CN102271449A - 以调控电子式安定器输出功率为主的灯源控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种以调控电子式安定器输出功率为主的灯源控制系统,包含至少一灯源,包含:一灯体;一安定器连接到灯体,安定器包含:一第一级为整流升压PFC控制器用于将AC电流转成DC电流且升压;一降压型直流电压转换器以进行DC至DC的转换;其中降压型直流电压转换器的一晶体管的栅极或基极输入端及灯体的输出端之间串接一PWM控制器,PWM控制器外加一可调变振荡器及一振荡调控处理器;以及一点灯电路以触发灯体发光;一灯控制器,为HID灯体的控制中心,内含控制程序以控制振荡调控处理器的输出;以及一第一亮度感测器位于灯体端以量测灯体的亮度;第一亮度感测器连接到灯控制器;灯控制器可据此经由改变所述振荡调控处理器的输出频率而调控所述灯体的亮度。
Description
技术领域
本发明是有关于灯具,尤其是一种以调控电子式安定器输出功率为主的灯源控制系统,本发明的系统可达到光强控制,温度保护,灯自动启动控制,电力量测监控,时间与照度规划的目的。
背景技术
请参考图1及图2,图1显示HID灯启动电压对时间的关系图,图2显示HID灯启动电流与时间的关系图。当一HID灯启动时,主要是以高电压激发内部气体,所以必须提供瞬间高压动作。HID灯启动后,因内部气体转换成电桨形式发光,其灯管两电极的端电压渐渐趋于某一特定电压范围内运作。HID灯稳定后,灯管发光效率特性可以就由调整电流大小来控制,但电极两端的端电压变化不大。
HID灯驱动的电源讯号有AC和DC两种,在HID灯点亮后,要维持两端电极温度,若电极温定下降超过一特定温定,将无法激发电子动作,则HI D灯将熄灭。AC讯号驱动主要是切换HID灯的两端电极发射电子加温两端电极;DC讯号驱动值要依照HID灯摆放状态才能使用,此方式HID灯必须是垂直放置,因热是往上流动,造成上面电极温度较下面电极高,故可以使用DC驱动固定阴极端在上面位置,阳极端在下面位置。
控制HID灯发光功率,主要是调整输入HID灯的电流。一般HID灯有固定的发光功率,所以控制程序为正常发光功率驱动HID灯动作,等到HID灯稳定后再调整输入的电流来控制HID的发光功率。
但此种控制方式必需与整个灯体的安定器的原始结构配合,相当不便。
发明内容
所以本发明的目的是提供一种以调控电子式安定器输出功率为主的灯源控制系统,其中用控制安定器中的降压型直流电压转换器的输出功率,并在系统中安装各种感测器,以进行电力系统监控装置、光场亮度监控等的目的。
为达到上述目的本发明提出一种以调控电子式安定器输出功率为主的灯源控制系统,包含至少一灯源,所述灯源包含:一灯体;一安定器连接到所述灯体,所述安定器包含:一整流升压PFC控制器,用于将AC电流转成DC电流且升压;一降压型直流电压转换器,以进行DC至DC的转换,此DC至DC转换是以电流控制为主;其中降压型直流电压转换器的一晶体管的栅极或基极输入端及所述灯体的输入端之间串接一PWM控制器,所述PWM控制器外加一可调变振荡器及一振荡调控处理器;其中所述可调变振荡器产生一特定频率信号予所述PWM控制器,所述PWM控制器接收来自灯体输入端的反馈信号,以与来自所述可调变振荡器输出的特定频率信号进行脉宽调变,因此改变所述降压型直流电压转换器的输出功率,所以改变所述灯体的亮度;所述振荡调控处理器产生信号使所述可调变振荡器产生所述特定频率;以及一点灯电路(igniter)以触发灯体发光;一灯控制器;为HID灯体的控制中心;内含控制程序以控制所述振荡调控处理器的输出;以及一第一亮度感测器位于所述灯体端以量测所述灯体的亮度;所述第一亮度感测器连接到所述灯控制器;所述灯控制器可据此经由改变所述振荡调控处理器的输出频率而调控所述灯体的亮度。
由下文的说明可更进一步了解本发明的特征及其优点,阅读时并请参考附图。
附图说明
图1显示HID灯启动电压对时间的关系图;
图2显示HID灯启动电流与时间的关系图;
图3-1及图3-2为HID安定器的内部功能图,其中图3-1适用于AC型式的HID灯,图3-2适用于DC型式的HID灯;
图4是降压型直流电压转换器(Buck DC-DC Converter)简单的电路模型;
图5显示在降压型直流电压转换器(Buck DC-DC Converter)的晶体管Q1串接一PWM控制器,并以一振荡器提供基频讯号予所述PWM控制器;
图6显示图5所示各元件的电流状态;
图7显示图5所示各元件的电流状态;
图8为控制Q1的PWM控制动作的流程图;
图9是PWM控制的简单示意图,其为负载固定下的关系图;
图10是PWM控制的简单示意图,其为负载变小的关系图;
图11是PWM控制的简单示意图,其为负载变大的关系图;
图12是在某特定频率跟负载下的状况,电流跟PWM讯号的脉宽比(dutycycle)变化的状况;
图13是在频率变成两倍时,电流跟PWM讯号的脉宽比(duty cycle)变化的状况;
图14是本案中PWM控制器外加一可调变振荡器及一振荡调控处理器;
图15是本案中调控电路的第一态样;
图16是本案中调控电路的第二态样;
图17是本案中调控电路的第三态样;
图18是本发明中的另一种频率调整方式,其中所述可调变振荡器为一石英振荡器外加一变频器;
图19是本发明中的灯具的整体系统;
图20是本发明中由多灯具及监控中心所形成所述系统。
附图标记说明:500-安定器;501-整流升压PFC控制器;502-降压型直流电压转换器;503-点灯电路;504-PWM控制器;510-HID灯体;511-温度感测器;512-第一亮度感测器;521-可调变振荡器;522-振荡调控处理器;530-电源;300-振荡调控处理器;200-可调变振荡器;210-电子式振荡器;531-第一电流感测器;532-第一电流感测器;541-第二电压感测器;542-第二电流感测器;551-第二亮度感测器;601-灯控制器;602-通讯接口;603-监视中心;400-石英振荡器;401-变频器;402-振荡调控处理器;100-PWM控制器。
具体实施方式
现就本案的结构组成,及所能产生的功效与优点,配合图式,本发明适用于各种AC及DC启动的灯体,下文的例子中以AC型式的灯体为说明例,但此一范例并不用于限制本发明的范围。举本案的一较佳实施例详细说明如下。
图3-1及图3-2为HID安定器的内部功能图,其中图3-1适用于AC型式的HID灯,图3-2适用于DC型式的HID灯。由于大部分HID灯都是以AC讯号驱动,而一般市电为110~240V AC,无法直接提供HID启动时的瞬间高电压跟启动后的电压值,所以必须使用可调电压的安定器。
一般电子式安定器基本架构主要可区分三区块:
第一级为整流升压PFC(Power Factor Correction:功率因数校正)控制(AC至DC(交流至直流)):此区块主要功能是将AC转成DC,且升压(升压的电压值依照HID灯启动电压值与点火电路(igniter)设计而定)。如图3-1所示的例,在一典型的实施例中本区块包含一EMI(电磁干扰)滤波器,一整流器及一升压PFC用以提高AC转DC效率。为了解决高电压启动功能,在安定器后端有一个点火电路(igniter)来提供启动瞬间的高压,所以安定器前端除了将AC转DC外,还外加一个升压功能,以方便提供点火电路升压用。
在第二级为一个降压型直流电压转换器(Buck DC-DC Converter)以进行DC至DC的转换,此DC至DC转换是以电流控制为主,其目的是要控制HID灯的发光功率(因HID灯是以电流来控制发光功率),当HID灯在启动时因为需要高压,HID灯进入稳定状态后的驱动电压远低于HID启动电压(此为HID灯体特性),所以第二级的降压型直流电压转换器(Buck DC-DC Converter)的输出电压值为可变动的,因HID灯体稳定后主要是以电流出动为主,所以利用电流控制类型的降压型直流电压转换器(Buck DC-DC Converter)。
第三级对于AC型式的HID灯为全桥输出控制(DC至AC)及一点火电路(ignite):此功能主要是将DC转换成AC驱动HID灯发光。对于DC型式的HID灯为一点火电路。而整个输出驱动HID灯的电流跟电压大小均可由第二级控制。
图4是降压型直流电压转换器(Buck DC-DC Converter)简单的电路模型,其主要包含一晶体管Q1(如双极晶体管(bipolar transistor),或场效晶体管(field effect transistor),其作用如一电源开关),电流I流入晶体管输入端,在晶体管的输出端包含一LRC电路,以进行电流及电压的调整。在本例中所述LRC电路包含:一串连的二极管D1,一与所述二极管D1连接的电感L1,所述电感L1的输出端再分别串连一电容C1,一负载电阻RL。控制晶体管Q1控制端,通过控制Q1开关去控制电感与电容充放电状态,即可造成电压升降的效果,一般会利用输出端的电流跟电压侦测来做为反馈讯号,以便控制Q1开关频率讯号的脉宽比(duty cycle)来达成降压大小。
请参考图5,在降压型直流电压转换器(Buck DC-DC Converter)及晶体管Q1之间串接一PWM(pulse width modulation脉宽调变)控制器,只要去能控制PWM给晶体管的切换讯号,就可以控制整体的功率输出,所以一振荡器提供基频讯号予所述PWM控制器以使得所述PWM控制器可以应用来自负载端的反馈信号调控降压型直流电压转换器(Buck DC-DC Converter)的工作讯号脉宽,所以也可以调控电容及电感的充放电时间也因此改变输出端的电压、电流与功率,所以HID灯的亮度也因此改变。但是此种输出端的电压、电流与功率的改变是由电路本身的反馈所造成,而不可由人力所调控。
请参考图6及图7,其中显示图5所示各元件的电流状态,在HID灯的电子式安定器内的降压型直流电压转换器(Buck DC-DC Converter)是以电流反馈来控制PWM控制器输出讯号的脉宽比(duty cycle)(因为HI D灯的发光特性是以电流来驱动控制),所以在电路输出端会利用current sensor来侦测输出的电流,Iu所表示的即为电路输出端的电流讯号状态(亦为通过电感L1的电流),而V1为电感L1输入端的状态,即为Q1的开关状态。
当Q1导通时,V1点输入电流至电感L1,所以侦测到输出端的电流会往上升,当电流变大到限制最大电流值后,则Q1断路,此时利用储存在L1上面的能量供应输出端电力,则输出端的电流会下降。在电流达到最低限后,则Q1再导通,供应输出端电力与L1蓄电。此循环一直动作,来维持固定降压电路运作与维持降压的电压大小。
由于HID灯的发光特性是以电流驱动控制为主,且其电压大小在点灯状态下会一直变化,且变化幅度很大,在降压型直流电压转换器(Buck DC-DCConverter)的反馈逻辑控制就可以用下述的方式去达成。
在电流反馈的降压型直流电压转换器(Buck DC-DC Converter)内,会用电流操作范围的设定做为Q1切换依据。电流反馈控制在保护电路输出电流不要过大,防止负载烧掉,然后电流最小限值则是以驱动的频率来为控制,以避免电力供应不足。
关于影响电流反馈控制降压型直流电压转换器(Buck DC-DC Converter)讯号的反馈运算会有以下几个因素,RL负载大小、L1电感值大小、C1电容值大小、限制电流范围,与电压范围等。
下面会针对几个电流反馈控制的特性做简易型描述,并且做下列几个控制可调控电流输出大小的方式。
图5中的PWM控制器加一振荡器,所以PWM控制器的频率讯号是由振荡器产生的振荡讯号,然后侦测电流Iu,判断后输出PWM讯号。图8为控制Q1的PWM讯号动作的流程图,此控制模式主要的是侦测电路是否有过电流保护。以下将简单描述一下此控制模式如何控制输出电流大小。
图9至图11为关于PWM控制的简单示意图,当负载的大小不一同时,对于PWM讯号与降压型直流电压转换器(Buck DC-DC Converter)的电流输出控制状态图。以下是针对频率固定,而负载变动情况下对PWM讯号的脉宽比(DutyCycle)分析。其中图9为负载固定下的关系图。
请参考图10当负载量变小时,因为耗电量小,相对对电感L1充电的时间变短,且电感L1与电容C1对负载的放电变长,所以整体对Q1开关的状态会变成脉宽比(Duty Cycle)<50%。
请参考图11当负载量变大时,因为耗电量大,相对对电感L1充电的时间变长,且电感L1与电容C1对负载的放电变短,所以整体对Q1开关的状态会变成脉宽比(Duty Cycle)>50%。
图12及图13显示负载、电流限制、电容、电感固定不动状况下,改变频率,PWM讯号的脉宽比(duty cycle)对整体降压型直流电压转换器(Buck DC-DCConverter)系统的影响变化情况。
图12是在某特定频率跟负载下的状况,图13表示频率变成两倍时,电流跟PWM讯号的脉宽比(duty cycle)变化状况,从图上面可以发现,整体的电流会变大,电流现在因为频率跟电流反馈演算法的关系,高频的电流下限比低频率的电流下限值来的大。
由于HID灯主要是以电流驱动,当电流变大时,整体HID灯的发光亮跟功率变大。所以此变频调整功率方式能对HID亮度做有效的控制。
本案中提出可由控制调变PWM控制器基本频率来改变其输出PWM讯号的脉宽比(duty cycle),以控制电感L1与电容C1的充放电时间,达到控制HID灯体内部的发光功率。
本案中提出调控PWM基频讯号的方式:
请参考图14本案中,PWM控制器中外加一可调变振荡器200及一振荡调控处理器300。
请参考图14,在本案中所述可调变振荡器200为一电子式振荡器210外加调控电路所构成,其中所述电子式振荡器210为一LC(L:电感,C:电容)振荡电路,即以人为方式制成的电子电路式振荡器。本方式的配置方式说明于下:
所述电子式振荡器,是以电子元件的方式所形成的振荡器,为了达到调控振荡频率的目的,可在电子式振荡器的外部连接所述调控电路,其中所述调控电路为:多个电阻或电容,以达到调控振荡器频率的目的。
本发明中所述调控电路为三种态样。
第一种方式请参考图15,其中调控电路为在振荡器的一端连接多个电容C0至C4,这些电容再并联到一电容切换开关SW1,开关的另一端连接一电阻R,电阻R连接到电子式振荡器的另一端。应用电容切换开关SW1切换,使得电阻只有与多个电容C0至C4中的一电容形成串连,因此可以改变整个振荡器的振荡频率。其中所述电容切换开关SW1连接到所述振荡调控处理器。所述振荡调控处理器可内建调控软件以自动调控电容切换开关SW1的切换,达到所需要的效果。也可以使用人为的方式控制所述振荡调控处理器的输出以改变可调变振荡器的输出频率。
第二种方式请参考图16,其中振荡器的一端连接单一个电容C,此一电容再串连到一电阻切换开关SW2,开关的另一端连接多个并联的电阻R0到R4,电阻R0到R4连接到电子式振荡器的另一端。应用电阻切换开关SW2切换,使得电容只有与多个电阻R0到R4中的一电阻形成并联,因此可以改变整个振荡器的振荡频率。其中所述电阻切换开关SW2连接到所述振荡调控处理器。所述振荡调控处理器可内建调控软件以自动调控电阻切换开关SW2的切换,达到所需要的效果。也可以使用人为的方式控制所述振荡调控处理器的输出以改变可调变振荡器的输出频率。
第三种方式请参考图17,其中振荡器的一端连接到一电容切换开关SW1,此电容切换开关SW1再连接到多个电容C0至C4,应用此一电容切换开关SW1切换使得电路中只有一电容连接,其它的电容则为断路。这些电容C0至C4再并联到一电阻切换开关SW2,电阻切换开关SW2的另一端连接多个并联的电阻R0到R4,电阻R0到R4连接到电子式振荡器的另一端。应用此一电阻切换开关SW2切换使得电路中只有一电阻连接,其它的电阻则为断路。所以本发明应用不同的多个电容C0至C4与不同的多个并联的电阻R0到R4可以使得电路具有多种不的振荡频率。其中所述电容切换开关SW1及所述电阻切换开关SW2连接到所述振荡调控处理器。所述振荡调控处理器可内建调控软件以自动调控电容切换开关SW1及所述电阻切换开关SW2的切换,达到所需要的效果。也可以使用人为的方式控制所述振荡调控处理器的输出以改变可调变振荡器的输出频率。
本发明中振荡调控处理器可以是MCU、FPGA/CPLD等逻辑电路。
请参考图18,本发明中的另一种方式所述可调变振荡器为一石英振荡器400外加一变频器401,所述石英振荡器400输出一固定频率的信号,将此信号输入所述变频器401,此变频器401连接一所述振荡调控处理器402,使用者可以经由所述振荡调控处理器402输入所要调控的频率或所述振荡调控处理器内建频率调控软件,以自动调控变频器的输出。所述变频器401连接到所述PWM控制器100。
依照上面的分析,可以在现有HID灯的电子式安定器上直接加上降压型直流电压转换器(Buck DC-DC Converter)的频率控制功能,即可以对HID灯具有亮度控制功能。
所以当原本降压型直流电压转换器(Buck DC-DC Converter)预留频率输入的接脚,然后加上述本发明的变频控制电路,即可以随意控制HID灯的发光功率,所述变频控制电路亦为亮度控制器。
本发明尚包含对单一灯及多灯体架构的控制系统,其主要是在系统上安装一些感测器,及相关的处理器,以进行各种调控。所述控制系统说明如下,并请请参考图19及图20:
至少一HID灯源架构,包含:
一HID灯体510;
一安定器500,其连接到所述HID灯体510,所述安定器500包含:
一整流升压PFC控制器(AC to DC)501:主要功能是将AC转成DC,且升压(升压的电压值依照HID灯启动电压值与ignite设计而定);
一降压型直流电压转换器502以进行DC至DC的转换,此DC至DC转换是以电流控制为主;其中降压型直流电压转换器502的一晶体管的栅极或基极输入端及所述HID灯的输出端之间串接一PWM控制器504,所述PWM控制器504外加一可调变振荡器521及一振荡调控处理器522;以及
一点灯电路(igniter)503以触发HID灯体510发光;
一灯控制器601;为本发明的HID灯体的控制中心;
一第一亮度感测器512,其位于所述HID灯体510端以量测所述HID灯体510的亮度。所述第一亮度感测器512连接到所述灯控制器601。所述灯控制器601可据此调控所述HID灯510的亮度。一方面可依据需要提供所需要的亮度,另一方面也可以达到节能的目的,如在黄昏时可以提供低亮度,深夜时可以提供高亮度。
一第一温度感测器511用于感测所述HID灯体510的温度,并将温度传送到所述灯控制器。灯控制器601可以依据温度的高低,适当的调控PWM控制器100的输出的脉宽比(duty cycle);或是温度过高时,关闭灯具或降低HID灯体发光功率,以维持灯具使用安全。
一第一电压感测器531,其用于量测HID灯体510两端的电压差,所述第一电压感测器531连接到所述灯控制器601,使得灯控制器601可以得知所述HID灯体510的电压来监控HID灯体是否正常运作。
一第一电流感测器532,其用于量测所述HID灯体510的电流,所述第一电流感测器532连接到所述灯控制器601。所述灯控制器601可由电压及电流计算出灯的功率。所述灯控制器可以由所述第一电压感测器531所得到的电压及所述第一电流感测器532所得到的电流计算出安定器的输入功率。
一第二电压感测器541,其用于量测所述HID安定器500输入端的电压。
一第二电流感测器542,其用于量测所述HID安定器500输入端的电流。所述灯控制器可以由所述第二电压感测器531所得到的电压及所述第二电流感测器532所得到的电流计算出安定器的输入功率。
一第二亮度感测器551用于监控HID灯外部日照状况,所述第二亮度感测器551连接到所述灯控制器601。所述灯控制器601依照此量测到的光照度状况去做为开关HID灯体的依据。第二亮度感测器551功能为侦测外面环境光强度状况,日照时间,光强度大小,例如可以判别日间或是黑夜,或是自动侦测外部光照度不足必须开灯提供充足的照明等,
一通讯接口602,其连接所述灯控制器601,以做为灯控制器601与监视中心603的信号传送的接口。本发明中的通讯接口602可以是有线或无线的通讯接口。
一监视中心603,经由所述通讯接口602连接所有的灯控制器601,当灯源多于一个时,监视中心603可以依据灯控制器601所传送的数据,进行统筹管理,以使的所有的灯体呈现不同的效果,这些效果包含亮度,温度,节能等的考量。
本发明中主要的调控模式说明于下,所述灯控制器601接收来自所述第一亮度感测器512,所述第一温度感测器511,所述第一电压感测器531,所述第一电流感测器532,所述第二电压感测器541,所述第二电流感测器542后,以及所述第二亮度感测器551,依据其内建的程序,得到系统的需求后,可以应用两种模式调整灯体510。
第一种模式为灯控制器601对振荡调控处理器522输入调整信号,以使得所述振荡调控处理器522输出频率改变信号与所述可调变振荡器521,因此输出一所需要的基频信号子所述PWM控制器504,所以可以改变所述降压型直流电压转换器502的输出频率及脉波的脉宽比(duty cycle),所以达到调整所述HID灯体510的亮度,调整系统整体功率,及省能的目的。此一控制模式的另一项优点为由随时感测HID灯体510的状态,所以如果需要时可令所述HID灯体510在过载的状况下操作一段时间。
第二种模式为灯控制器601直接改变电源530的对系统的开启或关闭以达到调整HID灯体开启或关闭灯体的目的。
通过上述两种模式可以达到光强控制,温度保护,HID灯自动启动控制,电力量测监控,时间与照度规划的目的。
本案中上述的灯控制器601及所述振荡调控处理器522可整合在同一个处理器中。
本发明的灯控制器端尚包含多个扩充接头以提供某些特殊的功能。所述扩充接头可为输出输入(I/O)接头、交流转直流(ADC)、直流专交流(DAC)接头、通讯接头(如SPI、I2C、UART、USB等),所以可跟其他功能的量测系统连结,如:警示(警报)系统或监控细统等,如可侦测二氧化碳溶度、室内温度与湿度、或是火警状况;又如当应用在户外的灯具时,假如灯具有连结太阳能发电系统或是风力发电系统等再生能源系统,然后将这些再生能源系统的电力状况做整合,监控每一个独立再生能源发电的灯具系统的用电与蓄电状况。
以上功能是可以直接修改灯控制器上面的单芯片微处理内部韧体达成,具有比较大的弹性运用空间。
有关于Dimming动作的启动为,在HID灯泡刚启动的时候有大约5~15分钟之间为一预热期,Dimming的控制要在此稳定后才进行控制。此为HID灯的特性,并依照不同制造厂,HID灯会有一些长短的不同。此调频控制器(功率控制器或是称亮度控制器)一开始会先让HID灯经过预热稳定期(即为HID灯全功动作full power)后再开始做Dimming的控制动作。因为此调频控制器适用为处理架构设计的,所以可以依照不同HID灯种类来设定此预热稳定期长短,不必在修改原本电子式安定器内部架构。
本发明的优点为(1)不用修改原本HID灯电子式安定器架构,直接可以加上亮度控制器,直接使用安定器上面的电源,无需额外电力系统。(2)亮度控制器的控制接口为频率讯号输出端(非一般的DC控制),如上面所介绍的调频方式。此亮度控制器的功能就是在控制HID的发光功率,可以用在许多智慧型照明控制,因亮度控制器内部具有一个微处理器控制,所以可以直接通过程序修改跟预留接口扩充功能。(3)可额外新增光强反馈控制接口、时间相对光强控制、自动启动HID灯装置、电力系统监控装置、光场亮度监控等。亮度控制器的功能就是在控制HID的发光功率,可以用在许多智慧型照明控制,因亮度控制器内部本身为一个单芯片处理器,所以可以直接通过程序修改跟预留接口扩充功能。
综上所述,本案人性化的体贴设计,相当符合实际需求。其具体改进现有缺失,相较于现有技术明显具有突破性的进步优点,确实具有功效的增进,且非易于达成。本案未曾公开或揭露于国内与国外的文献与市场上,已符合专利法规定。
以上说明对本发明而言只是说明性的,而非限制性的,本领域普通技术人员理解,在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下,可做出许多修改,变化,或等效,但都将落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种以调控电子式安定器输出功率为主的灯源控制系统,其特征在于,包含
至少一灯源,包含:
一灯体;
一安定器,其连接到所述灯体,所述安定器包含:
一第一级为整流升压PFC控制器,所述整流升压PFC控制器用于将AC电流转成DC电流且升压;
一降压型直流电压转换器,其用于进行DC至DC的转换,此DC至DC转换是以电流控制为主;其中所述降压型直流电压转换器的一晶体管的栅极或基极输入端及所述灯体的输入端之间串接一PWM控制器,所述PWM控制器外加一可调变振荡器及一振荡调控处理器;其中所述可调变振荡器产生一特定频率信号予所述PWM控制器,所述PWM控制器接收来自灯体输出端的反馈信号,以与来自所述可调变振荡器的特定频率信号进行脉宽调变,以改变所述降压型直流电压转换器的输出电压,来改变所述灯体的亮度;所述振荡调控处理器产生信号以使所述可调变振荡器产生所述特定频率;以及
一点灯电路,用于触发所述灯体发光;
一灯控制器,为HID灯体的控制中心,内含控制程序以控制所述振荡调控处理器的输出;以及
一第一亮度感测器,位于所述灯体端以量测所述灯体的亮度;所述第一亮度感测器连接到所述灯控制器;所述灯控制器据此经由改变所述振荡调控处理器的输出频率而调控所述灯体的亮度。
2.根据权利要求1的灯源控制系统,其特征在于,尚包含:
一第一温度感测器,其用于感测所述灯体的温度,并将温度传送到所述灯控制器;所述灯控制器是依据温度的高低,适当的调控PWM控制器的输出的脉宽比;当温度过高时,关闭灯具或降低HID灯体发光功率,以维持灯具使用安全。
3.根据权利要求1的灯源控制系统,其特征在于,尚包含:
一第一电压感测器,其用于量测灯体两端的电压差,所述第一电压感测器连接到所述灯控制器使得所述灯控制器得知所述HID灯体的电压来监控HID灯体是否正常运作;以及
一第一电流感测器,其用于量测所述灯体的电流,所述第一电流感测器连接到所述灯控制器;所述灯控制器由电压及电流计算出灯的功率;所述灯控制器由所述第一电压感测器所得到的电压及所述第一电流感测器所得到的电流计算出安定器的输入功率。
4.根据权利要求1的灯源控制系统,其特征在于,尚包含:
一第二电压感测器,其用于量测所述安定器输入端的电压;以及
一第二电流感测器,其用于量测所述安定器输入端的电流;所述灯控制器由所述第二电压感测器所得到的电压及所述第二电流感测器所得到的电流计算出安定器的输入功率。
5.根据权利要求1的灯源控制系统,其特征在于,尚包含:
一通讯接口,其连接所述灯控制器,以做为灯控制器与一监视中心的信号传送的接口;以及
所述监视中心经由所述通讯接口连接所有的灯控制器,当灯源多于一个时,监视中心可以依据灯控制器所传送的数据,进行统筹管理,以使的所有的灯体呈现不同的效果,这些效果包含亮度,温度,节能的效果。
6.根据权利要求1的灯源控制系统,其特征在于,所述可调变振荡器包含一电子式振荡器及调控电路,所述电子式振荡器是以电子元件的方式所形成的振荡器,在所述电子式振荡器连接所述调控电路,其中所述调控电路包含至少一电阻及至少一电容,并以开关元件切换以形成不同的电阻与电容的组合,所以达到调控振荡器频率的目的。
7.根据权利要求1的灯源控制系统,其特征在于,所述可调变振荡器为一石英振荡器外加一变频器,所述石英振荡器输出一固定频率的信号,将此信号输入所述变频器,此变频器连接所述振荡调控处理器,使用者可以经由所述振荡调控处理器输入所要调控的频率或所述振荡调控处理器内建频率调控软件,以自动调控变频器的输出;所述变频器连接到所述PWM控制器。
8.根据权利要求1的灯源控制系统,其特征在于,所述电子式安定器尚包含:一DC至AC的转换器及一点火电路:其用于将DC转换成AC驱动灯体发光。
9.根据权利要求1的灯源控制系统,其特征在于,所述灯控制器及所述振荡调控处理器整合在同一个处理器中。
10.根据权利要求1的灯源控制系统,其特征在于,尚包含一第二亮度感测器,其用于监控灯外部日照状况,所述第二亮度感测器连接到所述灯控制器;所述灯控制器端尚包含多个扩充接头;所述扩充接头为输出输入接头、交流转直流、直流专交流接头、或通讯接头,用于跟其他功能的量测系统连结。
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PB01 | Publication | ||
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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20111207 |