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TWI405499B - Voltage series of light - emitting diode string module - Google Patents

Voltage series of light - emitting diode string module Download PDF

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TWI405499B
TWI405499B TW097115711A TW97115711A TWI405499B TW I405499 B TWI405499 B TW I405499B TW 097115711 A TW097115711 A TW 097115711A TW 97115711 A TW97115711 A TW 97115711A TW I405499 B TWI405499 B TW I405499B
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    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

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Description

電壓串聯式之發光二極體燈串模組
本發明係有關一種燈串模組，尤指一種以電壓串聯式電性連結多組發光二極體燈串模組。
發光二極體是一種固態的半導體元件，屬冷光發光，具有體積小、壽命長、耗電量低、反應速率快、耐震性特佳等優點，近年來的LED燈串已被廣泛的運用樹木、造景、景觀窗、招牌以及大樓外牆的裝飾上，以增添被裝飾物的外觀美。
目前已公開的LED燈串模組大致上有兩種，如第一圖所示的LED燈組100係以陽極接腳101及陰極接腳102與該電源轉換器200形成並聯方式連結，將電源轉換器200的訊號線201與該LED燈組100的訊號輸入端103連結，而訊號輸出端104與下一個LED燈組100的訊號輸入端103連結。當電源轉換器200的訊號線201輸出一控制訊號時，可以選擇性、逐一或全部等方式來驅動LED燈組100產生明滅的變化。但是此種的連結方式所消耗電流較大，也就是電源轉換器200為了要能供應大電流，電源轉換器不易製作，而且成本較高，或者是說可並聯的LED燈組100有限。
該第二圖所展現的LED燈組100係與電源轉換器200的電源輸出端形成串聯式，而電源轉換器200的訊號線201與該LED燈組100的訊號輸入端103連結，而號輸出 端端104與下一個LED燈組100的訊號輸入端103連結。在電源轉換器200輸出一控制訊號時，也可以選擇性、逐一或全部等方式來驅動LED燈組100產生明滅的變化。此種LED燈組100採串聯方式連結，故電流小，該電源轉換器200容易製作，且成本低。但是，可串的LED燈組100受到限制，必需視電源轉換器200所供應的直流電壓而定，亦是串越多LED燈組100時，所需的電壓就越高，需越高電壓電源時，該電源轉換器不易製作，而且成本也相對提高。
由於上述之LED燈組100在串接多組時，將受到電源及成本等諸多限制。而且，以該LED燈組100所串接完成的第一圖或第二圖之燈串模組設計，也無法與另一組燈串模組進行串聯連結。因此，如何讓LED燈組所組成的燈串模組可與另一燈串模組進行串接，乃是本發明所要解決的課題。
有鑑於習知的燈串模組缺失，本發明利用電壓串聯方式來電性連結多組LED所串接而成的燈串模組，以解決耗電量及LED燈組串接受到限制等問題。
為達上述之目的，本發明提出一種電壓串聯式之發光二極體燈串模組，包括：一第一LED燈串模組及第二LED燈串模組。該第一LED燈串模組及第二LED燈串模組至少包括：一電源轉換控制器、至少一LED燈串、一訊號輸出/輸入連接頭、一電源插頭及插座。在第一LED燈串模組 與第二LED燈串模組電性連結時，該第一LED燈串模組的電源插頭以插接於家用室電，而第二LED燈串模組的電源插頭則插接於該第一LED燈串模組的電源插座上，使第一LED燈串模組及第二LED燈串模組通電。而訊號輸出連接頭與該訊號輸入連接頭電性連結。在控制時，該微控制單元由訊號輸出控制端(DO)輸出一控制訊號，在訊號傳遞至每個LED燈串時，可以選擇性、逐一或全部等方式來驅動發光二極體點亮，使第一LED燈串模組及第二LED燈串模組的燈串或在不同時間裡或同個時間裡產生多種亮、不亮或閃爍等多種變化。
茲有關本發明之技術內容及詳細說明，現配合圖式說明如下：請參閱第三圖，係本發明之第一LED燈串模組示意圖。如圖所示：本發明之電壓串聯式之發光二極體燈串模組，具有一第一LED燈串模組10。該第一LED燈串模組10，包括：一電源轉換控制器1、至少一LED燈串2及一訊號輸出連接頭3。
該電源轉換控制器1，係至少由一電源轉換單元11及一微控制單元12。該電源轉換單元11輸入端電性連結有一電源插頭111及電源插座112，該電源插頭111係以將交流電源輸入後，經過電源轉換單元11將交流電源轉換成一直流電源輸出，該電源插座112則提供第二LED燈串模組20的電源插頭插接。該微控制單元12提供有一訊號輸出控 制端(DO)121與LED燈串2電性連結，且該微控制單元12其內部載入有控制LED燈串2或控制LED燈串2其一發光二極體亮與不亮的動作程式。在本圖式中，該電源轉換單元11至少包含：一整流電路、一濾波電路、一穩壓電路與該微控制單元12電性連結，或一整流電路、一濾波電路與該微控制單元12電性連結，如第四圖a~d之四種狀態。而且，該電源轉換單元11除了與該微控制單元12電性連結使用外，還可以搭配專用積體電路12a、控制電路12b及資料輸出單元12c等，如第四圖b~d所示。
該LED燈串2，由複數個多色或全彩發光二極體21串聯組成，該每個發光二極體21包括：一陽極接腳(V+)211、一陰極接腳(V-)212、一訊號輸入接腳(DI)213及一訊號輸出接腳(DO)214。該多色或全彩發光二極體21其內部更包含有一控制器215，及與控制器215電性連結之紅色發光二極體晶片216、綠色發光二極體晶片217及藍色發光二極體晶片218，如第五圖a、b所示。在LED燈串2的每個發光二極體21電性連結時，以第一個發光二極體21的陽極接腳211的電源轉換單元11的所輸出的正電壓(VDC+)連結，該第一個發光二極體21的陰極接腳212與第二個發光二極體21的陽極接腳211連結，至最後一個發光二極體21的陰極接腳212與電源轉換單元11的所輸出的負電壓(VDC-)連結。另，第一個發光二極體21的訊號輸入接腳213與微控制單元12的訊號輸出控制端121電性連結，該訊號輸出接腳214則與第二個發光二極體21的訊號輸入接腳213電性 連接到最後一個發光二極體21。
該訊號輸出連接頭3，為連接器，係具有第一輸入端31及第二輸入端32。該第一輸入端31與該LED燈串2最後一個發光二極體21的陰極接腳212及電源轉換單元11的所輸出的負電壓(VDC-)連結電性連結，該第二輸入端32係與與該LED燈串2最後一個發光二極體21的訊號輸出接腳(DO)214電性連結。在該訊號輸出連接頭3與第二燈串模組(圖中未示)電性連結時，僅將第一LED燈串模組10的控制訊號傳至於第二LED燈串模組20中。
請參閱第六圖，係本發明之第二LED燈串模組示意圖。如圖所示：該第二燈串模組20，係與該第一燈串模組10大致相同，所不同處係在於該燈串5的第一個發光二極體51的一陽極接腳(V+)511及最後一個發光二極體51的一陰極接腳(V-)512與一電源轉換單元4電性連接。由於該第二LED燈串模組僅只有電源轉換單元4(如第四圖a~d的電源轉換單元)，但是第一個發光二極體51的訊號輸入接腳513不與該電源轉換單元4電性連結。另，將該第一個發光二極體51的訊號輸入接腳513連接有一訊號輸入連接頭6，該訊號輸入連接頭6與該第一LED燈串模組10的訊號輸出連接頭3電性連結。該第二LED燈串模組20的最後一個發光二極體51之訊號輸入接腳514電性連結有一訊號輸出連接頭6'，該訊號輸出連接頭6'可與下一組的第二LED燈串模組20之訊號輸入連接頭6電性連結。
請參閱第七圖，係本發明之第一LED燈串模組與第二 LED燈串模組電性連結示意圖。如圖所示：在LED燈串模組串接時，該第一LED燈串模組10與第二LED燈串模組20串接後，該第二LED燈串模組20還可以再串接多組的第二LED燈串模組20。在本發明中僅以第一LED燈串模組10與第二LED燈串模組20的串接進行說明。
在第一LED燈串模組10與第二LED燈串模組20電性連結時，該第一LED燈串模組10的電源插頭111係以插接於家用室電，而第二LED燈串模組20的電源插頭41則插接於該第一LED燈串模組10的電源插座112上，該電源插座42供下一個第二LED燈串模組20之電源插頭41插接，使第一LED燈串模組10及第二LED燈串模組20通電。而訊號輸出連接頭3與該訊號輸入連接頭6電性連結。
在控制時，該微控制單元12由訊號輸出控制端(DO)121輸出一控制訊號，在訊號傳遞至每個LED燈串2或5時，由每個發光二極體21或51內部的控制器(如第五圖b)215接收控制訊號後，使該控制器215以選擇性、逐一或全部等方式來驅動紅色發光二極體晶片216、綠色發光二極體晶片217及藍色發光二極體晶片218點亮，使第一LED燈串模組10及第二LED燈串模組20的燈串2或5在不同時間裡或同個時間裡產生多種亮、不亮或閃爍或規律或不規律等多種變化。
請參閱第八圖，係本發明之另一實施例示意圖。如圖所示：在本實施例中，所揭露之技術與前圖大致相同，所不同處僅在於第一LED燈串模組10與第二LED燈串模組20 串接了多組LED燈串2及5，而這些多組的LED燈串2及5在一個電源轉換控制器1的控制下，可產生多重的燈光變化。
請參閱第九圖，係本發明之再一實施例示意圖。如圖所示：在本實施例中，所揭露之技術與前圖大致相同，所不同處僅在於第一LED燈串模組10與第二LED燈串模組20串接了多組LED燈串2及5，而這些多組的LED燈串2及5中，除了運用本發明的四極發光二極體21、51外，還可電性連結傳統僅具有一陽極接腳及一陰極接腳的二極發光二極體7搭配使用。在一個電源轉換控制器1的控制下，使該四極發光二極體21、51及二極發光二極體7可產生多重的燈光變化。
請參閱第十圖，係本發明之又一實施例示意圖。如圖所示：在本實施例中，所揭露之技術與前圖大致相同，所不同處僅在於第一LED燈串模組10與第二LED燈串模組20串接了至少一組LED燈串2及5，在這LED燈串2及5中，除了運用本發明的四極的發光二極體21、51外，還可電性連結一般二極發光二極體81的LED燈串8搭配使用。在一個電源轉換控制器1的控制下，使該四極發光二極體21、51及二極發光二極體81可產生多重的燈光變化。
請參閱第十一圖，係本發明之又再一實施例示意圖。如圖所示：在本實施例中，所揭露之技術與前圖大致相同，所不同處僅在於第一LED燈串模組10與第二LED燈串模組20串接了至少一組LED燈串2及5，在這LED燈串2 的四極發光二極體21之間串接有複數個二極發光二極體91串並連接的LED燈串9搭配使用。在一個電源轉換控制器1的控制下，使該四極發光二極體21、51及二極發光二極體91可產生多重的燈光變化。
上述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。即凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。
 習知：
LED燈組‧‧‧100
陽極接腳‧‧‧101
陰極接腳‧‧‧102
訊號輸入端‧‧‧103
訊號輸出端‧‧‧104
電源轉換器‧‧‧200
訊號線‧‧‧201
本發明：
第一LED燈串模組‧‧‧10
電源轉換控制器‧‧‧1
電源轉換單元‧‧‧11
電源插頭‧‧‧111
電源插座‧‧‧112
微控制單元‧‧‧12
專用積體電路‧‧‧12a
控制電路‧‧‧12b
資料輸出單元‧‧‧12c
訊號輸出控制端‧‧‧121
LED燈串‧‧‧2
四極發光二極體‧‧‧21
陽極接腳‧‧‧211
陰極接腳‧‧‧212
訊號輸入接腳‧‧‧213
訊號輸出接腳‧‧‧214
控制器‧‧‧215
紅色發光二極體晶片‧‧‧216
綠色發光二極體晶片‧‧‧217
藍色發光二極體晶片‧‧‧218
訊號輸出連接頭‧‧‧3
第一輸入端‧‧‧31
第二輸入端‧‧‧32
第二燈串模組‧‧‧20
電源轉換單元‧‧‧4
電源插頭‧‧‧41
電源插座‧‧‧42
LED燈串‧‧‧5
四極發光二極體‧‧‧51
陽極接腳‧‧‧511
陰極接腳‧‧‧512
訊號輸入接腳‧‧‧513
訊號輸出接腳‧‧‧514
訊號輸入連接頭‧‧‧6
訊號輸出連接頭‧‧‧6'
二極發光二極體‧‧‧7
LED燈串‧‧‧8
二極發光二極體‧‧‧81
LED燈串‧‧‧9
二極發光二極體‧‧‧91
第一圖，係習知LED燈串模組示意圖。
第二圖，係習知另一種LED燈串模組示意圖。
第三圖，係本發明之第一LED燈串模組示意圖。
第四圖a~d，係本發明之四種電源轉換控制器示意圖。
第五圖a，係本發明之LED燈組符號示意圖。
第五圖b，係為第五圖a內部線路方塊示意圖。
第六圖，係本發明之第二LED燈串模組示意圖。
第七圖，係本發明之第一LED燈串模組與第二LED燈串模組電性連結示意圖。
第八圖，係本發明之另一實施例示意圖。
第九圖，係本發明之再一實施例示意圖。
第十圖，係本發明之又一實施例示意圖。
第十一圖，係本發明之又再一實施例示意圖。
第一LED燈串模組‧‧‧10
電源轉換控制器‧‧‧1
電源插頭‧‧‧111
電源插座‧‧‧112
訊號輸出控制端‧‧‧121
LED燈串‧‧‧2
陽極接腳‧‧‧211
陰極接腳‧‧‧212
訊號輸入接腳‧‧‧213
訊號輸出接腳‧‧‧214
訊號輸出連接頭‧‧‧3
第一輸入端‧‧‧31
第二輸入端‧‧‧32
第二燈串模組‧‧‧20
電源轉換控制器‧‧‧4
燈串‧‧‧5
發光二極體‧‧‧51
陽極接腳‧‧‧511
陰極接腳‧‧‧512
訊號輸入接腳‧‧‧513
訊號輸出接腳‧‧‧514
訊號輸入連接頭‧‧‧6
訊號輸出連接頭‧‧‧6'
四極發光二極體‧‧‧21
電源插頭‧‧‧41
電源插座‧‧‧42

Claims (17)

  1. 一種電壓串聯式之發光二極體燈串模組，係具有一第一LED燈串模組及一與該第一LED燈串模組電壓串聯連結之第二LED燈串模組，該第一LED燈串模組包括：一電源轉換控制器，係以提供一正、負電源及一控制訊號輸出端，該電源轉換控制器的輸入端電性連結有一電源插頭及一電源插座；至少一LED燈串，係與該電源轉換控制器的正、負電源及該控制訊號輸出端電性連結，以提供一訊號輸出端；一訊號輸出連接頭，係與該電源轉換控制器及LED燈串的訊號輸出端電性連結，以提供一控制訊號輸出；及該第二LED燈串模組包括：一電源轉換單元，係以提供一正、負電源連接端電源，該轉換單元的輸入端電性連結有一與該第一LED燈串模組的電源插座插接的電源插頭及一與另一組第二LED燈串模組的電源插頭插接的電源插座；至少一LED燈串，係與該電源轉換單元電性連結；一訊號輸入連接頭，係與該電源轉換單元及LED燈串的訊號輸入端電性連結，係與該第一LED燈串模組的訊號輸出連接頭電性連結，用以接受該第一LED燈串模組所輸出之控制訊號，以控制第二LED燈串模組的燈串動作；一訊號輸出連接頭，係與該電源轉換單元及該燈串的訊號輸出端及另一組的第二LED燈串模組的訊號輸入連接頭電性連結，用以輸出一控制訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈串模組，其中，該電源轉換控制器包括有一電源轉換單元及一微控制單元電性連結而成。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體燈串模組，其中，該電源轉換單元至少包括有一整流電路、一濾波電路及一穩壓電路。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體燈串模組，其中，該電源轉換單元至少包括有一整流電路及一濾波電路。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈串模組，其中，該電源轉換控制器包括有一電源轉換單元及一專用積體電路電性連結而成。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈串模組，其中，該電源轉換控制器包括有一電源轉換單元及一控制電路電性連結而成。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈串模組，其中，該電源轉換控制器包括有一電源轉換單元及一資料輸出單元電性連結。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈串模組，其中，該LED燈串由複數發光二極體所串聯接而成。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之發光二極體燈串模組，其中，該發光二極體包括：一陽極接腳、一陰極接腳、一訊號輸入接腳及一訊號輸出接腳。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之發光二極體燈串模 組，其中，該發光二極體內部更包含有一控制器，及與控制器電性連結之多色或全彩之任一種的發光二極體晶片。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之發光二極體燈串模組，其中，該發光二極體包括：一陽極接腳、一陰極接腳。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈串模組，其中，該電源轉換單元至少包括有一整流電路、一濾波電路及一穩壓電路電性連結而成。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈串模組，其中，該電源轉換單元至少包括有一整流電路及一濾波電路。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體燈串模組，其中，該燈串由複數發光二極體所串聯接而成。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之發光二極體燈串模組，其中，該發光二極體包括：一陽極接腳、一陰極接腳、一訊號輸入接腳及一訊號輸出接腳。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之發光二極體燈串模組，其中，該發光二極體內部更包含有一控制器，及與控制器電性連結之多色或全彩之任一種的發光二極體晶片。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之發光二極體燈串模組，其中，該發光二極體包括：一陽極接腳、一陰極接腳。
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