TWI583247B - Bidirectional rectifier dimming system - Google Patents

Description

雙向整流器調光系統

本發明係有關於一種雙向整流器(TRIAC)調光系統，尤其是利用假負載控制單元控制假負載開關單元，以獲得精確的TRAIC導通角度，進一步透過調光控制單元控制發光二體的亮度。

一般的發光裝置是需要在特定電壓、電流的驅動下而點亮，以發出具所需功率的光線，比如60W的白熾燈泡，可在市電100V下消耗60W的電力而產生60燭光的亮度。

隨著不同的應用需求，常需使用亮度可調式的燈具，產生較為柔和的光源，藉以營造特殊情境。為達成上述目的，業者已開發出需多調光技術，其中利用雙向整流器(TRIAC)的調光技術最為普遍，並已應用至發光二極體(LED)。其主要技術是利用電阻-電容網路產生觸發信號，以打開TRIAC，藉由偵測TRAIC的導通角度，來控制發光二極體的亮度，當發光二極體的亮度愈低時，應為整個系統的總負載變小，這時候TRAIC的導通角度會變的不穩定，造成發光二極體會出現閃爍或亮度不穩定。

本發明之主要目的在於提供一種雙向整流器調光系統，包括雙向整流器單元、整流單元、假負載、假負載開關單元、調光單元以及調光開關單元，係將交流輸入電源轉換成用以驅動發光二極體的驅動電源。雙向整流器單元接收交流輸入電源並進行雙向整流後供應給整流單元，而整流單元 進行整流後產生整流電源而供應至高電源線及低電源線。假負載及假負載開關單元串接而跨接至高電源線及低電源線，並由調光單元控制假負載開關單元的開關。

調光單元進一步包括導通角度偵測單元、假負載控制單元、調光控制單元及交流直流轉換單元，其中導通角度偵測單元偵測TRAIC的導通角度，假負載控制單元在需要精確偵測TRAIC的導通角度時，產生假負載控制信號，且調光控制單元依據導通角度偵測單元的偵測結果，產生調光控制信號，而交流直流轉換單元連接高電源線及低電源線，用以將整流電源轉換成直流電源而輸出，進而驅動發光二極體。

調光開關單元及發光二極體串接並跨接至交流直流轉換單元所輸出的直流電源，而調光開關單元的控制端是連接調光控制單元，並由調光控制單元所產生的調光控制信號而控制。

因此，本發明可達成對發光二極體進行穩定的調光功能，解決發光二極體亮度愈低時，因TRAIC導通角度的不穩定，造成發光二極體閃爍的問題。

10‧‧‧雙向整流器單元

11‧‧‧雙向整流器(TRIAC)

13‧‧‧雙向雙極閘流體(DIAC)

20‧‧‧整流單元

30‧‧‧假負載

40‧‧‧假負載開關單元

50‧‧‧調光單元

52‧‧‧導通角度偵測單元

54‧‧‧假負載控制單元

56‧‧‧調光控制單元

58‧‧‧交流直流轉換單元

60‧‧‧調光開關單元

70‧‧‧發光二極體

AC‧‧‧交流輸入電源

VH‧‧‧高電源線

VL‧‧‧低電源線

第一圖顯示本發明雙向整流器調光系統的示意圖。

第二圖顯示本發明雙向整流器調光系統中雙向整流器的示範性實例示意圖。

以下配合圖式及元件符號對本發明之實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

參閱第一圖，本發明雙向整流器調光系統的示意圖。如第一圖所示，本發明雙向整流器調光系統包括雙向整流器單元10、整流單元20、假負載30、假負載開關單元40、調光單元50以及調光開關單元60，係將交流輸入電源AC轉 換成驅動電源，用以驅動至少一發光二極體70。

參閱第二圖，本發明雙向整流器調光系統中雙向整流器的示範性實例示意圖，其中雙向整流器單元10至少包括雙向整流器(TRIAC)11及雙向雙極閘流體(DIAC)13。雙向整流器單元10接收交流輸入電源AC並進行雙向整流，產生雙向整流電源以供應給整流單元20，而整流單元20進行整流後產生整流電源而供應至高電源線VH及低電源線VL。整流單元20可包廓至少一全波整流器，比如藉四個二極體所構成的橋式全波整流器而實現，不過本發明的整流單元20並非受限於此，而可利用其他型式的全波整流器，比如由變壓器及二個二極體所構成的全波整流器。

假負載30及假負載開關單元40係串接而跨接至高電源線VH及低電源線VL，其中假負載30的一端連接至高電源線VH，假負載30的另一端連接至假負載開關單元40的第一端，假負載開關單元40的第二端連接至低電源線VL，且假負載開關單元40的第三端連接至調光單元50，並由調光單元50控制假負載開關單元40的開關，進而控制假負載30的導通電流。亦即，調光單元50可斷開假負載開關單元40而阻斷假負載30的電流，或可打開而導通假負載開關單元40以使得導通電流流過假負載30。

假負載30的主要目的在於精確偵測TRAIC的導通角度，其中假負載30可為電阻，而假負載開關單元40可為電晶體，比如金氧半場效電晶體(MOSFET)。

此外，調光單元50可包括導通角度偵測單元52、假負載控制單元54、調光控制單元56及交流直流轉換單元58，其中導通角度偵測單元52連接高電源線VH，用以偵測雙向整流單元(TRIAC)10的導通角度，假負載控制單元54在需要精確偵測TRAIC的導通角度時，產生假負載控制信號，藉以控制假負載開關單元40的導通，且調光控制單元56 依據導通角度偵測單元52的偵測結果，以產生調光控制信號，而交流直流轉換單元58連接高電源線VH及低電源線VL，用以接收來自高電源線VH及低電源線VL的整流電源，並轉換成直流電源而輸出，當作驅動發光二極體70的驅動電源。

調光開關單元60以及發光二極體70係串接而跨接至交流直流轉換單元58所輸出的直流電源，其中發光二極體70的負端連接調光開關單元60的第一端，發光二極體70的正端連接直流電源的正端，調光開關單元60的第二端連接的直流電源的負端，而調光開關單元60的第三端(亦即控制端)是連接調光控制單元56，並由調光控制單元56所產生的調光控制信號而控制。

導通角度偵測單元52、假負載控制單元54及調光控制單元56可為單一微處理器(MCU)或中央處理器(CPU)，或可利用多個獨立的電子元件所構成的電路而實現。

因此，綜上所述，本發明的特點主要是在於利用用假負載控制單元，精確的偵測TRAIC的導通角度，藉此對發光二極體進行調光，且在低明亮度的狀態下，還能穩定的發光。

以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。

10‧‧‧雙向整流器單元

20‧‧‧整流單元

30‧‧‧假負載

40‧‧‧假負載開關單元

50‧‧‧調光單元

52‧‧‧導通角度偵測單元

54‧‧‧假負載控制單元

56‧‧‧調光控制單元

58‧‧‧交流直流轉換單元

60‧‧‧調光開關單元

70‧‧‧發光二極體

AC‧‧‧交流輸入電源

VH‧‧‧高電源線

VL‧‧‧低電源線

Claims (3)

1. 一種雙向整流器調光系統，用以將一交流輸入電源轉換成一驅動電源以驅動至少一發光二極體，該種雙向整流器調光系統包括：一雙向整流器(TRIAC)單元，接收該交流輸入電源並進行雙向整流，產生一雙向整流電源；一整流單元，接收來自該雙向整流器單元的雙向整流電源，進行整流以產生一整流電源而供應至一高電源線及一低電源線；一假負載，具有一端及一另一端，且該假負載的一端連接該高電源線；一假負載開關單元，具有一第一端、一第二端及一第三端，且該假負載開關單元的第一端連接至該假負載的另一端，該假負載開關單元的第二端連接至該低電源線；一調光單元，電氣連接該高電源線、該低電源線及該假負載開關單元，並產生一直流電源，且該直流電源具有一正端及一負端；以及一調光開關單元，具有一第一端、一第二端及一第三端，其中該調光開關單元的第一端連接該至少一發光二極體的負端，該至少一發光二極體的正端是連接該直流電源的正端，該調光開關單元的第二端是連接該直流電源的負端，而該調光開關單元的第三端是連接該調光單元，並由該調光單元控制該調光開關單元，其中該雙向整流器單元至少包括一雙向整流器(TRIAC)及一雙向雙極閘流體(DIAC)，該調光單元包括一導通角度偵測單元、一假負載控制單元、一調光控制單元及一交流直流轉換單元，該導通角度偵測單元連接該高電源線，用以偵測TRAIC的導通角度，該假負載控制單元在需要精確偵測TRAIC的導通角度時產生一假負載控制信號，藉以控制該假負載開關單元的導通，且該調光控制單元依據該導通角度偵測單元的偵測結果以產生一調光控制信號，用以控制該調光開關單元，而該交流直流轉換單元連接該高電源線及該低電源線，用以接收來自該高電源線及該低電源線的整流電源，並轉換成該直流電源而輸出，該導通角度偵測單元、該假負載控制單元及該調光控制單元為一微處理器(MCU)或一中央處理器(CPU)而實現，且該假負載是在於精確偵測TRAIC的導通角度。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之雙向整流器調光系統，其中該整流單元包括至少一全波整流器，而該全波整流器是藉四個二極體所構成的橋式全波整流器，或由一變壓器及二個二極體所構成的全波整流器。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之雙向整流器調光系統，其中該假負載為一電阻，而該假負載開關單元為一電晶體。