CN100353655C - 数位调变式功率控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种数位调变式功率控制装置，其主要利用输入单元来输入交流电压信号与控制信号，并以信号侦测单元侦测交流电压的信号及其频率，且透过交流电压信号产生第一触发信号。继而，利用控制单元接收控制信号与第一触发信号，控制单元并依据控制信号来第一触发信号进行处理，以产生第二触发信号。继而，再将第二触发信号送至输出单元中的交流切换单元，以触发交流切换单元，供输出一调整过的交流电压信号，以调整一交流电源负载的输入功率。

Description

数位调变式功率控制装置

技术领域

本发明是有关于一种数位调变式功率控制装置，尤其是指一种可供外接多种家电用品，以达到无段式调光或调速的功效，而于使用上极具实用便利功效特性的数位调变式功率控制装置创新设计。

背景技术

目前，随着社会形态的改变、民众经济消费能力的提升，使得人们皆努力追求更为便利、精致、舒适的生活品质，也因此，拜科技进步之赐所生产的各式家电产品，亦因其能于民众生活上带来诸多便民、利民之处，而广泛、大量的充斥于市面上各商场、卖场中。

而一般市面上常见具有调速、调光功能的各式家电产品，如：电扇、吹风机、电热器、白炽灯......等，其于调光或调速装置的设计上，大多是利用机械开关或旋钮多段式的可变电阻进行控制，以改变输入电流的大小调整各家电产品的速度或明亮度，亦或利用改变电能分别通过马达上不同卷绕圈数的线圈，而令马达变快或变幔，进而调整使用马达做为动力源的家电产品的快慢。

然而，上述各类家电产品的调光、调速装置虽可达其供使用者进行调光、调速的预期功效，但也在其实际实施使用中发现仍有诸多缺点，如：

1、该调光、调速装置于利用机械开关进行控制时，该机械开关容易老化、氧化，且无法确实达到防水的功能，并更易于开启、关闭时产生火花而造成危险，使其于使用上存有诸多不便困扰之处。

2、该调光、调速装置，不论是使用机械开关或多段式可变电阻，亦或改变马达上不同卷绕圈数的线圈通电与否，其皆于出厂时即已设置固定所能调光、调速的段数，使得其于调光、调速的量上皆有所限制，造成使用者无法随自己喜好任意调整，导致其于使用上极大不便之处。

3、该调光、调速装置，不论为利用机械开关或多段式可变电阻，亦或改变马达上不同卷圈数的线圈通电与否，其皆是以相同大小的电量直接输入，或另行以阻抗将多余的电量予以消耗掉，却未视所需输出的动能大小调整输入电量的大小，使得如马达线圈、部份零组件......等，极易因通过电量过大造成损毁而影响其使用寿命，或造成电能的浪费连带让使用者需负担较高的电费。

发明内容

本发明主要是提供一种数位调变式功率控制装置，以期完全改善上述已用的所有缺点。

本发明的数位调变式功率控制装置，配合一以交流电源作为输入的交流电装置，该数位调变式功率控制装置主要包括：一输入单元，用以输入一交流电压信号与一控制信号；一信号侦测单元，用以侦测交流电压信号及其频率，并经由交流电压信号产生一第一触发信号；一控制单元，是接收控制信号与第一触发信号，并以控制信号来对第一触发信号进行处理，以产生一第二触发信号；以及一输出单元，具有一交流切换单元，输出单元是接收第二触发信号，以触发该交流切换单元，输出一调整过的交流电压信号，以调整该交流电装置的输入功率。

本发明的数位调变式功率控制装置，其可让使用者任意无段式调整其输出电量功率大小，以令与其输出单元连接的各式家电用品，进而达到无段式线性调光、调速的功效。

本发明的数位调变式功率控制装置，其是利用数位化控制的设计，使其于控制上不会产生如已用机械开关切换时的火花，并同时具有防水、防氧化、防老化的功效。

本发明的数位调变式功率控制装置，其是利用改变输出电量功率的大小，予以对家电用品进行调光、调速的动作，使其不仅可节省额外的电能浪费，且亦能避免马达线圈或其它零组件......等，因电量功率太大而遭烧毁的情况发生。

附图说明

图1为本发明数位调变式功率控制装置功能方块图。

图2为本发明数位调变式功率控制装置的外观示意图。

图3为本发明数位调变式功率控制装置的电路示意图。

图4为本发明数位调变式功率控制装置的电路示意图。

图5为本发明的控制单元的内部功能方块图。

图6为本发明数位调变式功率控制装置将交流信号转成零交越信号的波形图。

图7为本发明数位调变式功率控制装置输出的第二触发信号与交流输入及输出信号的波形图。

图号说明

1    输入单元            11   交流电源输入插孔

12   控制信号输入单元    2    信号侦测单元

3    控制单元            31   控制信号处理单元

32   功率调整单元        321  八段循环控制单元

322  无段微调控制单元    33   脉波位置调变信号产生单元

34   基频产生器          35   预约/定时控制单元

36   状态/计时显示单元   4    输出单元

41   交流切换单元        42   交流电源输出插孔

5    计时单元            6    控制状态单元

71   发光二极管          72   发光二极管

具体实施方式

首先，请参阅图1～图3所示，本发明主要是由输入单元1、信号侦测单元2、控制单元3、输出单元4、计时单元5、控制状态单元6及复数个发光二极管71、72所组成；其中：

该输入单元1，其包含有交流电源输入插孔11与控制信号输入单元12，该交流电源输入插孔11可供100～240v/50～60的交流电源输入，而该控制信号输入单元12则可为触控面板或为触控按键搭配无线射频模组所组成，以能利用触控、按压、拨动各开关、按键，将信号输入控制单元3中。

该信号侦测单元2，请参阅图4所示，其可为一零交越侦视器(ZenerCrossing Detector，ZCD)，其于二AC电源输入端间连接有数二极管、电阻、电晶体，并连接有齐纳二极管(Zener Diode)及电容，再分别连接于光耦合器U1A的输入端，而该光耦合器的输出端则是连接输入控制单元3中。

该控制单元3，请参阅图5所示，其为IC(DMPC0717EN)包含有控制信号处理单元31、功率调整单元32、脉波位置调变信号产生单元33、基频产生器34、预约/定时控制单元35及状态计时显示单元36，而该功率调整单元32则包装有可供使用者需求而设计成各种分段循环控制单元的八段循环控制单元321、与呈线性控制的无段微调控制单元322。

该输出单元4、其包含有交流切换单元41与交流电源输出插孔42、该交流切换单元41为一电力电子元件，如矽控双向整流器(TRICA)，而该交流电源输出插孔42则可供连接有任何电阻性或电感性的交流电源负载，如：单相交流马达、吹风机、电风扇、电热器或白炽灯。

该计时单元5、控制状态单元6及发光二极管71、72，其则可分别供显示定时时间或预约时间，及对交流电源负载的调光或调速的状态，与显示控制单元3的控制模式。

本发明于使用上，其是将经由交流电源输入插孔11所输入的交流电源送至信号侦测单元2，以令该信号侦测单元2产生一零交越信号，该零交越信号的频率可为100Hz～120Hz，如图6所示，并输送至控制单元，而使用者可利用控制信号输入单元12发出控制信号且输入控制单元3的基频产生器34内，以令基频产生器34产生内部控制触发信号，并送至控制信号处理单元31与预约/定时控制单元35，该预约/定时控制单元35依据内部控制触发信号进行处理，且透过状态/计时显示单元36输出至计时单元5与控制状态单元6显示。

而该控制信号处理单元31依据内部控制触发信号，来对其所接收由信号侦测单元2产生的零交越信号进行信号处理，继而透过功率调整单元32与脉波位置调变信号产生单元33来产生一脉波位置调变信号(Pulse Position Modulation，PPM)，该脉波位置调变信号的脉波频宽可为21.6KHz；输出频率可为100～120Hz；此时，若控制信号输入单元12设定为八段循环控制，该控制信号处理单元31即透过八段循环控制单元321，以来驱使脉波位置调变信号处理单元33产生一具有八段控制特性的脉波位置调变信号；而若控制信号输入单元12设定为无段微调控制(线性控制)，该控制信号处理单元31则透过无段微调控制单元322，以驱使脉波位置调变信号产生单元33产生具有线性控制特性的脉波位置调变信号。

而该输出单元4的交流切换单元41，其于受到脉波位置调变信号产生单元33所产生的脉波位置调变信号的触发时，即对输入的电压波形进行切割，以控制输出功率的开启或关闭、或增加、减少输出功率，如图7所示，而能对连接于交流电源输出插孔42的交流电源负载进行操控。

由以上说明可知，本发明是利用零交越侦测器来侦测交流输入电源的零交越信号，控制单元则接收控制信号与零交越信号，并以控制信号来对零交越信号进行处理，以输出一脉波位置调变信号至交流切换单元，供对输入的交流电源进行切割，以控制交流电源负载的启动、关闭、增加输出功率、或减少输出功率，以达成数位化控制，并具有防水与不会发生火花的功效，且在调光或调速时达到线性控制或分段控制。

Claims (10)

1、一种数位调变式功率控制装置，配合一以交流电源作为输入的交流电装置，该数位调变式功率控制装置主要包括：

一输入单元，用以输入一交流电压信号与一控制信号；

一信号侦测单元，用以侦测该交流电压信号及其频率，并经由该交流电压信号产生一第一触发信号；

一控制单元，是接收该控制信号与该第一触发信号，并以该控制信号来对该第一触发信号进行处理，以产生一第二触发信号；以及

一输出单元，具有一交流切换单元，该输出单元是接收该第二触发信号，以触发该交流切换单元，输出一调整过的交流电压信号，以调整该交流电装置的输入功率。

2、如权利要求1所述数位调变式功率控制装置，其特征在于，该控制单元更包括一控制信号处理单元、一功率调整单元、以及一第二触发信号产生单元，该控制信号处理单元是接收该控制信号与该第一触发信号，以进行信号处理，继而透过该功率调整单元控制该第二触发信号产生单元输出该第二触发信号。

3、如权利要求2所述数位调变式功率控制装置，其特征在于，该功率调整单元更包括一复数段循环控制单元与一无段微调控制单元，该复数段循环控制单元驱使该第二触发信号产生单元产生分段控制的第二触发信号，该无段微调控制单元是驱使该第二触发信号产生单元产生线性控制的第二触发信号。

4、如权利要求1所述数位调变式功率控制装置，其特征在于，该输入单元更包括一交流电源输入插孔与一控制信号输入单元。

5、如权利要求4所述数位调变式功率控制装置，其特征在于，该控制信号输入单元是为一触控面板、一无线遥控接收端、或复数个输入按键。

6、如权利要求1所述数位调变式功率控制装置，其特征在于，该信号侦测单元是为一零交越侦测器，且该零交越侦测器产生的第一触发信号是为零交越信号。

7、如权利要求1所述数位调变式功率控制装置，其特征在于更包括一计时单元、一控制状态单元、及复数个发光二极管，供显示该控制信号对应的控制状态。

8、如权利要求1所述数位调变式功率控制装置，其特征在于，该交流切换单元是为矽控双向整流器。

9、如权利要求1所述数位调变式功率控制装置，其特征在于，该第二触发信号是为脉波位置调变信号。

10、如权利要求1所述数位调变式功率控制装置，其特征在于，该交流电装置是为电感性装置或电阻性装置。

Images