专利名称：单线装饰灯组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种单线装饰灯组，特别是涉及一种不需使用大量的电路配线、简单经济，并且具有活动的灯光变化。
背景技术：
如图1所示，为本案发明人于2000年所提出的一种“装饰灯组”，专利号为ZL00103435.9(后称前案)，其包括市电(交流电)电源及灯组11，还包括一个控制单元12，控制单元12分别连接市电电源及灯组11，灯组11由多组灯泡111～114组成，控制单元12主要包括一个微处理器，其特征在于所述控制单元12拾取市电的正弦波的正半周的前段电流、负半周的前段电流、正半周的后段电流及负半周的后段电流，经由控制单元12的总线传输到灯组11，直到点亮灯泡111～114。所组灯组11由四组灯泡111～114组成，四组灯泡111～114分别经由“总线”连接控制单元12的输出端，依控制灯泡的排列顺序依序分别接收正弦波的正半周的前段电流(前四分之一以内的电流)、正半周的后段电流(后四分之一以内的电流)、负半周的前段电流、及负半周的后段电流，分别点亮各组灯泡111～114。图1所示为三线制线路。
前案主要是针对以往“多路串联及多路并联”的多路灯组加以改良，而得以达到节省变压器及电线的配置以降低成本的功效，及延长发光器件使用寿命的功效。然而，不可讳言的，以往多路灯组先天上就是比单线灯组所使用的电线来得多，但是可以使灯光产生多种变化，而单线灯组只需使用一条电线，因此简单经济，但是在功能上缺少了活动的灯光变化，若要使多路的灯组具有活动的灯光变化，就需使用大量的电路配线，造成电线的浪费。
前案的多任务灯组，主要是利用正弦波交流电的周期性，变换电流方向及前后波形的分别，达成正交编码(Quadrature En-code)四段不同波形信号的电流，该电流译码后即可分别点亮节省电线的多任务灯组(Multiplexing Lamp Assembly)。在前案已经发展了三线及二线灯组的技术，本案特征则在于单线译码方法及灯组的应用。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种不需使用大量的电路配线、简单经济，并且具有活动的灯光变化的单线装饰灯组。该单线装饰灯组是一灯串。
本实用新型的另一目的在于提供一种单线装饰灯组，是由多个集中型灯饰组成，每一个灯饰是由多个灯组集中组成，因此每一个集中型灯饰都具有活动的灯光变化。
于是，本实用新型单线装饰灯组，包含多个灯组、一连接所述灯组及一市电电源的控制单元，所述灯组电线连接该控制单元的一输出端，该控制单元拾取市电电源的正弦波的正半周的前段电流、正半周的后段电流、负半周的前段电流、及负半周的后段电流，分别点亮所述灯组，其特征在于所述灯组包括一个以上的第一灯组、一个以上的第二灯组、一个以上的第三灯组及一个以上的第四灯组，每一灯组分别包括一二极管及一个以上的发光元件，点亮该第一、三灯组所需的发光电流值相同，点亮该第二、四灯组所需的发光电流值相同，且点亮该第一、三灯组所需的发光电流值小于点亮该第二、四灯组所需的发光电流值；及该第一、三灯组的二极管是与该发光元件并联，且该第一、三灯组的二极管互呈反向连接，该第二、四灯组的二极管互呈反向连接，该第一、三灯组更与一可控硅整流器电线连接；借此，使该控制单元拾取市电电源的正弦波的正半周的前段电流、正半周的后段电流、负半周的前段电流、及负半周的后段电流，并且依序点亮该第一、二、三、四灯组，成为一不需使用大量的电路配线、简单经济，并且具有活动的灯光变化的单线装饰灯组。
图1是一现有的装饰灯组的电路图；图2是一本实用新型单线装饰灯组的第一较佳实施例的电路图；图3是一本实用新型单线装饰灯组的第二较佳实施例的方块图；图4是图3的一集中型灯饰的电路图；图5是一集中型灯饰的外观图；图6是一本实用新型单线装饰灯组的第三较佳实施例的电路图。
具体实施方式
如图2所示，是本实用新型单线装饰灯组的第一较佳实施例，包含多个灯组2、一连接所述灯组2及一市电电源AC(AC为“交流电”的意思，亦即市电电源为交流电)的控制单元3，所述灯组2电线连接该控制单元3的一输出端31，该控制单元3依序拾取市电电源AC的正弦波的正半周的前段电流、正半周的后段电流、负半周的前段电流、及负半周的后段电流，分别依序点亮所述灯组2，所述灯组2包括一个以上的第一灯组21、一个以上的第二灯组22、一个以上的第三灯组23及一个以上的第四灯组24，该第一、二、三、四灯组21～24是个别地被组装在一个透明灯壳(图未示)内，制造者可视市场的需要来决定每一灯组21～24的数量以形成一串装饰灯组，为方便说明及图式，图中只以各一个灯组21～24来作表示。
该第一灯组21，包括二相互串联的发光元件211、212，一与所述发光元件211、212并联的二极管D1，一与该二极管D1及所述发光元件211、212并联的可控硅整流器(Silicon Controlled Rectifier)SCR1，一电容C1及一与该电容C1串联的电阻R1。该电阻R1是与该可控硅整流器SCR1的栅极线路并联，该第一灯组21的可控硅整流器SCR1的阳极通向该控制单元3的输出端31方向，该二极管D1则相反而由阴极接通。发光元件211、212为相同规格，发光电流值都是1/2i，由于该第一灯组21的发光元件211、212是以串联的方式连接，因此，该控制单元3的输出端31所输出的正半周电流值只要达到1/2i即能点亮该第一灯组21的发光元件211、212(可控硅整流器SCR1未导通)。
该第二灯组22，包括二相互并联的发光元件221、222，及一与所述发光元件221、222并联的二极管D2。该第二灯组22的二极管D2的阴极通向该控制单元3的输出端31方向。发光元件221、222为相同规格，发光电流值都是1/2i，由于该第二灯组22的发光元件221、222是以并联的方式连接，因此，该控制单元3的输出端31所输出的电流值至少要达到1i才能点亮该第二灯组22的发光元件221、222(可控硅整流器SCR1已导通)。
该第三灯组23，包括二相互串联的发光元件231、232，一与所述发光元件231、232并联的二极管D3，一与该二极管D3及所述发光元件231、232并联的可控硅整流器SCR2，一电容C2及一与该电容C2串联的电阻R2。电阻R2是与该可控硅整流器SCR2的栅极线路并联，该第三灯组23的可控硅整流器SCR2与其二极管D3互呈反向连接，该可控硅整流器SCR2的阴极通向该控制单元3的输出端31方向，该二极管D3则相反而由阳极接通。发光元件231、232为相同规格，发光电流值都是1/2i，由于该第三灯组23的发光元件231、232是以串联的方式连接，因此，该控制单元3的输出端31所输出的负半周电流值只要达到1/2i即能点亮该第三灯组23的发光元件231、232(可控硅整流器SCR2未导通)。
该第四灯组24，包括二相互并联的发光元件241、242，及一与所述发光元件241、242并联的二极管D4。该第四灯组24的二极管D4的阳极通向该控制单元3的输出端31方向。发光元件241、242为相同规格，发光电流值都是1/2i，由于该第四灯组24的发光元件241、242是以并联的方式连接，因此，该控制单元3的输出端31所输出的负半周电流值至少要达到1i才能点亮该第四灯组24的发光元件241、242(可控硅整流器SCR2已导通)。
借此，使该控制单元3拾取市电电源AC的正弦波的正半周的前段电流、正半周的后段电流、负半周的前段电流、及负半周的后段电流，并且依序点亮该第一、二、三、四灯组21～24(详细说明如后)。该控制单元3可调变市电电源AC的正弦波在每一个1/4周期的电流值，使得在正半周的前段电流值、正半周的后段电流值、负半周的前段电流值、及负半周的后段电流值，分别为正1/2i、正1i、负1/2i及负1i。
当控制单元3的输出端31输出一个正弦波的正半周的前段电流，且电流值达到1/2i，则该第一灯组21的发光元件211、212被点亮。当电流流到该第二灯组22时，由于控制单元3输出的电流值小于1i，不足以点亮该第二灯组22的发光元件221、222，此时发光元件221、222的电阻值较低，此电流仅预热发光元件221、222并流到该第三灯组23。然后电流完全由该第三灯组23的二极管D3通过流到该第四灯组24，并且由该第四灯组24的二极管D4通过，因此，该第三灯组23的发光元件231、232及该第四灯组24的发光元件241、242不会被点亮。(可控硅整流器SCR1未导通)当控制单元3的输出端31输出一个正弦波的正半周的前段电流后，紧接着输出正半周的后段电流，且电流值为1i，则由于正半周的后段电流是触发性的，得以将该可控硅整流器SCR1触发，电流完全由该第一灯组21的可控硅整流器SCR1流到该第二灯组22，因此该第一灯组21的发光元件211、212不会被点亮。当电流流到该第二灯组22时，即直接点亮该第二灯组22的发光元件221、222，然后流到该第三灯组23。再通过该第三灯组23的二极管D3到达第四灯组24，并且由该第四灯组24的二极管D4通过，因此，该第三灯组23的发光元件231、232及该第四灯组24的发光元件241、242不会被点亮。
当控制单元3的输出端31输出一个正弦波的正半周的后段电流后，紧接着输出负半周的前段电流，且电流值到达1/2i，则由于控制单元3输出的电流值小于1i，不足以点亮该第四灯组24的发光元件241、242，此时发光元件241、242的电阻值较低，此电流仅预热发光元件241、242并流到该第三灯组23。由于负半周的前段电流是缓发性的，所以该可控硅整流器SCR2不会被触发，电流流经该第三灯组23的发光元件231、232，点亮该第三灯组23的发光元件231、232。当电流流到该第二灯组22时，再通过第二灯组22的二极管D2流到该第一灯组21，并且由该第一灯组21的二极管D1通过，因此，该第二灯组22的发光元件221、222及该第一灯组21的发光元件211、212不会被点亮。
当控制单元3的输出端31输出一个正弦波的负半周的前段电流后，紧接着输出负半周的后段电流，且电流值为1i，则该第四灯组24的发光元件241、242直接被点亮。当电流流到该第三灯组23时，则由于负半周的后段电流是触发性的，得以将该可控硅整流器SCR2触发，电流完全由该第三灯组23的可控硅整流器SCR2流到该第二灯组22，因此该第三灯组23的发光元件231、232不会被点亮。当电流流到该第二灯组22时，电流完全由该第二灯组22的二极管D2到达第一灯组21，并且由该第一灯组21的二极管D1通过，因此，该第二灯组22的发光元件221、222及该第一灯组21的发光元件211、212不会被点亮。
上述“发光电流值”为发光门槛电流值的意思，与“发光电压”有相同意义，都是表示电能影响发光的强度，上述各灯组的“发光元件”是以钨丝灯泡(Tungsten Bulb)为较佳，因为钨丝具有“电流发热，温度超过门槛值才能发光”的发光门槛特性，其它发光元件也各有发光门槛特性。
如图5所示，该第一、二、三、四灯组51～54也可以被共同组装在一个大型的透明灯壳50内，以形成一个集中型灯饰5，而得以由该集中型灯饰5的透明灯壳50外部看到活动的灯光变化，此时电路如图3、4所示。本实用新型单线装饰灯组的第二较佳实施例，包含多个灯组(集中型灯饰)5、5’、5”、一分别连接市电电源AC及所述灯组5、5’、5”的控制单元3，灯组5的一输入端L1连接该控制单元3的一输出端31，灯组5的一输出端L2连接灯组5’的一输入端L1，灯组5’的输出端L2连接灯组5”的一输入端L1…，使用者可视实际的需要来决定要将多少个灯组5、5’、5”…串在一起以形成一单线装饰灯组，该控制单元3依序拾取市电电源AC的正弦波的正半周的前段电流、正半周的后段电流、负半周的前段电流、及负半周的后段电流，分别依序点亮所述灯组5、5’、5”…。
如图4所示，每一灯组(集中型灯饰)5、5’、5”…的电路结构相同，都包括有一第一灯组51、一第二灯组52、一第三灯组53及一第四灯组54。
第二灯组52及第四灯组54的电路组成元件相同于第一较佳实施例的第二灯组22及第四灯组24，也就是都包含了二发光元件及一二极管，该第二、四灯组52、54分别包括二相互并联的发光元件521、522、541、542，其中，第二灯组52的发光元件521、522与其二极管D2串联，第四灯组54的发光元件541、542与其二极管D4串联，该第二灯组52的二极管D2阳极连接输入端L1，该第四灯组54的二极管D4阴极连接输入端L1。
第一灯组51及第三灯组53的电路组成元件则较第一较佳实施例的第一灯组21及第三灯组23简化，也就是两个灯组51、53共用一组可控硅整流器元件(包括一可控硅整流器SCR、一电容C及一电阻R)，而非如同第一较佳实施例的第一灯组21及第三灯组23各自有一组可控硅整流器元件。该可控硅整流器SCR是电线连接于该第一、三灯组51、53之间，且该可控硅整流器SCR的栅极线路与电阻R并联，该电容C则与该电阻R串联，第一灯组51及第三灯组53分别包括二相互串联的发光元件511、512、531、532，其中，第一灯组51的发光元件511、512与其二极管D1并联，二极管D1设置方向相反于该集中型灯饰5的输入端L1的电流流向，第三灯组53的发光元件531、532与其二极管D3并联，二极管D3设置方向相同于该集中型灯饰5的输入端L1的电流流向。
上述“集中型灯饰”的电路结构是应用电桥的原理，其正负方向前段缓发性发光电流，分别平行通过第一灯组51或第三灯组53，使发光元件511、512及发光元件531、532分别发亮。但正负方向后段的触发性发光电流，则因可控硅整流器SCR导通，即分别曲折通过第二灯组52或第四灯组54，使发光元件521、522及发光元件541、542分别发亮。
借由本案第二较佳实施例的电路结构，除可达到相同于本案第一较佳实施例所能达成的功效，不需使用大量的电路配线、简单经济，且较本案第一较佳实施例更为节省一组可控硅整流器元件。此外，更使得由多个集中型灯饰串联而成的单线装饰灯组的每一个集中型灯饰都具有活动的灯光变化。
如图6所示，是本实用新型单线装饰灯组的第三较佳实施例，为一种单线三路发光二极管灯组(Uni-wire Triplex LED Set)，这是减少一段四分波电流的灯组，仅利用三种正弦波分段电流译码后达成三种发光二极管(LED)灯组分别发光，产生单线多任务的灯光活动。
图6所示为该发光二极管灯组的电路图，因为发光二极管工作电压甚低，实际应用必须多组串接，图中仅画一组为例说明如后T1为单线的一端，T2为单线的另一端，在T1及T2间依序串接发光二极管D1、D2、D3，且所述发光二极管D1、D2、D3分别并联一分压电阻R1、R2、R3，这些分压电阻R1、R2、R3同时也是发光二极管灯组限制电流的限流器(Ballast)，仅发光二极管D1更连接一可控硅整流器SCR、一电容C、一电阻R0及一电阻RG，整体发光二极管灯组的电路相当的简单，这是因为发光二极管具有方向性电压发光特性，兼具二极管及发光元件双重功能。
如图6所示，当正半周前段电流通过分压电阻R1，产生的正电压达到发光二极管发光门槛时，此时应为1/2i电流值，使发光二极管D1发光。但与发光二极管D1同方向的发光二极管D2则因分压电阻R2的电阻值较小，其电压降不够，因而并未发光。等到正半周后段电流通过，且达到1i强度之电流值，发光二极管D2才能发光。而发光二极管D1则因连结的可控硅整流器SCR被正半周后段电流触发导通，发生短路没有发光。至于发光二极管D3因为方向相反于发光二极管D1、D2，当负半周电流通过分压电阻R3所产生的发光电压达到门槛值时，即能发光，负半周前段及后段两种波形电流都能适用，为其特点之一。
权利要求1.一种单线装饰灯组，包含多个灯组、一连接所述灯组及一市电电源的控制单元，所述灯组电线连接该控制单元的一输出端，该控制单元拾取市电电源的正弦波的正半周的前段电流、正半周的后段电流、负半周的前段电流、及负半周的后段电流，分别点亮所述灯组，其特征在于所述灯组包括一个以上的第一灯组、一个以上的第二灯组、一个以上的第三灯组及一个以上的第四灯组，每一灯组分别包括一二极管及一个以上的发光元件，点亮该第一、三灯组所需的发光电流值相同，点亮该第二、四灯组所需的发光电流值相同，且点亮该第一、三灯组所需的发光电流值小于点亮该第二、四灯组所需的发光电流值；该第一、三灯组的二极管是与其发光元件并联，且该第一、三灯组的二极管互呈反向连接，该第二、四灯组的二极管互呈反向连接，该第一、三灯组更与一可控硅整流器电线连接；借此，使该控制单元拾取市电电源的正弦波的正半周的前段电流、正半周的后段电流、负半周的前段电流、及负半周的后段电流，并且依序点亮该第一、二、三、四灯组。
2.如权利要求1所述单线装饰灯组，其特征在于该第一、三灯组分别包括二相互串联的发光元件、一与其二极管及所述发光元件并联的可控硅整流器、一电容及一与该电容串联的电阻，该电阻是与该可控硅整流器的栅极线路并联，该第一灯组的可控硅整流器的阳极通向该控制单元的输出端方向，其二极管则相反而由阴极接通，且该第三灯组的可控硅整流器的阴极通向该控制单元的输出端方向，其二极管则相反而由阳极接通。
3.如权利要求2所述单线装饰灯组，其特征在于该第二、四灯组分别包括二发光元件，所述发光元件及其二极管三者相互并联，该第二灯组的二极管的阴极连接该控制单元的输出端，且该第四灯组的二极管的阳极连接该控制单元的输出端。
4.如权利要求1所述单线装饰灯组，其特征在于该第一、二、三、四灯组共同组装在一个透明灯壳内，成为一集中型灯饰，而得以由该集中型灯饰的透明灯壳外部看到活动的灯光变化。该集中型灯饰具有一输入端及一输出端，该单线装饰灯组为多个集中型灯饰串联组成。
5.如权利要求4所述单线装饰灯组，其特征在于该可控硅整流器是电线连接于该第一、三灯组之间，且该可控硅整流器的栅极线路与一电阻并联，该电容则与该电阻串联，该第一灯组的二极管的阴极连接该集中型灯饰的输入端，该第三灯组的二极管的阳极连接该集中型灯饰的输入端。
6.如权利要求5所述单线装饰灯组，其特征在于该第二、四灯组分别包括二相互并联的发光元件，所述发光元件与其二极管串联，该第二灯组的二极管的阳极连接该集中型灯饰的输入端，该第四灯组的二极管的阴极连接该集中型灯饰的输入端。
7.如权利要求1所述单线装饰灯组，其特征在于所述发光元件是灯泡。
8.如权利要求1所述单线装饰灯组，其特征在于所述发光元件是发光二极管。
专利摘要本实用新型是一种单线装饰灯组，包含多个灯组、一连接所述灯组及一市电电源的控制单元，其特征在于所述灯组包括一个以上的第一、二、三、四灯组，点亮第一/二灯组所需的发光电流值相同于第三/四灯组，点亮第一/二灯组所需的发光电流值小于第三/四灯组。每一灯组分别包括一二极管及一个以上的发光元件，第一、三灯组的二极管是与其发光元件并联，且第一、三灯组的二极管及第二、四灯组的二极管互呈反向连接，第一、三灯组与一可控硅整流器电线连接。借此，使控制单元拾取市电电源的正弦波的正半周的前、后段电流及负半周的前、后段电流，且依序点亮所述灯组，成为一不需使用大量的电路配线、简单经济，且具有活动的灯光变化的单线装饰灯组。
文档编号H05B37/02GK2738519SQ20042009294
公开日2005年11月2日 申请日期2004年9月21日 优先权日2004年9月21日
发明者刘尽忠 申请人:刘存厚