CN204559930U - 照明系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种照明系统，包含一感应电路、一控制器、至少一个灯具，感应电路系当有人靠近时，可产生一工作讯号，控制器耦接感应电路，接收感应电路的工作讯号，灯具耦接控制器，控制器可侦测灯具的总电流，依据总电流，侦测灯具的工作电压。

Description

照明系统

技术领域

本实用新型是关于一种感应式照明系统的切换控制方法。

背景技术

在现今环保意识高涨时代，能源的开发及消耗已被更加重视。针对能源消耗方面，又以节约用电是主要考虑，盖传统电能生产过程会消耗大量环境资源，而电能的使用，则会造成环境负担。此外，各国政府为增进社会公益，多采取调涨电价措施，以增加国家财政，亦间接促使用电人自主性管理用电量，达到环保节能的效果。故用电量如可有效控制，使电能的消耗达到最大效率，避免不必要浪费，除可使产业经济效益增加，对商家的成本管理亦具有相当帮助。

为延长人类活动时间及增加工作环境，照明设备为日常中不可获缺的物，目前常用照明以灯泡或灯管为主要光源，惟该些装置即使经多次改良仍有其缺点，其中灯泡以钨丝发光，光电转换效率低，多数能量更消耗在热能，故耗电量高，反应慢或容易损坏，而灯管中为使电子相互撞击产生光，需要填充汞气体，惟汞对环境所造成污染无可避免，不适于环保应用。取代传统灯泡或灯管的主流技术，以发光二极管(Light-Emitting Diode:LED)呼声最高，其利用电子在半导体材料能阶中移动产生光的特性，具有耗电量低且效率高，又不似传统灯泡以灯丝发光，因此使用寿命长且不易损坏，或填充汞气体对环境造成重大污染，广泛使用发光二极管取代传统灯具指日可待。

照明装置固然提升人类生活时间，惟能源的消耗也相对提高，为避免不必要浪费，一般照明装置利用自动化设计，当区域内无人时，灯具呈现关闭状态，当有人靠近时，始将灯源开启，如此则毋庸将照明装置维持开启状态，消耗太多电源。上述自动化技术，大多以红外线感应器(passive infraredsensor,PIR)完成，在有人接近或经过时，可以感测人体产生红外线，进而产生一讯号予后端装置。

习知技术中，提供一种灯具，设置一发光灯条，发光灯条包括复数个发光二极管，此灯具包括：一驱动模块、一壳体、一灯罩及灯座。驱动模块包括一驱动单元及一规格辨识单元，驱动单元对应规格辨识单元获得的一规格数据提供特定电子特性的电子环境予发光灯条，使得发光灯条发光。发光灯条是设置于壳体及灯罩之间，并经由灯座电性连接驱动模块，其中，前述规格数据由规格辨识单元自发光灯条所获得。藉由设置于灯具中的规格辨识单元，取得储存于发光灯条的规格储存单元中的一规格数据，以辨识出发光灯条及/或其内的发光组件的电子特性，从而提供符合发光灯条所用的电子特性的电子环境，使得发光灯条发光。惟此种方法倚靠规格辨识单元辨识不同规格的灯具，需另外设置规格储存单元，造成额外的耗电量或灯具空间。

另一习知技术是一种发光二极管控制电路，适用于控制一发光二极管灯管，该发光二极管灯管包含复数发光二极管灯串，其中该发光二极管灯管较佳的最大输入电压不超过70伏特且发光二极管灯串的灯串数目较佳限制于4串以内。该发光二极管控制电路包含复数二极管、一保护电路、复数定电流电路及一切换开关。每一二极管的正极连接单一发光二极管灯串的输出端。保护电路连接于每一二极管的负极，当该发光二极管灯管的输入端电压高于一临界值或是该发光二极管灯管中有发光二极管出现短路时，该保护电路输出一切换信号。每一定电流电路连接单一发光二极管灯串的输出端，并依据一开关控制信号控制该定电流电路是否工作以进而控制该发光二极管灯管是否工作，且依据一调光控制信号控制该发光二极管灯管的亮度。切换开关在未接收到该切换信号时不影响该开关控制信号，并在接收到该切换信号时通过该开关控制信号控制该发光二极管灯管不工作。上述方法利用定电流电路，使每个发光二极管灯串都可以工作，并控制亮度，惟该方法为避免电压过大损毁，其限制灯串最大电压为不超过70伏特，如此一来，若使用者需要更多的灯串，使用超过70伏特，此方法即不可行。

前述技术，对于发光二极管灯具的驱动，并无法确定灯具的工作电压，导致每次感应器产生有人接近的讯号后，电源需从0伏特提升至灯具的工作电压，又当人离开后，电源又需从灯具的工作电压降至0伏特，如此灯具在工作与非工作切换的电压范围过大，导致切换时间过长。因此，有必要将感应器产生工作讯号时，缩短灯具切换的时间。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种照明系统，在感应讯号产生时，可迅速切换灯具工作状态。

本实用新型的次要目的在于提供一种照明系统，可以自动侦测发光二极管的灯具的工作电压。

本实用新型的次要目的在于提供一种照明系统，侦测发光二极管的灯具的工作电压，当讯号产生必须工作时，使供给灯具的电压略大于过工作电压，当非工作状态时，使供给灯具的电压略小于工作电压。

为达到上述所指称的各目的与功效，本实用新型系揭露一种照明系统，具有一感应电路、一控制器及至少一灯具，为了增加灯具切换工作状态的速度，本实用新型的控制器可以侦测该些该些灯具的总电流，找出灯具的工作电压。该控制器更包含一侦测单元，用以侦测该些灯具的工作电流，控制器可提供一电压，该电压系逐渐地增幅，并自动侦测该些灯具每次电压增幅后的总电流，利用每次增幅电压与每次侦测的总电流计算目前该些灯具的发光二极管全部导通的工作电压，确定该工作电压后，该控制器即停止对驱动电压增幅，使后端发光二极管不致应驱动电压过大而损毁，此外，当需要该些灯具在非工作状态时，控制器将供给灯具的电压降至略低于工作电压，使该些发光二极管全部非导通。

本实用新型在一实施例中，该照明系统包含：一感应电路，产生一讯号，一控制器，耦接感应电路，以及至少一灯具。

本实用新型在另一较佳实施例中，该控制器包含一控制单元，具有输入端及输出端，输入端耦接感应电路，输出端调整电压供给复数个发光二极管；一侦测单元，侦测该些发光二极管的一总电流。

本实用新型在另一较佳实施例中，该发光二极管控制器的控制单元，更包含一运算电路，计算该工作电压与总电流的斜率。

本实用新型在另一较佳实施例中，该发光二极管控制器的控制单元，更包含一驱动电路，可逐渐地增幅该电压。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1：其为本实用新型一较佳实施例的照明系统示意图；

图2：其为本实用新型控制器的较佳实施例示意图；

图3：其为发光二极管的特性曲线；

图4：其为本实用新型的控制器工作流程图；

图5：其为本实用新型另一较佳实施例的控制器示意图；

图6：其为本实用新型运算电路的计算斜率示意图。

【图号对照说明】

100  感应电路

200  控制器

201  控制单元

2011 运算电路

2012 驱动电路

202  侦测单元

300  灯具

具体实施方式

为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

参照图1，其为本实用新型一较佳实施例的照明系统示意图；如图所示，本实用新型的照明系统其包含：一感应电路100、一控制器200、以及至少一个灯具300。控制器200耦接感应电路100，灯具300耦接控制器200。感应电路100产生一工作讯号予控制器200，该控制器200依据工作讯号，切换灯具300的工作状态。其中感应电路100为PIR控制，灯具300以复数个发光二极管组装，且灯具300型式可以为灯泡型或灯管型。此外，控制器200可侦测灯具300的总电流，依据总电流决定灯具300的工作电压，并调整供给灯具300的电压，使该电压切换在略高或略低于工作电压。

请参照图2，其为本实用新型控制器的较佳实施例示意图；如图所示，本实用新型的控制器200，其为控制单元201，控制单元201具有，一输入端Vi耦接电源，及输出端Vo输出一工作电压供给至少一个灯具300，以及一侦测单元202侦测该灯具300的一总电流，并将该总电流数据予控制单元201，控制单元201依据总电流调整工作电压。此外，控制单元201利用侦测单元202侦测的总电流取得该些发光二极管全部导通的工作电压。藉由上述技术，透过本实用新型的控制器200，即使输出端发光二极管串联或并联数量未知时，该控制器200仍可取得灯具300内部全部发光二极管导通的工作电压，如此一来，当灯具300在非工作状态时，控制器200可将供给灯具300的电压降至略低于工作电压，当感应电路100感应并传送工作讯号时，控制器200仅需略增微小电压，即可使灯具300迅速切换至工作状态，缩短了切换所需的时间。

此外，本实用新型的另一实施例，可以将供给灯具300的明亮度视其所需而调整。由于控制器200可准确侦测灯具300内部全部发光二极管的工作电压，且灯具300导通的工作电压必定小于额定电压，故供给灯具300的电压在平时可调整至略高于工作电压即可，使灯具300处于微亮状态，当感应电路100产生工作讯号时，则供给灯具300的电压可增加至额定电压，使灯具300亮度满载，则平常时候灯具300亮度可能仅有10％，或者视其所需调整，当感应电路100产生工作讯号时，灯具300亮度转为100％。举例而言，在有些场合中，例如停车场，平时灯具300明亮度仅10％，当有人接近时，则灯具300明亮度为100％，兼顾安全及省电的目的。

为说明本实用新型的工作原理，请参阅图3，其为发光二极管的特性曲线；如图所示，本实用新型发光二极管控制器200的控制单元201，依据习知单一发光二极管操作时，顺向偏压时，如曲线C₁所示，具有一切入电压Vcut，供给电压小于该切入电压Vcut时，发光二极管为未导通状态，工作电流非常微小，且趋近于0，但是当供给电压大于切入电压Vcut时，发光二极管为导通状态，工作电流急速上升。同理可推，多数个相同发光二极管串联，如曲线C₂所示，当串联数越多时，切入电压Vcut则会越大；多数个相同发光二极管并联，当并联数越多，工作电流增加速度会越快，如曲线C₃所示；若为相同发光二极管同时串联及并联时，则切入电压Vcut增加，同时工作电流也一并增加。

请参照图4，其为本实用新型一较佳实施例的控制器工作流程图；如图所示，依据前述发光二极管控制器200，其步骤说明如下，在步骤S10，控制单元201输出端产生一电压予至少一灯具300；步骤S20，侦测单元202侦测该灯具300的总电流；步骤S30，控制单元201增幅该电压；步骤S40：侦测单元202侦测该灯具300的总电流；步骤S50：控制单元201计算电压与总电流的斜率；步骤S60：依据该斜率，决定该些发光二极管全部导通的工作电压；步骤S70：若该些发光二极管皆为全部导通，即产生一导通讯号，使控制单元201不再继续对电压增幅，若该些发光二极管非全部导通，即回到步骤S30。透过上述方法流程，可取得该些发光二极管完全导通的一工作电压，并且利用控制器200将电压维持在略高于工作电压，使该些发光二极管不致因电压过大而毁损。

请参照图5，其为本实用新型另一较佳实施例的控制器示意图；如图所示，本实用新型的控制器200，其中该控制单元201更包含：运算电路2011及驱动电路2012。运算电路2011具有两输入端，其中一端接收供应灯具300的电压，另一端接收由侦测单元202得到的总电流讯号，该驱动电路2012具有一输入端耦接电源，输出端输出供应灯具300的电压，驱动电路2012逐渐地增幅供应给灯具300的电压，使电压由初始值每次时间区间增加一微小伏特，该微小伏特值可视使用者所需调整，例如可调整范围从10^-5mV到10^-1mV，当分辨率需求越大时，则电压每次增加幅度越小。运算电路2011的一输入端接收供给发光二极管的电压时，另一输入端即可得到一总电流，当电压每次增加一微小伏特，就得到另一总电流，此时，运算电路2011依据增幅前的电压及总电流与增幅后的电压与总电流，计算电压与电流斜率，透过该斜率即可判断目前所使用灯具300所有发光二极管导通的工作电压，当运算电路2011得到发光二极管D的工作电压，即将一工作讯号传送予驱动电路2012，驱动电路2012接收工作讯号时，即停止继续增幅，使供给的电压不再继续增加，此时电压等于工作电压。藉由上述装置及方法，电源供应器透过本实用新型的发光二极管的控制器200，当输出端耦接相同发光二极管数量未知时，可得到目前需要工作电压。

请参照图6，其为本实用新型运算电路的计算斜率示意图；如图所示，该图局部放大发光二极管特性曲线C，其中驱动电路2012每次供给的电压为Vn、Vn1、Vn2及Vn3，电压Vn及Vn1小于Vcut，电压Vn2及Vn3大于Vcut。当电压为Vn时具有一总电流In，当电压增幅至Vn1时，具有另一总电流In1，此时，运算电路2011由电压Vn及总电流In，与电压Vn1及总电流In1，可得一斜率S1，计算公式为：

$S1=\frac{\left(\mathrm{In}1\right)-\left(\mathrm{In}\right)}{\left(\mathrm{Vn}1\right)-\left(\mathrm{Vn}\right)}$

当电压增幅至Vn2时，具有一总电流In2，此时，运算电路2011由电压Vn1及总电流In1，与电压Vn2极总电流In2，可得一斜率S2，计算公式为：

$S2=\frac{\left(\mathrm{In}2\right)-\left(\mathrm{In}1\right)}{\left(\mathrm{Vn}2\right)-\left(\mathrm{Vn}1\right)}$

以此类推当电压Vn3时，运算电路2011亦可得一总电流In3以及一斜率S3。由此可得，当电压逐渐增幅时，发光二极管上电压及电流斜率会越大，当电压等于Vn或Vn1时，发光二极管可能尚未完全导通，在电压Vn1所得到斜率S1非常小；当电压为Vn2或Vn3时，所有发光二极管可能全部导通状态，在电压Vn2及Vn3所得到斜率S2及S3非常大。注意的是，此处尚未完全导通及可能全部导通的意思，指虽为规格相同的发光二极管，切入电压仍有现实上些微差距，例如10^-5mV甚至更小，当电压过于接近每颗发光二极管的切入电压，使得并非所有发光二极管未导通或已经导通。此部分的解决方法可藉由电压增幅的分辨率解决，其中分辨率的调整已如前述。此外，经由该斜率决定工作电压，并将工作讯号传送予驱动电路2012，该斜率大小可视使用者所需调整，例如使用者只想使该些发光二极管工作，而不需以给予满载额定电压，则设定斜率值越小，但使其所有发光二极管工作，反之则设定斜率值越大，但不使所有发光二极管损毁。

本实用新型的照明系统，包含一感应电路、一控制器、至少一个灯具，感应电路系当有人靠近时，可产生一工作讯号。控制器耦接感应电路，接收感应电路的工作讯号，灯具耦接控制器，该控制器可侦测灯具的总电流，依据该总电流，侦测灯具的工作电压。当无人接近照明系统时，控制器将供给灯具的电压维持在略低于工作电压，使灯具的发光二极管处于未导通状态，当感应电路侦测到有人靠近时，控制器供给灯具的电压略增一微小伏特，该电压超过灯具的工作电压，使灯具的发光二极管处于导通状态，如此可缩短该灯具切换所需时间。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种照明系统，其特征在于，其包含：

一感应电路，产生一工作讯号；

一控制器，耦接该感应电路；以及

至少一灯具，耦接该控制器；

其中该控制器依据该工作讯号，切换该灯具的工作状态。

2.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，其中该灯具为复数个发光二极管组成。

3.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，其中该控制器更包含：一控制单元，控制供给该灯具的电压；以及一侦测单元，侦测该灯具的一总电流，将该总电流回传予该控制单元，该控制单元依据该总电流调整一工作电压。

4.如权利要求3所述的照明系统，其特征在于，其中该控制单元更包含一运算电路，计算该工作电压与该总电流的斜率。

5.如权利要求3所述的照明系统，其特征在于，其中该控制单元更包含一驱动电路，增幅该工作电压。

6.如权利要求2所述的照明系统，其特征在于，其中该些发光二极管为串联。

7.如权利要求2所述的照明系统，其特征在于，其中该些发光二极管为并联。

8.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，其中该灯具为灯泡型或灯管型。

9.如权利要求1所述的照明系统，其中该感应电路为PIR控制。