CN106488604A - 发光装置的控制系统 - Google Patents

Abstract

一种发光装置的控制系统，包含N个发光装置及N个控制装置。每一个控制装置包括一个转换单元、一个驱动单元、及一个控制单元。每一个转换单元接收一个交流电压输入信号以产生一个指示该交流电压输入信号的频率的输出信号。该控制单元包含M个对应关系式，并根据该输出信号的频率及逻辑值，决定一个目前时间，再根据该目前时间及该M个对应关系式，分别决定M个脉宽调变信号的占空比，以产生该M个脉宽调变信号。每一个驱动单元根据对应的该M个脉宽调变信号控制对应的该发光装置发光。本发明的有益效果是即在提供一种同步启闭的发光装置的控制系统。

Description

发光装置的控制系统

技术领域

本发明是有关于一种控制系统，特别是指一种发光装置的控制系统。

背景技术

习知应用于如水族缸、植物工厂等模拟日光的人工光源通常包含一个壳体、一个发光二极管单元、及一个控制装置。该发光二极管单元及该控制装置整合设置在该壳体内，并根据该控制装置预先储存的一个时间与亮度的设定表，及当时的时刻，控制该发光二极管发光的亮度。例如，每天的白天五点至下午五点要控制该发光二极管发光，每天的下午五点至隔天凌晨五点控制该发光二极管不发光。该习知的控制装置是根据一个震荡器所产生的时钟频率，进而决定该当时的时刻。

然而，当该植物工厂的面积较大而需要装设多个该习知的人工光源时，该等人工光源的每一者是各自根据其所具有的震荡器决定各自的当时的时刻。由于每一个震荡器在先天上具有误差，将会导致其所产生的时钟频率会有差异，进而使得每一个控制装置所决定的当时的时刻存在误差。尤其当该等人工光源的开启时间较长时，各个控制装置所决定的当时的时刻的累积误差将会变得更大，如此一来，该等人工光源的启闭时间将会变得不同步，进而影响或干扰植物的生长。因此，如何提供一种同步启闭的人工光源便成为一个重要的课题。

发明内容

因此，本发明的目的，即在提供一种同步启闭的发光装置的控制系统。

本发明的有益效果是提供一种发光装置的控制系统，适用于控制N个发光装置，并包含N个控制装置。N是正整数。该N个控制装置分别电连接该N个发光装置，且适用于电连接一个交流电源。每一个控制装置包括一个转换单元、一个驱动单元、及一个控制单元。

该转换单元电连接该交流电源以接收一个交流电压输入信号，并产生一个输出信号，且该输出信号指示该交流电压输入信号的频率。

该驱动单元电连接对应的该发光装置，并接收M个脉宽调变信号，且根据该M个脉宽调变信号控制对应的该发光装置发光，M是正整数。

该控制单元包含M个目前时间与占空比的对应关系式，并电连接该转换单元以接收该输出信号，且根据该输出信号所指示的该交流电压输入信号的频率，决定一个目前时间，再根据该目前时间及该M个对应关系式，分别决定该M个脉宽调变信号的占空比，以产生该M个脉宽调变信号。该M个脉宽调变信号的频率相同。

在一些实施态样中，每一个发光装置包括M个电连接对应的该控制装置的该驱动单元的发光二极管单元。其特征在于，每一个控制装置的该控制单元所产生的该M个脉宽调变信号的逻辑值在一第一逻辑值及一第二逻辑值之间变化。每一个控制装置的该驱动单元根据该M个脉宽调变信号的逻辑值分别控制对应的该发光装置的该M个发光二极管单元发光，当该脉宽调变信号的逻辑值等于该第一逻辑值时，该驱动单元控制该对应的发光二极管单元不发光，当该脉宽调变信号的逻辑值等于该第二逻辑值时，该驱动单元控制该对应的发光二极管单元发光。当M大于1时，该N个控制装置操作在一第一模式及一第二模式之间，当该N个控制装置操作在该第一模式时，每一个控制单元所产生的该M个脉宽调变信号的占空比的和为100％，当该N个控制装置操作在该第二模式时，每一个控制单元所产生的该M个脉宽调变信号的占空比的和小于100％。

在一些实施态样中，其特征在于，每一个控制装置的该转换单元所产生的该输出信号包含多个连续的电压脉冲，定义每一电压脉冲的周期是P1，定义该交流输入电压信号的周期是P2，则P1/P2及P2/P1的其中一者是正整数。

在一些实施态样中，每一个发光装置的该M个发光二极管单元的输出功率相同，其特征在于，该N个控制装置所适用于电连接的该交流电源是一个市电。该交流电压输入信号的频率为50赫兹及60赫兹的其中一种。其特征在于，每一个控制装置的该转换单元同时接收到该交流电压输入信号，且所产生的该输出信号的该等电压脉冲的周期与该交流输入电压信号的周期相同。

在一些实施态样中，其特征在于，每一个控制装置的该控制单元包含一个计数器，以根据该输出信号的频率及逻辑值，计算该交流输出电压信号的该等电压脉冲的个数，而产生一个计数值。该控制单元再根据该计数值决定该目前时间。

或者在一些实施态样中，其特征在于，当M等于2且该N个控制装置操作在该第一模式时，每一个控制装置的该控制单元所产生的该二个脉宽调变信号的相位互补，即该二个脉宽调变信号的其中一者的逻辑值为该第一逻辑值时，该二个脉宽调变信号的其中另一者的逻辑值为该第二逻辑值。

或者在一些实施态样中，每一个发光装置的该二个发光二极管单元分别是一种白色光的发光二极管及一种暖色光的发光二极管，其特征在于，在每一个控制装置的该M个对应关系式分别是每一天的时刻与占空比的M个对应关系，且每一天在一第一时间区间内所对应的占空比使得该控制装置操作在该第一模式。每一天在一第二时间区间内所对应的占空比使得该控制装置操作在该第二模式。该第一时间区间及该第二时间区间不重迭。

根据本发明的另一观点，提供一种发光装置的控制系统，适用于控制N个发光装置，并包含N个控制装置。N是正整数。该N个控制装置分别电连接该N个发光装置，且适用于电连接一个交流电源。每一个控制装置包括一个转换单元、一个驱动单元、及一个控制单元。

该转换单元电连接该交流电源以接收一个交流电压输入信号，并产生一个输出信号，且该输出信号指示该交流电压输入信号的频率。

该驱动单元电连接对应的该发光装置，并接收M个控制信号，且根据该M个控制信号控制对应的该发光装置发光，M是正整数。

该控制单元包含M个目前时间与控制信号的对应关系式，并电连接该转换单元以接收该输出信号，且根据该输出信号所指示的该交流电压输入信号的频率，决定一个目前时间，再根据该目前时间及该M个对应关系式，分别产生该M个控制信号。

本发明的功效是藉由该N个控制装置都根据同一个交流电源所产生的该交流电压输入信号，以分别获得相同的该等输出信号，且该等输出信号能指示该交流电压输入信号的频率，再分别根据该等输出信号控制该N个发光装置发光，而达到控制该等发光装置同步启闭的效果。

附图说明

图1是一方块图，说明本发明发光装置的控制系统的一实施例

图2是一时序图，说明该实施例的一脉宽调变信号的三种态样

图3是一时序图，说明该实施例的一第一发光二极管的一输出功率的百分比与时间的关系

图4是一时序图，说明该实施例的一第二发光二极管的一输出功率的百分比与时间的关系。

具体实施方式

参阅图1，本发明发光装置的控制系统的实施例适用于控制N个发光装置9，并包含N个控制装置1。其特征在于，N是正整数。该N个控制装置1分别电连接该N个发光装置9，且适用于电连接一个交流电源8。每一个控制装置1包括一个转换单元11、一个驱动单元12、及一个控制单元13。以下为方便说明起见，以N＝2为例作说明。

该交流电源8是一个市电，并输出一个例如频率为50赫兹或60赫兹且振幅为110伏特或220伏特的交流电压输入信号。此外，在本实施例中，该交流电源8是与一个开关7串联，再与该二个控制装置1并联。而在其他实施例中，该交流电源8、该开关7、及该二个控制装置1之间也可以具有其他的电连接方式，只要该开关7在导通时，能使该交流电源8同时供电给该二个控制装置1即可，不在此限。

每一个发光装置9包括M个电连接对应的该控制装置1的该驱动单元12的发光二极管单元，M是正整数。在本实施例中，每一个发光装置9的该M个发光二极管单元的最大输出功率相同，例如都为10W。以下为方便说明起见，以M＝2为例作说明，定义每一个发光装置9的该二个发光二极管单元分别是一个第一发光二极管单元91及一个第二发光二极管单元92。该第一发光二极管单元91是一种白色光，即色温为6000K左右的发光二极管(LED)。该第二发光二极管单元92是一种暖色光，即色温为3000K左右的发光二极管。

每一个发光装置9的该转换单元11电连接该交流电源8以接收该交流电压输入信号，并产生一个输出信号，且该输出信号指示该交流电压输入信号的频率。

每一个发光装置9的该驱动单元12电连接对应的该发光装置9，并接收M个脉宽调变(Pulse Width Modultion；PWM)信号，且分别根据该M个脉宽调变信号控制对应的该发光装置9的该M个发光二极管发光。承续前面的说明，M＝2，定义该二个脉宽调变信号分别为第一脉宽调变信号C1及第二脉宽调变信号C2。也就是说，每一个控制装置1的该驱动单元12根据该第一脉宽调变信号C1及第二脉宽调变信号C2，分别控制对应的该发光装置9的该第一发光二极管单元91及该第二发光二极管单元92发光。

每一个控制装置1的该控制单元13所产生的该M个脉宽调变信号的逻辑值在一第一逻辑值及一第二逻辑值之间变化。每一个控制装置1的该驱动单元12根据该M个脉宽调变信号的逻辑值分别控制对应的该发光装置9的该M个发光二极管单元发光。当该脉宽调变信号的逻辑值等于该第一逻辑值时，该驱动单元12控制该对应的发光二极管单元不发光。当该脉宽调变信号的逻辑值等于该第二逻辑值时，该驱动单元12控制该对应的发光二极管单元发光。在本实施例中，该第一逻辑值为逻辑0，该第二逻辑值为逻辑1，而在其他实施例中，不在此限。

每一个发光装置9的该控制单元13包含M个目前时间与占空比的对应关系式，并电连接对应的该转换单元11以接收该输出信号，且根据该输出信号所指示的该交流电压输入信号的频率，决定一个目前时间，再根据该目前时间及该M个对应关系式，分别决定该M个脉宽调变信号的占空比，以产生该M个脉宽调变信号。该M个脉宽调变信号的频率相同。

更具体的说，在本实施例中，当该开关7导通时，每一个控制装置1的该转换单元11同时接收到该交流电压输入信号，且所产生的该输出信号包含多个连续的电压脉冲，定义每一电压脉冲的周期是P1，定义该交流输入电压信号的周期是P2，则P1/P2及P2/P1的其中一者是正整数，也就是说P1是P2的整数倍，或者P2是P1的整数倍。在本实施例中，该电压脉冲的周期与该交流输入电压信号的周期相同。举例来说，该交流电压输入信号的频率及振幅分别是60赫兹110伏特，该控制单元13是操作在1.2伏特的数字集成电路(Digital IC)所实施，则该转换单元11所产生的该输出信号例如为占空比为50％且周期为1/60秒的脉冲信号，且该脉冲信号在1.2伏特(逻辑1)及0伏特(逻辑0)之间变化，也就是说，在图1中的跨压V1的振幅为1.2伏特。每一个控制装置1的该控制单元13包含一个计数器(Counter)(图未示)，以根据该输出信号的频率及逻辑值，例如以边缘触发(Edge Trigger)或准位触发(Level Trigger)，计算该交流输出电压信号的该等电压脉冲的个数，而产生一个计数值，该控制单元13再根据该计数值决定该目前时间。承续前例来说明，该计数器例如由0开始计数，当该计数值等于60时，表示在计数值由0到60所经过的时间是1秒。

换句话说，每一个控制装置1的该转换单元11能够同时接收到该交流电压输入信号，每一个控制装置1的该控制单元13再根据该输出信号，决定该目前时间，且每一个控制装置1的该控制单元13所决定的该目前时间并不会有误差，以达到控制该N个发光装置9，也就是多个发光装置9同时开启或关闭，而能克服先前技术所具有的问题。另外，要补充说明的是：举例来说，每一个控制装置1都能根据该交流电压输入信号而在各个计数器获得相同的计数值，再利用一个相同的初始时间，例如该开关选择在22点开启，则每一个控制装置1也都设定该相同的初始时间，22点，进而使得每一个控制装置1能够获得相同的该目前时间。还要特别补充说明的是：当N等于1时，虽然没有多个发光装置9同时启闭的效果，但是该控制装置1能根据该交流电压输入信号的频率，而获得正确的该目前时间，进而控制该单一个发光装置9能在正确无误的时间点开启或关闭。

此外，当M大于1时，该N个控制装置1操作在一第一模式及一第二模式之间。当该N个控制装置1操作在该第一模式时，每一个控制单元13所产生的该M个脉宽调变信号的占空比的和为100％。当该N个控制装置1操作在该第二模式时，每一个控制单元13所产生的该M个脉宽调变信号的占空比的和小于100％。更具体的说，当该N个控制装置1操作在该第一模式时，虽然该M个发光二极管各自根据该M个脉宽调变信号的控制而决定其输出功率，即每一个发光二极管的亮度不同，但每一个发光装置9的总输出功率相等，即每一个发光装置9的亮度都相同，例如都等于每一个发光二极管的最大输出功率。相对地，当该N个控制装置1操作在该第二模式时，则每一个发光装置9的总输出功率会小于该最大输出功率。

承续前例，以N＝M＝2为例作说明。更具体的说，当M＝2且该二个控制装置1操作在该第一模式时，每一个控制装置1的该控制单元13所产生的该二个脉宽调变信号的相位互补，即该二个脉宽调变信号的其中一者的逻辑值为该第一逻辑值时，该二个脉宽调变信号的其中另一者的逻辑值为该第二逻辑值。

再参阅图2，举例来说，若该二个控制装置1操作在该第一模式，且该第一脉宽调变信号C1如图2的第一态样，且该第二脉宽调变信号C2如图2的第二态样。此时，(t2-t0)、(t4-t2)、及(t6-t4)都等于该第一脉宽调变信号C1及该第二脉宽调变信号C2的周期，且该第一脉宽调变信号C1的占空比为(t1-t0)/(t2-t0)、(t3-t2)/(t4-t2)、及(t5-t4)/(t6-t4)，该第二脉宽调变信号C2的占空比为(t2-t1)/(t2-t0)、(t4-t3)/(t4-t2)、及(t6-t5)/(t6-t4)，该二个脉宽调变信号的占空比的和为100％。若该二个控制装置1操作在该第二模式，且该第一脉宽调变信号C1如图2的第一态样，且该第二脉宽调变信号C2如图2的第三态样。此时，该二个脉宽调变信号的占空比的和小于100％。

参阅图1，在每一个控制装置1的该二个对应关系式分别是每一天的时刻与占空比的二个对应关系，且每一天在一第一时间区间内所对应的占空比使得该控制装置1操作在该第一模式。每一天在一第二时间区间内所对应的占空比使得该控制装置1操作在该第二模式。该第一时间区间及该第二时间区间不重迭。

承续前例，以N＝M＝2为例作说明。再参阅图3，图3是该第一发光二极管单元91的一输出功率与时间的对应关系，其特征在于，横轴表示时间，纵轴表示该第一发光二极管单元91的输出功率相对于最大输出功率的百分比，例如若该第一发光二极管单元91的最大输出功率为10W，则在9点所对应的百分比为50％，表示在9点的输出功率为5W。相似地，再参阅图4，图4是该第二发光二极管单元92的一输出功率与时间的对应关系。以图3与图4来说，该第一时间区间是在5点至18点之间，该第二时间区间是在0点至5点及18点至24点之间。在4点至7点及17点至20点之间，每一个控制装置1控制对应的该第二发光二极管单元92发出不同亮度的暖色光，例如在4点30分，该第一脉宽调变信号C1的占空比为0％，该第二脉宽调变信号C2的占空比为50％，该第二发光二极管单元92的输出功率为50％；在10点至14点之间，每一个控制装置1控制对应的该第一发光二极管单元91发出不同亮度的白色光，例如在12点，该第一脉宽调变信号C1的占空比为100％，该第二脉宽调变信号C2的占空比为0％，该第一发光二极管单元91的输出功率为100％；在7点至10点与14点至17点之间，每一个控制装置1控制对应的该第一发光二极管单元91及该第二发光二极管单元92发出不同亮度的白色光及暖色光，例如在8点30分，该第一脉宽调变信号C1的占空比为50％，该第二脉宽调变信号C2的占空比为50％，该第一发光二极管单元91及该第二发光二极管单元92的输出功率都为50％；进而实现一个模拟太阳光的人工光源。

要特别补充说明的是：每一个控制单元13的该M个目前时间与占空比的对应关系式可利用一预先储存的数学表达式，以软件运算的方式获得对应的占空比，或者，每一个控制单元13也可以预先储存一对照表，以查找数值的方式获得该对应的占空比，不在此限。此外，在本实施例中，M＝2，且该发光装置9的该第一发光二极管单元91及该第二发光二极管单元92分别是一种白色光及暖色光的发光二极管。而在其他实施例中，M也可以为其他多，例如M＝3，该发光装置9包括三种发光二极管，如红色、蓝色、及绿色发光二极管，不在此限。此外，在本实施例中，该驱动单元12是根据脉宽调变信号的占空比来控制发光装置9发光或不发光。而在其他实施例中，该驱动单元12也可以是根据其他种类的控制信号来控制该发光装置9发光或不发光，也能达成本发明的同步启闭的功效。

综上所述，藉由该N个控制装置1都根据同一个交流电源8所产生的该交流电压输入信号，以获得相同的该交流电压输入信号的频率，进而获得相同的该目前时间，以达到控制该N个发光装置9同步启闭的效果。此外，再藉由该N个控制装置1的该控制单元13根据该目前时间及该M个的对应关系式，分别决定该M个脉宽调变信号，以控制对应的该M个发光二极管单元的发光亮度，故确实能达成本发明的目的。

上述实施例仅是为了方便说明而举例，虽遭所属技术领域的技术人员任意进行修改，均不会脱离如权利要求书中所欲保护的范围。

Claims (8)

1.一种发光装置的控制系统，适用于控制N个发光装置，并包含：

N个控制装置，分别电连接该N个发光装置，且适用于电连接一个交流电源，N是正整数，每一个控制装置包括

一个转换单元，电连接该交流电源以接收一个交流电压输入信号，并产生一个输出信号，且该输出信号指示该交流电压输入信号的频率，

一个驱动单元，电连接对应的该发光装置，并接收M个脉宽调变信号，且根据该M个脉宽调变信号控制对应的该发光装置发光，M是正整数，及

一个控制单元，包含M个目前时间与占空比的对应关系式，并电连接该转换单元以接收该输出信号，且根据该输出信号所指示的该交流电压输入信号的频率，决定一个目前时间，再根据该目前时间及该M个对应关系式，分别决定该M个脉宽调变信号的占空比，以产生该M个脉宽调变信号，该M个脉宽调变信号的频率相同。

2.如权利要求1所述的发光装置的控制系统，其特征在于每一个发光装置包括M个电连接对应的该控制装置的该驱动单元的发光二极管单元，其特征在于，

每一个控制装置的该控制单元所产生的该M个脉宽调变信号的逻辑值在一第一逻辑值及一第二逻辑值之间变化，

每一个控制装置的该驱动单元根据该M个脉宽调变信号的逻辑值分别控制对应的该发光装置的该M个发光二极管单元发光，当该脉宽调变信号的逻辑值等于该第一逻辑值时，该驱动单元控制该对应的发光二极管单元不发光，当该脉宽调变信号的逻辑值等于该第二逻辑值时，该驱动单元控制该对应的发光二极管单元发光，

当M大于1时，该N个控制装置操作在一第一模式及一第二模式之间，当该N个控制装置操作在该第一模式时，每一个控制单元所产生的该M个脉宽调变信号的占空比的和为100％，当该N个控制装置操作在该第二模式时，每一个控制单元所产生的该M个脉宽调变信号的占空比的和小于100％。

3.如权利要求2所述的发光二极管的控制系统，其特征在于，每一个控制装置的该转换单元所产生的该输出信号包含多个连续的电压脉冲，定义每一电压脉冲的周期是P1，定义该交流输入电压信号的周期是P2，则P1/P2及P2/P1的其中一者是正整数。

4.如权利要求3所述的发光装置的控制系统，其特征在于每一个发光装置的该M个发光二极管单元的输出功率相同，其特征在于，该N个控制装置所适用于电连接的该交流电源是一个市电，该交流电压输入信号的频率为50赫兹及60赫兹的其中一种，其特征在于，每一个控制装置的该转换单元同时接收到该交流电压输入信号，且所产生的该输出信号的该等电压脉冲的周期与该交流输入电压信号的周期相同。

5.如权利要求4所述的发光装置的控制系统，其特征在于，每一个控制装置的该控制单元包含一个计数器，以根据该输出信号的频率及逻辑值，计算该交流输出电压信号的该等电压脉冲的个数，而产生一个计数值，该控制单元再根据该计数值决定该目前时间。

6.如权利要求2所述的发光装置的控制系统，其特征在于，当M等于2且该N个控制装置操作在该第一模式时，每一个控制装置的该控制单元所产生的该二个脉宽调变信号的相位互补，即该二个脉宽调变信号的其中一者的逻辑值为该第一逻辑值时，该二个脉宽调变信号的其中另一者的逻辑值为该第二逻辑值。

7.如权利要求6所述的发光装置的控制系统，其特征在于每一个发光装置的该二个发光二极管单元分别是一种白色光的发光二极管及一种暖色光的发光二极管，其特征在于，在每一个控制装置的该M个对应关系式分别是每一天的时刻与占空比的M个对应关系，且每一天在一第一时间区间内所对应的占空比使得该控制装置操作在该第一模式，每一天在一第二时间区间内所对应的占空比使得该控制装置操作在该第二模式，该第一时间区间及该第二时间区间不重迭。

8.一种发光装置的控制系统，适用于控制N个发光装置，并包含：

N个控制装置，分别电连接该N个发光装置，且适用于电连接一个交流电源，N是正整数，每一个控制装置包括

一个转换单元，电连接该交流电源以接收一个交流电压输入信号，并产生一个输出信号，且该输出信号指示该交流电压输入信号的频率，

一个驱动单元，电连接对应的该发光装置，并接收M个控制信号，且根据该M个控制信号控制对应的该发光装置发光，M是正整数，及

一个控制单元，包含M个目前时间与控制信号的对应关系式，并电连接该转换单元以接收该输出信号，且根据该输出信号所指示的该交流电压输入信号的频率，决定一个目前时间，再根据该目前时间及该M个对应关系式，分别产生该M个控制信号。