TWI590705B - Dimming control device - Google Patents

Description

調光控制裝置

本發明係關於一種控制裝置，且特別關於一種調光控制裝置。

目前，照明燈具已成為生活必需品，可以在夜間提供燈光，或作為指標、安全警示等等用途。隨著社會經濟發展，現今大城市不論日夜都是燈火通明，大量的照明裝置逐漸對電力供應上造成負擔。一般情況下的照明燈具經常是固定在最高能耗最高亮度下運作，不論使用人數多寡、使用用途為何、周圍環境明暗，這樣會帶來很多的能源浪費、折損燈泡壽命並產生較多的廢熱。最近，多數的節能燈具發展出調光功能，以因應環境變化來改變輸出亮度，如此，照明燈具可根據需求提供不同的亮度級方案。

習知的發光二極體調光裝置，其應用方式如第1圖所示，發光二極體模組10電性連接一驅動電路單元14，再與一調光選擇控制電路單元16連接。操作調光選擇控制電路單元16，再經由驅動電路單元14輸出控制，得以調變發光二極體模組10之亮度。然而，上述應用仍有缺點。舉例來說，操作調光選擇控制電路單元16之電壓範圍為0~10伏，其中，0伏時，發光二極體模組10為最低亮度，10伏時，發光二極體模組10為最高亮度，但若需要關斷發光二極體模組10，則需要外接開關，否則發光二極體模組10仍會微亮，或是閃爍等問題，燈光閃爍對人體眼睛是一大傷害。

因此，本發明係在針對上述的困擾，提出一種調光控制裝置，以解決習知所產生的問題。

本發明的主要目的，在於提供一種調光控制裝置，其係在調光電壓小於預設電壓值時，從發光元件上的輸出電壓擷取一迴授電壓，以藉此停止供應輸出電流給發光元件，進而避免發光元件之閃爍問題，同時延長發光元件之壽命。

為達上述目的，本發明提供一種調光控制裝置，其係包含一調光控制器與一訊號回授裝置。調光控制器接收一調光電壓，在調光電壓大於或等於一預設電壓值時，調光控制器產生一第一控制訊號，在調光電壓小於預設電壓值時，調光控制器產生一第二控制訊號。訊號回授裝置電性連接調光控制器、一電源供應器與一發光元件，以接收發光元件上的輸出電壓。訊號回授裝置從輸出電壓擷取一回授電壓，並接收第一控制訊號或第二控制訊號。電源供應器例如為交換式電源供應器，發光元件例如為發光二極體模組。在訊號回授裝置接收第一控制訊號時，訊號回授裝置依據第一控制訊號與回授電壓驅動電源供應器提升輸出電壓至大於或等於發光元件之規格電壓，以利用電源供應器產生一輸出電流給發光元件。在訊號回授裝置接收第二控制訊號時，訊號回授裝置依據第二控制訊號改變回授電壓，讓電源供應器降低輸出電壓至小於規格電壓，以停止產生輸出電流。

在一實施例中，訊號回授裝置更包含一分壓器、一電壓控制器與一回授電路。分壓器電性連接電源供應器與發光元件，並接收輸出電壓。電壓控制器電性連接調光控制器、分壓器、電源供應器與發光元件，電壓控制器配合分壓器從輸出電壓擷取回授電壓，在電壓控制器接收第二控制訊號後，改變回授電壓。回授電路電性連接電壓控制器、調光控制器與電源供應器。回授電路接收第一控制訊號與回授電壓，並利用第一控制訊號處理回授電壓，以產生一第一回授放大訊號給該電源供應器；在電壓控制器改變回授電壓後，回授電路則是處理回授電壓以產生一第二回授放大訊號給該電源供應器；電源供應器根據第一回授放大訊號或第二回授放大訊號控制輸出電壓。

在一實施例中，分壓器更包含一第一電阻與一第二電阻。第一電阻之一端電性連接電源供應器與發光元件，另一端電性連接回授電路之一回授端。第二電阻之一端電性連接回授端，另一端電性連接地端。電壓控制器並聯第一電阻或第二電阻，電壓控制器配合第二電阻與第一電阻從輸出電壓擷取回授電壓，以將其建立於回授端。電壓控制器利用第二控制訊號配合第二電阻與第一電阻改變回授電壓，以將其建立於回授端。

在一實施例中，電壓控制器更包含一第一開關與一第三電阻，其中第一開關例如為金氧半場效電晶體或雙載子接面電晶體。第一開關具有一控制端、第一端與第二端，第一端電性連接第一電阻、發光元件與電源供應器，控制端電性連接調光控制器。第三電阻具有第三端與第四端，第三端電性連接第二端，第四端電性連接回授端，第一開關接收第二控制訊號後呈導通狀態，以改變回授電壓。

在一實施例中，電壓控制器更包含一第二開關與一第三電阻，其中第二開關例如為金氧半場效電晶體或雙載子接面電晶體。第二開關具有一控制端、第一端與第二端，第一端電性連接回授端，控制端電性連接調光控制器。第三電阻具有第三端與第四端，第三端電性連接第二端，第四端電性連接地端。第二開關接收第二控制訊號以呈斷路狀態，以改變回授電壓。

茲為使　貴審查委員對本發明的結構特徵及所達成的功效更有進一步的瞭解與認識，謹佐以較佳的實施例圖及配合詳細的說明，說明如後：

本發明之實施例將藉由下文配合相關圖式進一步加以解說。盡可能的，於圖式與說明書中，相同標號係代表相同或相似構件。於圖式中，基於簡化與方便標示，形狀與厚度可能經過誇大表示。可以理解的是，未特別顯示於圖式中或描述於說明書中之元件，為所屬技術領域中具有通常技術者所知之形態。本領域之通常技術者可依據本發明之內容而進行多種之改變與修改。

以下請參閱第2(a)圖與第2(b)圖。本發明之調光控制裝置之第一實施例包含一調光控制器18與一訊號回授裝置20。調光控制器18接收一調光電壓VD，在調光電壓VD大於或等於一預設電壓值時，調光控制器18產生一第一控制訊號C1，在調光電壓VD小於預設電壓值時，調光控制器18產生一第二控制訊號C2。訊號回授裝置20電性連接調光控制器18、一電源供應器22與一發光元件24，以接收發光元件24上的輸出電壓Vo。訊號回授裝置20可以從輸出電壓Vo擷取一回授電壓VF1，此外，還可以從調光控制器18接收第一控制訊號C1或第二控制訊號C2。電源供應器22例如為交換式電源供應器，發光元件24例如為發光二極體(light-emitting diode)，最少可以為一個，一般是複數個，在兩端電壓達到規格電壓後，電流能夠通過使之發亮。在調光控制器18送出第一控制訊號C1至訊號回授裝置20時，訊號回授裝置20依據第一控制訊號C1與回授電壓VF1，讓電源供應器22提升或控制輸出電壓Vo至大於或等於發光元件24之規格電壓，以產生一輸出電流Io給發光元件24。在調光控制器18送出第二控制訊號C2至訊號回授裝置20時，訊號回授裝置20依據第二控制訊號C2改變回授電壓VF1為回授電壓VF2，並讓電源供應器22降低輸出電壓Vo至小於規格電壓，以停止產生輸出電流Io。

訊號回授裝置20更包含一分壓器26、一電壓控制器28與一回授電路30，其中，在本發明中，回授電路30為電壓電流回授控制電路，處理電壓以及電流的回授信號，可包含由比較器、差動放大器等元件所組成的電路，並連接耦合器，像是電容、變壓器、壓電元件或光耦合器。在本發明中，訊號回授裝置20可以設置在電源供應器22的二次側，如此，回授電路30可以連接光耦合器32，利用光耦合器32來隔離一次側與二次側，並透過光耦合器32將訊號傳到一次側。分壓器26電性連接電源供應器22與發光元件24，並接收輸出電壓Vo。電壓控制器28電性連接調光控制器18、分壓器26、電源供應器22與發光元件24，電壓控制器28配合分壓器26從輸出電壓Vo擷取回授電壓VF1，在電壓控制器28接收第二控制訊號C2後，以藉此改變回授電壓VF1為回授電壓VF2。回授電路30電性連接電壓控制器28與調光控制器18，並透過光耦合器32電性連接電源供應器22。回授電路30接收第一控制訊號C1與回授電壓VF1，並利用第一控制訊號C1處理回授電壓VF1，以產生一第一回授放大訊號F1。在電壓控制器28改變回授電壓VF1為回授電壓VF2後，回授電路30處理回授電壓VF2，以產生一第二回授放大訊號F2。接著，光耦合器32傳送第一回授放大訊號F1或第二回授放大訊號F2給電源供應器22，電源供應器22根據第一回授放大訊號F1或第二回授放大訊號F2控制輸出電壓Vo提升或是降低。

分壓器26更包含一第一電阻34與一第二電阻36。第一電阻34之一端電性連接電源供應器22與發光元件24，另一端電性連接回授電路30之一回授端。第二電阻36之一端電性連接回授端，另一端電性連接地端，電壓控制器28則是選擇地並聯第一電阻34或第二電阻36。如此，電壓控制器28可配合第二電阻36與第一電阻34從輸出電壓Vo擷取回授電壓VF1，以將其建立於回授端。此外，電壓控制器28也可利用第二控制訊號C2配合第二電阻36與第一電阻34改變回授電壓VF1為回授電壓VF2，以將其建立於回授端。

以下介紹本發明之第一實施例，其中，電壓控制器28更包含一第一開關38與一第三電阻40，其中第一開關38例如為金氧半場效電晶體(metal oxide semiconductor field effect transistor)或雙載子接面電晶體(bipolar junction transistor)。第二開關38具有一控制端、第一端與第二端，第一端電性連接第一電阻34、發光元件24與電源供應器22，控制端電性連接調光控制器18。第三電阻40具有第三端與第四端，第三端電性連接第二端，第四端電性連接回授端，如此，第一開關38在開啟，也就是非導通狀態時，第三電阻40呈現浮接，第一電阻34以及第二電阻36產生回授電壓VF1；當第一開關38接收第二控制訊號C2後會呈現導通狀態，第三電阻40與第一電阻34並聯，以改變回授電壓VF1為回授電壓VF2。在操作調光時，可設定，輸入調光電壓VD為0.6-10伏時，調光控制器18送出第一控制訊號C1，此時，第一開關38在開啟，也就是非導通狀態，第三電阻40呈現浮接，第一電阻34以及第二電阻36產生回授電壓VF1；此外，輸入調光電壓VD低於0.6伏時，調光控制器18送出第二控制訊號C2，此時，第一開關38接收第二控制訊號C2後會呈現導通狀態，第三電阻40與第一電阻34並聯，以改變回授電壓VF1為回授電壓VF2。調光電壓在低於預設值時送出第二控制訊號，此處所指的預設值可以依照需求調整，並非限制在0.6伏。在第三電阻40與第一電阻34並聯後，回授電壓VF1改變為回授電壓VF2，電源供應器22便會控制降低輸出電壓Vo到規格電壓以下，至於要降低到規格電壓以下多少，可以藉由第三電阻40的阻值來調整。

以下介紹本發明之調光控制裝置之第一實施例的運作過程，請參閱第2(a)圖。首先，調光控制器18接收一調光電壓VD，此調光電壓VD大於或等於一預設電壓值，使調光控制器18產生一第一控制訊號C1，此預設電壓值可為0.6伏，或依照需求調整。接著，第二電阻36與第一電阻34配合第一開關38之斷路狀態，以從輸出電壓Vo擷取回授電壓VF1，以將其建立於回授端。再來，回授電路30接收第一控制訊號C1與回授電壓VF1，並處理回授電壓VF1，以產生一第一回授放大訊號F1。最後，光耦合器32傳送第一回授放大訊號F1給電源供應器22，電源供應器22根據第一回授放大訊號F1控制或提升輸出電壓Vo大於或等於發光元件24之規格電壓，以產生一輸出電流Io給發光元件24，使發光元件24能夠發光。

若欲關閉發光元件24，請參閱第2(b)圖，輸入小於預設電壓值的調光電壓VD，讓調光控制器18產生一第二控制訊號C2。接著，第一開關38接收第二控制訊號C2以呈導通狀態，並利用第三電阻40、第二電阻36與第一電阻34從輸出電壓Vo改變回授電壓VF1為回授電壓VF2，以將其建立於回授端。再來，回授電路30接收回授電壓VF2並處理，以產生一第二回授放大訊號F2。最後，光耦合器32傳送第二回授放大訊號F2給電源供應器22，電源供應器22根據第二回授放大訊號F2控制或降低輸出電壓Vo至小於規格電壓，以停止產生輸出電流Io，使發光元件24徹底熄滅，進而避免發光元件之閃爍等問題，同時延長發光元件之壽命。

以下請參閱第3(a)圖與第3(b)圖，以介紹本發明之調光控制裝置之第二實施例。本發明之第二實施例與第一實施例差別在於電壓控制器28的設置位置。在第二實施例中，電壓控制器28更包含一第二開關42與一第三電阻44，其中第二開關42例如為金氧半場效電晶體或雙載子接面電晶體。第二開關42具有一控制端、第一端與第二端，第一端電性連接回授端，控制端電性連接調光控制器18。第三電阻44具有第三端與第四端，第三端電性連接第二端，第四端電性連接地端，第二電阻36與第一電阻34配合第二開關42之導通狀態與第三電阻44，擷取回授電壓VF1。第二開關42接收第二控制訊號C2以呈斷路狀態，以利用第一電阻34與第二電阻36改變回授電壓VF1為回授電壓VF2。

以下介紹本發明之調光控制裝置之第二實施例的運作過程，請參閱第3(a)圖。首先，調光控制器18接收一調光電壓VD，此調光電壓VD大於或等於一預設電壓值，使調光控制器18產生一第一控制訊號C1，此預設電壓值可為0.6伏，或依照需求調整。接著，第二電阻36與第一電阻34配合第二開關42之導通狀態與第三電阻44，從輸出電壓Vo擷取回授電壓VF1，以將其建立於回授端。再來，回授電路30接收第一控制訊號C1與回授電壓VF1，並處理回授電壓VF1，以產生一第一回授放大訊號F1。最後，光耦合器32傳送第一回授放大訊號F1給電源供應器22，電源供應器22根據第一回授放大訊號F1控制或提升輸出電壓Vo大於或等於發光元件24之規格電壓，以產生一輸出電流Io給發光元件24，使發光元件24開始發光。

若欲關閉發光元件24，請參閱第3(b)圖，輸入小於預設電壓值的調光電壓VD，讓調光控制器18產生一第二控制訊號C2。接著，第二開關42接收第二控制訊號C2以呈斷路狀態，並利用第一電阻34與第二電阻36從輸出電壓Vo改變回授電壓VF1為回授電壓VF2，以將其建立於回授端。再來，回授電路30處理回授電壓VF2，以產生一第二回授放大訊號F2。最後，光耦合器32傳送第二回授放大訊號F2給電源供應器22，電源供應器22依據第二回授放大訊號F2降低輸出電壓Vo至小於規格電壓，停止產生輸出電流Io，關閉發光元件24，進而避免發光元件之閃爍問題，同時延長發光元件之壽命。

由第一實施例以及第二實施例可知，在電阻值改變後，回授電壓值也跟著改變，藉此，調整輸出電壓低於能夠啟動發光元件的電壓值，達到關閉發光元件的功效。擷取回授電壓靠兩個電阻分壓，假定一個電阻具有上方電阻值，一個電阻具有下方電阻值，在第一實施例中，是在接收到第二控制訊號C2後，改變上方電阻值，讓上方電阻值變小，來改變回授電壓，而在第二實施例中，是在接收到第二控制訊號C2後，改變下方電阻值，讓下方電阻值變大，來改變回授電壓。第一實施例以及第二實施例都可以降低輸出電壓至發光元件的啟動電壓以下。

綜上所述，本發明在調光電壓小於預設電壓值時，改變從發光元件的輸出電壓所擷取出的迴授電壓，以降低輸出電壓至規格電壓以下，藉此停止供應輸出電流給發光元件，使發光元件可以被關閉，同時延長發光元件之使用年限。

以上所述者，僅為本發明一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，故舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

10‧‧‧發光二極體模組
14‧‧‧驅動電路單元
16‧‧‧調光選擇控制電路單元
18‧‧‧調光控制器
20‧‧‧訊號回授裝置
22‧‧‧電源供應器
24‧‧‧發光元件
26‧‧‧分壓器
28‧‧‧電壓控制器
30‧‧‧回授電路
32‧‧‧光耦合器
34‧‧‧第一電阻
36‧‧‧第二電阻
38‧‧‧第一開關
40‧‧‧第三電阻
42‧‧‧第二開關
44‧‧‧第三電阻

第1圖為先前技術之發光二極體調光裝置之電路方塊圖。 第2(a)圖與第2(b)圖為本發明之調光控制裝置之第一實施例的電 路運作示意圖。 第3(a)圖與第3(b)圖為本發明之調光控制裝置之第二實施例的電路運作示意圖。

18‧‧‧調光控制器

20‧‧‧訊號回授裝置

22‧‧‧電源供應器

24‧‧‧發光元件

26‧‧‧分壓器

28‧‧‧電壓控制器

30‧‧‧回授電路

32‧‧‧光耦合器

34‧‧‧第一電阻

36‧‧‧第二電阻

38‧‧‧第一開關

40‧‧‧第三電阻

Claims (10)

1. 一種調光控制裝置，其係包含： 一調光控制器，接收一調光電壓，在該調光電壓大於或等於一預設電壓值時，該調光控制器產生一第一控制訊號，在該調光電壓小於該預設電壓值時，該調光控制器產生一第二控制訊號；以及 一訊號回授裝置，電性連接該調光控制器、一電源供應器與一發光元件，以接收該發光元件上的輸出電壓，該訊號回授裝置從該輸出電壓擷取一回授電壓，並接收該第一控制訊號或該第二控制訊號；在該調光控制器送出該第一控制訊號至該訊號回授裝置時，該訊號回授裝置依據該第一控制訊號與該回授電壓，讓該電源供應器控制該輸出電壓至大於或等於該發光元件之規格電壓，以利用該電源供應器產生一輸出電流給該發光元件；在該調光控制器送出該第二控制訊號至該訊號回授裝置時，該訊號回授裝置依據該第二控制訊號改變該回授電壓，讓該電源供應器降低該輸出電壓至小於該規格電壓，以停止產生該輸出電流。
2. 如請求項1所述之調光控制裝置，其中該訊號回授裝置更包含： 一分壓器，電性連接該電源供應器與該發光元件，並接收該輸出電壓； 一電壓控制器，電性連接該調光控制器、該分壓器、該電源供應器與該發光元件，該電壓控制器配合該分壓器從該輸出電壓擷取該回授電壓，在該電壓控制器接收該第二控制訊號後，改變該回授電壓；以及 一回授電路，電性連接該電壓控制器、該調光控制器與該電源供應器；該回授電路接收該第一控制訊號與該回授電壓，並利用該第一控制訊號處理該回授電壓，以產生一第一回授放大訊號給該電源供應器；在該電壓控制器改變該回授電壓後，該回授電路則是處理該回授電壓以產生一第二回授放大訊號給該電源供應器；該電源供應器根據該第一回授放大訊號或該第二回授放大訊號控制該輸出電壓。
3. 如請求項2所述之調光控制裝置，其中該分壓器更包含： 一第一電阻，其一端電性連接該電源供應器與該發光元件，另一端電性連接該回授電路之一回授端；以及 一第二電阻，其一端電性連接該回授端，另一端電性連接地端；該電壓控制器並聯該第一電阻或該第二電阻，該電壓控制器配合該第二電阻與該第一電阻從該輸出電壓擷取該回授電壓，以將其建立於該回授端；該電壓控制器利用該第二控制訊號配合該第二電阻與該第一電阻改變該回授電壓，以將其建立於該回授端。
4. 如請求項3所述之調光控制裝置，其中該電壓控制器更包含： 一第一開關，具有一控制端、第一端與第二端，該第一端電性連接該第一電阻、該發光元件與該電源供應器，該控制端電性連接該調光控制器；以及 一第三電阻，具有第三端與第四端，該第三端電性連接該第二端，該第四端電性連接該回授電路之該回授端，該第一開關接收該第二控制訊號後呈導通狀態，以改變該回授電壓。
5. 如請求項4所述之調光控制裝置，其中該第一開關為金氧半場效電晶體或雙載子接面電晶體。
6. 如請求項3所述之調光控制裝置，其中該電壓控制器更包含： 一第二開關，具有一控制端、第一端與第二端，該第一端電性連接該回授端，該控制端電性連接該調光控制器；以及 一第三電阻，具有第三端與第四端，該第三端電性連接該第二端，該第四端電性連接該地端，該第二開關接收該第二控制訊號以呈斷路狀態，以改變該回授電壓。
7. 如請求項6所述之調光控制裝置，其中該第二開關為金氧半場效電晶體或雙載子接面電晶體。
8. 如請求項1所述之調光控制裝置，其中該電源供應器為交換式電源供應器。
9. 如請求項8所述之調光控制裝置，其中該訊號回授裝置係設置在該電源供應器的二次側。
10. 如請求項1所述之調光控制裝置，其中該發光元件為發光二極體。