，也就是說正弦波半波Sin θ的角度θ從20~180度時導通。以市電220V為例，當θ=20度時AC市電電壓為=220V x 1.414 x Sin θ=106.4V，該106.4V只落在R1與R3上面，因為如前述開關元件131是閉合的，因此R2短路沒有電壓。又一般用來觸發該雙向二極體124導通所需的電壓為30V，所以30V=106.4V×R3/(R1+R3)，假設R1=100KΩ，可以求出R3=39.3KΩ。此時若導通百分比50%，以市電220V為例，也就是說正弦波半波Sin θ從90~180度時導通。當Sin θ=90度時AC市電電壓為=220V×1.414×Sin θ=311V，該311V落在R1，R2與R3上面，開關元件131是開啟的因此R2有電壓，又一般觸發雙向二極體124導通電壓為30V，那麼30V=311V×R3/(R1+R2+R3)，如上已知R1=100KΩ，R3=39.3KΩ可以求出 R2=268.1KΩ

如上述計算例子，可知道電阻器或是電容器可任意選擇，來達成導通百分比為90%、50%之目的，同樣也可以讓雙向二極體124置於第二電阻122與電阻123A之間，也可以置於第一電阻121與第二電阻122之間，只要改變歐母定律之算式，即可算出相對之R1,R2,R3的值來符合導通百分比為90%、50%之目的。同樣一般觸發雙向二極體124導通電壓為30V，也可以選擇其它電子元件來代替，只要讓整體觸發電路12符合導通百分比為90%、50%即可。由上述可以瞭解要設計導通百分比為90%、50%是一件容易的事，但本發明可貴之處在於，將導通百分比數位化後，除了可以傳遞原來之交流電源外，還可以傳遞數位調光指令。

除了上述的第一較佳實施例之外，參考圖3所示的第二較佳實施例及圖4為對應前述圖3第二較佳實施例之詳細電路圖。在第一較佳實施例的基礎之下，該在線數位調光器1進一步包含一電壓擷取電路14及一調光設定器15。

該電壓擷取電路14與開關電路11串聯在一起，用於取得該交流電源的變化並回授給該調光控制電路13，使調光控制電路13在控制開關元件131時與能與交流電源做同步動作。該電壓擷取電路14之電壓擷取器141之兩端電壓仍為具正負半週之交流電壓，經由整流二極體142整流成全波直流電壓後，當交流電源Sin θ=0度時，交流電源輸出之電壓為0V，此時整流二極體142輸出也是0V。當交流電源Sin θ=90度時，交流電源輸出之電壓值為最高，此時整流二極體142輸出也是最高。因此微處理器132可藉由整流二極體142之輸出，偵測出交流電源Sin θ之當時角度，據以在正確的時間點控制前述開關元件131進行開啟或閉合的動作，以便觸發電路12能在正確位置觸發開關電路11。

該電壓擷取電路14另一個用途為：作為小電源VCC之用，因為該在線數位調光器1之調光控制電路13與調光設定器15，啟動時需要一個小電源(例如0.2瓦)，該小電源可取自電壓擷取電路14之電壓擷取器141之兩端電壓，經由另一整流二極體143整流成直流電壓後，再藉由穩壓電容144穩壓，成為在線數位調光器1內部所需之小電源VCC。

該電壓擷取電路14之電壓擷取器141是由兩個反向稽納二極體ZENER串聯所構成。例如希望得到之VCC為3.3V，可以使用2.6V之稽納二極體。此時電壓擷取器141兩端電壓為逆向之2.6V加上順向之0.7V即可以得到3.3V之VCC。當然實際使用時還需要考慮到整流二極體143之壓降以及二極體上的壓降會隨著流過之電流大小而變化等因素。由上面例子可知，電壓擷取器141，只要能取得一小電源即可，因此並不限於只用稽納二極體，也可以由多顆整流二極體正負同向串聯後該串聯之整流二極體再正負反向並聯而得。

再者為簡化電壓擷取電路14，可如圖5所示的電路，可以在線數位調光器1進入點加裝一個橋式整流器 16，讓交流電源經由橋式整流器16後變成一全波整流直流電源，該全波整流直流電源一端接至開關電路11，另一端接至電壓擷取電路14。此時因為進入電壓擷取電路14的電源已經是由交流電源轉變成的全波整流直流電源，因此可以簡化電壓擷取器141為單顆ZENER二極體即可(或者使用多顆整流二極體正負同向串聯即可)，再者亦可同時簡化由4顆二極體所組成的整流二極體142、143，均可簡化成單顆整流二極體142A及143A即可。再者圖5之開關電路11可以選用交流矽控閘流體(TRIAC)或者直接選用矽控整流器(SCR)(圖中未示)。如此將有簡化電路設計之功用。

該調光設定器15是提供一個使用者介面讓使用者來操作調光，並由調光控制電路13偵測而產生對應的數位調光指令，用以控制該LED照明裝置2之亮度、色溫與顏色。該調光設定器15可選自可變電阻(如圖6A所示)、紅外線接收器(如圖6B所示)、飛梭旋鈕(Rotary Encoder)(如圖6C所示)、RF接收器、數位定址燈控介面(Digital Address Lighting Interface,DALI)或是符合RS485(如圖6D所示)、RS422、RS232標準的連接器介面等其中之一。

參考圖4所示，為對應前述圖3第二較佳實施例之詳細電路圖，當中亦包含有第一較佳實施例之詳細電路。該開關電路11與觸發電路12前面已介紹過，在此不再贅述，該調光控制電路13中之開關元件131可利用一繼電器構成，該繼電器具有一電磁線圈、一共接點、一常閉接點、一常開接點及一可動電樞，其中，該共接點與常閉接點分別對外連接在該第二電阻122的兩端，該可動電樞依據電磁線圈是否通電而將該共接點切換到常閉接點或常開接點。例如當電磁線圈未通電時，該可動電樞將共接點連接至常閉接點，開關元件131相當於是在「閉合」狀態；當電磁線通電後，該可動電樞會將共接點切換至常開接點，使開關元件131相當於是在「開啟」狀態；而該電磁線圈通電與否則是由微處理器132所控制。本實施例僅是舉例說明，該繼電器之常開接點、常閉接點亦可互相對換，而構成該開關元件131之裝置同樣不限於繼電器，也可以用光耦合器(Photo Couple)磁簧繼電器(Reed Relay)等元件來完成，其中若使用光耦合器(Photo Couple)還可以達到省電與體積小的功用，如前述可知由電壓擷取電路14所取得的小電源，其電力供電能力很小，因此實際使用時需要非常注重省電，此時光耦合器(Photo Couple)是很好的選擇。

如圖4所示，該在線數位調光器1可控制一或多個並聯的LED照明裝置2，為了方便與LED照明裝置2對應相接，在線數位調光器1可設置一電源暨信號輸出端100，該電源暨信號輸出端100連接交流電源AC及該開關電路11，其實際介面可為插座式、出線式或電源端子式、E27、E12、E14、E17、E26、E39、E40、MR11、MR16、GU10、B22、T5、T8、G24等連接座其中之一。

而本發明對應連接前述在線數位調光器1所使用之LED照明裝置2主要包含一可調光電源20及至少一發光單元30，其中，該可調光電源20包含一電源暨信號輸入端200、一電源供應器21、一光源驅動電路22、一調光解碼器23及一控制電路24。

該電源暨信號輸入端200供連接該在線數位調光器1之電源暨信號輸出端100，且該電源暨信號輸入端200的介面係匹配該電源暨信號輸出端100，例如插頭/插座形式、出線式、電源端子式、E27、E12、E14、E17、E26、E39、E40、MR11、MR16、GU10、B22、T5、T8、G24等連接介面其中之一等，一般於電源暨信號輸出端100其連接介面為母座，而電源暨信號輸入端200其連接介面為公座。

前述電源供應器21係經由該電源暨信號輸入端200接收通過該在線數位調光器1之交流電源或是編碼電源，以產生供應該LED照明裝置2所需之直流電源，該電源供應器21可由一橋式整流器210及一穩壓電路211所組成，該穩壓電路211內會有穩壓電容器(圖中未示)，以方便編碼電源在導通50%或90%變化時，該LED照明裝置2之供電可以穩定住不受影響。

前述光源驅動電路22係連接該電源供應器21接收該直流電源，進而輸出驅動電流至發光單元30。

前述調光解碼器23係經由電源暨信號輸入端200再經由橋式整流器210接收該編碼電源，並擷取該編碼電源之導通時間百分比，進而根據此導通時間百分比，還原成0或1位元，再由複數0或1位元還原為一數位調光指令。

前述控制電路24之輸入端連接該調光解碼器經解碼後所得出的數位調光指令，且根據數位調光指令產生一控制信號至該光源驅動電路22，使該光源驅動電路22據以驅動發光單元30產生指定的發光亮度、色溫與顏色等變化效果，因此，發光單元30不只有亮度的呈現，還可根據數位調光指令的種類不同呈現色溫與顏色多元的變化效果。

前述發光單元30係連接該光源驅動電路22而受其驅動發光。該發光單元30可由至少一顆LED發光二極體或至少一顆OLED有機發光二極體或至少一顆PLED高分子發光二極體所構成，發出不同波長之色光，如紅、綠、藍三原色光及其混色光，亦可為藍光加黃色螢光體所發出之白光。例如該LED照明裝置2擬改變色溫，該發光單元30可以使用冷白(5500K)與暖白(2700K)的雙色LED光源所組成。又例如該LED照明裝置2擬改變R、G、B顏色，該發光單元30可以使用紅光(R)，綠光(G)，與藍光(B)三色LED光源所組成。又例如該LED照明裝置2擬只調亮度，無須調色溫與顏色，發光單元30只需單色光源即可。

配合參考圖7，當該在線數位調光器1未傳送數位調光指令時，開關元件131是閉合的，第二電阻122短路，可由前述得知適當的調整第一電阻121及電容123的數值，讓觸發電路12盡早觸發，讓交流電源盡量趨近於100%導通，一般可設計於90%，圖7為方便說明以100%導通為例。LED照明裝置2從電源暨信號輸入端200接收交流電源，其波形如(A)所示。該交流電源經過橋式整流器210整流後，成為波形(B)所示的半波電壓，此整流後的電壓由穩壓電路211穩壓後，輸出到光源驅動電路22，用以驅動發光單元30。而調光解碼器23係依據整流後的解碼出如波形(C)所示的連續方波，該連續方波提供給控制電路24，可以把此連續方波視為連續的111111………。

配合參考圖8，當該在線數位調光器1開始傳送數位調光指令時，其初始位元會設計為0，有別於圖7之連續的111111………，並具有一定的預設長度，例如6位元。也可以是10位元或是12位元，圖7與圖8是以6位元為例，LED照明裝置2從橋式整流器210擷取第1個0後，再擷取連續5個位元共6個位元作為數位調光指令，所接收的編碼電源會具有不同的導通百分比，其波形如圖8(A)所示，以傳送「011001」的數位信號為例。該編碼電源經過橋式整流器210整流後，每個半波都成為如圖8(B)所示的正半波電壓，但仍保有不同的導通百分比。而調光解碼器23係依據整流後的解碼出如波形圖8(C)所示的數位方波，其中，對應“0”位元的數位方波具有較小的信號寬度，對應“1”位元的數位方波具有較大的信號寬度。該複數個寬度不一的數位方波提供給控制電路24後，該控制電路24即解析出數位調光指令後，該控制電路24再驅動光源驅動電路22調整該發光單元30之亮度、色溫與顏色。

請參考圖9A、9B所示，在一較佳實施例中，若LED照明裝置2之發光單元30同時包含一組冷色光源(例如5500K)及一組暖色光源(例如2700K)，根據使用者操作該調光設定器15而執行的模式，該在線數位調光器1產生的數位調光指令可用來調整亮度或色溫(CCT)。例如，當執行的模式是亮度調整模式時，所產生的數位調光指令可控制亮度變化，如圖9A所示隨水平刻度0至100呈現線性變化的調光效果；當執行的模式是色溫調整模式時，如波形圖9B所示，所產生的數位調光指令便是用於調整色溫，該冷色光源的色溫曲線為箭號A所指，暖色光源的色溫曲線為箭號B所指，使得LED照明裝置2在水平刻度0時呈現暖白(因暖色光源呈現100%亮度，冷色光源呈現0%亮度)；在刻度50時呈現自然白(因暖色光源與冷色光源呈現50%亮度)；在刻度100時呈現冷白(因暖色0%亮度，冷色100%亮度)。

請參考圖10A、圖10B所示，在另一較佳實施例中，若LED照明裝置2同時包含R、G、B三色光源，根據使用者操作該調光設定器15而執行的模式，該在線數位調光器1產生的數位調光指令可用來調整亮度，或是顏色與冷暖白色調。例如，當執行的模式是亮度調整模式時，所產生的數位調光指令可控制亮度變化如圖10A所示隨水平刻度0至100呈現線性變化的調光效果；當執行的模式是顏色調整模式時，如圖10B所示，所產生的數位調光指令便是用於調整顏色，其中，紅色光源、綠色光源及藍色光源之變化分別以箭號R、箭號G、箭號B表示，使得LED照明裝置2在水平刻度0時呈現紅色(此時G、B為0)之後R漸漸下降G漸漸上升至水平刻度25時呈現綠色(此時R、B為0)，同理水平刻度50呈現藍色，水平刻度75呈現粉紅色(此時R、B為100%)，到了水平刻度90至100時，可以令R與G亮度為100%不變，令B漸漸上升，可以由R、G、B三色光源模擬出暖白至冷白的變化效果。實務上以圖9B使用冷白與暖白雙色光源所模擬出暖白至冷白的效果優於以圖10B由R、G、B三色光源所模擬出暖白至冷白的效果。

本發明調光有兩大功能，第一項為調整亮度，第二項為調整色溫與顏色，在此說明其中的第二項調整色溫與顏色的部分。在線數位調光器1送出同樣之調整色溫與顏色之數位調光指令，此時若是LED照明裝置2之發光單元30是冷白與暖白雙色光源所組成，LED照明裝置2就會根據圖9B之效果來做暖白與冷白之變化。但若是LED照明裝置2之發光單元30若是R、G、B三色光源時，LED照明裝置2就會根據圖10B之效果來做R、G、B顏色變化及最後一段用R、G、B模擬暖白與冷白之變化。因此本發明之LED照明裝置2雖然同樣收到調整色溫與顏色之數位調光指令，但LED照明裝置2會根據其本身發光單元30之不同而調整色溫或是調整顏色。

同理，若LED照明裝置2之發光單元30僅是單色光源，並非冷白與暖白光源，也非RGB光源時，LED照明裝置2只會接受調整亮度之數位調光指令，而不必理會調整色溫與顏色之數位調光指令。如此單色之LED照明裝置2在實際應用上，也大幅改善傳統在線調光器在做LED燈調光時產生亮度不穩、閃爍等問題，甚至低於一定程度時，例如30%以下，該LED燈甚至會失效，完全無法進行調光之問題。

根據前面介紹說明，使用者可以操作該調光設定器15而決定欲執行何種調光模式，以下將利用可變電阻與飛梭旋鈕構成之調光設定器15分別說明如何啟用不同的模式，以設定亮度或是設定色溫與顏色。

如圖11所示，首先以可變電阻作為調光設定器15說明。當在線數位調光器1開始作業，令該在線數位調光器1進入一初始狀態(S100)，在該初始狀態中該在線數位調光器1進入一第一調光模式(S101)並且判斷該可變電阻是否被轉動(S102)，若可變電阻未被轉動，持續保持在該初始狀態，若可變電阻有被轉動，該在線數位調光器1離開初始狀態並輸出一第一調光指令(S103)；在線數位調光器1離開初始狀態後持續偵測該可變電阻是否有繼續被轉動(S104)，若仍繼續被轉動則繼續輸出該第一調光指令(S103)，當可變電阻未被轉動，則再進一步判斷是否已經持續一段預設時間(如3秒)未被轉動(S105)。當超過該預設時間而可變電阻未被轉動，切換該在線數位調光器1執行在一第二調光模式(S106)，在第二調光模式之下，同樣開始偵測該可變電阻是否有被轉動(S107)，若偵測到可變電阻已被轉動，該調光控制電路13送出第二調光指令(S108)，反之，當可變電阻未被轉動，則再進一步判斷是否已經持續一段預設時間(如3秒)未被轉動(S109)，當超過該預設時間而可變電阻未被轉動，則回歸到在線數位調光器1開始作業時的初始狀態(S100)。

當前述第一調光模式為亮度調整模式時，代表該第二調光模式為色溫與顏色調整模式，對應的第一調光指令為亮度之調光指令，第二調光指令即為色溫與顏色之調光指令。惟第一調光模式與第二調光模式亦可互相對調。

並且為了讓使用者方便分辨是在第一調光模式或是第二調光模式，可以在該在線數位調光器1上設置一個指示燈(圖中未示)，例如指示燈不亮時代表處於第一調光模式，指示燈亮時代表處於第二調光模式。

如圖12所示，以飛梭旋鈕作為調光設定器15說明。當在線數位調光器1開始作業，即判斷該飛梭旋鈕是否被按壓(S111)，若有被按壓則切換目前的調光模式(S112)，即原來的第一/第二調光模式會因為按壓而切換為第二/第一調光模式。調光模式切換後，即回歸至開始的步驟；若飛梭旋鈕未被按壓，則再判斷飛梭旋鈕是否有被左右旋轉(S113)，若沒有被旋轉，則表示使用者未進行任何操作，若有被旋轉，將再判斷目前的調光模式是否為第一調光模式(S114)，若是處於第一調光模式則調光控制電路13會輸出第一調光指令(S115)，若不是第一調光模式，則調光控制電路13會輸出第二調光指令(S116)。同理，當第一調光指令為亮度調光指令時，第二調光指令即為色溫與顏色調光指令，而兩種指令亦可互相對換。

同理，為了讓使用者方便分辨是在第一調光模式或是第二調光模式，可以在該在線數位調光器1上設置一個指示燈(圖中未示)，例如指示燈不亮時代表處於第一調光模式，指示燈亮時代表處於第二調光模式。

綜上所述，本發明利用該在線數位調光器1調整交流電源之導通時間而實現代表數位的0、1位元，當帶有數位調光指令的交流電源傳送至LED照明裝置2後，該LED照明裝置2依據所接收到的交流電源而還原出數位調光指令。當數位調光指令是在亮度調整模式下產生時，LED照明裝置2即依據該數位調光指令改變LED元件的亮度，因為是採用數位信號控制，本發明可達到線性改變亮度的功效，即使是在低亮度的狀態下仍可達到微小幅度的光線調整，大幅改善傳統在線調光器無法調整LED燈具在於低亮度(例如低於30%)時會閃爍或失效的問題。甚至進一步可以讓LED照明裝置2即依據該數位調光指令改變LED元件的色溫與顏色，達到原傳統在線調光器完全無法達到的功能。本發明以傳統簡單的操作習慣，來達到高科技的調光效果，讓人們的生活不在侷限於亮與不亮，而是可以利用調光營造各種生活情趣與氛圍，係確實具有產業利用性、新穎性及進步性等專利要件，爰依法具文提出申請專利。

本發明所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。故舉凡運用本發明說明書及圖示內容所為之等效結構變化，均同理包含於本發明之範圍內，合予陳明。