TW201502416A - 結合常態與非常態照明之感應式螢光燈裝置 - Google Patents

Abstract

一種可做為常態及非常態之高照度燈源，係將傳統燈具與臨時照明整合於感應式螢光燈照明裝置，一整流單元，一控制電路，一備用電源以及一燈源單元，該控制電路利用耦接於整流單元而取得之偵測訊號，判斷市電是否正常供電，一旦判定該市電未能正常供電，則將原先輸入充電於備用電源以及供電給燈源單元的電力關閉，並改由備用電源輸出電力至燈源單元，使該燈源單元中的感應式螢光燈可於市電斷電的情況下，繼續維持高照度之照明效果。

Description

結合常態與非常態照明之感應式螢光燈裝置

本發明係有關於一種可做為常態及非常態之高照度燈源，特別是有關於一種將高電壓(110V以上)感應式螢光燈裝置應用在臨時照明的技術。另一目的則是使應用於挑高廠房，或大空間照明之感應式螢光燈裝置能有臨時照明之功效。

感應式螢光燈是一種劃世紀的發明；感應式螢光燈不需電極，其係依靠電磁感應和氣體放電的原理而發光。

感應式螢光燈具有很多優點，例如超長的壽命，是白熾燈的50倍，金鹵燈的10倍；抗震性特強；節能效果好，比白熾燈節能80%；發光效率高，是白熾燈的6倍；無閃爍有利於視力健康；無需預熱時間，可瞬間點亮；綠色環保，因為不含水銀，不會造成環境污染。

請參考中華民國專利證書第M381736號專利，提供一種感應式螢光燈專用的轉接結構如第1圖所示，可直接裝設感應式螢光燈於傳統燈座線路，可知感應式螢光燈不僅是環保省電更是能有銜接傳統架構且多方應用之可行性。

惟其尚未能有臨時性照明之應用，而坊間的臨時信照明裝置，請參考中華民國專利證書第M355339號專利，如第2圖所示，在停電發生時，用以提供臨時所需之照明，其電路架構如第3圖所示該裝置 利用耦接蓄電池與照明燈，當市電正常供電時，能對該裝置內的蓄電池進行充電，一旦無預警發生停電，其自動放電電路藉由該蓄電池供電給照明模組，讓該照明燈發揮作用。此種「臨時照明裝置」沿著逃生路線設置包括在走廊通道、樓梯間、辦公室等，在較大的照明範圍考量，該照明燈裝置會設置在逃生路線牆面的高處，因此該牆面相對地須設置電源插座以供臨時照明燈裝置使用，對於挑高廠辦設置該臨時照明，因高度的因素，不論是安裝或例行性檢查維護，都會相當不便；另外，既使該蓄電池電力充足下該臨時照明燈裝置仍隨時處接電情況，成為建築電力使用上不得不用的額外耗電負載，且該照明燈裝置在未發生停電或斷電的情況下，並不會發揮照明功能，此其更突顯出這樣裝置無法達到減少電力消耗的功效；縱使其發揮照明功能時，亦無法達到常態所需的照明效果，若是在挑高廠房，或需大空間大面積的照明時，更是毫無用武之地。

為解決上述的問題，且能使得使感應式螢光燈的應用更為廣泛，本發明提供結合常態與非常態照明之感應式螢光燈，特別是有關於一種將高電壓(100V以上)感應式螢光燈應用在臨時照明的技術上，因應於感應式螢光燈的供電及控制接線方式，發明出市電供電停止與人為操作關閉電源之自動辨識技術，無須偵測配線開關之前的迴路，可便於裝設，且節省佈線成本；以及為了使備用電源得以驅動感應式螢光燈，進而修整電路結構，減少不必要的電路區塊受到驅動，減少電力耗費；其主要特徵包括，一整流單元，一控制電路，一備用電源 以及一燈源單元，該控制電路利用耦接於整流單元而取得之偵測訊號，判斷市電是否正常供電，一旦判定該市電未能正常供電，則將原先輸入充電於備用電源以及供電給燈源單元的電力關閉，並改由備用電源輸出電力至燈源單元，使該燈源單元中的感應式螢光燈可於市電斷電的情況下，繼續維持高照度之照明效果，此其應用於挑高廠房，或大空間照明則成效更加突出。

本發明提供一種可做為常態及非常態之高照度燈源，主要功 能特色在將傳統燈具與臨時照明整合於感應式螢光燈照明裝置，即於燈座線路持續供電情況下，該可做為常態及非常態之高照度燈源就像燈泡或燈管做一般照明使用，尤其適用於挑高廠房或大面積照明，且於停電發生時可產生如同常態照明般之臨時照明功效；更可在一傳統燈座線路安裝本發明結合常態與非常態照明之感應式螢光燈，亦就無須額外安裝一臨時照明設備供停電發生時使用。

11‧‧‧市電220V單相三線

12‧‧‧市電單相兩線

121‧‧‧燈座

13‧‧‧市電

2‧‧‧整流單元

21‧‧‧市電狀態送出端

31‧‧‧控制電路

311‧‧‧市電狀態接收端

312‧‧‧直流電力接收端

313‧‧‧充電電力送出端

314‧‧‧放電電力接收端

315‧‧‧備用電源給電端

316‧‧‧常態市電供電端

32‧‧‧控制電路

321‧‧‧遙控接收單元

33‧‧‧控制電路

331‧‧‧自主放電單元

4‧‧‧備用電源

41‧‧‧升降壓電路

411‧‧‧降壓電路

42‧‧‧充放電路

43‧‧‧電池單元

5‧‧‧燈源單元

501‧‧‧驅動訊號

502‧‧‧負回授輸出訊號

503‧‧‧控制訊號

51‧‧‧功因校正單元

52‧‧‧變頻單元

53‧‧‧控制單元

54‧‧‧感應式螢光燈

6‧‧‧遙控單元

第1圖係為習知技術之中華民國第M381736號專利之外觀圖。

第2圖係為習知技術之中華民國第M355339號專利之外觀圖。

第3圖係為習知技術之中華民國第M355339號專利之方塊圖。

第4圖係為本發明架構方塊示意圖。

第5圖係為本發明於常態照明時之架構方塊示意圖。

第6圖係為本發明於非常態照明時之架構方塊示意圖。

第7圖係為本發明配合單相兩線220V之架構方塊示意圖。

第8圖係為本發明具遙控功能之架構方塊示意圖。

第9圖係為本發明具自主放電功能之架構方塊示意圖。

第10圖係本發明之備用電源無須升壓之架構方塊示意圖。

本發明結合常態與非常態照明之感應式螢光燈裝置之實施詳細說明以及技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

本發明結合常態與非常態照明之感應式螢光燈裝置之第一實施例，其功能架構如第4圖所示，包括：一市電220V單相三線11，用以供電至一整流單元2，於整流後輸出直流電力；並藉由一市電狀態送出端21，送出市電狀態；一控制電路31，控制電路31藉由一直流電力接收端312接收來自整流單元2之直流電力，且利用一市電狀態接收端311，接收來自於整流單元2，所送出之市電狀態訊號做為市電狀態判斷依據，並以此判斷結果決定供電切換；一備用電源4，耦接於該控制電路31之充電電力送出端313，作為市電正常且供電時充電，且又耦接於控制電路31之放電電力接收端314，而於市電斷電時作為提供備用電力之用；一燈源單元5，該燈源單元5中更包括：一功因校正單元51，耦接於控制電路31之一常態市電供電端316，於市電正常且供電時接收來自控制電路31之電力，一變頻單元52，於市電正常且供電時接收來自該功因校正單元51之電力，而市電斷電時則接收來自該控制電路31之一備用電源給電端315所輸出之電力，該變頻單元52送出 之一驅動訊號501至一感應式螢光燈54，此時該感應式螢光燈54尚未點亮，一控制單元53接收來自於該驅動訊號501之一負回授輸出訊號502，並對該變頻單元52送出一控制訊號503，變頻單元52藉由該控制訊號503將直流電壓轉變為一交流調光訊號作為驅動訊號501輸出至感應式螢光燈54，亦以此驅動感應式螢光燈54發亮。

前述備用電源4，更可包括：一升降壓電路41於備用電源4 充電時進行電壓降壓工作，將220V降為12~36V，再將電力輸至一充放電路42，此時充放電路42則將該電力充至一電池單元43；反之，若於放電時，電池單元43則藉由充放電路42，將電力釋放送出至升降壓電路41，進行電壓升壓至400V後，將電力送至控制電路31之放電電力接收端314。

為了方便了解本發明在市電供電正常時之運作，請參考第5 圖，本發明於常態照明時之架構方塊示意圖，其中市電220V單相三線11表示供電線有三條，一般標示為L1、N、L2，N為中性線，L1與L2兩者間電壓為220V，個別對中性線電壓為110V，而本發明之感應式螢光燈裝置需同時收到L1、N、L2三條電線之供電方可點亮，故一般於感應式螢光燈燈具設置一開關之配線方式，會將L1或L2加上中性線N直接接入感應式螢光燈燈具，而將該開關設在剩下的一條L1或L2之上。當市電正常送至整流單元2，整流單元2會將交流之市電轉換為直流送至該控制電路31之直流電力接收端312，並且將L1、L2任一條載有市電之結果藉由該市電狀態送出端21送至控制電路31之市電狀態接收端311，控制電路31若判定市電正常，且該開關ON為供電狀態，則將取自於整流單元2之直流電力，藉由充電電力送出端313傳送給備用電源4進行充電，且將該直流電力藉由常態市電供電端316輸送至 燈源單元5其中之功因校正單元51，以點亮感應式螢光燈54。然而前述之該開關若為OFF，則此系統則仍可判定市電仍是供電正常，因為本發明判定市電是否供電正常，乃在於L1、L2任一條載有市電即可，一般可利用加法器電路加以實現，而該電路細節非本發明重點故不贅述。

請參考第6圖，說明本發明在市電斷電時之運作，市電220V 單相三線11無有電力送至整流單元2，整流單元2則無法送出直流電力給該控制電路31之直流電力接收端312，且市電狀態送出端21亦無法送出L1、L2任一條載有市電之訊息給控制電路31之市電狀態接收端311；故，該控制電路31判定市電斷電，此時，會通知該備用電源4，進行放電、升壓，並開啟放電電力接收端314以及備用電源給電端315，將來自該備用電源4之電力傳送給該燈源單元5其中之該變頻單元52，以點亮該感應式螢光燈54。

本發明之第二實施例，請參考第7圖，為本發明配合單相兩 線220V之架構方塊示意圖，以及第3圖習知技術之無極燈專用的轉接結構外觀圖，顧名思義本實施例即是在傳統燈座例如：E27型…，實現本發明結合常態與非常態照明之感應式螢光燈裝置，與前一實施例主要差別在於，一市電單相兩線12以及燈座121，市電單相兩線即是只有N、L兩條線，N為中性線，L與N之壓差為110V或220V，因傳統燈座係藉由N、L兩條線構成回路，故一般於傳統燈座設置一開關之配線，為了避免開關啟閉時產生電弧引發觸電，會將該開關設置於中性線N上，因此會將L線直接接入感應式螢光燈燈具。

當110V或220V單相兩線市電正常且供電送至燈座121，而燈 座121則立即將電力傳至整流單元2，整流單元2會將交流之市電轉換為直流 送至控制電路31之直流電力接收端312，並且將前述L線載有市電之結果藉由市電狀態送出端21送至控制電路31之市電狀態接收端311，控制電路31則可判定市電正常，且若該開關為ON之供電時，則將來自於該整流單元2之直流電力藉由該充電力送出端313傳送給備用電源進行充電，且藉由常態市電供電端316，將整流單元2之直流電力輸送至燈源單元5之功因校正單元51，以點亮該感應式螢光燈54。然而前述之開關若為OFF，則此系統則仍會判定市電仍是供電正常，因為本發明判定市電是否供電正常，乃在於L線載有市電即可。

本發明之第三實施例，請參考第8圖，本發明具遙控功能之 架構方塊示意圖；本實施例可應用於第一實施例以及第二實施例，故此間差別系在於一市電13，不再額外界定其為單相兩線或是單相三線，並於控制電路32，增設一遙控接收單元321，且亦相對增設一遙控單元6；此實施例主要特徵在於，遙控接收單元321僅在於市電斷電時，才能接收遙控單元6之遙控訊號，主要是當市電斷電且無須臨時照明時，控制電路32可藉該遙控單元6發出之遙控訊號，以關閉備用電源4供電給燈源單元5之路徑，亦即關閉備用電源給電端315或放電電力接收端314，以節省備用電源4之電力，待市電尚未正常供應而又需臨時照明時再予以啟動。

本發明之第四實施例，請參考第9圖，本發明具自主放電功 能之架構方塊示意圖；本實施例亦可應用於第一實施例以及第二實施例，主要在於該控制電路33，增設一自主放電單元331；此實施例主要在於，當備用電源4電力充飽後，由控制電路33之自主放電單元331計時一段預設時間後，標記為一準備放電狀態，該段時間可為一週或一個月或一季，當控制 電路33之自主放電單元331處於準備放電狀態時，須待市電正常，且供電迴路之開關為ON時，控制電路33則會將該常態市電供電端316以及充電電力送出端313斷開，模擬市電斷電狀況，轉而偵測直流電力接收端312是否仍有該整流單元2送出之直流電力，以判定該開關是否為ON，並開啟放電電力接收端314以及備用電源給電端315，由備用電源4供應燈源單元5所需電力；此時，若該開關為OFF則控制電路33則將整個系統回歸至市電供電正常而供電迴路開關OFF之狀態；本實施例亦可應用於第一實施例以及第二實施例，本發明之第五實施例，請參考第10圖，本發明之備用電源無須升壓之架構方塊示意圖，主要在於備用電源4，移除原先之升降壓電路41，增設一降壓電路411，於備用電源4充電時進行電壓降壓工作，將市電降為12~36V，再將電力輸至充放電路42，此時充放電路42則將該電力充至電池單元43；反之，若於放電時，電池單元43則藉由充放電路42，將電力送至控制電路31之放電電力接收端314。再藉由控制電路31之備用電源給電端315將該電力供給燈源單元5之變頻單元52，以驅動感應式螢光燈54。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，非用以限定發明作之專利範圍，其他運用本發明之專利精神之等效變化，均應俱屬本發明之專利範圍。

11‧‧‧市電220V單相三線

2‧‧‧整流單元

21‧‧‧市電狀態送出端

31‧‧‧控制電路

311‧‧‧市電狀態接收端

312‧‧‧直流電力接收端

313‧‧‧充電電力送出端

314‧‧‧放電電力接收端

315‧‧‧備用電源給電端

316‧‧‧常態市電供電端

4‧‧‧備用電源

41‧‧‧升降壓電路

42‧‧‧充放電路

43‧‧‧電池單元

5‧‧‧燈源單元

501‧‧‧驅動訊號

502‧‧‧負回授輸出訊號

503‧‧‧控制訊號

51‧‧‧功因校正單元

52‧‧‧變頻單元

53‧‧‧控制單元

54‧‧‧感應式螢光燈

Claims (10)

1. 一種結合常態與非常態照明之感應式螢光燈裝置，整合一般照明以及臨時照明兩種功能，該感應式螢光燈裝置包括：一整流單元，用以銜接市電供電線路，於整流後輸出直流電力，該整流單元具有一市電狀態送出端以送出一市電狀態訊號；一控制電路，係包含獨立分開之一直流電力接收端、一市電狀態接收端、一常態市電供電端、一充電電力送出端、一放電電力接收端以及一備用電源給電端，該直流電力接收端用以接收來自於該整流單元所輸出之直流電力；而該市電狀態接收端用以接收來自於該整流單元之該市電狀態訊號，做為市電狀態判斷依據，並以此判斷結果決定供電切換；一備用電源，耦接於該控制電路之該充電電力送出端以及該放電電力接收端，於市電供電時充電，而於市電斷電時提供電力；一燈源單元，耦接至該控制電路；該燈源單元係包括：一功因校正單元，耦接於該控制電路之該常態市電供電端，於市電供電正常時接收來自該控制電路之電力；一變頻單元，於市電供電正常時接收來自該功因校正單元之電力，而市電斷電時則接收來自該控制電路之該備用電源給電端，所提供之電力；以及一感應式螢光燈，係接收該變頻單元所送出之一驅動訊號而被驅動發光。
2. 如申請專利範圍第1項所述之感應式螢光燈裝置，其中該控制電路係設有一遙控接收單元以接收一外部遙控訊號，該遙控接收單元在於市電斷電 時，方能接收該外部遙控訊號，該控制電路根據該遙控接收單元所收到之該外部遙控訊號，以關閉或開啟該備用電源給電端或該放電電力接收端。
3. 如申請專利範圍第1項所述之感應式螢光燈裝置，其中該控制電路更包含一自主放電單元，當該備用電源電力充飽後，由該控制電路之該自主放電單元計時一段預設時間後，標記為一準備放電狀態，當該控制電路之該自主放電單元處於該準備放電狀態時，則於市電正常並為供電狀態，該控制電路會將該常態市電供電端以及該充電電力送出端斷開，同時開啟該放電電力接收端以及該備用電源給電端，由該備用電源供應該燈源單元所需電力。
4. 一種配合單相兩線市電，結合常態與非常態照明之感應式螢光燈裝置，整合一般照明以及臨時照明兩種功能，該感應式螢光燈裝置包括：一燈座，用以銜接一市電供電線路；一整流單元，用以銜接該燈座，於整流後輸出直流電力，該整流單元具有一市電狀態送出端以送出一市電狀態訊號；一控制電路，係包含獨立分開之一直流電力接收端、一市電狀態接收端、一常態市電供電端、一充電電力送出端、一放電電力接收端以及一備用電源給電端，該直流電力接收端用以接收來自於該整流單元所輸出之直流電力；而該市電狀態接收端用以接收來自於該整流單元之該市電狀態訊號，做為市電狀態判斷依據，並以此判斷結果決定供電切換；一備用電源，耦接於該控制電路之該充電電力送出端以及該放電電力接收端，於市電供電時充電，而於市電斷電時提供電力； 一燈源單元，耦接至該控制電路；該燈源單元係包括：一功因校正單元，耦接於該控制電路之該常態市電供電端，於市電供電正常時接收來自該控制電路之電力；一變頻單元，於市電供電正常時接收來自該功因校正單元之電力，而市電斷電時則接收來自該控制電路之該備用電源給電端，所提供之電力；以及一感應式螢光燈，係接收該變頻單元所送出之一驅動訊號而被驅動發光。
5. 如申請專利範圍第4項所述之感應式螢光燈裝置，其中該控制電路係設有一遙控接收單元以接收一外部遙控訊號，該遙控接收單元在於市電斷電時，方能接收該外部遙控訊號，該控制電路根據該遙控接收單元所收到之該外部遙控訊號，以關閉或開啟該備用電源給電端或該放電電力接收端。
6. 如申請專利範圍第4項所述之感應式螢光燈裝置，其中該控制電路更包含一自主放電單元，當該備用電源電力充飽後，由該控制電路之該自主放電單元計時一段預設時間後，標記為一準備放電狀態，當該控制電路之該自主放電單元處於該準備放電狀態時，則於市電正常並為供電狀態，該控制電路會將該常態市電供電端以及該充電電力送出端斷開，同時開啟該放電電力接收端以及該備用電源給電端，由該備用電源供應該燈源單元所需電力。
7. 如申請專利範圍第1項或第4項所述之感應式螢光燈裝置，其中該備用電源更包含一升降壓電路，該升降壓電路係將直流電力12~36V升壓至直流 電力400V之變電壓電路。
8. 如申請專利範圍第1項或第4項所述之感應式螢光燈裝置，其中該燈源單元之該變頻單元於市電斷電時，接收來自該控制電路之該備用電源給電端之電力，以驅動該感應式螢光燈發光；而該電力係由該備用電源送至該控制電路之該放電電力接收端。
9. 如申請專利範圍第1項或第4項所述之感應式螢光燈裝置，其中該備用電源更包含一降壓電路，該降壓電路係將市電整流後的直流電壓值降壓至12~36V之變電壓電路。
10. 如申請專利範圍第1項或第4項所述之感應式螢光燈裝置，其中該燈源單元設有一控制單元接收來自於該驅動訊號之一負回授輸出訊號，根據該負回授輸出訊號，向該變頻單元送出一控制訊號，該變頻單元根據該控制訊號將直流電壓轉變為一交流調光訊號作為驅動訊號輸出至該感應式螢光燈，驅動該感應式螢光燈發亮。