具有線性化調光結構的電子安定器的製作方法

2023-06-04 14:04:46 1

專利名稱：具有線性化調光結構的電子安定器的製作方法
技術領域：
本實用新型關於一種電子安定器，並且特別地是關於一種可提供線性控制 與調光的電子安定器。
背景技術：
愛迪生發明使用電發光的白熾燈，為人類開創了一個新生活模式並且改變 以往日出而作、日落而息的生活型態，同時點亮人類夜間生活。隨後，全球投 入大量資源發展各種光源，以黑暗為背景盡情地點綴夜間世界。現今市面上光源種類繁多，舉例來說，照明光源種類小至以半導體發光的 發光二極體，大至各種戶外探照燈。然而，在各種光源系統中，螢光燈仍是目 前最為廣泛使用的燈源之一，無論是一般住宅、政府機關或是辦公室等場所， 皆可發現螢光燈的布置。再者，基於節能意識高漲，電子安定器較傳統電^f茲式安定器更為省電且發 光效率更高的情況，使電子安定器逐步取代傳統電磁式安定器。但相關領域人 員，為尋求更具省能的電子安定器，因此，便發展出一種可調光的電子安定器。 可調光安定器提供使用者依空間環境亮暗程度，決定輔助光源的輸出，進而達 到節能的效果。請參閱圖l，圖1所示為習知的電子安定器2的功能方塊圖。如圖1所示， 習知的電子安定器2包含電磁幹擾(electro magnetic interference, EMI)濾 波器20、整流模組22、功因修正模組24以及驅動模組26。電磁幹擾濾波器20連接至電源10,電磁幹擾濾波器20接收交流訊號並濾 除或隔離伴隨交流訊號進入電子安定器2的噪聲。濾波後的交流訊號經整流模 組22將交流訊號轉換為直流訊號。實際上，由於整流後的直流訊號並非平穩的 直流訊號，而是具有漣波(ripple)成分的電流。漣波成分影響輸出的直流訊號 質量，換言之，漣波越大，直流訊號質量不佳；反之，漣波小可提供穩定直流 訊號。進一步說明，具漣波成分的直流訊號亦會影響電子安定器的功率因子，因此需利用功因修正模組2 4修正其功率因子，以提供下一級穩定且高功率因子的 直流訊號。接著，直流訊號經驅動模組26的直流轉交流的轉換器(DC-AC inverter)轉換成高頻的交流訊號，高頻的交流訊號與振蕩電路產生高頻率增 益，即可推動並點亮燈管30。習知的可調光電子安定器，是利用調整振蕩頻率來達到完成調光的目的。 然而，這種調光方式不易控制且無法提供線性化調光的功能，以至於無法因地 適時調整所需亮度，以達到節約能源的目的。實用新型內容因此，本實用新型的目的在於提供一種電子安定器，其利用線性轉換訊號 控制燈管電流，進而達到控制燈管的光輸出比例及節能的效果。根據具體實施例，本實用新型的電子安定器包含處理模組、調節模組、擬 線性補償模組及驅動模組。處理模組用以根據第一交流訊號產生直流訊號。調 節模組用以產生調節變化量並根據調節變化量的大小產生相對應的調節訊號。 擬線性補償模組耦接至調節模組，用以根據調節訊號調整補償電路，使補償電 路的等效電阻值變化量呈現擬線性以產生擬線性補償訊號。此外，驅動模組耦 接至處理模組、擬線性補償模組及燈管，用以根據直流訊號及擬線性補償訊號 產生驅動訊號以驅動燈管產生相對應的亮度變化。綜合上述，本實用新型提供的電子安定器，可透過線性轉換訊號控制燈管 電流，進而達到控制燈管的光輸出比例及節能的功效。藉此，電子安定器可4是 供更具彈性的調光系統，並擴大調光的範圍，讓調光控制在操作上更為容易以 符合使用者的實際需求。關於本實用新型的優點與精神可以藉由以下的詳述及所附圖式得到進一 步的了解。

圖1所示為習知的電子安定器的功能方塊圖。圖2A所示為根據本實用新型的第一具體實施方式
的電子安定器的功能方塊圖。圖2B所示為圖2A的補償電路的電路圖。圖2C所示為圖2A中處理模組的詳細功能方塊圖。圖3所示為根據本實用新型的具體實施方式
的電子安定器運作的方法。圖4所示為根據本實用新型的具體實施方式
的電子安定器的運作方法流程圖。
具體實施方式
請一併參閱圖2A及圖2B,圖2A所示為根據本實用新型的第一具體實施方 式的電子安定器的功能方塊圖。而圖2B所示為圖2A的補償電路的電路圖。如 圖所示，電子安定器4包含處理模組40、調節模組42、擬線性補償(quasi-linear compensation)才莫糹且44及馬區動才莫糹且46。處理模組40是耦接至電源10並自電源10接收第一交流訊號，處理模組40 根據第一交流訊號產生直流訊號，第一交流訊號是指一般的交流訊號，用以提 供電子安定器4所需的基本電源。調節模組42用以產生調節變化量，並且調節模組42根據調節變化量的大 小產生相對應的調節訊號。於本實施方式中，調節模組可包含有可變電阻器 (variable resistor) 420,可變電阻器420的電阻值可在額定範圍內任意變更， 但是電阻值的改變也使調節變化量產生變化。換言之，本實用新型為控制調節 變化量的大小，可釆用可變電阻器420，但並不以此為限。舉例而言，可變電阻器420可包含第一電阻組件R1及第二電阻組件R2。其 中，第一電阻組件Rl的第一電阻值與第二電阻組件R2的第二電阻值均可任意 變動，但第一電阻值與第二電阻值的總和將會維持固定值。換言之，可變電阻 器420的額定值即是第一電阻值及第二電阻值的總和的固定值。值得注意的是，調節模組42內的可變電阻器420是由按鈕或旋鈕等控制方 式調節其輸出電阻值。藉此，調節模組42受可變電阻器420的按壓動作或旋轉 動作的作用而產生調節變化量，即可變電阻器420改變其輸出的電阻值。於實際應用中，調節變化量控制驅動頻率的輸出，但對於最終燈管光輸出 並無法獲得理想的線性控制，因此在本實用新型中，特設置擬線性補償 (quasi-linear compensation)模組44，耦接至調節才莫組42,用以根據調節訊 號調整補償電路440,使補償電路440的等效電阻值Rth變化量呈現擬線性 (quasi-linear)以產生擬線性補償訊號。舉例而言，補償電路440可包含輸入端4400、輸出端4402及第三電阻組件 R3。輸入端4400耦接至可變電阻器420的第一電阻組件R1。輸出端4402耦接至可變電阻器420的第二電阻組件R2。以及，第三電阻組件R3耦接至輸入端 4400及接點n0, 4妾點n0位於第一電阻組件Rl與第二電阻組件R2之間。當調 節模組42產生調節變化量時，第一電阻值與第二電阻值亦隨的改變，使得輸入 端4400及輸出端4402間的等效電阻值Rth呈現擬線性變化。實際上，補償電 路440的架構可以為其它變化型式，只要能夠使其等效電阻值Rth的變化量呈 現擬線性即可，並不以上述架構為限。驅動模組46是耦接至處理模組40、擬線性補償模組44及燈管50，驅動模 組46根據直流訊號及擬線性補償訊號以產生驅動訊號至燈管50，藉以驅動燈管 50並使燈管50產生相對應的亮度變化。其中，驅動模組46先將直流訊號經直 流轉交流的轉換器(DC-AC inverter)轉換為第二交流訊號，於此，第二交流訊 號為高頻的交流訊號。接著，驅動模組46再根據擬線性補償訊號的頻率調整第 二交流訊號的頻率，以產生具有適當頻率增益的驅動訊號。於本實施方式中，透過擬線性補償模組44調節驅動頻率，再由驅動模組46 進一步調節輸出至燈管50的電流，使其燈管電流以及光輸出比例得以呈線性變 化(燈管50額定照度的10-100%)。實際上，燈管50的數量可以是單一燈管或復 數個燈管的架構。於本實施方式中，電子安定器4可進一步包含保護模組48。保護模組48耦 接至驅動模組46及燈管50,當保護模組48偵測到燈管50的異常狀態時，保護 模組48控制驅動模組46停止輸出驅動訊號至燈管50。實際上，異常狀態可能 是燈管50的老化、破裂、燈絲斷裂或線路連接錯誤等問題。保護模組48能提 供一種安全防護，以防止電子安定器損壞或是人員因更換燈管線路而觸電。若在電子安定器4啟動保護模組48時，即偵測到燈管50或接線狀態發生 異常，則驅動4莫組46不輸出任何驅動訊號至燈管50。若是電子安定器4已啟動 且燈管50亦正常動作情況下，突然有異常狀態發生，則保護模組化將會立即 命令驅動模組46停止輸出燈管電流至燈管50,以達到保護的功效。請參閱圖2C，圖2C所示為圖2A中處理衝莫組40的詳細功能方塊圖。如圖 2C所示，處理模組40可進一步包含第一處理單元400、第二處理單元402及第 三處理單元404。其中，第一處理單元400耦接至電源10，可濾除第一交流訊 號的電磁幹擾噪聲；第二處理單元402耦接至第一處理單元400,可將第一交流 訊號轉換為直流訊號；第三處理單元404耦接至第二處理單元402,用以提升直 流訊號的功率因子(power factor, PF)。功率因子數值在0-1之間變化，功率因子越高(趨近於1)表示電子安定器4電力利用率接近100。/。或是電力損失極低。藉此，處理模組40可將交流訊號做進一步整流而產生直流訊號，並提供穩定且高功率因子的直流訊號以供下一級使用。
請參見圖3，圖3所示為根據本實用新型的具體實施方式
的電子安定器的運作方法。電子安定器包含有補償電路，用以調節頻率。本實用新型的電子安定器的運作方法藉由擬線性補償模組的控制，將燈管輸出照度與補償電路的電阻變化量以線性控制，以下詳細說明電子安定器的運作方法所包含的步驟
首先，執行步驟S60，根據第一交流訊號產生直流訊號。實際上，第一交流訊號相當於一般交流訊號，交流訊號經線路傳輸過程可能受鄰近設備影響，導致第一交流訊號含有噪聲，而非理想弦波電流。透過步驟S60，該方法可先濾除或隔離第一交流訊號所包含的噪聲，再將其整流轉換為直流訊號並提高其功率因子。當其功率因子值愈趨近l時，表示越能提供下一級穩定的直流電源。
接著，執行步驟S62，依據調節電路的可變電阻器(variable resistor)產生調節變化量，並根據調節變化量的大小產生相對應的調節訊號。因此，可變電阻器的電阻值變化量與調節模組產生的調節訊號息息相關。
其中，可變電阻器包含第一電阻組件以及第二電阻組件。第一電阻組件的第一電阻值與第二電阻組件的第二電阻值均可隨控制任意變動，但第一電阻值與第二電阻值的總和將會維持固定值。換言之，可變電阻器的額定值即是第一電阻值及第二電阻值的總和的固定值。
隨後，執行步驟S64，根據調節訊號調整補償電路。其中，補償電路包含輸入端、輸出端及第三電阻組件，其連接方式如上所述，在此不再贅述。並針對補償線路的輸入端與輸出端進行電路分析，可獲得等效電阻值。
接著，執行步驟S66,判斷補償電路的等效電阻值是否產生變化。舉例而言，補償電路可包含第一電阻組件以及第二電阻組件，並且第一電阻組件與第二電阻組件為可變電阻器的組件。第 一 電阻組件的第 一 電阻值與第二電阻組件的第二電阻值均可隨控制任意變動，其變動方式是由可變電阻器的按壓動作或旋動旋鈕等控制方式以調節可變電阻器輸出的等效電阻值。實際上，補償電路440的架構可以為其它變化型式，只要能夠使其等效電阻值的變化量呈現擬線性即可，並不以上述架構為限。
若步驟S66的判斷結果為是，亦即第一電阻值與第二電阻值產生變化時，執行步驟S68,使等效電阻值呈現擬線性變化，以產生擬線性補償訊號調整輸出
7的頻率。接著，執行步驟S70,根據直流訊號及擬線性補償訊號產生驅動訊號。驅動訊號是根據擬線性補償訊號調整第二交流訊號的頻率，第二交流訊號是由
處理模組輸出的穩定直流訊號經直流轉交流的轉換器(DC-AC inverter)轉換而獲得的高頻交流訊號。第二交流訊號是用以提供燈管所需電流，並驅動燈管產生相對應的亮度(額定照度的10-100%)。
以下將進一步說明本實用新型的電子安定器的保護方式。請參閱圖4，圖4所示為根據本實用新型的具體實施方式
的電子安定器的運作方法流程圖。如圖4所示，首先，執行步驟S80,根據驅動訊號對應產生驅動燈管的燈管電流。接著，執行步驟S82，根據該燈管電流判斷燈管或接線是否產生異常狀態。實際上，異常狀態可能是燈管老化、燈管破裂、燈絲斷裂或是線路連接錯誤等。
若步驟S82的判斷結果為是，則執行步驟S84,停止輸出驅動訊號(即燈管電流)至燈管。相反地，若步驟S82的判斷結果為否，則執行步驟S86，輸出驅動訊號以使燈管產生相對應的亮度。
綜合上述，本實用新型提供的電子安定器，可利用線性轉換訊號控制燈管電流，進而達到控制燈管的光輸出比例及節約能源的功效。藉此，電子安定器能夠提供更具彈性的調光系統，並擴大調光的範圍，讓調光控制在操作上能更為容易以符合使用者的實際需求。
藉由以上較佳具體實施方式
的詳述，是希望能更加清楚描述本實用新型的特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施方式
來對本實用新型的權利要求範圍加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本實用新型的權利要求範圍內。
權利要求1.一種具有線性化調光結構的電子安定器，其特徵在於包含處理模組，用以根據第一交流訊號產生直流訊號；調節模組，用以產生調節變化量並根據該調節變化量的大小產生相對應的調節訊號；擬線性補償模組，耦接至該調節模組，用以根據該調節訊號調整補償電路，使該補償電路的等效電阻值變化量呈現擬線性以產生擬線性補償訊號；以及驅動模組，耦接至該處理模組、該擬線性補償模組及燈管，用以根據該擬線性補償訊號產生驅動訊號以驅動該燈管。
2. 如權利要求1所述的電子安定器，其特徵在於還包括保護模組，該保 護模組耦接至該驅動模組以及該燈管。
3. 如權利要求1所述的電子安定器，其特徵在於該調節模組包含可變電 阻器，該調節模組根據該可變電阻器的電阻值變化量產生該調節變化量，該 調節變化量隨著該電阻值變化量而改變。
4. 如權利要求3所述的電子安定器，其特徵在於該可變電阻器包含第一 電阻組件及第二電阻組件，該第 一 電阻組件與該第二電阻組件為電阻值可變 的電阻 組件，第一電阻組件的第一電阻值與第二電阻組件的第二電阻值的總 和為固定值。
5. 如權利要求3所述的電子安定器，其特徵在於該調節模組包括4安4醜或 旋鈕，該按鈕或旋鈕受到按壓動作或旋轉動作的作用而產生該調節變化量。
6. 如權利要求5所述的電子安定器，其特徵在於該補償電路包含 輸入端，耦接至該第一電阻組件；輸出端，耦接至該第二電阻組件；以及第三電阻組件，耦接至該輸入端及接點，該接點位於該第一電阻組件與 該第二電阻組件之間；其中當該調節模組產生該調節變化量時，該第一電阻值與該第二電阻值 也隨之改變，使得該輸入端及該輸出端間的該等效電阻值呈現擬線性變化。
專利摘要本實用新型提供一種具有線性化調光結構的電子安定器。根據本實用新型的電子安定器包含處理模組、調節模組、擬線性補償模組以及驅動模組。處理模組用以根據第一交流訊號產生直流訊號。調節模組用以產生調節變化量並根據調節變化量的大小產生相對應的調節訊號。擬線性補償模組耦接至該調節模組用以根據該調節訊號調整補償電路，使補償電路的等效電阻值變化量呈現擬線性以產生擬線性補償訊號。驅動模組耦接至該處理模組、擬線性補償模組及燈管，用以根據直流訊號及擬線性補償訊號產生驅動訊號以驅動燈管產生相對應的亮度變化。
文檔編號H05B41/38GK201365370SQ200920003289
公開日2009年12月16日 申請日期2009年2月13日 優先權日2009年2月13日
發明者葉俊麟, 許育誠 申請人:蘇州達方電子有限公司;達方電子股份有限公司