WO2012068715A1 - 可遥控的led灯控制装置 - Google Patents

Description

可遥控的 LED灯控制装置 技术领域

本发明涉及一种 LED灯控制装置， 特别是指具有无线控制功能的 LED灯 的控制装置。

背景技术

现今 LED灯的发光效率已高于一般的白炽灯泡， 且 LED灯也不像冷阴极 萤光管 (CCFL)含有有害的化学物质， 是具有高环保性的产品， 例如室内用的照 明灯具、 户外的显示或指示灯具、 路灯等， 皆已逐渐使用 LED 灯来取代传统 灯具。

LED灯要亮起来得靠驱动器， 驱动器的作用是对 LED灯提供稳定而可靠 的电力， 然而无论采用那一类驱动器， 且无论大小或功率， 驱动 LED 的电流 必须保持固定， 这样 LED的优点才可充分发挥出来。 LED灯的电流可以由脉 冲宽度调制 （PWM) 和脉冲频率调制 （PFM) 来调节。

中国台湾专利 M367541 揭露了一种发光二极管灯具遥控模组， 其灯具组 中具有无线传输单元， 用以接收遥控讯号； 灯具中具有脉宽调整单元及照明驱 动单元的组合， 其用以点亮 LED 灯， 因此， 脉宽调整单元及照明驱动单元的 组合作为 LED驱动器。

中国台湾专利 M324747揭露了一种 LED灯控制装置， 其具有无线或有线 控制的功能， 可控制一个 LED灯驱动器， 然而该专利中没有揭露 LED灯驱动 器的构成。

中国台湾专利 1314718揭露了一种并联式发光二极管驱动装置， 其具有一 个适应性电压控制器， 用以针对不同的 LED 灯提供对应的电压， 其中适应性 电压控制器 (等同 LED驱动器）由电晶体、 电容、 电感及萧基二极管构成； 此外 该专利公开了 PWM调控功能。

中国台湾专利 M330540揭露了一种 LED调光驱动电路， 其利用 PWM模 组结合稳压模组及调压模组来控制 LED灯， 换言之， PWM模组结合稳压模组 及调压模组等同 LED灯的驱动器。

在上述的各专利中， LED驱动器多由 PWM模组搭配其他电路 /模组构成， 此外也利用 PWM模组的可调性来进行 LED灯的亮度控制。 然而 LED灯的功 率愈大，所搭配使用的驱动器体积也随之变大，成本高且会有较高的发热情形， 造成能源的浪费。 发明内容

本发明的目的在于提供一种可遥控的 LED 灯控制装置， 其具有体积小、 成本低的功效， 而且该控制装置不易发热， 可减少能源损耗。

为了实现上述目的， 本发明采用了以下技术方案：

一种可遥控的 LED灯控制装置，其用以连接外部电力和至少一个 LED灯， 其特征在于：

该控制装置包括： 一个第一整流稳压模组， 该第一整流稳压模组电性连接 该外部电力， 且该第一整流稳压模组用以输出稳定的低电压电流； 一个第二整 流稳压模组， 该第二整流稳压模组电性连接该外部电力且与该第一整流稳压模 组形成电性并联， 该第二整流稳压模组用以输出稳定的高电压电流； 至少一个 高电压电流调节器， 该至少一个高电压电流调节器电性连接该第二整流稳压模 组和该 LED 灯， 并且输出稳定的高电压直流电； 一个无线传输模组， 该无线 传输模组电性连接该第一整流稳压模组和该 LED 灯， 且该无线传输模组接收 一个遥控讯号， 该无线传输模组具有一个微控制器， 该微控制器电性连接一个 记忆体、 一个通讯模组和一个脉宽调整单元；

其中， 该第一整流稳压模组所输出的低电压直流电用以供给该无线传输模 组； 该第二整流稳压模组搭配该高电压电流调节器提供高电压和电流， 以驱动 该 LED 灯； 该无线传输模组用以接收该遥控讯号； 该遥控讯号用以调整该脉 宽调整单元的输出电压， 藉此改变该 LED灯的发光功率。

本发明的优点是： 本发明体积小、 成本低， 不易发热， 可减少能源损耗。 本发明可遥控开断路， 除了方便控制外，还可以在断路状态下， 减少待机耗电， 达到真正节能的效果。 本发明可以搭配电流侦测单元、 温度感测单元分别进行 电流异常、 温度异常的侦测， 并以侦测讯号进行故障回报、 停电回报、 漏电回 报以及自动调光功能。

附图说明

图 la是本发明配置在户外路灯及讯号传递的示意图；

图 lb是本发明搭配外部电力、 LED灯及遥控器的系统示意图；

图 2是本发明搭配外部电力及 LED灯的结构示意图；

图 3是本发明的无线传输模组的结构及其搭配 LED灯的示意图； 图 4是本发明具有并联电流调节器的实施例示意图；

图 5是本发明另一实施例的架构示意图。

具体实施方式 请参阅图 la, 本发明所揭露的控制装置 10可配置在户外的路灯 60上， 并 且可藉由适当的控制器或遥控器加以控制路灯 60上的控制装置 10， 达到控制 LED灯 30的目的，或利用控制器或遥控器接收路灯 60或 LED灯 30的检测讯 号。 特别是， 相邻或邻近的控制装置 10都可以是控制 /检测讯号 62 的传送节 点， 或做为控制 /检测讯号 62的路由器 (router)。

本发明除了可以应用于户外的路灯 60之外，也可应用于室内的 LED灯 30 或类似的照明装置。

请参阅图 lb， 本发明所揭露的控制装置 10用以连接外部电力 20及 LED 灯 30。更进一步而言，控制装置 10可以接收一个遥控器 40所输出的遥控讯号。

请参阅图 2， 控制装置 10包括：

一个第一整流稳压模组 11， 由电桥电路、 电容、 电阻及二极管构成， 其电 性连接外部电力 20且将交流电力转换成直流电。 此外， 经由第一整流稳压模 组 11 作用的输出电力具有较小的电压， 根据本发明实施例的需要， 输出电压 可以为 3.3伏特。

一个第二整流稳压模组 12， 由电桥电路、 电容构成， 其电性连接外部电力 20， 其可以将外部交流电力进行整流并且输出高电压的电流。

一个高电压电流调节器 13，其电性连接该第二整流稳压模组 12及 LED灯 30。 值得注意的是， 该高电压电流调节器 13 为高电压输入的线性调节元件。 例如，藉由该高电压电流调节器 13可在 10V~120V直流电压下供应 20mA±10% 的固定电流 (此电流、 电压仅作示例说明， 并非用以限制本发明所使用的电流、 电压)。 根据高电压电流调节器 13的特性， 其可当作一个固定的电流源极或固 定的电流集极。

一个无线传输模组 14， 其电性连接第一整流稳压模组 11及 LED灯 30。 请进一步参阅图 3， 无线传输模组 14具有一个微控制器 (MCU)140， 其电 性连接一个记忆体 141、一个通讯模组 142及一个脉宽调整单元 (PWM)143。其 中， 通讯模组 142为符合 IEEE 802.15.4通讯协议的通讯元件， 例如 Zigbee元 件。 脉宽调整单元 143与 LED灯 30电性连接。 一个讯号处理单元 144可以配 置在无线传输模组 14上或为独立装置且电性连接微控制器 140。此外， 一个电 流侦测单元 145电性连接讯号处理单元 144及 LED灯 30。 再者， 一个温度感 测单元 146电性连接讯号处理单元 144及 LED灯 30。 还有一个电子式内部开 关 147配置在无线传输模组 14中， 且电性连接微控制器 140及 LED灯 30。

在图 la中，已知相邻或邻近的控制装置 10是可作为控制 /检测讯号的节点 或路由器，更具体而言，该控制装置 10是利用无线传输模组 14的通讯模组 142 的功能， 使其可以形成讯号的节点或路由器。

请再参阅图 2， 第一整流稳压模组 11所输出的直流电具有较小电压， 所以 可作为无线传输模组 14所需的电力来源， 第二整流稳压模组 12搭配高电压电 流调节器 13可以提供高电压的直电流， 且用以驱动 LED灯 30。

请再参阅图 3， 无线传输模组 14中的通讯模组 142用以接收遥控讯号。该 遥控讯号具有指令封包， 其中包含调整脉宽调整单元 143的指令， 因此， 可藉 此调整脉宽调整单元 143的输出电压， 换言之， 可改变 LED灯 30的端电压， 进而改变 LED灯 30的发光功率。

此外， 电流侦测单元 145可用以侦测通过 LED灯 30的电流强度， 并且将 侦测结果传送至讯号处理单元 144 搭配微控制器 140进行讯号处理， 以判读 LED灯 30是否处在正常状态。 例如， 以 LED灯 30组成的路灯若具有故障、 停电、 漏电或其他状态时， 异常讯号可以藉由通讯模组 142传送至远方通知维 修单位。 由于 Zigbee单元的传输距离较短，但具有跳跃接续传送及身份识别的 功能， 所以仍可以达到远距离传送的效果， 当然也可以搭配远距离的传送单元 来传送异常讯号。

温度感测单元 146与讯号处理单元 144的组合， 可用以侦测 LED灯 30的 发热情形， 倘若处在过热情形， 微控制器 140可以发出讯息调整脉宽调整单元 143的输出电压， 藉此调整 LED灯 30的亮度或功率。

内部开关 147电性连接微控制器 140及 LED灯 30， 且其形成通路或断路 可藉由遥控方式加以控制。 特别是在断路时， 因为可以使 LED灯 30也处在断 路状态， 所以 LED灯 30不产生待机耗电的情形， 至于无线传输模组 14则需 处在待机状态， 然而其所需的电力小， 所以待机耗电量小， 可以达到节能的效 果。

本发明所揭露的各模组所占用的体积小， 而且高电压电流调整器 13 可以 是晶片形式或被封装成颗粒状， 因此整个控制装置的体积可被缩小化且远小于 一般的驱动器， 此外本发明所揭露的控制装置 10可以降低热效应， 达到节能 的效果。 并且， 根据前述实施例的说明， 本发明所揭露的控制装置 10具有遥 控调整亮光效率或自动调整亮光效率的功能， 此外， 还可以自动进行异常侦测 与回报， 以及降低待机耗电达到节能的效果。 其次， 可以由远端传送一道控制 或遥控讯号， 并藉由无线传输模组可以跳跃接续传送及传送讯号功能， 将该控 制或遥控讯号传给指定的 LED灯 30， 例如 LED路灯， 该控制或遥控讯号包含 通路 /断路 (on/off)讯号、 闪烁、 调光等。

请参阅图 4，本发明的另一实施例是将多个高电压电流调节器 13并联且连 接第二整流稳压模组 12与 LED灯 30。此实施例中， 并联的高电压电流调节器 13的组合可以输出较大的电流， 因此，可用来驱动需要较大电力的 LED灯 30。 根据前述实施例的教导， 已知高电压电流调节器 13 的体积小， 因此即使多个 并联在一起也不致形成庞大的体积。

请参阅图 5， 在第一整流稳压模组 11、 第二整流稳压模组 12与外部电力 20之间可以配置一个保护器 51， 例如包含防突波及防雷击模组， 分别用以吸 收突波及避免雷击。 特别是 LED灯 30为户外设备用时， 加入的保护器 51具 有保护电路及设备的功能。 再者， 还可以加入一个功率因素修正器 52(Power Factor Controller; PFC), 其用以补偿各元件在运作时所损耗的功率， 藉此可使 得 LED灯 30达到预期的使用功率。

Claims

权利要求

1、 一种可遥控的 LED灯控制装置， 其用以连接外部电力和至少一个 LED 灯， 其特征在于：

该控制装置包括：

一个第一整流稳压模组， 该第一整流稳压模组电性连接该外部电力， 且该 第一整流稳压模组用以输出稳定的低电压电流；

一个第二整流稳压模组， 该第二整流稳压模组电性连接该外部电力且与该 第一整流稳压模组形成电性并联， 该第二整流稳压模组用以输出稳定的高电压 电流；

至少一个高电压电流调节器， 该至少一个高电压电流调节器电性连接该第 二整流稳压模组和该 LED灯， 并且输出稳定的高电压直流电；

一个无线传输模组， 该无线传输模组电性连接该第一整流稳压模组和该 LED灯， 且该无线传输模组接收一个遥控讯号， 该无线传输模组具有一个微控 制器， 该微控制器电性连接一个记忆体、 一个通讯模组和一个脉宽调整单元； 其中， 该第一整流稳压模组所输出的低电压直流电用以供给该无线传输模 组；

该第二整流稳压模组搭配该高电压电流调节器提供高电压和电流， 以驱动 该 LED灯；

该无线传输模组用以接收该遥控讯号；

该遥控讯号用以调整该脉宽调整单元的输出电压， 藉此改变该 LED 灯的 发光功率。

2、 如权利要求 1所述的可遥控的 LED灯控制装置， 其特征在于： 还包括 一个讯号处理单元和一个电流侦测单元， 该讯号处理单元电性连接该电流侦测 单元和该微控制器， 该电流侦测单元电性连接该 LED灯。

3、 如权利要求 1所述的可遥控的 LED灯控制装置， 其特征在于： 还包括 一个讯号处理单元和一个温度感测单元， 该讯号处理单元电性连接该温度感测 单元和该微控制器， 该温度感测单元电性连接该 LED 灯， 该温度感测单元所 测到的讯息经处理后用以改变该脉宽调整单元的输出电压。

4、 如权利要求 1所述的可遥控的 LED灯控制装置， 其特征在于： 该高电 压电流调节器具有多个， 且各个高电压电流调节器互相并联， 以提高输出的电 流。

5、 如权利要求 1所述的可遥控的 LED灯控制装置， 其特征在于： 还包括 一个电子式的内部开关， 该内部开关配置在该无线传输模组中， 该内部开关电 性连接该微控制器和该 LED灯， 该遥控讯号用以控制该内部开关。

6、 如权利要求 1所述的可遥控的 LED灯控制装置， 其特征在于： 该无线 传输模组中的通讯模组符合 IEEE 802.15.4的通讯协定。

7、 如权利要求 1所述的可遥控的 LED灯控制装置， 其特征在于： 还包括 一个保护器， 该保护器包括防突波和防雷击模组， 该保护器电性串联配置在该 外部电力与该第一整流稳压模组、 第二整流稳压模组之间。

8、 如权利要求 1所述的可遥控的 LED灯控制装置， 其特征在于： 还包括 一个功率因素修正器， 该功率因素修正器串联配置在该外部电力与该第一整流 稳压模组、 该第二整流稳压模组之间。

9、 如权利要求 1所述的可遥控的 LED灯控制装置， 其特征在于： 该控制 装置配置在户外的路灯上， 且相邻或邻近的控制装置作为控制 /检测讯号的节 点或路由器。