TWI514923B - Application of AC Silicon Gate Control Instrument to Achieve Control of LED Color and Brightness Adjustment System, control method and LED lighting device - Google Patents

Application of AC Silicon Gate Control Instrument to Achieve Control of LED Color and Brightness Adjustment System, control method and LED lighting device Download PDF

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Description

應用交流矽控閘流體調光器實現LED顏色與亮度調整的控 制裝置、控制方法及LED照明裝置
本發明關於一種LED燈具發光顏色與亮度的控制,尤指一種利用交流矽控閘流體(TRIAC)調光器即可簡單實現控制的方法與裝置。
請參考圖12示,為傳統在線調光器92的其中一種應用電路,該在線調光器92與一燈具91及交流電源93串接成一個迴路。其中,該在線調光器92主要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(DIAC)923。該交流矽控閘流體921利用其兩輸出端T1、T2串接在迴路中,而其觸發端G經由該雙向二極體923連接該可變電阻922。當使用者調整該可變電阻922時,可改變該交流矽控閘流體921的其觸發端G上的觸發電壓,令該交流矽控閘流體921在不同的觸發角度由截止狀態轉為導通狀態。
如圖13所示,係表示使用者調整可變電阻922得到不同電阻值時,該鐜流矽控閘流體921於不同觸發角度導通,因此會在燈具91上產生不同導通百分比的弦波電壓,在此以90%、70%、50%與30%舉例表示。當燈具91接收到90%、70%、50%或30%的導通電壓時,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。
惟前述在線調光的技術實際應用在LED燈時,存在有以下缺點:
1.當導通電壓為90%時,以台灣110V的交流電源為例大約可產生105V的電壓,此時LED燈可以正常工作;當調整為70%及50%時也還可以維持LED燈正常工作。但是當導通電壓調整為30%時,僅能產生大約30V的電壓,此 電壓若傳遞給LED燈內部的一交流/直流轉換器時,因電壓不足將會使該交流/直流轉換器停止工作,而無法維持該LED正常工作。因此一般LED燈的可調亮度大約是30%~100%,低亮度範圍1%~30%的調整作業難以實現。
2.使用LED燈作為照明用具儼然已是市場主流趨勢,LED不僅可調亮度,也可調整顏色;但上述在線調光技術並無法達到調整顏色的功能。
本發明鑑於LED燈無法藉助交流矽控閘流體(TRIAC)調光器實現顏色與亮度調整,本發明之主要目的係提供一種應用TRIAC調光器實現LED顏色與亮度調整的控制裝置、控制方法及LED照明裝置,可達成穩定的亮度調整及顏色切換。
為達成前述目的,本發明提出一種應用交流矽控閘流體(TRIAC)調光器實現LED顏色與亮度調整的控制裝置,該TRIAC調光器連接一交流電源以調整該交流電源使其具有一導通比例,該控制裝置包含:一整流電路,係連接該TRIAC調光器,將該具有設定的導通比例的交流電流整流為一全波直流電源;一電壓檢知器,包含有一輸入部及一輸出部,該輸入部連接在整流電路的輸出端以檢知該全波直流電源,該輸出部依據檢知出的全波直流電源產生連續方波;一電源轉換電路,係連接整流電路的輸出端,將該全波直流電源轉換為一工作電壓及一負載電壓,該負載電壓係供用於驅動一作為負載的LED燈具;複數個電流控制電路,係供連接在該LED燈具以控制流過該LED燈具的電流; 一調光控制器,係接收該電源轉換電路產生的工作電壓及電壓檢知器輸出的該連續方波,其中,該調光控制器啟動後,係根據該連續方波的波寬變化判斷該TRIAC調光器是否調整中,並判斷該TRIAC調光器是否曾經靜止超過一預設時間,若未曾靜止超過該預設時間,該調光控制器依據該TRIAC調光器的調整幅度輸出對應的顏色改變信號至該電流控制電路;若該TRIAC調光器靜止超過該預設時間,該調光控制器係鎖定當下之LED燈具顏色並持續判斷該TRIAC調光器是否調整中,若有,該調光控制器依據該TRIAC調光器的調整幅度輸出對應的亮度改變信號至該電流控制電路。
本發明提出一種應用TRIAC調光器實現LED顏色與亮度調整的LED照明裝置,該TRIAC調光器連接一交流電源以調整該交流電源使其具有一導通比例,該照明裝置包含:一整流電路,係連接該TRIAC調光器,將該具有設定的導通比例的交流電流整流為一全波直流電源;一電壓檢知器,包含有一輸入部及一輸出部,該輸入部連接在整流電路的輸出端以檢知該全波直流電源,該輸出部依據檢知出的全波直流電源產生連續方波;一電源轉換電路,係連接整流電路的輸出端,將該全波直流電源轉換為一工作電壓及一負載電壓;一LED燈具,係包含複數個LED發光群組,各LED發光群組係接收該電源轉換電路輸出之負載電壓;複數個電流控制電路,係分別串連在該複數個LED發光群組,以控制流過該LED發光群組的電流; 一調光控制器,係接收該電源轉換電路產生的工作電壓及電壓檢知器輸出的該連續方波,其中,該調光控制器啟動後,係根據該連續方波的波寬變化判斷該TRIAC調光器是否調整中,並判斷該TRIAC調光器是否曾經靜止超過一預設時間,若未曾靜止超過該預設時間,該調光控制器依據該TRIAC調光器的調整幅度輸出對應的顏色改變信號至該電流控制電路;若該TRIAC調光器靜止超過該預設時間,該調光控制器係鎖定當下之LED燈具顏色並持續判斷該TRIAC調光器是否調整中,若有,該調光控制器依據該TRIAC調光器的調整幅度輸出對應的亮度改變信號至該電流控制電路。
本發明提出一種應用TRIAC調光器實現LED顏色與亮度調整的控制方法,包含:執行冷開啟,該控制裝置係關機達一段時間後再重新開機,令調光控制器重置;判斷該TRIAC調光器是否正調整中,其中,該調光控制器依據該TRIAC調光器調整後之交流電源的導通比例是否變化,判斷該TRIAC調光器是否正調整中;判斷該TRIAC調光器是否維持靜止超過一預設時間,其中,該調光控制器依據該TRIAC調光器調整後之交流電源的導通比例是否靜止不變,來判斷該TRIAC調光器是否正在靜止中;當該TRIAC調光器正調整中且未曾維持靜止超過該預設時間,調光控制器輸出顏色改變信號;當判斷該TRIAC調光器正調整中且曾經維持靜止超過該預設時間,調光控制器輸出亮度顏色改變信號。
本發明又提出一種應用TRIAC調光器實現LED顏色與亮度調整的控制裝置,該TRIAC調光器係通過一開關而連接到一交流電源,該TRIAC調光器用以調整該交流電源使其具有一設定的導通比例,該控制裝置包含:一整流電路,係連接該TRIAC調光器,將該具有設定的導通比例的交流電流整流為一全波直流電源;一電壓檢知器,包含有一輸入部及一輸出部,該輸入部連接在整流電路的輸出端以檢知該全波直流電源,該輸出部依據檢知出的全波直流電源產生連續方波;一電源轉換電路,係連接整流電路的輸出端,將該全波直流電源轉換為一工作電壓及一負載電壓,該負載電壓係供用於驅動一作為負載的LED燈具;複數個電流控制電路,係供連接LED燈具以控制流過該LED燈具的電流;一調光控制器,係接收該電源轉換電路產生的工作電壓及電壓檢知器輸出的該連續方波,其中,該調光控制器啟動後,係判斷該開關是否有執行暖開啟之切換動作,若有暖開啟之切換動作係輸出顏色改變信號至該電流控制電路;該調光控制器根據該電壓檢知器輸出的連續方波的波寬變化判斷該TRIAC調光器是否調整中,若有,該調光控制器依據該TRIAC調光器的調整幅度輸出對應的亮度改變信號至該電流控制電路。
本發明再提供一種應用TRIAC調光器實現LED顏色與亮度調整的LED照明裝置,該TRIAC調光器係通過一開關而連接到一交流電源,該TRIAC調光器用以調整該交流電源使其具有一設定的導通比例,該照明裝置包含: 一整流電路,係連接該TRIAC調光器,將該具有設定的導通比例的交流電流整流為一全波直流電源;一電壓檢知器,包含有一輸入部及一輸出部,該輸入部連接在整流電路的輸出端以檢知該全波直流電源,該輸出部依據檢知出的全波直流電源產生連續方波;一電源轉換電路,係連接整流電路的輸出端,將該全波直流電源轉換為一工作電壓及一負載電壓;一LED燈具,係包含複數個LED發光群組,各LED發光群組係接收該電源轉換電路輸出之負載電壓;複數個電流控制電路,係分別串連在該複數個LED發光群組,以控制流過該LED發光群組的電流;一調光控制器,係接收該電源轉換電路產生的工作電壓及電壓檢知器輸出的該連續方波,其中,該調光控制器啟動後,係判斷該開關是否有執行暖開啟之切換動作,若有暖開啟切換動作係輸出顏色改變信號至該電流控制電路;若開關超過該暖開啟時間並持續維持導通,該調光控制器根據該電壓檢知器輸出的連續方波的波寬變化判斷該TRIAC調光器是否調整中,若有,該調光控制器依據該TRIAC調光器的調整幅度輸出對應的亮度改變信號至該電流控制電路。
本發明再提供一種應用TRIAC調光器實現LED顏色與亮度調整的控制方法,該控制方法包含:執行冷開啟,該控制裝置係關機達一段時間後再重新開機,令調光控制器重置; 該調光控制器判斷該開關是否有執行暖開啟之切換動作,若是,該控制裝置輸出顏色改變信號;該調光控制器判斷該TRIAC調光器是否正調整中,若是,該控制裝置輸出亮度改變信號。
其中,上述方法在執行冷開啟後,可再包含一步驟:讀取該控制裝置前次關機時所記憶之顏色及亮度,並控制該LED燈具依據所記憶之顏色及亮度產生照明。
1‧‧‧LED照明裝置
2‧‧‧TRIAC調光器
3‧‧‧開關
10‧‧‧控制裝置
12‧‧‧整流電路
13‧‧‧電壓檢知器
14‧‧‧電源轉換電路
141‧‧‧儲能電容
15‧‧‧調光控制器
161~163‧‧‧電流控制電路
20‧‧‧LED燈具
21‧‧‧第一LED發光群組
22‧‧‧第二LED發光群組
23‧‧‧第三LED發光群組
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‧‧‧交流電源
AC‧‧‧交流電源
圖1:本發明LED照明裝置第一實施例的電路方塊圖。
圖2:本發明中的TRIAC調光器開啟100%時之相關電壓波形圖。
圖3:本發明中的TRIAC調光器開啟50%時之相關電壓波形圖。
圖4(A)~(G):本發明不同導通比例的全波直流電源波形圖。
圖4(a)~(g):本發明對應圖4(A)~圖4(G)所產生之不同波寬的方波波形圖。
圖5:本發明TRIAC調光器之刻度調整區間對應不同色溫的示意圖。
圖6:對應圖1所示電路的控制方法流程圖。
圖7:本發明LED照明裝置第二實施例的電路方塊圖。
圖8:本發明開關與TRIAC調光器的外觀示意圖。
圖9(A)、9(B):本發明冷、暖開啟的示意時序圖。
圖10(A)~(D):本發明冷、暖開啟的判斷波形圖。
圖11:對應圖7所示電路的控制方法流程圖。
圖12:傳統在線調光器於使用時的電路圖。
圖13:利用傳統在線調光器產生不同導通角度的電壓波形圖。
請參考圖1,本發明LED照明裝置1包含有一控制裝置10及一LED燈具20。該控制裝置10連接一設置在交流電源AC迴路上的交流矽控閘流體調光器2(以下皆簡稱為TRIAC調光器2)。
該TRIAC調光器2設置在該交流電源AC的迴路上,調整該交流電源使其具有一設定的導通比例。當TRIAC調光器2開啟至最大程度時,幾乎可允許100%(實際上會受元件因素影響而略低)的交流電源AC通過而供電給後端電路。當TRIAC調光器2開啟程度為100%時,通過該TRIAC調光器2的交流電源AC如圖2(A)的波形所示;若是TRIAC調光器2開啟程度為50%時,通過該TRIAC調光器2的交流電源AC如圖3(A)的波形所示,其中,圖中的實線部分表示該TRIAC調光器2為導通(ON)狀態,虛線部分表示該TRIAC調光器2為截止(OFF)狀態。
本發明的該控制裝置10包含一整流電路12、一電壓檢知器13、一電源轉換電路14、一調光控制器15與複數個電流控制電路161~163。
該整流電路12係通過該TRIAC調光器2而接收該交流電源AC,對交流電源AC進行整流後再輸出。該交流電源AC經過整流後的波形會成為正半波的連續波形,稱之為全波直流電源,其波形可分別參考圖2(B)、圖3(B)的實線部分所示。
該電壓檢知器13包含有一輸入部及一輸出部,該輸入部連接在整流電路12的輸出端,用以檢知該整流電路12輸出的全波直流電源。若該全波直流電源大於一預設電壓VTH時,該輸出部會輸出一高電位,反的若全波直流電源小於該預設電壓VTH時,該輸出部則輸出一低電位。因此該電壓檢知器13可以根據全波直流電源的電壓準位高低而產生連續方波,該連續方波的波形可參 考圖2(C)、圖3(C)所示。該電壓檢知器13可選自光耦合器、電壓比較器、史密特觸發電路(Schimitt trigger)等。
該電源轉換電路14連接在該整流電路12的輸出端,將全波直流電源轉換為一工作電壓及一負載電壓,該工作電壓係供應調光控制器15與電壓檢知器13工作之用,該負載電壓可用於驅動LED負載。
該調光控制器15係接收該電源轉換電路14輸出的工作電壓與電壓檢知器13輸出的連續方波。在調光控制器15開始工作後,係根據電壓檢知器13輸出的連續方波其波寬變化,判斷該TRIAC調光器2是否正由使用者調整中。本發明原則上是先調整顏色後再設定亮度,概略而言,在使用單一TRIAC調光器2作為設定元件時,調光控制器15首先依據該TRIAC調光器2的調整輸出顏色改變信號,當該TRIAC調光器2暫停並超過一預設時間後(例如3秒),即鎖定當下的顏色,若再持續變動該TRIAC調光器2,該調光控制器15即輸出亮度改變信號。
該調光控制器15內建一判斷流程,可根據該電壓檢知器13輸出的連續方波其波寬變化,判斷出該TRIAC調光器2目前正調整在那個刻度。且因為該TRIAC調光器2之由最小刻度至最大刻度之間的調整範圍係預先定義劃分成複數個區間,該複數個區間即可分別對應成不同的發光顏色與亮度,故調光控制器15可依據判斷出的目前刻度,控制輸出對應的顏色與亮度,例如該複數個區間可對應成色溫為5500K、4000K、3300K、2700K的不同顏色,或是對應成為100%、50%、25%、10%的亮度值,有關這部分的判斷原理將於後面再進一詳細說明。
前述控制裝置10用於調整該LED燈具20的顏色及亮度,其中,該LED燈具20的形態可以是平板燈、筒燈、日光燈、球泡燈、投射燈、燈條、洗牆燈、路燈或天井燈等而未特別限制。在一較佳實施例中,該LED燈具20若 是由多數個具有不同色溫的LED發光群組構成,則調整該不同LED發光群組的發光比例,可混合產生出不同的色溫,藉此獲得不同的光線顏色。例如,請參考圖1所示,假設該LED燈具20包含一第一LED發光群組21與一第二LED發光群組22,該第一LED發光群組是以色溫為5500K偏冷白光的LED構成,該第二LED發光群組22是以色溫為2700K偏暖白光的LED構成,當改變該兩LED發光群組21、22的發光比例可混合產生出如下表所示的色溫:
在另一實施例中,該LED燈具20也可以是由多數個具有不同色彩的LED燈光群組構成,該LED發光群組係選自發光二極體(LED)、有機發光二極體(OLED)、高分子發光二極體(PLED)其中之一。以圖1所示為例說明,該LED燈具20包含第一LED發光群組21、第二LED發光群組22及第三LED發光群組23,其中,該第一LED發光群組21是以色彩為紅色(R)的LED構成,第二LED發光群組22是以綠色(G)的LED構成,第三LED發光群組23是以藍色(B)的LED構成。如此可以很輕易的組成紅→橙→黃→綠→藍→靛→紫→白,八種基本色彩。
該多數個LED發光群組21~23連接該電源轉換電路14的輸出端以接收該負載電壓,藉此,複數個電流控制電路161~163可驅動點亮各自的LED發光群組21~23;該等LED發光群組21~23分別串聯電流控制電路161~163,該調光控制器15的輸出端藉由控制該電流控制電路161~163之輸出電流大小與比率,來達成改變顏色(色溫或色彩)與改變亮度信號之目的。
以下將詳細說明在圖1所示的電路中,本發明中該調光控制器15如何判斷顏色改變與亮度改變。該交流電源AC以110V為例說明,如前面說明所介紹,隨著該TRIAC調光器2由最小刻度調整到最大刻度,該整流電路12輸出的全波直流電源也會隨之改變,如圖4的波形(A)~(G)所示,係分別代表該全波直流電源的大小佔整個週期的20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%時的電源波形。
而該電壓檢知器13的預設電壓VTH則是設定為全波直流電源為20%時所對應的電壓值。例如,因交流電源AC為110V,該預設電壓VTH的計算方式為110V×1.414×sin(180-180×20%)=110V×1.414×sin(144度)=91.4V。該電壓檢知器13即以91.4V為門檻,若整流電路12輸出的全波直流電源超過91.4V則會輸出高電位,反之低於91.4V則會輸出低電位。該電壓檢知器13輸出的方波如圖4的波形(a)~(g)所示,可觀察出該方波的波寬逐漸增加。
調光控制器15可以根據如圖4(a)~(g)的波寬變化,判斷出該TRIAC調光器2是正在調整中(波寬不斷在變化)或是停止中(波寬固定不變)。
在此要另外注意的是,當TRIAC調光器2的導通比例過低(例如低於30%以下),恐會因電壓不足而無法使電路正常作業。若是當TRIAC調光器2的導通比例稍高(例如介於30%~40%),則LED燈具20雖然可被點亮,但因電壓不足難以維持在穩定狀態,會發生閃爍現象。因此,在實際使用時,可以設計自該TRIAC調光器2導通比例為40%以上才開始使用,低於40%以下的區間則忽略不用,如此可以迴避LED因電壓不足而產生閃爍問題。
請參考圖5,該TRIAC調光器2的轉動刻度可以被區分成複數個區間,例如以每改變方波導通比例10%為一個區間,因此,40%~80%可以被分為4個區間,同理,若是以5%為一個區間,則同樣的40%~80%可以被分為8個區間。 如上所述為避免發生閃爍現象,在0%~40%的調整則是未作用。消費者實際使用時,如圖5所示,例如將40%~80%分為4個區間,轉動該TRIAC調光器2後,剛開始LED燈具20沒有作用,之後燈亮且色溫為2700K,接下來3300K,4000K,最後到達5500K。
例如預定調整之色溫為5500K、4000K、3300、2700K時,可以在開啟電源後,轉動該TRIAC調光器2使其刻度由小變大,或是由大變小,該調光控制器15可以根據電壓檢知器13輸出的連續方波其波寬大小對應找出TRIAC調光器2的導通比例,判讀出該TRIAC調光器2目前的刻度在那一個區間,繼而對照出對應的色溫,請參考下表所示:
當該TRIAC調光器2停止轉動並短暫維持在一預設時間內(例如3秒以內),該調光控制器15會鎖定當下調整出的色溫,若後續該TRIAC調光器2再有調整動作,均將會被視為是執行亮度調整作業。同樣的,也是依據該TRIAC調光器2之轉動刻度所劃分出的數個區間而對應到不同的亮度,但控制亮度的區間數量可以不同於控制色溫的區間數量,例如,色溫以4個區間進行調整,而亮度可改變成為8個區間進行調整,藉此可獲得更細緻的亮度變化,請參考下表所示:
根據上述表格可以看出本發明利用TRIAC調光器2調整出40~45%導通比例的方波而對應1%亮度,該調光控制器15係控制電流控制電路161~163而使LED燈具20產生1%的亮度,因此本發明可以實現低亮度的設定而仍然維持該LED燈具20穩定點,不會發生抖動、閃爍,而且使用導通比例高於40%以上的電力,可以讓控制裝置10獲得足夠的電力,維持正常工作。
依據圖1的電路架構當本發明只使用單一TRIAC調光器2進行顏色、亮度調整時,該調光控制器15之控制方法可歸納成如圖6的流程,該控制方法包含有以下步驟:執行冷開啟(601),本發明之控制裝置10關機達一段時間後再重新開機,調光控制器15可以重置以重新開始執行程式並可清空調光控制器15內部的一指示旗標,並控制該LED燈具20先以一預設亮度點亮,在LED燈具20點亮的狀態下以方便使用者進行後續的顏色及亮度調整;判斷該TRIAC調光器2是否正調整中(602),該調光控制器15依據電壓檢知器13輸出的方波是否有波寬變化,可判斷出該TRIAC調光器2是否正被調整中;當判斷該TRIAC調光器2正調整中,判斷該指示旗標是否已被設定(603),在這個步驟中,若使用者是在冷開啟之後隨即調整該TRIAC調光器2,則該指示旗標因為被清空,因此其判斷結果為“否”; 輸出顏色改變信號(604),當指示旗標未曾被設定,則調光控制器15係輸出顏色改變信號,以因應該TRIAC調光器2之刻度變化而改變LED燈具20的顏色,並回歸至步驟(602);當判斷該TRIAC調光器2為靜止,係再判斷該TRIAC調光器2是否維持靜止達到一預設時間(該預設時間例如3秒)(605),若未達該預設時間則回歸至步驟(602);當該TRIAC調光器2維持靜止達到該預設時間,係設定該指示旗標(606),並回歸至步驟(602);當判斷該TRIAC調光器2正調整中且指示旗標已被設定,則調光控制器15係輸出亮度改變信號(607),根據該TRIAC調光器2的刻度變化而改變LED燈具的亮度,並回歸至步驟(602)。
請參考圖7所示的本發明第二實施例電路,係以一TRIAC調光器2配合一開關3分別負責亮度與顏色的調整。其中,該開關3與TRIAC調光器2串聯在交流電源AC的迴路上,其外觀可參考圖8所示。
本發明利用對該開關3執行暖開啟即可達成調整顏色目的。請參考圖9(A)所示,冷開啟是指在電源中斷後,經等待大於一第一時間Tcs後(cs係指Cold Start之縮寫,例如8秒)切換該開關3導通而供電;暖開啟如圖9(B)所示,是指在電源中斷後,立即小於一第二時間Tws(ws係指Warw Start之縮寫,例如2秒)內切換該開關3導通而開啟電源,其中Tcs>Tws。
以下用圖10說明暖開啟與冷開啟在電路上之動作。該開關3係設置在交流電源AC的迴路上,當開關3導通時,該交流電源AC的波形如圖10(A)所示之交流電源,當開關3在時間點t1截止時係中斷交流電源AC波形如圖10(A)虛線所示正弦波消失;經過整流電路12其波形如圖10(B)所示全波直流電源,該 圖10(B)虛線部分表示開關3不導通時全波直流電源消失;經過電壓檢知器13其波形如圖10(C)所示之方波,該圖10(C)虛線部分表示開關3不導通時方波消失。
暖開啟此一動作實現在電路上時,請參考圖10(D)所示,當交流電源AC正常供電時,該電源轉換電路14可持續輸出一負載電壓給LED負載(例如24V),及另一工作電壓給調光控制器15(例如3.3V),當控制該開關3於t1時間點關閉電源時,該電源轉換電路14中的儲能電容141會持續放電供應調光控制器15所需的工作電壓(例如3.3V),但是當放電時間達到t2時間,儲能電容141的電力即將耗盡。因此若在t1~t2這段時間中,該開關3導通而有恢復供電,因為調光控制器15在這段時間中仍然持續工作,並沒有停止,所以t1~t2這段時間可視為是執行暖開啟的動作,t1~t2這段時間即為前述的第二時間Tws,此時間長度視儲能電容141的容值而決定。並且調光控制器15在t1~t2這段時間係透過電壓檢知器13檢知到方波不見了(如圖10(C)虛線部分)而得知電源中斷,因此若在t1~t2這段時間中該開關3導通而有恢復供電時,調光控制器15透過電壓檢知器13檢知到方波恢復,調光控制器15確定為一暖開啟動作,輸出顏色改變信號。
另外冷開啟,是因為過了t2時間,開關3仍然沒有開啟,導致儲能電容141的電力已經耗盡,令調光控制器15停止運作而停機。因此超過Tcs後開啟電源,會讓調光控制器15可以重置(Reset)而重新啟動。
依據圖7的電路架構,當本發明使用該開關3與TRIAC調光器2進行顏色、亮度調整時,該調光控制器15之控制方法可歸納成如圖11的流程,該控制方法包含有以下步驟:執行冷開啟(1001),本發明之控制裝置10關機達一段時間後再重新開機,調光控制器15可以重置以重新開始執行程式; 讀取前次關機時所記憶之顏色及亮度(1002),當控制裝置10冷開啟後,將讀取前一次電源關閉時該LED燈具20當下之顏色及亮度,讓使用者可沿用前次的設定而不需重新設定,其中,於每次使用者控制該開關3關閉時,控制裝置10會立即自動記憶該LED燈具20當下之顏色及亮度,所記憶之顏色及亮度可以儲存在一記憶體中;判斷該開關3是否有暖啟動(1003),該調光控制器15係判斷使用者是否在第二時間Tws內有對該開關3執行切換導通,若是,則有暖啟動;輸出顏色改變信號(1004),當判斷該開關3有執行暖啟動時,調光控制器15係輸出顏色改變信號,並回歸至步驟(1003)再次重新判斷,其中,該顏色改變信號是已預設好的多段循環調整值,例如使用在冷白與暖白色溫變化的LED燈具20,可以變化5500K→4000K→3300K→2700K,每切換該開關3一次,即進入下一個調整值;再例如使用R(紅)G(綠)B(藍)之LED燈具20,可以組成紅→橙→黃→綠→藍→靛→紫→白,8種基本色彩;每切換該開關3一次,即進入下一個調整值;當判斷該開關3未暖啟動時,係再進一步判斷該TRIAC調光器2是否調整中(1005),該調光控制器15偵測電壓檢知器13輸出的方波是否產生波寬變化,若有變化則可確定該TRIAC調光器2正調整中,反之當該TRIAC調光器2維持靜止時,即回歸至步驟(1003);輸出亮度改變信號(1006),當判斷該TRIAC調光器2正調整中,則調光控制器15係輸出亮度改變信號,根據該TRIAC調光器2之刻度變化而改變LED燈具20的亮度,並回歸至步驟(1003)。
綜上所述,本發明利用既有單一TRIAC調光器便可實現LED燈具的顏色與亮度調整,而所使用的控制電路簡單而不複雜,在實際應用時不需要 更換原來的配線,使用者只需要單純的調整該TRIAC調光器便可達到調整顏色與亮度之目的,並可輕易實現低亮度、穩定的LED亮度調整。本發明進一步利用一開關與一TRIAC調光器配合,讓調光控制器藉由電壓檢知器之方波消失與在Tws時間內恢復得知一暖開啟,並且也藉由此方波波寬之變化,得知TRIAC調光器是否調整中。最後可以藉由開關來切換顏色,另外藉由TRIAC調光器調整亮度,在產業界成為一個非常方便調整LED燈具顏色與亮度調整的發明,整體而言又具有低製造成本、簡化施工、兼具色溫與亮度雙重控制等優點。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。
1‧‧‧LED照明裝置
2‧‧‧交流矽控閘流體調光器
10‧‧‧控制裝置
12‧‧‧整流電路
13‧‧‧電壓檢知器
14‧‧‧電源轉換電路
141‧‧‧儲能電容
15‧‧‧調光控制器
161~163‧‧‧電流控制電路
20‧‧‧LED燈具
21‧‧‧第一LED發光群組
22‧‧‧第二LED發光群組
23‧‧‧第三LED發光群組

Claims (19)

  1. 一種應用交流矽控閘流體調光器實現LED顏色與亮度調整的控制裝置,該交流矽控閘流體調光器連接一交流電源以調整該交流電源使其具有一導通比例,該控制裝置包含:一整流電路,係連接該交流矽控閘流體調光器,將該具有設定的導通比例的交流電流整流為一全波直流電源;一電壓檢知器,包含有一輸入部及一輸出部,該輸入部連接在整流電路的輸出端以檢知該全波直流電源,該輸出部依據檢知出的全波直流電源產生連續方波;一電源轉換電路,係連接整流電路的輸出端,將該全波直流電源轉換為一工作電壓及一負載電壓,該負載電壓係供用於驅動一作為負載的LED燈具;複數個電流控制電路,係供連接LED燈具以控制流過該LED燈具的電流;一調光控制器,係接收該電源轉換電路產生的工作電壓及電壓檢知器輸出的該連續方波,其中,該調光控制器啟動後,係根據該連續方波的波寬變化判斷該交流矽控閘流體調光器是否調整中,並判斷該交流矽控閘流體調光器是否曾經靜止超過一預設時間,若該交流矽控閘流體調光器在調整中且未曾靜止超過該預設時間,該調光控制器依據該交流矽控閘流體調光器的調整幅度輸出對應的顏色改變信號至該電流控制電路;若該交流矽控閘流體調光器靜止超過該預設時間,該調光控制器係鎖定LED燈具當下的顏色並持續判斷該交流矽控閘流體調光器是否調整中,若有,該調光控制器依據該交流矽控閘流體調光器的調整幅度輸出對應的亮度改變信號至該電流控制電路。
  2. 如請求項1所述應用交流矽控閘流體調光器實現LED顏色與亮度調整的控制裝置,其中,該調光控制器係將該交流矽控閘流體調光器的調整範圍劃分成複數個區間,當該交流矽控閘流體調光器未曾靜止超過該預設時間,調整該交流矽控閘流體調光器可使該複數個區間對應不同的顏色;當該交流矽控閘流體調光器曾經靜止超過該預設時間,調整該交流矽控閘流體調光器可使該複數個區間對應不同的亮度。
  3. 如請求項1所述應用交流矽控閘流體調光器實現LED顏色與亮度調整的控制裝置,其中,該電壓檢知器係選自一光耦合器、一電壓比較器或一史密特觸發電路其中之一。
  4. 一種應用交流矽控閘流體調光器實現LED顏色與亮度調整的LED照明裝置,該交流矽控閘流體調光器連接一交流電源以調整該交流電源使其具有一導通比例,該照明裝置包含:一整流電路,係連接該交流矽控閘流體調光器,將該具有設定的導通比例的交流電流整流為一全波直流電源;一電壓檢知器,包含有一輸入部及一輸出部,該輸入部連接在整流電路的輸出端以檢知該全波直流電源,該輸出部依據檢知出的全波直流電源產生連續方波;一電源轉換電路,係連接整流電路的輸出端,將該全波直流電源轉換為一工作電壓及一負載電壓;一LED燈具,係包含複數個LED發光群組,各LED發光群組係接收該電源轉換電路輸出之負載電壓;複數個電流控制電路,係分別串連在該複數個LED發光群組,以控制流過該LED發光群組的電流; 一調光控制器,係接收該電源轉換電路產生的工作電壓及電壓檢知器輸出的該連續方波,其中,該調光控制器啟動後,係根據該連續方波的波寬變化判斷該交流矽控閘流體調光器是否調整中,並判斷該交流矽控閘流體調光器是否曾經靜止超過一預設時間,若該交流矽控閘流體調光器在調整中且未曾靜止超過該預設時間,該調光控制器依據該交流矽控閘流體調光器的調整幅度輸出對應的顏色改變信號至該電流控制電路;若該交流矽控閘流體調光器靜止超過該預設時間,該調光控制器係鎖定當下之LED燈具顏色並持續判斷該交流矽控閘流體調光器是否調整中,若有,該調光控制器依據該交流矽控閘流體調光器的調整幅度輸出對應的亮度改變信號至該電流控制電路。
  5. 如請求項4所述應用交流矽控閘流體調光器實現LED顏色與亮度調整的LED照明裝置,該複數個LED發光群組係選自發光二極體(LED)、有機發光二極體(OLED)、高分子發光二極體(PLED)其中之一。
  6. 如請求項4所述應用交流矽控閘流體調光器實現LED顏色與亮度調整的LED照明裝置,該複數個LED發光群組包含可產生冷白與暖白不同色溫的LED發光群組。
  7. 如請求項4所述應用交流矽控閘流體調光器實現LED顏色與亮度調整的LED照明裝置,該複數個LED發光群組包含可產生紅色,綠色,藍色不同色彩的LED發光群組。
  8. 一種應用交流矽控閘流體調光器實現LED顏色與亮度調整的控制方法,係應用於如請求項1至3中任一項所述之控制裝置,該控制方法包含:執行冷開啟,該控制裝置係關機達一段時間後再重新開機,令調光控制器重置; 判斷該交流矽控閘流體調光器是否正調整中,其中,該調光控制器依據該交流矽控閘流體調光器調整後之交流電源的導通比例是否持續變化,來判斷該交流矽控閘流體調光器是否正在調整中;判斷該交流矽控閘流體調光器是否維持靜止超過一預設時間,其中,該調光控制器依據該交流矽控閘流體調光器調整後之交流電源的導通比例是否靜止不變,來判斷該交流矽控閘流體調光器是否正在靜止中;當該交流矽控閘流體調光器正調整中且未曾維持靜止超過該預設時間,調光控制器輸出顏色改變信號;當判斷該交流矽控閘流體調光器正調整中且曾經維持靜止超過該預設時間,調光控制器輸出亮度顏色改變信號。
  9. 如請求項8所述應用交流矽控閘流體調光器實現LED顏色與亮度調整的控制方法,其中,該交流矽控閘流體調光器的調整範圍劃分成複數個區間,當該交流矽控閘流體調光器未曾靜止超過該預設時間,調整該交流矽控閘流體調光器可使該複數個區間對應不同的顏色;當該交流矽控閘流體調光器曾經靜止超過該預設時間,調整該交流矽控閘流體調光器可使該複數個區間對應不同的亮度。
  10. 一種應用交流矽控閘流體調光器實現LED顏色與亮度調整的控制裝置,該交流矽控閘流體調光器係通過一開關而連接到一交流電源,該交流矽控閘流體調光器用以調整該交流電源使其具有一設定的導通比例,該控制裝置包含:一整流電路,係連接該交流矽控閘流體調光器,將該具有設定的導通比例的交流電流整流為一全波直流電源; 一電壓檢知器,包含有一輸入部及一輸出部,該輸入部連接在整流電路的輸出端以檢知該全波直流電源,該輸出部依據檢知出的全波直流電源產生連續方波;一電源轉換電路,係連接整流電路的輸出端,將該全波直流電源轉換為一工作電壓及一負載電壓,該負載電壓係供用於驅動一作為負載的LED燈具;複數個電流控制電路,係供連接LED燈具以控制流過該LED燈具的電流;一調光控制器,係接收該電源轉換電路產生的工作電壓及電壓檢知器輸出的該連續方波,其中,該調光控制器啟動後,係判斷該開關是否有執行暖開啟之切換動作,若有暖開啟之切換動作係輸出顏色改變信號至該電流控制電路;該調光控制器根據該電壓檢知器輸出的連續方波的波寬變化判斷該交流矽控閘流體調光器是否調整中,若有,該調光控制器依據該交流矽控閘流體調光器的調整幅度輸出對應的亮度改變信號至該電流控制電路。
  11. 如請求項10所述應用交流矽控閘流體調光器實現LED顏色與亮度調整的控制裝置,其中,該調光控制器係將該交流矽控閘流體調光器的調整範圍劃分成複數個區間,該複數個區間對應不同的亮度。
  12. 如請求項10所述應用交流矽控閘流體調光器實現LED顏色與亮度調整的控制裝置,其中,該顏色改變信號是預設的多段循環調整值,該調光控制器隨著該開關的切換而依序輸出該循環調整值。
  13. 如請求項10所述應用交流矽控閘流體調光器實現LED顏色與亮度調整的控制裝置,其中,該電壓檢知器係選自一光耦合器、一電壓比較器或一史密特觸發電路其中之一。
  14. 一種應用交流矽控閘流體調光器實現LED顏色與亮度調整的LED照明裝置,該交流矽控閘流體調光器係通過一開關而連接到一交流電源,該交 流矽控閘流體調光器用以調整該交流電源使其具有一設定的導通比例,該照明裝置包含:一整流電路,係連接該交流矽控閘流體調光器,將該具有設定的導通比例的交流電流整流為一全波直流電源;一電壓檢知器,包含有一輸入部及一輸出部,該輸入部連接在整流電路的輸出端以檢知該全波直流電源,該輸出部依據檢知出的全波直流電源產生連續方波;一電源轉換電路,係連接整流電路的輸出端,將該全波直流電源轉換為一工作電壓及一負載電壓;一LED燈具,係包含複數個LED發光群組,各LED發光群組係接收該電源轉換電路輸出之負載電壓;複數個電流控制電路,係分別串連在該複數個LED發光群組,以控制流過該LED發光群組的電流;一調光控制器,係接收該電源轉換電路產生的工作電壓及電壓檢知器輸出的該連續方波,其中,該調光控制器啟動後,係判斷該開關是否有執行暖開啟之切換動作,若有暖開啟切換動作係輸出顏色改變信號至該電流控制電路;若開關超過該暖開啟時間並持續維持導通,該調光控制器根據該電壓檢知器輸出的連續方波的波寬變化判斷該交流矽控閘流體調光器是否調整中,若有,該調光控制器依據該交流矽控閘流體調光器的調整幅度輸出對應的亮度改變信號至該電流控制電路。
  15. 如請求項14所述應用交流矽控閘流體調光器實現LED顏色與亮度調整的LED照明裝置,該複數個LED發光群組係選自發光二極體(LED)、有機發光二極體(OLED)、高分子發光二極體(PLED)其中之一。
  16. 如請求項14所述應用交流矽控閘流體調光器實現LED顏色與亮度調整的LED照明裝置,該複數個LED發光群組包含可產生冷白與暖白不同色溫的LED發光群組。
  17. 如請求項14所述應用交流矽控閘流體調光器實現LED顏色與亮度調整的LED照明裝置,該複數個LED發光群組包含可產生紅色,綠色,藍色不同色彩的LED發光群組。
  18. 一種應用交流矽控閘流體調光器實現LED顏色與亮度調整的控制方法,係應用於如請求項10至13任一項之控制裝置,該控制方法包含:執行冷開啟,該控制裝置係關機達一段時間後再重新開機,令調光控制器重置;該調光控制器判斷該開關是否有執行暖開啟之切換動作,若是,該控制裝置輸出顏色改變信號;該調光控制器判斷該交流矽控閘流體調光器是否正調整中,若是,該控制裝置輸出亮度改變信號。
  19. 一種應用交流矽控閘流體調光器實現LED顏色與亮度調整的控制方法,係應用於如請求項10至13任一項之控制裝置,該控制方法包含:執行冷開啟,該控制裝置係關機達一段時間後再重新開機,令調光控制器重置;讀取該控制裝置前次關機時所記憶之顏色及亮度,並控制該LED燈具依據所記憶之顏色及亮度產生照明;該調光控制器判斷該開關是否有執行暖開啟之切換動作,若是,該控制裝置輸出顏色改變信號; 該調光控制器判斷該交流矽控閘流體調光器是否正調整中,若是,該控制裝置輸出亮度改變信號。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201728226A (zh) * 2016-01-22 2017-08-01 隆達電子股份有限公司 發光裝置及其發光控制方法
TWI622324B (zh) * 2017-09-28 2018-04-21 Lin Pin Zhi Luminaire control system for controlling area luminaires by a single switch
CA2999307C (en) * 2018-03-26 2019-08-13 Adam Chaimberg Dimmable led light fixture maintaining brightness during color temperature change
CN117528858B (zh) * 2024-01-08 2024-04-09 杭州罗莱迪思科技股份有限公司 隐亮可控的调光灯控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201043092A (en) * 2009-04-11 2010-12-01 Innosys Inc Thyristor starting circuit
CN101951708A (zh) * 2009-07-10 2011-01-19 深圳比亚迪微电子有限公司 调光控制电路、芯片及方法
TW201206248A (en) * 2010-03-25 2012-02-01 Koninkl Philips Electronics Nv Method and apparatus for increasing dimming range of solid state lighting fixtures
TW201240523A (en) * 2011-03-22 2012-10-01 Richtek Technology Corp Light emitting device power supply circuit, and light emitting device driver circuit and control method thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201043092A (en) * 2009-04-11 2010-12-01 Innosys Inc Thyristor starting circuit
CN101951708A (zh) * 2009-07-10 2011-01-19 深圳比亚迪微电子有限公司 调光控制电路、芯片及方法
TW201206248A (en) * 2010-03-25 2012-02-01 Koninkl Philips Electronics Nv Method and apparatus for increasing dimming range of solid state lighting fixtures
TW201240523A (en) * 2011-03-22 2012-10-01 Richtek Technology Corp Light emitting device power supply circuit, and light emitting device driver circuit and control method thereof

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