TWI819637B

TWI819637B - Led切換系統及其控制方法

Info

Publication number: TWI819637B
Application number: TW111120532A
Authority: TW
Inventors: 陳凱威; 賴彥志; 鄭忠杰; 莊家毅
Original assignee: 台達電子工業股份有限公司; 亙順科技股份有限公司
Priority date: 2022-06-02
Filing date: 2022-06-02
Publication date: 2023-10-21
Also published as: TW202350016A

Abstract

本申請提供一種LED切換系統及其控制方法，LED切換系統電連接於包含第一、第二及第三相位端的三相供電裝置。LED切換系統包含控制單元及發光模組。控制單元電連接於第一相位端，且包含N個控制開關，其中N為正整數。發光模組之發光單元包含相互電連接的電源電路、(N+1) 個LED串及切換電路。電源電路電連接於任兩個相位端，並供電至LED串。切換電路電連接於第二或第三相位端及控制單元，以根據控制開關的開關狀態進行切換而使對應的LED串導通。

Description

LED切換系統及其控制方法

本申請係關於一種開關切換系統及其控制方法，尤指一種LED (light-emitting diode，發光二極體) 切換系統及其控制方法。

於傳統集魚燈的應用中，為針對各種魚類的習性發出對應光色以誘捕該種魚類，須安裝多種不同光色的燈泡，方能根據實際需求變換光色。而在燈光切換控制方面，須為每一個燈泡對應設置一個控制開關，導致接線較為複雜，在控制上亦較為繁複；且控制開關實際上須流經驅動燈泡的電流，需選用較大額定電流規格的開關，因此所占用之空間較大。

因此，如何發展一種可改善上述習知技術問題之LED切換系統及其控制方法，實為目前迫切之需求。

本申請之目的在於提供一種LED切換系統及其控制方法，其以較少量的開關實現對多個LED串的切換導通，接線上較為簡易，較易於控制；且開關僅用於訊號的驅動，可選擇額定電流規格較小的開關，所佔據之空間小，成本亦較低。

為達上述目的，本申請提供一種LED切換系統，電連接於三相供電裝置，其中三相供電裝置包含分別提供三個相電壓的第一相位端、第二相位端及第三相位端。LED切換系統包含控制單元及發光模組。控制單元電連接於三相供電裝置的第一相位端，且包含N個控制開關，其中N為正整數。發光模組包含發光單元，發光單元包含相互電連接的電源電路、(N+1) 個LED串及切換電路。電源電路還電連接於三相供電裝置之三個相位端中的任兩個，並提供一供電電壓至 (N+1) 個LED串。切換電路還電連接於三相供電裝置之第二或第三相位端，且切換電路還電連接於控制單元，以根據控制開關的開關狀態進行切換而使對應的LED串導通。

為達上述目的，本申請另提供一種LED切換系統的控制方法。LED切換系統電連接於三相供電裝置，其中三相供電裝置包含分別提供三個相電壓的第一相位端、第二相位端及第三相位端。LED切換系統包含控制單元及發光模組。控制單元電連接於三相供電裝置的第一相位端，且包含N個控制開關，其中N為正整數。發光模組包含發光單元，發光單元包含相互電連接的電源電路、(N+1) 個LED串及切換電路。電源電路還電連接於三相供電裝置之三個相位端中的任兩個，並提供一供電電壓至 (N+1) 個LED串。切換電路還電連接於三相供電裝置之第二或第三相位端，且切換電路還電連接於控制單元。控制方法包含：(a) 控制N個控制開關均關斷，以使第1個LED串導通；以及 (b) 控制第n個控制開關導通，使切換電路還經由第n個控制開關電連接於第一相位端，並控制切換電路進行切換而使第 (n+1) 個LED串導通，其中n為小於等於N的正整數。

體現本申請特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本申請能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本申請之範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非用以限制本申請。

第1圖為本申請第一實施例之LED切換系統的電路結構示意圖。如第1圖所示，LED切換系統1電連接於三相供電裝置2，其中三相供電裝置2包含三個相位端L1、L2及L3，三個相位端L1、L2及L3分別提供相位依序相差120度的三個相電壓。於此實施例中，以相位端L1、L2及L3分別作為第一相位端、第二相位端及第三相位端 (即第一相位端L1、第二相位端L2及第三相位端L3)。然並不以此為限，於另一些實施例中，亦可以相位端L1、L3及L2分別作為第一、第二及第三相位端，抑或是以相位端L2、L1及L3分別作為第一、第二及第三相位端。

LED切換系統1包含控制單元11及發光模組12。控制單元11電連接於三相供電裝置2的第一相位端L1，且包含N個控制開關SW1、SW2、…、SWN，其中N為正整數。發光模組12包含發光單元13，其中發光單元13包含相互電連接的電源電路14、(N+1) 個LED串LED1、LED2、…、LED(N+1) 以及切換電路15。電源電路14還電連接於三相供電裝置2之三個相位端L1、L2及L3中的任兩個，並提供一供電電壓至LED串LED1、LED2、…、LED(N+1)。每一LED串LED1、LED2、…、LED(N+1) 可例如但不限於包含串聯連接的複數個LED，其中同一LED串的複數個LED以具有相同光色為佳，但亦不以此為限。切換電路15還電連接於三相供電裝置2之第二相位端L2或第三相位端L3(後續的圖式及說明皆以第三相位端L3為例)，且切換電路15還電連接於控制單元11，以根據控制開關SW1、SW2、…、SWN的開關狀態進行切換而使對應的LED串導通。具體而言，當所有控制開關SW1、SW2、…、SWN均關斷時，第1個LED串LED1導通；而當第n個控制開關SWn導通時，切換電路15還經由第n個控制開關SWn電連接於第一相位端L1，並進行切換而使第 (n+1) 個LED串LED(n+1) 導通，其中n為小於等於N的正整數。

藉此，即可用比傳統集魚燈架構較為少量的控制開關實現對多個LED串的切換導通，接線上較為簡易，較易於控制；且控制開關僅用於訊號的驅動，可選擇額定電流規格較小的開關，所佔據之空間小，成本亦較低。

實際上，同時處於導通狀態之控制開關的數量不受限制。舉例而言，於一些實施例中，在任一時刻，至多僅有一個控制開關處於導通狀態；於另一些實施例中，可有複數個控制開關同時處於導通狀態。

此外，於本申請之LED切換系統1中，發光單元13的數量不受限制，例如於第1圖所示的實施例中，每一發光模組12包含三個發光單元13，其中每一發光單元13各自電連接於控制單元11及三相供電裝置2。每一發光單元13中的(N+1) 個LED串LED1、LED2、…、LED(N+1) 以相同的光色順序排列為佳，但亦不以此為限。此外，於本申請之LED切換系統1中，控制單元11及發光模組12的數量相同且不受限制，舉例而言，LED切換系統1可包含相互一一對應的複數個控制單元11及複數個發光模組12，每一發光模組12中的LED串可以相同或不同的光色順序進行排列。藉此，當本申請之LED切換系統1應用於集魚燈時，所有控制單元11可集中設置於同一空間中，發光模組12則可設置於漁船上的不同區域，藉此，使用者可集中控制各區域的LED光色。

另外，每一LED串具有相對之第一端及第二端，在LED串包含串聯連接的複數個LED的情況下，LED串的第一端連接於第1個LED的陽極，而後每一LED的陰極依序連接於次一LED的陽極，最後一個LED的陰極連接於LED串的第二端。

於一些實施例中，電源電路14包含兩個交流端AC1和AC2、第一直流端DC+及第二直流端DC-。兩個交流端AC1和AC2電連接於三相供電裝置2的任兩個相位端，於第1圖所示的實施例中，第1個發光單元13中之電源電路14的兩個交流端AC1和AC2分別電連接於第一及第二相位端L1及L2，第2個發光單元13中之電源電路14的兩個交流端AC1和AC2分別電連接於第二及第三相位端L2及L3，第3個發光單元13中之電源電路14的兩個交流端AC1和AC2分別電連接於第一及第三相位端L1及L3，但亦不以此為限，實際應用時可依需求調整各發光單元13中之電源電路14所連接的相位端。第一直流端DC+用以提供供電電壓，第二直流端DC-接地，其中第一直流端DC+上的電壓準位高於第二直流端DC-上的電壓準位。

本申請之LED切換系統1的切換電路15有多種可能實施態樣，以下將具體例示並說明。

於本申請之第一實施例中，如第1圖所示，切換電路15包含分別電連接於N個控制開關SW1、SW2、…、SWN的N個繼電器RY1、RY2、…、RYN。每一繼電器 (RY1、RY2、…、RYN) 包含線圈151及切換開關152，線圈151的兩端分別電連接於對應的控制開關 (SW1、SW2、…、SWN) 及第三相位端L3。切換開關152包含第一接點P1、第二接點P2及第三接點P3，第三接點P3在線圈151通電及不通電時分別電連接於第二接點P2及第一接點P1。

所有 (N+1) 個LED串LED1~LED(N+1)的第一端均電連接於第一直流端DC+，第1個LED串LED1的第二端電連接於第1個繼電器RY1的第一接點P1，第2個至第 (N+1) 個LED串LED2~LED(N+1) 的第二端分別電連接於第1個至第N個繼電器RY1~RYN的第二接點P2。第2個至第N個繼電器RY2~RYN的第一接點P1分別電連接於第1個至第 (N-1) 個繼電器RY1~RY(N-1) 的第三接點P3，第N個繼電器RYN的第三接點P3接地。

當所有控制開關SW1~SWN均關斷時，所有繼電器RY1~RYN中的第三接點P3均電連接於第一接點P1，使第1個LED串LED1導通。而當第n個控制開關SWn導通時，第n個繼電器RYn中的第三接點P3改為電連接於第二接點P2，使第n+1個LED串LED(n+1)導通。

第2圖為第1圖之LED切換系統在N=1時的電路結構示意圖。如第2圖所示，在N=1時，控制開關及每一發光單元13中的繼電器的數量皆等於1。繼電器RY1的第一接點P1、第二接點P2及第三接點P3分別電連接於第1個LED串LED1的第二端、第2個LED串LED2的第二端及接地端。兩LED串LED1及LED2的第一端均電連接於第一直流端DC+。

於本申請之第二實施例中，如第3圖所示，切換電路15包含分別電連接於N個控制開關SW1、SW2、…、SWN的N個繼電器RY1、RY2、…、RYN。每一繼電器 (RY1、RY2、…、RYN) 包含線圈151及切換開關152，各線圈151的兩端分別電連接於各繼電器 (RY1、RY2、…、RYN) 所對應的控制開關 (SW1、SW2、…、SWN) 及第三相位端L3。切換開關152包含第一接點P1、第二接點P2及第三接點P3，第三接點P3在線圈151通電及不通電時分別電連接於第二接點P2及第一接點P1。

第1個繼電器RY1的第三接點P3電連接於第一直流端DC+，第2個至第N個繼電器RY2~RYN的第三接點P3分別電連接於第1個至第 (N-1) 個繼電器RY1~RY(N-1) 的第一接點P1，第N個繼電器RYN的第一接點P1電連接於第1個LED串LED1的第一端。第2個至第 (N+1) 個LED串LED2~LED(N+1) 的第一端分別電連接於第1個至第N個繼電器RY1~RYN的第二接點P2，所有 (N+1) 個LED串LED1~LED(N+1) 的第二端均接地。

當所有控制開關SW1~SWN均關斷時，所有繼電器RY1~RYN中的第三接點P3均電連接於第一接點P1，使第1個LED串LED1導通。而當第n個控制開關SWn導通時，第n個繼電器RYn中的第三接點P3改為電連接於第二接點P2，使第 (n+1) 個LED串LED(n+1)導通。

第4圖為第3圖之LED切換系統在N=1時的電路結構示意圖。如第4圖所示，在N=1時，控制開關及每一發光單元13中的繼電器的數量皆等於1。繼電器RY1的第一接點P1、第二接點P2及第三接點P3分別電連接於第1個LED串LED1的第二端、第2個LED串LED2的第二端及第一直流端DC+。兩LED串LED1及LED2的第二端均接地。

於本申請之第三實施例中，如第5圖所示，電源電路14還包含第一供電端VCC1及第二供電端VCC2，其中第一供電端VCC1及第二供電端VCC2分別用以提供第一電壓及第二電壓。切換電路15包含N個繼電器RY1、RY2、…、RYN、N個隔離器OC1、OC2、…、OCN、內部控制器153及 (N+1) 個驅動開關Q1、Q2、…、Q(N+1)。N個繼電器RY1~RYN分別電連接於N個控制開關SW1~SWN，N個隔離器OC1~OCN分別電連接於N個繼電器RY1~RYN。每一繼電器 (RY1~RYN) 包含線圈154及切換開關155，各線圈154的兩端分別電連接於各繼電器 (RY1~RYN) 所對應的控制開關 (SW1~SWN) 及第三相位端L3，各切換開關155的兩端分別電連接於第一供電端VCC1及各繼電器 (RY1~RYN) 所對應的隔離器 (OC1~OCN) 的發射器156。切換開關155在線圈154通電時導通，且在線圈154不通電時關斷。每一隔離器 (OC1~OCN) 的接收器157的兩端分別電連接於第二供電端VCC2及內部控制器153，且當接收器157所對應的發射器156透過切換開關155的導通而接收到第一電壓時，接收器157傳輸第二電壓至內部控制器153。內部控制器153電連接於所有 (N+1) 個驅動開關Q1~Q(N+1)，並用以控制所有 (N+1) 個驅動開關Q1~Q(N+1) 的開關狀態。所有 (N+1) 個LED串LED1~LED(N+1) 的第一端均電連接於第一直流端DC+，所有 (N+1) 個LED串LED1~LED(N+1) 的第二端分別電連接於所有 (N+1) 個驅動開關Q1~Q(N+1)。本申請之隔離器 (OC1~OCN) 可為例如但不限於光電耦合元件或數位隔離器。舉例而言，當隔離器 (OC1~OCN) 為光電耦合元件時，發射器156及接收器157分別為光發射器及光接收器，其中光發射器及光接收器可分別為光源及光感測器，例如分別為LED及光電晶體，但亦不以此為限，僅需在光發射器接收到第一電壓時可觸發光接收器導通即可。

當所有控制開關SW1~SWN均關斷時，所有繼電器RY1~RYN的切換開關155均關斷，內部控制器153未收到任一隔離器 (OC1~OCN) 所傳輸的第二電壓，因此控制第1個驅動開關Q1導通，使第1個LED串LED1導通。而當第n個控制開關SWn導通時，第n個繼電器RYn的切換開關155導通而傳輸第一電壓至第n個隔離器OCn的發射器156，第n個隔離器OCn的接收器157被觸發而傳輸第二電壓至內部控制器153，內部控制器153對應控制第 (n+1) 個驅動開關Q(n+1) 導通，使第 (n+1) 個LED串LED(n+1) 導通。

第6圖為第5圖之LED切換系統在N=1時的電路結構示意圖。如第6圖所示，在N=1時，控制開關、每一發光單元13中的繼電器及隔離器的數量皆等於1，驅動開關的數量等於2。繼電器RY1的切換開關155的兩端分別電連接於第一供電端VCC1及隔離器OC1的發射器156。隔離器OC1的接收器157的兩端分別電連接於第二供電端VCC2及內部控制器153。內部控制器153連接於驅動開關Q1及Q2。LED串LED1及LED2的第一端均電連接於第一直流端DC+，LED串LED1及LED2的第二端分別電連接於驅動開關Q1及Q2。

於本申請之第四實施例中，如第7圖所示，其中與第5圖所示之第三實施例中具有相似結構及功能之元件以相同標號表示，且其對於LED串的控制方式與第5圖所示之第三實施例相同。惟相較於第5圖所示之第三實施例，在第7圖所示之第四實施例中，所有 (N+1) 個LED串LED1~LED(N+1) 的第一端分別經由所有 (N+1) 個驅動開關Q1~Q(N+1) 電連接於第一直流端DC+，所有 (N+1) 個LED串LED1~LED(N+1) 的第二端均接地。

第8圖為第7圖之LED切換系統在N=1時的電路結構示意圖。如第8圖所示，在N=1時，控制開關、每一發光單元13中的繼電器及隔離器的數量皆等於1，驅動開關的數量等於2。繼電器RY1的切換開關155的兩端分別電連接於第一供電端VCC1及隔離器OC1的發射器156。隔離器OC1的接收器157的兩端分別電連接於第二供電端VCC2及內部控制器153。內部控制器153連接於驅動開關Q1及Q2。LED串LED1及LED2的第一端分別經由驅動開關Q1及Q2電連接於第一直流端DC+，LED串LED1及LED2的第二端均接地。

於本申請之第五實施例中，如第9圖所示，電源電路14還包含第一供電端VCC1及第二供電端VCC2，其中第一供電端VCC1及第二供電端VCC2分別用以提供第一電壓及第二電壓。切換電路15包含內部控制電路158及 (N+1) 個驅動開關Q1、Q2、…、Q(N+1)。內部控制電路158電連接於所有N個控制開關SW1~SWN、第三相位端L3及所有 (N+1) 個驅動開關Q1~Q(N+1)。所有 (N+1) 個LED串LED1~LED(N+1) 的第一端均電連接於第一直流端DC+，所有 (N+1) 個LED串LED1~LED(N+1) 的第二端分別電連接於所有 (N+1) 個驅動開關Q1~Q(N+1)。

當所有控制開關SW1~SWN均關斷時，內部控制電路158控制第1個驅動開關Q1導通，使第1個LED串LED1導通。而當第n個控制開關SWn導通時，第一相位端L1及第三相位端L3所提供之交流電輸入至內部控制電路158，內部控制電路158控制第 (n+1) 個驅動開關 Q(n+1) 導通，使第 (n+1) 個LED串LED(n+1) 導通。

第10圖為第9圖之LED切換系統在N=1時的電路結構示意圖。如第10圖所示，在N=1時，控制開關的數量等於1，每一發光單元13中的驅動開關的數量等於2。內部控制電路158電連接於控制開關SW1、第三相位端L3及兩個驅動開關Q1和Q2。兩個LED串LED1及LED2的第一端均電連接於第一直流端DC+，兩個LED串LED1及LED2的第二端分別電連接於兩個驅動開關Q1及Q2。

於本申請之第六實施例中，如第11圖所示，其中與第9圖所示之第五實施例中具有相似結構及功能之元件以相同標號表示，且其對於LED串的控制方式與第9圖所示之第五實施例相同。惟相較於第9圖所示之第五實施例，在第11圖所示之第六實施例中，所有 (N+1) 個LED串LED1~LED(N+1) 的第一端分別經由所有 (N+1) 個驅動開關Q1~Q(N+1) 電連接於第一直流端DC+，所有 (N+1) 個LED串LED1~LED(N+1) 的第二端均接地。

第12圖為第11圖之LED切換系統在N=1時的電路結構示意圖。如第10圖所示，在N=1時，控制開關的數量等於1，每一發光單元13中的驅動開關的數量等於2。內部控制電路158電連接於控制開關SW1、第三相位端L3及兩個驅動開關Q1和Q2。兩個LED串LED1及LED2的第一端分別經由驅動開關Q1及Q2電連接於第一直流端DC+，兩個LED串LED1及LED2的第二端均接地。

於第5至12圖所示之實施例中，驅動開關可為例如但不限於金屬氧化物半導體場效電晶體 (MOSFET，metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)。

在實際應用中，可根據需求選擇適當之切換電路實施態樣。舉例而言，當應用在千瓦以上的超高功率LED燈具時，若採用第一或第二實施例中之切換電路，則須選用高耐壓的繼電器，將導致成本大幅上升，故於此情況下以採用第三至第六實施例中之切換電路為佳。

此外，第9至12圖所示之實施例中的內部控制電路158包含多種可能實施態樣，以下以第10圖中之內部控制電路158進行例示說明，且為使圖面簡潔，圖中僅示出內部控制電路158及驅動開關Q1和Q2。

如第13A圖所示，於一些實施例中，內部控制電路158包含繼電器RY1、隔離器OC1及內部控制器153。繼電器RY1包含線圈154及切換開關155，其中線圈154的兩端154a及154b分別電連接於控制開關SW1及第三相位端L3，切換開關155的兩端分別電連接於第一供電端VCC1及隔離器OC1的發射器156。切換開關155在線圈154通電時導通，且在線圈154不通電時關斷。隔離器OC1的接收器157的兩端分別電連接於第二供電端VCC2及內部控制器153，且當接收器157所對應的發射器156透過切換開關155的導通而接收到第一電壓時，接收器157傳輸第二電壓至內部控制器153。內部控制器153電連接於驅動開關Q1及Q2，並用以控制驅動開關Q1及Q2的開關狀態。

如第13B圖所示，於一些實施例中，可將第13A圖中之繼電器RY1替換為驅動器159。驅動器159的兩端159a及159b分別電連接於控制開關SW1及第三相位端L3，且驅動器159還電連接於第一供電端VCC1及隔離器OC1的發射器156。驅動器159架構於控制隔離器OC1。

如第13C圖所示，於一些實施例中，內部控制電路158包含繼電器RY1及內部控制器153。繼電器RY1包含線圈154及切換開關155，其中線圈154的兩端154a及154b分別電連接於控制開關SW1及第三相位端L3，切換開關155的一端電連接於第一供電端VCC1及內部控制器153的一端，切換開關155的另一端電連接於內部控制器153的另一端。切換開關155在線圈154通電時導通，且在線圈154不通電時關斷。內部控制器153還電連接於驅動開關Q1及Q2，並用以控制驅動開關Q1及Q2的開關狀態。

如第13D圖所示，於一些實施例中，內部控制電路158包含內部控制器153。內部控制器153的第一端153a、第二端153b、第三端153c及第四端153d分別電連接於控制開關SW1、第三相位端L3、驅動開關Q1及驅動開關Q2，且內部控制器153的第五端153e接地。內部控制器153架構於控制驅動開關Q1及Q2的開關狀態。

可以理解的是，在第13A至13D圖中所例示之第10圖的內部控制電路158的各種可能實施態樣亦適用於第9、11及12圖中的內部控制電路158。在控制開關的數量為N的情況下，驅動開關及LED串的數量為N+1，而在採用第13A圖所示之實施態樣時，繼電器及隔離器的數量為N，內部控制器的數量為1；在採用第13B圖所示之實施態樣時，驅動器及隔離器的數量為N，內部控制器的數量為1；在採用第13C圖所示之實施態樣時，繼電器的數量為N，內部控制器的數量為1；在採用第13D圖所示之實施態樣時，內部控制器的數量為1。

綜上所述，本申請提供一種LED切換系統及其控制方法，其以較少量的開關實現對多個LED串的切換導通，接線上較為簡易，較易於控制；且開關僅用於訊號的驅動，可選擇額定電流規格較小的開關，所佔據之空間小，成本亦較低。此外，可依實際需求採用適當之切換電路實施態樣，使得LED切換系統之適用性提升。

須注意，上述僅是為說明本申請而提出之較佳實施例，本申請不限於所述之實施例，本申請之範圍由如附專利申請範圍決定。且本申請得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附專利申請範圍所欲保護者。

1:LED切換系統 2:三相供電裝置 L1、L2、L3:相位端 11:控制單元 12:發光模組 SW1、SW2、SWN:控制開關 13:發光單元 14:電源電路 LED1、LED2、LED3、LED (N+1):LED串 15:切換電路 AC1、AC2:交流端 DC+:第一直流端 DC-:第二直流端 RY1、RY2、RYN:繼電器 151:線圈 152:切換開關 P1:第一接點 P2:第二接點 P3:第三接點 VCC1:第一供電端 VCC2:第二供電端 OC1、OC2、OCN:隔離器 153:內部控制器 Q1、Q2、Q3、Q(N+1):驅動開關 154:線圈 155:切換開關 156:發射器 157:接收器 158:內部控制電路 159:驅動器

第1圖為本申請第一實施例之LED切換系統的電路結構示意圖。

第2圖為第1圖之LED切換系統在N=1時的電路結構示意圖。

第3圖為本申請第二實施例之LED切換系統的電路結構示意圖。

第4圖為第3圖之LED切換系統在N=1時的電路結構示意圖。

第5圖為本申請第三實施例之LED切換系統的電路結構示意圖。

第6圖為第5圖之LED切換系統在N=1時的電路結構示意圖。

第7圖為本申請第四實施例之LED切換系統的電路結構示意圖。

第8圖為第7圖之LED切換系統在N=1時的電路結構示意圖。

第9圖為本申請第五實施例之LED切換系統的電路結構示意圖。

第10圖為第9圖之LED切換系統在N=1時的電路結構示意圖。

第11圖為本申請第六實施例之LED切換系統的電路結構示意圖。

第12圖為第11圖之LED切換系統在N=1時的電路結構示意圖。

第13A、13B、13C及13D圖例示出第10圖中之內部控制電路的各種可能實施態樣。

1:LED切換系統

2:三相供電裝置

L1、L2、L3:相位端

11:控制單元

12:發光模組

SW1、SW2、SWN:控制開關

13:發光單元

14:電源電路

LED1、LED2、LED3、LED(N+1):LED串

15:切換電路

AC1、AC2:交流端

DC+:第一直流端

DC-:第二直流端

RY1、RY2、RYN:繼電器

151:線圈

152:切換開關

P1:第一接點

P2:第二接點

P3:第三接點

Claims

一種LED切換系統，電連接於一三相供電裝置，其中該三相供電裝置包含分別提供三個相電壓的第一相位端、第二相位端及第三相位端，該LED切換系統包含：一控制單元，電連接於該三相供電裝置的該第一相位端，且包含N個控制開關，其中N為正整數；以及一發光模組，包含一發光單元，其中該發光單元包含相互電連接的一電源電路、(N+1)個LED串及一切換電路；該電源電路還電連接於該三相供電裝置之三個該相位端中的任兩個，並提供一供電電壓至該(N+1)個LED串；該切換電路還電連接於該三相供電裝置之該第二或第三相位端，且該切換電路還電連接於該控制單元，以根據該N個控制開關的開關狀態進行切換而使該控制開關所對應的該LED串導通。
如請求項1所述之LED切換系統，其中該電源電路包含兩個交流端、一第一直流端及一第二直流端，其中該兩個交流端電連接於該三相供電裝置的任兩個該相位端，該第一直流端用以提供該供電電壓，該第二直流端接地。
如請求項2所述之LED切換系統，其中該切換電路包含分別電連接於該N個控制開關的N個繼電器，每一該繼電器包含一線圈及一切換開關，該線圈的兩端分別電連接於該繼電器所對應的該控制開關及該第二或第三相位端，該切換開關包含一第一接點、一第二接點及一第三接點，該第三接點在該線圈通電及不通電時分別電連接於該第二接點及該第一接點；該(N+1)個LED串的第一端均電連接於該第一直流端，第1個該LED串的第二端電連接於第 1個該繼電器的該第一接點，第2個至第(N+1)個該LED串的第二端分別電連接於第1個至第N個該繼電器的該第二接點，第2個至第N個該繼電器的該第一接點分別電連接於第1個至第(N-1)個該繼電器的該第三接點，第N個該繼電器的該第三接點接地。
如請求項2所述之LED切換系統，其中該切換電路包含分別電連接於該N個控制開關的N個繼電器，每一該繼電器包含一線圈及一切換開關，該線圈的兩端分別電連接於該繼電器所對應的該控制開關及該第二或第三相位端，該切換開關包含一第一接點、一第二接點及一第三接點，該第三接點在該線圈通電及不通電時分別電連接於該第二接點及該第一接點；第1個該繼電器的該第三接點電連接於該第一直流端，第2個至第N個該繼電器的該第三接點分別電連接於第1個至第(N-1)個該繼電器的該第一接點，第N個該繼電器的該第一接點電連接於第1個該LED串的第一端，第2個至第(N+1)個該LED串的第一端分別電連接於第1個至第N個該繼電器的該第二接點，該(N+1)個LED串的第二端均接地。
如請求項2所述之LED切換系統，其中該電源電路還包含第一供電端及第二供電端，分別用以提供第一電壓及第二電壓；該切換電路包含一內部控制電路及(N+1)個驅動開關，該內部控制電路電連接於該N個控制開關、該第二或第三相位端及該(N+1)個驅動開關，該(N+1)個LED串的第一端均電連接於該第一直流端，該(N+1)個LED串的第二端分別電連接於該(N+1)個驅動開關；當該N個控制開關均關斷時，該內部控制電路控制第1個該驅動開關導通，使第1個該LED串導通，而當第n個該控制開關導通時，該內部控制電路控制第(n+1)個該驅動開關導通，使第(n+1)個該LED串導通，其中n為小於等於N的正整數。
如請求項2所述之LED切換系統，其中該電源電路還包含第一供電端及第二供電端，分別用以提供第一電壓及第二電壓；該切換電路包含一內部控制電路及(N+1)個驅動開關，該內部控制電路電連接於該N個控制開關、該第二或第三相位端及該(N+1)個驅動開關，該(N+1)個LED串的第一端分別經由該(N+1)個驅動開關電連接於該第一直流端，該(N+1)個LED串的第二端均接地；當該N個控制開關均關斷時，該內部控制電路控制第1個該驅動開關導通，使第1個該LED串導通，而當第n個該控制開關導通時，該內部控制電路控制第(n+1)個該驅動開關導通，使第(n+1)個該LED串導通，其中n為小於等於N的正整數。
如請求項5或6所述之LED切換系統，其中該內部控制電路包含N個繼電器、N個隔離器及一內部控制器；該N個繼電器分別電連接於該N個控制開關，該N個隔離器分別電連接於該N個繼電器；每一該繼電器包含一線圈及一切換開關，該線圈的兩端分別電連接於該繼電器所對應的該控制開關及該第二或第三相位端，該切換開關的兩端分別電連接於該第一供電端及對應的該隔離器的發射器，該切換開關在該線圈通電時導通，且在該線圈不通電時關斷；每一該隔離器的接收器的兩端分別電連接於該第二供電端及該內部控制器，該內部控制器電連接於該(N+1)個驅動開關，並用以控制該(N+1)個驅動開關的開關狀態。
如請求項5或6所述之LED切換系統，其中該內部控制電路包含N個驅動器、N個隔離器及一內部控制器；每一該驅動器分別電連接於該第二或第三相位端及對應的該控制開關，該N個隔離器分別電連接於該N個驅動器；每一該驅動器還電連接於該第一供電端及對應的該隔離器的發射器，每一該隔離器的接收器的兩端分別電連接於該第二供電端及該內部控制器，該內部控制器電連接於該(N+1)個驅動開關，並用以控制該(N+1)個驅動開關的開關狀態。
如請求項5或6所述之LED切換系統，其中該內部控制電路包含N個繼電器及一內部控制器，該N個繼電器分別電連接於該N個控制開關；每一該繼電器包含一線圈及一切換開關，該線圈的兩端分別電連接於該繼電器所對應的該控制開關及該第二或第三相位端，該切換開關的一端電連接於該第二供電端及該內部控制器的一端，該切換開關的另一端電連接於該內部控制器的另一端，該切換開關在該線圈通電時導通，且在該線圈不通電時關斷；該內部控制器電連接於該(N+1)個驅動開關，並用以控制該(N+1)個驅動開關的開關狀態。
如請求項5或6所述之LED切換系統，其中該內部控制電路包含一內部控制器，該內部控制器電連接於該N個控制開關、該第二或第三相位端及該(N+1)個驅動開關，並用以控制該(N+1)個驅動開關的開關狀態。
如請求項1所述之LED切換系統，其中該發光模組包含複數個該發光單元，該複數個發光單元分別電連接於該控制單元及該三相供電裝置。
如請求項1所述之LED切換系統，其中該LED切換系統包含相互一一對應的複數個該控制單元及複數個該發光模組。
如請求項1所述之LED切換系統，其中每一該LED串包含串聯連接的複數個LED。
如請求項1所述之LED切換系統，其中該第一相位端及該第三相位端所提供之兩個該相電壓之間的相位差為120度。
一種LED切換系統的控制方法，其中該LED切換系統電連接於一三相供電裝置，其中該三相供電裝置包含分別提供三個相電壓的第一相位端、第二相位端及第三相位端，該LED切換系統包含一控制單元及一發光模組，其中該控制單元電連接於該三相供電裝置的該第一相位端，且包含N個控制開關，N為正整數，該發光模組包含一發光單元，該發光單元包含相互電連接的一電源電路、(N+1)個LED串及一切換電路，該電源電路還電連接於該三相供電裝置之三個該相位端中的任兩個，並提供一供電電壓至該(N+1)個LED串，該切換電路還電連接於該三相供電裝置之該第二或第三相位端，且該切換電路還電連接於該控制單元，該控制方法包含：(a)控制該N個控制開關均關斷，以使第1個該LED串導通；以及(b)控制第n個該控制開關導通，使該切換電路還經由該第n個控制開關電連接於該第一相位端，並控制該切換電路進行切換而使第(n+1)個該LED串導通，其中n為小於等於N的正整數。