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TWI687132B - 驅動裝置 - Google Patents

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TWI687132B
TWI687132B TW108112752A TW108112752A TWI687132B TW I687132 B TWI687132 B TW I687132B TW 108112752 A TW108112752 A TW 108112752A TW 108112752 A TW108112752 A TW 108112752A TW I687132 B TWI687132 B TW I687132B
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TW
Taiwan
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signal
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terminal
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driving
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TW108112752A
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TW201948002A (zh
Inventor
李玉麟
黃國忠
Original Assignee
李玉麟
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Publication date
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Publication of TW201948002A publication Critical patent/TW201948002A/zh
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Abstract

本發明中驅動裝置至少包含：接收模組、計數單元、複數隔離單元以及電壓調節單元，該接收模組用以接收一啟動訊號並利用一低通濾波單元(low-pass filter)進行濾波，以轉換成一驅動訊號並傳送至該計數單元，並可依據該驅動訊號依序切換計數單元中不同之輸出端而輸出一控制訊號，而複數隔離單元係為二極體或電晶體，並經由該隔離單元輸出一經隔離之控制訊號，而電壓調節單元則依據經隔離之控制訊號輸出分別對應不同電阻之控制電壓，該控制電壓可用以驅動一電氣裝置，不同控制電壓可控制該電氣裝置之運作狀態。

Description

驅動裝置
本發明係有關一種以簡單的電路架構即可依觸發時序輸出不同控制電壓以驅動電氣裝置而形成不同運作狀態之驅動裝置。
發光二極體(Light-emitting diode，縮寫：LED)是一種能發光的半導體電子元件，此種電子元件早在1962年出現，早期只能夠發出低光度的紅光，其後發展出其他單色光的光源；時至今日，能夠發出的光已經遍及可見光、紅外線及紫外線，光度亦提高到相當高的程度。用途由初時的指示燈及顯示板等；隨著白光發光二極體的出現，應用發光二極體在各種照明裝置也已越來越普遍。例如，高明亮度的發光二極體已被廣泛用於交通信號燈，車輛指示燈，以及剎車燈。近年來，使用高電壓之發光二極體串的照明設備也被開發來取代傳統的白熱燈泡和螢光燈泡。
其中，使用發光二極體的照明設備，為了滿足使用者對於亮度調變之需求，並兼具節能之優點，而進一步具有調光功能，其係運用一調光控制電路單元並配合一開關使用並控制。或者，坊間亦出現有可藉由遙控單元(遙控器)調整控制照明設備狀態之無線遙控系統，類似習用之無線遙控系統主要包括複數個LED光源；一控制單元，用以控制該些LED光源；一遙控訊號接收單元，用以與該控制單元電性相接；以及，一遙控單元；進而達到方便操作者利用該遙控單元調整控制LED光源燈光運作狀態之目的。
如中華民國專利公告號第M394408號專利名稱「照明系統」、中華民國專利公告號第M383886號專利名稱「具有自動與手動調光功能之發光 二極體燈具系統」、中華民國專利公告號第M380683號專利名稱「一種內建於燈內之無線調光裝置」、中華民國專利公告號第M263688號專利名稱「遙控調光裝置」以及中華民國專利公告號第M252234號專利名稱「白光LED照明燈具之遙控調光控制裝置」等專利，均揭露了利用無線遙控方式達到調光功能；但上述遙控方式具有下列缺失：
1、該無線遙控系統之傳輸協定，無論是使用紅外線傳輸技術或是藍芽傳輸技術，該遙控訊號接收單元與遙控單元之間皆需要配對，亦即遙控訊號接收單元僅能接受與其配對之遙控單元所發出的控制訊號，故使用者仍要使用特定或經配對後之遙控單元(遙控器)才得以無線控制該照明設備之燈光狀態。
2、無線遙控系統需要設置有一解碼單元或需具有解調變功能，可對遙控訊號接收單元所接收的控制訊號進行解碼而形成對應的控制訊號，進而控制LED光源燈光運作狀態；或者需要設置一程式化之控制單元建立其所需動作程序，並依據所接收的控制信號，據以執行其預設之動作程序，故整體電路設計較為繁雜，且成本較高。
因此，本發明提供一種驅動裝置，其可以依據使用者的操作而進行運作狀態之控制，且不須經由配對亦不需要解碼或解調變即可進行控制。
有鑑於此，本發明提供一種以簡單的電路架構即可依觸發時序輸出不同控制電壓以驅動電氣裝置而形成不同運作狀態之驅動裝置，為其主要目的者。
本發明中驅動裝置至少包含：接收模組，係設有一接收單元以及一低通濾波單元(low-pass filter)，由該接收單元可供接收一啟動訊號，再由該低通濾波單元對該啟動訊號進行濾波，以產生一驅動訊號；計數單元， 具有一輸入端以及複數輸出端，由該輸入端接收一驅動訊號，並根據該驅動訊號依序切換不同之輸出端而輸出一控制訊號；複數二極體，係分別與該計數單元之複數輸出端連接；電壓調節單元，係設有複數第一電阻以及一第二電阻，複數第一電阻係分別與該複數二極體連接，且與該第二電阻串聯連接，由不同第一電阻以及第二電阻依據該控制訊號可供輸出一對應之控制電壓，可供驅動一電氣裝置。
本發明另提供一種驅動裝置至少包含：接收模組，係設有一接收單元以及一低通濾波單元(low-pass filter)，由該接收單元可供接收一啟動訊號，再由該低通濾波單元對該啟動訊號進行濾波，以產生一驅動訊號；計數單元，具有一輸入端以及複數輸出端，由該輸入端接收一驅動訊號，並根據該驅動訊號依序切換不同之輸出端而輸出一控制訊號；複數電晶體，係分別與該計數單元之複數輸出端連接；以及電壓調節單元，係設有複數第一電阻以及一第二電阻，複數第一電阻係分別與該複數電晶體連接，且與該第二電阻串聯連接，由不同第一電阻以及第二電阻依據該控制訊號可供輸出一對應之控制電壓，可供驅動一電氣裝置。
其中，本發明主要利用簡單的電路架構即可依觸發時序輸出不同控制電壓以驅動電氣裝置而形成不同運作狀態；例如，本發明之驅動裝置可驅動照明裝置之光源模組，不同控制電壓所對應之設定電壓，可控制該照明裝置之光源模組運作狀態(例如開關、明暗及色溫等)；或者，本發明之驅動裝置可驅動馬達，可控制該馬達之運作狀態(例如運轉速度等)。
依據上述技術特徵，所述電晶體係具有一汲極端、一閘極端及一源極端，該汲極端係與該計數單元之複數輸出端連接，該汲極端與該閘極端則短路連接，而該源極端則與該電阻連接。
依據上述技術特徵，所述電晶體係具有一汲極端、一閘極端及一源極端，該閘極端係與該計數單元之複數輸出端連接，該源極端則與該 電阻連接，而該汲極端則連接一電源供應器。
依據上述技術特徵，所述接收單元係以無線連接方式接收一無線訊號，該無線訊號再由低通濾波單元根據一特定頻率範圍而對該無線訊號進行濾波，以產生該驅動訊號並傳送至該計數單元；其中，該低通濾波單元係主要容許低頻訊號通過，經濾波處理後之驅動訊號可傳送至該計數單元，讓該計數單元隨著時脈依序讓各輸出端輸出控制訊號，不僅使用者於使用時無須經由配對即可使用各種不同的遙控單元來控制該照明裝置進行調光，且也不需要特殊的解碼或解調變方式，亦即使用者可任意按壓無線遙控單元上之任意鍵，即可達到控制作用。
依據上述技術特徵，所述接收單元係以有線連接方式接收一有線啟動訊號。
依據上述技術特徵，所述接收單元係為一分壓電路。
依據上述技術特徵，所述接收單元係設有至少兩個串聯連接的第三電阻，而該低通濾波單元連接於該些第三電阻間之一分壓點處。
依據上述技術特徵，所述計數單元係為環形計數器(ring counter)或強森計數器(Johnson counter)。
S1:驅動訊號
S2:控制訊號
R1、R2、R3、R4:第一電阻
R5:第二電阻
R6、R7:第三電阻
V1:控制電壓
2:接收模組
21:接收單元
22:低通濾波單元
3:計數單元
C:輸入端
Q1、Q2、Q3、Q4:輸出端
41:二極體
42:電晶體
42a:汲極端
42b:閘極端
42c:源極端
43:電源供應器
5:電壓調節單元
6:照明裝置
61:驅動單元
62:發光二極體
611:整流電路
612:交換式電源供應器
613:一次側
614:二次側
81:切換開關
82:遙控單元
821:按鍵
第1圖所示為本發明中驅動裝置第一實施例之電路示意圖。
第2圖所示為本發明中驅動裝置第二實施例之電路示意圖。
第3圖所示為本發明中驅動單元第三實施例之電路示意圖。
第4圖所示為本發明中驅動裝置之使用示意圖。
第5圖所示為本發明中接收單元之另一電路示意圖。
第6圖所示為本發明中驅動裝置之另一使用示意圖。
為利 貴審查員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。
請參閱第1圖所示為本發明中驅動裝置第一實施例之電路示意圖所示，本發明中驅動裝置至少包含：接收模組2、計數單元3、複數隔離單元以及電壓調節單元5；其中：接收模組2係設有接收單元21以及低通濾波單元(low-pass filter)22，該接收單元21可供接收一啟動訊號，該啟動訊號再由該低通濾波單元22進行濾波，以產生一驅動訊號；其中，該低通濾波單元22可以為電容器，主要可將啟動訊號中高頻的訊號濾除，而讓低頻的訊號通過。
計數單元3具有一輸入端C以及複數輸出端Q1、Q2、Q3、Q4，由該輸入端C接收一驅動訊號，並根據該驅動訊號依序切換不同之輸出端Q1、Q2、Q3、Q4而輸出一控制訊號；其中，計數單元3可使用環形計數器(ring counter)或強森計數器(Johnson counter)而進行一環形計數，其可依照所接收之驅動訊號所形成之脈波，而依序讓各輸出端Q1、Q2、Q3、Q4輸出控制訊號；當然，輸出端之數目並不以本實施例為限，且計數單元亦不以一個為限，多個計數單元可相互串接而形成更多數個輸出端。
複數隔離單元，如本圖第一實施例中該隔離單元係為二極體41且分別與該計數單元3中複數輸出端Q1、Q2、Q3、Q4連接。
電壓調節單元5係設有複數不同阻值之第一電阻R1~R4以及一第二電阻R5，複數第一電阻R1~R4係分別與該複數二極體41連接，且與該第二電阻R5串聯連接；其中，與該複數二極體41連接之第一電阻R1~R4係相互並聯且與該第二電阻R5一端串聯連接，而該第二電阻R5 另一端則為接地端，讓第一電阻R1~R4分別與第二電阻R5可形成不同的控制電壓。
當計數單元3由該輸入端C接收一驅動訊號，計數單元3則依觸發時序依序令輸出端Q1、Q2、Q3、Q4輸出控制訊號，而其中一輸出端Q1、Q2、Q3、Q4所輸出之控制訊號則傳送至與其連接之二極體41；此時依據該二極體41單向導通之特性，若沒有接收到控制訊號之二極體41其受逆向偏壓，不導通且電流截止，而接收到控制訊號之二極體41可輸出一經隔離之控制訊號，而該經隔離之控制訊號再傳送至與其連接之第一電阻，因為其他未收到控制訊號之二極體41不導通且電流截止，讓傳送至該第一電阻之控制訊號是經過隔離的不會受到干擾，再利用導通之第一電阻與第二電阻輸出一對應之控制電壓，而該控制電壓可用以驅動一電氣裝置，本實施例係以驅動一照明裝置6為例。
請參閱第2圖所示為本發明中驅動裝置第二實施例之電路示意圖所示，本發明中驅動裝置至少包含：接收模組2、計數單元3、複數隔離單元以及電壓調節單元5；其中：本實施例與上述第三實施例之差異係本實施例於計數單元3與電壓調節單元5間設置複數電晶體42(而取代複數二極體)。複數電晶體42係分別與該計數單元之複數輸出端Q1、Q2、Q3、Q4連接，可接收該控制訊號並輸出一經隔離之控制訊號。而電壓調節單元5係設有分別與該複數電晶體連接之複數第一電阻R1~R4以及一第二電阻R5。
於一些實施例中，如第2圖所示，該電晶體42具有一汲極端42a、一閘極端42b及一源極端42c，該汲極端42a係與該計數單元之複數輸出端Q1、Q2、Q3、Q4連接，該汲極端42a與該閘極端42b則短路連接，而該源極端42c則與該第一電阻R1~R4連接。該電晶體可以為雙極性電晶體(BJT)或場效應電晶體(FET)等一般電晶體構型，而第2圖所示之實施例中係以場效應 電晶體(FET)中的N型MOSFET為例。
於另一些實施例中，如第3圖所示，該電晶體42具有一汲極端42a、一閘極端42b及一源極端42c，該閘極端42b係與該計數單元之複數輸出端Q1、Q2、Q3、Q4連接，該源極端42c則與該第一電阻R1~R4連接，而該汲極端42a則連接一電源供應器43。
使用時，本發明之驅動裝置可利用有線或無線方式進行控制，如第4圖所示之實施例中，該接收單元21係以有線方式連接一切換開關81，由該切換開關81之切換按壓而形成一有線啟動訊號，該接收單元21接收該有線啟動訊號，經由低通濾波單元22濾波處理後之驅動訊號S1可傳送至該計數單元3，而驅動訊號由該計數單元3中輸入端C輸入脈波，讓該計數單元3隨著時脈讓各輸出端依序輸出控制訊號，例如使用者按一下切換開關81所形成之脈波讓輸出端Q1輸出控制訊號，使用者連續按二下切換開關81所形成之脈波讓另一輸出端Q2輸出控制訊號；若使用者按一下切換開關81所形成之脈波讓輸出端Q1輸出控制訊號S2，再將控制訊號S2傳送至與其連接之電晶體42，再將經隔離之控制訊號S2傳送至與其連接之第一電阻；其中，利用導通之第一電阻R1及第二電阻R5可輸出一對應之控制電壓V1以驅動該照明裝置6；故本發明之驅動裝置不需要特殊的解碼或解調變方式，即可達到控制作用，且可依使用者所需切換電氣裝置之運作狀態。
第4圖所示之實施例中，該接收單元21可以為分壓電路，請同時參閱第5圖所示，該接收單元21設有至少兩個串聯連接的第三電阻R6、R7，而該低通濾波單元22則連接於該些第三電阻R6、R7間之一分壓點處，讓切換開關81所傳送之有線啟動訊號可藉由第三電阻R6、R7轉換成適當的電壓，可驅動計數單元；其中，該第三電阻R6、R7具有不同的電阻值，其中一較佳實施例中，該第三電阻R6之電阻值大於該第三電阻 R7的電阻值。
上述實施例中，本發明之驅動裝置係以驅動一照明裝置6為例；如第6圖所示之使用實施例中，係以第四實施例為例，該照明裝置6係包含一驅動單元61以及至少一發光二極體62，驅動單元61至少包含：整流電路611以及交換式電源供應器612；該整流電路611可供連接一交流電源並將交流電源轉換為一直流電源；而交換式電源供應器612具有一次側613及二次側614，該一次側613係與該整流電路611以及電壓調節單元5連接，並與電壓調節單元5並聯連接。
而本發明之驅動裝置亦可利用無線方式進行控制，如第6圖所示之實施例中，可搭配一遙控單元82，如圖所示，該遙控單元82係選用紅外線傳輸技術，例如家庭內常使用之任一家電遙控器；使用者按壓遙控單元82上之任一按鍵821並發出無線啟動訊號，該無線啟動訊號係隨不同遙控單元而具有特定傳輸協定，且隨著不同按鍵821而具有特定編碼訊號；而驅動系統則藉由該接收單元21以無線連接方式接收該無線啟動訊號，經由低通濾波單元22濾波處理後之驅動訊號S1可傳送至該計數單元3。
該計數單元3接收之驅動訊號S1由該輸入端C輸入脈波，讓該計數單元3隨著時脈讓各輸出端依序輸出控制訊號，例如使用者按一下按鍵821所形成之脈波讓輸出端Q1輸出控制訊號，使用者連續按二下按鍵821所形成之脈波讓另一輸出端Q2輸出控制訊號；若使用者按一下按鍵821所形成之脈波讓輸出端Q1輸出控制訊號S2，再將控制訊號S2傳送至與其連接之電晶體42以及第一電阻R1與第二電阻R5，以輸出一特定之控制電壓V1至該照明裝置之驅動單元61，並由該交換式電源供應器612之一次側613接收該控制電壓V1，再由該二次側614輸出一設定功率用以驅動該發光二極體62；該驅動單元可依據不同的控制電壓輸出一對應的 設定功率用以驅動該發光二極體62，由不同的設定功率可分別驅動該發光二極體62形成不同亮度。
例如，使用者按一下按鍵可讓照明裝置之光源開啟全亮狀態；或者，連續按二下按鍵讓光源先開啟全亮狀態後，再降低20%亮度；亦或者，連續按三下按鍵讓光源先開啟全亮狀態，降低20%亮度後，再降低20%亮度，利用上述操作模式使用者無須經由配對即可使用各種不同的遙控單元來控制該照明裝置進行光源燈光運作狀態(包含開關、明暗及色溫等)，且也不需要特殊的解碼或解調變方式，亦即使用者可任意按壓各種不同遙控單元上之任意鍵，即可達到調光作用。
然，上述僅係遙控單元82的一種實施例，遙控單元82的實施方式亦可為智慧型手機、平板電腦，可透過無線訊號的傳輸進行控制，如此即可調控照明裝置的光源燈光運作狀態(包含開關、明暗及色溫等)；或者該電氣裝置可以為馬達，可控制該馬達之運作狀態(例如運轉速度等)，亦或者可控制其他電壓驅動的電氣裝置，同樣可調控其運作狀態。本發明可使用有線或無線方式進行電氣裝置之控制，且傳送端及接收端間不需要進行配對，也不需要解調變電路之設置，並配合計數單元之計數功能，依有線開關或遙控器上任一按鍵的觸發時序輸出控制訊號，藉以驅動電氣裝置而形成不同運作狀態；尤其是進一步設置電壓調節單元，則可依控制訊號而輸出一特定之控制電壓，其應用於照明裝置，即可達到遙控調光之功能。
綜上所述，本發明提供一較佳可行之驅動裝置，爰依法提呈發明專利之申請；本發明之技術內容及技術特點巳揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本發明之揭示而作各種不背離本案發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。
2‧‧‧接收模組
21‧‧‧接收單元
22‧‧‧低通濾波單元
3‧‧‧計數單元
C‧‧‧輸入端
Q1、Q2、Q3、Q4‧‧‧輸出端
41‧‧‧二極體
5‧‧‧電壓調節單元
6‧‧‧照明裝置

Claims (9)

  1. 一種驅動裝置，至少包含：接收模組，係設有一接收單元以及一低通濾波單元(low-pass filter)，由該接收單元可供接收一啟動訊號，再由該低通濾波單元對該啟動訊號進行濾波，以產生一驅動訊號；計數單元，具有一輸入端以及複數輸出端，由該輸入端接收該驅動訊號，並根據該驅動訊號依序切換不同之輸出端而輸出一控制訊號；複數二極體，係分別與該計數單元之複數輸出端連接；以及電壓調節單元，係設有複數不同阻值之第一電阻以及一第二電阻，複數第一電阻係分別與該複數二極體連接，且與該第二電阻串聯連接，由不同第一電阻以及第二電阻依據該控制訊號可供輸出一對應之控制電壓，可供驅動一電氣裝置。
  2. 一種驅動裝置，至少包含：接收模組，係設有一接收單元以及一低通濾波單元(low-pass filter)，由該接收單元可供接收一啟動訊號，再由該低通濾波單元對該啟動訊號進行濾波，以產生一驅動訊號；計數單元，具有一輸入端以及複數輸出端，由該輸入端接收該驅動訊號，並根據該驅動訊號依序切換不同之輸出端而輸出一控制訊號；複數電晶體，係分別與該計數單元之複數輸出端連接；以及電壓調節單元，係設有複數不同阻值之第一電阻以及一第二電阻，複數第一電阻係分別與該複數電晶體連接，且與該第二電阻串聯連接，由不同 第一電阻以及第二電阻依據該控制訊號可供輸出一對應之控制電壓，可供驅動一電氣裝置。
  3. 如請求項2所述之驅動裝置，其中，該電晶體係具有一汲極端、一閘極端及一源極端，該汲極端係與該計數單元之複數輸出端連接，該汲極端與該閘極端則短路連接，而該源極端則與該電阻連接。
  4. 如請求項2所述之驅動裝置，其中，該電晶體係具有一汲極端、一閘極端及一源極端，該閘極端係與該計數單元之複數輸出端連接，該源極端則與該電阻連接，而該汲極端則連接一電源供應器。
  5. 如請求項1至4任一項所述之驅動裝置，其中，該接收單元係以無線連接方式接收一無線啟動訊號，該無線訊號再由該低通濾波單元根據一特定頻率範圍而對該無線訊號進行濾波，以產生該驅動訊號並傳送至該計數單元。
  6. 如請求項1至4任一項所述之驅動裝置，其中，該接收單元係以有線連接方式接收一有線啟動訊號。
  7. 如請求項6所述之驅動裝置，其中，該接收單元係為一分壓電路。
  8. 如請求項7所述之驅動裝置，其中，該接收單元係設有至少兩個串聯連接的第三電阻，而該低通濾波單元連接於該些第三電阻間之一分壓點處。
  9. 如請求項1至4任一項所述之驅動系統，其中，該計數單元係為環形計數器(ring counter)或強森計數器(Johnson counter)。
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