CN102665349B - 照明控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

照明控制系统包含一单切开关、一中继电路及一控制电路。该单切开关用以耦接一交流电源及一地端。该中继电路包含N个中继开关、N个第一控制单元、一第一开关、一第二开关、一第二控制单元。该N个中继开关用以耦接一负载。该N个第一控制单元用以控制该N个中继开关是否导通。该第一开关及该第二开关用以将该N个中继开关分别切换为控制电路模式或与该单切开关电连接。该控制电路用以控制该N个第一控制单元。该控制电路耦接该交流电源、该地端及该N个第一控制单元，用以输出一直流或交流电压。N为一正整数。

Description

照明控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种照明控制系统，尤指一种具有可外接式的单切开关的照明控制系统。 

背景技术

照明控制系统目前已广泛应用在日常生活中，无论是在居家环境或公共场合都随处可见，譬如通过对墙壁上的电灯开关来对天花板上的电灯作控制。二线式控制系统为目前常见的照明控制系统，但由于一般二线式控制系统的电子零件与电源输出用的继电器元件的使用寿命不尽相同，因此二线式控制系统在故障时往往仅是部分元件或部分结构损坏，而非全部的元件损坏。 

各照明控制系统的厂商在设计照明控制系统时，大部分都采用自行开发的通讯协议及逻辑语法，因此当照明控制系统仅有部分元件或部分结构损坏时，使用者常因厂商停止生产或更换代理商而无法进行局部维修，导致必须更换整套照明控制系统，因此花费较高的成本且必须负担因重新更换整套照明控制系统所带来的不便。 

此外，考虑大面积办公室照明的配线成本，若是天花板较高的办公室，当要对其位于天花板处的照明控制系统进行部分元件以人力进行手动操作及检修时，往往有相当程度的困难且相当危险。例如当照明控制系统故障进行手动操作时，人员容易直接碰触照明控制系统的内部而发生危险。 

若照明控制系统为结合较复杂的空调设备而设计时，传统二线式控制器，有其逻辑设计上的限制，而必须加挂其他的控制系统，对初设成本及未来的维护保养都是一大挑战。 

发明内容

本发明的一实施例关于一种照明控制系统包含一单切开关、一中继电路及一控制电路。该单切开关包含一第一输入端，用以耦接一交流电源，及一第二 输入端，用以耦接一地端。该中继电路包含N个中继开关、N个第一控制单元、一第一开关、一第二开关及一第二控制单元，该N个中继开关的每一中继开关的第一端用以耦接一负载。该N个第一控制单元用以在该单切开关关闭时，可分别控制该N个中继开关是否导通，且该第一开关用以在该单切开关开启时，可将该N个中继开关分别切换为控制电路模式或与该单切开关电连接。该第二控制单元耦接于该单切开关，用以在该单切开关开启时导通该第一开关以使该第一开关将该N个中继开关切换为与该单切开关电连接，及用以切换该第二开关。该控制电路用以控制该N个第一控制单元，且该控制电路包含N个输出端、一第一输入端、一第二输入端、一电源输出端及一组致能端口，该N个输出端分别耦接于该N个第一控制单元。该第一输入端用以耦接该交流电源，且该第二输入端用以耦接该地端。该电源输出端耦接于该N个第一控制单元，用以输出一直流或交流电压，且该组致能端口耦接于该第二开关，用以根据该第二开关是否导通来控制该控制电路是否控制该中继电路。N为一正整数。 

本发明的另一实施例关于一种照明控制系统的控制方法，该照明控制系统包含一单切开关及一中继电路，该中继电路包含N个中继开关及一第一开关，该N个中继开关耦接于N个负载。该方法包含开启该单切开关、导通该第一开关，及将该N个中继开关切换为与该单切开关电连接及开启该N个负载。N为一正整数。 

本发明的另一实施例关于一种照明控制系统的控制方法，该照明控制系统包含一单切开关、一中继电路及一控制电路，该中继电路包含一第二开关。该方法包含关闭该单切开关、切换该第二开关，及使用该控制电路控制该中继电路。 

通过本发明所提供的装置及方法，使用者可在照明控制系统内的控制电路故障时，可以立即通过单切开关来控制照明控制系统，且当单切开关故障时，仅需要单独对单切开关进行维修或更换，而不需要对整个照明控制系统进行维修或更换。此外，由于单切开关可设置为外接于照明控制系统，因此在对照明控制系统进行维修或检查时，可避免人员直接碰触照明控制系统的内部而发生危险。 

附图说明

图1为本发明第一实施例照明控制系统的示意图； 

图2为本发明第二实施例照明控制系统的示意图； 

图3为本发明第三实施例照明控制系统的示意图； 

图4为本发明第四实施例照明控制系统的示意图。 

其中，附图标记 

10 单切开关           12 第一输入端 

14 第二输入端         20 中继电路 

25 第二控制单元       30 控制电路 

32 第一控制输入端     34 第二控制输入端 

36 电源输出端         38 致能端口 

39 外接端             40 交流电源 

50 负载               50_1至50_N 灯具 

60 低通滤波器         80 主控台 

90 存储器             100、200、300、400  照明控制系统 

OUT1 至OUTN输出端     R1至RN 中继开关 

RS-1 第一开关         RS-2  第二开关 

S1至SN 第一控制单元   VSS   地端 

具体实施方式

在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属技术领域中普通技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异来作为区别元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区别的基准。在通篇说明书及后续的权利要求当中所提及的“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。此外，“耦接”及“电连接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，或第一装置电连接于第二装置，则代表该第一装置可直接连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地连接至该第二装置。 

下文依本发明移位寄存器电路特举实施例配合所附附图作详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围。 

请参考图1，图1为本发明第一实施例照明控制系统100的示意图。如图1所示，照明控制系统100包含单切开关10、中继电路20及控制电路30。单切开关10包含第一输入端12，用以耦接交流电源40，及第二输入端14，用以耦接地端VSS。中继电路20包含N个中继开关R1至RN、N个第一控制单元S1至SN、第二控制单元25、第一开关RS-1及第二开关RS-2。中继开关R1至RN中每一中继开关的第一端用以耦接负载50。N个第一控制单元S1至SN用以在单切开关10关闭时，分别控制中继开关R1至RN中每一中继开关是否导通。第一开关RS-1用以在单切开关10开启时，将中继开关R1至RN切换为与单切开关10电连接。第二控制单元25耦接于单切开关10，用以在单切开关10开启时，导通第一开关RS-1以使第一开关RS-1将中继开关R1至RN切换为与单切开关10电连接，并切换第二开关RS-2为导通，将单切开关10的操作状态回传给控制电路30。 

控制电路30用以控制第一控制单元S1至SN，控制电路30包含N个输出端OUT1至OUTN、第一控制输入端32、第二控制输入端34、电源输出端36、致能端口38及外接端39。N个输出端OUT1至OUTN分别耦接于第一控制单元S1至SN，第一控制输入端32用以耦接交流电源40，第二输入端用以耦接地端VSS，电源输出端36耦接于N个第一控制单元S1至SN，用以输出直流或交流电压，致能端口38耦接于第二开关RS-2，用以根据第二开关RS-2是否导通来控制控制电路30是否控制中继电路20。在本发明实施例中，N为正整数，且N的大小可视需求调整，而不加以限定。 

控制电路30的外接端39用以耦接至主控台80，以通过主控台80来对控制电路30进行操作。主控台80对控制电路30进行控制的方式为数字通讯的方式，例如可以是一般常见设于墙壁上的数字电灯开关，也可以是电脑装置。另外，控制电路30包含存储器90，其内存有控制电路30的控制程序。此外，控制电路30可为可编程逻辑控制器(programmable logic controller)或直接数字控制器(direct digital controller)。 

负载50可以是各种发光元件，例如日光灯管、白炽灯泡及LED灯，而不限定是何种发光元件，任何对本发明实施例所作的均等变化与修饰，皆应属本 发明的涵盖范围。在本实施例中，对应于中继开关R1至RN，负载50包含了N个灯具50_1至50_N，分别耦接至中继开关R1至RN，但本实施例仅为方便说明，本发明并不对负载50所包含的元件数量或结构作限定。 

在本实施例照明控制系统100中，负载50可以通过第一控制单元S1至SN来开启或关闭，亦可通过单切开关10来开启或关闭。例如，在一般正常使用情况下，照明控制系统100通过控制电路30对第一控制单元S1至SN进行操作，以控制中继开关R1至RN的开启或关闭。当发生控制电路30中部分元件故障或损坏时，甚至整个控制电路30完全无法使用的情况时，仍可通过操作单切开关10来控制中继开关R1至RN的开启或关闭。因此，即使在控制电路30故障的情况下，照明控制系统100仍可正常运作。此外，单切开关10可以设置在照明控制系统100的内部，也可以设置为外接于照明控制系统100。在第一实施例中，单切开关10设置为外接于照明控制系统100，因此使用者便可方便地通过操作单切开关10来控制照明控制系统100。 

当开启单切开关10时，第一开关RS-1与第二开关RS-2皆会导通。第一开关RS-1导通后，会将全部的中继开关R1至RN切换为与单切开关10电连接，此时负载50中灯具50_1至50_N均被开启。第二开关RS-2导通后会传送反馈信号至控制电路30的致能端口38，控制电路30可在致能端口38收到反馈信号后，根据反馈信号得知第二开关RS-2被单切开关10导通，便控制控制电路30终止控制中继电路20。换言之，若控制电路30根据反馈信号得知第二开关RS-2为关闭，则照明控制系统100会设置为使用控制电路30来控制中继电路20；若控制电路30根据反馈信号得知第二开关RS-2为开启，则照明控制系统100会设置为不使用控制电路30来控制中继电路20，而继续由单切开关10来控制中继电路20。此外，使用者可以通过主控台80得知单切开关10开启或关闭，因此当控制电路30由故障的状态被修复为可正常工作的状态时，若单切开关10仍为开启，使用者可以被主控台80提醒以记得关闭单切开关10，以中断中继开关R1至RN与单切开关10的电连接。 

由于单切开关10可独立于照明控制系统100中其他元件而外接于照明控制系统100，因此本发明照明控制系统100在实际应用上极为多元化，例如照明控制系统100可搭配一般通用性较高的可编程控制器或楼宇自动化系统(building automation system)常用的直接数字控制器(DDC)等其他控制器来应 用，且当单切开关10故障时，仅需要单独对单切开关10进行维修或更换，即可恢复照明控制系统100的正常运作，而不需要对整个照明控制系统100进行维修或更换。 

请参考图2，图1为本发明第二实施例照明控制系统200的示意图。如图2所示，照明控制系统200与照明控制系统100的差别在于，照明控制系统200另包含低通滤波器(low pass filter)60，用以耦接于交流电源40与控制电路30的第一控制输入端32之间，来对接收自交流电源40的输入电源进行滤波。 

请参考图3，图3为本发明第三实施例照明控制系统300的示意图。如图3所示，照明控制系统300与照明控制系统100的差别在于，照明控制系统300的单切开关10设置于照明控制系统300的内部。照明控制系统300适用于维修人员较为容易维修的情境，譬如设置于天花板较低的办公室的照明控制系统，或是防止非维修人员的误操作状况。 

请参考图4，图4为本发明第四实施例照明控制系统400的示意图。如图4所示，照明控制系统400与照明控制系统300的差别在于，照明控制系统400另包含低通滤波器(low pass filter)60，用以耦接于交流电源40与控制电路30的第一控制输入端32之间，来对照明控制系统400进行滤波。 

综上所述，通过本发明诸实施例所提供的装置及方法，使用者可于照明控制系统100内的控制电路30故障时，可以立即通过单切开关10来控制照明控制系统100，且当单切开关10故障时，仅需要单独对单切开关10进行维修或更换，而不需要对整个照明控制系统100进行维修或更换。此外，由于单切开关10可设置为外接于照明控制系统100，因此在对照明控制系统100进行维修或检查时，可避免人员直接碰触照明控制系统100的内部而发生危险。 

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。 

Claims (7)

1.一种照明控制系统，其特征在于，包含：一单切开关、一中继电路以及一控制电路；

该单切开关，包含：一第一输入端，用以耦接一交流电源；及一第二输入端，用以耦接一地端；

该中继电路，包含：

N个中继开关，每一中继开关的第一端用以耦接一负载；

N个第一控制单元，用以于该单切开关关闭时，分别控制该N个中继开关是否导通；

一第一开关(Rs-1)，用以于该单切开关开启时，将该N个中继开关切换为与该单切开关电连接；

一第二开关(Rs-2)；及

一第二控制单元(Rs)，耦接于该单切开关，用以于该单切开关开启时，导通该第一开关(Rs-1)以使该第一开关(Rs-1)将该N个中继开关切换为与该单切开关电连接，及切换该第二开关(Rs-2)；及

该控制电路，用以控制该N个第一控制单元，该控制电路包含：

N个输出端，分别耦接于该N个第一控制单元；

一第一输入端，用以耦接该交流电源；

一第二输入端，用以耦接该地端；

一电源输出端，耦接于该N个第一控制单元，用以输出一直流或交流电压；及

一组致能端口，耦接于该第二开关(Rs-2)，用以根据该第二开关(Rs-2)是否导通来控制该控制电路是否控制该中继电路；

其中N为一正整数。

2.根据权利要求1所述的照明控制系统，其特征在于，另包含一低通滤波器，用以耦接于该交流电源与该控制电路的第一输入端之间。

3.根据权利要求1所述的照明控制系统，其特征在于，其中该控制电路为一可编程逻辑控制器或一直接数字控制器。

4.根据权利要求1所述的照明控制系统，其特征在于，其中该控制电路另包含一外接端，用以耦接至一主控台。

5.根据权利要求1所述的照明控制系统，其特征在于，其中该控制电路另包含一存储器，其内存有该控制电路的控制程序。

6.一种照明控制系统的控制方法，其特征在于，该照明控制系统包含一单切开关及一中继电路，该中继电路包含N个中继开关、一第一开关(Rs-1)及一第二开关（Rs-2），该N个中继开关耦接于N个负载，该方法包含：

开启该单切开关；

导通该第一开关(Rs-1)；

将该N个中继开关切换为与该单切开关电连接；

开启该N个负载；

切换该第二开关(Rs-2)；

停止该控制电路控制该中继电路；

关闭该单切开关；

切换该第二开关(Rs-2)；

使用该控制电路控制该中继电路；

停止导通该第一开关(Rs-1)；及

切断该N个中继开关与该单切开关之间的电连接；

其中N为一正整数。

7.一种照明控制系统的控制方法，其特征在于，该照明控制系统包含一单切开关，一中继电路及一控制电路，该中继电路包含N个中继开关、一第一开关（Rs-1）及一第二开关(Rs-2)，该方法包含：

关闭该单切开关；

切换该第二开关(Rs-2)；

使用该控制电路控制该中继电路；

停止导通该第一开关(Rs-1)；及

切断该N个中继开关与该单切开关之间的电连接；

其中N为一正整数。

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