TWI597998B - 脈衝光調節電路 - Google Patents

Description

脈衝光調節電路

本發明是有關於一種脈衝光調節電路，尤其是有關於一種可使被照射者感受到具有波動能量的一種脈衝光調節電路。

透過光的照明對身體的肌膚進行照射，令肌膚產生良性反應，藉以達到活化肌膚的效果，目前已相當盛行，而相關的醫療照明設備也不斷的推陳出新。其中一種透過照明方式達到活化肌膚的效果，是以照明設備進行波段式的忽明忽暗照射方式，使肌膚感受到波動的能量按摩。

然而，為了能達到明顯的波動感受，最直接的方式是以提升光照度，增加光照度的範圍，但一般的照明設備都以發光二極體做為照明元件，且發光二極體的可承受的定電流有限，因此，若為提升光照度而增加，而不斷推升驅動發光二極體的定電流值，一旦超過所能承受範圍，將使得發光二極體無法負荷而造成損壞。另方面，為了能增加多種不同的光照度，一般需採用複雜的電路設計，使得生產成本增加。

因此，如何提供一種可大幅提升光照度，卻仍可維持定電流值在發光二極體的承受範圍內，同時可簡化電路 結構，降低生產成本，這都會是本案所要重視的問題與焦點。

本發明之一目的在提供一種大幅提升光照度的脈衝光調節電路。

本發明之另一目的在提供一種維持定電流值在發光二極體的承受範圍內的脈衝光調節電路。

本發明之又一目的在提供一種簡化電路結構，降低生產成本的脈衝光調節電路。

本發明所提供的一種脈衝光調節電路，係供產生一個可供身體感受波動的能量光，主要包括：一個控制訊號產生元件，係供產生一個控制訊號，該控制訊號在一個時間周期中具有一個高準位訊號及一個低準位訊號；一個驅動元件，係供接收一個驅動電源及該控制訊號，當該控制訊號呈高準位訊號時，提供該驅動電源輸出，當該控制訊號呈低準位訊號時，停止該驅動電源輸出；一組發光二極體，係導接該驅動元件，受該驅動元件輸出的該驅動電源致能發光；及一個波動光切換模組，係供調控在不同的該時間周期中，該發光二極體受該驅動電源的致能程度，令該發光二極體的該能量光在不同的時間周期，呈現多個光照度其中之一。

因此，本案之一種脈衝光調節電路，是利用波動光切換模組進行光照度切換，而波動光切換模組的電路主要是由電阻及控制開關組成，切換快速，且電路亦相對簡化。另方面，光照度的提升，亦可透過改變控制訊號的高準位訊呈及低準位訊號在時間周期的分部比例，使得在提升發光二極體的光照度的同時，可限制發光二極體在時間周期中，所 負荷的定電流能維持在承受範圍內，以達到保護之效果。

1‧‧‧控制訊號產生元件

2‧‧‧驅動元件

3‧‧‧發光二極體

4‧‧‧波動光切換模組

11‧‧‧控制訊號

10‧‧‧時間周期

111‧‧‧高準位訊號

112‧‧‧低準位訊號

Vcc‧‧‧驅動電源

41‧‧‧第一電阻

42‧‧‧第二電阻

43‧‧‧控制開關

431‧‧‧第一端

432‧‧‧第二端

433‧‧‧第三端

40‧‧‧接地端

20‧‧‧輔助脈波訊號

200‧‧‧脈衝訊號

圖1是本案之一種脈衝光調節電路之一實施例的電路圖；圖2是圖1之脈衝光調節電路之控制訊號的波形圖；圖3是本案之另一實施例的脈衝光調節電路之脈衝寬度調變訊號的波形圖；圖4是圖3之脈衝光調節電路之電流與光照度的曲線圖；及圖5是本案之另一實施例的脈衝寬度調變訊號結合輔助脈波訊號的波形圖。

在本案一個實施例中所提供之一種脈衝光調節電路，是供產生一個能量光，且所述的能量光可供身體感受到一個具有周期頻率的波動，供身體感受到頻率的波動達到肌膚按摩之效果。

參考圖1所示，其中脈衝光調節電路主要包括一個控制訊號產生元件1、一個驅動元件2、一組發光二極體(LED)3及一個波動光切換模組4，控制訊號產生元件1是供產生一個控制訊號11，並在一個時間周期10中，具有一個高準位訊號111及一個低準位訊號112，如圖2所示，在本例中，高準位訊號111及低準位訊號112於時間周期10內，分別佔有相同比例。

驅動元件2是供接收一個驅動電源Vcc及前述的 控制訊號11，當控制訊號11呈高準位訊號111時，提供驅動電源Vcc的輸出，當控制訊號11呈低準位訊號112時，停止驅動電源Vcc的輸出。發光二極體3在本例中是以多個為一組，並導接至驅動元件2，及受驅動元件2輸出的驅動電源(定電流)致能發光，且受到驅動電源的致能程度，所發出的能量光可呈現多個不同的光照度。

波動光切換模組4是供調控在不同的時間周期10中，發光二極體3受驅動電源Vcc的致能程度，其中波動光切換模組4包括一個第一電阻41、一個第二電阻42及一個控制開關43，第一電阻41是供導接至發光二極體3，第二電阻42是供導接至第一電阻41及一個接地端40，控制開關43具有第一端431、第二端432及第三端433，其中第一端431是供導接至第一電阻41及第二電阻42之間，第二端432是供導接至接地端40，第三端433是供接收一個切換訊號44。

其中，控制開關43受切換訊號44控制呈開路時，第一電阻41與第二電阻42串聯，控制開關43受切換訊號44控制呈短路時，第一電阻41與控制開關43串聯，為了方便說明，以下將第一電阻41、第二電阻42及控制開關43的阻抗值，分別定義為R_fb1、R_fb2及R_ds，而控制開關43的切換及驅動發光二極體3的定電流變化，則如下列公式：

其中V_ref為固定的輸出電壓，在電壓固定而阻抗值改變時，其流經發光二極體3的定電流同樣會受到改變，在本例中，第一電阻41及第二電阻42串聯的阻抗值，大於 第一電阻41與控制開關43串聯的阻抗值，因此，藉由時序性的切換，即可使得發光二極體3獲得不同的定電流，並產生具有多個不同光照度的能量光。

然而，光照度的差異程度越大，身體感受到波動越高，使得按摩的效果越好，因此，本案之另一較佳實施例，一併參考圖1、圖3所示，為能突顯光照度的差異，其控制訊號產生元件1所產生的控制訊號11，在本例中例示為一個脈衝寬度調變訊號，而在時間周期中，高準位訊號111及低準位訊號112所佔比例分配可被調整，驅動電源所提供的供電量亦可被調整，且發光二極體3在每一個時間周期中，所能承受的供電量具有一個容許範圍，因此，為能使光照度的差異程度增加，而提升驅動電源的供電量時，例如做為驅動發光二極體3的電流，從原本的I₁=350nA推升四倍的I₂=1.4A時，其高準位訊號111也需調整為四分之一周期，使驅動電源所提供的供電量在每一個時間周期中的總平均值，均能維持在發光二極體3的容許範圍內。

一併參考圖4所示，為能量光與電流變化的曲線圖，當電流推升N倍時，使得發光二極體(LED)3輸出的光能量值A呈曲線上升至光能量值B，因此，發光二極體(LED)3的光能量值差異程度得到大幅度的改變，同時仍可保護發光二極體3維持在正常的工作狀態。

為能再更進一步突顯周期頻率的波動，本案之再另一較佳實施例，一併參考圖1及圖5所示，在本例中，控制訊號更包括一個輔助脈波訊號20，並例示有四個脈衝訊號200，因此，脈衝寬度調變訊號呈高準位訊號111時，需脈衝訊號200也在高準位訊號111中出現時，驅動元件2所提供 的驅動電源才能輸出，也因此限制發光二極體3所能接收的電流，以本實施例的四個脈衝訊號200為例，原來的輸出電流受到脈衝訊號200的調控，而降成原來的X分之一倍，因此透過此種調變方式，亦可輕易調整出所需的光照度，並藉由上述方式，即可控制出多個不同周期頻率的波動，增加肌膚的按摩感受。

因此，本案之一種脈衝光調節電路，是利用波動光切換模組進行光照度切換，而波動光切換模組的電路主要是由兩個電阻及控制開關組成，透過控制開關改變串聯的電阻值，改變驅動發光二極體的定電流，切換快速，且電路亦相對簡化。且本案光照度的提升，是以脈衝寬度調變訊號的訊號調變方式，使得供電量即使提升，仍可限制發光二極體在時間周期中，所負荷的定電流能維持在承受範圍內，以保護發光二極在每一個時間周期中，皆能維持在正常的工作狀態。且光照度切換，亦可透過調變的方式，無需再額外設計其餘電路，以目前已設置的簡易電路，即可輕易產生多種不同的光照度，以達節省電路之目的。

1‧‧‧控制訊號產生元件

2‧‧‧驅動元件

3‧‧‧發光二極體

4‧‧‧波動光切換模組

11‧‧‧控制訊號

Vcc‧‧‧驅動電源

41‧‧‧第一電阻

42‧‧‧第二電阻

43‧‧‧控制開關

431‧‧‧第一端

432‧‧‧第二端

433‧‧‧第三端

40‧‧‧接地端

Claims (7)

1. 一種脈衝光調節電路，係供產生一個可供身體感受波動的能量光，主要包括：一個控制訊號產生元件，係供產生一個控制訊號，該控制訊號在一個時間周期中具有一個高準位訊號及一個低準位訊號；一個驅動元件，係供接收一個驅動電源及該控制訊號，當該控制訊號呈高準位訊號時，提供該驅動電源輸出，當該控制訊號呈低準位訊號時，停止該驅動電源輸出；一組發光二極體，係導接該驅動元件，受該驅動元件輸出的該驅動電源致能發光；及一個波動光切換模組，係供調控在不同的該時間周期中，該組發光二極體受該驅動電源的致能程度，令該組發光二極體的該能量光在不同的時間周期，呈現多個光照度其中之一；其中該控制訊號是一個脈衝寬度調變訊號，且在該時間周期中，該高準位訊號所佔比例及該低準位訊號所佔比例可被調整，供以切換該組發光二極體呈現的該些光照度，該控制訊號更包括一個輔助脈波訊號，並形成在該高準位訊號的範圍內，且該輔助脈波訊號具有至少一個脈衝訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述的脈衝光調節電路，其中該波動光切換模組包括：一個第一電阻，係供導接至該組發光二極體；一個第二電阻，係供導接至該第一電阻及一個接地端；及 一個控制開關，具有第一端、第二端及第三端，其中該第一端係供導接至該第一電阻及第二電阻之間，該第二端係供導接至該接地端，該第三端係供接收一個切換訊號，並依該切換訊號呈開路或短路。
3. 如申請專利範圍第2項所述的脈衝光調節電路，其中該控制開關受該切換訊號控制呈開路時，該第一電阻與該第二電阻串聯，該控制開關受該切換訊號控制呈短路時，該第一電阻與該控制開關串聯。
4. 如申請專利範圍第3項所述的脈衝光調節電路，其中該第一電阻及該第二電阻串聯的阻抗值，大於該第一電阻與該控制開關串聯的阻抗值，且該組發光二極體的該些光照度係依據前述的阻抗值不同而改變。
5. 如申請專利範圍第1項所述的脈衝光調節電路，其中該驅動電源具有可調整的供電量，該組發光二極體在該時間周期中，所接受的供電量具有一個容許範圍，且該驅動電源的該供電量在各該時間周期中，總平均值在該容許範圍內。
6. 如申請專利範圍第5項所述的脈衝光調節電路，其中該供電量受該高準位訊號及該低準位訊號所佔比例分配，使該驅動電源的該供電量在各該時間周期中，維持在該容許範圍內。
7. 如申請專利範圍第1項所述的脈衝光調節電路，其中該脈衝寬度調變訊號呈該高準位訊號，及該輔助脈波訊號呈該脈衝 訊號時，該驅動元件提供該驅動電源輸出。