CN201426199Y - 调光装置与照明装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种调光装置与照明装置。调光装置包括整流单元、控制器、分压电路与电压转换器。整流单元用以整流交流电源以产生第一工作电压。分压电路用以输出第一工作电压的分压。控制器针对分压进行积分以取得平均电压值，并根据平均电压值输出脉波宽度调变信号。电压转换器用以驱动发光二极管，并根据脉波宽度调变信号调整发光二极管的驱动电压与驱动电流，其中控制器更根据电压转换器所输出的反馈信号调整脉波宽度调变信号。
Description
技术领域
本实用新型是有关于一种调光装置，且特别是有关于一种适用于LED发光二极管灯的调光装置。
背景技术
在照明装置的相关技术部分，通常具有调光器，用以控制电源以使得发光装置(例如灯泡)的发光除了开与关之外，亦可具有微调发光的效果。图1绘示传统的照明装置。请参照图1，照明装置100具有电源102、调光器104与灯泡106。电源102提供输入电压，其中输入电压可为交流电。当使用者透过调光器104控制灯泡106的发光效果时，调光器104会根据导通条件提供电压以微调灯泡106的发光效果。更进一步而言，传统照明装置所配置的发光装置，以电路结构来通常呈现电阻特性，例如传统的钨丝灯泡。
随着在节能减碳的科技趋势下，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)灯逐渐成为发光装置的选项之一。因此基于节省成本的考量，相关技术在不更动电源102与调光器104的情况下会以LED灯来替代灯泡106。惟LED灯以电路结构来通常呈现电容特性，于是当使用者透过调光器104控制LED灯的亮度时，电源102所输出的交流电经调光器104导通后，调光器104所提供的电压会使得LED灯呈现闪烁现象。
实用新型内容
本实用新型的示范实施例提供一种调光装置，可接收调光器所提供的交流电源以提供稳定的驱动电压与驱动电流。
本实用新型的示范实施例提供一种照明装置，可接收调光器所提供的交流电源以提供稳定的驱动电压与驱动电流，发光二极管依据驱动电压与驱动电流以提供相对应的稳定亮度。
本实用新型的示范实施例提供一种调光装置，适用于接收交流电源以驱动发光二极管。调光装置包括整流单元、控制器、分压电路与电压转换器。整流单元用以整流交流电源以产生第一工作电压。分压电路耦接于第一工作电压，用以产生对应于第一工作电压的分压。控制器耦接分压电路，对分压的电压进行积分以取得平均电压值，并根据平均电压值输出脉波宽度调变信号。电压转换器耦接控制器与发光二极管之间，用以驱动发光二极管并根据脉波宽度调变信号调整发光二极管的驱动电压与驱动电流，其中控制器更根据电压转换器所输出的反馈信号调整脉波宽度调变信号。
在本实用新型的一示范实施例中，上述整流单元包括整流器、滤波器与稳压器(Regulator)。整流器用以整流交流电源以产生第一工作电压。滤波器耦接于整流器的输出，用以输出滤波电压至电压转换器。稳压器耦接于滤波器的输出，用以输出第二工作电压至控制器。
在本实用新型的一示范实施例中，上述整流单元包括整流器、滤波器与稳压器。整流器用以整流交流电源以产生第一工作电压至电压转换器。滤波器耦接于整流器的输出，用以输出滤波电压。稳压器耦接于滤波器的输出，用以输出第二工作电压至控制器。
在本实用新型的一示范实施例中，上述电压转换器为降压电路。
在本实用新型的一示范实施例中，上述控制器为特定应用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit，ASIC)。
在本实用新型的一示范实施例中，上述交流电源为经由调光器调整后的交流电源。
本实用新型的示范实施例提供一种照明装置，适用于接收交流电源以进行照明，照明装置包括发光二极管与调光装置。调光装置耦接于发光二极管，用以转换交流电源以驱动发光二极管，调光装置包括整流单元、控制器、分压电路与电压转换器。整流单元用以整流交流电源以产生第一工作电压。分压电路耦接于第一工作电压，用以产生对应于第一工作电压的分压。控制器耦接分压电路，对分压的电压进行积分以取得平均电压值，并根据平均电压值输出脉波宽度调变信号。电压转换器耦接控制器与发光二极管之间，用以驱动发光二极管并根据脉波宽度调变信号调整发光二极管的驱动电压与驱动电流，其中控制器更根据电压转换器所输出的反馈信号调整脉波宽度调变信号。
基于上述，本实用新型所提供的照明装置包括调光装置与发光二极管，使具有发光二极管的照明装置可直接安装在传统的灯座上，并可以传统的调光器来进行调光。调光装置可接收调光器所提供的交流电源，并根据脉波宽度调变信号提供稳定的驱动电压与驱动电流，发光二极管依据驱动电压与驱动电流以提供相对应的稳定亮度。藉此，不仅可以调整发光二极管的亮度，同时可以避免发光二极管因交流电源的波形改变而产生闪烁的情况。
为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举示范实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是传统的照明装置。
图2是依照本实用新型的一示范实施例的照明装置。
图3是交流电源Vin的波形图。
图4是第一工作电压Vm的波形图。
图5是滤波电压Vf的波形图。
图6是脉波宽度调变信号PWMS的波形图。
图7是依照本实用新型的另一示范实施例的照明装置。
具体实施方式
图2绘示依照本实用新型的一示范实施例的照明装置。请参照图2，照明装置200包括调光器104、调光装置202与发光二极管204。调光装置202包括整流单元206、控制器208、电压转换器210与分压电路220。调光器104接收电源102所提供的输入电压Vs，并根据导通条件以输出交流电源Vin。本实施示范例中，调光器104可采用三极交流开关(Tri-electrode AC switch，TRIAC)以实施其功能，但不限制于此。除此之外，电源102可为市用的交流电源或电源供应器所提供的电源，但不限制于此。
整流单元206针对交流电源Vin进行整流，藉以产生第一工作电压Vm。由于第一工作电压Vm的功率或电压可能超过控制器208的负载，于是为了保护控制器208，第一工作电压Vm的可经由分压电路220，据以产生分压Vd以传输至控制器208。另一方面，控制器208根据分压Vd与电压转换器210所提供的反馈信号Vfb，据以产生脉波宽度调变信号PWMS。此外，电压转换器210可驱动发光二极管204，并且根据脉波宽度调变信号PWMS调整发光二极管204的驱动电压Vdr与驱动电流Idr。
整流单元206包括整流器212、滤波器214与稳压器216。整流器针对交流电源Vin进行整流，藉以产生第一工作电压Vm并传输至滤波器214，而滤波器214进一步输出滤波电压Vf到电压转换器210与稳压器216。稳压器216可输出第二工作电压Vdc至控制器208。
为了说明本实施示范例中照明装置200的运作，图3至图6绘示照明装置200运作时的相关信号或电压的波形图。图3绘示交流电源Vin的波形图。请参照图3，调光器104利用调整三极交流开关TRAIC的导通条件，藉以调整交流电源Vin的工作期间(duty cycle)与波形。换句话说，调光器104可调整交流电源Vin于半周的工作期间T1与T2。接着，整流器212可针对交流电源Vin进行整流，据以提供第一工作电压Vm，其中第一工作电压Vm的波形图如图4所示。
更进一步而言，请参照图3与图4，当交流电源Vin的工作期间与波形改变时，第一工作电压Vm的工作期间与波形亦会随之而改变。换句话说，第一工作电压Vm的工作期间T3与T4对应于输入电压Vs的导通波形，T3随着T1而改变，而T4则随着T2而改变。据此，整流单元206提供至发光二极管204的驱动电压Vdr与驱动电流Idr亦会随之改变，进而控制发光二极管204的亮度。在本实施示范例中，整流器212可采用桥式整流器(bridge rectifier)，但不限制于此。
除此之外，滤波器214用以接收第一工作电压Vm，并进行滤波以提供滤波电压Vf至电压转换器210，其中滤波电压Vf的波形图如图5所示。接着，稳压器216接收滤波电压Vf，并提供控制器208运作时的第二工作电压Vdc，以利控制器208运作。
在本实施示范例中，由于第一工作电压Vm的功率或电压可能超过控制器208的负载，于是为了保护控制器208，分压电路220可输出第一工作电压Vm的分压Vd，藉以保护控制器208。分压电路220可包括电阻R1与R2，电阻R1的一端耦接整流器212，用以接收第一工作电压Vm，电阻R1的另一端耦接电阻R2的一端，电阻R2的另一端耦接于接地端Vss，其中电阻R1与R2的共同节点输出分压Vd。
根据上述，第二工作电压Vdc提供控制器208运作时的电源，控制器208可针对分压Vd进行积分以取得平均电压值。据此，控制器208可利用平均电压值以及电压转换器210所反馈的反馈信号Vfb来调整脉波宽度调变(pulse widthmodulation，PWM)信号PWMS。本实施例中，控制器208可采用特定应用集成电路(ASIC)来实现实施控制器208，但不限制于此。
图6绘示脉波宽度调变信号PWMS的波形图。脉波宽度调变信号PWMS具有工作期间T5与T6。根据上述，控制器208可针对第一工作电压Vm的分压Vd进行积分以取得平均电压值，并根据平均电压值输出脉波宽度调变信号PWMS。
另一方面，电压转换器210可根据脉波宽度调变信号PWMS调整驱动电压Vdr与驱动电流Idr以调整发光二极管204的亮度。举例而言，当工作期间T5与T6越长时，电压转换器210可输出较大的驱动电压Vdr与驱动电流Idr，使得发光二极管204的亮度越亮。相反地当工作期间T5与T6越短时，较小的驱动电压Vdr与驱动电流Idr使得发光二极管204的亮度越暗。发光二极管204的一端耦接于电压转换器210的输出，而另一端耦接于接地端Vss。此外，透过电压转换器210所提供的驱动电压Vdr与驱动电流Idr较为稳定，可以使得发光二极管204提供稳定亮度，并减少闪烁现象。
在本实施示范例中，电压转换器210可为降压电路，亦可采用降压式转换器(buck converter)以实施其功能，但不限制于此。除此之外，电压转换器210可输出反馈信号Vfb至控制器208，控制器208可参考反馈信号Vfb进而调整脉波宽度调变信号PWMS。此反馈信号Vfb中包括电压转换器210所输出的驱动电压Vdr与驱动电流Idr的状态。
根据上述本实施示范例说明，使用者可透过调光器104与调光装置202控制发光二极管204的亮度。使用者可透过调光器104调整交流电源Vin，使得交流电源Vin具有工作期间T1与T2。整流器212针对交流电源Vin进行整流，并输出具有工作期间T3与T4的第一工作电压Vm，其中T3随着T1而改变，而T4则随着T2而改变。接着，控制器208可针对分压Vd进行积分以取得平均电压值，并据以提供脉波宽度调变信号PWMS至电压转换器210。
最后，电压转换器210提供稳定的驱动电压Vdr与驱动电流Idr，可以使得发光二极管204提供稳定的亮度，并减少闪烁现象。据此，当整流器212所接收的交流电源Vin改变时，电压转换器210所提供的驱动电压Vdr与驱动电流Idr将会随着脉波宽度调变信号PWMS的工作期间T5与T6相对应地改变，于是发光二极管204提供的亮度亦会随之改变，进而达到调整发光二极管204亮度的功能。
本实用新型的示范实施例除了可以依照上述图2揭露据以实施外，亦有其它示范实施例可据以实施。图7绘示依照本实用新型的另一示范实施例的照明装置。请参照图7，相关构成元件、电压与信号可参照上述图2所述，于此不再赘述。详而言之，图7与图2个别所述的实施例差异在于，图7中电压转换器210接收来自于整流器212的输出第一工作电压Vm，并根据脉波宽度调变信号PWMS调整驱动电压Vdr与驱动电流Idr以调整发光二极管204的亮度。
综上所述，本实用新型所提供的照明装置包括调光装置与发光二极管，使具有发光二极管的照明装置可直接安装在传统的灯座上，并可以传统的调光器来进行调光。调光装置针对调光器所提供的交流电源进行整流，除了针对第一工作电压的分压进行积分以取得平均电压值，并且根据平均电压值输出脉波宽度调变信号以调整电压转换器，让电压转换器可以提供稳定的驱动电压与驱动电流给发光二极管，藉此，不仅可以调整发光二极管的亮度，同时可以避免发光二极管因交流电源的波形改变而产生闪烁的情况。
虽然本实用新型已以示范实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可根据上述的示范实施例所教导、揭露或暗示的内容作些许的更动与润饰，故本实用新型的保护范围当以权利要求所界定的为准。
Claims (12)
1.一种调光装置，适用于接收一交流电源以驱动一发光二极管，其特征在于，该调光装置包括：
一整流单元，用以整流该交流电源以产生一第一工作电压；
一分压电路，耦接于该第一工作电压，用以产生对应于该第一工作电压的一分压；
一控制器，耦接于该分压电路，对该分压的电压进行积分以取得一平均电压值，并根据该平均电压值输出一脉波宽度调变信号；以及
一电压转换器，耦接于该控制器与该发光二极管之间，用以驱动该发光二极管并根据该脉波宽度调变信号调整该发光二极管的一驱动电压与一驱动电流；
其中，该控制器更根据该电压转换器所输出的一反馈信号调整该脉波宽度调变信号。
2.如权利要求1所述的调光装置，其特征在于，该整流单元包括：
一整流器，用以整流该交流电源以产生该第一工作电压；
一滤波器，耦接于该整流器的输出，用以输出一滤波电压至该电压转换器；以及
一稳压器，耦接于该滤波器的输出，用以输出一第二工作电压至该控制器。
3.如权利要求1所述的调光装置，其特征在于，该整流单元包括：
一整流器，用以整流该交流电源以产生该第一工作电压至该电压转换器；
一滤波器，耦接于该整流器的输出，用以输出一滤波电压；以及
一稳压器，耦接于该滤波器的输出，用以输出一第二工作电压至该控制器。
4.如权利要求1所述的调光装置，其特征在于，该电压转换器为一降压电路。
5.如权利要求1所述的调光装置，其特征在于，该控制器为一特定应用集成电路。
6.如权利要求1所述的调光装置，其特征在于，该交流电源为经由一调光器调整后的交流电源。
7.一种照明装置，适用于接收一交流电源以进行照明，其特征在于，该照明装置包括：
一发光二极管；以及
一调光装置，耦接于该发光二极管，用以转换该交流电源以驱动该发光二极管，该调光装置包括：
一整流单元，用以整流该交流电源以产生一第一工作电压；
一分压电路，耦接于该第一工作电压，用以产生对应于该第一工作电压的一分压；
一控制器，耦接于该分压电路，对该分压的电压进行积分以取得一平均电压值，并根据该平均电压值输出一脉波宽度调变信号；以及
一电压转换器，耦接于该控制器与该发光二极管之间，用以驱动该发光二极管并根据该脉波宽度调变信号调整该发光二极管的一驱动电压与一驱动电流；
其中，该控制器更根据该电压转换器所输出的一反馈信号调整该脉波宽度调变信号。
8.如权利要求7所述的照明装置，其特征在于，该整流单元包括：
一整流器，用以整流该交流电源以产生该第一工作电压；
一滤波器，耦接于该整流器的输出，用以输出一滤波电压至该电压转换器；以及
一稳压器，耦接于该滤波器的输出，用以输出一第二工作电压至该控制器。
9.如权利要求7所述的照明装置，其特征在于，该整流单元包括：
一整流器，用以整流该交流电源以产生该第一工作电压至该电压转换器；
一滤波器，耦接于该整流器的输出，用以输出一滤波电压；以及
一稳压器，耦接于该滤波器的输出，用以输出一第二工作电压至该控制器。
10.如权利要求7所述的照明装置，其特征在于，该电压转换器为一降压电路。
11.如权利要求7所述的照明装置，其特征在于，该控制器为一特定应用集成电路。
12.如权利要求7所述的照明装置，其特征在于，该交流电源为经由一调光器调整后的交流电源。
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