氣體放電燈的多段調光控制裝置及其調光控制方法
2023-06-11 11:07:11
專利名稱：氣體放電燈的多段調光控制裝置及其調光控制方法
技術領域：
本發明涉及一種氣體放電燈，特別是關於一種可利用原有的電源開關直接進行多段調光的氣體放電燈的多段調光控制裝置及其調光控制方法。
背景技術：
隨著生活水準的提升，居家或公司行號的環境設計均不斷朝向整體感、便利性與實用性等方向創新，尤其是燈光的設計更扮演一個重要的角色，其中由於螢光燈管等的氣體放電燈相較於傳統鎢絲燈泡而言具有壽命長、省電、故障率低、高發光品質及高發光效率等的優點，儼然成為市場上的主流商品。
以螢光燈為例，其結構包含一螢光燈管以及一電子安定器，藉助電子安定器內部的振蕩迴路產生一特定頻率的交流電，使其能點亮螢光燈管，但此種設計的螢光燈通常僅具有全亮及不亮二種情況，相較於傳統的鎢絲燈泡而言，使用者卻可藉助控制輸入燈泡的電力大小來控制使燈泡發出不同程度的亮度。因此對於現今普遍重視生活品質的人們而言，採用氣體放電燈並不能充分滿足使用者於不同區域或不同時間的不同需求，且無法進一步達到節能的訴求。
再者，一般室內使用者的螢光燈管通常由壁上的開關控制，而桌燈則是利用器具上的開關來控制；而目前市面上雖有出現具有多段調光的螢光燈管設計，但此種架構通常都需要變更整個燈具設計與結構，甚至是重新拉線，對現有使用者而言，此工程過於浩大且相當不便，再加上此額外工程的施工容易產生廢棄物而不符合環保需求，且因施工所需的耗材與人力支出都會導致成本劇增。有鑑於此，本發明遂提出一種可利用原有的壁上或器具上的開關直接進行多段調光的氣體放電燈的多段調光控制裝置及其調光控制方法，以達到使用上的便利性與快捷性。
發明內容
本發明的主要目的在於提供一種氣體放電燈的多段調光控制裝置及其調光控制方法，其利用壁上、器具上、控制盒上或控制臺上的電源開關切換作為調光指令或選擇模式指令等控制指令，以多段式來調整氣體放電燈的亮度或發光模式，達到使用上的實用性與方便性。
本發明的另一目的在於提供一種氣體放電燈的多段調光控制裝置及其調光控制方法，其可為單機調光、區塊調光或群控調光等方式，應用相當廣泛且使用上更具有彈性。
為達到上述目的，本發明提供一種氣體放電燈的多段調光控制裝置，包含一整流器，連接至一電源開關，以便對自該電源開關輸入的電源進行整流；一功率因子修正電路對整流後的電源進行功率因子修正與升壓之後，一變頻諧振驅動電路可根據升壓後的電源訊號產生一頻率的交流電而驅動氣體放電燈動作；整流器連接有一檢知電路，以檢知該電源開關的狀態，使一邏輯控制電路根據此電源開關於短時間內的關開切換次數與時序來輸出一邏輯控制指令，進而使一頻率調變控制電路可依控制指令調整電源參數，提供變頻諧振驅動電路隨此電源參數轉換成驅動頻率而調整氣體放電燈的發光模式；當然，在電源開關切換時，更可利用一充放電控制器自一電力儲存器中提供足夠電力給變頻諧振驅動電路，以避免氣體放電燈因電源暫時中斷而產生閃爍。
另外，本發明提供一種氣體放電燈的調光控制方法，其先開啟電源開關，以提供電源訊號，使至少一氣體放電燈產生穩定光源；欲改變照明度時，快速按壓此電源開關，並依其關開切換次數與時序而相對輸出一邏輯控制指令；再根據邏輯控制指令調整氣體放電燈的電源參數，以根據電源參數使電源訊號變化驅動頻率，進而使氣體放電燈產生明暗變化。
以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，以便更容易了解本發明的目的、技術內容、特點及其所達成的功效。
圖1為本發明多段調光控制裝置的結構示意圖；
圖2為本發明多段調光控制裝置增設有外接調光組件的結構示意圖；圖3為本發明的調光控制方法的流程圖；圖4為本發明的另一實施例結構示意圖。
主要組件符號說明1多段調光控制裝置101 電磁幹擾抑制電路102 整流器103 功率因子修正電路104 變頻諧振驅動電路105 檢知電路106 邏輯控制電路107 頻率調變控制電路108 充放電控制器109 電力儲存器110 過載保護電路111 外接調光組件2電源開關3氣體放電燈具體實施方式
本發明採用的調光方式是直接利用壁上、器具上或是控制臺、控制盒等地方的電源開關切換作為調光指令或選擇模式指令等控制指令，即可以多段式調整氣體放電燈的亮度或發光模式，此氣體放電燈可為螢光燈或是LED其它放電型光源，而無需再重新拉線，提供使用者更為方便的選擇。
圖1為本發明多段調光控制裝置的結構示意圖，如圖所示，多段調光控制裝置1利用電源開關2控制至少一氣體放電燈3動作，且當此電源開關2開啟後，氣體放電燈3維持前次的發光模式；此多段調光控制裝置1的組成結構與動作詳述如後在電源開關2與氣體放電燈3之間依序連接有一電磁幹擾抑制電路101、一整流器102、一功率因子修正電路103以及一變頻諧振驅動電路104，以利用電磁幹擾抑制電路101避免電源訊號遭受外部電磁幹擾或幹擾外部電源，利用整流器102電源訊號進行整流後，再經過功率因子修正電路103對該電源訊號進行功率因子修正並升壓至一預定電壓之後，使變頻諧振驅動電路104可根據升壓後的電源訊號產生一頻率的交流電而驅動氣體放電燈3發光。
更包括一檢知電路105，其連接至整流器102，根據其傳出的電源訊號來檢知電源開關2的狀態，使檢知電路105可得知該電源開關2的關開(off-on)切換次數與時序；並有一邏輯控制電路106連接至檢知電路105，此邏輯控制電路106根據電源開關2於短時間內的關開切換次數從中擷取出對應於該電源訊號的高低邏輯訊號次數來輸出控制頻率的電壓或邏輯位準訊號，此即為一邏輯控制指令，用以作為控制調光的調光指令或是發光效果的選擇模式指令；此邏輯控制電路106連接至一頻率調變控制電路107，其根據邏輯控制指令調整氣體放電燈3的電源參數，例如電流大小、電壓高低、頻率高低或周期長度等，使變頻諧振驅動電路104隨該電源參數轉換成驅動頻率，進而調整氣體放電燈3的發光模式，換言之，本發明利用頻率變化調整電源輸出，且頻率與輸出成反比。另有一充放電控制器108連接至邏輯控制電路106，此充放電控制器108在電源開關2切換時，自一電力儲存器109中提供足夠電力給變頻諧振驅動電路104以供應給氣體放電燈3，避免氣體放電燈3因電源暫時中斷而產生閃爍；且當電源開關2被開啟的初始狀態時，邏輯控制電路106會先將充放電控制器108暫時關閉，使電源訊號供應給氣體放電燈3進行點燈之後，再打開充放電控制器108對電力儲存器進行充電。
當然，為避免此電路發生過電流或超負載的情況而導致組件損毀，在邏輯控制電路106與該氣體放電燈3之間更連接有一過載保護電路110；此外當此多段調光控制裝置1或氣體放電燈3有異常發生時，邏輯控制電路106可直接將變頻諧振驅動電路104關閉而停止輸出。
其中，檢知電路105偵測到按壓一次電源開關2產生的關開切換時，邏輯控制電路106即藉助頻率調變控制電路107使變頻諧振驅動電路104隨著電源參數而轉換成驅動頻率的變化，進而使氣體放電燈3能夠明暗變化，由暗往亮或由亮往暗自動調整，直至再按壓一次電源開關2為止，或是到最亮點或最暗點為止。再者，連續按壓二次電源開關2而連續產生二關開切換時，邏輯控制電路106即會使該氣體放電燈3進行反向調光。
除了直接透過電源開關2產生控制指令之外，更可透過至少一外接調光組件111來產生控制指令，如圖2所示，此外接調光組件111連接至邏輯控制電路106，藉此驅動邏輯控制電路106產生相對應的邏輯控制指令，此外接調光組件111可為遙控接收器、按鍵開關、人員檢知器、晝光強度檢知器或可變電阻器等等；其中，當外接調光組件111為遙控接收器或按鍵開關時，可同時與電源開關2共同調控氣體放電燈3，使用者可以選擇利用電源開關2或是遙控接收器或按鍵開關來調控氣體放電燈3的亮度。
在說明完本發明多段調光控制裝置後，接續以圖3的流程圖來說明本發明的調光控制方法。如圖3所示，其利用原有壁上或器具上或是控制臺、控制盒等地方的電源開關控制至少一氣體放電燈的動作，請同時參考圖1及圖2所示，此調光控制方法包括下列步驟首先，如步驟S10，開啟電源開關2，以提供電源訊號使氣體放電燈產生3穩定光源，之後並於電力儲存電路儲存備用電源(在電源剛開啟時，充放電控制器會短暫關閉，使氣體放電燈可立即點亮並維持穩定發光)。接著進行步驟S12，利用檢知電路105檢知電源開關2是否關閉，若保持開啟，重複本步驟；若為關閉，則進行步驟S14。如步驟S14般利用邏輯控制電路106判斷電源開關2的關閉時間是否小於一預設時間T，其中T≤0.6秒，若時間小於或等於0.6秒，繼續進行步驟S16；若關閉時間超過0.6秒，則如步驟S24所示切斷電力儲存電路109與變頻諧振驅動電路104的耦合，以切斷備用電源，使氣體放電燈3立即熄滅，此即表示該電源開關2正處於關閉狀態。
前述該預設時間T≤0.6秒是較佳實施例，在實施操作上也可以將該預設時間T設定為≤1秒。
當關閉時間小於或等於0.6秒時，如步驟S16所示，經由邏輯控制電路106取出對應於電源的關及開的高低邏輯訊號；再如步驟S18所示，令邏輯控制電路106根據該邏輯訊號來輸出可控制頻率的電壓或邏輯位準訊號的一控制指令。然後利用頻率調變控制電路107，如步驟S20所示，依據控制指令的不同調變相關的電源參數，例如電流大小、電壓高低、頻率高低或周期長短；最後，進行步驟S22，使變頻諧振驅動電路104隨著電源參數而進行驅動頻率的變化，使氣體放電燈3得以產生明暗變化。
再者，本發明除了如圖1所示將檢知電路105及邏輯控制電路106裝設至整流器102之外，更可直接裝設於電磁幹擾抑制電路101與整流器102之間，如圖4所示，以便根據經過電磁幹擾抑制電路101處理後的電源訊號直接進行檢知電源開關2的狀態，其餘組件的原理與動作則與圖1所示的實施例相同，故於此不再重複贅述。
在說明完本發明的技術內容之後，下面列舉一些範例來進一步說明本發明的實施方式。
以電源開關對氣體放電燈進行調光時，利用電源開關於短時間內的關開切換(off-on)來作為調光指令(1)當氣體放電燈處於全亮點，關開切換一次由最亮往暗逐步調光，若無再發生關開訊號則調至最暗後停止調光。
(2)由全亮調至最暗之前，關開切換一次調光動作停止，固定於當時的亮度。
(3)由全亮調至最暗之前，關開切換一次調光動作停止，若已調整過頭需反轉調光時，則再關開切換連續二次，則變成由暗往亮調光，在達到所需亮度時，再關開切換一次，即固定於當時的亮度。
(4)最暗點，關開切換一次由最暗往亮區逐步調光，若無再發生關開切換訊號，則調至最亮後即停止調光。
(5)由全暗點調至最亮之前，關開切換一次調光動作停止，固定於當時的亮度。
(6)由最暗點調至最亮之前，關開切換一次調光動作停止，若已調整過頭需反轉調暗一點時，則再關開切換連續二次，則變成由亮往暗調光，在達到所需亮度時，再關開切換一次，即固定於當時的亮度。
以電源開關對氣體放電燈選擇不同發光方式時，利用電源開關於短時間內的關開切換(off-on)來作為選擇模式指令，選擇不同彩度的彩燈或不同的亮燈(1)以電源開關於短時間的關開切換來作為選擇不同發光模式的指令。
(2)在初次送電時，此多段調光控制裝置設定在初定模式。
(3)在初定模式下，關開切換一次由當時模式切換至下一個彩光變化模式，以此類推，直到最後一個模式後，又切換至第一個初定模式；另外，亦可選擇不同順序的模式輪替，使得每一次的循環變化都有所不同，以增加燈光與彩光的變化。此模式可應用於KTV或演唱會等場合的燈光變化。
再者，本發明的調光方式可採用單機調光、區塊調光或群控調光等方式，應用相當廣泛且使用具有彈性。以區塊調光而言，可利用本發明的多段調光控制裝置控制其中一個氣體放電燈作為調光器，即可以有線或無線的方式使其餘的複數個氣體放電燈同時動作，進行調光。當然如果是群控調光，其調整控制方式則與單機調光方式相同，可參考前面所述的詳細說明。
因此，本發明可直接利用壁上或器具上原有的電源開關或是控制臺、控制盒等地方的電源開關切換作為調光指令或選擇模式指令等控制指令，以多段式調整氣體放電燈的亮度或發光模式，進而達到使用上的實用性與方便性。
以上所述的實施例僅為說明本發明的技術思想及特點，其目的在使熟習此項技術的人士能夠了解本發明的內容並據以實施，當不能以之限定本發明的專利範圍，即大凡依本發明所揭示的精神所作的均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明的專利範圍內。
權利要求
1.一種氣體放電燈的多段調光控制裝置，其特徵在於其利用至少一電源開關控制至少一氣體放電燈的動作，該多段調光控制裝置包括一整流器，連接至該電源開關，以便對自該電源開關輸入的電源訊號進行整流；一功率因子修正電路，連接該整流器，對該電源訊號進行功率因子修正與升壓；一變頻諧振驅動電路，其根據該電源訊號產生一頻率的交流電而驅動該氣體放電燈；一檢知電路，連接該整流器，以檢知該電源開關的狀態；一邏輯控制電路，連接該檢知電路，並根據該電源開關於短時間內的關開切換次數與時序來輸出一控制指令；一頻率調變控制電路，其根據該控制指令調整電源參數，使該變頻諧振驅動電路隨該電源參數轉換成驅動頻率而調整該氣體放電燈的發光模式；以及一充放電控制器，連接該邏輯控制電路，該充放電控制器在該電源開關於切換時，自一電力儲存器中提供足夠電力給該變頻諧振驅動電路。
2.如權利要求1所述的多段調光控制裝置，其特徵在於該電源開關開啟後，該氣體放電燈為前次調整後的發光模式，且該檢知電路偵測到按壓一次該電源開關產生的該關開切換時，該邏輯控制電路即透過該頻率調變控制電路使該變頻諧振驅動電路隨著該電源參數而轉成驅動頻率的變化，進而使該氣體放電燈能夠明暗變化，直至再按壓一次該電源開關為止，或是到最亮點/最暗點為止，該氣體放電燈由暗往亮或由亮往暗自動調整。
3.如權利要求1所述的多段調光控制裝置，其特徵在於更包括一過載保護電路，連接在該邏輯控制電路與該氣體放電燈之間，以避免過電流或超負載而使組件損毀；而該邏輯控制電路更可在異常發生時，直接將該變頻諧振驅動電路關閉而停止輸出。
4.如權利要求1所述的多段調光控制裝置，其特徵在於該電源開關被開啟的初始狀態時，該充放電控制器會先暫時關閉，使該電源激活該放電燈管後，再打開對該電力儲存器進行充電。
5.如權利要求1所述的多段調光控制裝置，其特徵在於該邏輯控制電路擷取出對應於該電源的關開切換的高低邏輯訊號次數與時序來輸出可控制頻率的電壓或邏輯位準訊號。
6.如權利要求1所述的多段調光控制裝置，其特徵在於該電源參數為電流大小、電壓高低、頻率高低或周期長短等。
7.如權利要求1所述的多段調光控制裝置，其特徵在於更包括至少一外接調光組件，連接至該邏輯控制電路，以驅動該邏輯控制電路產生相對應的控制指令，且該外接調光組件可為遙控接收器、按鍵開關、人員檢知器、晝光強度檢知器或可變電阻器等。
8.如權利要求1所述的多段調光控制裝置，其特徵在於更包括有複數個氣體放電燈，以利用該多段調光控制裝置控制其中一個氣體放電燈作為調光器，即可以有線或無線的方式使其餘的氣體放電燈同時動作。
9.一種氣體放電燈的調光控制方法，其利用至少一電源開關控制至少一氣體放電燈的動作，該調光控制方法包括下列步驟開啟該電源開關，以提供電源訊號使該氣體放電燈產生穩定光源，並儲存備用電源；檢知該電源開關是否關閉，若是則進行下一步驟；判斷該電源關閉時間是否小於一預設時間，若否切斷該電源與該備用電源，若是則進行下一步驟；取出對應於該電源的關及開的高低邏輯訊號；根據該邏輯訊號輸出可控制電壓或邏輯準位的一控制指令；以及依據該控制指令的不同調變相關的電源參數，以便隨該電源參數將電源訊號變化驅動頻率而使該氣體放電燈產生明暗變化。
10.如權利要求9所述的調光控制方法，其電源開關開啟後，該氣體放電燈為前次調整後的發光模式。
11.如權利要求9所述的調光控制方法，其預設時間小於等於1秒。
12.如權利要求9所述的調光控制方法，其在輸出可控制電壓或邏輯準位的該控制指令的步驟中，利用一邏輯控制電路取出對應於該電源的關開切換的高低邏輯訊號次數與時序來輸出可控制頻率的電壓或邏輯位準訊號。
13.如權利要求9所述的調光控制方法，其電源參數為電流大小、電壓高低、頻率高低或周期長短等。
14.如權利要求9所述的多段調光控制裝置，其在輸出可控制電壓或邏輯準位的該控制指令的步驟中，更可直接透過至少一外接調光組件產生相對應的控制指令，且該外接調光組件可為遙控接收器、按鍵開關、人員檢知器、晝光強度檢知器或可變電阻器等。
全文摘要
本發明揭示一種氣體放電燈的多段調光控制裝置及其調光控制方法，其利用壁上或器具上的電源開關控制至少一氣體放電燈之動作。本發明利用在開啟電源開關來提供電源訊號使氣體放電燈產生穩定光源；之後利用快速按壓該電源開關，以確認其關開切換次數與時序使邏輯控制電路輸出一邏輯控制指令；再利用一頻率調變控制電路根據此邏輯控制指令調整電源參數，使一變頻諧振驅動電路依據該電源參數將電源訊號變化驅動頻率而使氣體放電燈產生不同亮度或不同發光效果。
文檔編號H05B41/282GK1925714SQ20051009798
公開日2007年3月7日 申請日期2005年9月2日 優先權日2005年9月2日
發明者索玉昇 申請人:索玉昇