专利名称：两线式发光二极管调光系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种调光控制电路，特别是涉及一种应用于发光二极管(Light Emitting Diode, LED)灯具模块的两线式LED调光系统。
背景技术：
大多数消费者利用传统灯泡来提供照明，而传统钨丝灯泡亦为目前市面上主流的照明工具。然而，传统钨丝灯泡的效能奇差，在消耗的电能中，大约只有10%被转换成光能， 其余的电能绝大多数都成为无用的热能。相较于传统钨丝灯泡，发光二极管(Light Emitting Diode, LED)灯泡可将所消耗的电能几乎转化为光能。LED灯泡亦是一种几乎不发热的光源。另外，LED灯泡的启动时间较传统钨丝灯泡的启动时间较短，亦即LED灯泡较传统钨丝灯泡更能快速地到达稳定的亮度。因此，相较之下，LED灯泡具有节能、低散热、使用寿命长、点亮速度快等诸多优点。随着技术及成本的改善，传统灯泡有逐渐被LED灯泡取代的趋势。然而，LED灯泡可能会迫使使用者改变一些使用传统灯泡时的习惯，例如换灯泡的方式或控制灯泡调光的方法等，造成使用者的不便。因此，如何将现有线路架构作最低的更动，以及将传统灯泡的调光技术过渡为LED灯泡的调光技术，以减少使用者的不便，为这照明工程的世代交替中一重要的课题。
发明内容
本发明提供一种两线式发光二极管(Light Emitting Diode,LED)调光系统，用来对一 LED灯具模块进行调光控制。两线式LED调光系统包含一相位调制电路、一 LED驱动电路以及一控制器。相位调制电路耦接于一交流电源，用来产生一相位调制电源；其中该相位调制电路部份阻断该交流电源以使该相位调制电源的波形具有一不导通角。LED驱动电路耦接于该LED灯具模块与该相位调制电路，用来接收该相位调制电源以驱动该LED灯具模块。控制器耦接于该相位调制电路以及该LED驱动电路之间，用来根据该相位调制电源的波形的该不导通角，调整该LED驱动电路驱动该LED灯具模块的方式。
图1为说明本发明的两线式LED调光系统的示意图。图2为说明本发明的相位调制电路的实施例的示意图。图3为说明本发明的相位调制电路所产生的未调整的相位调制电源的第一波形的示意图。图4为说明本发明的相位调制电路所产生的相位调制电源的第二波形的示意图。图5为说明本发明的相位调制电路所产生的相位调制电源的第三波形的示意图。图6为说明本发明的相位调制电路所产生的相位调制电源的第四波形的示意图。附图符号说明
10两线式LED调光系统
11相位调制电路
12控制器
13整流电路
14LED驱动器
15LED灯具模块
01、02AC电源输入端
SW1、SW2、SW3开关
D1、D2二极管
DBl双向交流触发二极管
Ql双向交流触发三极管
Rl电阻
Cl电容
Vac相位调制电源
Vdc直流电压
Wl第一波形
W2第二波形
W3第三波形
W4第四波形
具体实施例方式请参考图1。图1为说明本发明的两线式LED调光系统10的示意图。两线式LED 调光系统10包含一相位调制电路11、一控制器12、一整流电路13、一 LED驱动电路14以及一 LED灯具模块15。相位调制电路11耦接于一 AC交流电源。如图所示，AC交流电源包含二输入端01与02，以输入交流电能，其中AC交流电源可为一市电。相位调制电路11耦接于AC交流电源的输入端&与整流电路13之间。AC交流电源提供交流电能给相位调制电路11 ；相位调制电路11再将调整过后的交流电能(亦即相位调制电路11所产生的相位调制电源Vac)提供给整流电路13。控制器12耦接于相位调制电路11以及LED驱动电路14 之间，用来检测相位调制电路输出的相位调制电源Vac。整流电路13耦接于相位调制电路 11及LED驱动器14之间，用来将相位调制电源Vac予以整流以产生一直流电压Vdc。LED 驱动电路14同时耦接于控制器12、LED灯具模块15以及整流电路13，用来接收该直流电压Vdc。相位调制电路11产生多种波形的相位调制电源Vac。控制器12根据不同波形的相位调制电源Vac，控制该LED驱动电路以驱动该LED灯具模块15使其产生不同亮度的光源。请参考图2。图2为说明本发明的相位调制电路11的实施例的示意图。相位调制电路11包含二极管Dl、D2、一电阻R1、一电容Cl、一双向交流触发二极管(DIAC)DBl以及双向交流触发三极管(TRIAC)Ql。双向交流触发三极管Ql可视为等效于两个反相并联的硅控整流器(Silicon ControlledRectifier, SCR)的一开关装置，并共用一栅极。硅控整流器为一栅极控制元件，于导通时可视为一二极管。因此，双向交流触发三极管Ql的作用类似于硅控整流器，但其负载电流方向可为双向。双向交流触发二极管DBl耦接于双向交流触发三极管Q1，用来触发双向交流触发三极管Q1。于本发明的一实施例中，相位调制电路11还包含串联的开关SW1、SW2、SW3。开关 SW2耦接于开关SWl及SW3之间，而开关SW1、SW2分别并联于二极管Dl、D2。AC交流电源的输入端02耦接于开关SW3。使用者可藉由开关SW1、SW2、SW3来使相位调制电路11产生不同波形的相位调制电源Vac，以对LED灯具模块15进行调光控制。举例来说，按下开关 Sffl可降低LED灯具模块15光源的亮度；按下开关SW3可增加LED灯具模块15光源的亮度；而开关SW2可将LED灯具模块15开启或关闭。须注意的是，此实施例的开关SW1、SW2、 SW3并非必须。只要控制器12能检测相位调制电源的波形，并控制LED驱动器14对LED灯具模块15执行相对应的动作(如增加/降低亮度或开/关等动作)，皆符合本发明的精神。请参考图3。图3为说明本发明的相位调制电路11所产生的未调整的相位调制电源Vac的第一波形Wl的示意图。于本实施例中，开关SW1、Sff2, SW3导通(亦即使用者并未按下任何一开关)。因此，相位调制电路11自AC交流电源接收一交流电能后，直接将该交流电能输出至整流电路13。相位调制电路11由AC交流电源所接收的该交流电能为一正弦波，因此相位调制电路11所输出的相位调制电源Vac亦为相同的正弦波。于此实施例中，控制器12检测到相位调制电源Vac为第一波形Wl，控制器12控制LED驱动电路14以开启LED灯具模块15。请参考图4。图4为说明本发明的相位调制电路11所产生的相位调制电源Vac的第二波形W2的示意图。于本实施例中，开关SW3未导通，而开关SW1、SW2导通(亦即使用者按下开关SW3)。当开关SW3未导通时，相位调制电路11由AC交流电源所接收的交流电能会经由二极管D2通过。然而，由于二极管D2逆向于该交流电能的方向，该交流电能仅有负电压的部分能通过二极管D2。该交流电能的正电压部分则会经由电阻Rl及电容Cl所形成的RC电路进行充电。因此，如图4所示，相位调制电源Vac的第二波形W2于每周期的相位0度与90度之间存在一不导通角。于此实施例中，控制器12检测到相位调制电源Vac 为第二波形W2，控制器12对应地控制LED驱动电路14来增加LED灯具模块15的亮度。请参考图5。图5为说明本发明的相位调制电路11所产生的相位调制电源Vac的第三波形W3的示意图。于本实施例中，开关SWl未导通，而开关SW2、SW3导通(亦即使用者按下开关SWl)。当开关SWl未导通时，相位调制电路11由AC交流电源所接收的交流电能会经由二极管Dl通过。然而，由于二极管Dl顺向于该交流电能的方向，该交流电能仅有正电压的部分能通过二极管D1。该交流电能的负电压部分则会经由电阻Rl及电容Cl所形成的RC电路对其进行充电。因此，如图5所示，相位调制电源Vac的第三波形W3于每周期的相位180度与270度之间存在一不导通角。于此实施例中，控制器12检测到相位调制电源Vac为第三波形W3，控制器12对应地控制LED驱动电路14来降低LED灯具模块15的亮度。请参考图6。图6为说明本发明的相位调制电路11所产生的相位调制电源Vac的第四波形W4的示意图。于本实施例中，开关SW2未导通(亦即使用者按下开关SW2)。当开关SW2未导通时，相位调制电路11由AC交流电源所接收的交流电能并不会通过二极管Dl 或D2。该交流电能的正电压及负电压部分皆会经过电阻Rl及电容Cl所形成的RC电路对其进行充电。因此，如图6所示，相位调制电源Vac的第四波形W4于每周期的相位0度与90度之间，以及相位180度与270度之间各存在一不导通角。于本实施例中，控制器12检测到相位调制电源Vac为第四波形W4，控制器对应的控制LED驱动电路14来关闭LED灯具模块15。藉由调整电阻Rl及电容Cl，交流电能对RC电路充电的时间亦会有所变化，亦即相位调制电源Vac波形的不导通角程度也会对应地改变。举例来说，若相位调制电源Vac波形于每周期的不导通角过大，例如在波形正弦部分的不导通角大于相位90度，RC电路消耗过多相位调制电路11由AC交流电源所接收的交流电能。RC电路消耗过多输入的交流电能可能导致两线式LED调光系统10后续的其它元件无法运作。相对来说，若相位调制电源 Vac波形每周期的不导通角过小，控制器12可能难以分辨该不导通角及讯号噪声的差异， 因而无法辨识相位调制电源Vac的波形。于本实施例中，相位调制电源Vac波形的不导通角存在于每周期的相位0度与90度之间，和/或相位180度与270度之间。如此，本发明的两线式LED调光系统10可将模拟输入(例如实施例的开关SWl SW3)数字化。举例来说，当控制器12检测到相位调制电源Vac为第一波形W1、第二波形 W2、第三波形W3或第四波形W4时，控制器12可对应地利用「00」、「01」、「10」或「11」等位来表示。更进一步地说，随着相位调制电源Vac波形的变化，控制器12的数字表现方式相对改变(例如由2位增至3位的「000」、「001」、「010」...等)，控制器12控制LED驱动电路14以使LED灯具模块15产生不同亮度或动作亦对应增加。请注意，在控制器12检测到相位调制电源Vac的不同波形时，控制器12对应控制 LED驱动电路14所执行的动作并不局限于上述实施例。控制器12根据不同波形的相位调制电源Vac，所要求LED驱动电路14执行的动作可为事先设定。举例来说，当控制器12检测到相位调制电源Vac的第二波形W2时，控制器12并不仅限制于如上述实施例中控制LED 驱动电路14使其增加LED灯具模块15所产生的光源的亮度。于另一实施例中，当检测到相位调制电源Vac为第二波形W2时，藉由事先设定控制器12，可调整LED驱动电路14以驱动LED灯具模块15产生如降低亮度等不同动作。另外，控制器12控制LED驱动电路所执行的动作并不仅仅局限于对LED灯具模块 15进行调光控制或开/关等动作。于另一实施例中，当检测到相位调制电源Vac的一特定波形时，控制器12可控制LED驱动电路14以使LED灯具模块15产生例如闪烁等特殊效果。综上所述，本发明的相位调制电路可产生多种波形的相位调制电源，控制器可检测相位调制电源的波形，来对应地控制LED驱动电路对LED灯具模块进行调光控制。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种两线式发光二极管调光系统，用来对一发光二极管灯具模块进行调光控制，包含一相位调制电路，耦接于一交流电源，产生一相位调制电源；其中该相位调制电路部份阻断该交流电源以使该相位调制电源的波形具有一不导通角；一发光二极管驱动电路，耦接于该发光二极管灯具模块与该相位调制电路，用来接收该相位调制电源以驱动该发光二极管灯具模块；及一控制器，耦接于该相位调制电路以及该发光二极管驱动电路之间，用来根据该相位调制电源的波形的该不导通角，调整该发光二极管驱动电路驱动该发光二极管灯具模块的方式。
2.如权利要求1所述的两线式发光二极管调光系统，还包含一整流电器，耦接于该相位调制电路以及该发光二极管驱动电路之间。
3.如权利要求1所述的两线式发光二极管调光系统，其中该相位调制电路包含一第一开关，一第二开关以及一第三开关。
4.如权利要求3所述的两线式发光二极管调光系统，其中当该第一开关、第二开关以及第三开关皆导通时，该相位调制电路产生的该相位调制电源为一第一正弦波。
5.如权利要求4所述的两线式发光二极管调光系统，其中当该相位调制电源为该第一正弦波时，该控制器调整该发光二极管驱动电路以驱动该发光二极管灯具模块产生一第一亮度。
6.如权利要求3所述的两线式发光二极管调光系统，其中当该第三开关未导通，而该第一开关及该第二开关导通时，该相位调制电路产生的该相位调制电源为一第二正弦波， 该第二正弦波的相位0度与90度之间具有该不导通角。
7.如权利要求6所述的两线式发光二极管调光系统，其中当该相位调制电源为该第二正弦波时，该控制器控制该发光二极管驱动电路以使该发光二极管灯具模块产生一第二亮度，其中该第二亮度大于该第一亮度。
8.如权利要求3所述的两线式发光二极管调光系统，其中当该第一开关未导通，而该第二开关及该第三开关导通时，该相位调制电路产生的该相位调制电源为一第三正弦波， 该第三正弦波的相位180度与270度之间具有该不导通角。
9.如权利要求8所述的两线式发光二极管调光系统，其中当该相位调制电源为该第三正弦波时，该控制器控制该发光二极管驱动电路以使该发光二极管灯具模块产生一第三亮度，其中该第三亮度小于该第一亮度。
10.如权利要求3所述的两线式发光二极管调光系统，其中当该第二开关未导通时，该相位调制电路产生的该相位调制电源为一第四正弦波，该第四正弦波的相位0度与90度之间，以及相位180度与270度之间各具有该不导通角。
11.如权利要求10所述的两线式发光二极管调光系统，当该相位调制电源为该第四正弦波时，该控制器控制该发光二极管驱动电路以关闭该发光二极管灯具模块。
全文摘要
一种两线式发光二极管(Light Emitting Diode，LED)调光系统，用来对一LED灯具模块进行调光控制。该两线式LED调光系统包含一相位调制电路、一LED驱动电路以及一控制器。该相位调制电路产生一相位调制电源。该控制器检测该相位调制电源。当控制器检测到不同波形的相位调制电源时，控制器对应控制LED驱动电路以致能该LED灯具模块显示不同亮度的光源。
文档编号H05B37/02GK102404905SQ20101028372
公开日2012年4月4日 申请日期2010年9月14日 优先权日2010年9月14日
发明者王世杰, 罗久琅, 苏卜儒, 蔡雨寰 申请人:伟诠电子股份有限公司