TWI433596B - 市電同步控制裝置及其控制方法 - Google Patents

Description

市電同步控制裝置及其控制方法

本發明係一種市電同步控制裝置及其控制方法，特別是指一種利用同步於電源頻率的控制訊號的市電同步控制裝置及其控制方法。

從白熾燈(incandescent lighting)到更有效率形式之電子燈的改變一直是發光設備的主流。儘管更有效率的發光系統的設置成本很高，但隨著電價的上漲，用較少功率提供更多輸出之發光方式變成可實行且節能。尤其，螢光燈(fluorescent lighting)是最有效率且最符合成本之電子發光形式中的一種。在螢光燈系列中，有很多不同的形式，如：省能源緊湊型螢光燈(compact fluorescent lamps，CFL)、冷陰極螢光燈(cold cathode fluorescent lamps，CCFL)、熱陰極螢光燈(hot cathode fluorescent lamps，HCFL)。其它現存且較早發展的有效率發光形式有白光型發光二極體(white light emitting diode，WLED)及奈米碳管(carbon nano-tube，CNT)發光設備。

不論哪一種新世代的發光設備被選擇，如果發光設備的系統可以在特定時間依所需的適當功率等級運作，則進一步節省更多能源是可以被達成的。舉例來說，在家庭應用中，當閱讀時可以使用全功率的燈光，也可以調整成非常低功率的設定來作為夜燈使用。在工業或辦公室上的設定，為了節省能源且維持一定程度的安全性，此系統有可以在非工作時間調低發光功率的優點。當辦公室燈光部分係為其他來源提供時，如：從辦公室窗戶所入射的陽光，此系統同樣也有調低室內燈光亮度的優點。

對於很多發光設備的種類而言，尤其是先前所列舉的，即CFL、CCFL、HCFL、WLED及CNT，特別地有種有效率的調光方式被稱作脈寬調變(pulse width modulation，PWM)調光，也稱作叢發(間歇)調光(burst mode dimming)或工作週期調光(duty factor dimming)。在PWM調光期間，光源係以一極快而導致肉眼無法辨識的頻率來被開啟及關閉。工作週期理論上可以從0%至100%之間變化。每次當燈被開啟時，便以全功率運作(用於特別的燈具，它通常是被選作最有效率的運作區域)；當燈被關閉時，便不會消耗能量。PWM調光頻率通常在100Hz至1kHz等級間。

使用PWM調光或其他調光方式於家庭或辦公室上有幾個問題。第一個重要的問題是，在不需要分開的控制訊號和另行安裝的控制線路下，如何控制燈具調光的等級。舉例說，想像重新配置一間房子的線路，來使每一個在天花板上的燈具有額外的控制電路去運作它。在使用者可以輕易完成的範圍內，這些額外的線路將會回到一個地方，且部分控制電路將會需要位於燈具內及在使用者可以輕易取得的位置。一個甚至更複雜的系統可以使用無線電控制(radio control)或紅外線(infrared，IR)系統來通訊或控制各別的發光設備。這些提供住宅或商業上的調光方式並沒有技術上的錯誤。然而，為了包含額外的控制電路，通常增加額外配置線路的成本或修改現存線路系統的花費將非常可觀，如：使用無線電或紅外線控制的應用。

第二個主要的問題涉及同步化多個燈具的輸出，以便使這些燈具的發光不會明顯地變化而被使用者所察覺。如果可以確認每個燈具的工作週期(duty cycle)是相同的，則PWM模式的調光會是一個有效的實行方式。又有多少設備能控制每一個燈具應該以50%工作週期運作呢？如果一個設備能運作每一個燈具的各自分開的控制電路，則每一個燈具可以藉由同一個訊號被開啟或關閉。但是，還是有上述所提及的問題存在，即增加配線的花費極複雜度。

如果有設備可以確認所有的燈具可以同時以相同的工作週期運作，則該設備也必須確認調光頻率對所有在鄰近區域內的燈具都是相同的。如果不同燈具的調光頻率各自不同，則每個燈具調光頻率的差異可能會產生亮度隨時間改變而被肉眼察覺的問題。這種效應稱作"閃爍(beating)"，在筆記型電腦背光領域也是眾所皆知的。背光模組的調光頻率可能隨著顯示器掃描頻率而"閃爍(beat)"，並且在顯示器內會產生肉眼可察覺的不規則影像。

職是之故，申請人鑑於習知技術中所產生之缺失，經過悉心推論與研究，構思出本案「市電同步控制裝置及其控制方法」，能夠克服上述之缺點，以下為本案之簡要說明。

本發明提供一種市電同步控制裝置及其控制方法，特別是指一種利用同步於電源頻率的控制訊號的市電同步控制裝置及其控制方法，該訊號的頻率可以為某一頻率的倍數，如：該電源頻率的倍數。藉由本發明可以解決使用遭相同電源的多個設備不能同步控制或因頻率差異而造成閃爍之問題。再者，本發明也具有降低成本的優點，如此便可以大量製造及應用，如使用在高價位的發光設備。值得注意的是，該控制訊號可以是一脈寬調變控制訊號，也可以從自身的脈寬調變輸出所衍伸出。

依據上述構想，本發明提出一種市電同步控制裝置，包括：一閾值交點偵測器(threshold crossing detector)，接收一第一輸入訊號、偵測該第一輸入訊號與一第一閾值的一交點及產生具有依據該交點的一第一特定頻率的一第一輸出訊號；一鎖相迴路(PLL)，耦接至該閾值交點偵測器，並產生具有一第二特定頻率的一第二輸出訊號，其中該第二特定頻率為該第一特定頻率的一倍數並且與該第一輸出訊號同步；以及一輸出電路，耦接至該鎖相迴路、接收一第二輸入訊號及產生具有該第二特定頻率及被該第二輸入訊號所決定的一特定工作週期(duty cycle)、與該第一輸出訊號同步一控制訊號，用以控制一電子裝置。

較佳地，本發明所提出上述之控制裝置，其中該電子裝置係為具有耦接至該控制裝置的一安定器的發光裝置，該發光裝置係為T-x(T12/T10/T9/T8/T5)燈管、愛迪生燈泡和傳統形式的其中一種。

較佳地，本發明所提出上述之控制裝置，其中該控制裝置被配置於該發光裝置中，並藉由該控制訊號控制該發光裝置的功率。

較佳地，本發明所提出上述之控制裝置，更被配置於該安定器中。

較佳地，本發明所提出上述之控制裝置，其中該發光裝置具有至少一冷陰極螢光燈(CCFL)。

較佳地，本發明所提出上述之控制裝置，其中該特定工作週期係為由12.5%、25%、37.5%、50%、62.5%、75%和87.5%、100%中所選出的一預定值。

較佳地，本發明所提出上述之控制裝置，更包括一感應器，耦接至該輸出電路並提供該第二輸入訊號，其中該輸出電路選擇該特定工作週期。

較佳地，本發明所提出上述之控制裝置，其中該輸出電路係為一類比脈寬調變產生器(analog PWM generator)，而該類比脈寬調變產生器和該感應器形成具有與第二特定頻率同步的一第三特定頻率的一類比脈寬調變回饋電路。

較佳地，本發明所提出上述之控制裝置，其中該類比脈寬調變產生器包括：一斜坡產生器(ramp generator)，耦接至該鎖相迴路，並提供具有該第二特定頻率且與該第一輸出訊號同步的一斜坡訊號；一比較器，耦接至該斜坡產生器；一誤差積分器(error integrator)，耦接至該比較器及該感應器；以及一電壓參考(voltage reference)，耦接至該誤差積分器並提供一參考訊號，其中，該控制訊號係為一脈寬調變控制訊號並由該比較器所產生。

較佳地，本發明所提出上述之控制裝置，其中該參考訊號係藉由一電源的關閉隨後開啟所造成的一電源中斷(power supply interruption)來調整，而該特定工作週期係由該第二輸入訊號、該斜坡訊號和該參考訊號所決定。

較佳地，本發明所提出上述之控制裝置，更包括各自對應於複數工作週期的複數狀態，其中該特定工作週期係為該複數工作週期之一，該複數狀態具有一初始狀態，該初始狀態的工作週期係由該感應器所設定，而該輸出電路藉由一電源中斷來選擇該特定工作週期。

較佳地，本發明所提出上述之控制裝置，一低電壓偵測器(AC line under-voltage detector)，接收一第三輸入訊號，並當該第三輸入訊號低於一第二閾值時，產生一第三輸出訊號。一中斷期間判別器(interrupt duration qualifier)，耦接至該低電壓偵測器，並且依據該第三輸出訊號產生一第四輸出訊號；以及一有限狀態機(FSM)，耦接至該中斷期間判別器及該輸出電路、依據該第四輸出訊號來選擇一特定狀態並產生該第二輸入訊號。

較佳地，本發明所提出上述之控制裝置，其中該閾值交點偵測器係為一零值交點偵測器(zero crossing detector)，該輸出電路係為一工作週期選擇器(duty cycle selector)，該第一輸入訊號係為一交流電電壓，該控制訊號係為具有該交流電電壓頻率倍數的一頻率並且與該交流電電壓訊號同步的一脈寬調變控制訊號。

較佳地，本發明所提出上述之控制裝置，其中該鎖相迴路耦接至該中斷期間判別器，以提供一準確的時基(time base)給該中斷期間判別器，該第三輸出訊號具有被關閉及開啟該交流電電壓的兩個時間點所決定的一持續期間，如果該持續期間短於一第一預定期間則該中斷期間判別器停止產生一額外的訊號，如果該持續期間長於該第一預定期間但短於一第二預定期間則該中斷期間判別器產生一有效訊號至該有限狀態機以將該特定狀態移動至下一狀態，如果該持續期間長於該第二預定期間則該中斷期間判別器產生一重置訊號至該有限狀態機以將該特定狀態重置到一初始狀態。

較佳地，本發明所提出上述之控制裝置，其中該有限狀態機更包括：該初始狀態，設定該電子裝置的功率等級於25%；一第二狀態，設定該電子裝置的功率等級於50%；一第三狀態，設定該電子裝置的功率等級於75%；一第四狀態，設定該電子裝置的功率等級於100%；一第五狀態，設定該電子裝置的功率等級於75%；一第六狀態，設定該電子裝置的功率等級於50%；以及一第七狀態，其中該第七狀態係為該初始狀態。

較佳地，本發明所提出上述之控制裝置，更包括一安定器、至少一燈具、一電壓調整器(voltage regulator)及一整流電路，其中該整流電路包括：一第一輸入端及一第二輸入端，用以接收該交流電電壓；一第一輸出端，耦接至該安定器，並提供一已整流的直流電壓；一第二輸出端，耦接至該低電壓偵測器，並提供該第三輸入訊號；一第三輸出端，耦接至該電壓調整器，並提供一電源；一第四輸出端，耦接至該零值交點偵測器，並提供該交流電電壓；一接地端，提供一負壓電源(negative supply)至該控制裝置；一全橋整流器，耦接至該第一輸入端、該第二輸入端、該第一輸出端及該接地端；一第一電阻，耦接至該第二輸入端及該第四輸出端；一第一電容，作為一濾波器(filter)，並耦接至該第一輸出端及該接地端；一電阻分壓器(resistor divider)，耦接至該第一輸出端、該第二輸出端及該接地端；一第四電阻，耦接至該第一輸出端；以及一第二電容，耦接至該第四電阻及該接地端，並儲存一能量及提供該電源。

復依據上述構想，提出一種市電同步控制裝置，包括：一差動電壓偵測器(differential voltage detector)，接收一第一輸入訊號及第二輸入訊號，而當該第一輸入訊號及該第二輸入訊號之間的差為一預定值時，則產生具有一第一特定頻率的一第一輸出訊號；一中斷期間判別器(interrupt duration qualifier)，耦接至該差動電壓偵測器，而當該第一輸出訊號的一停止期間長於一預定期間時，則產生一第二輸出訊號；一有限狀態機(FSM)，耦接至該中斷期間判別器、依據該第二輸出訊號來選擇一特定狀態並產生該第三輸出訊號；一鎖相迴路(PLL)，耦接至該差動電壓偵測器，並產生具有一第二特定頻率的一第四輸出訊號，其中該第二特定頻率為該第一特定頻率的一倍數並且與該第一輸出訊號同步；以及一工作週期選擇器(duty cycle selector)，耦接至該鎖相迴路及該有限狀態機，並產生具有該第二特定頻率及被該第三輸出訊號所決定的一特定工作週期(duty cycle)、與該第一輸出訊號同步的一脈寬調變控制訊號，用以控制一電子裝置。

較佳地，本發明所提出上述之控制裝置，其中預定值為零，且該有限狀態機更包括：一初始狀態，設定該電子裝置的功率等級於25%；一第二狀態，設定該電子裝置的功率等級於50%；一第三狀態，設定該電子裝置的功率等級於75%；一第四狀態，設定該電子裝置的功率等級於100%；一第五狀態，設定該電子裝置的功率等級於75%；一第六狀態，設定該電子裝置的功率等級於50%；以及一第七狀態，其中該第七狀態係為該初始狀態。

較佳地，本發明所提出上述之控制裝置，更包括一安定器、至少一燈具、一電壓調整器(voltage regulator)及一整流電路，其中該安定器耦接至該少一燈具，且該整流電路包括：一第一輸入端及一第二輸入端，用以接收一交流電電壓；一第一輸出端，耦接至該安定器，並提供一已整流的直流電壓；一第二輸出端，耦接至該差動電壓偵測器，並提供該第一輸入訊號；一第三輸出端，耦接至該電壓調整器，並提供一電源；一第四輸出端，耦接至該差動電壓偵測器，並提供與該交流電電壓同步的該第二輸入訊號；以及一接地端，提供一負壓電源(negative supply)至該控制裝置。

復依據上述構想，提出一種用於一電子裝置的控制方法，包括：(a)提供一交流電源；(b)產生與交流電源同步的一控制訊號；以及(c)藉由該控制訊號來控制該電子裝置。

較佳地，本發明所提出上述之控制方法，其中該控制訊號係為一脈寬調變(PWM)控制訊號或一類比控制訊號。

較佳地，本發明所提出上述之控制方法，其中該電子裝置係為一發光裝置，該脈寬調變控制訊號被用來調整該發光裝置的亮度。

較佳地，本發明所提出上述之控制方法，其中該交流電源具有一特定頻率，而該脈寬調變控制訊號具有從該特定頻率的倍數所衍伸及與該特定頻率同步的一特定工作週期(duty cycle)。

較佳地，本發明所提出上述之控制方法，其中該脈寬調變控制訊號具有與該交流電源同步的一固定頻率及一特定執行值的工作週期。

較佳地，本發明所提出上述之控制方法，其中該特定執行值由該交流電源的一中斷所決定，而該中斷係為將該交流電源關閉並隨後開啟的一動作，並具有一中斷期間。

較佳地，本發明所提出上述之控制方法，其中該特定執行值係為依大小逐漸改變的複數預定值之一，而決定該特定執行值的步驟包括：(b1)設定該特定執行值為該複數預定值中的最大預定值；(b2)依據該中斷期間，降低該特定執行值從該複數預定值中的一第一預定值到最接近該第一預定值的該複數預定值中的一第二預定值，直到該特定執行值被設定為該複數預定值中的最小預定值；(b3)依據該中斷期間，提高該特定執行值從該最小預定值到最接近該最小預定值的下一個預定值，直到該特定執行值被設定為該最大預定值；以及(b4)返回到步驟(b2)。

較佳地，本發明所提出上述之控制方法，其中該特定執行值係為依大小逐漸改變的複數預定值之一，而決定該特定執行值的步驟包括：(b’1)當該中斷期間長於一第一期間但短於一第二期間時，調整該特定執行值從該複數預定值中的一第一預定值到鄰近該第一預定值的該複數預定值中的一第二預定值；(b’2)當該中斷期間長於該第二期間時，重置該特定執行值到該複數預定值中的最大預定值；以及(b’3)當該中斷期間短於該第一期間時，維持該特定執行值。

較佳地，本發明所提出上述之控制方法，其中該特定執行值係為依大小逐漸改變的複數預定值之一，而決定該特定執行值的步驟包括：(b”1)設定該特定執行值為該複數預定值中的最小預定值；(b”2)依據該中斷的中斷期間，提高該特定執行值從該複數預定值中的一第一預定值到最接近該第一預定值的該複數預定值中的一第二預定值，直到該特定執行值被設定為該複數預定值中的最大預定值；(b”3)依據該中斷的中斷期間，降低該特定執行值從該最大預定值到最接近該最大預定值的下一個預定值，直到該特定執行值被設定為該最小預定值；以及(b”4)返回到步驟(b”2)。

復依據上述構想，提出一種用於具有一特定執行值的工作週期的一電子裝置的控制方法，其中該特定執行值係為依大小逐漸改變的複數預定值之一，該控制方法包括：(a)設定該特定執行值為該複數預定值中的一特定預定值；(b)自動並連續地減少該特定執行值從該複數預定值中的最大預定值到該複數預定值中的最小預定值；(c)當一電源中斷被執行於該步驟(b)的期間時，停止步驟(b)並設定該特定執行值為該電源中斷時的該複數預定值中的預定值；(d)自動並連續地增加該特定執行值從該最小預定值到該最大預定值；以及(e)當該電源中斷被執行於該步驟(d)的期間時，停止步驟(d)並設定該特定執行值為該電源中斷時的該複數預定值中的預定值。

較佳地，本發明所提出上述之控制方法，更包括一步驟(f)：重複該步驟(b)到(e)，用以設定該特定執行值在該最小預定值到該最大預定值之間。

較佳地，本發明所提出上述之控制方法，更包括一步驟(f’)：設定該特定執行值為該最大預定值。

較佳地，本發明所提出上述之控制方法，其中該步驟(f’)更包括一步驟(f’1)：當該電源中斷被執行於該特定執行值為該最大預定值的期間時，返回該步驟(b)。

為讓本發明之上述目的、特徵和功效能明顯易懂，特別舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

本案將可由以下的實施例說明而得到充分瞭解，使得熟習本技藝之人士可以據以完成之，然本案之實施並非可由下列實施案例而被限制其實施型態。

請參閱第1圖，其為本發明之第一較佳實施例。此第一較佳實施例係為一市電同步控制裝置100。該裝置100包括：一零交點偵測器(zero crossing detector)101、一鎖相迴路(PLL)102，耦接至該零交點偵測器101及一輸出電路103，耦接至該鎖相迴路102。

該零交點偵測器101偵測是否一交流電電壓(AC power line voltage)通過該交流電電壓的電壓循環或週期(voltage cycle)的某一部份，通常是60赫茲(Hz)電壓源或其他電壓源。基本上，並不一定需要電壓為零的這一點，也可以是其他數值。較佳的是它是發生在每一個循環或週期上輸入電壓的相同部分，通常是正弦函數的輸入電壓上的某一定值。以這種方式，在相同交流電源(AC line)的不同的市電同步控制裝置間的頻率將會是一樣的。即便是不同的市電同步控制裝置間的相位差(phase difference)不為零，每一個市電同步控制裝置的頻率仍然相同。通常不通裝置間的相位差為一常數，可以不需要為零。值得注意的是，一閾值交點偵測器(threshold crossing detector)可以被應用於本發明。

該零交點偵測器101的輸出成為該鎖相迴路102的參考輸入，而該鎖相迴路102的輸出係為交流電源頻率的倍數。以本例來說，該鎖相迴路102提供60Hz、120Hz、240Hz、480Hz，而這些不同的頻率全部都是同步的，且成為該輸出電路103的輸入。

該輸出電路103使用組合邏輯(combinational logic)從該鎖相迴路102的輸出來建構25%、50%、75%的脈寬調變(PWM)訊號，或如：12.5%、25%、37.5%、50%、62.5%、75%和87.5%、100%中所選出的一預定值(或連續可變的週期)，當然也可以建構出其他的工作週期。這些不同的脈寬調變訊號全部都是同步於該60Hz電壓源。一個已接收的訊號可以從上述不同的脈寬調變訊號中來決定哪個訊號作為脈寬調變控制輸出(PWM control output)。藉由增加該交流電源頻率的倍數，幾乎任何工作週期(duty cycle/factor)的脈寬調變訊號可以被建構出。值得注意的是，該輸出電路103可以是一個工作週期選擇器(duty cycle selector)。而該工作週期選擇器係從該交流電電源頻率倍數的邏輯組合所衍伸出的工作週期組中來做選擇。

請參閱第2a圖，其為本發明之第二較佳實施例。此第二較佳實施例200包括：一感應器201，通常為一周遭亮度感應器(ambient light sensor)或其它可以偵測物理性質的感應器，如：溫度、壓力或速度等；一輸出電路202，耦接至該感應器201；一鎖相迴路203，耦接至該輸出電路202；及一零交點偵測器204，耦接至該鎖相迴路203。特別地，該感應器201依據周遭亮度、溫度、壓力或其他因素來輸出一訊號至該輸出電路202，用以？該輸出電路202的脈寬調變控制訊號選擇依工作週期。藉由此種方式，一個房間中的亮度可以維持一定值，即便其它光源會隨著一天的時間而變化，如：太陽光。

請參閱第2b圖，其為本發明第二較佳實施例的變化。第2b圖的控制裝置200'係類似於第2a圖中的實施例，相同的地方是該感應器201係耦接至一類比脈寬調變產生器205，該類比脈寬調變產生器205的運作頻率係同步於可由該鎖相迴路203中得到的該交流電源頻率倍數的其中之一。如果這是用於照明方面，每一個控制裝置200'提供一脈寬調變訊號至一燈具或安定器以控制亮度，藉此來自該感應器201的訊號會被變調整到某一預定閾值。這種狀況下，不同燈具的工作週期會彼此不同，因為用於每個燈具各自的感應器所感應到的亮度都不同。然而，在相同交流電路下的每個燈具的脈寬調變訊號的頻率仍然是相同的，因為每一個控制裝置200'係從該交流電電壓推演並取得其運作頻率。

請參閱第2c圖，其為第2b圖中的類比脈寬調變產生器的類比脈寬調變控制電路。此控制電路2001包括：一單一脈衝電路(1-shot circuit)211，耦接至該鎖相迴路203；一斜坡產生器(ramp generator)212，耦接至該單一脈衝電路211，並提供具有同步於可由該鎖相迴路203中得到的該交流電源頻率倍數的一特定頻率的一斜坡訊號；一比較器213，耦接至該斜坡產生器212；一誤差積分器(error integrator)214，耦接至該比較器213及該感應器201；以及一電壓參考(voltage reference)215，耦接至該誤差積分器214並提供一參考訊號。其中，該控制訊號係為一脈寬調變控制訊號並由該比較器213所產生。

該誤差積分器214感應來自感應器201的感應訊號和該參考訊號的差。其中該參考訊號可以藉由一電源中斷(power interruption)或其他方式來調整，而電源中斷是一個把交流電電源關閉並隨後開啟的動作。該誤差積分器214的輸出係為該誤差積分器214的差動輸入電壓對時間分的表現。此外，該誤差積分器214的輸出與來自斜坡產生器212的三角訊號(通常是鉅齒狀，即多個斜坡所組成)被比較，而該三角訊號的頻率係為該交流電壓某一整數倍的頻率。該脈寬調變比較器213的輸出形成脈寬調變控制訊號，其中隨著感應電壓(來自該感應器201)變得低於該參考電壓時，脈寬調變控制訊號的工作週期便隨之增加。隨著感應電壓變得高於該參考電壓時，該脈寬調變比較器213的輸出的工作週期便隨之減少。值得注意的是，對於某些回饋系統，感應訊號增益(gm)的兩極可以被顛倒，在這種情況下，該脈寬調變輸出將需要兩極的倒置。也必須注意，該脈寬調變輸出依據被該脈寬調變輸出訊號所控制的裝置的需求而需要兩極的倒置。

請參閱第3圖，其為本發明之第三較佳實施例。此第三較佳實施例300包括：一零交點偵測器301，耦接至一鎖相迴路302；一工作週期選擇器303，耦接至該鎖相迴路302與一有限狀態機(FSM)304；及一中斷期間判別器(interrupt duration qualifier)305，耦接至有限狀態機304與一低電壓偵測器(AC line under-voltage detector)306。該零交點偵測器301、該鎖相迴路302及該工作週期選擇器303運作如同前述的市電同步控制裝置。

該低電壓偵測器306感應與直流的已整流電壓成比例的一電壓。當該電壓低於某一個閾值時，該低電壓偵測器發出代表電源中斷已發生的訊號。該中斷期間判別器305用來判定該電源中斷是否為一有效的電源中斷。如果該中斷太短，則可以被忽略。如果該中斷長於低標時間tmin且短於高標時間tmax，則該中斷期間判別器305依事先被程式好的演算法來發出表示該中斷為有效的訊號至該有限狀態機304。如果該中斷長於高標時間tmax，則發出表示該有限狀態機304應被重設至初始狀態或預設狀態的訊號至該有限狀態機304。

有效的中斷導致該有限狀態機304從一狀態移動至下一狀態。在較佳實施例中，脈寬調變控制輸出的工作週期從100%變成75%，從75%變成50%，從50%變成25%，在變成50%並依序如此。值得注意的是，那些不同的脈寬調變控制訊號的頻率全都同步於該60Hz電壓源，且該有限狀態機304決定哪一個脈寬調變控制訊號應被使用為為脈寬調變控制的輸出。再者，該中斷期間判別器305可被耦接至該鎖相迴路302，如此該鎖相迴路302可以提供一準確的時基(time base)至該中斷期間判別器305，而該中斷期間判別器305便可以提供精準的中斷時間判別，就如同電路的一有效率利用。

請參閱第4圖，其為本發明使用於一燈具的第一應用。在此應用裡，一整流電路410，耦接至一控制裝置420及一安定器430；該安定器430耦接至至少一燈具440，如：冷陰極螢光燈或其他前述背景技術所提及的燈具。該控制裝置420運作如第三較佳實施例300，且包含一齊納二極體(zener diode)4201作為一穩壓器(shunt regulator)、一低電壓偵測器4202、一零交點偵測器4203、一鎖相迴路4204、一工作週期選擇器4205、一有限狀態機4206及一中斷期間判別器4207。

該整流電路410具有：一第一輸入端4101及一第二輸入端4102，用以接收一交流電電壓，如60Hz電源電壓；一第一輸出端4103，耦接至該安定器430，並提供一已整流的直流電壓；一第二輸出端4104，耦接至該低電壓偵測器4202；一第三輸出端4105，耦接至該穩壓器4201；一第四輸出端4106，耦接至該零值交點偵測器4203，並提供同步於該交流電電壓的一第一訊號；及一接地端4107，提供一負壓電源(negative supply)至本發明電路420及該安定器430。值得注意的是，其他任何形式的電壓調整器(voltage regulator)也可被應用於此例。

該整流電路410更包含：一全橋整流器4111，耦接至該第一輸入端4101、該第二輸入端4102、該第一輸出端4103及該接地端4107，以該交流電電壓來產生直流電壓；一第一電阻4112，耦接至該第二輸入端4102及該第四輸出端4106；一第一電容4113，作為一濾波器(filter)，並耦接至該第一輸出端4103及該接地端4107，以平滑化(smooth out)來自該全橋整流器4111的波浪(ripples)；一電阻分壓器(resistor divider)4114，耦接至該第一輸出端4103、該第二輸出端4104及該接地端4107；一第二電阻4115，耦接至該第一輸出端4103，以提供低電壓源至該控制裝置420；以及一第二電容4116，耦接至該第二電阻4115及該接地端4107，以儲存一能量，並當該交流電電壓被短暫切斷時，提供該電源以維持該控制裝置420。值得注意的是，透過該第二電阻4115來提供電源至該控制裝置420並非唯一的方式。在這些情況，用該安定器430的三繞組切換電路(tertiary winding off the switching circuitry)來提供電壓給電子元件是最普遍的。然而，所有這些方法都是習知技術，系統設計者所選出的特定方式並不會改變本發明的功效。

耦接至該工作週期選擇器4205的該安定器430可以藉由與來自該工作週期選擇器4205的脈寬調變波形的工作週期成比例的一脈寬調變控制訊號來控制該至少一燈具440的亮度。本發明並沒有意圖去定義一個特別的安定器。值得注意的是，該脈寬調變控制訊號具有同步於該交流電電壓的一頻率，而該頻率是該交流電電壓頻率的整數倍，如此"閃爍"效應就不會在調光多個燈具時發生。

較佳地，當使用者想要藉由短暫中斷電源來發出想要改變亮度的訊號時，提供給該控制裝置420的電源必須有效維持大於該中斷的時間。這並非難事，因為控制裝置的電源電流可以被調成很小，因而可以在電源的中斷期間使合理大小的電容來維持電源。如果不是這種情形，則該控制裝置420會"忘記"使用者想要的亮度設定，並於下次電源被供應時重新自我設定。加入某些非揮發性記憶體(non-volatile memory)，使用者想要的亮度設定就可以永遠地被記憶住，但是這些額外的記憶體會增加本發明的成本。在一適當的時間後或重新開啟電源後無法重新設定到初始狀態時，就會需要清除該非揮發性記憶體的電路。

在應用時，本發明係與安定器分開。然而，使用者最後還是會希望把燈具或其他設備的電子安定器和本發明的電路合併在一起。這將可更進一步節省成本跟空間。舉例來說，本發明更可以被配置於一發光裝置內，該裝置可以是T-8燈管、T-x燈管、愛迪生燈泡或傳統/標準形式的燈具。更特別地，本案發明也可被配置於用來驅動冷陰極螢光燈的電子安定器中。

請參閱第5圖，其為本發明的第四較佳實施例。此第四較佳實施例500包含：耦接至一鎖相迴路502的一差動電壓偵測器(differential voltage detector)501、耦接在該鎖相迴路502和一有限狀態機504之間的一工作週期選擇器503、耦接在該有限狀態機504和該差動電壓偵測器501之間的一中斷期間判別器505。第四較佳實施例500以和第三較佳實施例300相同的方式運作，而該差動電壓偵測器501取代了低電壓偵測器306和零交點偵測器301。該差動電壓偵測器501不單單只是運作以提供具有與差動輸入電壓(differential input voltage)的頻率相同的一頻率的一訊號，而且當該訊號停止了一段足夠的時間，該中斷期間判別器505將會把訊號的缺乏視為是一有效的電源中斷。以這種方式，一交流電源的一中斷可以被偵測，且來自該工作週期選擇器503的脈寬調變控制訊號也可以同步於該交流電電壓。再者，該差動電壓偵測器501示眾所皆知的習知技術，而且與單端偵測器(single ended detectors)相比，如該零交點偵測器301，在其輸入端上較不易受雜訊的影響。如同之前關於第三較佳實施例300所述，該鎖相迴路502可以被耦接至該中斷期間判別器505，以提供一穩定的時基給該中斷期間判別器505。

請參閱第6圖，其為本發明使用於一燈具的第二應用。在此應用裡，一整流電路610，耦接至一控制裝置620及一安定器630；該安定器630耦接至至少一燈具640，如：冷陰極螢光燈或其他前述背景技術所提及的燈具。該控制裝置620運作如第四較佳實施例500，且包含一穩壓器6201、一差動電壓偵測器6202、一鎖相迴路6203、一工作週期選擇器6204、一有限狀態機6205及一中斷期間判別器6206。

該整流電路610具有：一第一輸入端6101及一第二輸入端6102，用以接收一交流電電壓，如60Hz電源電壓；一第一輸出端6103，耦接至該安定器630，並提供一已整流的直流電壓；一第二輸出端6104和一第三輸出端6105，個別耦接至該差動電壓偵測器6202；一第四輸出端6106，耦接至該穩壓器6201；及一接地端6107，提供一負壓電源至本發明電路620及該安定器630。

該整流電路610更包含：一全橋整流器6111，耦接至該第一輸入端6101、該第二輸入端6102、該第一輸出端6103及該接地端6107，以該交流電電壓來產生直流電壓；一第一電阻6112，耦接至該第一輸入端6101及該第二輸出端6104；一第二電阻6113，耦接至該第二輸入端6102及該第三輸出端6105；一第一電容6114，作為一濾波器(filter)，並耦接至該第一輸出端6103及該接地端6107，以平滑化(smooth out)來自該全橋整流器6111的波浪(ripples)；一第三電阻6115，耦接至該第一輸出端6103，以提供一低電壓源給該控制裝置620；以及一第二電容6116，耦接至該第三電阻6115及該接地端6107，以儲存一能量，並當該交流電電壓被短暫切斷時，提供該電源以維持該控制裝置620。

該工作週期選擇器6204被耦接至該安定器630，並提供同步於該交流電電壓且具有該交流電電壓頻率整數倍的一頻率的一脈寬調變控制訊號來調整該至少一燈具640的亮度。

請參閱第7圖，其為本發明使用於多個燈具的第三應用。在此應用裡，每一個燈具703依據一開關(switch)701的動作來被一裝置702驅動及調光，該裝置702是一個與本發明結合的安定器。每一個燈具/安定器/本發明的組合可以被配置於明顯不同的區域。但唯一的需求是這些裝置必須必須被相同的交流電電壓電路所驅動。一電路704更被應用於此例，好比使用者可以把該燈具703設定到想要的亮度，而方法是藉由使該電路704在預設的時間或適當的次數來中斷該交流電電源以達到想要的亮度。

請參閱第8圖，其為本發明使用於多個燈具的第四應用。在此情況裡，包含安定器及本發明的每一個裝置802是具有驅動多個燈具803及調整其亮度的能力。一開關801是被用來開啟電源或製造電源中斷。

請參閱第9圖，其為本發明的第一流程圖。第一方法90從提供一交流電電源開始(步驟901)，該交流電電源最佳為60赫茲的交流電電壓。然後，本發明的裝置產生與該交流電同步的一控制訊號(步驟902)，該控制訊號可以是脈寬調變控制訊號或一適合的類比控制訊號。最後，本發明的裝置藉由該控制訊號來控制一裝置(步驟903)。當控制一群使用相同交流電電源的裝置時，使用本方法可以解決因頻率差異所引起的閃爍問題。這種方法更可被用來控制燈具。舉例來說，一個電子電路可以產生一控制訊號來調整燈具的亮度，其中該訊號以一固定頻率開啟或關閉並具有不同的工作週期。提供至燈具的交流電電源的中斷可以被本發明的電路所感測，該中斷並被使用來作為電路狀態由某狀態移動至下一狀態的依據，而該中斷的期間不會太長或太短。每一個狀態個別對應於一個特定值的工作週期，並用於該被提供的控制訊號。如果中斷大於一適當的時間，則將該電路重新設定到初始狀態。如果中斷小於一預設的時間，則該中斷即被忽略。該控制訊號的相位是同步於提供給該燈具的該交流電電源。特定的工作週期是從該交流電電源頻率的整數倍數的組合所衍伸的基本週期的分率。

請參閱第10圖，其為本發明的第二流程圖。第二方法100從提供一交流電電源開始(步驟1001)，該交流電電源最佳為60赫茲的交流電電壓。然後，藉由已程式的演算法需求來選擇一頻率和一工作週期(步驟1002)，而本發明的裝置產生與該交流電同步且具有以選擇的該頻率和該工作週期的一脈寬調變控制訊號(步驟1003)。最後，本發明的裝置藉由該脈寬調變控制訊號來控制一裝置(步驟903)，而通常該裝置為燈具。

本發明的裝置及方法主要是應用在調整燈具的亮度，但是也可以使用於控制其他裝置。當用於控制燈具的亮度時，本發明是由電子電路所構成，最可能是由一積分電路所構成，並且位於現代螢光燈或其他發光裝置(如白光型發光二極體或奈米碳管發光設備)的一般電子安定器電路中，當然也可以配置在該安定器電路附近。其中這些發光裝置的電源都來自一交流電電源，通常為50赫茲或60赫茲，但是實際的頻率是多少並不重要。本發明的電子電路通常是一低電壓電路，並從安定器或控制電路來取得電源。通常是以三繞組的形式從變壓器取得，或是從跨過一已整流的交流電輸入電壓的一洩露電阻(bleed resistor)來取得，如第4圖及第6圖。

當電源(electrical power)變成可被取得時，本案所述的發明會感測並發出一控制訊號至安定器電路，該控制訊號指示裝置應該以某一低等級的亮度或功率運作，譬如25%的功率或亮度是藉由發出一具有25%工作週期的脈寬調變訊號或用於特定安定器的一適當類比訊號來達成。同時，本發明初始化把自己同步於到來的交流電電源訊號一鎖相迴路。調光訊號頻率係同步於該交流電電源訊號。這意味著，在相同交流電電源上的每個燈具係同步於同一時基的。這工作週期也很容易從該交流電電源頻率的倍數所衍伸，如此每個使用相同交流電電源訊號的燈具將使用想同的調光頻率跟相同的工作週期。一精確的類比控制訊號也可以從使用精確由本發明中鎖相迴路所取得的工作週期中來取得。

如果沒有交流電電源的中斷，本發明可永久地將燈具的亮度維持在這個低等級。然而，如果本發明感測到該交流電電源被中斷的時間大於某一最小值且小於某一最大值，則亮度將會從第一個低等級改變到第二個較高等級，譬如50%。如果電源中斷大於該最大值，則本發明會被重新設定到他的第一狀態。

如果沒有交流電電壓的改變，則本發明會將燈具的亮度永久維持在目前的等級(50%，本例而言)。然而，如果有其他如上一段所述的適當期間的中斷發生，則亮度將被在一次增加到更高等級(75%，本例而言)。下一個適當期間的交流電電源中斷會導致本發明提供一控制訊號來使燈具被設定到最大亮度。當燈具亮度達到最大之後，後續適當期間的中斷會導致燈具的亮度減少回至原來的等級。使用上例來說，燈具的亮度以25%開始，然後移至50%，接下來75%，然後100%，然後75%，然後50%，然後25%，接著50%到75%，如此循環。每一個交流電電源的中斷(在有效的中斷期間內)使燈具移動至下一個亮度設定。

從使用者的觀點來看，使用者打開開關並看到燈具以一低功率發亮。如果使用者想要這樣的亮度，則使用者無須有任何動作。但如果使用者想要較亮的燈光，則使用者必須關掉並隨後快速地打開該開關以使燈具的亮度增加。如果現在的亮度是使用者想要的，則使用者無須做任何動作且該燈具會維持在現在的亮度。這亮度的選擇過程將持續到亮度100%被達到，在此亮度上燈具開關隨後的觸發將導致燈具亮度減少。本發明的第一個演算法被敘述在第11圖中，其中該中斷的期間以toff表示。

先前方案的某些變化已經是很明顯的。舉例來說，當交流電電源第一次被用於燈具時，以100%的亮度開啟該燈具是有優點的。請參閱第12圖，其為本發明的第二演算法。隨後的交流電電源中斷將會造成亮度減少，最終亮度會增加回100%。值得注意的是，亮度等級的選項是可以不同於25%、50%、75%、100%的數值。本例的值只是最常用的設定案例，基本上的設定是將100%均分為八等分，除了最高的100%之外，可任意選定另外的三個狀態，如12.5%、75%、87%等。

另一個變化可以包含額外增加一個光/亮度感應器來提供外界亮度的回饋資訊。考慮第2圖、第2a圖及第2b圖的情況。此亮度感應控制迴路可以是其他幾個手動亮度設定的狀態中的一種狀態。舉例說明，當電源第一次被開啟時，本發明會利用該光感應器來決定適當的脈寬調變調光訊號的工作週期。但當第一次有效的電源中斷被感應到時，亮度則會被設定到100%。而下一個有效的電源中斷會將亮度設定到75%。隨後的有效電源中斷會依序產生量度等級：50%，25%，50%，75%，100%，75%等，如同先前應用的敘述。當電源被中斷超過某一最大預定時間時，該燈具的亮度又會在一次由該光感應器來控制。以此種方式，使用者可以得到自動的亮度控制或者可以手動方式來控制亮度到一個需求的等級。敘述此種方式的流程圖在第13圖中，其為本發明的第三演算法。

這種概念可以被延伸到其他不同於25%、50%、75%或100%的脈寬調變工作週期。同樣地，不同亮度狀態的順序可以以不同於前述的例子來設定。該光感應器可以與不同的使用者可選擇的亮度設定一起被使用。如此一來，在房間的亮度可以維持一定值且不需考慮外在亮度，而該固定亮度也可以被使用者調亮或調暗。

一個不同的變化可以是使用第一個電源中斷作為開始隨時間改變發光裝置亮度的訊號，也就是以隨時間變化的線性方式來自動地增加或減少亮度，而緩慢的變化是最為明顯的。當亮度等級達到使用者想要的等級時，使用者可以提供利另一個電源中斷來將該亮度等級鎖定在當時的亮度。請參閱第14圖，其為本發明的第四演算法。

請參閱第15a圖，其為一裝置的工作週期-時間之第一運作圖。依據電源開啟，工作週期以某一最大值開始並等待第一個電源中斷。當有一電源中斷後，該裝置的功率便下降到預設的最小值。在沒有偵測到任何有效的電源中斷下達到該最小值時，便會開始增加到該最大值。並將會以第15a圖中的鋸齒形式持續下去，直到另一個有效的電源中斷被偵測到。如果有該另一有效電源中斷，則該裝置會被維持在該另一有效電源中斷發生時的工作週期。

請參閱第15b圖，其為一裝置的工作週期-時間之第二運作圖。電源一開啟，該裝置以一最大工作週期輸出啟動。依據第一個有效的電源中斷，如果這段期間中沒有其它有效的電源中斷被偵測，則工作週期慢慢降低並持續到一最小值。一但工作週期達到最小值，便會開始增加。如果沒有其它有效的電源中斷被偵測，則工作週期慢慢增加並持續到該最大值並停留在此最大值。如果沒有其它有效的電源中斷被偵測，則工作週期會永遠地停留在此最大值。若之後有一有效的電源中斷被偵測到(如第15b圖中所標示的2nd)，則工作週期下降又上升的循環會開始執行。當再下一個有效的電源中斷被偵測到時(如第15b圖中所標示的3rd)，則工作週期會被設定在該電源中斷發生時的時間點的工作週期。如果在工作週期到達該最大值前沒有如3rd的電源中斷，則該裝置將會永久地停留在該最大值，或至少會直到下一個有效電源中斷被偵測到。用於燈具的應用上，相較於在第15a圖中的演算法，第15b圖中演算法的優點爲：如果當使用者執行第一個電源中斷後就走出房間，則亮度不會一直在最大值和最小值之間震盪來回。值得注意的是，當電源被開啟時，該裝置可以以任何使用者想要的工作週期啟動，不用侷限於該最大值。

以上所述之實施例僅為說明本發明之原理及其功效，而非限制本發明。因此，熟悉本技藝人士可在不違背本發明之精神對上述實施例進行修改及變化，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

100．．．第一較佳實施例

101．．．零交點偵測器

102．．．鎖相迴路

103．．．輸出電路

200．．．第二較佳實施例

201．．．感應器

202．．．輸出電路

203．．．鎖相電路

204．．．零交點偵測器

200’．．．控制裝置

205．．．類比脈寬調變產生器

2001．．．控制電路

211．．．單一脈衝電路

212．．．斜坡產生器

213．．．比較器

214．．．誤差積分器

215．．．電壓參考

300．．．第三較交實施例

301．．．零交點偵測器

302．．．鎖相迴路

303．．．工作週期選擇器

304．．．有限狀態機

305．．．中斷期間判別器

306．．．低電壓偵測器

410．．．整流電路

4101．．．第一輸入端

4102．．．第二輸入端

4103．．．第一輸出端

4104．．．第二輸出端

4105．．．第三輸出端

4106．．．第四輸出端

4107．．．接地端

4111．．．全橋整流器

4112．．．第一電阻

4113．．．第一電容

4114．．．電阻分壓器

4115．．．第二電阻

4116．．．第二電容

420．．．控制裝置

4201．．．穩壓器

4202．．．低電壓偵測器

4203．．．零交點偵測器

4204．．．鎖相迴路

4205．．．工作週期選擇器

4206．．．有限狀態機

4207．．．中斷期間判別器

430．．．安定器

440．．．至少一燈具

500

501．．．差動電壓偵測器

502．．．鎖相迴路

503．．．工作週期選擇器

504．．．有限狀態機

505．．．中斷期間判別器

610．．．整流電路

6101．．．第一輸入端

6102．．．第二輸入端

6103．．．第一輸出端

6104．．．第二輸出端

6105．．．第三輸出端

6106．．．第四輸出端

6107．．．接地端

6111．．．全橋整流器

6112．．．第一電阻

6113．．．第二電阻

6114．．．第一電容

6115．．．第三電阻

6116．．．第二電容

620．．．控制裝置

6201．．．穩壓器

6202．．．差動電壓偵測器

6203．．．鎖相迴路

6204．．．工作週期選擇器

6205．．．有限狀態機

6206．．．中斷期間判別器

630．．．安定器

640．．．至少一燈具

701．．．開關

702．．．裝置

703．．．燈具

704．．．電路

801．．．開關

802．．．裝置

803．．．燈具

90．．．第一方法

901．．．提供一交流電源的步驟

902．．．產生與該交流電源同步的一控制訊號的步驟

903．．．藉由該控制訊號來控制一裝置的步驟

100．．．第二方法

1001．．．提供一交流電源的步驟

1002．．．選擇一頻率及一工作週期的步驟

1003．．．產生與該交流電源同步且具有已選擇的該頻率和該工作週期的一脈寬調變控制訊號的步驟

1004．．．藉由該脈寬調變控制訊號來控制一裝置的步驟

第1圖：本發明之第一較佳實施例圖；

第2(a)圖：本發明之第二較佳實施例圖；

第2(b)圖：本發明之第二較佳實施例的變化圖；

第2(c)圖：類比脈寬調變產生器的控制電路圖；

第3圖：本發明之第三較佳實施例圖；

第4圖：本發明使用於一燈具的第一應用圖；

第5圖：本發明之第四較佳實施例圖；

第6圖：本發明使用於一燈具的第二應用圖；

第7圖：本發明使用於多個燈具的第三應用圖；

第8圖：本發明使用於多個燈具的第四應用圖；

第9圖：本發明的第一流程圖；

第10圖：本發明的第二流程圖；

第11圖：本發明之第一演算法；

第12圖：本發明之第二演算法；

第13圖：本發明之第三演算法；

第14圖：本發明之第四演算法；

第15(a)圖：一裝置的工作週期-時間之第一運作圖；及

第15(b)圖：一裝置的工作週期-時間之第二運作圖。

90．．．第一方法

901．．．提供一交流電源的步驟

902．．．產生與該交流電源同步的一控制訊號的步驟

903．．．藉由該控制訊號來控制一裝置的步驟

Claims (32)

1. 一種市電同步控制裝置，包括：一閾值交點偵測器(threshold crossing detector)，接收一第一輸入訊號、偵測該第一輸入訊號與一第一閾值的一交點及產生具有依據該交點的一第一特定頻率的一第一輸出訊號；一鎖相迴路(PLL)，耦接至該閾值交點偵測器，並產生具有一第二特定頻率的一第二輸出訊號，其中該第二特定頻率為該第一特定頻率的一倍數並且與該第一輸出訊號同步；以及一輸出電路，耦接至該鎖相迴路、接收一第二輸入訊號及產生具有該第二特定頻率及被該第二輸入訊號所決定的一特定工作週期(duty cycle)、與該第一輸出訊號同步一控制訊號，用以控制一電子裝置。
2. 如申請專利範圍第1項所述的控制裝置，其中該電子裝置係為具有耦接至該控制裝置的一安定器的發光裝置，該發光裝置係為T-x燈管、愛迪生燈泡和傳統形式的其中一種。
3. 如申請專利範圍第2項所述的控制裝置，其中該控制裝置被配置於該發光裝置中，並藉由該控制訊號控制該發光裝置的功率。
4. 如申請專利範圍第3項所述的控制裝置，更被配置於該安定器中。
5. 如申請專利範圍第4項所述的控制裝置，其中該發光裝置具有至少一冷陰極螢光燈(CCFL)。
6. 如申請專利範圍第1項所述的控制裝置，其中該特定工作週期係為由12.5%、25%、37.5%、50%、62.5%、75%、87.5%和100%中所選出的一預定值。
7. 如申請專利範圍第1項所述的控制裝置，更包括一感應器，耦接至該輸出電路並提供該第二輸入訊號，其中該輸出電路選擇該特定工作週期。
8. 如申請專利範圍第7項所述的控制裝置，其中該輸出電路係為一類比脈寬調變產生器(analog PWM generator)，而該類比脈寬調變產生器和該感應器形成具有與第二特定頻率同步的一第三特定頻率的一類比脈寬調變回饋電路。
9. 如申請專利範圍第8項所述的控制裝置，其中該類比脈寬調變產生器包括：一斜坡產生器(ramp generator)，耦接至該鎖相迴路，並提供具有該第二特定頻率且與該第一輸出訊號同步的一斜坡訊號；一比較器，耦接至該斜坡產生器；一誤差積分器(error integrator)，耦接至該比較器及該感應器；以及一電壓參考(voltage reference)，耦接至該誤差積分器並提供一參考訊號，其中，該控制訊號係為一脈寬調變控制訊號並由該比較器所產生。
10. 如申請專利範圍第9項所述的控制裝置，其中該參考訊號係藉由一電源的關閉隨後開啟所造成的一電源中斷(power supply interruption)來調整，而該特定工作週期係由該第二輸入訊號、該斜坡訊號和該參考訊號所決定。
11. 如申請專利範圍第7項所述的控制裝置，更包括各自對應於複數工作週期的複數狀態，其中該特定工作週期係為該複數工作週期之一，該複數狀態具有一初始狀態，該初始狀態的工作週期係由該感應器所設定，而該輸出電路藉由一電源中斷來選擇該特定工作週期。
12. 如申請專利範圍第1項所述的控制裝置，更包括：一低電壓偵測器(AC line under-voltage detector)，接收一第三輸入訊號，並當該第三輸入訊號低於一第二閾值時，產生一第三輸出訊號。一中斷期間判別器(interrupt duration qualifier)，耦接至該低電壓偵測器，並且依據該第三輸出訊號產生一第四輸出訊號；以及一有限狀態機(FSM)，耦接至該中斷期間判別器及該輸出電路、依據該第四輸出訊號來選擇一特定狀態並產生該第二輸入訊號。
13. 如申請專利範圍第12項所述的控制裝置，其中該輸出電路係為一工作週期選擇器(duty cycle selector)，該第一輸入訊號係為一交流電電壓，該控制訊號係為具有該交流電電壓頻率倍數的一頻率並且與該交流電電壓訊號同步的一脈寬調變控制訊號。
14. 如申請專利範圍第13項所述的控制裝置，其中該鎖相迴路耦接至該中斷期間判別器，以提供一準確的時基(time base)給該中斷期間判別器，該第三輸出訊號具有被關閉及開啟該交流電電壓的兩個時間點所決定的一持續期間，如果該持續期間短於一第一預定期間則該中斷期間判別器停止產生一額外的訊號，如果該持續期間長於該第一預定期間但短於一第二預定期間則該中斷期間判別器產生一有效訊號至該有限狀態機以將該特定狀態移動至下一狀態，如果該持續期間長於該第二預定期間則該中斷期間判別器產生一重置訊號至該有限狀態機以將該特定狀態重置到一初始狀態。
15. 如申請專利範圍第14項所述的控制裝置，其中該有限狀態機更包括：該初始狀態，設定該電子裝置的功率等級於25%；一第二狀態，設定該電子裝置的功率等級於50%；一第三狀態，設定該電子裝置的功率等級於75%；一第四狀態，設定該電子裝置的功率等級於100%；一第五狀態，設定該電子裝置的功率等級於75%；一第六狀態，設定該電子裝置的功率等級於50%；以及一第七狀態，其中該第七狀態係為該初始狀態。
16. 如申請專利範圍第15項所述的控制裝置，更包括一安定器、至少一燈具、一電壓調整器(voltage regulator)及一整流電路，其中該整流電路包括：一第一輸入端及一第二輸入端，用以接收該交流電電壓；一第一輸出端，耦接至該安定器，並提供一已整流的直流電壓；一第二輸出端，耦接至該低電壓偵測器，並提供該第三輸入訊號；一第三輸出端，耦接至該電壓調整器，並提供一電源；一第四輸出端，耦接至該零值交點偵測器，並提供該交流電電壓；一接地端，提供一負壓電源(negative supply)至該控制裝置；一全橋整流器，耦接至該第一輸入端、該第二輸入端、該第一輸出端及該接地端；一第一電阻，耦接至該第二輸入端及該第四輸出端；一第一電容，作為一濾波器(filter)，並耦接至該第一輸出端及該接地端；一電阻分壓器(resistor divider)，耦接至該第一輸出端、該第二輸出端及該接地端；一第四電阻，耦接至該第一輸出端；以及一第二電容，耦接至該第四電阻及該接地端，並儲存一能量及提供該電源。
17. 一種市電同步控制裝置，包括：一差動電壓偵測器(differential voltage detector)，接收一第一輸入訊號及第二輸入訊號，而當該第一輸入訊號及該第二輸入訊號之間的差為一預定值時，則產生具有一第一特定頻率的一第一輸出訊號；一中斷期間判別器(interrupt duration qualifier)，耦接至該差動電壓偵測器，而當該第一輸出訊號的一停止期間長於一預定期間時，則產生一第二輸出訊號；一有限狀態機(FSM)，耦接至該中斷期間判別器、依據該第二輸出訊號來選擇一特定狀態並產生該第三輸出訊號；一鎖相迴路(PLL)，耦接至該差動電壓偵測器，並產生具有一第二特定頻率的一第四輸出訊號，其中該第二特定頻率為該第一特定頻率的一倍數並且與該第一輸出訊號同步；以及一工作週期選擇器(duty cycle selector)，耦接至該鎖相迴路及該有限狀態機，並產生具有該第二特定頻率及被該第三輸出訊號所決定的一特定工作週期(duty cycle)、與該第一輸出訊號同步的一脈寬調變控制訊號，用以控制一電子裝置。
18. 如申請專利範圍第17項所述的控制裝置，其中預定值為零，且該有限狀態機更包括：一初始狀態，設定該電子裝置的功率等級於25%；一第二狀態，設定該電子裝置的功率等級於50%；一第三狀態，設定該電子裝置的功率等級於75%；一第四狀態，設定該電子裝置的功率等級於100%；一第五狀態，設定該電子裝置的功率等級於75%；一第六狀態，設定該電子裝置的功率等級於50%；以及一第七狀態，其中該第七狀態係為該初始狀態。
19. 如申請專利範圍第17項所述的控制裝置，更包括一安定器、至少一燈具、一電壓調整器(voltage regulator)及一整流電路，其中該安定器耦接至該少一燈具，且該整流電路包括：一第一輸入端及一第二輸入端，用以接收一交流電電壓；一第一輸出端，耦接至該安定器，並提供一已整流的直流電壓；一第二輸出端，耦接至該差動電壓偵測器，並提供該第一輸入訊號；一第三輸出端，耦接至該電壓調整器，並提供一電源；一第四輸出端，耦接至該差動電壓偵測器，並提供與該交流電電壓同步的該第二輸入訊號；以及一接地端，提供一負壓電源(negative supply)至該控制裝置。
20. 一種用於一電子裝置的控制方法，包括：(a)提供一交流電源；(b)產生與交流電源同步的一控制訊號；以及(c)藉由該控制訊號來控制該電子裝置。
21. 如申請專利範圍第20項所述的控制方法，其中該控制訊號係為一脈寬調變(PWM)控制訊號或一類比控制訊號。
22. 如申請專利範圍第21項所述的控制方法，其中該電子裝置係為一發光裝置，該脈寬調變控制訊號被用來調整該發光裝置的亮度。
23. 如申請專利範圍第21項所述的控制方法，其中該交流電源具有一特定頻率，而該脈寬調變控制訊號具有從該特定頻率的倍數所衍伸及與該特定頻率同步的一特定工作週期(duty cycle)。
24. 如申請專利範圍第21項所述的控制方法，其中該脈寬調變控制訊號具有與該交流電源同步的一固定頻率及一特定執行值的工作週期。
25. 如申請專利範圍第24項所述的控制方法，其中該特定執行值由該交流電源的一中斷所決定，而該中斷係為將該交流電源關閉並隨後開啟的一動作，並具有一中斷期間。
26. 如申請專利範圍第25項所述的控制方法，其中該特定執行值係為依大小逐漸改變的複數預定值之一，而決定該特定執行值的步驟包括：(b1)設定該特定執行值為該複數預定值中的最大預定值；(b2)依據該中斷期間，降低該特定執行值從該複數預定值中的一第一預定值到最接近該第一預定值的該複數預定值中的一第二預定值，直到該特定執行值被設定為該複數預定值中的最小預定值；(b3)依據該中斷期間，提高該特定執行值從該最小預定值到最接近該最小預定值的下一個預定值，直到該特定執行值被設定為該最大預定值；以及(b4)返回到步驟(b2)。
27. 如申請專利範圍第25項所述的控制方法，其中該特定執行值係為依大小逐漸改變的複數預定值之一，而決定該特定執行值的步驟包括：(b1)當該中斷期間長於一第一期間但短於一第二期間時，調整該特定執行值從該複數預定值中的一第一預定值到鄰近該第一預定值的該複數預定值中的一第二預定值；(b2)當該中斷期間長於該第二期間時，重置該特定執行值到該複數預定值中的最大預定值；以及(b3)當該中斷期間短於該第一期間時，維持該特定執行值。
28. 如申請專利範圍第25項所述的控制方法，其中該特定執行值係為依大小逐漸改變的複數預定值之一，而決定該特定執行值的步驟包括：(b1)設定該特定執行值為該複數預定值中的最小預定值；(b2)依據該中斷的中斷期間，提高該特定執行值從該複數預定值中的一第一預定值到最接近該第一預定值的該複數預定值中的一第二預定值，直到該特定執行值被設定為該複數預定值中的最大預定值；(b3)依據該中斷的中斷期間，降低該特定執行值從該最大預定值到最接近該最大預定值的下一個預定值，直到該特定執行值被設定為該最小預定值；以及(b4)返回到步驟(b2)。
29. 一種用於具有一特定執行值的工作週期的一電子裝置的控制方法，其中該特定執行值係為依大小逐漸改變的複數預定值之一，該控制方法包括：(a)設定該特定執行值為該複數預定值中的一特定預定值；(b)自動並連續地減少該特定執行值從該複數預定值中的最大預定值到該複數預定值中的最小預定值；(c)當一電源中斷被執行於該步驟(b)的期間時，停止步驟(b)並設定該特定執行值為該電源中斷時的該複數預定值中的預定值；(d)自動並連續地增加該特定執行值從該最小預定值到該最大預定值；以及(e)當該電源中斷被執行於該步驟(d)的期間時，停止步驟(d)並設定該特定執行值為該電源中斷時的該複數預定值中的預定值。
30. 如申請專利範圍第29項所述的控制方法，更包括一步驟(f)：重複該步驟(b)到(e)，用以設定該特定執行值在該最小預定值到該最大預定值之間。
31. 如申請專利範圍第29項所述的控制方法，更包括一步驟(f)：設定該特定執行值為該最大預定值。
32. 如申請專利範圍第31項所述的控制方法，其中該步驟(f)更包括一步驟(f1)：當該電源中斷被執行於該特定執行值為該最大預定值的期間時，返回該步驟(b)。