TWI823652B - 發光二極體燈串控制系統、發光二極體模組及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一種發光二極體燈串控制系統包括發光二極體燈串及控制模組，控制模組基於發光命令的第一數位邏輯提供第一電位，且基於發光命令的第二數位邏輯提供第二電位，以組成控制訊號。控制模組基於發光命令為連續的第一邏輯且/或連續的第二邏輯而將控制訊號調整至第一電位或第二電位並做為區隔電位，以用於區隔兩連續的第一電位且/或區隔兩連續的第二電位。區隔電位的時間寬度不同於第一電位與第二電位的時間寬度。

Description

發光二極體燈串控制系統、發光二極體模組及其控制方法

本發明係有關一種發光二極體燈串控制系統、發光二極體模組及其控制方法，尤指一種具有訊號辨識功能之發光二極體燈串控制系統、發光二極體模組及其控制方法。

由於現在發光二極體的應用越來越普及，加上其製造成本也越來越低，因此發光二極體在照明或顯示的應用越來越廣泛。相對地，也有越來越多對發光二極體發光行為的操作及控制方式。在發光二極體燈串的應用中，由於以往的技術都是以時間寬度來判斷邏輯斷信號為”0”或”1”，其缺點在於發光二極體燈串中，燈數的多寡、燈距的長短、燈串線徑的粗細都會影響到發光二極體燈串中寄生容抗大小。若寄生容抗太大，將會造成”0”與”1”的方波波形失真。

進一步而言，在先前技術中，美國專利US2006/0133078 A1(以下簡稱D1)公開了一種具有同步接腳之發光二極體燈及同步發光二極體燈串。其中，於D1的說明書第[0057]段提到，「資料和時脈以預定時間間隔的數位訊號「1」和「0」的形式傳輸。類似地，可以定義當訊號線沒有訊號傳輸時，訊號線保 持在VDD或VSS的電壓電位。當訊號線停留在該電壓電位超過一段時間時，代表鎖定指令並顯示變化。這樣，也成功地達到了用一條訊號線傳輸資料、時脈和顯示訊號的目的」。配合參閱D1的圖16B可明顯看出，D1的技術是當電源轉換器20所傳輸的訊號為高準位的時間超過預定時間，此訊號被LED單元2判定為邏輯”1”，反之則被判定為邏輯”0”。因此，在發光二極體燈串的技術領域中，傳統的技術係以時間寬度來判斷邏輯斷信號為”0”或”1”。

因此，在傳統技術的應用中，假設”0”與”1”的方波波形在理想的狀況下應該持續1μs，且發光二極體燈串需要至少持續0.8μs才能辨識出此信號為”0”或”1”。然而，受到寄生容抗太大的影響，邏輯為”0”的方波波形失真為僅剩0.5μs。因此，若是在方波波形失真的情況下，以時間寬度來判斷邏輯斷信號容易會造成時間寬度不足而誤判斷，進而導致整組發光二極體燈串無法控制的狀況。

所以，如何設計出一種具有訊號辨識功能之發光二極體燈串控制系統、發光二極體模組及其控制方法，避免邏輯失真而造成邏輯無法辨識的狀況，乃為本案創作人所欲行研究的一大課題。

為了解決上述問題，本發明係提供一種具有訊號辨識功能之發光二極體燈串控制系統，且發光二極體燈串控制系統包括發光二極體燈串與控制模組。發光二極體燈串包括複數個發光二極體模組，且控制模組耦接該等發光二極體模組，以基於發光命令提供控制訊號控制該等發光二極體模組產生發光行為。其中，發光命令由複數個第一數位邏輯與複數個第二數位邏輯依特定排 序組成，控制模組基於發光命令的該等第一數位邏輯與該等第二數位邏輯分別提供相應的複數個第一電位與複數個第二電位，以組成控制訊號。其中，當發光命令包括交錯排序的第一數位邏輯及第二數位邏輯時，控制模組基於此交錯排序，將控制訊號的電位徑直地由第一電位調整至第二電位，或徑直地由第二電位調整至第一電位。其中，當發光命令包括連續的第一邏輯時，控制模組將控制訊號的電位由第一電位調整至第二電位並做為區隔電位，以用於區隔兩連續的第一電位；當發光命令包括連續的第二邏輯時，控制模組將控制訊號的電位由第二電位調整至第一電位並做為區隔電位，以用於區隔兩連續的第二電位。其中，區隔電位具有第一時間寬度，第一電位具有第二時間寬度，且第二電位具有第三時間寬度；第一時間寬度不同於第二時間寬度與第三時間寬度。

為了解決上述問題，本發明係提供一種具有訊號辨識功能之發光二極體模組，且發光二極體模組用以接收包括複數個第一電位與複數個第二電位的控制訊號。發光二極體模組包括LED控制器與至少一發光二極體LED，且發光二極體LED耦接LED控制器。LED控制器通過正極端與負極端接收運作所需的輸入電壓，且通過訊號接收端接收控制訊號。其中，控制訊號依特定排序組成，且具有電位徑直變化的第一電位與第二電位，以及具有做為區隔電位的第一電位及/或第二電位，用於區隔兩連續的第一電位及/或區隔兩連續的第二電位；LED控制器基於區隔電位區隔兩連續的第一電位與兩連續的第二電位，以基於該等第一電位與該等第二電位相應地產生驅動命令，並通過驅動命令控制至少一發光二極體產生一發光行為。其中，區隔電位具有第一時間寬度，第一電位具有第二時間寬度，且第二電位具有第三時間寬度；第一時間寬度不同於第二時間寬度與第三時間寬度。

為了解決上述問題，本發明係提供一種發光二極體燈串控制系統的控制方法。該控制方法係基於發光命令提供控制訊號控制發光二極體燈串的至少一發光二極體模組產生發光行為，且發光命令由複數個第一數位邏輯與複數個第二數位邏輯依特定排序組成。該控制方法包括下列步驟：(a)基於該等第一數位邏輯而將控制訊號的電位調整至複數個第一電位。(b)基於該等第二數位邏輯而將控制訊號的電位調整至複數個第二電位。(c)基於交錯排序的第一數位邏輯、第二數位邏輯而將控制訊號的電位依此交錯排序，徑直地由第一電位調整至第二電位，或徑直地由第二電位調整至第一電位。(d)基於連續的第一邏輯將控制訊號的電位由第一電位調整至第二電位並做為區隔電位，以用於區隔兩連續的第一電位。基於連續的第二邏輯將控制訊號的電位由第二電位調整至第一電位並做為區隔電位，以用於區隔兩連續的第二電位。其中，區隔電位具有第一時間寬度，該第一電位具有第二時間寬度，第二電位具有第三時間寬度；第一時間寬度不同於第二時間寬度與第三時間寬度。

本發明之主要目的及功效在於，發光二極體燈串控制系統係以控制訊號的電位高低搭配時間寬度來做為”0”或”1”的數位邏輯，而不再是單純以時間寬度來做為數位邏輯，因此可使發光二極體模組不需要等待特定邏輯的完整時間寬度後，方能判斷此控制訊號的時間寬度究竟是代表為”0”或”1”，也不會因波形失真而造成邏輯無法辨識的狀況，可達到大幅度地縮減發光命令傳輸及判斷的時間之功效。

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，當可由此得一深入且具體之瞭解，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。

100:發光二極體燈串控制系統

1:發光二極體燈串

12-1~12-4:發光二極體模組

122:控制器

LED:發光二極體

V+:正極端

V-:負極端

DI:訊號接收端

DO:訊號輸出端

3:控制模組

3A、3B:控制器

3+:總線正端

3-:總線負端

3S:訊號端

30、30B、30E:電壓產生裝置

32、32A:第一電壓產生電路

Q1:第一開關

34、34A、34E:第二電壓產生電路

ZD1:第一穩壓元件

Q2:第二開關

342:第一電壓產生模組

344:第一單向導通元件

GND:接地點

P:節點

Vdc:直流電壓

Vin:輸入電壓

V1:第一電壓

V2:第二電壓

CL:發光命令

CD:驅動命令

H:第一數位邏輯

L:第二數位邏輯

Sc:控制訊號

VH:第一電位

VL:第二電位

VI:區隔電位

(S100)~(S500):步驟

圖1為本發明具有訊號辨識功能之發光二極體燈串控制系統之系統方塊圖；圖2A為本發明使用訊號端傳輸控制訊號之發光二極體燈串控制系統的第一實施例之電路方塊圖；圖2B為本發明使用訊號端傳輸控制訊號之發光二極體燈串控制系統的第二實施例之電路方塊圖；圖2C為本發明使用訊號端傳輸控制訊號之發光二極體燈串控制系統的第三實施例之電路方塊圖；圖3為本發明使用載波傳輸控制訊號之發光二極體燈串控制系統的之電路方塊圖；圖4為本發明電壓產生裝置之電路方塊圖；圖5A為本發明使用載波傳輸控制訊號之發光二極體燈串控制系統第一實施例之細部電路方塊圖；圖5B為使用載波傳輸控制訊號之第一實施例的發光二極體燈串控制系統的訊號波形示意圖；圖6為本發明使用載波傳輸控制訊號之發光二極體燈串控制系統第二實施例之細部電路方塊圖；及圖7為本發明發光二極體燈串控制系統的控制方法流程圖。

茲有關本發明之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下：請參閱圖1為本發明具有訊號辨識功能之發光二極體燈串控制系統之系統方塊圖。發光二極體燈串控制系統100接收直流電壓Vdc，且發光二極體燈串控制系統100包括發光二極體燈串1與控制模組3。發光二極體燈串1接收直流電壓Vdc，且包括複數個發光二極體模組12-1~12-4(本發明係以4個示意，但並不排除1個的實施方式)。控制模組3同樣也接收運作所需的直流電壓Vdc，並耦接發光二極體模組12-1~12-4。控制模組3基於發光命令CL提供控制訊號Sc控制發光二極體模組12-1~12-4產生發光行為(例如明滅、閃爍等行為)。進一步而言，每個發光二極體模組12-1~12-4包括LED控制器122與至少一發光二極體LED，且LED控制器122耦接發光二極體LED。例如但不限於，發光二極體模組12-1~12-4可以包括單元色的發光二極體、三原色的發光二極體及/或他種色彩的發光二極體，且LED控制器122基於控制訊號Sc控制發光二極體LED的發光行為。其中，控制訊號Sc可以使用例如但不限於，載波控制、訊號線傳輸等多種技術進行控制訊號Sc的傳遞，因此以虛線表示，於後文將有進一步的說明。

進一步而言，發光命令CL通常包括由”0”與”1”所組成的數位邏輯，主要係為”0”與”1”依特定排序排列組合的特定命令(例如但不限於”11010”)。通過數位邏輯的編碼，可以指定特定的發光二極體模組12-1~12-4產生特定的發光行為。例如但不限於，”00”、”101”指定發光二極體模組12-1(對應”00”)產生閃爍(對應”101”)的發光行為。因此，每個發光二極體模組 12-1~12-4的LED控制器122可基於數位邏輯中的特定訊號段來得知自我須產生的發光行為。意即，數位邏輯可包括至少一邏輯段，且每個發光二極體模組12-1~12-4相應地於控制訊號Sc中，擷取自我所屬的邏輯段所對應的訊號段，以據以相應的產生發光行為。

舉例而言，數位邏輯由單一的邏輯段組成。控制模組3基於此單一的邏輯段進行分段而產生由4組訊號段所組成的控制訊號Sc。發光二極體模組12-1~12-4分別擷取自我所屬的訊號段，以據以相應的產生發光行為。或者，數位邏輯由4組邏輯段組成。控制模組3整合此4組邏輯段而產生合而為一的單一訊號段的控制訊號Sc。發光二極體模組12-1~12-4分別接收此控制訊號Sc，且在此單一訊號段中擷取自我所屬的訊號小段，以據以相應的產生發光行為。或者，數位邏輯由單一的邏輯段組成。控制模組3基於此單一的邏輯段進行分段而產生由8組訊號段所組成的控制訊號Sc。發光二極體模組12-1~12-4分別擷取自我所屬的兩訊號段，以據以相應的產生發光行為。

具體地，發光命令CL可包括複數個第一數位邏輯H(例如但不限於為”1”)與複數個第二數位邏輯L(例如但不限於為”0”)，較佳地可依據實際需求，由複數第一數位邏輯H、複數第二數位邏輯L及/或其二者之組合所形成的特定排序來構成。其中，本發明以其二者之組合為主要實施方式但實際不以此為限。進一步地，控制模組3可基於發光命令CL的第一數位邏輯H與第二數位邏輯L分別提供相應的複數個第一電位VH與複數個第二電位VL以組成控制訊號Sc。因此，控制模組3基於發光命令CL的第一數位邏輯H相應的將控制訊號Sc的電位調整為第一電位VH(例如但不限於3V、5V等高電位)。控制模組 3也基於發光命令CL的第二數位邏輯L相應的將控制訊號Sc的電位調整為第二電位VL(例如但不限於0V、-3V等低電位)。

進一步而言，控制模組3可基於接續出現的第一數位邏輯H、第二數位邏輯L而進行電位的調整。當發光命令CL包括彼此交錯排序的第一數位邏輯H及第二數位邏輯L時，控制模組3基於此交錯排序，將控制訊號的電位徑直地由第一電位VH調整至第二電位VL，或徑直地由第二電位VL調整至第一電位VH。其中，所述”徑直地”係指控制模組3在做上述第一電位VH調整至第二電位VL，或第二電位VL調整至第一電位VH之間，電位未有在一特定時間保持在特定值。例如，控制模組3可基於接續出現第一數位邏輯H、第二數位邏輯L而將控制訊號Sc的電位直接且不間斷的由第一電位VH調整至第二電位VL，或者基於接續出現第二數位邏輯L、第一數位邏輯H而將控制訊號Sc的電位直接不間斷的由第二電位VL調整至第一電位VH。值得一提，於本發明之一實施例中，上述邏輯、訊號及其對應關係僅為舉例，並不以此為限。

由於發光二極體燈串控制系統100係以控制訊號Sc的電位高低搭配時間寬度來判斷”0”或”1”的數位邏輯，而不再是單純以時間寬度來判斷數位邏輯。因此若是連續的第一數位邏輯H或連續的第二數位邏輯L時，必須要加以區隔，以避免連續的邏輯被判定為單一邏輯。因此控制模組3基於發光命令CL中，連續出現第一數位邏輯H時，將控制訊號Sc的電位由第一電位VH調整至第二電位VL並做為區隔電位VI，以用於區隔兩連續的第一電位VH。同樣地，控制模組3也可基於發光命令CL中，連續出現第二數位邏輯L時，將控制訊號Sc的電位由第二電位VL調整至第一電位VH並做為區隔電位VI以用於區隔產生連續兩第二電位VL。

進一步而言，做為區隔電位VI的第一電位VH與第二電位VL以及相應於第一數位邏輯H與第二數位邏輯L的第一電位VH與第二電位VL差異在於時間寬度。具體的，由於必須要明確地區隔電位VI與第一電位VH、第二電位VL的差異，因此除了使用電位高低來判斷”0”或”1”的數位邏輯外，更加以搭配時間寬度來輔以區別。具體而言，區隔電位VI具有第一時間寬度，第一電位VH具有第二時間寬度，且第二電位VL具有第三時間寬度。

控制模組3基於發光命令CL設定第一時間寬度、第二時間寬度及第三時間寬度，使第一時間寬度不同於第二時間寬度與第三時間寬度而區別出區隔電位VI與第一電位VH、第二電位VL的不同。進一步而言，控制模組3可設定並限制第一時間寬度分別小於第二時間寬度與第三時間寬度，或設定並限制第一時間寬度分別大於第二時間寬度與第三時間寬度，第二時間寬度與第三時間寬度可以為相同或不相同。其中，由於控制訊號Sc傳輸的時間越短越好，因此第一時間寬度小於該第二時間寬度，且該第一時間寬度小於該第三時間寬度為較佳的實施方式。

其中，控制模組3可以在偵測到二連續相同的數位邏輯而直接將控制訊號Sc的電位調整至相應的區隔電位VI，也可在偵測到二連續相同的邏輯而於相同邏輯的二者之間產生用以區隔的間隔邏輯(控制模組3內部自行產生)，再基於間隔邏輯將控制訊號Sc的電位調整至有別於第一電位VH與第二電位VL的區隔電位VI。如此，發光二極體模組12-1~12-4的LED控制器122即可基於第一電位VH、第二電位VL(區隔電位VI僅用於區隔之用)相應地產生驅動命令CD，以基於驅動命令CD控制發光二極體LED產生發光行為。值得一提，於本 發明之一實施例中，發光二極體模組12-1~12-4係以串聯耦接，但其也可以為並聯耦接(圖未示)。

本發明之主要目的及功效在於，由於發光二極體燈串控制系統100係以控制訊號Sc的電位高低搭配時間寬度來做為”0”或”1”的數位邏輯，而不再是單純以時間寬度來做為”0”或”1”的數位邏輯，因此可使發光二極體模組12-1~12-4不需要等待特定邏輯的完整時間寬度後，方能判斷此控制訊號Sc的時間寬度究竟是代表為”0”或”1”，也不會因波形失真而造成控制訊號Sc無法辨識的狀況，可達到大幅度地縮減發光命令CL傳輸及判斷的時間之功效。值得一提，於本發明之一實施例中，發光二極體燈串控制系統100使以為二線式的控制系統，也可以為三線式的控制系統，於後文將有更進一步的說明，在此不再加以贅述。

請參閱圖2A為本發明使用訊號端傳輸控制訊號之發光二極體燈串控制系統的第一實施例之電路方塊圖、圖2B為本發明使用訊號端傳輸控制訊號之發光二極體燈串控制系統的第二實施例之電路方塊圖、圖2C為本發明使用訊號端傳輸控制訊號之發光二極體燈串控制系統的第三實施例之電路方塊圖，復配合參閱圖1。在圖2A~2C中，發光二極體燈串控制系統100的控制模組3為具有訊號端的控制器3A。在圖2A中，控制器3A包括總線正端3+、總線負端3-及訊號端3S，且每個發光二極體模組12-1~12-4分別包括正極端V+、負極端V-及訊號接收端DI。控制器3A通過總線正端3+與總線負端3-接收運作所需的輸入電壓Vin，且發光二極體模組12-1~12-4通過正極端V+與負極端V-接收運作所需的輸入電壓Vin。由於控制器3A與發光二極體模組12-1~12-4為並聯架構，且發光二極體燈串控制系統100所接收的電力源為直流電壓Vdc，因此輸入電壓 Vin即為直流電壓Vdc。訊號接收端DI用以接收控制訊號Sc，以基於控制訊號Sc相應地產生驅動命令CD，並通過驅動命令CD控制發光二極體LED產生發光行為。

具體而言，發光二極體模組12-1~12-4的LED控制器122通過正極端V+與負極端V-接收輸入電壓Vin，且由於發光二極體模組12-1~12-4的訊號接收端DI分別耦接訊號端3S，因此發光二極體模組12-1~12-4的LED控制器122可通過訊號接收端ID接收由訊號端3S所提供的控制訊號Sc。控制訊號Sc如同前文所述依特定排序組成，且具有接續變化的第一電位VH與第二電位VL(即第一電位VH與第二電位VL之間的切換為直接且不間斷)。除此之外，控制訊號Sc還具有做為區隔電位VI的第一電位VH及/或第二電位VL，用於區隔兩連續的第一電位VH且/或區隔兩連續的第二電位VL。發光二極體模組12-1~12-4的控制器122可辨識區隔電位VI，且知悉區隔電位VI僅用於區隔之用，因此控制器122可通過辨識區隔電位VI而得知兩連續的第一電位VH且/或兩連續的第二電位VL，且基於控制訊號Sc的第一電位VH、第二電位VL的特定排序相應地產生驅動命令CD。如此，即可通過驅動命令CD控制發光二極體LED產生發光行為。其中，由於區隔電位VI(即第一時間寬度)的時間寬度與第一電位VH、第二電位VL的時間寬度(即第二時間寬度與第三時間寬度)不相同，因此控制器122可通過時間寬度的差異來辨識區隔電位VI。

在圖2B中，發光二極體燈串控制系統100的電路架構與圖2A相似，差異在於，發光二極體模組12-1~12-4更包括訊號輸出端DO。發光二極體模組12-1~12-4係以串接的方式，依序將訊號輸出端DO耦接前一級發光二極體模組12-1~12-4的訊號接收端DI，且串接頭端的發光二極體模組12-1的訊號接收 端DI耦接控制器3A的訊號端3S，以接收由訊號端3S所提供的控制訊號Sc。串接頭端的發光二極體模組12-1由訊號接收端DI接收控制訊號Sc後，可經過內部LED控制器122處理後或經過內部線路傳輸，再提供至訊號輸出端DO，以將LED控制器122所接收的控制訊號Sc提供至後端所耦接的擴充模組所使用。其中，擴充模組在本發明之一實施例中，係指耦接其後的發光二極體模組12-1~12-4，但不以此為限，其可以為任何需要使用控制訊號Sc的模組。值得一提，在本發明之例一實施例中，圖2B未提及之電路結構與操作方式與圖2A相同，在此不再加以贅述。

在圖2C中，發光二極體燈串控制系統100的電路架構與圖2A、2B稍有不同，主要差異在於，發光二極體模組12-1~12-4為串聯的電路結構。具體地，圖2C除了如同圖2B的訊號輸出端DO以串接的方式耦接外，發光二極體模組12-1~12-4也同樣以串接的方式，依序將正極端V+耦接前一級發光二極體模組12-1~12-4的負極端V-。串接頭端的發光二極體模組12-1的正極端V+與串接尾端的發光二極體模組12-4的負極端V-接收直流電壓Vdc，使得各個發光二極體模組12-1~12-4所接收的輸入電壓Vin為其數量上的平均。值得一提，在本發明之例一實施例中，圖2C未提及之電路結構與操作方式與圖2A相同，在此不再加以贅述。

請參閱圖3為本發明使用載波傳輸控制訊號之發光二極體燈串控制系統的之電路方塊圖，復配合參閱圖1~2C。圖3與圖2A~2C差異在於，控制模組3並未包括訊號端，其控制訊號Sc傳輸的方式是利用控制訊號Sc附加於直流電壓Vdc的方式傳輸控制訊號Sc。在圖3的實施例中，控制模組3包括電壓產生裝置30與控制器3B，且發光二極體燈串1與控制器3B接收直流電壓Vdc。 電壓產生裝置30耦接發光二極體燈串1，且控制器3B耦接電壓產生裝置30。控制器3B主要係基於發光命令CL控制電壓產生裝置30產生特定排序的特定電壓，使得直流電壓Vdc受到特定排序的特定電壓的影響而導致發光二極體燈串1兩端所接收的跨壓產生電位的變化，且此具有電位變化的跨壓即為控制訊號Sc。

每個發光二極體模組12-1~12-4的LED控制器122基於控制訊號Sc的變化得知自我須產生的發光行，且據以相應的控制發光二極體LED。控制器3B基於第一數位邏輯H控制電壓產生裝置30產生特定電壓，以將控制訊號Sc調整至直流電壓Vdc與特定電壓之差的第一電位VH(例如但不限於較高的訊號)。控制器3B也基於第二數位邏輯L控制電壓產生裝置30產生另一特定電壓，以將控制訊號Sc調整至直流電壓Vdc與另一特定電壓之差的第二電位VL(例如但不限於較低的訊號)。

請參閱圖4為本發明電壓產生裝置之電路方塊圖，復配合參閱圖1~3。電壓產生裝置30包括第一電壓產生電路32與第二電壓產生電路34，且第一電壓產生電路32與第二電壓產生電路34分別的耦接發光二極體燈串1與控制器3B。當發光命令CL為第一數位邏輯H時，控制器3B基於第一數位邏輯H，控制第一電壓產生電路32產生第一電壓V1，以將控制訊號Sc調整至第一電位VH。當發光命令CL為第二數位邏輯L時，控制器3B基於第二數位邏輯L，控制第二電壓產生電路34產生第二電壓V2，以將控制訊號Sc調整至第二電位VL。

其中，控制器3B基於連續的第一數位邏輯H或連續的第二數位邏輯L，於連續的第一電位VH與連續的第二電位VL之間，分別產生反向的第 二電位VL與第一電位VH。控制器3B基於發光命令CL為連續的第一數位邏輯H而控制第二電壓產生電路34產生第二電壓V2，以將第二電壓V2作為區隔電位VI。如此，即可使連續的第一數位邏輯H之間有所區隔，避免被誤判為單一邏輯。另外一方面，控制器3B基於發光命令CL為連續的第二數位邏輯L而控制第一電壓產生電路32產生第一電壓V1，以將第一電壓V1作為區隔電位VI，同樣可使連續的第二數位邏輯L之間有所區隔。值得一提，於本發明之一實施例中，控制器3A、3B可以是以電路(例如運算放大器、電阻、電容等)、邏輯閘等元件所組成的控制器，也可以是可程式化的微控制器，且控制器3A、3B還可包括用以偵測發光二極體燈串控制系統100各點電壓/電流的偵測單元(圖未示)，用以通過偵測/回授的方式來穩定整體系統的操作。

請參閱圖5A為本發明使用載波傳輸控制訊號之發光二極體燈串控制系統第一實施例之細部電路方塊圖、圖5B為使用載波傳輸控制訊號之第一實施例的發光二極體燈串控制系統的訊號波形示意圖，復配合參閱圖1~4。於電壓產生裝置30B中，第一電壓產生電路32A包括第一開關Q1，第一開關Q1耦接發光二極體燈串1與接地點GND，且第一開關Q1的控制端耦接控制器3B。控制器3B基於發光命令CL為第一數位邏輯H而控制第一開關Q1導通，以將發光二極體燈串1的一端接地。由於在此狀態下，發光二極體燈串1的一端接地，另一端接收直流電壓Vdc，因此接地點GND的接地電壓(通常為0V)即為第一電壓V1，且發光二極體燈串1的控制訊號Sc(第一電位VH)即為直流電壓Vdc(請參閱圖5B)。反之，當發光命令CL非為第一數位邏輯H時，控制器3B控制第一開關Q1關斷，使第一電壓產生電路32A的路徑為斷路。

第二電壓產生電路34A並聯第一電壓產生電路32A，且第二電壓產生電路34A包括第一穩壓元件ZD1與第二開關Q2。第一穩壓元件ZD1耦接發光二極體燈串1，第二開關Q2耦接第一穩壓元件ZD1與接地點GND，且第二開關Q2的控制端耦接控制器3B。控制器3B基於發光命令CL為第二數位邏輯L而控制第二開關Q2導通，且第一穩壓元件ZD1基於第二開關Q2導通而產生第二電壓V2。由於在此狀態下，發光二極體燈串1的一端接收第二電壓V2，另一端接收直流電壓Vdc，因此控制訊號Sc(第二電位VL)被調整至直流電壓Vdc減去第二電壓V2(請參閱圖5B)。例如但不限於，第一穩壓元件ZD1於第二開關Q2導通時，可產生30V的第二電壓V2，則第二電位VL即為直流電壓Vdc(假設為100V)減去30V。反之，當發光命令CL非為第二數位邏輯L時，控制器3B控制第二開關Q2關斷，使第二電壓產生電路34A的路徑為斷路。其中，第一穩壓元件ZD1例如但不限於可以為齊納二極體，但不以此為限，舉凡可用以穩壓的元件、電路皆應包含在本實施例之範疇當中。

進一步而言，控制器3B基於發光命令CL為連續的第一數位邏輯H而控制第二開關Q2導通，以使第一穩壓元件ZD1產生作為區隔電位VI的第二電壓V2。反之，則控制器3B基於發光命令CL為連續的第二數位邏輯L而控制第一開關Q1導通，以產生作為區隔電位VI的第一電壓V1(即為直流電壓Vdc)。較佳地，作為區隔電位VI的第一電壓V1與第二電壓V2，其時間寬度(即第一時間寬度T1)約為第一電位VH的第二時間寬度T2(第二電位VL的第三時間寬度T3)的1/5至1/10，以加以區隔區隔電位VI與第一電位VH、第二電位VL的差異而避免被誤判。

請參閱圖6為本發明使用載波傳輸控制訊號之發光二極體燈串控制系統第二實施例之細部電路方塊圖，復配合參閱圖1~5B。本實施例的電壓產生裝置30E與圖5A的電壓產生裝置30B差異在於，第二電壓產生電路34E包括第一電壓產生模組342與第一單向導通元件344。第一電壓產生模組342耦接發光二極體燈串1與第一電壓產生電路32A的第一開關Q1之間的節點P，且第一單向導通元件344耦接節點P與第一電壓產生模組342之間。控制器3B耦接第一電壓產生模組342，且第一單向導通元件344用以單向導通節點P至第一電壓產生模組342的路徑。值得一提，於本發明之一實施例中，第一電壓產生模組342較佳的實施方式可以為電壓產生器，但不以此為限。舉凡可用以基於控制器3B的控制而產生特定電壓源的裝置/電路/元件，皆應包含在本實施例之範疇當中。

控制方式相似於圖5A，當發光命令CL為第二數位邏輯L時，控制器3B基於第二數位邏輯L而控制第一電壓產生模組342產生第二電壓V2，因此控制訊號Sc(第二電位VL)被調整至直流電壓Vdc減去第二電壓V2。反之，當發光命令CL非為第二數位邏輯L時，第一電壓產生模組342不工作而不產生第二電壓V2。當發光命令CL為為連續的第一數位邏輯H或為連續的第二數位邏輯L時，控制器3B基於連續的第一數位邏輯H或為連續的第二數位邏輯L而控制第一電壓產生模組342產生第二電壓V2或控制第一開關Q1導通，使控制訊號Sc(區隔電位VI)被調整至直流電壓Vdc減去第二電壓V2或接地點GND的接地電壓。值得一提，於本發明之一實施例中，圖6未描述之元件、元件之間的耦接關係及其操作方式，皆與圖5A相同，在此不再加以贅述。此外，於本發明之一實施例中，第一單向導通元件344較佳的實施方式可以為二極體，但不 以此為限。舉凡可用以單向導通的元件(例如但不限於閘流體等)，皆應包含在本實施例之範疇當中。

請參閱圖7為本發明發光二極體燈串控制系統的控制方法流程圖，復配合參閱圖1~6。發光二極體燈串控制系統100控制系統的控制方法主要係控制發光二極體燈串控制系統100以控制訊號Sc的電位的高低搭配時間寬度來判斷”0”或”1”的數位邏輯，而不再是單純以時間寬度來判斷數位邏輯。控制方法包括，基於發光命令的第一數位邏輯而將控制訊號調整至第一電位(S100)。較佳的實施方式為，通過控制模組3基於發光命令CL的第一數位邏輯H相應的將控制訊號Sc的電位調整為第一電位VH(例如但不限於高的電位)。然後，基於發光命令的第二數位邏輯而將控制訊號調整至第二電位(S200)。較佳的實施方式為，通過控制模組3基於發光命令CL的第二數位邏輯L相應的將控制訊號Sc的電位調整為第二電位VL(例如但不限於低電位)。

然後，基於交錯排序的第一數位邏輯、第二數位邏輯而將控制訊號的電位依此交錯排序，徑直地由第一電位調整至第二電位，或徑直地由第二電位調整至第一電位(S300)。較佳的實施方式為，當發光命令CL包括彼此交錯排序的第一數位邏輯H及第二數位邏輯L時，控制模組3以不間斷的方式做電位調整，使控制訊號Sc具有接續變化的第一電位VH與第二電位VL。例如，控制模組3可基於接續出現第一數位邏輯H、第二數位邏輯L而將控制訊號Sc的電位直接且不間斷的由第一電位VH調整至第二電位VL，或者基於接續出現第二數位邏輯L、第一數位邏輯H而將控制訊號Sc的電位直接不間斷的由第二電位VL調整至第一電位VH。

然後，基於連續的第一邏輯將控制訊號的電位由第一電位調整至第二電位並做為區隔電位(S400)。較佳的實施方式為，控制模組3基於發光命令CL中，連續出現第一數位邏輯H時，將控制訊號Sc的電位由第一電位VH調整至第二電位VL並做為區隔電位VI，以用於區隔兩連續的第一電位VH。最後，基於連續的該第二邏輯將該控制訊號的電位由第二電位調整至第一電位並做為該區隔電位(S500)。較佳的實施方式為，控制模組3也可基於發光命令CL中，連續出現第二數位邏輯L時，將控制訊號Sc的電位由第二電位VL調整至第一電位VH並做為區隔電位VI以用於區隔產生連續兩第二電位VL。其中，由於必須要明確地區隔電位VI與第一電位VH、第二電位VL的差異，因此區隔電位VI具有第一時間寬度，第一電位VH具有第二時間寬度，且第二電位VL具有第三時間寬度。由於控制訊號Sc傳輸的時間越短越好，因此第一時間寬度小於該第二時間寬度，且該第一時間寬度小於該第三時間寬度為較佳的實施方式。值得一提，於本發明之一實施例中，步驟(S100)~(S500)細部的步驟，依發光二極體燈串控制系統100內部電路結構而定，其可配合參閱圖5A~6，在此不再加以贅述。

惟，以上所述，僅為本發明較佳具體實施例之詳細說明與圖式，惟本發明之特徵並不侷限於此，並非用以限制本發明，本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例，皆應包括於本發明之範疇中，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

100:發光二極體燈串控制系統

1:發光二極體燈串

12-1~12-4:發光二極體模組

122:控制器

LED:發光二極體

3:控制模組

Vdc:直流電壓

CL:發光命令

CD:驅動命令

H:第一數位邏輯

L:第二數位邏輯

Sc:控制訊號

VH:第一電位

VL:第二電位

VI:區隔電位

Claims (10)

1. 一種發光二極體燈串控制系統，包括：一發光二極體燈串，包括複數個發光二極體模組；及一控制模組，耦接該等發光二極體模組，且基於一發光命令提供一控制訊號控制該等發光二極體模組產生一發光行為；其中，該發光命令由複數個第一邏輯與複數個第二邏輯依特定排序組成，該控制模組基於該發光命令的該等第一數位邏輯與該等第二數位邏輯分別提供相應的複數個第一電位與複數個第二電位以組成該控制訊號；其中，當該發光命令包括交錯排序的第一數位邏輯及第二數位邏輯時，該控制模組基於該交錯排序，將該控制訊號的電位徑直地由第一電位調整至第二電位，或徑直地由第二電位調整至第一電位；其中，當該發光命令包括連續的第一邏輯時，該控制模組將該控制訊號的電位由第一電位調整至第二電位並做為一區隔電位，以用於區隔兩連續的第一電位；當該發光命令包括連續的第二邏輯時，該控制模組將該控制訊號的電位由第二電位調整至第一電位並做為該區隔電位，以用於區隔兩連續的第二電位；及其中，該區隔電位具有一第一時間寬度，該第一電位具有一第二時間寬度，且該第二電位具有一第三時間寬度；該第一時間寬度不同於該第二時間寬度與該第三時間寬度。
2. 如請求項1所述之發光二極體燈串控制系統，其中該控制模組包括：一電壓產生裝置，耦接該發光二極體燈串；及 一控制器，耦接該電壓產生裝置，以基於該發光命令控制該電壓產生裝置將該發光二極體燈串所接收的一直流電壓調整為該控制訊號。
3. 如請求項2所述之發光二極體燈串控制系統，其中該電壓產生裝置包括：一第一電壓產生電路，耦接該發光二極體燈串與該控制器；及一第二電壓產生電路，耦接該發光二極體燈串與該控制器；其中，該控制器通過控制該第一電壓產生電路產生一第一電壓，以將該控制訊號調整至該第一電位；該控制器通過控制該第二電壓產生電路產生一第二電壓，以將該控制訊號調整至該第二電位。
4. 如請求項3所述之發光二極體燈串控制系統，其中該第一電壓產生電路包括：一第一開關，耦接該發光二極體燈串與該控制器；其中，該控制器通過控制該第一開關導通而將一接地電壓作為該第一電壓，以將該發光二極體燈串所接收的一直流電壓做為該第一電位。
5. 如請求項4所述之發光二極體燈串控制系統，其中該第二電壓產生電路並聯該第一電壓產生電路，且包括：一第一穩壓元件，耦接該發光二極體燈串；及一第二開關，耦接該穩壓單元與該控制器；其中，該第一穩壓元件基於該控制器控制該第二開關導通而產生該第二電壓，以將該控制訊號調整至該直流電壓減去該第二電壓的該第二電位。
6. 如請求項4所述之發光二極體燈串控制系統，其中該第二電壓產生電路包括： 一第一電壓產生模組，耦接該發光二極體燈串與該第一開關之間的一節點；及一第一單向導通元件，耦接該節點與該第一電壓產生模組，且用以單向導通該節點至該第一電壓產生模組的路徑；其中，該控制器基於該第二邏輯而控制該第一電壓產生模組產生該第二電壓，以將該控制訊號調整至該直流電壓減去該第二電壓的該第二電位。
7. 如請求項1所述之發光二極體燈串控制系統，其中該第一時間寬度小於該第二時間寬度，且該第一時間寬度小於該第三時間寬度。
8. 一種發光二極體模組，用以接收包括複數個第一電位與複數個第二電位的一控制訊號，且該發光二極體模組包括：一LED控制器，通過一正極端與一負極端接收運作所需的一輸入電壓，且通過一訊號接收端接收該控制訊號；及至少一發光二極體LED，耦接該LED控制器；其中，該控制訊號依特定排序組成，且具有電位徑直變化的第一電位與第二電位，以及具有做為一區隔電位的第一電位及/或第二電位，用於區隔兩連續的第一電位及/或區隔兩連續的第二電位；該LED控制器基於區隔電位區隔兩連續的第一電位與兩連續的第二電位，以基於該等第一電位與該等第二電位相應地產生一驅動命令，並通過該驅動命令控制該至少一發光二極體產生一發光行為；及其中，該區隔電位具有一第一時間寬度，該第一電位具有一第二時間寬度，且該第二電位具有一第三時間寬度；該第一時間寬度不同於該第二時間寬度與該第三時間寬度。
9. 如請求項8所述之發光二極體模組，更包括：一訊號輸出端，用以將該LED控制器所接收的該控制訊號提供至後端所耦接的一擴充模組所使用。
10. 一種發光二極體燈串控制系統的控制方法，係基於一發光命令提供一控制訊號控制一發光二極體燈串的至少一發光二極體模組產生一發光行為，且該發光命令由複數個第一數位邏輯與複數個第二數位邏輯依特定排序組成，該控制方法包括下列步驟：基於該等第一數位邏輯而將該控制訊號的電位調整至複數個第一電位；基於該等第二數位邏輯而將該控制訊號的電位調整至複數個第二電位；基於交錯排序的第一數位邏輯、第二數位邏輯而將該控制訊號的電位依該交錯排序，徑直地由第一電位調整至第二電位，或徑直地由第二電位調整至第一電位；基於連續的第一邏輯將該控制訊號的電位由第一電位調整至第二電位並做為一區隔電位，以用於區隔兩連續的第一電位；及/或基於連續的該第二邏輯將該控制訊號的電位由第二電位調整至第一電位並做為該區隔電位，以用於區隔兩連續的第二電位；其中，該區隔電位具有一第一時間寬度，該第一電位具有一第二時間寬度，該第二電位具有一第三時間寬度；該第一時間寬度不同於該第二時間寬度與該第三時間寬度。

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