CN102679190A - 照明系统及其节能灯具 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种照明系统，其中该照明系统包含遥控装置以及多个节能灯具。其中每一节能灯具各自包含节能灯管、调光模块以及系统模块。系统模块用以供电给调光模块。调光模块包含Zigbee无线通讯单元、调光单元以及开关控制单元，调光单元及开关控制单元分别与Zigbee无线通讯单元耦接，Zigbee无线通讯单元自遥控装置或由另一个节能灯具接收控制指令，调光单元与开关控制单元分别根据控制指令产生调光控制信号以及开关控制信号。系统模块根据该调光控制信号以及该开关控制信号驱动节能灯管。

Description

照明系统及其节能灯具

技术领域

本发明内容是有关于一种照明系统，且特别是有关于一种具有多个可遥控的节能灯具的照明系统。

背景技术

在现今的社会中，各式照明灯具已成为生活必需品，可以在夜间提供灯光，或作为指标、安全警示等等用途。随着社会经济发展，现今大城市不论日夜都是灯火通明，大量的照明装置逐渐对电力供应上造成负担。

目前，随着世界各国对能源节约的重视逐渐加深，电力资源的节约也日成为各国争相解决的课题。节能灯(compact fluorescent lamp，CFL)的问世解决了部分能源浪费的问题。

节能灯(CFL)是指将荧光灯管与安定器组合成一个整体的照明设备。一般来说，节能灯的效率比传统电灯泡来得高，同样照明条件下，节能灯所消耗的电能较少，所以被称为节能灯。

一般情况下的照明灯具经常是固定在最高能耗最高亮度下运作，不论使用人数多寡、使用用途为何、周围环境明暗，这样会带来很多的能源浪费、折损灯泡寿命并产生较多的废热。

发明内容

因此，为了解决上述问题，本发明揭露一种照明系统，其中的节能灯具可根据使用者的需求提供不同的亮度级方案。本发明的目的就是要利用电路的不同输出，实现节能灯具上不同亮度的调节。此外，本发明的照明系统中包含一个可以无线控制多个节能灯具的遥控装置，藉此，使用者可以随心所欲的遥控节能灯具的照明亮度，并可得知节能灯具目前的状态(如亮度、工作温度、环境温度等)。

因此，本发明内容的一方面是在提供一种照明系统，其中该照明系统包含一遥控装置以及多个节能灯具。其中每一节能灯具各自包含节能灯管、调光模块、系统模块以及电连接器。系统模块用以供电给该调光模块。电连接器耦接于该系统模块与该调光模块之间。而调光模块包含Zigbee无线通讯单元、调光单元以及开关控制单元，调光单元及开关控制单元分别与Zigbee无线通讯单元耦接，Zigbee无线通讯单元自遥控装置或由其中一个节能灯具接收第一控制指令，调光单元与开关控制单元分别根据第一控制指令产生调光控制信号以及开关控制信号。该系统模块根据该调光控制信号以及该开关控制信号驱动该节能灯管。

根据本发明的一实施例，其中每一该等节能灯具还包含第一电路板以及第二电路板。该系统模块被设置于该第一电路板上。该调光模块被设置于该第二电路板上，该电连接器被设置以电性连接该第一电路板与该第二电路板。

根据本发明的另一实施例，其中该Zigbee无线通讯单元、该调光单元以及该开关控制单元被设置于该第二电路板的同一侧表面上。

根据本发明的另一实施例，其中该第一电路板具有一插孔，该第二电路板的至少一部分插接至该第一电路板的该插孔，该第一电路板与该第二电路板大致垂直。

根据本发明的另一实施例，其中该第一电路板的形状为一六边形。

根据本发明的另一实施例，其中该系统模块包含一供电单元以及一驱动电路，该供电单元用以变压、整流并供电给该调光模块，该驱动电路用以根据该调光控制信号以及该开关控制信号驱动该节能灯管，其中该调光控制信号对应该节能灯管的一亮度，而该开关控制信号对应该节能灯管的一开关状态。

根据本发明的另一实施例，其中该等节能灯具分为多个群组，每一群组包含至少一节能灯具，该遥控装置进一步以群组为单位遥控该等节能灯具。

根据本发明的另一实施例，其中该等节能灯具之中其中一个节能灯具为一通讯协调节点，该通讯协调节点用以转送源自该遥控装置的一第二控制指令至其它节能灯具。

根据本发明的另一实施例，其中每一该等节能灯具还包含一温度感测单元，该温度感测单元与该Zigbee无线通讯单元电性连接，该温度感测单元用以感测该节能灯管的一工作温度或该节能灯具周围的一环境温度产生一温度读数，并通过该Zigbee无线通讯单元将该温度读数传送至该遥控装置。

本发明内容的另一方面是在于提供一种节能灯具，其与一遥控装置形成无线通讯连结，该节能灯具包含节能灯管、调光模块、系统模块以及电连接器。系统模块用以供电给该调光模块。电连接器耦接于该系统模块与该调光模块之间。而调光模块包含Zigbee无线通讯单元、调光单元以及开关控制单元，调光单元及开关控制单元分别与Zigbee无线通讯单元耦接，Zigbee无线通讯单元自遥控装置或由其中一个节能灯具接收第一控制指令，调光单元与开关控制单元分别根据第一控制指令产生调光控制信号以及开关控制信号。该系统模块根据该调光控制信号以及该开关控制信号驱动该节能灯管。

附图说明

为让本发明内容的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：

图1绘示根据本发明的一实施例中一种照明系统的示意图；

图2绘示根据一实施例中照明系统中一个节能灯具的功能方块图；

图3绘示根据一实施例中节能灯具的结构示意图；

图4绘示根据一实施例中节能灯具的第一电路板与第二电路板的结构爆炸图；以及

图5绘示于一实施例中遥控装置的按键示意图。

[主要元件标号说明]

100：照明系统                120：节能灯具

140：遥控装置                122：节能灯管

124：系统模块                126：调光模块

128：电连接器                129：天线结构

124a：供电单元               124b：驱动电路

126a：Zigbee无线通讯单元以   126b：调光单元

126c：开关控制单元           121：第一电路板

123：第二电路板              121a：插孔

141：显示屏                  142：调光亮度灯号

143～149：操控按钮           G1～G5：群组

Co：通讯协调节点

具体实施方式

请参阅图1，其绘示根据本发明的一实施例中一种照明系统100的示意图。如图1所示，照明系统100包含多个节能灯具120以及一遥控装置140。如图所示，节能灯具120可被设置在各个空间的各个角落，以供照明之用。为了提高控制效率并使照明亮度均匀，各空间的节能灯具120可分别形成一群组(如图1中的五个群组G1～G5)，每一群组G1～G5包含至少一节能灯具120，于此实施例中，遥控装置140进一步以群组为单位形成无线通讯连结，并遥控单位群组中的节能灯具120，但本发明并不以此为限。于另一实施例中，遥控装置140亦可分别与每一个节能灯具120形成无线通讯连结，并进行遥控。

请参阅图2，其绘示根据一实施例中照明系统100中一个节能灯具120的功能方块图，如图所示，节能灯具120各自包含节能灯管122、系统模块124以及调光模块126。系统模块124用以供电给该调光模块126。而调光模块126包含Zigbee无线通讯单元126a、调光单元126b以及开关控制单元126c。

调光单元126b及开关控制单元126c分别与Zigbee无线通讯单元126a耦接，Zigbee无线通讯单元126a自遥控装置140或由附近其它的节能灯具120处接收控制指令(例如调亮、调暗、开启、关闭等)，调光单元126b与开关控制单元126c分别根据控制指令产生调光控制信号以及开关控制信号，并传送给系统模块124。系统模块124根据该调光控制信号以及该开关控制信号驱动节能灯管122。

请一并参阅图3，其绘示根据一实施例中节能灯具120的结构示意图。如图所示，节能灯具120进一步包含第一电路板121、第二电路板123以及电连接器128。系统模块124被设置于第一电路板121上，该调光模块126被设置于第二电路板123上。电连接器128被设置以于第一电路板121与第二电路板123之间，藉此电连接器128可电性连接系统模块124与调光模块126。

请一并参阅图4，其绘示根据一实施例中节能灯具120的第一电路板121与第二电路板123的结构爆炸图。

如图4所示，第一电路板121具有一插孔121a，该第二电路板123的至少一部分插接至该第一电路板121的该插孔121a，该第一电路板121与该第二电路板123大致垂直。于此实施例中，第一电路板121的形状可为六边形，藉此可配合节能灯具120的灯罩设计，但本发明并不此以为限。

系统模块124包含供电单元124a以及驱动电路124b，供电单元124a用以变压、整流并供电给该调光模块126，驱动电路124b用以根据调光控制信号以及开关控制信号驱动节能灯管122，其中调光控制信号对应该节能灯管122的亮度，而开关控制信号对应节能灯管122的开关状态。

第一电路板121的系统模块124因具有供电用途，一般来说，第一电路板121需设置有整流滤波所需的滤波电容、谐振电感、电解电容以及变压器等元件，这些元件在工作中发热，为了尽量减少这些元件产生的热量对温度敏感元件(如Zigbee无线通讯单元126a及其天线、调光单元126b等)的影响，应尽量使这些发热电路元件侧对或远离较重要的温度敏感元件等。

于此实施例中，Zigbee无线通讯单元126a、调光单元126b以及开关控制单元126c被设置于第二电路板123的同一侧表面上，如图3所示。在基板上布置电路元件时，由于Zigbee无线通讯单元126a中的电路元件、以及调光单元126b等对温度特别敏感，应尽量将其布置在远离热源的位置。此外，可将Zigbee无线通讯单元126a配合的天线结构129设置于第二电路板123下方的位置，便于天线结构129可远离热源干扰，并提高接收灵敏度。

Zigbee无线通讯单元126a用于接收来自遥控装置140的控制信号，Zigbee无线通讯单元126a可配合第二电路板123下方的天线结构129来收发消息。同时Zigbee无线通讯单元126a可根据接收到的控制指令产生脉宽调制(PWM)信号，然后通过RC转换电路转换为电频信号，通过脉宽调制产生不同的电频信号作为调光单元126b的参考控制信号，调光单元126b通过调整PWM信号的设定，产生不同的调光控制信号至系统模块124中的驱动电路124b，进而控制节能灯管122产生不同的亮度级。

另一方面，开关控制单元126c可用于控制调光单元126b的电源开关，从而控制节能灯管122的亮灭。举例来说，在节能灯具120关闭状态下，开关控制单元126c中的晶体管开关(如MOSFET晶体管)为第一开关状态，此时调光单元126b的工作电压为0V；当使用者操作遥控装置发送开启节能灯具120的控制指令时，Zigbee无线通讯单元126a可接收控制指令并触发开关控制单元126c中的晶体管开关切换至第二开关状态，此时开关控制单元126c就产生开关控制信号至系统模块124，通过系统模块124将调光单元126b供电电压设定为14.5V，如此一来，调光单元126b便可顺利运作，产生调光PWM信号，从而点亮节能灯管122。其中，上述第一、第二开关状态分别为导通或关闭状态，视电路的逻辑设计而定。

此外，每个节能灯具120可进一步包含温度感测单元(未绘示)，温度感测单元与该Zigbee无线通讯单元126a电性连接，该温度感测单元用以感测节能灯管120的一工作温度或节能灯具120周围的环境温度，进而产生温度读数。

举例来说，当节能灯管120点亮运行中，温度感测单元可感测节能灯管120的一工作温度；当节能灯管120关闭时，温度感测单元可感测节能灯具120周围的环境温度。温度感测单元产生的温度读数可通过Zigbee无线通讯单元126a将传送至遥控装置140。

请一并参阅图5，其绘示于一实施例中遥控装置140的按键示意图。遥控装置140内含有无线通讯收发电路，可以与节能灯具120中的Zigbee无线通讯单元126a进行无线通讯。

于此实施例中，遥控装置140可包含显示屏141、调光亮度灯号142、操控按钮143～149，遥控装置140可以实现随时将多个节能灯具120进行分组、更换分组、添加、删除、调光、开启/关闭等动作，并且可将节能灯具120的温度信息回传，显示在节能灯具120的遥控装置140的显示屏141上。

此外，请参照图1，因本发明的照明系统100可包含许多个分布于各个空间的节能灯具120，并希望能够让使用者通过单一遥控装置140控制上述多个节能灯具120运作。本发明的节能灯具120之间进一步采用了群组网络的功能。当节能灯具120数目较多，且距离较远时，在上述节能灯具120之中选定至少一个节能灯具120作为通讯协调(coordinator)节点，如图1中的通讯协调节点Co。

于图1所示，将通讯协调节点Co的节能灯具120可设置在适宜的位置。当遥控装置140无法直接控制远距离或者位置偏僻的节能灯具120的时候，通讯协调节点Co作为服务中转系统，通讯协调节点Co用以转送源自该遥控装置140的一第二控制指令至其它节能灯具，如此一来，可以大大增加其无线遥控距离，减少信号在传输过程中的失真。

综上所述，本发明的照明系统中，节能灯具可根据使用者的需求提供不同的亮度级方案。本发明的目的就是要利用电路的不同输出，实现节能灯具上不同亮度的调节。此外，本发明的照明系统中包含一个可以无线控制多个节能灯具的遥控装置，藉此，使用者可以随心所欲地遥控节能灯具的照明亮度，并可得知节能灯具目前的状态(如亮度、工作温度、环境温度等)。

虽然本发明内容已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明内容，任何本领域技术人员，在不脱离本发明内容的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明内容的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种照明系统，包含：

一遥控装置；以及

多个节能灯具，其中每一该节能灯具各自包含：

一节能灯管；

一调光模块，其包含一Zigbee无线通讯单元、一调光单元以及一开关控制单元，该调光单元及该开关控制单元分别与该Zigbee无线通讯单元耦接，该Zigbee无线通讯单元自该遥控装置或由其中一个该等节能灯具接收一第一控制指令，该调光单元与该开关控制单元分别根据该第一控制指令产生一调光控制信号以及一开关控制信号；

一系统模块，该系统模块用以供电给该调光模块，并且根据该调光控制信号以及该开关控制信号驱动该节能灯管；以及

一电连接器，该电连接器耦接于该系统模块与该调光模块之间。

2.根据权利要求1所述的照明系统，其中每一该等节能灯具还包含：

一第一电路板，该系统模块被设置于该第一电路板上；以及

一第二电路板，该调光模块被设置于该第二电路板上，该电连接器被设置以电性连接该第一电路板与该第二电路板。

3.根据权利要求2所述的照明系统，其中该Zigbee无线通讯单元、该调光单元以及该开关控制单元被设置于该第二电路板的同一侧表面上。

4.根据权利要求2所述的照明系统，其中该第一电路板具有一插孔，该第二电路板的至少一部分插接至该第一电路板的该插孔，该第一电路板与该第二电路板大致垂直。

5.根据权利要求2所述的照明系统，其中该第一电路板的形状为一六边形。

6.根据权利要求1所述的照明系统，其中该系统模块包含一供电单元以及一驱动电路，该供电单元用以变压、整流并供电给该调光模块，该驱动电路用以根据该调光控制信号以及该开关控制信号驱动该节能灯管，其中该调光控制信号对应该节能灯管的一亮度，而该开关控制信号对应该节能灯管的一开关状态。

7.根据权利要求1所述的照明系统，其中该等节能灯具分为多个群组，每一群组包含至少一节能灯具，该遥控装置进一步以群组为单位遥控该等节能灯具。

8.根据权利要求1所述的照明系统，其中该等节能灯具之中其中一个节能灯具为一通讯协调节点，该通讯协调节点用以转送源自该遥控装置的一第二控制指令至其它节能灯具。

9.根据权利要求1所述的照明系统，其中每一该等节能灯具还包含一温度感测单元，该温度感测单元与该Zigbee无线通讯单元电性连接，该温度感测单元用以感测该节能灯管的一工作温度或该节能灯具周围的一环境温度产生一温度读数，并通过该Zigbee无线通讯单元将该温度读数传送至该遥控装置。

10.一种节能灯具，其与一遥控装置形成无线通讯连结，该节能灯具包含：

一节能灯管；

一调光模块，其包含一Zigbee无线通讯单元、一调光单元以及一开关控制单元，该调光单元与该开关控制单元分别与该Zigbee无线通讯单元耦接，该Zigbee无线通讯单元自该遥控装置或由另一节能灯具接收一控制指令，该调光单元与该开关控制单元分别根据该控制指令产生一调光控制信号以及一开关控制信号；

一系统模块，用以供电给该调光模块以及驱动该节能灯管；以及

一电连接器，该电连接器耦接于该系统模块与该调光模块之间。

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