TWI656807B - 調光器 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種調光器，調光器包括一處理模組、一調光信號產生模組以及一調光觸發模組。當處理模組接收到調光觸發信號時，處理模組根據調光觸發信號提供相對應於調光觸發信號的一調光控制信號至調光信號產生模組，調光信號產生模組在第一時間區間的N個該單位信號中，選取至少一單位信號進行波形調整，以產生至少一調光單位信號，調光器的信號輸出端輸出具有調光單位信號的電源信號。

Description

調光器
本發明是有關於一種調光器，且特別是一種具有節能功能的調光器。
近年來，發光二極體照明裝置已經是綠能裝置的代表產品，然而，在傳統日光燈或是白熾燈等照明裝置，其調光方式都是利用設置在牆壁上的調光器進行調光，發光二極體照明裝置雖然可以搭配傳統調光器進行調光，不過，傳統調光器是利用矽控整流器(SCR)或三端雙向可控矽開關元件(TRIAC)等相關電路提供經過相位切割的調光信號，也就是，直接將電源信號的單位信號進行相位切割，以使發光二極體照明裝置根據相位切割後的調光信號進行調光。而且，傳統調光器是將每一個電源信號中的正弦波單位信號都進行相位切割。也就是通過控制傳統調光器的每一個控制訊號，使傳統調光器對電源信號進行相位切割。但是此類型經過相位切割的調光信號，在低亮度的時候，發光二極體照明裝置極容易發生閃爍的情況，再者，由於電源信號經過相位切割後，其波形並非完整的正弦波，其能源使用率也因此非常低。
因此如何提供一種能夠提高能源使用率，且在低亮度時也不容易使發光二極體照明裝置閃爍的調光器，顯然已經是業界的一個重要課題。
有鑑於此，本發明提供一種調光器，調光器具有一信號輸入端以及一信號輸出端，信號輸入端接收一交流電源的一電源信號，該電源信號包括複數個單位信號，調光器包括：一處理模組，用於接收一調光觸發信號，並根據調光觸發信號提供一調光控制信號；一調光信號產生模組，電性連接處理模組、信號輸入端以及信號輸出端；以及一調光觸發模組，電性連接處理模組，用於提供一調光觸發信號；其中，當處理模組接收到調光觸發信號時，調光信號產生模組根據調光觸發信號提供相對應於調光觸發信號的一調光控制信號至調光信號產生模組，調光信號產生模組在一第一時間區間的N個單位信號中，選取至少一單位信號進行調整，以產生至少一調光單位信號，調光器的信號輸出端輸出具有調光單位信號的電源信號。
有鑑於此，本發明提供一種調光器，具有一信號輸入端以及一信號輸出端，信號輸入端接收一交流電源的一電源信號，電源信號包括複數個單位信號，調光器包括：一處理模組，用於接收一調光觸發信號，並根據調光觸發信號提供一調光控制信號；一調光信號產生模組，電性連接處理模組、信號輸入端以及信號輸出端；以及一調光觸發模組，電性連接處理模組，用於提供一調光觸發信號；其中，信號輸入端接收些單位信號為正弦波，信號輸出端輸出的些單位信號的其中之一為一調光單位信號，調光單位信號的形狀是經過相位切割後的單位信號的形狀，調光單位信號的形狀與單位信號的形狀不相同，信號輸出端輸出的些單位信號中，調光單位信號之外的其他單位信號的形狀為正弦波。
綜上所述，本發明實施例的調光器，可以根據調光觸發信號選取交流電源的電源信號中的至少一個單位信號進行相位切割，以產生調光單位信號，並據以提供給發光二極體照明裝置以進行調整亮度，由於電源信號中僅有部分單位信號是調光單位信號，因此在低亮度的時候，發光二極體照明裝置不容易產生閃爍的現 象，更可以提高能源使用率。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
1‧‧‧調光器
2‧‧‧區域電力網路
3‧‧‧第一發光二極體照明裝置
4‧‧‧第二發光二極體照明裝置
5‧‧‧第三發光二極體照明裝置
ACS‧‧‧交流電源
PS‧‧‧電源信號
1-IN‧‧‧信號輸入端
1-OUT‧‧‧信號輸入端
11‧‧‧調光信號產生模組
12‧‧‧處理模組
13‧‧‧調光觸發模組
14‧‧‧計數單元
15‧‧‧計時單元
121‧‧‧三端雙向可控矽開關元件
DIMTS‧‧‧調光觸發信號
DIMCS‧‧‧調光控制信號
PWMUS‧‧‧脈寬調變單位信號
T1‧‧‧第一時間區間
US‧‧‧單位信號
DIMUS‧‧‧調光單位信號
CT1‧‧‧輸入端
CT2‧‧‧輸出端
G‧‧‧控制端
HVS‧‧‧高準位信號
圖1是本發明實施例的調光器搭配區域電力網路以及發光二極體照明裝置的示意圖。
圖2是本發明實施例的調光器的示意圖。
圖3A以及圖3B是本發明實施例的電源信號的示意圖。
圖4A是本發明實施例的調光信號產生模組的示意圖。
圖4B是本發明實施例的調光控制信號的示意圖。
在下文將參看隨附圖式更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發明將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本發明概念的範疇。在諸圖式中，可為了清楚而誇示層及區之大小及相對大小。類似數字始終指示類似元件。
應理解，雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件，但此等元件不應受此等術語限制。此等術語乃用以區分一元件與另一元件。因此，下文論述之第一元件可稱為第二元件而不偏離本發明概念之教示。如本文中所使用，術語「及/或」包括相關聯之列出項目中之任一者及一或多者之所有組合。
以下將以至少一種實施例配合圖式來說明所述調光器，然而，下述實施例並非用以限制本揭露內容。
〔本發明調光器的實施例〕
請參照圖1，圖1是本發明實施例的調光器搭配區域電力網路 以及發光二極體照明裝置的示意圖。
本發明實施例的調光器1設置在一區域(圖未示)中，通過一區域電力網路2與第一發光二極體照明裝置3、第二發光二極體照明裝置4以及第三發光二極體照明裝置5電性連接。使用者可以通過調整調光器1，分別調整第一發光二極體照明裝置3、第二發光二極體照明裝置4以及第三發光二極體照明裝置5的亮度。也就是調光器1會通過區域電路網路2分別發送調光信號給第一發光二極體照明裝置3、第二發光二極體照明裝置4以及第三發光二極體照明裝置5，以使第一發光二極體照明裝置3、第二發光二極體照明裝置4以及第三發光二極體照明裝置5分別調整亮度。
請參照圖2、圖3A以及圖3B，圖2是本發明實施例的調光器的示意圖。圖3A以及圖3B是本發明實施例的電源信號的示意圖。
本發明實施例的調光器1包括一調光信號產生模組11、一處理模組12以及一調光觸發模組13。
其中，調光器1還包括一信號輸入端1-IN以及一信號輸出端1-OUT。信號輸入端1-IN用於接收一交流電源ACS的電源信號PS。信號輸出端1-OUT則是用於輸出一經過調光器1的調光信號產生模組11加入調光信號的電源信號PS。
在本實施例中，調光信號產生模組11分別電性連接信號輸入端1-IN以及信號輸出端1-OUT。調光信號產生模組11電性連接處理模組12。處理模組12則是電性連接調光觸發模組13。
使用者可以通過調光觸發模組13發送一調光觸發信號給處理模組12，處理模組12則根據調光觸發信號，發送一調光控制信號DIMCS給調光信號產生模組11。調光信號產生模組11則根據調光控制信號對電源信號PS的單位信號進行相位切割，以產生至少一調光單位信號DIMUS。在本實施例中，調光觸發信號DIMTS包括一類比式信號或是一數位式信號，可以根據實際需求進行調整設計，在本發明中不作限制。
在本實施例中，調光觸發模組13可以是旋鈕式調光開關、觸控式調光開關、切換式調光開關(ON/OFF)或是按鈕式調光開關，其可根據實際需求進行調整，在本發明中不作限制。調光信號產生模組11則是利用矽控整流器(SCR)或三端雙向可控矽開關元件(TRIAC)所組成的電路，切割電源信號PS的單位信號US的相位以產生調光單位信號DIMUS。
在本實施例中，調光單位信號DIMUS可以將發光二極體的亮度從最低亮度(無亮度)到最高亮度(全亮)之間分成256階的調光階數。然而，其可根據實際需求進行調整，在本發明中不作限制。
交流電源ACS電源信號PS在經過調光信號產生模組11之後，若是有調光觸發信號DIMTS的產生，調光信號產生模組11就會根據相對應調光觸發信號DIMTS的調光控制信號DIMCS，對電源信號PS的單位信號US進行相位切割，以產生至少一個調光單位信號DIMUS。也就是，調光器1的信號輸入端1-IN是接收交流電源ACS的電源信號PS，而且電源信號PS的複數個單位信號US都是正弦波形狀，而經過調光器1的調光信號產生模組11加入調光單位信號DIMUS之後。在多個正弦波形狀的單位信號中，會設置一個不是正弦波形狀的調光單位信號DIMUS。在本實施例中，由於電源信號PS是來自市電電路網路，因此單位信號US的正常波形會是正弦波，但是調光單位信號DIMUS是經過相位切割後的單位信號US，因此其波形會僅僅是部分的正弦波，如圖3B所示，調光單位信號DIMUS的波形在相位0~π/2以及π~3/2π的部分就被截止了，其振幅變化與正弦波明顯不同。
在本實施例中，在調光期間，每5個單位信號US中會設置一個調光單位信號DIMUS，在其他實施例中，可以設置每6個單位信號US中，設置一個調光單位信號DIMUS。也就是，在一第一時間區間T1中，可以包括N個單位信號US，N大於等於2，調 光單位信號DIMUS。在本實施例中，N等於6，而調光單位信號DIMUS設置在第一時間區間T1的6個單位信號US的第一個位置。在其他實施例中，N可以等於5或是其他數量值，此外，調光單位信號DIMUS可以設置在第一時間區間T1的其他單位信號US的位置上，本發明中不作限制。
以電壓110V，頻率60Hz為例，一個單位信號US為1/60秒，第一時間區間T1可以選擇為6個單位信號US的總和時間，也就是1/10秒，也就是0.1秒。其中，調光單位信號DIMUS在第一時間區間T1的第一個單位信號US的位置。在其他實施例中，調光單位信號DIMUS可以設置在第一時間區間T1的任何一個單位信號US的位置，其可根據實際需求進行調整、設計，在本發明中不作限制。
在本實施例中，調光器1還可以包括一計數單元14以及一計時單元15。用於計算調光控制信號DIMCS或調光單位信號DIMUS的信號數量以及時間。
請參照圖4A以及圖4B，圖4A是本發明實施例的調光信號產生模組的示意圖。圖4B是本發明實施例的調光控制信號的示意圖。圖4A中的電路僅為例示，並非實際電路，其可根據實際需求進行設計，本發明不作限制。
在本實施例中，調光信號產生模組11是以一三端雙向可控矽開關元件(TRIAC)121作為電路基礎，其包括一輸入端CT1、一輸出端CT2以及一控制端G。輸入端CT1電性連接信號輸入端1-IN，輸出端CT2電性連接信號輸出端1-OUT。輸入端CT1接收電源信號PS的複數個單位信號US。輸出端CT2則輸出經過三端雙向可控矽開關元件處理後的電源信號PS。
調光控制信號DIMCS中包括一個脈寬調變單位信號PWMUS，以及一高準位信號HVS。在本實施例中，可以事先設定調光控制信號DIMCS中每一第一時間區間T1中需要發送的脈寬 調變單位信號PWMUS的數量，在第一時間區間T1的其他時間則發送一高準位信號HVS或是一低準位信號(圖未示)。高準備信號HVS或是低準位信號(圖未示)的設定則是根據調光信號產生模組11的電路信號需求為準，在本實施例中是提供一高準位信號HVS，以令調光信號產生模組11不進行動作，也就是在高準位信號HVS時，不會產生調光單位信號DIMUS。
在本實施例中，調光器1還可以通過計數單元14計數通過調光信號產生模組11的電源信號PS的單位信號US的數量，處理模組12則根據計數單元14計數單位信號US的數量，用以提供調光控制信號DIMCS以產生調光單位信號DIMUS。
此外，調光器1還可以包括一電力環境雜訊檢測模組(圖未示)，檢測目前電力環境的雜訊狀況，以根據目前電力環境的雜訊狀況，調整發送調光單位信號DIMUS的數量。
在本實施例中，調光器1只發送兩個調光單位信號DIMUS，也就是在兩個第一時間區間T1中，各發送了一個調光單位信號DIMUS。而在第二個第一時間區間T1之後，調光器1的信號輸出端1-OUT則只提供正弦波形狀的單位信號US。也就是，在本實施例中，調光器1可以設置一既定時間區間(圖未示)，在檢測到調光觸發信號DIMTS之後，經過一既定時間區間(圖未示)之後，就會停止發送調光單位信號DIMUS。此外，還可提高調光單位信號DIMUS不斷產生而造成第一發光二極體照明裝置3、第二發光二極體照明裝置4以及第三發光二極體照明裝置5等能源使用率。在本實施例中，既定時間區間(圖未示)大於第一時間區間T1。如先前所述，第一時間區間T1可以是1/10秒，既定時間區間則(圖未示)則至少大於第一時間區間T1，也就是大於1/10秒。在其他實施例中，既定時間區間(圖未示)可以是介於0.5秒至2秒，可以根據實際需求進行調整設計，在本發明中不做限制。
在本實施例中，第一發光二極體照明裝置3、第二發光二極體 照明裝置4以及第三發光二極體照明裝置5，均設置可以檢測調光單位信號DIMUS的調光模組(圖未示)，可以根據第一時間區間T1或是計數所接收的單位信號US以及調光單位信號DIMUS，以檢測調光單位信號DIMUS，並對調光單位信號DIMUS進行解析其中的調光階數，再根據其調光階數進一步調整發光二極體照明裝置的亮度。
〔實施例的可能功效〕
綜上所述，本發明實施例的調光器，可以根據調光觸發信號選取交流電源的電源信號中的至少一個單位信號進行相位切割，以產生調光單位信號，並據以提供給發光二極體照明裝置以進行調整亮度，由於電源信號中僅有部分單位信號是調光單位信號，因此在低亮度的時候，發光二極體照明裝置不容易產生閃爍的現象，更可以提高能源使用率。
以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。

Claims (10)

  1. 一種調光器，具有一信號輸入端以及一信號輸出端，該信號輸入端接收一交流電源的一電源信號，該電源信號包括複數個單位信號，該調光器包括：一處理模組，用於接收一調光觸發信號，並根據該調光觸發信號提供一調光控制信號；一調光信號產生模組，電性連接該處理模組、該信號輸入端以及該信號輸出端；以及一調光觸發模組，電性連接該處理模組，用於提供該調光觸發信號；其中，當該處理模組接收到該調光觸發信號時，該處理模組根據該調光觸發信號提供相對應於該調光觸發信號的一調光控制信號至該調光信號產生模組，該調光信號產生模組在一第一時間區間的N個該單位信號中，選取至少一單位信號進行波形調整，以產生至少一調光單位信號，該調光器的該信號輸出端輸出具有該調光單位信號的該電源信號。
  2. 如申請專利範圍第1項之調光器，其中，該調光器在一既定時間區間之後，停止發送該調光單位信號，該既定時間區間大於該第一時間區間。
  3. 如申請專利範圍第2項之調光器，其中，該既定時間區間為0.5秒至2秒。
  4. 如申請專利範圍第1項之調光器，其中，N等於5或N等於6。
  5. 如申請專利範圍第2項之調光器，其中，在該第一時間區間中， 至少包括一個該調光單位信號，其中，在該既定時間區間之後，該調光器的該輸出端輸出複數個正弦波形狀的單位信號。
  6. 如申請專利範圍第1項之調光器，其中，該調光信號產生模組包括至少一三端雙向交流開關/矽控整流器。
  7. 如申請專利範圍第1項之調光器，其中，該調光觸發信號為一類比式信號或一數位式信號。
  8. 如申請專利範圍第1項之調光器，其中，該調光器通過一電力網路電性連接至少一發光二極體照明裝置，當該至少一發光二極體照明裝置檢測到該調光器的該信號輸出端輸出的該至少一調光單位信號，該至少一發光二極體照明裝置根據該至少一調光信號調整亮度。
  9. 一種調光器，具有一信號輸入端以及一信號輸出端，該信號輸入端接收一交流電源的一電源信號，該電源信號包括複數個單位信號，該調光器包括：一處理模組，用於接收一調光觸發信號，並根據該調光觸發信號提供一調光控制信號；一調光信號產生模組，電性連接該處理模組、該信號輸入端以及該信號輸出端；以及一調光觸發模組，電性連接該處理模組，用於提供該調光觸發信號；其中，該信號輸入端接收該些單位信號為正弦波，該信號輸出端輸出的該些單位信號的其中之一為一調光單位信號，該調光單位信號的形狀是經過相位切割後的單位信號的形狀，該調光單位信號的形狀與該單位信號的形狀不相同，該信號輸出端輸出的該些 單位信號中，該調光單位信號之外的其他單位信號的形狀為正弦波。
  10. 如申請專利範圍第9項之調光器，其中，該調光單位信號設置在一第一時間區間中的複數個單位信號的其中之一的位置，在該第一時間區間中，該電源信號包括N個單位信號，其中，N等於5或N等於6。
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