专利名称：同步发光二极管灯串的制作方法
技术领域：
本实用新型是有关于发光装置，尤指一种同步发光二极管灯串。
背景技术：
灯串的应用一直以来都很广，例如圣诞灯串，景观灯串，大楼灯串等，随着发光二 极管(LED)制造工艺的进步及价格的越趋便宜，将LED应用于灯串也是一种新的趋势，但是 因为LED基本上是适用于直流电源，而灯串则是应用在交流电源的环境，如何将LED应用于 灯串，已有一些产品见于市面。但是如何能达到同步变化则是一个有待克服的障碍。本实 用新型针对此课题作了一深入的研究，且得到了具体成果，故而提出专利申请。 目前的LED灯串则有如图1、图2及图3所示的现有技术，其中每一发光模块代表 一组RGB三色LED灯组2。依现有技术，以图1所示技术最不理想，因采直流并联式而使所 有LED灯组2皆为并联，所以消耗电流大，也就是说其电源转换器1为了要能供应大电流， 甚难处理或是说成本较高，或是说能并联的LED灯组2有限。 图2所示技术较图1所示技术为佳，因LED灯组2是串联式，故电流小，所以电源 转换器1容易处理，成本低。但此技术仍然有一缺陷，即可串的LED灯组2有其限制，需视 电源转换器1所供应的直流电压而定，直流电压越高可串越多LED灯组2。 图3所示技术为三者中最好的作法，将图2所示电源转换器1以每个小电源转换 器1来代替。因小电源转换器1结构较为简单，另外所能串的灯组2也较无限制，唯一小小 的缺点即是一个LED灯组2配一个小电源转换器1，故产品成本是较高的。 在图1图2及图3所示的现有技术中，所采用的已知LED灯组2包含一红色发光二 极管(R LED)、一绿色发光二极管(G LED)、一蓝色发光二极管(BLED)以及一控制电路，如 图4所示。该已知LED灯组2的两支接脚分别外接直流电源的正负端，该控制电路可实施为 一集成电路(IC)，是依原本电路内已设定好的程序驱动三原色RGB LED或作色彩的混合处 理。然而，已知LED灯组2的缺点在于分别植入独立的控制IC，所以当应用于灯串时，电源 启动后每一 LED灯组2的变色分别独立动作，无法取得同步。若能使每一 LED灯组2间取 得同步，则灯串所能表现的效果必定与分别独立仅能表现类似满天星的效果大不相同。因 此，如何兼顾成本又能达到同步的效果乃为产业所研究的方向。
发明内容本实用新型的目的是提供一种具有同步信号的发光二极管灯，特别是一种RGB发 光二极管灯组。 本实用新型的目的是提供一种同步发光二极管灯串，包含多个发光二极管灯，且 所述这些发光二极管灯共同参考一同步信号变色，其中该发光二极管可为RGB发光二极管灯组。 本实用新型所提供的发光二极管灯，包含至少一发光二极管以及一控制电路，其
特征在于前述发光二极管灯具有一阳极接脚、一阴极接脚及一同步接脚，该同步接脚接收
一同步信号，且前述控制电路基于该同步信号控制前述发光二极管发光。 本实用新型所提供的RGB发光二极管灯组，包含一红色发光二极管、一绿色发光
二极管、一蓝色发光二极管以及一控制电路，其特征在于前述RGB发光二极管灯组具有一
同步接脚，该同步接脚接收一同步信号，且前述控制电路基于该同步信号控制前述红色发
光二极管、前述绿色发光二极管及前述蓝色发光二极管变色。
本实用新型所提供的一种同步发光二极管灯串，包含多个发光二极管灯以及一
电源转换器，该电源转换器提供所述这些发光二极管灯所需的直流电压，且前述发光二极
管灯包含至少一发光二极管以及一用以控制变色的控制电路，其特征在于前述发光二极
管灯具有一阳极接脚、一阴极接脚及一同步接脚，且每一发光二极管灯的同步接脚共同接
收一参考信号，而前述控制电路基于该参考信号控制该发光二极管变色。 其中该发光二极管灯为RGB发光二极管灯组，该RGB发光二极管灯组包含一红色
发光二极管、一绿色发光二极管、一蓝色发光二极管以及前述控制电路，该控制电路基于该
参考信号控制前述红色发光二极管、前述绿色发光二极管及前述蓝色发光二极管变色。
本实用新型所提供的另一种同步发光二极管灯串，包含多个发光二极管灯以及
多个电源转换器，一电源转换器分别提供一发光二极管灯所需的直流电压，且前述发光二
极管灯包含至少一发光二极管以及一用以控制变色的控制电路，其特征在于前述发光二
极管灯组具有一阳极接脚、一阴极接脚及一同步接脚，每一电源转换器提供一参考信号至
前述发光二极管灯的同步接脚，且前述控制电路基于该参考信号控制变色。其中该发光二极管灯为RGB发光二极管灯组，该RGB发光二极管灯组包含一红色
发光二极管、一绿色发光二极管、一蓝色发光二极管以及前述控制电路，该控制电路基于该
参考信号控制前述红色发光二极管、前述绿色发光二极管及前述蓝色发光二极管变色。 根据本实用新型所实施的具有同步接脚的发光二极管灯及同步发光二极管灯串，
使分别独立的发光二极管灯组可以共同参考一同步信号或参考信号来取得固定的频率，进
而控制发光二极管变色或闪烁，而由所述这些发光二极管灯组所组成的灯串，也可在同步
的基础上控制色彩变化与闪烁形式，而获得多样化的设计效果。
图1为第一种现有技术LED灯串的电路方块图。 图2为第二种现有技术LED灯串的电路方块图。 图3为第三种现有技术LED灯串的电路方块图。 图4为已知LED灯组的电路方块图。 图5为本实用新型发光二极管灯组的电路方块图。 图6为本实用新型同步发光二极管灯串第一种实施例的电路方块图。 图7为本实用新型同步发光二极管灯串第一种实施例的另一电路方块图。 图8为本实用新型同步发光二极管灯串的各发光二极管灯组的同步接脚的驱动
电路图。[0025] 图9A与图9B为本实用新型同步发光二极管灯串第二种实施例的电路方块图。 图IO为本实用新型同步发光二极管灯串第三种实施例的电路方块图，包含多个 电源转换器。 图11为本实用新型同步发光二极管灯串第三种实施例的另一电路方块图，包含 多个电源转换器。 图12为本实用新型同步发光二极管灯串的另一种电路方块图。 图13A为本实用新型发光二极管灯的另一种电路方块图。 图13B为图13A所示电路方块图的代表图。 图14为图13A所示控制电路的电路方块图。 图15A与图15B为本实用新型同步发光二极管灯串的电路方块图，包含图13A所 示发光二极管灯。 图16A与图16B分别为本实用新型数据传递举例的示意图。 附图标号 1-—电源转换器 2—-LED灯组 10-—RGB发光二极管灯组或发光二极管灯 11—-红色发光二极管 12—-绿色发光二极管 13-—蓝色发光二极管 14—-控制电路 15—-输出缓冲器 16—-输入缓冲器 17-—主发光二极管灯 18-—副发光二极管 20-—电源转换器
具体实施方式虽然本实用新型将参阅含有本实用新型较佳实施例的所附图式予以充分描述，但 在此描述之前应了解本领域技术人员可修改本文中所描述的实用新型，同时获致本实用新 型的功效。因此，须了解以上的描述对本领域技术人员而言为一广泛的揭示，且其内容不在 于限制本实用新型。 请参阅图5，是显示本实用新型发光二极管灯组的电路方块图。本实用新型提供一 种RGB发光二极管灯10，包含一红色发光二极管(R LED)11、一绿色发光二极管(G LED) 12、 一蓝色发光二极管(B LED)13以及一控制电路14，该控制电路可由一集成电路实施，且该 控制电路14已设定好程序以驱动RLED 11、 G LED 12及B LED 13的色彩变化顺序或闪烁 形式。 根据较佳实施例，本实用新型RGB发光二极管灯10具有三支接脚，分别为一阳极 接脚、一阴极接脚及一同步接脚，其中阳极接脚与阴极接脚接收一直流电压，该直流电压为 发光二极管灯10的工作电压，该同步接脚连接至控制电路14。根据以下的不同实施例，本实用新型RGB发光二极管灯10的控制电路14在该同步接脚输出一具有固定频率的参考信 号(或同步信号)，或在该同步接脚接收一参考信号(或同步信号)，且该控制电路基于该 参考信号(或同步信号)控制R LED 11、 G LED 12及B LED 13变色。 根据本实用新型的较佳实施例，同步接脚也可以实施于一种单色发光二极管灯 (图未示)，该单色发光二极管灯包含至少一发光二极管以及一控制电路，该发光二极管为 R LED或G LED或B LED,且该单色发光二极管灯具有三支接脚，分别为一阳极接脚、一阴极 接脚及一同步接脚，其中阳极接脚与阴极接脚接收一直流电压，而该同步接脚连接至控制 电路。同样地，在不同的实施例中，控制电路可以在该同步接脚输出一具有固定频率的参考 信号(或同步信号)，或在该同步接脚接收一参考信号(或同步信号)，且该控制电路基于 该参考信号(或同步信号)控制发光二极管变化色彩。 请参考图6，显示本实用新型同步发光二极管灯串第一种实施例的电路方块图。在 本实用新型第一种实施例中，一种同步发光二极管灯串包含一电源转换器20与多个发光 二极管灯10，该电源转换器20将一交流电源整流以提供一直流电压以驱动由多个发光二 极管灯10所组成的灯串，而发光二极管灯10可为图5所示的RGB发光二极管灯组或上述 的单色发光二极管灯。 在图6所示的实施例中，并联的发光二极管灯IO彼此串联以形成灯串，且所有的 发光二极管灯10的同步接脚都连接在一起。多个发光二极管灯io包含一个主发光二极管 灯17与多个副发光二极管灯18，其中该主发光二极管灯17的控制电路14在其同步接脚上 输出一具有固定频率的参考信号(或同步信号)，而其他副发光二极管灯18在其同步接脚 上接收该参考信号(或同步信号)，使所有的发光二极管灯10共同基于此参考信号(或同 步信号)以同步控制色彩变化或闪烁。 请参考图7，显示本实用新型同步发光二极管灯串第一种实施例的另一电路方块 图。图7所示的实施例是图6所示的实施例的变更，其中差异之处在于，组成灯串的发光二 极管灯10均为图6所示的实施例的副发光二极管灯18，而所有副发光二极管灯18的同步 接脚接收来自电源转换器20所输出的具有固定频率的参考信号(或同步信号)，使所有的 副发光二极管灯18共同基于此参考信号(或同步信号)以同步控制色彩变化或闪烁，其中 参考信号(或同步信号)的频率基于该电源转换器20输入的交流电源的频率所产生。 在图6与图7所示的实施例中，组成灯串的结构乃串联形式，换言之，上一级RGB 发光二极管灯组(或单色发光二极管灯)的阴极接脚连接至下一级RGB发光二极管灯组 (或单色发光二极管灯)的阳极接脚，所以每一级发光二极管灯的电位并不是相等的。此 时，固定频率的参考信号(或同步信号)被传至下一级发光二极管灯的同步接脚时，其控制 电路并无法辨识。所以，本实用新型在上、下级的同步接脚间设计就针对此点特别设计一个 辨识信号的线路，如图8所示。在上、下级的同步接脚的输出缓冲器15与输入缓冲器16之 间通过一电容C加以连接。如此每级发光二极管灯的同步接脚皆可取得相同频率来源的参 考信号(或同步信号)，以达成灯串的同步动作。 请参考图9A与图9B，显示本实用新型同步发光二极管灯串第二种实施例的电路 方块图。本实用新型第二种实施例利用在直流电压上提供一载波信号，再由各发光二极管 灯从直流电压解调出该载波信号而获得同步控制的目的。在本实用新型第二种实施例中， 一种同步发光二极管灯串包含一电源转换器20与多个发光二极管灯2，该电源转换器20将一交流电源整流以提供一直流电压以驱动由多个发光二极管灯所组成的灯串，而发光二极 管灯可为图4所示的已知RGB发光二极管灯组或本实用新型的RGB发光二极管灯组，其中 并联的发光二极管灯彼此串联以形成该灯串。 如图9A所示的实施例，电源转换器20所输出的参考信号在直流电压上的载波信
号，该载波信号具有固定频率，且该载波信号通过灯串的串联结构而输入至发光二极管灯 2，各发光二极管灯2的控制电路14从输入的直流电压解调出载波信号，遂使该控制电路14 基于载波信号的固定频率达到同步控制的目的。此外，各发光二极管灯2的控制电路14除 了具有解调出载波信号的功能外，该控制电路14同时亦能将该载波信号载于直流电压上 而输出至下一级发光二极管灯2，使下一级发光二极管灯2的控制电路14可以获得相同的 载波信号据以同步控制。 如图9B所示的实施例，灯串包含一个主发光二极管灯17与多个副发光二极管灯 18，而该主发光二极管灯17的控制电路可提供一载波信号载于直流电压上而输出至下一 级副发光二极管灯18，而该主发光二极管灯17根据载波信号控制色彩变化或闪烁。而其他 副发光二极管灯18的控制电路则由主发光二极管灯17或上一级副发光二极管灯18所提 供的直流电压解调出该载波信号上据以控制色彩变化或闪烁。此外，各副发光二极管灯18 的控制电路同时亦能将该载波信号载于直流电压上而输出至下一级副发光二极管灯18，使 下一级副发光二极管灯18的控制电路可以获得相同的载波信号据以同步控制。 请参考图IO，显示本实用新型同步发光二极管灯串第三种实施例的电路方块图。 在本实用新型第三种实施例中，一种同步发光二极管灯串包含多个电源转换器20与多个 发光二极管灯IO，每一电源转换器20分别将交流电源整流以提供一直流电压以驱动一个 发光二极管灯10，而发光二极管灯10为图5所示的RGB发光二极管灯组或上述的单色发光 二极管灯。多个电源转换器20彼此串接以接受一交流电源，发光二极管灯10的同步接脚 接收个别电源转换器20所输出的参考信号，而参考信号的频率基于该电源转换器20输入 交流电源的频率所产生。 请参考图ll，显示本实用新型同步发光二极管灯串第三种实施例的另一电路方块
图。图ll所示的实施例是图io所示的实施例的变更，其中差异之处在于将并联的电源转
换器20彼此串接以接受一交流电源。 请参考图12，显示本实用新型同步发光二极管灯串的另一种电路方块图。在本实 用新型此一实施例中，一种同步发光二极管灯串包含一电源转换器20与多个发光二极管 灯IO，该电源转换器20将一交流电源整流以提供一直流电压以驱动由多个发光二极管灯 10串联所组成的灯串，而发光二极管灯为图5所示的RGB发光二极管灯组或上述的单色发 光二极管灯。 在本实用新型此一实施例中，组成灯串的发光二极管灯10均为图6所示的实施例 的副发光二极管灯18，而所有副发光二极管灯18的同步接脚接收来自电源转换器20所输 出的参考信号，该参考信号为代表音乐的节拍信号，使灯串的灯光色彩随着音乐节拍改变 不同的颜色。 请参考图13A，显示本实用新型发光二极管灯组的另一种电路方块图。在此一实 施例中，本实用新型提供一种RGB发光二极管灯10，包含一红色发光二极管(R LED)11、一 绿色发光二极管(G LED)12、一蓝色发光二极管(BLED) 13以及一控制电路14，该控制电路可由一集成电路实施，且该控制电路14根据接脚DI所输入的信号来驱动R LED 11、G LED 12及B LED 13的色彩变化顺序或闪烁形式，或者将接脚DI的指令或数据由接脚D0输出。 在此一实施例中，本实用新型RGB发光二极管灯IO具有四支接脚，分别为一阳极 接脚V+、一阴极接脚V-、一输入接脚DI及一输出接脚D0，可由图13B来表示，其中阳极接 脚与阴极接脚接收一直流电压，该直流电压为发光二极管灯10的工作电压，该输入接脚DI 将接收的信号输入至控制电路14，且控制电路14将指令或数据由输出接脚D0输出。接脚 DI与D0中所传递的信号不仅可以简单时脉信号当作同步信号，亦可为数据的传递。因此， 由图13A所示的发光二极管灯10组成的灯串，接脚DI连接至上一级发光二极管灯10的接 脚D0，而接脚D0则连接至下一级发光二极管灯10的输入接脚DI 。 请参考图14，显示图13A所示控制电路的电路方块图。RGB发光二极管灯10的控 制电路14包含一辨识方块，接收输入接脚DI的信号进行辨识；位移暂存器，接收辨识方块 所传送的数据；暂存器，接收位移暂存器所储存的完整数据；驱动电路，根据暂存器的完整 数据驱动R LED 11、 G LED 12及BLED 13的色彩变化顺序或闪烁形式；以及编码方块，接 受辨识方块的指示以决定将位移暂存器的完整数据编码输出至接脚DO，其中辨识方块将辨 识输入接脚DI所传送的数据是否为本身发光二极管灯10的指令或将数据重新编码由接脚 DO输出至下一级发光二极管灯10。 根据图14所示发光二极管灯10的具体实施例，如图15A所示串联型式灯串与图 15B所示并联型式灯串，同步发光二极管灯串包含多个发光二极管灯IO，每一发光二极管 灯10如图13及图14所示，其中多个发光二极管灯10彼此串接，且上下级发光二极管灯10 串接时，上一级发光二极管灯10的接脚DO连接至下一级发光二极管灯10的接脚DI。此一 实施例中，提供直流电源至同步发光二极管灯串的电源转换器20具有数据处理能力，可由 一信号线DO输出指令数据至第一个发光二极管灯10的输入接脚DI以控制同步发光二极 管灯串的色彩变化顺序或闪烁形式。 该电源转换器20可以内建一微处理器或数据处理器及存储器，储存灯串所要展 示的形式或效果，如跑灯或乐透或追逐等效果，甚至可以显示特定图形等。电源接上后由微 处理器或数据处理器抓取存储器的数据，并以一特定的数据格式由一信号线DO传递了包 含数据及时脉及同时显示等不同信号。 在图15A与图15B所示的实施例中，本实用新型数据传递举例两种方式，其一是 以电压位准加上时脉的方法，如图16A所示。当电源转换器20开始传送数据前，信号线D0 为无数据状态，以1/2VDD的电压位准来代表。当电源转换器20开始传送数据，数字信号的 "1"或"0"代表每一 RGB发光二极管灯10所执行的指令的数据，而执行何种动作则可以事 先定义。 传送数据的过程中，每位"1"或"0"结束时一定回复到1/2VDD电压位准然后再传 送下一个位，因此可以同时包含了数据及时脉。则每一个RGB发光二极管灯10内的控制电 路14待收到此数据后，经内部解译辨识，并加以处理且将数据编码成相同的信号格式后再 传递给下一级发光二极管灯10。而每一同步发光二极管灯串在规划之初即已定义好发光二 极管灯10的总数，所以微处理器或数据处理器每次需变更亮度时，即传送相等于发光二极 管灯组总数的位组，则数据由每一RGB LED的一进一出，每一位组将适当的传递到每一发光 二极管灯10中。[0069] 然后数据传递结束后，信号线DO及发光二极管灯10的接脚DO将停留于1/2VDD 准位，本实用新型实施例可以定义超过一定时间在每一 DO出现1/2VDD时，则将数据锁定并 显示出来。由此，只要更换不同的存储器内容，则本实用新型实施例即可得到不同闪烁或显 示变化的灯串，此一实施例的灯串具有较佳的弹性设计。 另外一种数据传递可如图16B所示将数据的形式编码。以预定时间间距的数字 "1"和"0"进行数据及时脉的传输，同样的可以定义一般时内无任何数据时如信号停留于 VDD或VSS ;当超过一段时间，则表示为锁住指令且显示变化。如此亦可成功的达成以一信 号线传递数据、时脉及同时显示等信号。两者的差别主要在于前者属静态方式辨识数据，而 后者则需每一 RGB发光二极管灯10内需自行产生时脉以辨识数据。 灯串的设计除了本实用新型同步的观念之外，但如果灯串只作同步颜色的变化是 否太单调了？所以最好能作到既可同步变化，又可于某一段时间作非同步闪烁，如此灯串 的设计变化才够丰富。时下传统的灯串有多种花样，如跑灯、追逐等。本实用新型LED灯串 亦可作到这些功能，在本实用新型的实施例中，先将LED灯分类成数种，如一号、二号、三号 等。当进入跑灯或追逐功能时，LED灯的控制电路依所分类的种类加以延迟同步信号的同步 频率，则可以达成跑灯或追逐等这类功能。举例而言，如编号为一号的LED灯的控制电路， 则将同步频率延迟固定的一段时间，而编号二号的LED灯则将同频频率延迟固定一段时间 的二倍，依此类推，则即会出现跑灯或追逐等的现象。 在本实用新型的不同实施例中， 一号LED灯固定亮一种颜色，二号LED灯亮另一颜
色以此类推，每经过一段时间即变换不同颜色，则也会表现出多种颜色追逐的效果。根据本
实用新型所实施的LED灯串，将可设计出更为完整、多样化的灯串产品。 在详细说明本实用新型的较佳实施例之后，本领域技术人员可清楚的了解，在不
脱离权利要求范围与精神下可进行各种变化与改变，且本实用新型亦不受限于说明书中所
举实施例的实施方式。
权利要求一种同步发光二极管灯串，所述同步发光二极管灯串包含多个发光二极管灯以及一电源转换器，所述电源转换器提供所述这些发光二极管灯所需的直流电压，且所述发光二极管灯包含至少一发光二极管以及一用以控制变色的控制电路，其特征在于，所述直流电压具有一载波信号，每一发光二极管灯的控制电路从所述直流电压解调出所述载波信号，且所述控制电路根据所述载波信号控制所述发光二极管变色。
2. 如权利要求1所述的同步发光二极管灯串，其特征在于，所述载波信号具有固定频 率，且所述控制电路基于所述载波信号的固定频率控制所述发光二极管变色。
3. 如权利要求1所述的同步发光二极管灯串，其特征在于，所述载波信号由所述电源 转换器调变于直流电压上。
4. 如权利要求1所述的同步发光二极管灯串，其特征在于，所述多个发光二极管灯包 括一主发光二极管灯与多个副发光二极管灯，所述主发光二极管灯的控制电路将所述载波 信号调变于直流电压上，而副发光二极管灯的控制电路从所述直流电压解调出所述载波信 号。
专利摘要本实用新型涉及一种同步发光二极管灯串，该同步发光二极管灯串包含多个发光二极管灯以及一电源转换器，该电源转换器提供所述这些发光二极管灯所需的直流电压，且该发光二极管灯包含至少一发光二极管及用以控制变色的控制电路，该直流电压具有载波信号，每一发光二极管灯的控制电路从直流电压解调出载波信号，且该控制电路根据载波信号控制该发光二极管变色。具有同步接脚的发光二极管灯及同步发光二极管灯串，使独立的发光二极管灯组可以共同参考一同步信号或参考信号来取得固定的频率，控制发光二极管变色或闪烁，而由所述这些发光二极管灯组所组成的灯串，也可在同步的基础上控制色彩变化与闪烁形式，而获得多样化的设计效果。
文档编号F21Y101/02GK201487684SQ200920147468
公开日2010年5月26日 申请日期2008年4月21日 优先权日2008年4月21日
发明者彭文琦 申请人:矽诚科技股份有限公司