TWI449467B - High-power power switch switching dimmer, power switch switching dimming system, dimming device and transmission power and dimming instructions - Google Patents
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Description
本發明關於一種燈具的發光控制裝置,尤指一種不會產生高熱且適用於大功率負載之電源開關切換式調光器。
參考圖10所示,揭示了一既有的調光控制器70與不同照明裝置90連接的示意圖,依據傳統的連接方式,各個照明裝置90必須透過控制信號線72連接至調光控制器70的輸出端以接收調光指令,除此之外,各個照明裝置90本身還必須經由電源線74連接至一輸入電源76以接收所需的工作電壓,設於照明裝置90內部的控制模組即依據所接收之調光指令改變本身的照明亮度,達到調光目的。
惟上述作法在實際作業時具有佈線複雜、耗時費力等諸多不便,舉例而言,若要在大型場地裝設數十個甚至高達數百個照明裝置90時,單獨就電源線74的接線作業而言已經是相當複雜且龐大的工作,何況還必須有足夠的空間供控制信號線72設置,且連接控制信號線72又是另一項繁複的作業,另外萬一把電源線74與控制信號線72誤接在一起,將可能造成整個系統毀損。
再請參考圖11所示,為一種改善圖10之缺點,將圖10的控制信號線72合併入電源線74之傳統的調光控制器80與照明裝置90的連接示意圖。該調光控制器80的內部主要包含有一整流電路82及一切換開關84,其中,該整流電路82將接收到的交流電源轉換為一全波直流電源,該調光控制器80由第一輸出端801及第二輸出端802之間輸出該全波直流電源,照明裝置90以並聯的方式連接在第一輸出端801及第二輸出端802之間,而該切換開關84則是串接在第二輸出端802與接地之間。
但是在圖11所示的電路中,該調光控制器80的整流電路82恆維持在工作狀態,持續將交流電源轉換為全波直流電源;且為使電力供電迴路正常工作,調光控制器80內部的切換開關84輸入端輸入一高電位(如圖12(A))讓切換開關84恆維持導通狀態,使電流能通過該切換開關84而傳輸至接地,此時調光控制器80輸出為一全波直流電源(如圖12(C))。因此從整流電路82連接至複數照明裝置90,再連接至切換開關84,最後回到整流電路82,形成一個電力之供電迴路。此電力供電迴路供電給照明裝置90之功能如同第10圖之電源線74之功能;而第10圖的控制信號線72之功能,是藉由在切換開關84輸入端灌入脈波信號之調光指令(如圖12(B)),進行快速開與關動作而控制由該整流電路82輸出之全波直流電源快速導通與關閉,該快速導通與關閉讓整流電路82輸出之全波直流電源內含脈波,如同圖12(D)之波形,傳至複數照明裝置90中,該照明裝置90再從內含脈波的全波直流電源中解碼該脈衝波之調光指令,再根據此調光指令進行調光動作。
根據電路動作可發現在使用者無論有沒有使用調光控制器80調整亮度而照明裝置90正常動作點亮時,調光控制器80內部的整流電路82及切換開關84仍持續動作而有電流通過,換言之,該調光控制器80持續消耗功率。
因此,圖11所示的電路僅適用在小功率的負載,無法適用於大功率的輸出。例如在輸入的交流電源為110V的情況下,欲控制20盞5W之照明裝置90。全體照明裝置90所需使用的電源功率為100W,在交流電源110V環境下其工作電流約為0.9A,假設該切換開關84由一NMOS場效電晶體構成,其導通內阻為0.5歐姆,此時:
(1)該整流電路82之二極體導通電壓1V,且都必須經過兩顆二極體,因此在整流電路82所消耗之功率為(1V+1V)x 0.9A=1.8W
(2)該NMOS場效電晶體切換開關84所消耗之功率為:0.9A x 0.9A x 0.5歐姆=0.4W
對小功率的負載來說,只要稍加散熱,該整流電路82與切換開關84還可以正常工作。
但是如果把原來的20盞5W之照明裝置90改為44W之LED輕鋼架平板燈,全體需耗用之電源功率為880W,在交流電源110V環境下其工作電流約為8A,假設該切換開關84由一NMOS場效電晶體構成,其導通內阻為0.5歐姆,此時:
(1)該整流電路82所消耗之功率為:整流電路導通電壓(1V+1V)x 8A=16W
(2)該NMOS場效電晶體切換開關84所消耗之功率為:8A x 8A x 0.5歐姆=32W
如此大的消耗功率需要龐大的散熱片並外加風扇才能達成散熱效果,已經失去產品的商業價值及可行性。
另外,當整流電路82的工作溫度超過100度時,其耐流特性會開始下降。例如,額定電流可能由原本的10A下降為5A,由於可承受的電流值下值,恐將會導致整流電路82直接燒毀。
本發明之一目的係提供一種可適用大功率負載的電源開關切換式調光器,僅在執行調光設定時才動作,在非調光的平常時間,係供電源旁路而傳輸至所連接的照明裝置,以降低該調光器本身之功率消耗。
為達成前述目的,本發明大功率電源開關切換式調光器係包含有:一電源輸入端,供接收一交流電源;一整流電路,係連接前述電源輸入端,用以在調光模式下對所接收的交流電源進行整流而成為一輸出電源;一調光控制器,係在調光模式下輸出一調光指令;一電源開關切換器,係平常處於導通狀態,該電源開關切換器於接收調光指令時,根據該調光指令進行開與關動作而將該輸出電源轉為內含調光指令的一調光輸出電源;一輸出選擇器,係具有第一輸入埠、第二輸入埠及一輸出埠,該第一輸入埠連接電源輸入端以接收交流電源,該第二輸入埠係連接該電源開關切換器以接收該調光輸出電源,該輸出埠根據調光控制器產生的切換指令而連接至第一輸入埠或第二輸入埠;一電源暨信號輸出端,係連接該輸出選擇器的輸出埠以供輸出該交流電源或該調光輸出電源。
利用前述電路裝置,調光器只有在進行調光設定時才讓電流流經該整流電路並控制該電源開關切換器產生開與關切換動作以產生調光輸出電源,該輸出選擇器之輸出埠係切換連接至第二輸入埠,如此令調光器送出內含調光指令之調光輸出電源。
反之,未執行調光設定時,該輸出選擇器之輸出埠係切換連接至第一輸入埠,交流電源係直接通過該調光器而旁路傳輸到負載,不用經過整流電路與電源開關切換器故不會有功率消耗。由於實際應用時,執行調光設定的作業時間極為短暫,因此調光器所消耗的功率極低,無散熱不良的問題,且由於輸入電源係通過該調光器而旁路傳送至負載,即使應用於大功率的負載,仍不會對調光器本身造成影響。
本發明之另一目的係提供一種電源開關切換式調光系統,該系統包含有前述大功率電源開關切換式調光器及至少一照明裝置,其中該照明裝置具有一可調光電源及至少一發光單元:該可調光電源,係包含有一電源暨信號輸入端、一電源供應器、一光源驅動電路、一調光解碼器及一控制電路,其中:該電源暨信號輸入端供連接該電源暨信號輸出端以接收該大功率電源開關切換式調光器輸出的該交流電源或該調光輸出電源;該電源供應器係經由電源暨信號輸入端,接收該交流電源或該調光輸出電源,並據此產生一直流電源,供應本照明裝置所需之直流電源;該光源驅動電路,係經由電源供應器接收該直流電源,進而驅動該發光單元發光;該調光解碼器,係經由電源暨信號輸入端接收該調光輸出電源,並擷取該調光輸出電源中之調光信號部分,而還原為一調光指令;該控制電路,係根據該調光解碼器所輸出的調光指令產生一控制信號而傳至該光源驅動電路,使該光源驅動電路根據該控制信號驅動該發光單元呈現特定的發光變化效果。
在前述照明系統中,當調光器未進行調光設定時,交流電源係直接通過該調光器而旁路傳輸到照明裝置,由照明裝置內部之電源供應器轉換為直流電壓,照明裝置根據原先設定好的調光指令正常提供照明,該調光器僅負責交流電壓的旁路傳輸,其功率消耗極低而無散熱問題。
而當調光器正進行調光設定時,其內部的整流電路開始動作並控制該電源開關切換器產生開與關切換動作以產生調光輸出電源,令輸出選擇器之輸出埠送出內含調光指令之調光輸出電源至各照明裝置,再由照明裝置解碼還原出調光指令以作為後續正常照明時之控制依據。
本發明之又一目的係提供一種調光裝置,該調光裝置包含有一前述大功率電源開關切換式調光器,且進一步包含一可調光電源,其中該可調光電源具有:一電源暨信號輸入端,供連接該電源暨信號輸出端以接收該大功率電源開關切換式調光器輸出的該交流電源或該調光輸出電源;一電源供應器,係經由電源暨信號輸入端,接收該交流電源或該調光輸出電源,並據此產生一直流電源;一光源驅動電路,係經由電源供應器接收該直流電源,進而輸出驅動電流;一調光解碼器,係經由電源暨信號輸入端接收該調光輸出電源,並擷取該調光輸出電源中之調光信號部分,而還原為一調光指令;一控制電路,係根據該調光解碼器所輸出的調光指令產生一控制信號而傳至該光源驅動電路,使該光源驅動電路根據該控制信號調整驅動電流。
本發明藉由大功率電源開關切換式調光器及該可調光電源共同構成一調光裝置,可應用於控制發光單元(如LED、OLED、PLED等所構成之發光單元)產生所需的照明模式及亮度。
本發明之再一目的係提供一種利用介於電源開關切換式調光器與照明裝置之間的電源線傳輸電源與調光指令的方法,包含有:判斷一電源開關切換式調光器是否接受使用者的操作而進行調光設定;執行一旁路模式,當電源開關切換式調光器未進行調光設定時,係令交流電源直接旁路通過該電源開關切換式調光器而傳遞至照明裝置;執行一調光模式,當電源開關切換式調光器有進行調光設定時,該電源開關切換式調光器係執行以下步驟:將交流電源轉換為全波直流電源;將調光指令之脈波直接以開與關方式,調變在該全波直流電源上,讓該全波直流電源成為一內含調光指令之調光輸出電源;傳輸調光輸出電源至照明裝置,其中該照明裝置接受到此內含調光指令之調光輸出電源,一方面解出其電源部分而供給該照明裝置所需之電源,另一方面解出調光指令,並根據此調光指令執行調光動作。
請參考圖1、2所示,為本發明電源開關切換式調光器1連接複數個照明裝置2之電路方塊圖,在電源開關切換式調光器1方面係包含有一電源輸入端100、一整流電路10、一調光控制器11、一電源開關切換器12、一信號感知接收器13、一電壓檢知器14、一輸出選擇器15及一電源暨信號輸出端101。
前述電源輸入端100係供連接一交流電源,其波形如圖3(A)所示。
前述整流電路10為一橋式整流器,係連接該電源輸入端100而對交流電源進行整流後再輸出,若為一般市電提供之交流電源,則經過整流後之輸出電源其波形會成為正半波的連續波形,稱之為全波直流電源,其波形如圖3(B)及5(B)所示。
該調光控制器11主要為一微處理器,係可輸出一調光指令,該調光指令為一串列脈波,其波形類似圖5(D)所示,其格式可為最通用之UART通用非同步收發格式,或自定義之串列脈波格式如PTM脈波時間調變,可定義寬脈波為1,窄脈波為0,因此依脈波之寬與窄即可送出0101......之數位信號。該調光控制器11內部可預設特定模式的調光指令,例如依據一天當中不同的時段分別設定不同的照明模式,當時間到達所設定之時段,電源開關切換式調光器1係自動輸出該時段對應之調光指令,達到自動調節照明的效果,如在黃昏、夜晚時間設定較高亮度的照明模式,在白天時段設定較低亮度的照明。本實施例中該調光控制器11係進一步連接一信號感知接收器13,依信號感知接收器13所接收的一外部調光信號而產生對應之調光指令,該外部調光信號是由使用者所輸入。
該信號感知接收器13可供接收一外部調光信號,以提供給調光控制器11據以進行編碼,根據不同的外部調光信號,該調光控制器11便可產生不同調光模式之調光指令;該信號感知接收器13可選自IrDA紅外線接收器、RF射頻接收器、PIR人體紅外線接收器、Audio聲音接收器、RS485信號接收器、DMX512信號接收器、RS232信號接收器、PLC(Power Line Communication)信號調變於電源線之接受器、鍵盤按鍵接收器、VR可變電阻等信號接收器其中之一;根據不同型式的信號感知接收器13,使用者可藉由一對應的使用者介面控制器,例如IrDA紅外線遙控器、RF射頻遙控器、Audio聲控或是利用RS232或RS485或PLC介面與電腦或是DMX512控制器等,將外部調光信號傳遞至信號感知接收器13。圖2、4、6、7之信號感知接收器13所畫的線路圖是以IrDA紅外線接收器為範例,以此範例使用者即可以IrDA紅外線遙控器來對電源開關切換式調光器1來調光。
該電壓檢知器14係連接於整流電路10及調光控制器11之間且本身設定有一參考電壓,電壓檢知器14的輸入端連接該整流電路10的輸出端,用以比對整流後的輸出電壓與該參考電壓的相對大小,比較結果如圖3(C)及5(C)所示,係輸出至調光控制器11。假設在市電110V系統下,其電壓之波峰為155V,此時將電壓檢知器14的參考電壓設定為100V,因此若是整流後的輸出電壓大於100V時電壓檢知器14輸出為1,小於100V輸出為0,因此形成圖5(B)之一高電壓區間Z,表示圖5(B)之電壓由一開始的0V,漸漸上升到100V進入Z區之起始點,之後持續上升至155V後開始下降,下降至100V後離開Z區。電壓檢知器14將此Z區之信息,通知調光控制器11,以方便調光控制器11在Z區內進行發送調光指令。若是不在Z區發送調光指令,可能會導致該調光指令失敗,因為不在Z區,可能會剛好遇到輸入電壓為0V(如圖5(B)之y點),此時調光控制器11送出之調光信號,無法反應在輸出端,造成調光信號遺失。加上該電壓檢知器14之目的是在於確保調光信號可以發送成功。但是若是為了節省成本,也可以省略該電壓檢知器14,因為可以讓調光控制器11錯開全波直流電源(如圖5(B))之週期,並多發送幾次調光信號的方式,讓調光信號可以成功發送出去。
該電源開關切換器12係連接該調光控制器11及該整流電路10,該電源開關切換器12平常是處於導通狀態,只在接收調光指令時才根據該調光指令進行開與關動作而控制該整流電路10輸出電壓產生交替的導通與關閉,使該輸出電源成為一內含調光指令的調光輸出電源,其波形如圖5(E)所示。該電源開關切換器12內包含有一切換開關,該切換開關可選自固態繼電器、PMOS場效電晶體、NMOS場效電晶體、NPN電晶體、PNP電晶體、IGBT、SCR、TRIAC等元件其中之一,圖2、4係以NMOS場效電晶體為例,圖6、7係以PMOS場效電晶體為例說明。
該輸出選擇器15具有第一輸入埠151、第二輸入埠152及一輸出埠153,該第一輸入埠151係直接連接該電源輸入端100以接收交流電源,該第二輸入埠152係連接該電源開關切換器12以接收內含調光信號的調光輸出電源,該輸出埠153是依據調光控制器11的選擇指令而切換連接到第一輸入埠151或第二輸入埠152。
該電源暨信號輸出端101係連接該輸出選擇器15的輸出埠153,輸出交流電源或該內含調光信號之調光輸出電源。本發明於第一、第二、第四、第六及第七圖所示之實施例中,電源暨信號輸出端101與電源輸入端100之連接介面皆為插座式,但本發明並不僅侷限此種電源連接介面,舉凡出線式、電源端子式,皆可適用於本發明。
而本發明對應連接前述電源開關切換式調光器1所使用之照明裝置2主要包含一可調光電源20及至少一發光單元30,其中,該可調光電源20包含一電源暨信號輸入端200、一電源供應器21、一光源驅動電路22、一調光解碼器24及一控制電路25。
該電源暨信號輸入端200供連接前述電源開關切換式調光器1之電源暨信號輸出端101。
前述電源供應器21係經由電源暨信號輸入端200,接收該交流電源或調光輸出電源,以產生一供應該照明裝置2所需用之直流電源,該電源供應器21可由一橋式整流器及一穩壓電路所組成。
前述光源驅動電路22係連接該電源供應器21接收該直流電源,進而輸出驅動電流至發光單元30。
前述調光解碼器24係經由電源暨信號輸入端200,接收該調光輸出電源,並擷取該調光輸出電源之調光信號部分,而還原為原來的調光指令。如圖2所示之調光解碼器24的第一實施例,係直接連接電源暨信號輸入端200後,本實施例中包含有一橋式整流器、一限流電阻與一光耦合器等元件,設置橋式整流器之目的,是無論電源暨信號輸入端200之兩電極性正接或是反接,經過橋式整流器後,均可導正,用以保證正負極性正確的進入光耦合器中。再如圖7所示調光解碼器24的第二實施例,因為電源供應器21已經有一組橋式整流器,因此調光解碼器24可以共用電源供應器21之橋式整流器而不必再額外使用第二組橋式整流器
前述控制電路25之輸入端連接該調光解碼器24,而輸出端則連接該光源驅動電路22,該控制電路25係接收並記錄該調光解碼器24經解碼後所得出的調光指令,且根據調光指令產生一控制信號至該光源驅動電路22,使該光源驅動電路22據以驅動發光單元30呈現特定的發光亮度或是發光變化效果,因此,發光單元30不只有亮度的呈現,還可根據調光信號的不同呈現多元的變化效果;再者,該控制電路25內含快閃記憶體,可紀錄發光單元30之發光狀態及所屬的照明裝置2的序號。
前述發光單元30係連接該光源驅動電路22而受其驅動發光。該發光單元30可由至少一顆LED發光二極體或至少一顆OLED有機發光二極體或至少一顆PLED高分子發光二極體所構成,發出不同波長之色光,如紅、綠、藍三原色光及其混色光,亦可為藍光加黃色螢光體所發出之白光。
本發明的電路動作可根據該電源開關切換式調光器1的動作與否,區分為一旁路模式及一調光模式,以下即針對這兩種模式詳細說明。
A.旁路模式
請參考圖2、3所示,當使用者沒有對電源開關切換式調光器1進行調光設定時,該電源開關切換式調光器1係處於旁路模式,該輸出選擇器15的輸出埠153切換連接到第一輸入埠151,因此來自電源輸入端100的交流電壓將直接通過該輸出選擇器15,旁路傳送至電源暨信號輸出端101,其電流路徑如圖2粗實線所繪,因此整流電路10係不動作,而電源開關切換器12因為沒有電流流過,幾乎不會產生功率消耗。
各照明裝置2從電源暨信號輸入端200接收交流電壓,利用內部的電源供應器21換為直流電壓後供應至光源驅動電路22。控制電路25依據其內部儲存的原來之調光狀態控制該光源驅動電路22而使得發光單元30產生對應的照明亮度或模式。
因此,在旁路模式時,各照明裝置2根據原先設定好的調光指令正常提供照明,該電源開關切換式調光器1僅負責交流電壓的旁路傳輸,因此整流電路10及電源開關切換器12等其它電路幾乎不會產生功率消耗。
同理,若該電源開關切換器12內部的切換開關為PMOS電晶體,其旁路模式之電流徑係如圖6所示。
B.調光模式
請參考圖4、5所示,當使用者欲改變照明裝置2的發光亮度或模式時,可藉由一使用者介面控制器輸出一外部調光信號至信號感知接收器13,經由該信號感知接收器13將該外部調光信號傳送到調光控制器11,調光控制器11輸出一切換指令,控制該輸出選擇器15之輸出埠153切換連接到第二輸入埠152,同時調光控制器11產生一調光指令以控制電源開關切換器12中的切換開關產生開與關動作。因此,從輸出選擇器15送出內含調光指令的調光輸出電源到電源暨信號輸出端101再經由電源暨信號輸入端200至各照明裝置2,調光輸出電源如圖5(E)所示。
各照明裝置2在接收到該調光輸出電源後,係由調光解碼器24解出當中所含的調光指令,該調光指令送至控制電路25。控制電路25即會儲存此調光指令,並利用該調光指令控制光源驅動電路22而使得發光單元30產生對應的照明亮度或模式。
在調光指令的傳送作業完成後,調光控制器11之切換指令係命令該輸出選擇器的輸出埠153切回至第一連接埠151。
同理,若該電源開關切換器12內部的切換開關為PMOS電晶體,其調光模式之電流徑係如圖7所示。
由於在調光控制器11內部亦可根據不同的時程先預設多組調光指令,因此,本發明亦可在設定的時間自動產生調光指令,不須經由信號感知接收器13接收使用者的設定指令。
由前述電路動作說明可知,本發明只有在需要調光時才讓電流流經整流電路10與電源開關切換器12中的切換開關;在不需要調光時,係直接將電流旁路傳輸到照明裝置2,不用經過整流電路10與電源開關切換器12而不會有功率消耗。
又因為調光設定時間總是非常短暫,假設一天當中需要調光10次,每次調光設定的作業大約持續0.1秒,則10次作業總共調光時間僅1秒。全天86400秒中僅佔1秒時間在調光,其餘86399秒都是非調光模式,該整流電路10與電源開關切換器12自然不會因為功率消耗產生溫度過高、發燙等問題,所以本發明大幅改善習知調光器之散熱能力,同時也提高調光器之輸出瓦數。
請參考圖8及圖9所示,本發明所適用之照明裝置2的型式並無特別限制,例如平板燈具、燈泡、投射燈等,不同燈具可具有各自適合的接頭規格,例如接頭可選自插座式、出線式、電源端子式、E27、E12、E14、E17、E26、E39、E40、MR11、MR16、GU10、B22、T5、T8、G24等接頭其中之一。
再者,本發明若結合該大功率電源開關切換式調光器1及該可調光電源20,係可組合成一調光裝置。該調光裝置係可應用於控制發光單元30(如LED構成之發光單元)產生所需的照明模式及亮度,且維持該大功率電源開關切換式調光器具有低功率消耗的優點。
又本發明利用介於該電源開關切換式調光器1與照明裝置2之間的電源線,係可執行一種傳輸電源與調光指令的方法,該方法包含有:判斷一電源開關切換式調光器1是否接受使用者的操作而進行調光設定;執行一旁路模式,當電源開關切換式調光器1未進行調光設定時,係令交流電源直接旁路通過該電源開關切換式調光器1而傳遞至照明裝置2;執行一調光模式,當電源開關切換式調光器1有進行調光設定時,該電源開關切換式調光器1係執行以下步驟:將交流電源轉換為全波直流電源;將調光指令之脈波直接以開與關方式,調變在該全波直流電源上,讓該全波直流電源成為一內含調光指令之調光輸出電源;傳輸調光輸出電源至照明裝置2,其中該照明裝置2接受到此內含調光指令之調光輸出電源,一方面解出其電源部分而供給該照明裝置2所需之電源,另一方面解出調光指令,並根據此調光指令執行調光動作。
綜上所述,本發明之大功率電源開關切換式調光器藉由一輸出選擇器的適當切換,在大部分的時間中係供電源旁路傳遞至照明裝置,調光器內部的整流電路及切換開關不會具有功率消耗,只有在調光模式下才會短暫時間的電路動作,且調光設定作業的時間極短,整體來看,本發明具有不易產生高熱、適用大功率照明裝置之顯著優點。係確實具有產業利用性、新穎性及進步性等專利要件,爰依法具文提出申請專利。
本發明所附圖式僅提供參考與說明用,並非用來對本發明加以限制者。故舉凡運用本發明說明書及圖示內容所為之等效結構變化,均同理包含於本發明之範圍內,合予陳明。
1...電源開關切換式調光器
100...電源輸入端
101...電源暨信號輸出端
10...整流電路
11...調光控制器
12...電源開關切換器
13...信號感知接收器
14...電壓檢知器
15...輸出選擇器
151...第一輸入埠
152...第二輸入埠
153...輸出埠
2...照明裝置
20...可調光電源
21...電源供應器
22...光源驅動電路
24...調光解碼器
25...控制電路
30...發光單元
200...電源暨信號輸入端
70、80...調光控制器
72...控制信號線
74...電源線
76...輸入電源
82...整流電路
84...切換開關
90...照明裝置
801...第一輸出端
802...第二輸出端
圖1:本發明電源開關切換式調光器連接多數個照明裝置之電路方塊圖。
圖2:本發明採用NMOS電晶體為切換開關,且輸出選擇器切換至旁路模式的電路圖。
圖3:係對應圖2電路之輸出波形圖。
圖4:本發明採用NMOS電晶體為切換開關,且輸出選擇器切換至調光模式的電路圖。
圖5:係對應圖4電路之輸出波形圖。
圖6:本發明採用PMOS電晶體為切換開關,且輸出選擇器切換至旁路模式的電路圖。
圖7:本發明採用PMOS電晶體為切換開關,且輸出選擇器切換至調光模式的電路圖。
圖8:係本發明電源開關切換式調光器連接複數個板燈形式的照明裝置之實施狀態外觀圖,其中該調光器及板燈係構成一照明系統。
圖9:係本發明電源開關切換式調光器連接不同形式照明裝置之實施狀態外觀圖,其中該調光器及照明裝置係構成一照明系統。
圖10:係傳統調光控制器連接不同負載之示意圖。
圖11:係另一傳統調光控制器連接燈具之示意圖。
圖12:係對應圖11電路之波形圖。
1...電源開關切換式調光器
100...電源輸入端
101...電源暨信號輸出端
10...整流電路
11...調光控制器
12...電源開關切換器
13...信號感知接收器
14...電壓檢知器
15...輸出選擇器
151...第一輸入埠
152...第二輸入埠
153...輸出埠
2...照明裝置
20...可調光電源
21...電源供應器
22...光源驅動電路
24...調光解碼器
25...控制電路
30...發光單元
200...電源暨信號輸入端
Claims (18)
- 一種大功率電源開關切換式調光器,係包含:一電源輸入端,供接收一交流電源;一整流電路,係連接前述電源輸入端,用以在調光模式下對所接收的交流電源進行整流而成為一輸出電源;一調光控制器,係在調光模式下輸出一切換指令及一調光指令;一電源開關切換器,係平常處於導通狀態,該電源開關切換器於接收調光指令時,根據該調光指令進行開與關之動作而將該輸出電源轉為內含調光指令的一調光輸出電源;一輸出選擇器,係具有第一輸入埠、第二輸入埠及一輸出埠,該第一輸入埠連接電源輸入端以接收交流電源,該第二輸入埠係連接該電源開關切換器以接收該調光輸出電源,該輸出埠根據調光控制器產生的切換指令而連接至第一輸入埠或第二輸入埠;一電源暨信號輸出端,係連接該輸出選擇器的輸出埠以供輸出該交流電源或該調光輸出電源。
- 如請求項1所述之大功率電源開關切換式調光器,係進一步包含有一電壓檢知器,其輸入端連接該整流電路之輸出端,係將該整流電路之輸出電源與一參考電壓比較,比較結果係提供至該調光控制器。
- 如請求項1或2所述之大功率電源開關切換式調光器,係進一步包含一信號感知接收器,其連接前述調光控制器並可供接收一外部調光信號,以提供調光控制器據以產生對應的調光指令。
- 如請求項1或2所述之大功率電源開關切換式調光器,該電源開關切換器內含一切換開關,該切換開關選自固態繼電器、PMOS場效電晶體、NMOS場效電晶體、NPN電晶體、PNP電晶體、絕緣閘雙極性電晶體(IGBT)、矽控整流器(SCR)、三端雙向可控矽元件(TRIAC)其中之一。
- 如請求項3所述之大功率電源開關切換式調光器,該信號感知接收器係選自IrDA紅外線接收器、RF射頻接收器、PIR人體紅外線接收器、Audio聲音接收器、RS485信號接收器、DMX512信號接收器、RS232信號接收器、PLC信號調變於電源線之接受器、鍵盤按鍵接收器、VR可變電阻其中之一。
- 如請求項1或2所述之大功率電源開關切換式調光器,其電源輸入端及電源暨信號輸出端的規格可選自插座式、出線式、電源端子式其中之一。
- 如請求項1或2所述之大功率電源開關切換式調光器,該調光指令為一串列脈波。
- 如請求項7所述之大功率電源開關切換式調光器,該串列脈波之格式係選自UART通用非同步收發格式、PTM脈波時間調變其中之一。
- 如請求項1或2所述之大功率電源開關切換式調光器,當調光控制器輸出該調光指令時,該輸出選擇器之輸出埠係根據該切換指令而切換連接至第二輸入埠;當該調光指令之傳送作業完成後,該輸出選擇器之輸出埠係根據該切換指令而切換連接至第一輸入埠。
- 一種電源開關切換式調光系統,係包含有如請求項 1至9中任一項所述之大功率電源開關切換式調光器,且進一步包含至少一照明裝置,其中該照明裝置具有一可調光電源及至少一發光單元:該可調光電源,係包含有一電源暨信號輸入端、一電源供應器、一光源驅動電路、一調光解碼器及一控制電路,其中:該電源暨信號輸入端供連接該電源暨信號輸出端以接收該大功率電源開關切換式調光器輸出的該交流電源或該調光輸出電源;該電源供應器係經由電源暨信號輸入端,接收該交流電源或該調光輸出電源,並據此產生一直流電源,供應本照明裝置所需之直流電源;該光源驅動電路,係經由電源供應器接收該直流電源,進而驅動該發光單元發光;該調光解碼器,係經由電源暨信號輸入端接收該調光輸出電源,並擷取該調光輸出電源中之調光信號部分,而還原為一調光指令;該控制電路,係根據該調光解碼器所輸出的調光指令產生一控制信號而傳至該光源驅動電路,使該光源驅動電路根據該控制信號驅動該發光單元呈現特定的發光變化效果。
- 如請求項10所述之電源開關切換式調光系統,該發光單元係選自LED發光二極體、OLED有機發光二極體、PLED高分子發光二極體其中之一。
- 如請求項10或11所述之電源開關切換式調光系 統,該電源暨信號輸入端係選自插座式、出線式、電源端子式、E27、E12、E14、E17、E26、E39、E40、MR11、MR16、GU10、B22、T5、T8、G24等連接介面其中之一。
- 如請求項10或11所述之電源開關切換式調光系統,該發光單元可發出不同波長之色光。
- 如請求項10或11所述之電源開關切換式調光系統,該控制電路內含快閃記憶體,用以紀錄照明裝置之序號及發光狀態。
- 如請求項10或11所述之照明系統,其調光指令為一串列脈波。
- 一種調光裝置,係包含有如請求項1至9中任一項所述之大功率電源開關切換式調光器,且進一步包含一可調光電源,其中該可調光電源具有:一電源暨信號輸入端,供連接該電源暨信號輸出端以接收該大功率電源開關切換式調光器輸出的該交流電源或該調光輸出電源;一電源供應器,係經由電源暨信號輸入端,接收該交流電源或該調光輸出電源,並據此產生一直流電源;一光源驅動電路,係經由電源供應器接收該直流電源,進而輸出驅動電流;一調光解碼器,係經由電源暨信號輸入端接收該調光輸出電源,並擷取該調光輸出電源中之調光信號部分,而還原為一調光指令;一控制電路,係根據該調光解碼器所輸出的調光指令產生一控制信號而傳至該光源驅動電路,使該光源驅動電 路根據該控制信號調整驅動電流。
- 如請求項16所述之調光裝置,其調光指令為一串列脈波。
- 一種利用介於電源開關切換式調光器與照明裝置之間的電源線傳輸電源與調光指令的方法,包含有:判斷一電源開關切換式調光器是否接受使用者的操作而進行調光設定;執行一旁路模式,當電源開關切換式調光器未進行調光設定時,係令交流電源直接旁路通過該電源開關切換式調光器而傳遞至照明裝置;執行一調光模式,當電源開關切換式調光器有進行調光設定時,該電源開關切換式調光器係執行以下步驟:將交流電源轉換為全波直流電源;將調光指令之脈波直接以開與關的方式,調變在該全波直流電源上,讓該全波直流電源成為一內含調光指令之調光輸出電源;傳輸調光輸出電源至照明裝置,其中該照明裝置接受到此內含調光指令之調光輸出電源,一方面解出其直流電源部分而供給該照明裝置所需之電源,另一方面解出調光指令,並根據此調光指令執行調光動作。
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