CN102360237B - 开关式功率调整装置 - Google Patents

Abstract

一种开关式功率调整装置，用以调整供应至一负载的一输入电源的功率，其包括一控制机构及一功率调整机构，控制机构依据连接在负载与输入电源之间的开关单元的作动状态的改变而产生调节讯号至功率调整机构，功率调整机构依据调节讯号而调整输入电源至一对应功率，以此调节负载的运作。

Description

开关式功率调整装置

技术领域

本发明专利涉及一种功率调整装置，特别是关于一种开关式功率调整装置。

背景技术

如图1所示，为现有技术中用于控制负载的一电源开关电路。此电路包括一电源P、一负载L、以及一开关单元SW。电源P可为市电交流电源或是直流电源，负载L可为灯具(例，LED灯、白炽灯泡、卤素灯、CFL灯…等)、风扇、或其它各种交/直流负载，而开关单元SW则串联在电源P与负载L之间。通过开关单元SW的切换能够决定是否将来自电源P的电力输送至负载L，以控制负载L的电源。

虽然这类电路能够用于进行负载L的电源控制，但是仅限于开启或关闭负载L。在负载L为一灯具时，仅能控制灯具为亮或灭，而无法调整其亮度。在负载L为一风扇时，仅能控制风扇为转动或关闭，而无法任意调节其转速。从而，不仅使用者无法视情况而进行负载L运作的调节，并且因负载L一旦作动就永远是全功率运转而十分消耗电力。

发明内容

基于上述内容，本发明之目的是提供一种开关式功率调整装置，以配合开关单元来调整负载的运作功率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。

一种开关式功率调整装置，用以调整供应至一负载的一输入电源的功率，在负载与输入电源之间电性连接有一开关单元，开关式功率调整装置包括：一控制机构，电性连接开关单元，控制机构于开关单元经开启作动时产生一初始的负载模式调整讯号，并在开关单元于一限制切换时间内经关闭而再次切换为开启作动时产生次一阶段的负载模式调整讯号，其中控制机构在判断开关单元于一持续使用时间之内未被切换为关闭时则产生一省电模式调整讯号；一功率调整机构，电性连接控制机构，且串联在输入电源与负载之间，功率调整机构依据负载模式调整讯号而调整供应至负载的输入电源的功率，以及在接收到省电模式调整讯号时调降或停止供应至负载的输入电源的功率。

依据本发明的优选实施方式之一，所述控制机构连接有一储存机构，所述负载模式调整讯号及限制切换时间储存在储存机构中。

依据本发明的优选实施方式之一，所述开关式功率调整装置进一步包括有一交直流转换机构，电性连接于功率调整机构，以将输入电源转换为一直流或交流电源。

依据本发明的优选实施方式之一，所述功率调整机构为一电压调整机构，电压调整机构调整输入电源之电压大小而改变负载的功率。

依据本发明的优选实施方式之一，所述功率调整机构为一电流调整机构，电流调整机构调整输入电源之电流大小而改变负载的功率。

依据本发明的优选实施方式之一，所述功率调整机构随着控制机构所产生的负载模式调整讯号，而递减或递增供应至负载的输入电源的功率。

依据本发明的优选实施方式之一，所述功率调整机构调整供应至负载的输入电源的功率递减或递增至一极限功率值后，则调整供应至负载的输入电源的功率循环回一初始功率值。

依据本发明的优选实施方式之一，所述功率调整机构接收到省电模式调整讯号时，于停止供应至负载的输入电源之功率之前，更于一缓冲时间内以一预设的警示调整方式调整供应至负载的输入电源。

依据本发明的优选实施方式之一，于所述缓冲时间内，开关单元经关闭而再次切换为开启作动时，功率调整机构将输入电源调整回接收到省电模式调整讯号之前的功率。

依据本发明的一实施态样，所述警示调整方式包括使输入电源间断地供应至负载的方式。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

经由本发明所采用的技术方案，能够随着开关单元的切换而任意调整输入电源的功率，而不限于开启或关闭负载。从而，灯具的亮度、风扇的转数、及其它各式负载的运作都能够视使用者需要而进行阶段性的调节。另外，在负载长时间运作的情况中，能够依据使用者设定而调降或关闭负载的运作功率，避免负载发生过热或损坏等问题。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1是显示现有电源开关电路的电路方块图；

图2是显示依据本发明之一实施例的开关式功率调整装置的电路方块图；

图3是显示储存机构中所储存的设定表的示意图；

图4是显示依据本发明之一实施例的开关式功率调整装置的作动流程图。

1	开关式功率调整装置
		11	控制机构
111	计时单元

12	功率调整机构
		13	储存机构
14	交直流转换机构
		L	负载
P	电源
		S	调整讯号
S1、S2、S3、...、Sn	负载模式调整讯号
		Sa	省电模式调整讯号
SW	开关单元
		T	时间
Tb	缓冲时间
		Ts	限制切换时间
Tth	持续使用时间
		TAB	设定表

具体实施方式

请参阅图2及图3，图2显示依据本发明之一实施例的开关式功率调整装置的电路方块图以及图3显示储存机构中所储存的设定表的示意图。依据本发明之一实施例的一开关式功率调整装置1包括一控制机构11及一功率调整机构12。控制机构11电性连接开关单元SW，功率调整机构12电性连接控制机构11且串联在电源P与负载L之间。

控制机构11能够感测开关单元SW的动作状态为开启作动或为关闭。控制机构11包括有一计时单元111，用以判断这些作动状态的切换及持续时间。从而，控制机构11能够依据开关单元SW之开启作动与关闭的组合以及作动状态的时间关系而产生一调整讯号S至功率调整机构12。具体而言，在控制机构11于开关单元SW经开启作动时则产生一初始的负载模式调整讯号S1，并在开关单元SW于一限制切换时间Ts内经关闭而再次切换为开启作动时则产生次一阶段的负载模式调整讯号，并且控制机构11在判断开关单元SW于一持续使用时间Tth之内未被切换为关闭时则产生一省电模式调整讯号Sa。

功率调整机构12则依据自控制机构11所接收到的调整讯号S调整供应至负载L的电源P的功率。在接收到负载模式调整讯号S1时则调节电源P之功率至一对应的调节功率，以及在接收到的调整讯号S为省电模式调整讯号Sa时调降或停止供应至负载L的输入电源P的功率。功率调整机构12可为一电压调整机构，利用调整输入电源P的电压大小而改变负载L之功率。或者，功率调整机构12可为一电流调整机构，利用调整输入电源P之电流大小而改变负载L之功率。

藉由控制机构11与功率调整机构12的组合，开关式功率调整装置1能够随着开关单元SW的切换任意调整输入电源P的功率，而不限于开启或关闭负载L。另外，在本发明中，开关式功率调整装置1可为一单体，并且配合已有的开关单元进行功率调整。开关式功率调整装置1也可与负载整合为一体，并且搭配一开关单元进行功率调整。

在此一实施例中，控制机构11连接有一储存机构13。储存机构13中储存有一设定表TAB，诸如作动状态组合、对应各种作动状态组合的负载模式调整讯号S1、S2、S3、…、Sn、限制切换时间Ts、省电模式调整讯号Sa、持续使用时间Tth、缓冲时间Tb、等各种所需的数据都储存在设定表T中，如图3所示。藉此，控制机构11能够依据此设定表TAB而执行对应的运作。然而，本发明并不限于此。除了利用上述储存电路与设定表之方式之外，控制机构11也可利用数字逻辑电路、模拟逻辑电路、或其它结构配置来实现相同或相似的功能。

另外，为了将电源P转为负载L所适用的直流电源或交流电源，可进一步提供一交直流转换机构14。交直流转换机构14电性连接于功率调整机构12，用以将经过功率调整机构12调整后的电源转换为一直流或交流电源。

请参阅图4，其显示依据本发明之一实施例的开关式功率调整装置的作动流程图，同时参阅图2及图3，对依据本发明之一实施例的开关式功率调整装置的作动方式说明如下。

首先，由控制机构11对开关单元SW进行感测，以得知开关单元SW之作动状态并判断这些作动状态的切换及持续时间(步骤S110)。并且，将作动状态的切换次数从零开始计数(步骤S115)。

当开关单元SW经开启作动(ON＝1且OFF＝0)时(步骤S120)，控制机构11产生一初始的负载模式调整讯号S1并将其传送至功率调整机构12。然后，功率调整机构12依据所接收到的负载模式调整讯号S1调整供应至负载L的电源P之功率，使负载L在第一负载模式中(例如，全功率或称为100％功率)运作(步骤S121)。在这种情况中，若负载L为灯具时则会发出高亮度的光线，若负载L为风扇时则会高速运转而产生强风。

若开关单元SW在开启作动后于限制切换时间Ts(例，2秒)内被关闭(ON＝1且OFF＝1)(步骤S125)，并且在关闭(OFF)后于限制切换时间Ts内再次切换为开启作动(ON＝2且OFF＝1)(步骤S130)时，控制机构11则产生次一阶段的负载模式调整讯号S2并将其传送至功率调整机构12。然后，功率调整机构12依据所接收到的负载模式调整讯号S2调整供应至负载L的电源P之功率，使负载L在第二负载模式中(例如，75％功率的次高功率)运作(步骤S131)。在这种情况中，若负载L为灯具时则会发出中亮度的光线，若负载L为风扇时则会中速运转。

若开关单元SW在前次开启作动后于限制切换时间Ts内又被关闭(ON＝2且OFF＝2)(步骤S135)，并且在关闭后于限制切换时间Ts内再次切换为开启作动(ON＝3且OFF＝2)(步骤S140)时，控制机构11则产生再次一阶段的负载模式调整讯号S3并将其传送至功率调整机构12。然后，功率调整机构12依据所接收到的负载模式调整讯号S3调整供应至负载L的电源P之功率，使负载L在第三负载模式中(例如，半载功率或称为50％功率)运作(步骤S141)。在这种情况中，若负载L为灯具时则会发出低亮度的光线，若负载L为风扇时则会低速运转。

开启作动与关闭的组合与对应的负载模式调整讯号可视需要设定多组，而能够对应调整电源P至不同功率。此外，利用多组设定，可使功率调整机构12随着控制机构11所产生的负载模式调整讯号，而递减或递增供应至负载L的输入电源P之功率。当开关单元SW切换次数超过设定的组数时，则将切换次数归零(步骤115)，而依据开关单元SW之作动状态重新进行判断。在实际应用上，可在功率调整机构12调整供应至负载L的输入电源P之功率递减或递增至一极限功率值后，则调整供应至负载L的输入电源P之功率循环回一初始功率值。另外，限制切换时间Ts并不限使用于限制开启作动与关闭的间隔时间，限制切换时间Ts亦可使用于限制开启作动与关闭的组合的总时间。例如，可利用在限制切换时间Ts内开启作动与关闭的总次数来决定所产生的负载模式调整讯号。

此外，为了避免负载L长时间运作或是使用者忘记关闭电源P，当控制机构11在判断开关单元SW于一持续使用时间Tth之内未被切换为关闭(即，负载L在某一负载模式中的运作时间T大于持续使用时间Tth)时，则产生省电模式调整讯号Sa至功率调整机构12(步骤S122)。然后，功率调整机构12则在接收到的省电模式调整讯号Sa时调降或停止供应至负载L的输入电源P之功率(步骤S150)。

再者，为了避免负载L因突然进入省电模式而造成问题，在功率调整机构12接收到省电模式调整讯号Sa时，于停止供应至负载L的输入电源P之功率之前，可于一缓冲时间Tb内以一预设的警示调整方式调整供应至负载L的输入电源P(步骤S123)。例如，当负载L为灯具时，可使输入电源P间断地供应至负载L，亦即，使灯具闪烁而达到提醒之效果。或者，可调降电源P之功率，使灯具所发出的光变弱。加之，于警示模式的缓冲时间Tb内，开关单元SW经关闭而再次切换为开启作动时，功率调整机构12可在控制机构11之控制下将输入电源P调整至接收到省电模式调整讯号Sa之前的功率(步骤S124)。亦即，使负载L回复运作于原先的负载模式。

通过省电模式的设计，能够避免负载因长时间运作而过热或损坏，以及能够根据使用者使用习惯而预先设定功率调降或关闭的时机而免于手动操作的麻烦。

由以上的实施例可知，本发明所提供的开关式功率调整装置确具产业上的利用价值，故本发明业已符合专利的要件。以上的叙述仅为本发明的较佳实施例说明，本领域的技术人员可依据上述技术方案的说明而在此基础上进行任意改进，但这些改变仍属于本发明的设计方案，应落入本申请的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种开关式功率调整装置，用以调整供应至一负载的一输入电源的功率，在负载与输入电源之间电性连接有一开关单元，开关式功率调整装置包括：一控制机构，电性连接开关单元，控制机构于开关单元经开启动作时产生一初始的负载模式调整讯号，并在开关单元于一限制切换时间内经关闭而再次切换为开启动作时产生次一阶段的负载模式调整讯号，其中控制机构在判断开关单元于一持续使用时间之内未被切换为关闭时则产生一省电模式调整讯号；一功率调整机构，电性连接控制机构，且串联在输入电源与负载之间，功率调整机构依据负载模式调整讯号而调整供应至负载的输入电源的功率，以及在接收到省电模式调整讯号时调降或停止供应至负载的输入电源的功率；所述功率调整机构随着控制机构所产生的负载模式调整讯号，而递减或递增供应至负载的输入电源的功率；所述功率调整机构调整供应至负载的输入电源的功率递减或递增至一极限功率值后，则调整供应至负载的输入电源的功率循环回一初始功率值。

2.如权利要求1所述的开关式功率调整装置，其特征在于，所述控制机构连接有一储存机构，所述负载模式调整讯号及限制切换时间储存在储存机构中。

3.如权利要求1所述的开关式功率调整装置，其特征在于，所述开关式功率调整装置进一步包括有一交直流转换机构，电性连接于功率调整机构，以将输入电源转换为一直流或交流电源。

4.如权利要求1所述的开关式功率调整装置，其特征在于，所述功率调整机构为一电压调整机构，电压调整机构调整输入电源之电压大小而改变负载的功率。

5.如权利要求1所述的开关式功率调整装置，其特征在于，所述功率调整机构为一电流调整机构，电流调整机构调整输入电源之电流大小而改变负载的功率。

6.如权利要求1所述的开关式功率调整装置，其特征在于，所述功率调整机构接收到省电模式调整讯号时，于停止供应至负载的输入电源之功率之前，更于一缓冲时间内以一预设的警示调整方式调整供应至负载的输入电源。

7.权利要求6所述的开关式功率调整装置，其特征在于，所述缓冲时间内，开关单元经关闭而再次切换为开启动作时，功率调整机构将输入电源调整回接收到省电模式调整讯号之前的功率。

8.如权利要求6所述的开关式功率调整装置，其特征在于，所述警示调整方式包括使输入电源间断地供应至负载的方式。

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