發光二極管燈具的制作方法

專利名稱：發光二極管燈具的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種使用發光二極管技術的發光二極管燈具，尤其是提供一種同時具有主照明負載和殘光照明負載的發光二極管燈具，當主照明負載熄滅時，使用殘光照明負載作為輔助的殘光光源。
背景技術：
一般作為主照明的燈具在熄滅之后，黑暗將使人眼頓時無法辨別方向，此時只能等待眼睛適應環境，為了解決此問題，請參考圖1，為已知的斷電后漸暗式照明燈具架構方塊圖。該已知的斷電后漸暗式照明燈具在燈體90內設置充電控制單元92、內建蓄電單元93、光量漸暗驅動控制單元94、切換控制單元96和發光源95。商用電源91未斷電時，切換控制單元96切換至使用商用電模式，而直接驅動發光源95穩定發光，且商用電源91同時經充電控制單元92對內建蓄電單元93進行充電。當商用電源91斷電時，切換控制單元96切換至使用內建蓄電單元93的電力模式，以通過光量漸暗驅動控制單元94進行發光源95的發光亮度的調控，使發光源95的發光亮度由亮逐漸慢慢轉變為暗。這種斷電后漸暗式照明燈具采用同一發光源95作為主光源和殘光源，并采用同一驅動電路來驅動主光源和殘光源，但一般殘光源的亮度以只要讓人眼可以在黑暗中大致辨識方位為原則，并不需要像主光源那樣的亮度，故，采用發光源95同時作為殘光源，并采用同一驅動電路來驅動主光源和殘光源，在設計上將會遭遇下列問題:1.因為LED燈采用高工作電壓時，工作電流較小，驅動器效率較高，所以發光源95的工作電壓普遍高于DC 15V，一般內建蓄電單元93采用超級電容器或電池等儲能元件，其單體電壓都只有幾伏特，采用發光源95來做殘光源的話，就必須使用多顆串聯的超級電容器或電池，不然就需要升壓電路，如此不僅會增加成本，又會占用電路板配置空間，造成設計上的困難。2.有時會希望殘光源的顏色不同于主光源的顏色，僅有一組發光源95的情況下，也只能采用同一組顏色，一旦主光源與殘光源有不同顏色的需求時，將無法滿足需求，進而失去廣品的競爭力。3.發光源95因亮度需求，必須采用高功率發光二極管才能滿足所需要的亮度。在采用高功率發光二極管作為殘光光源的情況，其額定電流值約為殘光工作電流的幾百倍，會造成殘光電路不易控制；采用獨立的低功率LED作為殘光LED，其額定電流值約為殘光工作電流的幾十倍，又由于可以獨立設置電流反饋電阻器，殘光電路的設計簡單。4.當電源斷路的時候，由于殘光光源強制發光，所以無法應對不需要殘光光源發光的需求。5.在通過墻壁上的開關使電源斷路的情況下，由切換控制單元切換至殘光光源，但是在使用遙控器或使用電力線通訊控制關燈的情況下，由于沒有使商用電源斷路，殘光光源不會發光，所以無法確保亮度到達可看見身旁的程度。有鑒于此，如何針對上述已知的缺點進行研發改良，當主燈熄滅時提供殘光輔助、對于殘光驅動電路的體積、儲能元件類型的多重選擇性、簡化電路設計的復雜度，并能針對殘光功能的需求而做殘光功能的開啟或關閉，成為相關領域所需努力研發的目標。

發明內容
為了解決上述現有技術不盡理想之處，本發明提供了一種發光二極管燈具，其包含主照明電路模塊和殘光電路模塊。其中，主照明電路模塊包含主照明驅動裝置和主照明負載，該主照明驅動裝置用于驅動該主照明負載發光。殘光電路模塊包含:直流穩壓電路裝置，其與該主照明電路模塊電連接且接受該主照明電路模塊提供的直流分壓；儲能元件，其與該直流穩壓電路裝置電連接；電流控制裝置，其與該儲能元件電連接；以及殘光照明負載，其被電流控制裝置驅動發光。因此，本發明的主要目的是提供一種發光二極管燈具，其主照明負載和殘光照明負載分別受主照明電路模塊和殘光電路模塊驅動發光，當主照明負載熄滅時提供殘光照明。主照明負載與殘光照明負載也能因應主照明和殘光照明的顏色需求而適當地選擇。本發明的次要目的是提供一種發光二極管燈具，其殘光照明負載的工作電壓獨立于主照明負載的工作電壓，可依據儲能元件的電壓來設定殘光照明負載的工作電壓，進而提高儲能元件的選擇性。本發明的另一目的是提供一種發光二極管燈具，其通過電流控制裝置使殘光電路模塊動作。本發明的另一目的是提供一種發光二極管燈具，可通過直流定電壓裝置為殘光電路模塊提供穩定的直流電流。本發明的另一目的是提供一種發光二極管燈具，其殘光照明負載的額定功率小于主照明負載的額定功率，并且主照明電路模塊和殘光電路模塊各自設置有電流反饋電阻器，能以簡單的電路實現殘光的功能。本發明的另一目的是為了應不需要殘光照明負載的需求，通過設置開關而做成殘光照明負載為可開關。本發明的另一目的是提供一種發光二極管燈具，通過斷路控制裝置避免主照明電路模塊和殘光電路模塊同時動作。本發明的另一目的為，當通過遙控器等的操作而將關燈信號輸入微型計算機時，微型計算機關閉對直流穩壓電路的儲能元件的電源供給，并切斷斷路控制電源使殘光電路模塊動作，通過儲能元件的放電，可使殘光照明負載發光。本發明的另一目的為，當通過遙控器等的操作而將關燈信號輸入微型計算機時，微型計算機將主照明負載電源關斷，主照明負載熄滅，微型計算機并同時切斷斷路控制電源使殘光電路模塊動作。此切斷信號可以是PWM信號，通過改變PWM信號的占空比可以改變殘光的亮度。此切斷信號的動作時間是可以設定的，此時殘光照明負載發揮殘光功能。也可以是不設定時間的，此時殘光照明負載發揮小夜燈的功能。當停電時，由于斷路控制電源自身動作，此為緊急照明的功能。本發明的另一目的是為了令使用者適應稍暗的殘光正常點燈時的亮度，使殘光照明負載以比殘光正常點燈時的亮度更高的亮度發光，然后使殘光照明負載的亮度漸漸變化成殘光正常亮燈時的亮度。比殘光正常點燈時的亮度更高的亮度可以是主照明負載的亮度或小于主照明負載的亮度。本發明的再一目的是提供一種發光二極管燈具，其通過直流穩壓裝置為殘光電路模塊提供穩定的直流電壓。


圖1為現有技術提出的斷電后漸暗式照明燈具架構方塊圖。圖2為本發明所提出的發光二極管燈具架構方塊圖。圖3為本發明所提出的第一較佳實施例發光二極管燈具架構方塊圖。圖4為顯示本發明圖3所示的殘光電路模塊的示意圖。圖5A至圖5C為第一較佳實施例所提出的殘光電路模塊中的電流控制裝置的示意圖。圖6為顯示第一較佳實施例所提出的殘光電路模塊的另一種實施狀態的示意圖。圖7為顯示第一較佳實施例所提出的殘光電路模塊的另一種實施狀態的示意圖。圖8為顯示第一較佳實施例所提出的殘光電路模塊的另一種實施狀態的示意圖。圖9為本發明所提出的第二較佳實施例發光二極管燈具架構方塊圖。圖10為本發明圖9所示的殘光電路模塊的示意圖。圖1IA至圖1ID為顯示第二較佳實施例所提出的殘光電路模塊中的電流控制裝置的示意圖。圖12為顯示第二較佳實施例所提出的殘光電路模塊的另一種實施狀態的示意圖。圖13為本發明所提出的第三較佳實施例發光二極管燈具架構方塊圖。圖14為顯示第三較佳實施例所提出的殘光電路模塊的另一種實施狀態的示意圖。圖15為本發明所提出的第四較佳實施例發光二極管燈具架構方塊圖。圖16為顯示第四較佳實施例所提出的殘光電路模塊的另一種實施狀態的示意圖。圖17為本發明所提出的第五較佳實施例發光二極管燈具架構方塊圖。圖18為顯示殘光照明負載的亮度變化式樣的曲線圖。圖19為本發明所提出的第六較佳實施例發光二極管燈具架構方塊圖。圖20為本發明所提出的第七較佳實施例發光二極管燈具架構方塊圖。
具體實施例方式本發明公開了一種發光二極管燈具，其中所利用的發光二極管的原理已為本領域技術人員所能理解，所以下文中的說明不再作完整描述。同時事先聲明，下文中所對照的附圖是表達與本發明特征有關的結構示意，并未且不需要依據實際尺寸完整繪制。請參考圖2為本發明所提出的發光二極管燈具架構方塊圖。本發明的發光二極管燈具包含主照明電路模塊100以及與主照明電路模塊100電連接的殘光電路模塊200。構成前述主照明電路模塊100的元件包含主照明驅動裝置110和主照明負載120，主照明負載120通過與主照明驅動裝置110電連接，通過此主照明驅動裝置110而驅動。構成前述殘光電路模塊200的元件包含直流穩壓裝置210、儲能元件220、斷路控制裝置230、電流控制裝置240以及殘光照明負載250。主照明負載120由一個或多個發光二極管構成，在主照明負載由多個發光二極管構成的情況下，多個發光二極管以串聯或并聯的方式連接。同樣，殘光照明負載250由一個或多個發光二極管構成。在殘光照明負載由多個發光二極管構成的情況下，多個發光二極管以串聯或并聯的方式連接。在不需殘光照明負載顏色與主照明負載顏色不同時，也可將主照明負載的一部分或全部的發光二極管當作殘光照明負載使用，以降低成本。發光二極管燈具的動作方式如下:直流穩壓裝置210從主照明電路模塊得到直流分壓，再轉換以提供殘光電路模塊200動作所需的直流電壓，此直流電壓對儲能元件220充電，另儲能元件220固定電壓的方式是通過并聯直流穩壓裝置210，如此才能固定儲能元件220每一次放電的時間，并保護儲能元件220不因過電壓而被損壞。當主照明電路模塊100的主照明驅動裝置110電源P被切斷時，主照明負載120也將熄滅，此時儲能元件220經電流控制裝置240對殘光照明負載250放電。關于主照明電路模塊100與殘光電路模塊200的元件配置和連接，詳細說明如下:首先請參考圖3及圖4，圖3為本發明所提出的第一較佳實施例發光二極管燈具架構方塊圖，而圖4為顯示圖3所示殘光電路模塊的示意圖。前述主照明電路模塊100的主照明驅動裝置110為切換式功率轉換器(Switching Power Supply)或線性直流電源供應器(Linear DC Power Supply)。此主照明驅動裝置110與電源P連接,此電源P可為交流、也可為直流，如采用交流，經過主照明驅動裝置110整流之后即可變成直流，前述直流電壓再經主照明驅動裝置110即可提供直流分壓。前述殘光電路模塊200中的電流控制裝置240采用定電流電路，此定電流電路種類很多，有的用集成電路或零部件，而有的則用集成電路及零部件，以下逐一說明:PNP-|極性晶體管(BipolarJunction Transistor, BJT)、NPN_ 雙極性晶體管(Bipolar JunctionTransistor, BJT)、P 溝道場效應晶體管(Field Effect Transistor, FET)或 N 溝道場效應晶體管(Field Effect Transistor, FET)作為定電流電路的電流控制裝置240。圖3所示的殘光電路模塊為采用PNP-雙極性晶體管作為定電流電路的殘光電路模塊200，構成此殘光電路模塊200的元件包含直流穩壓裝置210、儲能元件220、斷路控制裝置230、電流控制裝置240以及殘光照明負載250。構成前述電流控制裝置240的元件包含第一 PNP晶體管241和電壓設定元件242。其中，第一 PNP晶體管241的集電極連接殘光照明負載250的正極，且殘光照明負載250的負極接地，第一 PNP晶體管241的基極經第一電阻器243接地，另第一 PNP晶體管241的發射極與電壓設定元件242之間接設第二電阻器244，此第二電阻器244能感測電流。圖5A至圖5C為顯示電流控制裝置的具體實施形態的示意圖。前述電壓設定元件242可為一個第一二極管(如圖5A所示)或第二 PNP晶體管(如圖5B所示)或第一齊納二極管(如圖5C所示)或這些元件的組合。組成前述斷路控制裝置230的元件包含第二二極管231、第三電阻器232和第一電容器233。其中，第二二極管231的正極可與任一可檢測主照明負載120亮滅或主照明驅動裝置110電源P被導通與否的接點相接，并僅做單向導通避免逆流。當主照明負載120亮或主照明驅動裝置110電源P被導通時，第二電容器233將進行濾波穩壓，且通過第三電阻器232切斷第一 PNP晶體管241，當主照明負載120滅時，第二電容器233對第三電阻器232、經第一電阻器243對地放電，第一 PNP晶體管241將被開啟，使殘光照明負載250動作。前述儲能元件220為電容器、超級電容器或電池，此儲能元件220連接至電流控制裝置240。前述直流穩壓裝置210為串聯型穩壓電路，其組成元件包含第一 NPN晶體管211、第五電阻器212和第三齊納二極管215。其中，第一 NPN晶體管211的集電極分別與提供直流分壓的主照明電路模塊100、以及與第五電阻器212連接，另第三齊納二極管215的負極分別與第一 NPN晶體管211的基極、以及與第五電阻器212連接，且第三齊納二極管215的正極是接地的。圖6為顯示第一較佳實施例所提出的殘光電路模塊的另一種實施形態的示意圖。從圖6來看，為了對應不需要殘光照明負載的需求，設置可任意開關的第一開關251。在圖6所示的電流控制裝置240中，第一開關251可設置在電壓設定元件242與第二電阻器244之間，設置在電壓設定元件242與第一電阻器243之間，設置在電壓設定元件242與第一PNP晶體管241之間，或設置在儲能元件220與電流控制裝置240之間。使用者可通過第一開關251中斷或建立儲能元件對殘光照明負載的供電路徑。在發光二極管燈具不需要殘光照明的功能或緊急照明的功能時，可通過中斷儲能元件對殘光照明負載的供電路徑來達成關閉殘光照明的功能或緊急照明的功能。另外，在利用遙控器或利用電力線通訊等進行關燈的情況下，可于主照明驅動裝置110與主照明負載120之間或于主照明驅動裝置110內設置第三開關(未圖示)。第三開關用于建立或中斷對主照明負載120的電源供應。另外，第二開關252輸入來自微型計算機或控制電路的關燈信號，通過微型計算機或控制電路關斷第二開關252，斷開主照明電路模塊100對殘光照明負載及儲能元件的電源供給，斷路控制裝置230因主照明負載120熄滅而啟動殘光照明負載發光，并消耗儲能元件220的能量。第二開關252設置于直流定電壓裝置210與儲能元件220之間或是主照明電路模塊100與直流定電壓裝置210之間。第二開關252和第三開關是一種能接受指定的信號而對電路進行開閉的元件，例如P溝道晶體管、N溝道晶體管、PNP晶體管、NPN晶體管、光耦合器(PhotoCoupler)及繼電器等，只要能滿足所要功能，并不特定于哪種元件。當是從主照明負載的發光二極管燈串中間取出直流電源供給直流定電壓裝置210時，由于主照明負載120熄滅時此直流電源的提供就中止，此時就不需有第二開關252的設計。另外，在利用遙控器或電力線通訊等進行關燈的情況下，其它的實施例如下，可于主照明驅動裝置110與主照明負載120之間或于主照明驅動裝置110內設置第三開關(未圖示)。第三開關用于建立或中斷對主照明負載120的電源供應。微型計算機接收關斷信號，切斷第三開關，主照明負載120熄滅；此時不設置有第二開關252，微型計算機直接控制斷路控制裝置230啟動殘光照明負載250發光，通過微型計算機的計時器可以設定殘光點亮的時間，此控制信號可為PWM信號，通過設定占空比(dutyratio)可以控制殘光點亮的亮度，通過微型計算機計時設定的有無，殘光照明負載250可為殘光功能或是小夜燈功能，當停電時，斷路控制模塊230強制啟動殘光照明負載250發光，具有緊急照明燈的功能。圖7為顯示第一較佳實施例所提出的殘光電路模塊的另一種實施形態的示意圖。從圖7來看，組成前述直流穩壓裝置210的元件可以選用三端集成穩壓器216，此三端集成穩壓器216具有輸入端2161、輸出端2162和公共端2163。使主照明電路模塊100提供的直流分壓接至輸入端2161，另使輸出端2162接至儲存元件220，而公共端2163直接接地。采用PNP-雙極性晶體管作為定電流電路的殘光電路模塊200如何達成定電流，請參考以下說明:當主照明電路模塊100的主照明驅動裝置110的電源P被切斷時，主照明負載120也將熄滅，此時儲能元件220對殘光照明負載250放電，點亮殘光照明負載250，第二電阻器244與第一 PNP晶體管241的發射極串接，電壓設定元件242、第一電阻器243和第一 PNP晶體管241的基極并接，使第一 PNP晶體管241的發射極與基極的電壓與第二電阻244的電壓之和固定，因此流經第二電阻244的電流也固定，使得第一 PNP晶體管241的集電極電流同樣固定，一旦殘光照明負載250的電流固定，發光強度也隨之固定，此時亮度為殘光照明負載250產生的殘光亮度，儲能元件220持續放電，直到流經第二電阻244的電流低于設定電流而不再處于定電流狀態，最后到殘光照明負載250熄滅為止。另外，主照明電路模塊100與殘光電路模塊200通過斷路控制裝置230避免同時動作。也就是說，主照明電路模塊100的主照明負載120亮時，斷路控制裝置230將使該殘光電路模塊200的殘光照明負載250不動作。圖8為顯示第一較佳實施例所提出的殘光電路模塊的另一種實施形態的示意圖。從圖8來看，在與圖6相同的地方，為了對應不需要殘光照明負載的需求，而追加可任意開關的第一開關251，并為了在利用遙控器等進行關燈時使殘光照明負載發光，而追加第二開關 252。圖9為本發明所提出的第二較佳實施例發光二極管燈具架構方塊圖，圖10為圖9所示的殘光電路模塊的示意圖，其中殘光電路模塊為NPN-雙極性晶體管型的殘光電路模塊200,第二較佳實施例與第一較佳實施例的主照明電路模塊100相同，在此不再詳加贅述。構成此殘光電路模塊200的元件包含直流穩壓裝置210、儲能元件220、斷路控制裝置230、電流控制裝置240以及殘光照明負載250。組成前述電流控制裝置240的元件包含電壓設定元件242、第一電阻器243、第二電阻器244以及第一 NPN晶體管245。其中，第一 NPN晶體管245的集電極連接殘光照明負載250的負極，發射極與第二電阻器244連接并接地，電壓設定元件242分別與第一 NPN晶體管245的基極和第二電阻器244連接，且第一 NPN晶體管245的基極經第一電阻器243連接儲能元件220。圖1lA至圖1lD為顯示電流控制裝置的具體實施形態的示意圖。前述電壓設定元件242可為第二 NPN晶體管(如圖1lA所示)或第一二極管(如圖1lB所示)或齊納二極管(如圖1lC所示)或第一二極管串接齊納二極管(如圖1lD所示)。組成前述斷路控制裝置230的元件包含第三電阻器232、第三NPN晶體管234、第四電阻器235以及第二齊納二極管236。其中，第三NPN晶體管234的集電極與第一 NPN晶體管245的基極連接，第三NPN晶體管234的發射極接地，另第四電阻器235 —端可與任一可檢測主照明負載120亮滅的接點相接，第四電阻器235與第三電阻器232用于設定分壓，且用以開關第一 NPN晶體管245，通過第二齊納二極管236可加快殘光照明負載250點亮的速度。前述儲能元件220為電容器、超級電容器或電池，此儲能元件220連接至殘光照明負載250的正極。
前述直流穩壓裝置210為并聯型穩壓電路，其組成元件包含第五電阻器212和第三齊納二極管215。其中，第五電阻器212 —端與提供直流分壓的主照明電路模塊100連接，另一端連接到第三齊納二極管215的負極，且與儲能元件220并接，而第三齊納二極管215的正極接地。采用NPN-雙極性晶體管作為定電流電路的殘光電路模塊200如何達成定電流，請參考以下說明:當主照明電路模塊100的主照明驅動裝置110的電源P被切斷時，主照明負載120也將熄滅，此時儲能元件220對殘光照明負載250放電，點亮殘光照明負載250，第一 NPN晶體管245的發射極串接第二電阻器244，且因第一 NPN晶體管245的基極與第一電阻器243并接于電壓設定元件242，使基極與發射極的電壓與第二電阻器244的電壓之和固定，因此流經第二電阻244的電流也固定，使得第一 NPN晶體管245的集電極電流同樣固定，一旦殘光照明負載250的電流固定,發光強度也隨之固定。圖12為顯示第二較佳實施例所提出的殘光電路模塊的另一實施形態的示意圖。從圖12來看，為了對應不需要殘光照明負載的需求，設置可任意開關的第一開關251。在圖12所示的電流控制裝置240中，第一開關251可設置在電壓設定元件242與第一電阻器243之間，設置在電壓設定元件242與第一 NPN晶體管245之間，設置在電壓設定元件242與殘光照明負載250之間，或設置在儲能元件220與電流控制裝置240之間。另外，在利用遙控器或電力線通訊等進行關燈的情況下，第二開關252輸入來自微型計算機或控制電路的關燈信號，通過微型計算機或控制電路關斷第二開關252，斷開主照明電路模塊100對殘光照明負載及儲能元件的電源供給，斷路控制裝置230因主照明負載120熄滅而啟動殘光照明負載發光，并消耗儲能元件220的能量。第二開關252設置于直流定電壓裝置210與儲能元件220之間。第二開關252是一種能接受指定的信號而對電路進行開閉的元件，例如P溝道晶體管、N溝道晶體管、PNP晶體管、NPN晶體管、光耦合器(PHOTO COUPLER)及繼電器等，只要能滿足所要功能，并不特定于哪種元件。當是從主照明負載的發光二極管燈串中間取出直流電源供給直流定電壓裝置210時，由于主照明負載120熄滅時此直流電源的提供就中止，此時就不需有第二開關252的設計。在利用遙控器或電力線通訊等進行關燈的情況下，另外的實施例如下，可于主照明驅動裝置110與主照明負載120之間或于主照明驅動裝置110內設置第三開關(未圖示)。第三開關用于建立或中斷對主照明負載120的電源供應。微型計算機接收關斷信號，切斷第三開關，主照明負載120熄滅；此時不設置有第二開關252，微型計算機直接控制斷路控制模塊230啟動殘光照明負載250發光，通過微型計算機的計時器可以設定殘光點亮的時間，此控制信號可為PWM信號，通過設定占空比(duty ratio)可以控制殘光點亮的亮度，通過微型計算機計時設定的有無，殘光照明負載250可為殘光功能或是小夜燈功能，當停電時，斷路控制模塊230強制啟動殘光照明負載250發光，具有緊急照明燈的功能。以上提到的NPN-雙極性晶體管型與PNP-雙極性晶體管型殘光電路模塊200，其斷路控制裝置230、電流控制裝置240及殘光照明負載250是可以替換的，也就是說圖3與圖9中的電流控制裝置240、殘光照明負載250及斷路控制裝置230彼此可以替換。雖未圖示，殘光電路模塊200的第三NPN晶體管234也能用金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)取代。本發明所采用的殘光照明負載250的工作電壓與主照明負載120的工作電壓二者是獨立的，所以工作電壓可以依據容易取得的儲能元件220來設計，對于儲能元件220的選擇性也將提高。另外，在使用殘光照明負載250作為殘光光源時，由于殘光照明負載250的額定功率小于主照明負載120的額定功率，并且主照明負載120及殘光照明負載250各自設置有電流反饋電阻器，故可簡化殘光電路的設計復雜度。另外，當儲能元件220采用電容器或超級電容器時，直流穩壓電路裝置210可為串聯型穩壓電路、并聯型穩壓電路、開關式穩壓器或三端集成穩壓器216。但當儲能元件220采用電池時,直流穩壓電路裝置210可為電池充電電路。圖13為本發明所提出的第三較佳實施例的發光二極管燈具的架構方塊圖。圖13所不的殘光電路模塊為P溝道場效應晶體管型的殘光電路模塊200,構成此殘光電路模塊200的元件同樣包含直流穩壓裝置210、儲能元件220、斷路控制裝置230、電流控制裝置240以及殘光照明負載250，但與PNP-雙極性晶體管型殘光電路模塊的不同之處在于:第三較佳實施例的電流控制裝置240采用第一 P溝道晶體管246，而非采用第一較佳實施例的第一 PNP晶體管241，第一 P溝道晶體管246的源極對應第一 PNP晶體管241的發射極，第一P溝道晶體管246的漏極對應第一 PNP晶體管241的集電極，第一 P溝道晶體管246的柵極對應第一 PNP晶體管241的基極，使殘光照明負載250的正極連接在第一 P溝道晶體管246的漏極。其余電路連接和動作方式與第一較佳實施例相同，在此不再詳加贅述。圖14為顯示第三較佳實施所提出的殘光電路模塊的另一種實施形態的示意圖。從圖14來看，實施例是為了對應不需要殘光照明負載的需求，而追加可任意開關的第I開關251，并為了在利用遙控器等進行關燈時使殘光照明負載發光，而追加第二開關252。圖15為本發明所提出的第四較佳實施例發光二極管燈具架構方塊圖。圖15所示的殘光電路模塊為N溝道場效應晶體管型的殘光電路模塊200,構成此殘光電路模塊200的元件同樣包含直流穩壓裝置210、儲能元件220、斷路控制裝置230、電流控制裝置240以及殘光照明負載250，但與NPN-雙極性晶體管型殘光電路模塊的不同之處在于:第四較佳實施例電流控制裝置240采用第一 N溝道晶體管247，而非采用第二較佳實施例的第一 NPN晶體管245，第一 N溝道晶體管247的源極對應第一 NPN晶體管245的發射極，第一 N溝道晶體管247的漏極對應第一 NPN晶體管245的集電極，第一 N溝道晶體管247的柵極對應第一 NPN晶體管245的基極，殘光照明負載250的負極連接在第一 N溝道晶體管247的漏極。其余電路連接和動作方式與第二較佳實施例相同，在此不再詳加敘述。圖16為顯示第四較佳實施例所提出的殘光電路模塊的另一種實施形態的示意圖。從圖16來看，為了對應不需要殘光照明負載的需求，而追加可任意開關的第I開關251，并為了在利用遙控器等進行關燈時使殘光照明負載發光，而追加第二開關252。圖17為概要顯示本發明發光二極管燈具的第五較佳實施例的示意圖。本實施例的特點在于進行使殘光照明負載的光束、亮度變化的控制。特征在于主照明負載因停電或斷電等因素而熄燈后啟動殘光照明負載，通過點亮殘光照明負載使得室內不會一片黑暗，使用者可識別周遭的狀況，能確保使用者的安全的上述各實施例中，進一步在殘光電路模塊200中追加殘光照明負載控制部270。殘光照明負載控制部270與殘光照明負載用電源260和殘光照明負載250連接。雖未圖示，殘光照明負載用電源260可由上述各實施例的直流穩壓裝置、儲能元件及斷路控制裝置等所形成，而殘光照明負載250可整合有上述各實施例的電流控制裝置。利用殘光照明負載控制部270來控制殘光照明負載250的光束、亮度。舉例說明，在主照明負載120熄燈后的短暫的期間內，使殘光照明負載250以比殘光正常點燈時的亮度更高的亮度發光，然后使殘光照明負載250的亮度漸漸變化成殘光正常亮燈時的亮度。殘光照明負載250的亮度變化式樣顯示于圖18，其中發光二極管燈具的亮度在主照明負載動作時間帶保持恒定，而發光二極管燈具的亮度在殘光照明負載動作時間帶遞減。在從主照明負載120的照明切換至殘光照明負載250的照明后，已經習慣主照明負載120的亮度的眼睛要適應于稍暗的殘光照明負載250的亮度需要一些時間。為了極力縮短適應所需的時間，進行殘光照明負載250的亮度控制，在殘光照明負載250點燈后立即以明亮狀態點燈，然后改變亮度直到殘光正常點燈時的亮度為止，使得使用者眼睛能夠適應殘光照明負載的亮度。殘光照明負載控制部270可由計時電路及電流檢測電路等所構成。例如，由電流檢測電路檢測定電流電路(即電流控制裝置)的反饋電流，同時進行殘光照明負載的亮度控制，使得在一定時間內維持明亮狀態的亮度，之后以線性方式或其他方式降低殘光照明負載的亮度。關于亮度的控制，亮度變化的式樣不限于圖18所示的那樣，可依狀況設定成從明亮變化成昏暗或從明亮變化成昏暗再變化成明亮等等。此外，為了通知使用者殘光照明負載即將停止發光的時候或殘光照明負載發光經過時間，也可進行閃爍動作等等。除了如上述按照預定的亮度變化式樣進行控制之外，圖17所示的實施例也可用于控制任意值的電流流過殘光照明負載。舉例說明，通過使用者選擇任意的電流或PWM占空比，可選擇殘光照明負載的亮度。當然，流過的電流大，殘光照明負載的亮度會提高，殘光照明負載的發光時間將變短。相反地，減少流過的電流，則殘光照明負載的亮度會降低，可延長殘光照明負載發光時間。也就是說，形成使用者能選擇殘光照明負載的亮度及殘光照明負載的發光時間為特征的電路構成。圖19為概要顯示本發明發光二極管燈具的第六較佳實施例的示意圖。與圖17所示實施例的不同之處在于，圖19所示的實施例的殘光照明負載包含第一子殘光照明負載250A及第二子殘光照明負載250B，殘光照明負載用電源260是通過負載切換電路280而與第一子殘光照明負載250A及第二子殘光照明負載250B連接，以便交替地使第一子殘光照明負載250A及第二子殘光照明負載250B動作。由計時電路及電流檢測電路等構成的殘光照明負載控制部270是與殘光照明負載用電源260、負載切換電路280以及第一子殘光照明負載250A、第二子殘光照明負載250B連接。第一子殘光照明負載250A及第二子殘光照明負載250B可做成發出彼此不同顏色光的照明負載，例如將第一子殘光照明負載250A做成發出綠色光的照明負載，將第二子殘光照明負載250B做成發出藍色的照明負載。然而，本發明不限于此，第一子殘光照明負載250A及第二子殘光照明負載250B也可做成發出相同顏色光的照明負載。本實施例的特征在于進行使殘光照明負載的顏色變化的控制。由于視感度的關系，在主照明負載熄燈切換至殘光照明負載后隨即發出波長為500nm附近的綠色光。另外，為了通知使用者殘光照明負載發光時間即將結束等情形使發光顏色改變，或者可設定使用者喜好的顏色。例如利用電流檢測電路檢測定電流電路的反饋電流，同時進行發出綠色光一定時間后，使殘光照明負載發光顏色變化成藍色光等的控制。
雖然于圖19所示的實施例是雙輸出的例子，但也可為RGB的三輸出或三輸出以上。使用具有RGB的元件的LED，進行使色溫緩緩變化的控制也可以。關于發光顏色的變化式樣，也可使綠-藍-綠-藍等顏色依序在短時間變化。再者，也可設置使用者能任意設定色溫的電路構成。圖20為概要顯示本發明發光二極管燈具的第七較佳實施例的示意圖。與圖17所示實施例的不同之處在于，在圖20所示的實施例中，殘光照明負載控制部270是由電流檢測電路、計時電路及PWM控制電路271等構成。在圖17所示實施例的情況下，可通過使殘光照明負載0N/0FF，而使殘光照明負載閃爍。在圖19所示實施例的情況下，可通過利用切換電路使殘光照明負載I及殘光照明負載2交替動作，而使殘光照明負載閃爍。圖20所示的實施例的特征在于，通過利用PWM控制電路271使殘光照明負載以任意的頻率或任意的占空比閃爍，而延長殘光照明負載的總發光時間。以人類眼睛難以察覺到有閃爍現象的IOOHz左右(可為IOOHz以上或IOOHz以下的頻率)的頻率，使殘光照明負載閃爍(例如使用PWM點燈方式)，可比起以往以直流點燈方式更能提升殘光照明負載的亮度及發光時間的性能。應了解的是，本發明并不局限于上述各實施例，在本發明的啟發下，本發明所屬技術領域中具有一般知識的人，可做成使用多個實施例的電路而形成的電路結構或組合功能不同的電路而形成的電路結構。一個或多個實施例的一部分特征或全部特征可與其他實施例的部分特征或全部特征組合在一起。以上所述僅為本發明的較佳實施例，并非用以限定本發明的權利要求書；同時以上的描述對于本領域技術人員來說應可明了與實施，因此其他未脫離本發明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含本申請的權利要求書的范圍內。符號說明P 電源100 主照明電路模塊110 主照明驅動裝置120 主照明負載200 殘光電路模塊210 直流穩壓裝置211 第一 NPN 晶體管212 第五電阻器2153第三齊納二極管216 三端集成穩壓器2161 輸入端2162 輸出端2163 公共端220 儲能元件230 斷路控制裝置231 第二二極管
232第三電阻器233第一電容器234第三NPN晶體管235第四電阻器236第二齊納二極管240電流控制裝置241第一 PNP 晶體管242電壓設定元件243第一電阻器244第二電阻器245第一 NPN 晶體管246第一 P溝道晶體管247第一 N溝道晶體管250殘光照明負載250A第一子殘光照明負載250B第二子殘光照明負載260殘光照明負載用電源270殘光照明負載控制部271 PWM控制電路
280負載切換電路
權利要求
1.一種發光二極管燈具，包含: 主照明電路模塊(100)，其包含主照明驅動裝置(110)和主照明負載(120)，該主照明驅動裝置(110)用于驅動該主照明負載(120)使其發光；以及 殘光電路模塊(200)，其包含:直流穩壓電路裝置(210)，其與該主照明電路模塊(100)電連接且接受該主照明電路模塊(100)提供的直流分壓；儲能元件(220)，其與該直流穩壓電路裝置(210)電連接；電流控制裝置(240)，其與該儲能元件(220)電連接；以及殘光照明負載(250)，其被該電流控制裝置(240)驅動而發光。
2.根據權利要求1所述的發光二極管燈具，其中該電流控制裝置(240)包含第一NPN晶體管(245)，該殘光照明負載(250)的負極與該第一 NPN晶體管(245)的集電極連接，該電流控制裝置(240)進一步包含與該第一 NPN晶體管(245)連接的電壓設定元件(242)。
3.根據權利要求1所述的發光二極管燈具，其中該電流控制裝置(240)包含第一N溝道晶體管(247)，該殘光照明負載(250)的負極與該第一 N溝道晶體管(247)的漏極連接，該電流控制裝置(240)進一步包含與該第一 N溝道晶體管(247)連接的電壓設定元件(242)。
4.根據權利要求2所述的發光二極管燈具，其中該電壓設定元件(242)是從由第二NPN晶體管、第一二極管和第一齊納二極管構成的群組中選出的。
5.根據權利要求3所述的發光二極管燈具，其中該電壓設定元件(242)是從由第二NPN晶體管、第一二極管和第一齊納二極管構成的群組中選出的。
6.根據權利要求1所述的發光二極管燈具，其中該電流控制裝置(240)包含第一PNP晶體管(241)，該殘光照明負載(250)的正極與該第一 PNP晶體管(241)的集電極連接，該電流控制裝置(240) 進一步包含與該第一 PNP晶體管(241)連接的電壓設定元件(242)。
7.根據權利要求1所述的發光二極管燈具，其中該電流控制裝置(240)包含第一P溝道晶體管(246)，該殘光照明負載(250)的正極與該第一 P溝道晶體管(246)的漏極連接，該電流控制裝置(240)進一步包含與該第一 P溝道晶體管(246)連接的電壓設定元件。
8.根據權利要求5所述的發光二極管燈具，其中該電壓設定元件(242)是從由第二NPN晶體管、第一二極管和第一齊納二極管構成的群組中選出的。
9.根據權利要求6所述的發光二極管燈具，其中該電壓設定元件(242)是從由第二NPN晶體管、第一二極管和第一齊納二極管構成的群組中選出的。
10.根據權利要求1所述的發光二極管燈具，其中該直流穩壓電路裝置(210)為串聯型穩壓電路，該串聯型穩壓電路包含第一 NPN晶體管(211)、第五電阻器(212)和第三齊納二極管(215)，該第三齊納二極管(215)的負極與該第一 NPN晶體管(211)的基極連接。
11.根據權利要求1所述的發光二極管燈具，其中該直流穩壓電路裝置(210)為并聯型穩壓電路，該直流穩壓電路裝置(210)包含第五電阻器(212)和第三齊納二極管(215)，該第三齊納二極管(215)的負極與該第五電阻器(212)連接。
12.根據權利要求1所述的發光二極管燈具，其中該直流穩壓電路裝置(210)為三端集成穩壓器(216)。
13.根據權利要求1所述的發光二極管燈具，其中該直流穩壓電路裝置(210)為開關式穩壓器。
14.根據權利要求1所述的發光二極管燈具，其中該直流穩壓電路裝置(210)為電池充電電路。
15.根據權利要求1所述的發光二極管燈具，其中該殘光照明負載(250)的額定功率低于該主照明負載(120)的額定功率。
16.根據權利要求1所述的發光二極管燈具，其中該殘光照明負載(250)的工作電壓低于該主照明負載(120)的工作電壓。
17.根據權利要求1所述的發光二極管燈具，其中該主照明負載由多個發光二極管構成，該主照明負載的一部分或全部發光二極管作為殘光照明負載使用。
18.根據權利要求1所述的發光二極管燈具，其中該殘光電路模塊(200)進一步包含第一開關(251)，該第一開關(251)設置于該電流控制裝置(240)中，用于中斷或建立從該儲能元件(220)對該殘光照明負載(250)的供電路徑。
19.根據權利要求1所述的發光二極管燈具，其中該殘光電路模塊(200)進一步包含第二開關(252)，該第二開關(252)設置于該直流穩壓電路裝置(210)與該儲能元件(220)之間，用于中斷或建立從該直流穩壓電路裝置(210)對該儲能元件(220)與該殘光照明負載(250)的供電路徑。
20.根據權利要求19所述的發光二極管燈具，其中該第二開關(252)通過遙控器或微型計算機觸發而動作。
21.根據權利要求19所述的發光二極管燈具，其中該主照明電路模塊(100)進一步包含第三開關，該第三開關設置于該主照明驅動裝置(110)內，或設置于該主照明驅動裝置(110)與該主照明負載(120)之間，用于建立或中斷對該主照明負載(120)的電源供應，該第三開關由遙控器或微型計算機觸發而動作。
22.根據權利要求1至21中任一項所述的發光二極管燈具，其中該殘光電路模塊(200)進一步包含斷路控制裝置(230)，使得當主照明電源導通時殘光電路關斷，而當主照明電源關閉時殘光電路開始動作，驅動殘光照明負載(250)發光。
23.根據權利要求22所述的發光二極管燈具，其中該斷路控制裝置(230)是從由第二二極管(231)、第三電阻器(232)和第一電容器(233)構成的群組中選出的。
24.根據權利要求22所述的發光二極管燈具，其中該斷路控制裝置(230)是從由第三電阻器(232)、第三NPN晶體管(234)、第四電阻器(235)和第二齊納二極管(236)構成的群組中選出的。
25.根據權利要求1至21中任一項所述的發光二極管燈具，其中該殘光電路模塊(200)進一步包含殘光照明負載控制部(270)，用于控制流過該殘光照明負載的電流、該殘光照明負載的發光亮度以及該殘光照明負載的發光時間中的至少一者。
26.根據權利要求25所述的發光二極管燈具，其中該殘光照明負載控制部(270)由電流檢測電路和計時電路構成。
27.根據權利要求25所述的發光二極管燈具，其中由該直流穩壓裝置、該儲能元件及該斷路控制裝置形成殘光照明負載用電源(260)，該殘光照明負載(250)包含多個子殘光照明負載(250A、250B)，該殘光電路模塊(200)包含負載切換電路(280)，該殘光照明負載控制部(270)與該殘光照明負載用電源(260)、該負載切換電路(280)以及這些子殘光照明負載(250A、250B)連接，該殘光照明負載用電源(260)通過該負載切換電路(280)而與這些子殘光照明負載(250A、250B)連接，以便交替地使這些子殘光照明負載(250A、250B)動作。
28.根據權利要求27所述的發光二極管燈具，其中這些子殘光照明負載(250A、250B)的發光顏色各不相同。
29.根據權利要求25所述的發光二極管燈具，其中該殘光照明控制部(270)包含PWM控制電路(271)，用于以PWM亮燈方式使該殘光照明負載以設定的頻率或設定的占空比閃爍。
全文摘要
本發明提供一種發光二極管燈具，包含彼此電連接的主照明電路模塊和殘光電路模塊，殘光電路模塊具有直流穩壓裝置，該直流穩壓裝置從主照明電路模塊獲取直流電壓，進而為殘光電路模塊提供穩定的直流電壓。當電源導入時，前述直流電壓穩壓裝置為殘光電路模塊的儲能元件提供充電電壓，當電源切斷后，前述儲能元件對殘光電路模塊放電。殘光電路模塊進一步包含驅動殘光照明負載的電流控制裝置。
文檔編號H05B37/02GK103152901SQ20121035569
公開日2013年6月12日 申請日期2012年9月21日 優先權日2011年10月3日
發明者藤川隆浩, 田中正昭, 莊斐志 申請人:巨鎧實業股份有限公司, Nec照明株式會社