TWI807888B - 兩線式載波點控發光二極體系統 - Google Patents

Abstract

一種兩線式載波點控發光二極體系統，包含一微控制電路、一交流電源偵測器及複數之發光二極體燈具；該微控制電路包含一第一開關及一微控制模組。當需要控制該些發光二極體燈具發光時，該微控制模組藉由該交流電源偵測器偵測一交流電源的電壓狀態；該微控制模組沿該交流電源的電壓變化在一個半波周期內連續性地切換該第一開關的導通狀態以改變傳送至該些發光二極體燈具的電壓以產生複數之發光控制信號；該些發光二極體燈具被配置為接收該些發光控制信號並依據該些發光控制信號發光。

Description

兩線式載波點控發光二極體系統

本發明係有關於一種載波點控發光二極體系統，特別是一種兩線式載波點控發光二極體系統。

一相關技術之發光二極體系統主要包含一相關技術之微控制電路及複數之相關技術之發光二極體燈具；該些相關技術之發光二極體燈具係透過複數之電源線接收由一電源供應器所提供之一電源，且同時透過複數之控制線接收由該相關技術之微控制電路所提供之一發光資料；在該些相關技術之發光二極體燈具的每一個接收到該電源供應器所提供之該電源以及該相關技術之微控制電路所提供之該發光資料之後，該些相關技術之發光二極體燈具的每一個即依據該發光資料發光。

然而，現在原物料價格日益上漲，如果該相關技術之發光二極體系統包含越多的該些相關技術之發光二極體燈具，則該相關技術之發光二極體系統需要越多的該些控制線，此無疑增加了該相關技術之發光二極體系統的成本。

為解決上述問題，本發明之目的在於提供一種兩線式載波點控發光二極體系統。

為達成本發明之上述目的，本發明之兩線式載波點控發光二極體系統係應用於一交流電源，該兩線式載波點控發光二極體系統包含：一微控制電路；一交流電源偵測器，電性連接至該微控制電路；及複數之發光二極體燈具，電性連接至該微控制電路及該交流電源偵測器，並接收該交流電源作為工作電源，其中，該微控制電路包含：一第一開關，電性連接至該些發光二極體燈具；及一微控制模組，電性連接至該交流電源偵測器及該第一開關，其中，當需要控制該些發光二極體燈具發光時，該微控制模組藉由該交流電源偵測器偵測該交流電源的電壓狀態；該微控制模組沿該交流電源的電壓變化在一個半波周期內連續性地切換該第一開關的導通狀態以改變傳送至該些發光二極體燈具的電壓以產生複數之發光控制信號；該些發光二極體燈具被配置為接收該些發光控制信號並依據該些發光控制信號發光。

本發明之功效在於省略發光二極體系統的控制線以節省線材與成本。

為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得到深入且具體之瞭解，然而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。

10:兩線式載波點控發光二極體系統

102:微控制電路

104:交流電源偵測器

106:發光二極體燈具

108:交流電源

110:發光控制信號

112:微控制器

114:第一開關

116:第一箝位二極體

118:第二箝位二極體

120:電阻

122:微控制器工作電壓源

124:偵測電阻

126:偵測電容

128:第一電容

130:整流二極體

132:箝位稽納二極體

134:第二電容

136:第二開關

138:分壓電阻

140:電壓正端

142:電壓負端

144:發光二極體驅動器

146:第一稽納二極體

148:第三電容

150:燈具端電阻

152:第一二極體

154:第四電容

156:第二稽納二極體

158:第二二極體

160:紅色發光二極體

162:綠色發光二極體

164:藍色發光二極體

166:位址資料

168:發光資料

170:交流電源供應器

172:本地位址碼

174:脈衝信號

176:微控制模組

a1:預設值

圖1為本發明之兩線式載波點控發光二極體系統之第一具體實施例之方塊圖。

圖2為本發明之兩線式載波點控發光二極體系統之第二具體實施例之方塊圖。

圖3為針對本發明之兩線式載波點控發光二極體系統之第二具體實施例之該微控制電路及該交流電源偵測器之一具體實施例電路圖。

圖4為針對本發明之兩線式載波點控發光二極體系統之第二具體實施例之該微控制電路及該交流電源偵測器之另一具體實施例電路圖。

圖5為本發明之該發光二極體燈具之電路圖。

圖6為利用圖3的該第一開關以產生該些發光控制信號之一具體實施例之波形圖。

圖7為利用圖4的該第一開關及該第二開關以產生該些發光控制信號之一具體實施例之波形圖。

圖8為本發明之該些發光控制信號被該發光二極體燈具處理後之一具體實施例之波形圖。

在本揭露當中，提供了許多特定的細節，以提供對本發明之具體實施例之徹底瞭解；然而，本領域技術人員應當知曉，在沒有一個或更多個該些特定的細節的情況下，依然能實踐本發明；在其他情況下，則未顯示或描述眾所周知的細節以避免模糊了本發明之主要技術特徵。茲有關本發明之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下： 請參考圖1，其係為本發明之兩線式載波點控發光二極體系統10之第一具體實施例之方塊圖。本發明之一種兩線式載波點控發光二極體系統10係應用於一交流電源108，該兩線式載波點控發光二極體系統10包含一微控制電路102、一交流電源偵測器104及複數之發光二極體燈具106，上述該些元件彼此電性連接；該些發光二極體燈具106接收該交流電源108作為工作電源。該些發光二極體燈具106被配置為接收複數之發光控制信號110並依據該些發光控制信號110發光(亦即，該些發光二極體燈具106被該些發光控制信號110驅動而發光變化，容後詳述)。該交流電源108可為一120伏特交流電源但不以此為限；該些發光二極體燈具106係為彼此並聯連接。

再者，請參考圖2，其係為本發明之兩線式載波點控發光二極體系統10之第二具體實施例之方塊圖；圖2所示之元件與圖1所示之元件相同者，為簡潔因素，故於此不再重複其敘述。該兩線式載波點控發光二極體系統10更包含一交流電源供應器170，該交流電源供應器170係電性連接至該微控制電路102、該交流電源偵測器104及該些發光二極體燈具106；該交流電源供應器170係用以產生並輸出該交流電源108。該些發光二極體燈具106的每一個包含一本地位址碼172，該發光控制信號110包含一位址資料166及一發光資料168。當該些發光二極體燈具106的每一個接收到該些發光控制信號110時，該些發光二極體燈具106的每一個被配置為比較該位址資料166及該本地位址碼172；如果該位址資料166等於該本地位址碼172，則該發光二極體燈具106被配置為依據該發光資料168發光；如果該位址資料166不等於該本地位址碼172，則該發光二極體燈具106被配置為忽略該發光資料168。

請參考圖3，其係為針對本發明之兩線式載波點控發光二極體系統10之第二具體實施例之該微控制電路102及該交流電源偵測器104之一具體實施例電路圖；圖3所示之元件與圖2所示之元件相同者，為簡潔因素，故於此不再 重複其敘述。該兩線式載波點控發光二極體系統10更包含一第一電容128、一整流二極體130、一箝位稽納二極體132及一第二電容134；該微控制電路102包含一第一開關114、一微控制模組176及一微控制器工作電壓源122；該微控制模組176包含一微控制器112、一第一箝位二極體116、一第二箝位二極體118及一電阻120；該交流電源偵測器104包含一偵測電阻124及一偵測電容126；上述該些元件彼此電性連接。其中，圖3的該微控制器112的型號可為例如但本發明不限制為DJ6244或DJ6246，或任何能達到同樣功能的微控制器。

當需要控制該些發光二極體燈具106發光時，該微控制模組176藉由該交流電源偵測器104偵測該交流電源108的電壓狀態；該微控制模組176沿該交流電源108的電壓變化在一個半波周期內連續性地切換該第一開關114的導通狀態以改變傳送至該些發光二極體燈具106的電壓以產生該些發光控制信號110。

該微控制模組176藉由該偵測電阻124及該偵測電容126偵測該交流電源108的該電壓狀態。該第一箝位二極體116及該第二箝位二極體118鉗位該交流電源108以得到一第一方波信號並且傳送該第一方波信號至該微控制器112以使該微控制器112判斷及偵測該交流電源108的該電壓狀態。

該些發光控制信號110的信號強度足以讓該些發光二極體燈具106辨識並且大於該些發光二極體燈具106的重置電壓。在此，該些發光控制信號110的信號強度夠強的意義在於：第一，電位差(例如2~3伏特)夠大所以足以讓該些發光二極體燈具106辨識該些發光控制信號110，若電位差太小則該些發光二極體燈具106無法辨識該些發光控制信號110；第二，該些發光控制信號110的信號強度的最低電壓值大於該些發光二極體燈具106的重置電壓，因此可以避免該些發光二極體燈具106重置。

請參考圖6，其係為利用圖3的該第一開關114以產生該些發光控制信號110之一具體實施例之波形圖；圖6所示之一預設值a1(亦即。上述之該些發 光控制信號110的信號強度夠強)可為該些發光二極體燈具106之一工作電壓值，該些發光控制信號110包含複數之脈衝信號174。如果該些發光控制信號110的信號長度大於該半波周期，則該微控制模組176在下一個具有相同交流電源電壓變化的該半波周期切換該第一開關114以完成產生該些發光控制信號110；在此處，信號長度是定義為所有的該些發光控制信號110(亦即所有的該些脈衝信號174)的信號長度。再者，本發明也可以應用在經過整流之後的交流電源，如此就不需要等候一個半波周期的間隔。

請參考圖4，其係為針對本發明之兩線式載波點控發光二極體系統10之第二具體實施例之該微控制電路102及該交流電源偵測器104之另一具體實施例電路圖；圖4所示之元件與圖3所示之元件相同者，為簡潔因素，故於此不再重複其敘述。該兩線式載波點控發光二極體系統10更包含一第一電容128、一整流二極體130、一箝位稽納二極體132、一第二電容134及一分壓電阻138；該微控制電路102更包含一第二開關136；上述該些元件彼此電性連接。其中，圖4的該微控制器112的型號可為例如但本發明不限制為DJ6374，或任何能達到同樣功能的微控制器。該箝位稽納二極體132係用以箝位該交流電源108以供電至該微控制器112。

該微控制模組176沿該交流電源108的該電壓變化在一個全波周期內連續性地切換該第一開關114的導通狀態或該第二開關136的導通狀態以改變傳送至該些發光二極體燈具106的該電壓以產生該些發光控制信號110。該第一開關114係串聯連接至該第二開關136；當該交流電源108在正半周時，該微控制模組176切換該第一開關114以產生該些發光控制信號110；當該交流電源108在負半周時，該微控制模組176切換該第二開關136以產生該些發光控制信號110。

請參考圖7，其係為利用圖4的該第一開關114及該第二開關136以產生該些發光控制信號110之一具體實施例之波形圖。如果該些發光控制信號110 的信號長度大於該半波周期，則該微控制模組176在下一個所接續的該半波周期中切換該第一開關114或該第二開關136以完成產生該些發光控制信號110；亦即，為正負半周的切換(電壓變化不同)；該微控制模組176先切換該第一開關114再接續切換該第二開關136以完成產生該些發光控制信號110；當該第一開關114及該第二開關136的其中之一被切換時，該第一開關114及該第二開關136的另一個停止切換。

再者，在圖3及圖4當中，該微控制器工作電壓源122係連接至該微控制器112及該第一箝位二極體116的陰極；該第一箝位二極體116的陽極係連接至該微控制器112、該第二箝位二極體118的陰極及該電阻120的一端；該第二箝位二極體118的陽極接地；該電阻120的另一端係連接至該交流電源偵測器104。該偵測電阻124可為例如但本發明不限制為一1M歐姆電阻或一2M歐姆電阻，該交流電源偵測器104可以不必包含該偵測電容126，該第一電容128可為例如但本發明不限制為一10uF電容器，該箝位稽納二極體132可為例如但本發明不限制為一5.1伏特稽納二極體，圖3的該整流二極體130的型號可為例如但本發明不限制為1N4148，圖4的該整流二極體130的型號可為例如但本發明不限制為1N4007，圖3的該第二電容134可為例如但本發明不限制為一0.68uF/250伏特電容器，圖4的該第二電容134可為例如但本發明不限制為一47uF電容器。

請參考圖5，其係為本發明之該發光二極體燈具106之電路圖；圖5所示之元件與圖2所示之元件相同者，為簡潔因素，故於此不再重複其敘述。該些發光二極體燈具106的每一個包含一電壓正端140、一電壓負端142、一發光二極體驅動器144、一第一稽納二極體146、一第三電容148、一燈具端電阻150、一第一二極體152、一第四電容154、一第二稽納二極體156、一第二二極體158、一紅色發光二極體160、一綠色發光二極體162及一藍色發光二極體164；上述該些 元件彼此電性連接。圖5的該發光二極體驅動器144的型號可為例如但本發明不限制為DJ5179或ST2599A，或任何能達到同樣功能的發光二極體驅動器。

該第一稽納二極體146、該第三電容148、該燈具端電阻150、該第一二極體152、該第四電容154、該第二稽納二極體156及該第二二極體158處理該些發光控制信號110以得到一第二方波信號；該第二方波信號係介於該第一稽納二極體146之一第一崩潰電壓(例如，2伏特)與該第二稽納二極體156之一第二崩潰電壓(例如，5.1伏特)之間；請參考圖8，其係為本發明之該些發光控制信號110被該發光二極體燈具106處理後之一具體實施例之波形圖(亦即，該第二方波信號)。

再者，該發光二極體驅動器144被配置為儲存該本地位址碼172；該第一稽納二極體146可為例如但本發明不限制為一2伏特稽納二極體，該第三電容148可為例如但本發明不限制為一10uF電容器，該第一二極體152的型號可為例如但本發明不限制為1N4148，該第四電容154可為例如但本發明不限制為一0.68uF/250伏特電容器，該第二稽納二極體156可為例如但本發明不限制為一5.1伏特稽納二極體，該第二二極體158的型號可為例如但本發明不限制為1N4148。

再者，該電壓負端142係連接至該發光二極體驅動器144、該第一稽納二極體146的陽極、該第三電容148的一端及該第二稽納二極體156的陽極，該電壓正端140係連接至該第四電容154的一端，該第四電容154的另一端係連接至該第二稽納二極體156的陰極及該第二二極體158的陽極，該第二二極體158的陰極係連接至該發光二極體驅動器144、該燈具端電阻150的一端、該第一二極體152的陰極、該紅色發光二極體160的陽極、該綠色發光二極體162的陽極及該藍色發光二極體164的陽極，該燈具端電阻150的另一端係連接至該第一稽納二極體146的陰極、該第三電容148的另一端及該第一二極體152的陽極，該紅色發光二 極體160的陰極、該綠色發光二極體162的陰極及該藍色發光二極體164的陰極係連接至該發光二極體驅動器144。

本發明之功效在於省略發光二極體系統的控制線以節省線材與成本。

然以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能限定本發明實施之範圍，即凡依本發明請求項所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍意圖保護之範疇。本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明所附的請求項的保護範圍。綜上所述，當知本發明已具有產業利用性、新穎性與進步性，又本發明之構造亦未曾見於同類產品及公開使用，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請。

10:兩線式載波點控發光二極體系統

102:微控制電路

104:交流電源偵測器

106:發光二極體燈具

108:交流電源

110:發光控制信號

Claims (13)

1. 一種兩線式載波點控發光二極體系統，係應用於一交流電源，該兩線式載波點控發光二極體系統包含：一微控制電路；一交流電源偵測器，電性連接至該微控制電路；及複數之發光二極體燈具，電性連接至該微控制電路及該交流電源偵測器，並接收該交流電源作為工作電源，其中，該微控制電路包含：一第一開關，電性連接至該些發光二極體燈具；及一微控制模組，電性連接至該交流電源偵測器及該第一開關，其中，當需要控制該些發光二極體燈具發光時，該微控制模組藉由該交流電源偵測器偵測該交流電源的電壓狀態；該微控制模組沿該交流電源的電壓變化在一個半波周期內連續性地切換該第一開關的導通狀態以改變傳送至該些發光二極體燈具的電壓以產生複數之發光控制信號；該些發光二極體燈具被配置為接收該些發光控制信號並依據該些發光控制信號發光。
2. 如請求項1所述之兩線式載波點控發光二極體系統，其中，該些發光控制信號的信號強度足以讓該些發光二極體燈具辨識並且大於該些發光二極體燈具的重置電壓。
3. 如請求項1所述之兩線式載波點控發光二極體系統，其中，該交流電源偵測器包含：一偵測電阻，電性連接至該微控制模組及該些發光二極體燈具；及一偵測電容，電性連接至該微控制模組、該偵測電阻及該第一開關， 其中，該微控制模組藉由該偵測電阻及該偵測電容偵測該交流電源的該電壓狀態。
4. 如請求項3所述之兩線式載波點控發光二極體系統，其中，該微控制模組包含：一微控制器，電性連接至該第一開關；一第一箝位二極體，電性連接至該微控制器；一第二箝位二極體，電性連接至該微控制器及該第一箝位二極體；及一電阻，電性連接至該偵測電阻、該偵測電容、該微控制器、該第一箝位二極體及該第二箝位二極體，其中，該第一箝位二極體及該第二箝位二極體鉗位該交流電源以得到一第一方波信號並且傳送該第一方波信號至該微控制器以使該微控制器判斷及偵測該交流電源的該電壓狀態，其中，該微控制電路更包含：一微控制器工作電壓源，電性連接至該微控制器及該第一箝位二極體。
5. 如請求項4所述之兩線式載波點控發光二極體系統，更包含：一第一電容，電性連接至該微控制器工作電壓源、該偵測電容、該微控制器及該第一開關；一整流二極體，電性連接至該微控制器工作電壓源及該第一電容；一箝位稽納二極體，電性連接至該偵測電容、該微控制器、該第一開關、該第一電容及該整流二極體；及一第二電容，電性連接至該偵測電阻、該些發光二極體燈具、該整流二極體及該箝位稽納二極體。
6. 如請求項4所述之兩線式載波點控發光二極體系統，其中，該微控制電路更包含： 一第二開關，電性連接至該些發光二極體燈具、該微控制器及該第一開關，其中，該微控制模組沿該交流電源的該電壓變化在一個全波周期內連續性地切換該第一開關的導通狀態或該第二開關的導通狀態以改變傳送至該些發光二極體燈具的該電壓以產生該些發光控制信號。
7. 如請求項6所述之兩線式載波點控發光二極體系統，更包含：一第一電容，電性連接至該微控制器工作電壓源、該偵測電容、該微控制器及該第一開關；一整流二極體，電性連接至該偵測電阻及該些發光二極體燈具；一箝位稽納二極體，電性連接至該微控制器工作電壓源、該偵測電容、該微控制器、該第一開關及該第一電容；一第二電容，電性連接至該偵測電容、該微控制器、該第一開關、該第一電容、該整流二極體及該箝位稽納二極體；及一分壓電阻，電性連接至該微控制器工作電壓源、該第一電容、該整流二極體、該箝位稽納二極體及該第二電容，其中，該箝位稽納二極體係用以箝位該交流電源以供電至該微控制器。
8. 如請求項1所述之兩線式載波點控發光二極體系統，其中，該些發光二極體燈具的每一個包含：一電壓正端，電性連接至該交流電源偵測器；一電壓負端，電性連接至該微控制電路；一發光二極體驅動器，電性連接至該電壓負端；一第一稽納二極體，電性連接至該電壓負端及該發光二極體驅動器；一第三電容，電性連接至該電壓負端、該發光二極體驅動器及該第一稽納二極體； 一燈具端電阻，電性連接至該發光二極體驅動器、該第一稽納二極體及該第三電容；一第一二極體，電性連接至該發光二極體驅動器、該第一稽納二極體、該第三電容及該燈具端電阻；一第四電容，電性連接至該電壓正端；一第二稽納二極體，電性連接至該電壓負端、該發光二極體驅動器、該第一稽納二極體、該第三電容及該第四電容；及一第二二極體，電性連接至該發光二極體驅動器、該燈具端電阻、該第一二極體、該第四電容及該第二稽納二極體，其中，該第一稽納二極體、該第三電容、該燈具端電阻、該第一二極體、該第四電容、該第二稽納二極體及該第二二極體處理該些發光控制信號以得到一第二方波信號；該第二方波信號係介於該第一稽納二極體之一第一崩潰電壓與該第二稽納二極體之一第二崩潰電壓之間。
9. 如請求項8所述之兩線式載波點控發光二極體系統，其中，該些發光二極體燈具的每一個更包含：一紅色發光二極體，電性連接至該發光二極體驅動器、該燈具端電阻、該第一二極體及該第二二極體；一綠色發光二極體，電性連接至該發光二極體驅動器、該燈具端電阻、該第一二極體、該第二二極體及該紅色發光二極體；及一藍色發光二極體，電性連接至該發光二極體驅動器、該燈具端電阻、該第一二極體、該第二二極體、該紅色發光二極體及該綠色發光二極體。
10. 如請求項1所述之兩線式載波點控發光二極體系統，其中，如果該些發光控制信號的信號長度大於該半波周期，則該微控制模組在下一個具 有相同交流電源電壓變化的該半波周期切換該第一開關以完成產生該些發光控制信號。
11. 如請求項6所述之兩線式載波點控發光二極體系統，其中，如果該些發光控制信號的信號長度大於該半波周期，則該微控制模組在下一個所接續的該半波周期中切換該第一開關或該第二開關以完成產生該些發光控制信號。
12. 如請求項11所述之兩線式載波點控發光二極體系統，其中，該微控制模組先切換該第一開關再接續切換該第二開關以完成產生該些發光控制信號；其中，當該第一開關及該第二開關的其中之一被切換時，該第一開關及該第二開關的另一個停止切換。
13. 如請求項6所述之兩線式載波點控發光二極體系統，其中，該第一開關係串聯連接至該第二開關；當該交流電源在正半周時，該微控制模組切換該第一開關以產生該些發光控制信號；當該交流電源在負半周時，該微控制模組切換該第二開關以產生該些發光控制信號。

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