CN1925714B - 气体放电灯的多段调光控制装置及其调光控制方法 - Google Patents

气体放电灯的多段调光控制装置及其调光控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明揭示一种气体放电灯的多段调光控制装置及其调光控制方法，其利用壁上或器具上的电源开关控制至少一气体放电灯之动作。本发明利用在开启电源开关来提供电源讯号使气体放电灯产生稳定光源；之后利用快速按压该电源开关，以确认其关开切换次数与时序使逻辑控制电路输出一逻辑控制指令；再利用一频率调变控制电路根据此逻辑控制指令调整电源参数，使一变频谐振驱动电路依据该电源参数将电源讯号变化驱动频率而使气体放电灯产生不同亮度或不同发光效果。

Description

气体放电灯的多段调光控制装置及其调光控制方法
技术领域
本发明涉及一种气体放电灯，特别是关于一种可利用原有的电源开关直接进行多段调光的气体放电灯的多段调光控制装置及其调光控制方法。
背景技术
随着生活水准的提升，居家或公司行号的环境设计均不断朝向整体感、便利性与实用性等方向创新，尤其是灯光的设计更扮演一个重要的角色，其中由于萤光灯管等的气体放电灯相较于传统钨丝灯泡而言具有寿命长、省电、故障率低、高发光品质及高发光效率等的优点，俨然成为市场上的主流商品。
以萤光灯为例，其结构包含一萤光灯管以及一电子安定器，借助电子安定器内部的振荡回路产生一特定频率的交流电，使其能点亮萤光灯管，但此种设计的萤光灯通常仅具有全亮及不亮二种情况，相较于传统的钨丝灯泡而言，使用者却可借助控制输入灯泡的电力大小来控制使灯泡发出不同程度的亮度。因此对于现今普遍重视生活品质的人们而言，采用气体放电灯并不能充分满足使用者于不同区域或不同时间的不同需求，且无法进一步达到节能的诉求。
再者，一般室内使用者的萤光灯管通常由壁上的开关控制，而桌灯则是利用器具上的开关来控制；而目前市面上虽有出现具有多段调光的萤光灯管设计，但此种架构通常都需要变更整个灯具设计与结构，甚至是重新拉线，对现有使用者而言，此工程过于浩大且相当不便，再加上此额外工程的施工容易产生废弃物而不符合环保需求，且因施工所需的耗材与人力支出都会导致成本剧增。有鉴于此，本发明遂提出一种可利用原有的壁上或器具上的开关直接进行多段调光的气体放电灯的多段调光控制装置及其调光控制方法，以达到使用上的便利性与快捷性。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种气体放电灯的多段调光控制装置及其调光控制方法，其利用壁上、器具上、控制盒上或控制台上的电源开关切换作为调光指令或选择模式指令等控制指令，以多段式来调整气体放电灯的亮度或发光模式，达到使用上的实用性与方便性。
本发明的另一目的在于提供一种气体放电灯的多段调光控制装置及其调光控制方法，其可为单机调光、区块调光或群控调光等方式，应用相当广泛且使用上更具有弹性。
为达到上述目的，本发明提供一种气体放电灯的多段调光控制装置，包含一整流器，连接至一电源开关，以便对自该电源开关输入的电源进行整流；一功率因子修正电路对整流后的电源进行功率因子修正与升压之后，一变频谐振驱动电路可根据升压后的电源讯号产生一频率的交流电而驱动气体放电灯动作；整流器连接有一检知电路，以检知该电源开关的状态，使一逻辑控制电路根据此电源开关于短时间内的关开切换次数与时序来输出一逻辑控制指令，进而使一频率调变控制电路可依控制指令调整电源参数，提供变频谐振驱动电路随此电源参数转换成驱动频率而调整气体放电灯的发光模式；当然，在电源开关切换时，更可利用一充放电控制器自一电力储存器中提供足够电力给变频谐振驱动电路，以避免气体放电灯因电源暂时中断而产生闪烁.
另外，本发明提供一种气体放电灯的调光控制方法，其先开启电源开关，以提供电源讯号，使至少一气体放电灯产生稳定光源；欲改变照明度时，快速按压此电源开关，并依其关开切换次数与时序而相对输出一逻辑控制指令；再根据逻辑控制指令调整气体放电灯的电源参数，以根据电源参数使电源讯号变化驱动频率，进而使气体放电灯产生明暗变化。
以下借由具体实施例配合所附的图式详加说明，以便更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
附图说明
图1为本发明多段调光控制装置的结构示意图；
图2为本发明多段调光控制装置增设有外接调光组件的结构示意图；
图3为本发明的调光控制方法的流程图；
图4为本发明的另一实施例结构示意图。
【主要组件符号说明】
1多段调光控制装置
101电磁干扰抑制电路
102整流器
103功率因子修正电路
104变频谐振驱动电路
105检知电路
106逻辑控制电路
107频率调变控制电路
108充放电控制器
109电力储存器
110过载保护电路
111外接调光组件
2电源开关
3气体放电灯
具体实施方式
本发明采用的调光方式是直接利用壁上、器具上或是控制台、控制盒等地方的电源开关切换作为调光指令或选择模式指令等控制指令，即可以多段式调整气体放电灯的亮度或发光模式，此气体放电灯可为萤光灯或是LED其它放电型光源，而无需再重新拉线，提供使用者更为方便的选择。
图1为本发明多段调光控制装置的结构示意图，如图所示，多段调光控制装置1利用电源开关2控制至少一气体放电灯3动作，且当此电源开关2开启后，气体放电灯3维持前次的发光模式；此多段调光控制装置1的组成结构与动作详述如后：
在电源开关2与气体放电灯3之间依序连接有一电磁干扰抑制电路101、一整流器102、一功率因子修正电路103以及一变频谐振驱动电路104，以利用电磁干扰抑制电路101避免电源讯号遭受外部电磁干扰或干扰外部电源，利用整流器102电源讯号进行整流后，再经过功率因子修正电路103对该电源讯号进行功率因子修正并升压至一预定电压之后，使变频谐振驱动电路104可根据升压后的电源讯号产生一频率的交流电而驱动气体放电灯3发光。
更包括一检知电路105，其连接至整流器102，根据其传出的电源讯号来检知电源开关2的状态，使检知电路105可得知该电源开关2的关开(off-on)切换次数与时序；并有一逻辑控制电路106连接至检知电路105，此逻辑控制电路106根据电源开关2于短时间内的关开切换次数从中撷取出对应于该电源讯号的高低逻辑讯号次数来输出控制频率的电压或逻辑位准讯号，此即为一逻辑控制指令，用以作为控制调光的调光指令或是发光效果的选择模式指令；此逻辑控制电路106连接至一频率调变控制电路107，其根据逻辑控制指令调整气体放电灯3的电源参数，例如电流大小、电压高低、频率高低或周期长度等，使变频谐振驱动电路104随该电源参数转换成驱动频率，进而调整气体放电灯3的发光模式，换言之，本发明利用频率变化调整电源输出，且频率与输出成反比。另有一充放电控制器108连接至逻辑控制电路106，此充放电控制器108在电源开关2切换时，自一电力储存器109中提供足够电力给变频谐振驱动电路104以供应给气体放电灯3，避免气体放电灯3因电源暂时中断而产生闪烁；且当电源开关2被开启的初始状态时，逻辑控制电路106会先将充放电控制器108暂时关闭，使电源讯号供应给气体放电灯3进行点灯之后，再打开充放电控制器108对电力储存器进行充电。
当然，为避免此电路发生过电流或超负载的情况而导致组件损毁，在逻辑控制电路106与该气体放电灯3之间更连接有一过载保护电路110；此外当此多段调光控制装置1或气体放电灯3有异常发生时，逻辑控制电路106可直接将变频谐振驱动电路104关闭而停止输出。
其中，检知电路105侦测到按压一次电源开关2产生的关开切换时，逻辑控制电路106即借助频率调变控制电路107使变频谐振驱动电路104随着电源参数而转换成驱动频率的变化，进而使气体放电灯3能够明暗变化，由暗往亮或由亮往暗自动调整，直至再按压一次电源开关2为止，或是到最亮点或最暗点为止。再者，连续按压二次电源开关2而连续产生二关开切换时，逻辑控制电路106即会使该气体放电灯3进行反向调光。
除了直接透过电源开关2产生控制指令之外，更可透过至少一外接调光组件111来产生控制指令，如图2所示，此外接调光组件111连接至逻辑控制电路106，借此驱动逻辑控制电路106产生相对应的逻辑控制指令，此外接调光组件111可为遥控接收器、按键开关、人员检知器、昼光强度检知器或可变电阻器等等；其中，当外接调光组件111为遥控接收器或按键开关时，可同时与电源开关2共同调控气体放电灯3，使用者可以选择利用电源开关2或是遥控接收器或按键开关来调控气体放电灯3的亮度。
在说明完本发明多段调光控制装置后，接续以图3的流程图来说明本发明的调光控制方法.如图3所示，其利用原有壁上或器具上或是控制台、控制盒等地方的电源开关控制至少一气体放电灯的动作，请同时参考图1及图2所示，此调光控制方法包括下列步骤：首先，如步骤S10，开启电源开关2，以提供电源讯号使气体放电灯产生3稳定光源，之后并于电力储存电路储存备用电源(在电源刚开启时，充放电控制器会短暂关闭，使气体放电灯可立即点亮并维持稳定发光).接着进行步骤S12，利用检知电路105检知电源开关2是否关闭，若保持开启，重复本步骤；若为关闭，则进行步骤S14.如步骤S14般利用逻辑控制电路106判断电源开关2的关闭时间是否小于一预设时间T，其中T≤0.6秒，若时间小于或等于0.6秒，继续进行步骤S16；若关闭时间超过0.6秒，则如步骤S24所示切断电力储存电路109与变频谐振驱动电路104的耦合，以切断备用电源，使气体放电灯3立即熄灭，此即表示该电源开关2正处于关闭状态.
前述该预设时间T≤0.6秒是较佳实施例，在实施操作上也可以将该预设时间T设定为≤1秒。
当关闭时间小于或等于0.6秒时，如步骤S16所示，经由逻辑控制电路106取出对应于电源的关及开的高低逻辑讯号；再如步骤S18所示，令逻辑控制电路106根据该逻辑讯号来输出可控制频率的电压或逻辑位准讯号的一控制指令。然后利用频率调变控制电路107，如步骤S20所示，依据控制指令的不同调变相关的电源参数，例如电流大小、电压高低、频率高低或周期长短；最后，进行步骤S22，使变频谐振驱动电路104随着电源参数而进行驱动频率的变化，使气体放电灯3得以产生明暗变化。
再者，本发明除了如图1所示将检知电路105及逻辑控制电路106装设至整流器102之外，更可直接装设于电磁干扰抑制电路101与整流器102之间，如图4所示，以便根据经过电磁干扰抑制电路101处理后的电源讯号直接进行检知电源开关2的状态，其余组件的原理与动作则与图1所示的实施例相同，故于此不再重复赘述。
在说明完本发明的技术内容之后，下面列举一些范例来进一步说明本发明的实施方式。
以电源开关对气体放电灯进行调光时，利用电源开关于短时间内的关开切换(off-on)来作为调光指令：
(1)当气体放电灯处于全亮点，关开切换一次：由最亮往暗逐步调光，若无再发生关开讯号则调至最暗后停止调光。
(2)由全亮调至最暗之前，关开切换一次：调光动作停止，固定于当时的亮度。
(3)由全亮调至最暗之前，关开切换一次：调光动作停止，若已调整过头需反转调光时，则再关开切换连续二次，则变成由暗往亮调光，在达到所需亮度时，再关开切换一次，即固定于当时的亮度。
(4)最暗点，关开切换一次：由最暗往亮区逐步调光，若无再发生关开切换讯号，则调至最亮后即停止调光。
(5)由全暗点调至最亮之前，关开切换一次：调光动作停止，固定于当时的亮度。
(6)由最暗点调至最亮之前，关开切换一次：调光动作停止，若已调整过头需反转调暗一点时，则再关开切换连续二次，则变成由亮往暗调光，在达到所需亮度时，再关开切换一次，即固定于当时的亮度。
以电源开关对气体放电灯选择不同发光方式时，利用电源开关于短时间内的关开切换(off-on)来作为选择模式指令，选择不同彩度的彩灯或不同的亮灯：
(1)以电源开关于短时间的关开切换来作为选择不同发光模式的指令。
(2)在初次送电时，此多段调光控制装置设定在初定模式。
(3)在初定模式下，关开切换一次：由当时模式切换至下一个彩光变化模式，以此类推，直到最后一个模式后，又切换至第一个初定模式；另外，亦可选择不同顺序的模式轮替，使得每一次的循环变化都有所不同，以增加灯光与彩光的变化。此模式可应用于KTV或演唱会等场合的灯光变化。
再者，本发明的调光方式可采用单机调光、区块调光或群控调光等方式，应用相当广泛且使用具有弹性。以区块调光而言，可利用本发明的多段调光控制装置控制其中一个气体放电灯作为调光器，即可以有线或无线的方式使其余的复数个气体放电灯同时动作，进行调光。当然如果是群控调光，其调整控制方式则与单机调光方式相同，可参考前面所述的详细说明。
因此，本发明可直接利用壁上或器具上原有的电源开关或是控制台、控制盒等地方的电源开关切换作为调光指令或选择模式指令等控制指令，以多段式调整气体放电灯的亮度或发光模式，进而达到使用上的实用性与方便性。
以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以之限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (12)

1.一种气体放电灯的多段调光控制装置，其特征在于：其利用至少一电源开关控制至少一气体放电灯的作动，该多段调光控制装置包括：
一整流器，连接至该电源开关，以便对自该电源开关输入的电源讯号进行整流；
一功率因子修正电路，连接该整流器，对该电源讯号进行功率因子修正与升压；
一变频谐振驱动电路，其根据该电源讯号产生一频率的交流电而驱动该气体放电灯；
一检知电路，连接该整流器，以检知该电源开关的状态；
一逻辑控制电路，连接该检知电路，并根据该电源开关于短时间内的关开切换次数与时序来输出一控制指令；
一频率调变控制电路，其根据该控制指令调整电源参数，使该变频谐振驱动电路随该电源参数转换成驱动频率而调整该气体放电灯的发光模式，其中，该电源参数为电流大小、电压高低、频率高低或周期长短；以及
一充放电控制器，连接该逻辑控制电路，该充放电控制器在该电源开关于切换时，自一电力储存器中提供足够电力给该变频谐振驱动电路。
2.如权利要求1所述的多段调光控制装置，其特征在于：该电源开关开启后，该气体放电灯为前次调整后的发光模式，且该检知电路侦测到按压一次该电源开关产生的该关开切换时，该逻辑控制电路即透过该频率调变控制电路使该变频谐振驱动电路随着该电源参数而转成驱动频率的变化，进而使该气体放电灯能够明暗变化，直至再按压一次该电源开关为止，或是到最亮点/最暗点为止，该气体放电灯系由暗往亮或由亮往暗自动调整。
3.如权利要求1所述的多段调光控制装置，其特征在于：更包括一过载保护电路，连接在该逻辑控制电路与该气体放电灯的间，以避免过电流或超负载而使组件损毁；而该逻辑控制电路更可在异常发生时，直接将该变频谐振驱动电路关闭而停止输出。
4.如权利要求1所述的多段调光控制装置，其特征在于：其中该电源开关被开启的初始状态时，该充放电控制器会先暂时关闭，使该电源激活该放电灯管后，再打开对该电力储存器进行充电。
5.如权利要求1所述的多段调光控制装置，其特征在于：该逻辑控制电路撷取出对应于该电源的关开切换的高低逻辑讯号次数与时序来输出可控制频率的电压或逻辑位准讯号。
6.如权利要求1所述的多段调光控制装置，其特征在于：更包括至少一外接调光组件，连接至该逻辑控制电路，以驱动该逻辑控制电路产生相对应的控制指令，且该外接调光组件可为遥控接收器、按键开关、人员检知器、昼光强度检知器或可变电阻器等。
7.如权利要求1所述的多段调光控制装置，其特征在于：更包括有复数个气体放电灯，以利用该多段调光控制装置控制其中一个气体放电灯作为调光器，即可以有线或无线的方式使其余的气体放电灯同时作动。
8.一种气体放电灯的调光控制方法，其特征在于：其利用至少一电源开关控制至少一气体放电灯的作动，该调光控制方法包括下列步骤：
开启该电源开关，以提供电源讯号使该气体放电灯产生稳定光源，并储存备用电源；
检知该电源开关是否关闭，若是则进行下一步骤，若否则重复本步骤；
判断该电源关闭时间是否小于一预设时间，若否切断该电源与该备用电源，若是则进行下一步骤；
取出对应于该电源的关及开的高低逻辑讯号；
根据该逻辑讯号输出可控制电压或逻辑准位的一控制指令；以及
依据该控制指令的不同调变相关的电源参数，以便随该电源参数将电源讯号变化驱动频率而使该气体放电灯产生明暗变化，其中，该电源参数为电流大小、电压高低、频率高低或周期长短。
9.如权利要求8所述的调光控制方法，其特征在于：其电源开关开启后，该气体放电灯为前次调整后的发光模式。
10.如权利要求8所述的调光控制方法，其特征在于：其预设时间小于等于1秒。
11.如权利要求8所述的调光控制方法，其特征在于：其输出可控制电压或逻辑准位的该控制指令的步骤中，利用一逻辑控制电路取出对应于该电源的关开切换的高低逻辑讯号次数与时序来输出可控制频率的电压或逻辑位准讯号。
12.如权利要求8所述的多段调光控制装置，其特征在于：其在输出可控制电压或逻辑准位的该控制指令的步骤中，更可直接透过至少一外接调光组件产生相对应的控制指令，且该外接调光组件可为遥控接收器、按键开关、人员检知器、昼光强度检知器或可变电阻器等。
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