TWI568312B - And a control device for controlling the load by changing the AC voltage conduction angle as a control command - Google Patents

Description

利用改變交流電電壓導通角作為控制命令而對負載作動作控制之方法與其調控裝置

本發明係有關於一種電器之控制方法與控制裝置，尤指一種利用調變交流電壓導通角產生控制命令來控制負載動作之方法與調控裝置。

隨著科技的演進，各式各樣的電子產品逐漸地普及於日常生活中。以照明設備為例，隨著發光二極體技術的日趨成熟，各種以發光二極體做為光源的燈具也日趨普及。由於發光二極體係利用電子電洞對復合發光，相較之下，傳統燈泡需要把燈絲加溫到很高的溫度才能發光，因此發光二極體不會有太多的能源消耗，而可達到節能的目的。

作為一種光源，調光是很重要的。不僅是為了在家居中得到一個更舒適的環境，在今天來說，減少不必要的光線，以進一步實現節能減排的目的是更加重要的一件事。然而，以現有技術而言，發光二極體的調光最好是採用脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation，以下簡稱PWM)調光。而採用PWM調光時，可以在牆上開關內安裝一個簡單的PWM發生器，然後利用電位器來控制PWM的責任周期(duty)從而實現調光。但這需要額外再加一對控制線。

另一種方式，也可採用可控矽開關調光器，其無須增加額外的控制線，只需原來的電力線，既可調光又可充當開關。然而，可控矽開關調光器仍具有許多缺點， 包括：(1)可控矽會破壞交流電之正弦波的波形，從而降低了功率因素值，而且當導通角越小時，功率因素越差；(2)因可控矽會破壞交流電之正弦波的波形，而非正弦的波形將加大了諧波係數；(3)同樣地，經破壞後之非正弦的波形會在線路上產生嚴重的干擾信號(EMI)。

再且，以目前現有技術而言，還有採用遙控器對發光二極體實現調光。這當然是理想的解決方案，可以實現開啟或關閉燈光，並且可用PWM來連續調光。但是，遙控器來調光仍有其缺點，那就是成本高昂，且沒有統一規格，大多用於高檔住宅之照明調光。

除了照明設備之外，其他被動性的電器裝置，例如風扇、冷氣等，同樣也會設計有調控裝置，其通常分為遙控及壁控(線控)。但如同前述之調光技術，其他一般的壁控也需要修改原有的配線，造成產品安裝、或維修的困難與複雜度。

有鑑於此，本發明提供一種利用調變交流電源導通角以產生控制命令來對負載作動作控制之調控方法與裝置，其裝配簡單、成本低廉，且完全不需變動原有配線，僅利用現有的電力線便可對負載之動作或狀態進行調控。

然而，有別於習知技術採用調光器來改變電源導通角以控制能量傳送的方式，本發明乃僅利用交流電導通角做為控制的信號，而且只在要做命令控制時才改變導通角。並且，作為控制命令而控制導通角改變時，導通 角亦可控制在135度以上，故而可以避免導通角低下的情況發生，不會有功率因素低下的問題。而且，透過對導通角作有效的規劃，可以作為一遙控器，也可作多工的控制。

為達成上述目的，本發明之調控裝置主要包括在控制端的一導通角調變電路、以及在負載端的一導通角偵測電路與一控制單元。其中，導通角調變電路係電性連接至一交流電源以接收一交流電壓，並用於調變交流電源之導通角。另外，負載端內部則包含有一導通角偵測電路、以及一控制單元；其中導通角偵測電路係電性連接至導通角調變電路，並用於偵測經調變後之導通角而輸出一導通角訊號。另外，控制單元係電性連接至導通角偵測電路、及一負載驅動電路。其中，在穩定工作時導通角恆定；當欲改變負載之工作狀態時，導通角調變電路調變交流電源之導通角，並經導通角偵測電路偵測後輸出導通角訊號予控制單元，控制單元解碼導通角訊號後對應產生控制命令，並根據控制命令控制負載的動作。

較佳的是，本發明負載端可更包括一整流電路，而且若導通角調變電路採用三極閘流體調光時則可加設一洩放電路；其中，整流電路係用於對調變後之交流電源進行整流；另外，洩放電路係用於提供維持三極閘流體導通的導通電流。

再者，關於本發明之導通角調變電路，以下提供概略分為二大類的訊號調控方式，第一大類為未經微處理 器的導通角調變方式，其主要以導通角的大小作為控制命令；第二大類為採用微處理器來進行導通角調變的方式，其除了涵蓋第一大類以導通角的大小做為控制命令外，亦可產生串列的導通角訊號串。其中，信號串的編碼可包含控制動作的編碼、及受控負載的編碼，若有需要亦可包含檢驗碼等，以達成多功能、且精準之多工遙控的目的。

其中，本發明之第一大類訊號調控方式之導通角調變電路可包括：一三極閘流體(TRIAC)，其包含有一第一端子、一第二端子、及一閘極，第一端子係電性連接至交流電源，第二端子係電性連接至負載；一雙極閘流體(DIAC)，其包含有一第一陽極端、及一第二陽極端，第一陽極端係連接至三極閘流體之閘極；一電阻，其係電性連接至三極閘流體的第二端子；一電容，其包含有一第一端、及一第二端，第一端係電性連接至電阻、及雙極閘流體之第二陽極端，第二端係電性連接至三極閘流體之第一端子；至少一切換電容，其係分別與至少一切換開關串聯，至少一切換電容與至少一切換開關係再與電容並聯。據此，切換至少一切換開關以對應切換導通角調變電路來調整交流電之導通角。

較佳地，前述之至少一切換電容係包含一第一切換電容、及一第二切換電容，至少一切換開關係包含一第一切換開關、及一第二切換開關；第一切換電容係與第一切換開關串聯，第一切換電容與第一切換開關係再並聯至電容，第二切換電容係與第二切換開關串聯，第二 切換電容與第二切換開關係再並聯至電容。而且，本發明之切換開關可為薄膜開關、彈跳開關、或其他等效元件。

承上，上述之導通角調變電路係以切換電容的方式，直接對導通角進行改變。然而，此種導通角的調變方式所呈現的控制態樣，將隨著切換電容與切換開關的設置數量而變化。亦即，切換電容與切換開關的設置數量越多，則控制態樣也相對增多。另一種切換態樣，亦可將切換電容替換成切換電阻，其同樣可隨著切換電阻與切換開關的設置數量而變化。

另外，本發明所提供之第二大類訊號調控方式在此提出二種採用三極閘流體的導通角調變電路的實現方式。第一種導通角調變電路，其整流電路的來源乃係自交流電源的二個端點輸入，而電路可主要包括三極閘流體、三極閘流體驅動電路、整流/直流電源電路、過零點偵測電路、微控制器電路、及調變模組。

其中，三極閘流體包含有一第一端子、一第二端子、及一閘極，第二端子係電性連接至負載端；三極閘流體驅動電路，其係電性連接至三極閘流體之閘極；整流/直流電源電路係電性連接至交流電源的二電源端，並提供各電路直流電源；過零點偵測電路係電性連接於整流/直流電源電路，過零點偵測電路係偵測交流電的過零點訊號；微控制器電路其係電性連接於過零點偵測電路、及三極閘流體驅動電路，微控制器電路係依據過零點偵測電路所提供之交流電的過零點訊號，經由控制三極閘流 體驅動電路以驅動三極閘流體來調變交流電的導通角；調變模組係電性連接至微控制器電路，藉由調變調變模組致使微控制器電路控制產生不同導通角組合之交流電訊號。

據此，本發明可藉由調變調變模組致使微控制器控制導通角調變電路產生對應的導通角訊號串之交流電訊號。然而，上述的調變模組可以是切換開關、按鍵、或其他等效的切換元件，亦可以是可變電阻，當然也可以混用。如果採用切換開關、按鍵、或其他等效的切換元件時，微處理器可依據被按下的切換開關、或按鍵預先定義的控制態樣，來控制導通角調變電路產生對應的導通角訊號串之交流電訊號。另一方面，如果採用可變電阻，則依據電壓設定變化來控制導通角調變電路產生對應的導通角訊號串之交流電訊號。

第二大類之第二種導通角調變電路與前述第一種電路的差異主要在於，本電路之整流電路的二交流電源係分別從三極閘流體的第一端子與第二端子輸入，故當三極閘流體不導通時，可對直流電源電路供電，如此只要一條電力線接到此導通角調變電路就可對負載端進行控制。簡言之，第一種導通角調變電路需要連接交流電源的火線與地線，第二種作法只須連接火線或地線即可，如此將可徹底解決了配線的問題。

第二種導通角調變電路主要包括一三極閘流體、一三極閘流體驅動電路、一整流電路、一過零點偵測電路、一微控制器電路、一直流電源電路、及一調變模組。其 中，三極閘流體包含有一第一端子、一第二端子、及一閘極，第二端子係電性連接至負載端；三極閘流體驅動電路係電性連接至三極閘流體之閘極；整流電路包含有一交流端、及一直流端，交流端之二端點係分別電性連接至三極閘流體之第一端子、及第二端子；過零點偵測電路係電性連接於整流電路，過零點偵測電路係偵測交流電的過零點訊號；微控制器電路係電性連接於過零點偵測電路及三極閘流體驅動電路，微控制器電路係依據過零點偵測電路所提供交流電的過零點訊號，經由控制三極閘流體驅動電路以驅動三極閘流體來調變交流電的導通角；直流電源電路係提供各電路直流電源；調變模組係電性連接至微控制器電路，藉由調變調變模組致使微控制器電路控制產生不同導通角組合之交流電訊號。

據此，前述之態樣可藉由調變調變模組致使微控制器控制導通角調變電路產生對應的導通角訊號串之交流電訊號。同樣地，上述的調變模組可以是切換開關、按鍵、或其他等效的切換元件，亦可以是可變電阻，當然也可以混用。

較佳的是，前述之態樣可於整流電路與直流電源電路間加設一直流電源電路充電開關電路，用以控制直流電源電路輸入側的導通時間，以免造成負載端的過零點訊號失真而造成導通角偵測誤差。換言之，直流電源電路充電開關電路可以控制直流電源電路取電的時間，來避免因為導通角調變電路利用三極閘流體關斷時取電，而使負載端的過零點訊號失真而導致無法正確偵測到導通角。

另外，前述之態樣之洩放電路可為一主動式洩放電路，當三極閘流體不導通狀態時，主動式洩放電路短暫開啟，以使導通角調變電路的直流電源電路儲存電流，以供各電路使用。換言之，主動式洩放電路可搭配導通角調變電路的開關電路來作為開關，而可使導通角調變電路的直流電源電路在三極閘流體關斷時的極短導通時間內能流過足夠大的電流以儲存足夠多的能量，以供各電路使用，並且不使負載端的過零點失真而影響到導通角偵測電路的工作。

再且，本發明之負載端可包括一發光二極體光源及其驅動電路，而控制命令係控制發光二極體光源之亮度、顏色或色溫。亦或，本發明之負載端亦可包括一風扇及其驅動電路，而控制命令係控制風扇之轉速或轉向。換言之，本發明可適用於任何可受控的電器負載，如發光二極體光源、馬達、風扇等，而且該等負載都可同時或單獨接受控制。

此外，本發明一種利用改變交流電電壓導通角作為控制命令而對負載作動作控制之調控方法，其在穩定工作時交流電之導通角恆定且接近180度，而當欲改變負載之狀態時才對導通角進行調變。其中，本發明之方法包括以下步驟：首先，一導通角調變電路調變一交流電之導通角；接著，一導通角偵測電路偵測交流電之導通角，並產生一導通角訊號；以及一控制單元根據導通角訊號對一負載進行控制。

較佳的是，上述導通角調變電路可調變交流電之複數個週期的導通角而構成一訊號串，並重複發送訊號串數次；而導通角偵測電路可偵測訊號串，並產生該導通角訊號。另外，控制單元可對導通角訊號解碼，並對應產生一控制命令，並根據控制命令對負載進行控制。

經由本發明所提供之利用交流電導通角控制命令之調控裝置及其調控方法，無須加裝額外的配線，即透過原始線路便可有效利用交流電訊號本身，進行負載的功能性調控，且不會有功率因素低下的問題。

請先參閱第1圖，第1圖係本發明利用改變交流電電壓導通角作為控制命令而對負載作動作控制之調控裝置的系統方塊圖。如圖中所示，本實施例所提供之調控裝置主要分設於一控制端Cd、及一負載端Ld。其中，控制端Cd主要包括一導通角調變電路11，且控制端Cd可為一壁控裝置、或一遙控裝置。另外，負載端Ld主要包括一整流電路12、一洩放電路13、一導通角偵測電路14、一控制單元15、以及一負載驅動電路2。

再如圖所示，導通角調變電路11係電性連接至一交流電源10以接收一交流電，並於要改變負載狀態時才調變導通角，平時導通角保持原狀態。另外，負載端Ld之整流電路12係電性連接至導通角調變電路11以對調變後之交流電訊號進行整流。導通角偵測電路14係電性連接至整流電路12，而導通角偵測電路14係用於偵測經導通角調變電路11調變後之導通角，並輸出一導通角 訊號。洩放電路13係電性連接整流電路12，而洩放電路13用以提供三極閘流體足夠的擎住電流(latching current)和維持電流(holding current)，以避免三極閘流體誤觸發。

再者，控制單元15係電性連接至導通角偵測電路14及負載驅動電路2。另外，當採用主動式洩放電路時，控制單元15亦可連接至洩放電路13。控制單元15主要用於對導通角訊號解碼並作為一控制命令。其中，在穩定工作時導通角恆定，即接近180度；而當欲改變負載之狀態時，導通角調變電路11調變交流電源10之導通角，並經導通角偵測電路14偵測後輸出導通角訊號予控制單元15，控制單元13解碼導通角訊號而對應產生控制命令，並控制負載驅動電路2的動作。以下為方便說明，本實施例所適用之負載係以發光二極體光源為例。

另外，關於導通角調變電路11，以下提供二大類的訊號調控方式，第一大類為未經微處理器的導通角調變方式，其主要以導通角的大小作為控制命令；第二大類為採用微處理器來進行導通角的調變方式，除了涵蓋第一大類以導通角的大小做為控制命令外，亦可產生串列的導通角訊號串，以達成精準多工遙控的目的。

首先，以第一大類的訊號調控方式進行說明，請再參閱第2圖，第2圖係本發明之第一實施例電路圖。如圖所示，本實施例之導通角調變電路11包括：一三極閘流體111、一雙極閘流體112、一電阻114、一電容115、 一第一切換電容116、一第二切換電容117、一第一切換單元118、及一第二切換單元119。其中，三極閘流體包含有一第一端子111a、一第二端子111b、及一閘極111c，而第二端子111b係電性連接至負載驅動電路2。其中，第一切換電容116係與第一切換開關118串聯，且第一切換電容116與第一切換開關118串聯後係再並聯至電容115。第二切換電容117係與第二切換單元119串聯，第二切換電容117與第二切換單元119串聯後再並聯至電容115。較佳地，第一切換開關118、及第二切換開關119係為彈跳開關。

至於，本實施例詳細操作及運作的方式如下所述：正常運作時，導通角為170度，當按下第一切換開關118時，導通角變為155度，放掉第一切換開關118導通角變回170度。當按下第二切換開關119時，導通角變為140度，放掉第二切換開關導通角變回170度。據此，控制單元15根據導通角偵測電路14所偵測之調變後之導通角訊號加以解碼。在本實施例中，當導通角為140度時，對負載的發光二極體燈具做亮度的改變，當導通角為155度時，對負載的發光二極體燈具做顏色的改變，當導通角為170度時，發光二極體燈具維持原狀態。

換言之，本實施例之主要特色在於，第一切換電容116與第二切換電容117具有不同之電容值，切換第一切換開關118或第二切換開關119係對應導通第一切換電容116或第二切換電容117。如此，將使得導通角調變電路11產生不同導通角之交流電壓。導通角偵測電路 14係偵測調變後的交流電壓的導通角大小，以提供微處理器15根據不同導通角的交流電壓對應產生不同的控制來驅動負載動作。該等不同的控制命令係可用於控制發光二極體光源之亮度、或色溫，例如按壓第一切換開關118係使得發光二極體光源亮度做循環改變，按壓第二切換開關119係使得發光二極體光源色溫作切換。

請一併參考第2圖及第3圖，第3圖係本發明一較佳實施例之操作示意圖。如圖所示，兩個按壓開關91、92係分別對應第一切換開關118、及第二切換開關119，藉由按壓開關91、92，其可切換不同電容以對應產生不同的導通角控制命令。於本實施例中，導通角調變電路11係設計於牆壁控制端，以使使用者按壓開關91、92即可切換第一切換開關118及第二切換開關119。當然，本實現方式並不以兩個切換電容、兩個切換開關為限，亦可採用三個切換電容分別並聯三個切換開關，或是四個切換電容分別並聯四個切換開關，藉由不同電容值的切換電容之切換，以產生不同導通角的交流電訊號，進而進行多工控制。

當然，本發明所提供之第一大類的切換方式並不以前述切換電容方式為限，亦可採用切換電阻的方式。然而，二者之差異僅在將切換電容替換成切換電阻，且切換電阻與切換開關係再與電阻並聯。同樣地，此種導通角的調變方式所呈現的控制態樣，將隨著切換電阻與切換開關的設置數量而變化。

此外，本發明所提供之第二大類的訊號調控方式共舉出二個實施例，即本發明之第二實施例、及第三實施例。請參考第4圖，第4圖係本發明之第二實施例之系統方塊圖。如圖所示，導通角調變電路11主要包括一三極閘流體50、一三極閘流體驅動電路51、一整流/直流電源電路52、一過零點偵測電路53、一微控制器電路54、及一調變模組Sc。其中，三極閘流體50包含有一第一端子501、一第二端子502、及一閘極503，第二端子502係電性連接至負載端Ld。

另外，三極閘流體驅動電路51係電性連接至三極閘流體50之閘極503。整流/直流電源電路52係電性連接至交流電源10的二電源端，並提供各電路直流電源。過零點偵測電路53係電性連接於整流/直流電源電路52，且過零點偵測電路53係偵測交流電10的過零點訊號。

此外，微控制器電路54係電性連接於過零點偵測電路53、及三極閘流體驅動電路51，微控制器電路54係依據過零點偵測電路53所提供之交流電的過零點訊號，經由控制三極閘流體驅動電路51以驅動三極閘流體5來調變交流電的該導通角。

又，調變模組Sc係電性連接至微控制器電路54，藉由調變調變模組Sc致使微控制器電路54控制產生不同導通角組合之交流電訊號。在本實施例中，調變模組Sc包括二個切換開關S1,S2、及一可變電阻VR，藉由開啟或關閉切換開關S1,S2以及調整可變電阻VR，致使不同電壓輸入微控制器電路54，進而致使微控制器電路54 控制導通角調變電路11產生不同導通角組合之交流電訊號。當然本發明之調變模組Sc並不以切換開關及可變電阻為限，其他可與微控制器電路54搭配之調變手段均可適用於本發明。

請參閱第5圖，第5圖係本發明之第二實施例電路圖。然而，第5圖僅是列舉第二實施例之可實施態樣之一，其中包括三極閘流體驅動電路51、整流/直流電源電路52、過零點偵測電路53、及微控制器電路54等詳細電路佈局皆屬習知技術，於此不再詳述。惟，本發明之第二實施例並不侷限於此圖之電路佈局，舉凡所有可達成相同功能之等效電路均應可適用於本實施例。此外，特別值得一提的是，本實施例之三極閘流體50亦可由矽控整流器(Silicon Controlled Rectifier,SCR)、或其他等效元件取代。

至於，本實施例詳細操作及運作的方式如下所述：正常運作時，導通角為170度，當按下任一切換開關S1,S2、及/或調整可變電阻VR時，會產生三組包含四個周期的導通角訊號串，而訊號串中的導通角可以為170度，155度及140度，四個周期的第一個導通角為訊號起始碼，其為140度導通角，第二個導通角及第三個導通角為切換開關S1,S2對應到的控制命令，它們可以是三個導通角的不同組合，第四周期導通角為檢查碼(CHECKSUM)。接著，控制電路15針對導通角偵測電路14所偵測調變後之導通角訊號加以解碼，並對應產生一 控制命令，且根據該控制命令來控制負載驅動電路2的動作，如同一般遙控器的動作。

接著，請參閱第6圖，第6圖係本發明之第三實施例電路圖。第三實施例與第二實施例主要差異在於直流電源產生電路不同。其中，第二實施例需利用交流電源10之二端電源，即須拉交流電之二條電源線進行配置；而本第三實施例則僅需交流電源10之一端進行配置即可，亦即僅需拉交流電的一條電源線即可，對於安裝或維修更為簡單、且便利。

如圖中所示，本發明第三實施例之導通角調變電路11主要包括一三極閘流體60、一三極閘流體驅動電路61、一整流電路62、一過零點偵測電路63、一微控制器電路64、一直流電源電路65、一直流電源電路充電開關電路66、以及一調變模組Sc。其中，三極閘流體60包含有一第一端子601、一第二端子602、及一閘極603，而第二端子602係電性連接至負載端Ld。

另外，三極閘流體驅動電路61係電性連接至三極閘流體60之閘極603。整流電路62包含有一交流端621、及一直流端622，而交流端621之二端點係分別電性連接至三極閘流體60之第一端子601、及第二端子602。過零點偵測電路63係電性連接於整流電路61，過零點偵測電路62係偵測交流電的過零點訊號。

此外，微控制器電路64係電性連接於過零點偵測電路63、及三極閘流體驅動電路61，微控制器電路64係依據過零點偵測電路63所提供交流電的過零點訊號，經 由控制三極閘流體驅動電路61以驅動三極閘流體60來調變交流電的導通角。

又，直流電源電路65係提供各電路直流電源，而直流電源電路充電開關電路66係介於整流電路62與直流電源電路65間，且直流電源電路充電開關電路66係用以控制直流電源電路65輸入側的導通時間，以免造成負載端Ld的過零點訊號失真而造成導通角偵測誤差。

至於，調變模組Sc係電性連接至微控制器電路64，故可藉由調變調變模組Sc致使微控制器電路64控制產生不同導通角組合之交流電訊號。在本實施例中，調變模組Sc包括二個切換開關S1,S2、及一可變電阻VR，藉由開啟或關閉切換開關S1,S2以及調整可變電阻VR，致使不同電壓輸入微控制器電路54，進而致使微控制器電路54控制導通角調變電路11產生不同導通角組合之交流電訊號。當然本發明之調變模組Sc並不以切換開關及可變電阻為限，其他可與微控制器電路54搭配之調變手段均可適用於本發明。

再且，在本實施例中，負載端Ld的洩放電路13為一主動式洩放電路。當三極閘流體60不導通狀態時，主動式洩放電路將短暫開啟，以使導通角調變電路11的直流電源電路65儲存電流，以供各電路使用。換言之，本實施例之主動式洩放電路可搭配導通角調變電路11的開關電路而連動作開關，可使導通角調變電路11的直流電源電路65在三極閘流體60關斷時之極短的導通時間內能流過足夠大的電流以儲存足夠多的能量，以供各電 路使用，進而避免負載端Ld的過零點失真而影響到導通角偵測電路14的工作。

請參閱第7圖，第7圖係本發明之第三實施例電路圖。然而，第7圖僅是列舉第三實施例之可實施態樣之一，其中包括三極閘流體驅動電路61、整流電路62、過零點偵測電路63、微控制器電路64、直流電源電路65、及直流電源電路充電開關電路66等詳細電路佈局皆屬習知技術，於此不再詳述。惟，本發明之第三實施例並不侷限於此圖之電路佈局，舉凡所有可達成相同功能之等效電路均應可適用於本實施例。此外，特別值得一提的是，本實施例之三極閘流體60亦可由矽控整流器(Silicon Controlled Rectifier,SCR)、或其他等效元件取代。同樣地，本實施例之詳細操作及運作的方式可參考前述第二實施例。

經由本發明所提供之利用交流電導通角產生控制命令之調控裝置1，無須對負載驅動電路2加裝複雜的控制電路，亦不需增加配線，利用原始配線即可有效利用交流電訊號本身，進行負載的調控。因此，本發明具有製作成本低、易維護、使用方便等功效。

1‧‧‧利用交流電導通角產生控制命令之調控裝置

10‧‧‧交流電源

11‧‧‧導通角調變電路

12‧‧‧整流電路

13‧‧‧洩放電路

14‧‧‧導通角偵測電路

15‧‧‧控制單元

111,50,60‧‧‧三極閘流體

112‧‧‧雙極閘流體

114‧‧‧電阻

115‧‧‧電容

116‧‧‧第一切換電容

117‧‧‧第二切換電容

118‧‧‧第一切換開關

119‧‧‧第二切換開關

111a,501,601‧‧‧第一端子

111b,502,602‧‧‧第二端子

111c,503,603‧‧‧閘極

2‧‧‧負載驅動電路

51,61‧‧‧三極閘流體驅動電路

52‧‧‧整流/直流電源電路

521‧‧‧整流電路

522‧‧‧直流電源電路

53,63‧‧‧過零點偵測電路

54,64‧‧‧微控制器電路

62‧‧‧整流電路

621‧‧‧交流端

622‧‧‧直流端

65‧‧‧直流電源電路

66‧‧‧直流電源電路充電開關電路

91,92‧‧‧按壓開關

Cd‧‧‧控制端

Ld‧‧‧負載端

R1‧‧‧電阻

Sc‧‧‧調變模組

S1,S2‧‧‧切換開關

VR‧‧‧可變電阻

第1圖係本發明之第一實施例系統方塊圖。

第2圖係本發明之第一實施例電路圖。

第3圖係本發明之第一實施例操作示意圖。

第4圖係本發明之第二實施例系統方塊圖。

第5圖係本發明之第二實施例電路圖。

第6圖係本發明之第三實施例系統方塊圖。

第7圖係本發明之第三實施例電路圖。

10‧‧‧交流電源

11‧‧‧導通角調變電路

12‧‧‧整流電路

13‧‧‧洩放電路

14‧‧‧導通角偵測電路

15‧‧‧控制單元

2‧‧‧負載驅動電路

Cd‧‧‧控制端

Ld‧‧‧負載端

Claims (15)

1. 一種利用改變交流電電壓導通角作為控制命令而對負載作動作控制之調控裝置：該調控裝置包括一導通角調變電路，其係電性連接至一交流電源，該導通角調變電路係用於調變該交流電源之一導通角；其中，在穩定工作時該導通角維持於一固定值，當欲改變該負載之狀態時，該導通角調變電路才進行調變而改變該交流電源之該導通角，以控制該負載的動作，並隨即調變該導通角以使該導通角恢復至該固定值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之調控裝置，其更包括一負載端控制電路，該導通角調變電路係配置在一控制端，該負載端控制電路係配置在一負載端；該負載端控制電路包括一導通角偵測電路、及一控制單元，該導通角偵測電路係電性連接至該導通角調變電路，該導通角偵測電路係用於偵測經該導通角調變電路調變後之該導通角而輸出一導通角訊號；該控制單元係電性連接至該導通角偵測電路，該控制單元用於對該導通角訊號解碼並作為一控制命令。
3. 如申請專利範圍第2項所述之調控裝置，其中，該導通角調變電路包括：一三極閘流體，其包含有一第一端子、一第二端子、及一閘極，該第一端子係電性連接至該交流電源，該第二端子係電性連接至該負載端； 一雙極閘流體，其包含有一第一陽極端、及一第二陽極端，該第一陽極端係連接至該三極閘流體之該閘極；一電阻，其係電性連接至該三極閘流體之該第二端子；一電容，其包含有一第一端、及一第二端，該第一端係電性連接至該電阻、及該雙極閘流體之該第二陽極端，該第二端係電性連接至該三極閘流體之該第一端子；以及至少一切換電容，其係分別與至少一切換開關串聯，該至少一切換電容與該至少一切換開關係再與該電容並聯。
4. 如申請專利範圍第3項所述之調控裝置，其中，該至少一切換電容係包含一第一切換電容、及一第二切換電容，該至少一切換開關係包含一第一切換開關、及一第二切換開關，該第一切換電容係與該第一切換開關串聯後再與該電容並聯，該第二切換電容係與該第二切換開關串聯後再與該電容並聯。
5. 如申請專利範圍第4項所述之調控裝置，其中，該第一切換電容、及該第二切換電容具有不同之電容值。
6. 如申請專利範圍第2項所述之調控裝置，其中，該導通角調變電路包括：一三極閘流體，其包含有一第一端子、一第二端子、及一閘極，該第二端子係電性連接至該負載端；一三極閘流體驅動電路，其係電性連接至該三極 閘流體之該閘極；一整流/直流電源電路，其係電性連接至該交流電源的二電源端，並提供各電路直流電源；一過零點偵測電路，其係電性連接於該整流/直流電源電路，該過零點偵測電路係偵測該交流電的過零點訊號；一微控制器電路，其係電性連接於該過零點偵測電路、及該三極閘流體驅動電路，該微控制器電路係依據該過零點偵測電路所提供之該交流電的過零點訊號，經由控制該三極閘流體驅動電路以驅動該三極閘流體來調變該交流電的該導通角；以及一調變模組，其係電性連接至該微控制器電路，藉由調變該調變模組致使該微控制器電路控制產生不同導通角組合之交流電訊號。
7. 如申請專利範圍第2項所述之調控裝置，其中，該導通角調變電路包括：一三極閘流體，其包含有一第一端子、一第二端子、及一閘極，該第二端子係電性連接至該負載端；一三極閘流體驅動電路，其係電性連接至該三極閘流體之該閘極；一整流電路，其包含有一交流端、及一直流端，該交流端之二端點係分別電性連接至該三極閘流體之該第一端子、及該第二端子；一過零點偵測電路，其係電性連接於該整流電路，該過零點偵測電路係偵測該交流電的過零點訊號； 一微控制器電路，其係電性連接於該過零點偵測電路及該三極閘流體驅動電路，該微控制器電路係依據該過零點偵測電路所提供之該交流電的過零點訊號，經由控制該三極閘流體驅動電路以驅動該三極閘流體來調變該交流電的該導通角；一直流電源電路，其係提供各電路直流電源；以及一調變模組，其係電性連接至該微控制器電路，藉由調變該調變模組致使該微控制器電路控制產生不同導通角組合之交流電訊號。
8. 如申請專利範圍第3項、第6項或第7項所述之調控裝置，其中，該負載端更包括一整流電路、及一洩放電路；該整流電路係電性連接於該導通角調變電路與該導通角偵測電路之間，該整流電路係用於對經該導通角調變電路調變後之該交流電源進行整流；該洩放電路係電性連接於該整流電路與該控制單元之間，該洩放電路係用於提供維持該導通角調變電路中的該三極閘流體導通的導通電流。
9. 如申請專利範圍第6項或第7項所述之調控裝置，其中，該調變模組包括至少一切換開關；藉由切換該至少一切換開關致使該微控制器電路控制該導通角調變電路產生不同導通角組合之交流電訊號。
10. 如申請專利範圍第6項或第7項所述之調控裝置，其中，該調變模組包括一可變電阻；藉由調整該可變電阻致使不同電壓輸入該微控制器電路，進而致使該微 控制器電路控制該導通角調變電路產生不同導通角組合之交流電訊號。
11. 如申請專利範圍第7項所述之調控裝置，其中，於該整流電路與該直流電源電路間加設一直流電源電路充電開關電路，以控制該直流電源電路輸入側的導通時間，以免造成該負載端的過零點訊號失真而造成導通角偵測誤差。
12. 如申請專利範圍第8項所述之調控裝置，其中，該洩放電路包含一主動式洩放電路，當該三極閘流體為不導通狀態時，該主動式洩放電路短暫開啟，以使該導通角調變電路的該直流電源電路儲存電流，以供各電路使用。
13. 一種利用改變交流電電壓導通角作為控制命令而對負載作動作控制之調控方法，其在穩定工作時該交流電之導通角維持一固定值，當欲改變該負載之狀態時才對該導通角進行調變而改變該導通角，並隨即調變該導通角以使該導通角恢復至該固定值，該方法包括以下步驟：(A)一導通角調變電路調變一交流電之導通角；(B)一導通角偵測電路偵測該交流電之該導通角，並產生一導通角訊號；以及(C)一控制單元根據該導通角訊號對一負載進行控制。
14. 如申請專利範圍第13項所述之調控方法，其中，該步 驟(A)該導通角調變電路係調變該交流電之複數個週期的導通角而構成一訊號串，並重複發送該訊號串數次；該步驟(B)該導通角偵測電路偵測該訊號串，並產生該導通角訊號。
15. 如申請專利範圍第13項所述之調控方法，其中，該步驟(C)係包括以下步驟：(C1)該控制單元對該導通角訊號解碼，並對應產生一控制命令；以及(C2)該控制單元根據該控制命令對該負載進行控制。