TWI477198B - Dimming circuit - Google Patents

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Description

調光電路
本發明係有關一種調光電路，特別是指一種利用內建電池來維持驅動控制器有足夠的工作電壓，據以穩定負載運作之調光電路。
按，光於人們日常生活中扮演著不可或缺的照明作用，其使得人眼能看清事物，從而給人們之生活和工作帶來了方便。為了能提供人們於昏暗環境或是夜間的情況下，依然能有充足的光源，因此照明產品已普及應用於日常生活中。再者，照明用電佔一個國家用電比例非常的高，似乎無法脫離人類現有的生活方式，近年來能源與環保問題受到重視，在能源、經濟與環保三者之間必須兼顧的同時，以及隨著生活品質的提升，燈光不在只侷限於單一亮度照明而已，為因應各種亮度照明需求趨勢下，調光式照明裝置因應而生。
傳統的可調光照明裝置在設計上只適用連接真正的電阻負載，例如白熾燈或鹵素燈，以白熾燈為例，係利用白熾燈及其串聯之調光器進行調光，調光器主要是以矽控元件構成，如雙向交流觸發三極體(TRIAC)，藉由改變施加在矽控元件上的觸發電壓值，矽控元件的導通角可獲得調整而改變施加在白熾燈上的交流電壓值，從而調整白熾燈之發光亮度。
為了降低功率消耗及節省能源，有越來越多的燈具係以LED或省電燈泡做為照明元件以取代傳統白熾燈具。然而，這些照明元件的驅動控制器大多會使用IC(集成電路，Integrated Circuit)來控制照明元件的ON跟OFF，若IC要正常運作就必須要提供一穩定直流工作電壓(Vcc,Supply Voltage)給IC，當直流工作電壓(Vcc)大於IC啟動電壓(turn-on voltage)時IC就會正常運作，反之，直流工作電壓(Vcc)低於停止電壓(turn-off voltage)時IC就會停止運作，通常這些IC的啟動電壓是介於8.1V至9.9V、停止電壓是介於7.2V至8.8V。驅動控制器 的工作電壓通常會從整流器串接電阻降壓或是由功率控制器提供一輔助電源而來。若將現有的TRIAC調光電路應用於LED或省電燈泡時，驅動控制器的直流工作電壓準位會隨TRIAC的導通角度不同會有所變化。若將TRIAC導通角度調小時，而使得IC的直流工作電壓(Vcc)介於啟動電壓與停止電壓之間，此時IC就會進入一個啟動、停止的一直重複狀態，進而產生照明元件的閃爍。另外，每各廠牌TRIAC的導通角度都不一樣，舉例來說，當A廠牌TRIAC調整到燈泡不會閃爍時，將A廠牌換成B廠牌的TRIAC時，也會因導通角度的問題可能會造成照明元件閃爍。因此，如何解決調控燈光時能使亮度變化穩定，不會出現閃爍情況是亟待解決的問題。
有鑑於此，本發明遂針對上述先前技術之缺失，提出一種調光電路，以有效克服上述之該等問題。
本發明之主要目的在提供一種調光電路，其增設一內部電池以提供調光時，讓調光控制器處於低導通角狀時仍可維持亮度變化穩定的功效。
本發明之另一目的在提供一種調光電路，其可應用於任何照明裝置上，且可提供高效率、使用壽命長且不閃爍的調光功效。
為達上述之目的，本發明提供一種調光電路，包括一調光控制器、一整流器、一功率控制器、一驅動控制器及一電池。調光控制器接收一第一交流電壓與一亮度調節訊號，並根據亮度調節訊號調整第一交流電壓，輸出一第二交流電壓；整流器連接調光控制器，係將第二交流電壓轉換為一直流電壓；功率控制器連接整流器及一負載，接收直流電壓以輸出一驅動電壓驅動負載；驅動控制器連接整流器與功率控制器，驅動控制器之工作電壓等於或大於一臨界值時，整流器或功率控制器藉由第二交流電壓提供一第一電源予驅動控制器，使其根據直流電壓變化，透過功率控制器調整驅動電壓；及電池連接驅動控制器， 電池於工作電壓小於臨界值時，提供一第二電源予驅動控制器，使其透過功率控制器調整驅動電壓。
底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
由於調光在許多應用中是非常重要的，因為它可以讓燈光的亮度符合各種環境的需求，本發明為能達到隨意改變燈具亮度由全暗至全亮之正常功能，同時可有效節能，因此本發明提出一種新穎的調光電路，以改善習知TRIAC調光時處於低導通角所產生的燈光閃爍之詬病。
如第1圖所示，為本發明之第一實施例示意圖。調光電路包括一調光控制器10、一整流器12、一功率控制器14、一驅動控制器16及一電池18。調光控制器10係電性連接一交流電源20，如市電，調光控制器10自交流電源20接收一第一交流電壓，以及接收自使用者控制調光控制器10之一亮度調節訊號。其中，調光控制器10係為雙向交流觸發三極體，係利用閘流晶體本身優越的特性及條件，以相位控制方法來改變導通角的大小，因此亮度調節訊號即為電壓導通角的變化訊號。調光控制器10根據亮度調節訊號調整第一交流電壓，輸出一第二交流電壓。
整流器12連接調光控制器10，係將第二交流電壓整流濾波後以轉換為一直流電壓；功率控制器14連接整流器12之輸出端及一負載22，功率控制器14係接收直流電壓以輸出一驅動電壓驅動負載22運作，其中，負載22可為省電燈泡、發光二極體燈或氣體放電燈。驅動控制器16連接整流器12、功率控制器14及電池18，由於驅動控制器16必須要有穩定的工作電壓，因為驅動控制器16一般都是使用IC，例如一般IC的啟動電壓介於8.1V~9.9V，停止電壓介於7.2V~8.8V，始能透過功率控制器14調整驅動電壓予負載22，以穩定地控制燈光 亮度，因此，本發明使用兩種供電方式，以增加驅動控制器16之工作電壓之穩定性，容後詳述。
驅動控制器16之工作電壓會隨著調光控制器10之亮度調節訊號做變化，因此，當驅動控制器16之工作電壓等於或大於一臨界值時，例如驅動控制器16的啟動電壓8.1V~9.9V，此時調光控制器10之電壓導通角是足夠大，且能讓整流器12或功率控制器14可藉由第二交流電壓提供一第一電源予驅動控制器16，使驅動控制器16根據直流電壓變化，透過功率控制器14調整驅動電壓，據以調控負載22之亮度變化穩定。值得注意的是，當調光控制器10之導通角小到讓驅動控制器16之工作電壓小於一臨界值時，例如驅動控制器16的停止電壓7.2V~8.8V，此時驅動控制器16之工作電壓就會在啟動電壓與停止電壓重複地變化，而無法穩定的運作，進而產生負載22閃爍的問題。因此，電池18於驅動控制器16之工作電壓小於臨界值時，提供一第二電源予驅動控制器16，使其透過功率控制器14調整驅動電壓，如此一來，調光控制器10之直流電壓(即為導通角)雖然變的很小，但仍可讓驅動控制器16維持運作。
一般驅動控制器16之工作電壓介於7.2V~8.8V，已經是負載22最暗的亮度，甚至熄滅，也就是處於停止的狀態。因此本發明藉由增設電池18予以提供第二電源驅動控制器16，使其工作電壓維持穩定狀態，進而解決負載閃爍的問題。更進一步而言，當調光控制器10之電壓導通角調整至極小，如第2圖所示，利用電池18所提供之第二電源，以確保驅動控制器16之第一電源就算低於停止電壓仍可維持穩定運作，透過功率控制器之功率輸出調整，更是能將負載22調低到0.1w而不閃爍，如此一來，本發明確實能夠比習知負載亮度之調整幅度更大、更穩定，再者，可應用於任何照明裝置上，且可提供高效率、使用壽命長且不閃爍的調光功效。
本發明適合應用在不同廠牌的調光控制器10，不會因不同廠牌調光控制器10之導通角不一樣而造成負載22產生閃爍。由於習知將使 用A牌調光控制器10的調光線路調整到最佳情況，使得在最小導通角時不會閃爍，但換成B牌調光控制器10時可能會因導通角不一樣的問題，造成工作電壓不穩定而產生負載22閃爍；此時只要使用本發明的調光電路，就能讓驅動控制器16的工作電壓選擇性的切換為電池18供電，而不會因工作電壓不穩造成負載22閃爍的問題，如此一來，確實能達到本發明之設計可適用於任何廠牌的調光控制器上，並徹底解決習知無法克服燈光閃爍的詬病。
如第3圖所示，為本發明之第二實施例示意圖，其與第二實施例差異僅在於電池18可整合於驅動控制器16內，當驅動控制器16之工作電壓等於或大於一臨界值時，係經由整流器12或功率控制器14提供一第一電源予驅動控制器16，此時，第一電源同時對電池18進行充電，因此，可提升電池增設的實用性與整體調光電路運作的穩定性。綜上所述，本發明藉由二種方式提供驅動控制器足夠的工作電壓，使其根據整流器的直流電壓變化，透過功率控制器調整驅動電壓，使得調控負載之亮度變化更加地穩定，能有效解決習知負載閃爍之詬病，以及可使功率調整幅度更有彈性，能夠適用於任何照明裝置上，極具市場競爭優勢。
唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
10‧‧‧調光控制器
12‧‧‧整流器
14‧‧‧功率控制器
16‧‧‧驅動控制器
18‧‧‧電池
20‧‧‧交流電源
22‧‧‧負載
第1圖為本發明之第一實施例示意圖。
第2圖為本發明之調光波形圖。
第3圖為本發明之第二實施例示意圖。
10．．．調光控制器
12．．．整流器
14．．．功率控制器
16．．．驅動控制器
18．．．電池
20．．．交流電源
22．．．負載

Claims (10)

  1. 一種調光電路，包括：一調光控制器，接收一第一交流電壓與一亮度調節訊號，並根據該亮度調節訊號調整該第一交流電壓，輸出一第二交流電壓；一整流器，連接該調光控制器，係將該第二交流電壓轉換為一直流電壓；一功率控制器，連接該整流器及一負載，接收該直流電壓以輸出一驅動電壓驅動該負載；一驅動控制器，連接該整流器與該功率控制器，該驅動控制器之工作電壓等於或大於一臨界值時，該整流器或該功率控制器藉由該第二交流電壓提供一第一電源予該驅動控制器，使其根據該直流電壓變化，透過該功率控制器調整該驅動電壓；及一電池，連接該驅動控制器，該電池於該工作電壓小於該臨界值時，提供一第二電源予該驅動控制器，使其透過該功率控制器調整該驅動電壓。
  2. 如請求項1所述之調光電路，其中該第一電源係為直流電源。
  3. 如請求項1所述之調光電路，更包括一交流供應器，係連接該調光控制器，係提供該第一交流電壓予該調光控制器。
  4. 如請求項1所述之調光電路，其中該臨界值之範圍係為7.2V～8.8V。
  5. 如請求項1所述之調光電路，其中該驅動控制器之該工作電壓等於或大於該臨界值時，同時由該第一電源對該電池進行充電。
  6. 如請求項1所述之調光電路，其中該電池係整合於該驅動控制器內。
  7. 如請求項1所述之調光電路，其中該電池係為充電電池。
  8. 如請求項1所述之調光電路，其中該亮度調節訊號係為電壓導通角的變化訊號。
  9. 如請求項1所述之調光電路，其中該負載係為省電燈泡、發光二極體燈或氣體放電燈。
  10. 如請求項1所述之調光電路，其中該調光控制器係為雙向交流觸發三極體。
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