一種負載運行調控裝置的製作方法

2023-04-26 01:07:31

專利名稱：一種負載運行調控裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電氣控制領域，特別涉及一種通過控制模塊調整、改變輸 入負載的電源，從而改變負載運作的負載運行調控裝置。
技術背景隨著科技時代的不斷進步，電氣化產品大量應用於日常生活，給生活帶來 許多方便，常用的電氣產品，例如電燈、檯燈、桌燈、電風扇等，必須經常做 開/關的切換，或者作燈光亮度、風扇轉速的調整切換，這些切換一般都是通過 燈具或風扇上既有的開關設備進行，但有些燈具系可調整明、暗亮度不同的變 化，使燈光可以產生不同的照明效果，或者風扇可以調整轉速快、慢或瞬間開、 關切換的自然風轉速，達到多重變換選擇的使用模式，提供使用者作適合的使 用方式。現有技術中用以控制燈具或風扇的開、關切換之調整器，如附圖1所示，系電源插頭A電性插接於室內之市電插頭，且電源插頭A側分別連接於閘流體 B之陽極閘腳B 1與檢測電路C，再以檢測電路C依次電連接微處理器D、控 制電路E,並以控制電路E電連接閘流體B之閘極閘腳B 2，而閘流體B之陰 極閘腳B 3電連接於電氣設備F，並以電氣設備F電連接至電源插頭A。其工 作原理是藉由電源插頭A將市電所提供之電源分別進入閘流體B 、檢測電路C 後，由檢測電路C檢測輸入電源之電流相角是否位於正壓極或負壓極的啟動狀 態，再透過微處理器D操作控制電路E，以控制電路E觸發閘流體B導通，而 使閘流體B之電源流入電氣設備F ，使電氣設備F連接至電源插頭A形成循環， 供電氣設備F開啟運作；若檢測電路C未檢測電源插頭A輸入正確相角之電流， 則未經由微處理器D操作控制電路E，不會導通閘流體B，即使閘流體B內部之電源無法流通至電氣設備F ，則電氣設備F即關閉不運作。而該閘流體B(thryistor)大都採用矽控整流器SCR(Silicon Controlled Rectifier),進行純電阻或輕微電感性負載適用的閘流體B(SCR)觸發信號，在閘 流體B之陽極閘腳B1、陰極閘腳B3二端之電壓未超過順向轉態電壓時，閘 流體B(SCR)是無法導通的，需在電壓超過順向轉態電壓時，陽極閘腳B1、陰 極閘腳B3二端之電壓差會迅速變小，即可導通閘流體B，達到利用閘流體B 之閘極閘腳B2由控制電路E觸發，以進行順向轉態電壓大小之控制，供陽極閘 腳B1、陰極閘腳B3二端之電流單方向的導通，在負向電壓時即無法導通。閘流體B亦可利用三端觸髮式開關之閘流體B將二個互為反向之矽控整流 器並聯在一起，形成三端式電子組件，即可在負電壓範圍內導通，而可使用於 交流電源之全波切換電路。然上述調整控制方式，在實際使用時，仍存在諸多缺失與不便，(1) 調整器的線路系統繁瑣、運作系統複雜，為利用偵測電路偵測輸入電流 之訊號相位，以進一步透過微處理D器操作控制電路觸發閘流體B，為供閘流 體B之陽極閘腳B1、陰極閘腳B3導通電流之作動，因此對於電氣設備F的開、 關切換動作控制，步驟流程較為繁複，則耗用電力之時間亦較長。(2) 觸發閘流體B控制電流之導通，並使閘流體B內之瞬間電壓升高，若控 制電路E利用單一脈波可能無法觸發閘流體B ，而控制電路E如果以直流脈波 觸發閘流體B，則會較耗功率。(3) 閘流體B之閘極閘腳B2必須由控制電路E以強力電流或高電壓觸發， 但閘極閘腳B2在強力負壓觸發時，容易受到破壞。實用新型內容本實用新型在於克服現有技術的不足，設計一種簡單實用，通過導通或斷路電源輸入，從而調整負載單元切換、變化運作狀態的負載運行調控裝置。為了實現上述技術目的，本實用新型包括如下技術特徵 一種負載運行調 控裝置，至少包括電源供應單元、負載單元和控制模塊；所述電源供應單元包 括與外部預設電源電連接的電源輸入部；電源輸入部與負載單元電連接；所述控制模塊設有輸入側，輸入側設有用於與負載單元電連接的輸入側第一接點，以及用於與電源供應單元電連接的輸入側第二接點；控制模塊通過控制輸入側 第一接點和輸入側第二接點間的導通、斷開切換，控制負載單元運行狀態的切 換和/或變化。本實用新型的第一種實施方案中，所述控制模塊包括整流器、控制電路和 振蕩電路；整流器的輸入側為控制模塊的輸入側，整流器的輸出側電連接於控 制電路，控制電路連接用於驅動其傳輸訊號至整流器的振蕩電路。更進一步的，整流器的輸出側包括輸出側第一接點、輸出側第二接點；控 制電路與整流器輸出側的輸出側第一接點、輸出側第二接點電連接，控制電路 與振蕩電路連接，並受振蕩電路控制，控制整流器的輸出側第一接點、輸出側 第二接點導通與否，觸發整流器的輸入側的輸入側第一接點、輸入側第二接點 形成導通、斷開切換。本實用新型的第二種實施方案中，所述控制模塊包括整流器、控制電路和 微處理器；整流器的輸入側為控制模塊的輸入側，整流器還設有輸出側；整流 器的輸出側電連接於控制電路，控制電路連接用於驅動其傳輸訊號至整流器的 微處理器。更進一步的，整流器的輸出側包括輸出側第一接點、輸出側第二接點；控 制電路與整流器輸出側的輸出側第一接點、輸出側第二接點電連接，控制電路 與微處理器連接，並受微處理器控制，控制整流器的輸出側第一接點、輸出側第二接點導通與否，觸發整流器的輸入側的輸入側第一接點、輸入側第二接點 形成導通、斷開切換。所述該控制電路為電平轉換電路；所述整流器為橋式整流器、全波整流器 或半波整流器；所述負載單元為電阻式負載、電感式負載、電容性負載。與現有技術相比，本實用新型在實際使用時具有如下優點(1) 通過該調控裝置的控制模塊以直流電，觸發輸入側第一接點、第二接 點，進而可調整負載單元的輸入接點處，由電源輸入部所輸入之電流的導通或斷路，達到調整負載單元2運作狀態變化、切換之效果。(2) 調控裝置的控制模塊，系以直流電，或由微處理器驅動控制電路觸發 輸入側，調整負載單元2之電流導通與否，不致因電流不穩或產生高電壓而破 壞電路之布局。(3) 為可供負載單元的輸出接點的電流由控制模塊的輸入側第一接點、第 二接點實現導通或斷路，不致有高電流或高電壓對控制模塊造成損壞。本實用新型針對電氣產品的顯示狀態進行調整、控制，通過控制模塊觸發 輸入側之第一接點、第二接點，以形成瞬間的導通或斷路，則可供輸入側所電 性連接之負載單元，其接收電源輸入部所輸入之電流受到控制、調整，進而使 負載單元可調整運作狀態切換、變化，避免了需要以高電流、高電壓做驅動。

圖1為背景技術中調控裝置的方塊圖；圖2為本實用新型的方塊圖；圖3為本實用新型實施例1的方塊圖；圖4為本實用新型輸入電流的波形圖；圖5為本實用新型輸入電流在瞬間切換開關的波形圖；圖6為本實用新型實施例2的方塊圖；圖7為本實用新型實施例2的微處理器輸出信號的波形圖。
具體實施方式
圖2為本實用新型的方塊圖，由圖中所示可以清楚看出，本實用新型一種負載運行調控裝置至少包括電源供應單元l、負載單元2、控制模塊3，其中該電源供應單元1設有電源輸入部11，且電源輸入部11 一側並延伸有複數電源接線12、 13。該負載單元2包括輸入接點21、輸出接點22。控制模塊3於輸入 側312分別設有輸入側第一接點3121、輸入側第二接點3122。上述各構件於組裝時，系以電源供應單元1之電源輸入部11電性連接於預 設電源(如市電、電瓶、交流電源供應器、直流電源供應器、交流電源發電 機、直流電源發電機等)，且電源輸入部11再以一側電源接線12，電性連接於 負載單元2之輸入接點21，而由負載單元2以另側之輸出接點22，電性連接於 控制模塊3之輸入側312的輸入側第一接點3121，且輸入側312之第二接點 3122，即再電性連接於電源輸入部11之電源接線13，以控制模塊3的輸入側 312之輸入側第一接點3121、第二接點3122之瞬間開、關切換，控制負載單元 2之瞬間運作或停止，並以瞬間切換開、關訊號時間的長、短，以控制電源輸入 之時間達到調控工作狀態的目的。如圖2、 3、 4、 5所示，分別為本實用新型的方塊圖、實施例l的方塊圖、 輸入電流之波形圖、輸入電流瞬間切換開關之波形圖，由圖中所示可以清楚看 出，本實用新型的控制模塊3包括內含脈衝產生器的振蕩電路30，通過振蕩電 路30以振蕩頻率(如脈衝頻率變化或佔空比變化)，操控輸入側第一接點3121、 輸入側第二接點3122與負載單元2、電源供應單元1間的電流導通、斷路，並 可進一步控制負載單元2的瞬間開關切換，則可以調整負載單元2瞬間開啟、關閉之時間的長短，在負載單元2開啟後瞬間斷電，而在負載單元2信號完全停止運作之前，又瞬間予以開啟，讓負載單元2重新再運作，如此控制負載單 元2的瞬間開關的切換，以調變電源供應單元1所輸入的連續電源訊號波形(交流電源或直流電源)為呈間隔斷續之電源訊號波形，以控制電源訊號波形斷續 之間隔時間長、短，並將開關切換的時間做控制、調整，即可藉由瞬間切換開關，達到節能省電之效果，並可調整負載單元2之運作狀態。如圖5、 6、 7所示，係為本實用新型輸入電流瞬間切換開關之波型圖、實 施例2的方塊圖、微處理器輸出訊號之波形圖，由圖中所示可以清楚看出，本 創作之控制模塊3亦可為控制電路32，即利用整流器31 (可為橋式整流器、全 波整流器、半波整流器等各類型式之整流器3 1 )之輸入側312，以輸入側第一 接點3121電性連接於負載單元2之輸出接點22、負載單元2之輸入接點21則 電性連接於一側電源接線12、輸入側第二接點3122，再電性連接於電源供應單 元1之另側電源接線12，且整流器31之輸出側311，包括輸出側第一接點3111、 輸出側第二接點3112則分別電性連接於控制電路32之訊號輸出側321，而控制 電路32再電性連接於微處理器33，則由微處理器33驅動控制電路32，為以控 制模塊3之控制電路32控制整流器31之輸出側311，以輸出側第一接點3111、 第二接點3112形成短路或通路，進而觸發整流器31另側之輸入側312，使輸入 側第一接點3121、輸入側第二接點3122形成導通或斷路，即可藉以調整電源供 應單元l，由電源輸入部11輸入負載單2之電流(交流電源或直流電源)，在經 由於橋式整流器31之輸入側312的第一接點3121、第二接點3122時，形成導 通或斷路，而可進一步調整負載單元2之運作狀態的調整、變化(如燈光之 明暗亮度、瞬間開關、電風扇之轉速快慢)，以組成本創作之調整裝置。而前述之電源供應單元1之電源輸入部11，系可為電源插頭可電性插接於外部預設電源(如市電)，電源輸入部11可以輸入電源，而所輸入的電源可 為交流電源或直流電源，如市電、交流電發電機、電瓶、直流發電機、交流 電源供應器、直流電源供應器等；且負載單元2系可為電阻式負載(如鎢絲 燈、LED燈、驅動裝置等電氣類產品)、電感式負載(如電風扇、馬達等電 氣類產品)、亦可為電容性負載(如日光燈等電氣類產品)，具有可調整運作 狀態之變化(如明暗、強弱、速度快慢之切換)。而控制電路32為微處理器33由訊號輸出側以低電壓之直流電源驅動，並 可為電平轉換電路(Level Shift Circuit)。控制模塊3的微處理器33 (MCU)中 可預先輸入有控制程序，以可直接操控控制模塊3的輸入側第一接點3121、第 二接點3122導通與否，進而控制負載單元2之交流電源訊號，通過流經控制模 塊3的輸入側第一接點3121、第二接點3122之瞬間開、關切換，控制負載單元 2之瞬間運作或停止，並以瞬間切換開、關訊號時間的長、短，以控制電源輸入 之時間達到節能省電之目的。控制模塊3的微處理器33，可利用直流電流(約20mA)驅動控制電路32， 而微處理器33可依內部所預先輸入之程序，而由控制電路32控制整流器3K可 為橋式整流器、全波整流器、半波整流器等各類型式之整流器)輸出側第一接 點3111、第二接點3112，在瞬間形成通路或短路之時間，進行預定切換時間長、 短的控制，同時亦控制整流器31另側之輸入側312，於輸入側第一接點3121、 第二接點3122之瞬間切換開、關(如第3圖所示)之間隔時間長、短，進而觸 發負載單元2由輸入接點21所輸入之電流，由輸出接點22經由整流器31之輸 入側312，於第一接點3121、第二接點3122處的瞬間導通或斷路的時間長、短， 為可供負載單元2之運作狀態產生不同長、短時間的變化，即於負載單元2為 電燈、桌燈或檯燈時，可調整燈光明暗之亮度調整，而負載單元2若為電風扇時，則可調整扇葉轉速之快慢。而控制模塊3之控制電路32，為受到微處理器33以低電流的驅動，不致產 生過高電流、高電壓，亦不致破壞控制模塊3、控制電路32之各種電子零件， 即可輕易的控制負載單元2瞬間輸入電流之變化切換(電流之變化切換可大於 6 0Hz，因瞬間開、關之閃爍為快於人體眼睛視覺暫存之時間，以供瞬間的 電源訊號開、關切換不易被察覺)，達到更準確開關、切換調負載單元2運作狀 態變化(如燈光之明暗調整、電風扇之轉速快慢調整等)，並可減少切換時間延 遲過久而產生耗電的現象。上所述僅為本實用新型的較佳實施例，非因此局限本創作之專利範圍，本 實用新型為利用控制模塊3 (或由微處理器33予驅動控制電路32、各類型式之 整流器31)觸發輸入側312之第一接點3121、第二接點3122，俾可達到切換負 載單元2由輸入接點21所輸入電源，由輸出接點22經由控制模塊3之輸入側 312的第一接點3121、第二接點3122，而形成導通或斷路之目的，以達到調整 負載單元2的運作態變化、切換之效果，故舉凡可達成前述效果之結構、裝置 皆應受本創作所涵蓋，此種簡易修飾及等效結構變化，均應包含於本實用新型 的專利範圍內。
權利要求1、一種負載運行調控裝置，至少包括電源供應單元(1)、負載單元(2)和控制模塊(3)；其特徵在於所述電源供應單元(1)包括與外部預設電源電連接的電源輸入部(11)；電源輸入部(11)與負載單元(2)電連接；所述控制模塊(3)設有輸入側(312)，輸入側(312)設有用於與負載單元(2)電連接的輸入側第一接點(3121)，以及用於與電源供應單元(1)電連接的輸入側第二接點(3122)；控制模塊(3)通過控制輸入側第一接點(3121)和輸入側第二接點(3122)間的導通、斷開切換，控制負載單元(2)運行狀態的切換和/或變化。
2、 根據權利要求1所述的負載運行調控裝置，其特徵在於所述控制模塊G) 包括整流器(31)、控制電路(32)和振蕩電路(30);整流器(31)的輸入側為控制模塊(3)的輸入側(312)，整流器(31)的 輸出側(311)電連接於控制電路(32)，控制電路(32)連接用於驅動其傳輸訊 號至整流器(31)的振蕩電路(30)。
3、 根據權利要求2所述的負載運行調控裝置，其特徵在於整流器(31)的 輸出側(311)包括輸出側第一接點(3111)、輸出側第二接點(3112);控制電 路(32)與整流器輸出側(311)的輸出側第一接點(3111)、輸出側第二接點(3112)電連接，控制電路(32)與振蕩電路(30)連接，並受振蕩電路(30) 控制，控制整流器(31)的輸出側第一接點(3111)、輸出側第二接點(3112) 導通與否，觸發整流器的輸入側的輸入側第一接點(3121)、輸入側第二接點(3122)形成導通、斷開切換。
4、 根據權利要求1所述的負載運行調控裝置，其特徵在於所述控制模塊(3) 包括整流器(31)、控制電路(32)和微處理器(33);整流器(31)的輸入側為控制模塊(3)的輸入側(312)，整流器(31)還 設有輸出側(311);整流器(31)的輸出側電連接於控制電路(32)，控制電路(32)連接用於驅動其傳輸訊號至整流器(31)的微處理器(33)。
5、 根據權利要求4所述的負載運行調控裝置，其特徵在於整流器(31)的輸出側(311)包括輸出側第一接點(3111)、輸出側第二接點(3112);控制電 路(32)與整流器輸出側(311)的輸出側第一接點(3111)、輸出側第二接點(3112)電連接，控制電路(32)與微處理器(33)連接，並受微處理器(33) 控制，控制整流器(31)的輸出側第一接點(3111)、輸出側第二接點(3112) 導通與否，觸發整流器的輸入側的輸入側第一接點(3121)、輸入側第二接點(3122)形成導通、斷開切換。
6、 根據權利要求2 5任一項所述的負載運行調控裝置，其特徵在於所述i亥控制電路(32)為電平轉換電路。
7、 根據權利要求2 5任一項所述的負載運行調控裝置，其特徵在於所述整 流器(31)為橋式整流器、全波整流器或半波整流器。
8、 根據權利要求2 5任一項所述的負載運行調控裝置，其特徵在於所述負 載單元(2)為電阻式負載、電感式負載或電容性負載。
專利摘要本實用新型涉及電氣控制領域，特別涉及一種負載運行調控裝置，該調整裝置之電源供應單元設有電源輸入部，可供輸入外部預設電源，且電源輸入部並電性連接於負載單元，再以負載單元電性連接於控制模塊之輸入側第一接點，而控制模塊輸入側之第二接點則電性連接於電源輸入部，即可透過控制模塊觸發輸入側的第一接點、第二接點的導通或斷路之切換，即透過簡易的控制模塊，而可調整負載單元瞬間的電流通路或斷路，以形成瞬間的開、關切換，進一步達到調整負載單元的運作狀態的切換、變化之目的。
文檔編號H02M7/04GK201417384SQ20092005899
公開日2010年3月3日 申請日期2009年6月23日 優先權日2009年6月23日
發明者葉光隆 申請人:葉光隆