數字式調光電路的製作方法
2023-05-07 18:37:56
專利名稱：數字式調光電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種調光電路，特別是一種數字式調光電路。
查傳統的調光電路一般都是利用雙向可控矽元件(TRIAC)配合一導通角度控制電路及可變電阻來控制燈光的明暗度。然而，此種傳統的調光電路只能執行單純的燈光明暗度的調整，並無法作各項多樣化的設定與規劃。因此，在應用方面，僅能作為單純的燈光調光功能，無法應用在其它應用領域，亦無法結合其它數字電路作更有彈性的應用。
再者，在該傳統的調光電路技術中，其雙向可控矽元件的導通角度調整是依靠使用者調節可變電阻予以達成，故在設定的精確度方面，並不理想，且使用者亦無法真正了解到調節的程度(即輸出能量的大小)，僅能依賴目視的方式來估測。這在一般的燈光調節功能時，尚能符合需求，但在講求較為精確的光度調節、或是結合其它數字電路的場合時，即往往無法達到所欲達到各目標。
因此，若能設計出一種可任意設定及可精確設定的調光電路，則對使用者而言應有極大的實用價值。
因此，本發明的主要目的即是提供一種可作各項功能規劃精確設定的數字式調光電路。
本發明另一目的是提供一種可作多樣化應用的數字式調光電路。
本發明的上述目的是由如下技術方案來實現的。
一種數字式調光電路，其特徵在於包括有一微處理單元，用以控制該調光電路的動作；一電源相位偵測電路，其輸入端連接至交流電源，用以偵測該交流電源的相位，並由一輸出端送出相位同步信號至該微處理單元的相位同步信號輸入端；一時基信號產生電路，用以產生一時基脈衝信號，提供至該微處理單元作為時基信號；
一顯示器，用以顯示該數字調光動作及操作設定的狀態；一輸入按鍵組，色括有多個按鍵，用以設定該調光電路的動作模式及數據輸入；其中該微處理單元於接收該電源相位偵測電路所送來的相位同步信號之後，以交流電源的二分之一周期為計數區間單位，並以該時基信號產生電路所產生的時基信號作為該計數單位的計數脈衝，再依據使用者所設定的輸出功率比例值，由該微處理單元產生一開關控制信號，以控制該開關電路的導通角，藉以控制輸出至燈光負載的電能大小。
除上述必要技術特徵外，在具體實施過程中，還可補充如下技術內容其中該電源相位偵測電路是一比較器，其輸入端是連接至交流電源輸入端，用以偵測該電源的相位。
其中該電源相位偵測電路是於每當交流輸入電源於正半周時，送出一高電平的相位同步信號至微處理單元；每當交流輸入電源於負半周時，則送出一低電平的相位同步信號至微處理單元，相位同步信號的高低電平變化皆在交流輸入電源的零交越處，零交越點時，即送出一序列的相位同步信號至微處理單元。
其更包括有一輸出信號驅動電路，用以將該微處理單元的開關控制信號予以放大，以控制該開關電路的動作。
其中該輸出功率比例值是界於0-100％之間。
其中該輸出功率比例值的計算是依據正弦波的有效值(RMS值)計算。
其中該開關電路是一雙向可控矽元件。
其更包括有一喇叭，用以產生音效訊號。
其中該開關控制信號寬度為雙向可控矽元件觸發導通所需要的寬度。
本發明的優點在於本發明是以數字的方式來控制輸出至負載的能量大小，故可以達到較為精確的燈光調節功能。此外，該數字式的調光電路配合了微處理單元的功能，使得使用者可以作各項附加功能的設定，例如可作定時點滅控制、定時燈光亮度設定、燈光點滅時段設定、不同時段的亮度設定…等，故除了可作單純的燈光調節功能之外，亦可廣泛應用在多種的應用場合中。例如人員外出時，可設定控制燈光的亮度及點滅，以模擬家中有人的防盜效果。
為對本發明能有更進一步的了解，茲配合附圖及較佳實施例說明，對本發明作一詳細說明如後
圖1是顯示本發明的控制電路圖；圖2是顯示本發明的信號波形圖，其具有較大的交流電源能量輸出值；圖3是顯示本發明的信號波形圖，其具有較小的交流電源能量輸出值。
較佳實施例說明參閱圖1所示，其是顯示本發明的控制電路圖。本發明的數字式調光電路主要包括有一微處理單元10，其配合周邊的電路單元用以控制該調光電路的動作。該微處理單元10經由輸出入端而連接按鍵組11、顯示器12、喇叭13等構件。其中該按鍵組11是可配置多個按鍵，供使用者藉由操作該按鍵而操作本發明調光電路的動作模式、數據輸入、以及各項燈光控制的設定。顯示器12是可用來顯示本發明的數字調光動作及操作設定的狀態。
一時基信號產生電路14可產生一時基脈衝信號，並可將該時基脈衝信號送到微處理單元10的時基信號輸入端CLK，以提供至該微處理單元10所需的時基信號。
為了要偵測交流輸入電源ACV的波形相位，故本發明中使用丁一電源相位偵測電路15，其輸入端是並聯連接至交流電源ACV，而其輸出端則可送出一相位同步信號SYN至該微處理單元10的相位信號輸入端SYNC。在本發明的較佳實施例中，該電源相位偵測電路15是可採用一比較器，其反相輸入端旁連接至地，而正相輸入端是連接至交流輸入電源ACV，用以偵測該交流輸入電源ACV的相位狀態。該比較器可在交流輸入電源ACV為正半周時，送出高電平的相位同步信號至微處理單元10，而每當該交流輸入電源於負半周時，則送出一低電平的相位同步信號至微處理單元10，相位同步信號的高低電平變化皆在交流輸入電源的零交越(Zero crossing Point)處。
此外，一電源電路16亦並聯連接於該交流輸入電源ACV，並產生一直流電源，作為本發明控制電路所需的工作電源。
微處理單元10的一輸出端是經由一輸出信號驅動電路17而控制開關電路18的動作，而在本發明的此一實施例中，該開關電路18是一雙向可控矽元件(TRIAC)，其陰極與陽極是與負載19形成串聯，以作為該負載19的控制開關。而該開關電路18的導通/截止的時機則是由該輸出信號驅動電路17所控制。
圖2是顯示本發明的波形圖，茲配合該波形與圖1所示的電路方塊圖，對本發明的動作原理作一說明。每當交流輸入電源ACV於零交越點(Zero)時，電源相位偵測電路15即會送出一序列的相位同步信號SYN。當該微處理單元10於接收該電源相位偵測電路15所送來的相位同步信號SYN之後，以交流電源的二分之一周期(T/2)為計數區間單位，並以該時基信號產生電路14所產生的時基信號作為該計數區間的計數脈衝(CNT)，再依據使用者經由按鍵組11所設定的輸出功率比例值，由該微處理單元10產生一開關控制信號ON/OFF，該開關控制信號ON/OFF再經由輸出信號驅動電路17的驅動放大，即可用來控制該開關電路18的導通角t，藉以控制輸出至燈光負載的電能大小。
前述的輸出功率比例值是介於0-100％之間，解析度例如可為3％，且該輸出功率比例值的計算是依據正弦波的有效值(RMS值)計算。而前述的開關控制信號ON/OFF的脈衝寬度是雙向可控矽元件觸發導通所需要的(例如介於19-50μs之間)，亦可依實際的需要而調節該開關控制信號的寬度。每當該開關控制信號ON/OFF產生時，即可使開關電路18的雙向可控矽元件(TRIAC)導通，如此即可藉由控制該雙向可控矽元件的導通角度，而可控制輸出至燈光負載的交流電源輸出值的大小。
而當使用者欲調節該燈光負載的亮度時，只要調節輸出功率比例值即可。例如圖3所示的波形中，由於雙向可控矽元件的導通角t′較大，此時將輸出較小的交流電源輸出值。
綜上所述，本發明所提供的數字式調光電路確具產業利用價值，並能發揮預期的效果。
權利要求
1.一種數字式調光電路，其特徵在於包括有一微處理單元，用以控制該調光電路的動作；一電源相位偵測電路，其輸入端連接至交流電源，用以偵測該交流電源的相位，並由一輸出端送出相位同步信號至該微處理單元的相位同步信號輸入端；一時基信號產生電路，用以產生一時基脈衝信號，提供至該微處理單元作為時基信號；一顯示器，用以顯示該數字調光動作及操作設定的狀態；一輸入按鍵組，色括有多個按鍵，用以設定該調光電路的動作模式及數據輸入；其中該微處理單元於接收該電源相位偵測電路所送來的相位同步信號之後，以交流電源的二分之一周期為計數區間單位，並以該時基信號產生電路所產生的時基信號作為該計數單位的計數脈衝，再依據使用者所設定的輸出功率比例值，由該微處理單元產生一開關控制信號，以控制該開關電路的導通角，藉以控制輸出至燈光負載的電能大小。
2.如權利要求1所說的數字式調光電路，其特徵在於其中該電源相位偵測電路是一比較器，其輸入端是連接至交流電源輸入端，用以偵測該電源的相位。
3.如權利要求1所說的數字式調光電路，其特徵在於其中該電源相位偵測電路是於每當交流輸入電源於正半周時，送出一高電平的相位同步信號至微處理單元；每當交流輸入電源於負半周時，則送出一低電平的相位同步信號至微處理單元，相位同步信號的高低電平變化皆在交流輸入電源的零交越處，零交越點時，即送出一序列的相位同步信號至微處理單元。
4.如權利要求1所說的數字式調光電路，其特徵在於其更包括有一輸出信號驅動電路，用以將該微處理單元的開關控制信號予以放大，以控制該開關電路的動作。
5.如權利要求1所說的數字式調光電路，其特徵在於其中該輸出功率比例值是界於0-100％之間。
6.如權利要求1所說的數字式調光電路，其特徵在於其中該輸出功率比例值的計算是依據正弦波的有效值(RMS值)計算。
7.如權利要求1所說的數字式調光電路，其特徵在於其中該開關電路是一雙向可控矽元件。
8.如權利要求1所說的數字式調光電路，其特徵在於其更包括有一喇叭，用以產生音效訊號。
9.如權利要求1所說的數字式調光電路，其特徵在於其中該開關控制信號寬度為雙向可控矽元件觸發導通所需要的寬度。
全文摘要
一種數字式調光電路,特徵是:有一微處理單元、一電源相位偵測電路、一時基信號產生電路、一顯示器、一輸入按鍵組,電源相位偵測電路偵測交流輸入電源相位,產生相位同步信號至微處理單元。微處理單元收到相位同步信號後,以交流電源的二分之一周期為計數單位,並以時基信號產生電路的時基信號作為計數單位的計數脈衝,依據使用者設定的輸出功率比例值,由微處理單元產生一開關控制信號,控制開關電路的導通角,控制燈光的明暗度。
文檔編號H02M5/02GK1359255SQ0013215
公開日2002年7月17日 申請日期2000年12月18日 優先權日2000年12月18日
發明者劉英彰, 張永龍 申請人:劉英彰