CN103139981A - 电器控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种电器控制装置及控制方法，可让使用者以简单开关操控电器的运作状态，包括电源转换模块、开关模块及控制驱动模块，其中电源转换模块可将一电力源转换为电器设备的驱动电力；开关模块可输入开启信号、关闭信号及设定信号；控制驱动模块检测到开启信号产生默认电力输出驱动电器设备，直至检测到关闭信号为止；在开启信号与关闭信号期间检测到设定信号时，产生一不断变化的调整电力输出驱动电器设备，直至再次检测到设定信号，将最后变化的调整电力设为默认电力，并输出驱动电器设备。本发明电器控制装置及控制方法，以一简单的开关作为用户控制电器的调整模式，进行电器的运作调整。

Description

电器控制装置及其控制方法

技术领域

本发明是关于一种电器控制装置及其控制方法，特别是关于一种利用简单开关或触控开关控制电器设备运作状态的控制装置及其控制方法。

背景技术

由于节能减碳的环保需求，使得家用电器都尽可能地研发如何更省电，例如照明设备目前是以LED灯泡取代传统的灯泡。在现有的家用电器中一般都具有控制电路，除了控制电器产品的电源开启/关闭(ON/OFF)之外，更具有控制电器产品的运作，如控制电扇的运转风力大小，或如控制电灯的照明亮度……等等。

以控制电灯为例，在传统的家用灯具中若有2个以上灯泡的灯具中通常会加装一组控制器，可以利用电源开关的短暂关闭-开启，控制其中任意一个灯泡或多个灯泡或全部灯泡点亮，例如具有3个灯泡的灯具控制器，当第一次开启电源开关时，点亮其中1个灯泡，当在一设定时间内电源再度关闭-开启时，点亮其中2个灯泡，又当电源3度关闭-开启时，3个灯泡全点亮，如此顺序循环。

然而此类灯具的控制器内部电路仅是单纯的开关切换，并不适用于控制其它的电器，例如不适用于LED灯具。而一般的LED灯具其控制电路主要是控制灯具的开/关，或是可以控制LED的色彩变化，无法控制LED灯具的亮度。若要调整LED灯具的亮度时，则必需另外附加一组专用的调光器，如图1现有具有调光器的LED灯具示意图。

在图1中LED照明灯具3通过灯具控制开关2连接至市电(AC)1，灯具控制开关2用以控制电源的开启/关闭，其上加装有调光器，而一般业内所使用的调光器大都是改变市电1的供电波形，藉以改变点亮LED灯具的时间，达到调整LED亮度的目的。

然而此类的调光器会使得LED灯具的输出功率因子(Power Factor)远低于0.9以下，因此不符合国际上提倡的能源之星(ENERGY STAR)的用电标准，亦即不符合环保节能的要求，而使得LED灯具产品无法销售到欧美日等要求环保节能的国家中，故而此类的调光器仅能让使用者自行DIY附加在电源开关端，而不能直接设置于LED灯具上。

为此目前已有业者进一步设计出具有等级阶段输出的亮度控制器，例如可输出固定电力的35%、55%、80%、100%四阶段电力的LED灯控制器，使能达成调光的目的，又能符合环保节能要求，如图2即为其具有输出等级的LED灯具电路方框示意图。

在图2中的LED灯具3同样是通过电源开关2连接至一电力源1或连接至市电(AC)，LED灯具3内设有一断电检知触动逻辑状态存储单元，可以让用户藉由电源开关2在一设定时间内的关闭-开启的切换动作，使得电流电压控制单元可依顺序输出四个阶段(如35%、55%、80%、100%)的电流或电压给LED芯片组合单元，以控制LED灯改变照明的亮度。

由于图2的LED灯具中有功率因子校正单元可以校正输出电力的功率因子，使得电流电压控制单元可以输出适合亮度的电流或电压给LED芯片组合单元点亮LED灯，如此即可不影响LED灯具的输出功率因子质量。

然而此种控制电路仅能搭配控制其专用的LED灯具，因为各种LED灯具中的LED芯片数量、种类、功率大小及控制电路的切换等级都可能不尽相同，若是有2组或2组以上的LED灯具并联，而使用一组电源开关时，可能会发生各组LED灯具3间的照明阶段不一致，造成LED灯具3的照明亮度不一致。

例如第一组LED灯具的亮度阶段顺序是35%、55%、80%、100%，而第二组LED灯具的亮度阶段顺序是100%、50%、25%，当使用者切换电源开关2以控制两组LED灯具的亮度时，第一组LED灯具是最暗的，第二组反而是最亮的，如此会使得两组LED灯具间的照明亮度乱成一片。

因此，有鉴于目前的LED灯具无法兼容于现有灯具的控制器，现有调光器又无法符合LED灯具的节能要求，再目前的LED灯具调光控制电路各自独立无法兼容的问题，实有必要设计一种可兼容于任何灯具或电器产品的控制器，不需要加装额外调光器或控制器，就可兼容于传统的电源开关，利用电源开关来操控照明灯具亮度控制，或者操控电器产生的级数切换，如控制风扇的风数大小。

发明内容

本发明提出一种电器控制装置，可安置于电器的内部成为一体，或者成为外接的控制装置，电器控制装置中以一简单的开关作为用户控制电器的调整模式，进行电器的运作调整，如LED照明灯具的照明亮度。

本发明另外提出一种电器控制方法，藉由检测使用者进行简单开关的操作模式判别用户操控电器的运作状态，例如LED照明灯具，在进行调整程序时，以无段或多段的照明亮度进行调整(例如：1到10、10%到100%)，使用者可以实际感觉照明亮度的变化，或者藉由一显示单元来选定LED灯具的亮度阶段。

为达成上述目的，本发明主要公开一种电器控制装置包括一电源转换模块、一开关模块及一控制驱动模块，其中电源转换模块耦接于电器设备，可将一电力源转换为电器设备的驱动电力；开关模块耦接于电源转换模块，可输入开启信号、关闭信号及设定信号；控制驱动模块耦接于开关模块与电源转换模块，可检测到开启信号产生一默认电力输出驱动电器设备，直至检测到关闭信号为止；在开启信号与关闭信号期间检测到设定信号时，产生一不断变化的调整电力输出驱动电器设备，直至再次检测到设定信号，将最后变化的调整电力设为默认电力，并输出驱动电器设备。

为达成上述目的，本发明所公开的一种电器控制装置，其中该开关模块为一单切开关，该开启信号为该开关模块由关-开超过一预设时间所产生的信号，该关闭信号为该开关模块由开-关超过该默认时间所产生的信号，该设定信号为该开关模块于该预设时间内由开-关-开所产生的信号。

为达成上述目的，本发明所公开的一种电器控制装置，其中该开关模块为一触控开关，该开启信号及该关闭信号为触碰该触控开关不超过一默认时间所产生的信号，且该开启信号与该关闭信号之间为不重交互产生；该设定信号为该触控开关被触碰超过该默认时间所产生的信号；或者该触控开关具有一滑动区，该设定信号为触碰于该滑动区，且依触碰该滑动区的位置对应产生该调整电力。

为达成上述目的，本发明所公开的一种电器控制装置，其中更包括有一显示单元，可为多个LED灯排列组成，以LED灯的点亮数对应显示默认电力的对应数值或调整电力的对应数值的大小；或者显示单元可为至少一数字显示器，以数字显示预设电力的对应数值或调整电力的对应数值的大小。

为达成上述目的，本发明还公开一种电器控制方法，该方法为当开关模块输入开启信号时，产生默认电力输出驱动电器设备，直至开关模块输入关闭信号为止；而在开启信号与关闭信号期间，当开关模块输入设定信号时，产生不断变化的调整电力输出驱动电器设备，当开关模块再次输入设定信号时，将最后变化的调整电力设为默认电力，并输出驱动电器设备。

为达成上述目的，本发明所公开一种电器控制方法，更包括连接一计算机系统，可于计算机系统上执行远程设定程序，用以输入开启信号、关闭信号或设定信号，进行电器设备的远程控制，或进行设定预设时间或预设电力的对应数值、或设定调整电力的变化速率或变化比率。

本发明的其他目的，部分将在后续说明中陈述，而部分可由内容说明中轻易得知，或可由本发明的实施而得知。本发明的各方面将可利用后附的权利要求中所特别指出的组件及组合而理解并达成。需了解，先述的一般说明及下列详细说明均仅作举例之用，并非用以限制本发明。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1是显示目前现有LED照明灯具外加调光器安装配置示意图；

图2是显示现有LED灯具内含断电触动逻辑式调光的方框图；

图3是本发明的电器控制装置安装于LED灯具的一实施例方框示意图；

图4为单切开关输入开启、关闭及设定信号的实施例时序状态示意图；

图5为单一触控开关输入开启、关闭及设定信号的实施例时序示意图；

图6为具有滑动区的触控开关示意图；

图7为本发明电器控制方法的流程示意图；

图8A至图8C为本发明调整电力的3种电压变化波形示意图；

图8D至图8H为调整电力的5种电压脉宽比率的变化波形示意图；

图9为本发明控制驱动模块的电路方框示意图；

图10为本发明显示单元的LED实施例示意图；及

图11为本发明显示单元的数字显示器实施例示意图。

其中， 附图标记

1     电力源

2     控制盒

3     LED照明灯具

4     断电检知触动逻辑状态存储单元

10    电器控制装置

11    电源转换模块

12    开关模块

121   开启信号

122   关闭信号

123   设定信号

13    控制驱动模块

20    电器设备

25    触控开关

26    滑动区

31    存储单元

32    驱动单元

33    控制单元

34    显示单元

35    通信传输单元

41    LED灯

42    数字显示器

50    计算机系统

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

本发明的电器控制装置可用以控制至少一电器设备的开启、关闭或运作状态，而运作状态举例如下，如电器设备为日光灯具、LED照明灯具时，其运作状态是照明的亮度，若电器设备为电风扇、抽风机等马达机组时，其运作状态是马达的运转快慢，若电器设备为电热器时，其运作状态是温度的高低，若电器设备为除湿机时，其运作状态是湿度的高低，若电器设备为音响等家电时，其运作状态是声音的大小等等，但本发明中的电器设备不受上述的举例所限制。

而本发明的电器控制置可以是一外接装置，以外接的方式来控制该电器设备，也可以是直接配置于电器设备内部。而本发明主要是要以简单的开关切换方式来达到控制电器设备任意变化运作状态的目的，如图3所示，即为本发明电器控制装置安装于LED灯具的一实施例方框图，在此实施例中，本发明利用墙上电源开关的开关LED照明灯具运作在任意的照明亮度，因此在下文中本发明的实施例是配合附图以阐述细节。

在此实施例中电器控制装置10所控制的电器设备20为LED照明灯具，可以为一组LED照明灯具，也可以由多组的LED照明灯具相互并联组成，通过电器控制装置同步控制开启/关闭及相同的亮度，该电器控制装置10包括有电源转换模块11、开关模块12及控制驱动模块13。

其中电源转换模块11耦接于LED照明灯具21与一电力源1之间，用以将电力源1转换为电器设备20所需的驱动电力。而关闭模块12耦接于电源转换模块与电力源之间，用以输入一开启信号121、一关闭信号122及一设定信号123，在此实施例中该开关模块12为一单切开关，如为墙上的电源开关，其开启信号121为开关模块12由关-开，将电力源1接入电源转换模块11超过预设时间(如超过2秒)所产生的信号，而关闭信号122则为开关模块12由开-关，将电力源1切断超过预设时间(如在2秒内)所产生的信号，而设定信号123为开关模块12于预设时间内(如在2秒内)由开-关-开所产生的信号，如图4所示，为单切开关输入开启、关闭及设定信号的实施例时序状态示意图。

而在另一实施例中(图中未示)，本发明的开关模块12尚可以耦接至电源转换模块11与电器设备20之间，用以开启或关闭电源转换模块的输出驱动电器设备20的电力。

另外，本发明的开关模块12可以为一触控开关或一按压开关，而触控开关或按压开关可以具有多个触控点或按压键，如包括开/关/设定键等等。然而本发明较特别的是该开关模块12只有单一的触控点或按压键时，输入开启信号及关闭信号可以为触碰或按压该开关模块12不超过默认时间(如1秒内)所产生的信号，且开启信号与关闭信号之间为不重交互产生。而输入设定信号为触碰或按压该开关模块12超过默认时间(如超过1秒)所产生的信号。如图5所示，为单一触控开关输入开启、关闭及设定信号的实施例时序状态示意图。

又触控开关的另一实施例示意图如图6所示，该触控开关25具有一滑动区26，其输入该设定信号为手指触碰于滑动区26所产生的信号，且依手指触碰于滑动区26的位置对应产生变化的该调整电力，如手指往上滑动时，调整电力由小变大，由往下滑动时，调整电力由大变小。

请一并参阅图3与图7所示，图7为本发明电器控制方法的流程示意图，其中控制驱动模块13耦接于开关模块12与电源转换模块11之间，用以检测开关模块12输入开启信号、关闭信号或设定信号，当开关模块12输入开启信号时(S102)，控制驱动模块13产生一默认电力输出驱动电器设备20(S104)，直至控制驱动模块13检测到开关模块12输入关闭信号为止(S106)。

其中默认电力可以为系统内定的初始输出电力或前次设定的调整电力，而初始输出电力可以为输出最大电力、最小电力或任意的电力，在此LED照明灯具的实施例中，预设电力可以为100%最大电力，使照明一开启就在最亮状态，预设电力也可以为10%最小电力，使照明一开启就在最暗状态，或者在50%中间亮度状态。

一般要设定电器设备的运作状态，都是在电器设备开启时，因此本发明的检测设定信号是在检测到开启信号之后与检测到关闭信号之前，意谓在开启信号与关闭信号期间，当控制驱动模块13检测到开关模块12输入设定信号时(S105)，产生一不断变化的调整电力输出驱动该电器设备20(S107)，直到控制驱动模块13检测到开关模块12再次输入设定信号时(S109)，将最后变化的该调整电力设为预设电力(S110)，并回到输出默认电力驱动该电器设备20(S104)。

其中不断变化的调整电力可以为由小到大不断循环变化的电力，或由大到小不断循环变化的电力，或为由小到大再由大到小不断循环变化的电力，通过不断循环变化的电力达到操控电器设备不断变化的运作模式，如图8A至图8C所示为本发明调整电力的3种电压变化波形示意图，也可以视为3种变化的运作模块，例如LED照明灯具的3种亮度操控模式，而不断变化的调整电力可以为电流或电压的高低变化值，如图8A至图8C的电压在0.5V至5V之间变化的波形图。或者该调整电力可以为电流或电压供电脉宽比率变化值，如图8D至图8H为调整电力的10%、30%、50%、75%、100%5种电压脉宽比率的变化波形示意图。

请再一并参阅图3与图9所示，图9为控制驱动模块的电路方框示意图，本发明控制驱动模块13包括存储单元31、驱动单元32、控制单元33、显示单元34及通信传输单元35，其中存储单元31用以储存默认电力的对应数值，例如在此实施例中前述的0.5V~5V之间的对应任意数值，或10%~100%之间的任意对应数值，存储单元也可以储存0~9的数值，对应预设电力为10%~100%的电力。而存储单元31可以为闪存(Flash Memory)、电子抹除式可擦写内存(EEPROM)或其它非挥发性内存。

其中驱动单元32耦接至电源转换模块11，用以将默认电力的对应数值输出控制电源转换模块11转换为默认电力，例如将数值5转换为5V电力输出，或者将数值10转换100%电力输出。

其中控制单元33耦接于驱动单元32及存储单元31，存储单元31中更储存有一常态程序及一设定程序，而控制单元33则用以执行该两个程序，以达成开/关电器设备及设定电器设备运作状态的目的。

请再次参阅图7所示，其中常态程序即为检测开启信号(S102)，撷取预设电力的对应数值输出至驱动单元32(S104)，直至检测到该关闭信号时为止(S106)。而设定程序则为检测到设定信号时(S105)，产生不断变化的调整电力的对应数值输出至驱动单元32(S 107)，直至再次检测到设定信号时(S 109)，将最后变化的调整电力的对应数值储存成预设电力的对应数值(S110)，并输出至驱动单元32(S104)。

其中显示单元34耦接至控制单元33，用以显示默认电力的对应数值或调整电力的对应数值，显示单元34可以为多个LED灯41排列组成，如图10所示，以LED灯的点亮数对应预设电力的对应数值或调整电力的对应数值的大小。该显示单元34可以为至少一数字显示器42，如图11所示，例如以数字0~9显示默认电力的对应数值或调整电力的对应数值的大小。

其中通信传输单元35耦接至控制单元33，可与一计算机系统50连接，可在该计算机系统50上执行一远程设定程序，输入开启信号、关闭信号或设定信号，以进行远程控制该电器设备20，或进行设定预设时间、预设电力的对应数值、调整电力的对应数值、调整电力的变化速率、或调整电力的变化比率……等等。而该通信传输单元35可以通过传输线与计算机系统50连接，或者可以通过无线传输方式与计算机系统50连接。

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 (28)

1.一种电器控制装置，用以控制至少一电器设备的运作，其特征在于，该装置包括：

一电源转换模块，耦接于该电器设备，用以将一电力源转换为该电器设备的驱动电力；

一开关模块，耦接于该电源转换模块，用以输入一开启信号、一关闭信号及一设定信号；及

一控制驱动模块，耦接于该开关模块与该电源转换模块，当检测到该开启信号时，产生一默认电力输出驱动该电器设备，直至检测到该关闭信号为止；在该开启信号与该关闭信号期间，当检测该设定信号时，产生一不断变化的调整电力输出驱动该电器设备，直至再次检测到该设定信号，将最后变化的该调整电力设为该默认电力，并输出驱动该电器设备。

2.根据权利要求1所述的电器控制装置，其特征在于，该开关模块耦接于该电源转换模块与该电力源之间，用以开启或关闭该电力源。

3.根据权利要求1所述的电器控制装置，其特征在于，该开关模块耦接于该电源转换模块与该电器设备之间，用以开启或关闭该电源转换模块的输出驱动电力。

4.根据权利要求1所述的电器控制装置，其特征在于，该开关模块为一单切开关，该开启信号为该开关模块由关-开超过一预设时间所产生的信号，该关闭信号为该开关模块由开-关超过该默认时间所产生的信号，该设定信号为该开关模块于该预设时间内由开-关-开所产生的信号。

5.根据权利要求1所述的电器控制装置，其特征在于，该开关模块为一触控开关，该开启信号及该关闭信号为触碰该触控开关不超过一默认时间所产生的信号，且该开启信号与该关闭信号之间为不重交互产生。

6.根据权利要求5所述的电器控制装置，其特征在于，该设定信号为该触控开关被触碰超过该默认时间所产生的信号。

7.根据权利要求5所述的电器控制装置，其特征在于，该触控开关具有一滑动区，该设定信号为触碰于该滑动区，且依触碰该滑动区的位置对应产生该调整电力。

8.根据权利要求1所述的电器控制装置，其特征在于，该不断变化的调整电力为由小到大或由大到小循环变化，或为由小到大再由大到小循环变化。

9.根据权利要求8所述的电器控制装置，其特征在于，该不断变化的调整电力为一电流或电压的高低变化值，或为一电流或电压供电脉宽比率变化值。

10.根据权利要求9所述的电器控制装置，其特征在于，该不断变化的调整电力为线性的变化值，或为多个比率变化值。

11.根据权利要求1所述的电器控制装置，其特征在于，该控制驱动模块更包括：

一存储单元，用以储存该默认电力的对应数值；

一驱动单元，耦接至该电源转换模块，用以将该默认电力的对应数值输出控制该电源转换模块转换为该默认电力；及

一控制单元，耦接于该驱动单元及该存储单元，用以执行包括：

一常态程序，检测到该开启信号时，撷取该预设电力的对应数值输出至该驱动单元，直至检测到该关闭信号时为止；及

一设定程序，检测到该设定信号时，产生该不断变化的调整电力的对应数值输出至该驱动单元，直至再次检测到该设定信号时，将最后变化的该调整电力的对应数值储存成该预设电力的对应数值，并输出至该驱动单元。

12.根据权利要求11所述的电器控制装置，其特征在于，该控制驱动模块更包括：

一显示单元，耦接至该控制单元，用以显示该默认电力的对应数值或该调整电力的对应数值。

13.根据权利要求12所述的电器控制装置，其特征在于，该显示单元为多个LED灯排列组成，以LED灯的点亮数对应该预设电力的对应数值或该调整电力的对应数值的大小。

14.根据权利要求12所述的电器控制装置，其特征在于，该显示单元为至少一数字显示器，以数字显示该预设电力的对应数值或该调整电力的对应数值的大小。

15.根据权利要求11所述的电器控制装置，其特征在于，该控制驱动模块更包括：

一通信传输单元，耦接至该控制单元，与一计算机系统连接，于该计算机系统上执行一远程设定程序，输入该开启信号、该关闭信号或该设定信号进行该电器设备的远程控制，或进行设定一预设时间、该预设电力的对应数值、或该调整电力的对应数值的变化速率或变化比率。

16.根据权利要求15所述的电器控制装置，其特征在于，该通信传输单元通过一传输线与该计算机系统连接，或通过一无线传输方式与该计算机系统连接。

17.一种电器控制方法，藉由一开关模块控制至少一电器设备的运作，其特征在于，该方法包括：

该开关模块输入一开启信号，产生一默认电力输出驱动该电器设备，直至该开关模块输入一关闭信号为止；及

在该开启信号与该关闭信号期间，更包括：

该开关模块输入一设定信号，产生一不断变化的调整电力输出驱动该电器设备；及

该开关模块再次输入一设定信号，将最后变化的该调整电力设为该默认电力，并输出驱动该电器设备。

18.根据权利要求17所述的电器控制方法，其特征在于，该开关模块再次输入一设定信号的步骤后，更包括：

储存该预设电力的对应数值。

19.根据权利要求17所述的电器控制方法，其特征在于，该开关模块为一单切开关，该开启信号为该开关模块由关-开超过一预设时间所产生的信号，该关闭信号为该开关模块由开-关超过该默认时间所产生的信号，该设定信号为该开关模块于该预设时间内由开-关-开所产生的信号。

20.根据权利要求17所述的电器控制方法，其特征在于，该开关模块为一触控开关，该开启信号及该关闭信号为触碰该触控开关不超过一默认时间所产生的信号，且该开启信号与该关闭信号之间为不重交互产生。

21.根据权利要求20所述的电器控制方法，其特征在于，该设定信号为该触控开关被触碰超过该默认时间所产生的信号。

22.根据权利要求20所述的电器控制方法，其特征在于，该触控开关更包括一滑动区，该设定开启信号为触碰于该滑动区，且依触碰该滑动区的位置对应产生该调整电力。

23.根据权利要求17所述的电器控制方法，其特征在于，该开关模块输入一开启信号的步骤后更包括：

显示该默认电力的对应大小。

24.根据权利要求17所述的电器控制方法，其特征在于，该开关模块输入一设定信号的步骤后更包括：

显示该调整电力的对应大小。

25.根据权利要求23或24所述的电器控制方法，其特征在于，以多个LED灯的点亮数对应显示该默认电力或该调整电力的大小。

26.根据权利要求23或24所述的电器控制方法，其特征在于，以至少一数字显示器的数字显示对应该预设电力或该调整电力的大小。

27.根据权利要求17所述的电器控制方法，其特征在于，更包括：

连接一计算机系统，可于该计算机系统上执行一远程设定程序，用以输入该开启信号、该关闭信号或该设定信号，进行该电器设备的远程控制，或进行设定一预设时间或该预设电力的对应数值、或该调整电力的变化速率或变化比率。

28.根据权利要求27项所述的电器控制方法，其特征在于，所述连接一计算机系统是通过一传输线或以无线传输方式与该计算机系统连接。

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