專利名稱：氣體放電燈恒光控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體放電燈恒光控制裝置，特別是關(guān)于一種可依據(jù)環(huán)境光照自動(dòng)調(diào)整亮度的氣體放電燈恒光控制裝置。
背景技術(shù)：
光照明是人類一相當(dāng)重要的發(fā)明，且已與人類的日常生活密不可分、息息相關(guān)。 唯，其依靠電力供應(yīng)而產(chǎn)生發(fā)光的原理，于今之科技，已為無(wú)法改變及突破的事實(shí)。然，由于地球可應(yīng)用能源趨于匱乏，因此電子裝置的“節(jié)能”訴求已然成為一重要課題。為使達(dá)到有效的“節(jié)能”，以降緩能源的枯竭，利用搭配自然光的光照，調(diào)整發(fā)光元件照明亮度的反向思維應(yīng)運(yùn)而生?，F(xiàn)有的電燈泡亮度的調(diào)整裝置之一，亦為目前較常見者，是利用一開關(guān)的按壓動(dòng)作來(lái)調(diào)整多顆電燈泡的工作狀態(tài)，通過(guò)手動(dòng)按壓開關(guān)來(lái)調(diào)整及控制電燈泡亮啟的個(gè)數(shù)，以改變整體電燈泡所產(chǎn)生的明暗程度。此種方式，多用于室內(nèi)照明。但當(dāng)僅少數(shù)幾個(gè)電燈泡亮?xí)r，光線往往會(huì)只分布在室內(nèi)某些角落，導(dǎo)致照明有不均勻之虞；另一方面，因固定某幾個(gè)電燈泡使用次數(shù)較頻繁，長(zhǎng)期下來(lái)因使用折舊的關(guān)系，相較其他電燈泡的亮度將會(huì)明顯不足，若將較常被使用的電燈泡換新，則亮度又會(huì)比其他電燈泡的亮度強(qiáng)，不僅會(huì)有照明光線分布不均勻的缺失，亦容易造成視覺上的不平衡的疑虞。另一種現(xiàn)有發(fā)光元件的調(diào)光裝置，為使用者調(diào)整一可變電阻VR來(lái)改變控制裝置的輸入電壓，且控制裝置會(huì)因應(yīng)此輸入電壓輸出一相對(duì)應(yīng)的工作電壓至發(fā)光元件，進(jìn)而調(diào)制光源亮度。然，此種調(diào)整燈泡照明亮度的方式仍需使用人力依當(dāng)時(shí)環(huán)境光照手動(dòng)調(diào)整，相當(dāng)不便。另外，高壓氣體放電燈(High Intensity Discharge, HID),如氙氣燈 (XenonLamp)，常作為汽車車燈之用。其是利用高壓激發(fā)氙氣電子游離，在氙氣燈兩電極之間產(chǎn)生光源，這就是所謂的氣體放電。由氙氣所產(chǎn)生的白色超強(qiáng)電弧光，可提高光線色溫值，類似白晝的太陽(yáng)光芒，氙氣燈工作時(shí)所需的電流量較傳統(tǒng)燈泡為小、亮度卻可達(dá)到數(shù)倍，且使用壽命也相對(duì)較長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
緣此，本發(fā)明的一目的即是提供一種氣體放電燈恒光控制裝置，利用氣體放電燈的優(yōu)勢(shì)，并使其可依據(jù)環(huán)境光照自動(dòng)調(diào)整氣體放電燈的亮度，且可使氣體放電燈所發(fā)出的亮度可依據(jù)環(huán)境光照恒保持在一預(yù)設(shè)的亮度，且可無(wú)需利用人力控制即可達(dá)到“節(jié)能”的功效。本發(fā)明為達(dá)成上述目的，利用一光照度檢測(cè)單元來(lái)對(duì)環(huán)境中的光照度進(jìn)行檢測(cè)， 并輸出一相對(duì)應(yīng)的亮度準(zhǔn)位信號(hào)至一亮度判別電路，且此亮度判別電路利用亮度準(zhǔn)位信號(hào)來(lái)改變一調(diào)整電壓；一脈寬調(diào)制控制電路根據(jù)調(diào)整電壓的位準(zhǔn)來(lái)改變所輸出的調(diào)制信號(hào)的工作周期；此調(diào)制信號(hào)控制一電流開關(guān)單元的導(dǎo)通與否，當(dāng)導(dǎo)通時(shí)輸出一直流電壓，此直流
3電壓施加于一直流至交流轉(zhuǎn)換單元，并經(jīng)其轉(zhuǎn)換為一交流電壓而提供給氣體放電燈；通過(guò)直流至交流轉(zhuǎn)換單元所輸出的交流電壓大小與直流電壓施加時(shí)間的長(zhǎng)短約成正比，因此當(dāng)調(diào)制信號(hào)的工作周期改變時(shí)，其所控制的電流開關(guān)單元的導(dǎo)通時(shí)間亦隨之改變，故進(jìn)而改變了交流電壓大小，從而改變氣體放燈的亮度。本發(fā)明實(shí)施例的氣體放電燈恒光控制裝置，可依據(jù)環(huán)境光照自動(dòng)調(diào)整氣體放電燈的亮度，且可使氣體放電燈所發(fā)出的亮度可依據(jù)環(huán)境光照恒保持在一預(yù)設(shè)的亮度，且可無(wú)需利用人力控制即可達(dá)到“節(jié)能”的功效。


此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。在附圖中圖1顯示本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的方塊示意圖；圖2顯示本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的電路示意圖。附圖標(biāo)號(hào)100氣體放電燈恒光控制裝置1光照度檢測(cè)單元2亮度判別電路3脈寬調(diào)制控制電路4電流開關(guān)單元5直流至交流轉(zhuǎn)換單元52橋式推動(dòng)電路54振蕩電路6整流電路7限流單元8氣體放電燈ACV交流電源Vdc直流電壓Cl電容Tl耦合器Ql Q6比較器Jl Jll晶體管Rl回授電阻R2 R7回授分壓電阻R8 R14第一分壓電阻R15 R16第二分壓電阻Sl亮度準(zhǔn)位信號(hào)S2調(diào)整電壓S3調(diào)制信號(hào)
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所采用的具體實(shí)施例，將通過(guò)以下的實(shí)施例及附呈圖式作進(jìn)一步的說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖1，為根據(jù)本發(fā)明的氣體放電燈恒光控制裝置100。其包括有光照度檢測(cè)單元1、亮度判別電路2、脈寬調(diào)制控制電路3、電流開關(guān)單元4以及直流至交流轉(zhuǎn)換單元 5。光照度檢測(cè)單元1可為光感測(cè)元件或太陽(yáng)能板，用以對(duì)環(huán)境中的光照度進(jìn)行檢測(cè)，并輸出一相對(duì)應(yīng)的亮度準(zhǔn)位信號(hào)Sl至亮度判別電路2。亮度判別電路2利用亮度準(zhǔn)位信號(hào)Sl 來(lái)改變輸入給脈寬調(diào)制控制電路3的調(diào)整電壓S2。脈寬調(diào)制控制電路3根據(jù)調(diào)整電壓S2的位準(zhǔn)來(lái)調(diào)制所輸出的調(diào)制信號(hào)S3的工作周期。電流開關(guān)單元4導(dǎo)通時(shí)將一直流電壓Vdc輸出至直流至交流轉(zhuǎn)換單元5，電流開關(guān)單元4的開啟與關(guān)閉由調(diào)制信號(hào)S3所控制。直流至交流轉(zhuǎn)換單元5，用以將直流電壓Vdc轉(zhuǎn)換為氣體放電燈8工作所需的交流電壓。為使本發(fā)明的氣體放電燈恒光控制裝置得以適用于市電的交流電源，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，氣體放電燈恒光控制裝置100在電流開關(guān)單元4前端設(shè)一整流電路6，用以引入交流電源ACV并整流為直流電壓輸出至電流開關(guān)單元4。電流開關(guān)單元4及直流至交流轉(zhuǎn)換單元5間串聯(lián)有一限流單元7，用以穩(wěn)定流經(jīng)的電流。請(qǐng)參閱圖2，為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的電路示意圖。在此，氣體放電燈8以氙氣燈為例。直流至交流轉(zhuǎn)換單元5中包括有一橋式推動(dòng)電路52及振蕩電路M。直流電壓Vdc 經(jīng)由一電容Cl施加于橋式推動(dòng)電路52，橋式推動(dòng)電路52中晶體管J2，J3，J4，J5的柵極分別與振蕩電路M電性連結(jié)，由振蕩電路M控制各晶體管J2，J3，J4，J5的導(dǎo)通狀態(tài)，使能將直流電壓Vdc轉(zhuǎn)為提供氙氣燈工作所需的交流電壓?；厥陔娮鑂l將接點(diǎn)F的電壓信號(hào)回授給脈寬調(diào)制控制電路3。電流開關(guān)單元4包括有耦合器Tl、晶體管J1。其中調(diào)制信號(hào)S3施加于耦合器Tl 的一次測(cè)線圈，經(jīng)二次側(cè)線圈來(lái)控制晶體管J1。當(dāng)導(dǎo)通(Turn ON)時(shí)，可將經(jīng)整流電路6整流后所輸出的直流電壓導(dǎo)通至限流單元7，經(jīng)限流單元7穩(wěn)流后即至直流至交流轉(zhuǎn)換單元 5。亮度判別電路2主要包含有多個(gè)電阻R2 R16、比較器Ql Q6及晶體管J6 Jl 1。其中，R2 R7作為回授分壓電阻，R8 R14作為第一分壓電阻，R15 R16作為第二分壓電阻。當(dāng)光照度檢測(cè)單元1輸出亮度準(zhǔn)位信號(hào)Sl至亮度判別電路2時(shí)，此亮度準(zhǔn)位信號(hào) Sl 將經(jīng)第一分壓電阻 R8，R9，RIO, Rll, R12，R13，R14 分壓至比較器 Ql, Q2，Q3，Q4，Q5， Q6，經(jīng)比較器與第二分壓電阻R15，R16所形成的分壓比較后，進(jìn)而控制晶體管J6，J7，J8， J9，J10, Jll的導(dǎo)通狀態(tài)以決定回授分壓電阻R2，R3，R4，R5，R6，R7與回授電阻Rl間的并聯(lián)狀態(tài)。當(dāng)亮度準(zhǔn)位信號(hào)Sl的準(zhǔn)位提高時(shí)，經(jīng)分壓至各比較器Ql，Q2，Q3，Q4，Q5，Q6比較后，可能使部份甚至全部晶體管不導(dǎo)通，則使僅有導(dǎo)通的晶體管所連結(jié)的電阻為有效并聯(lián)， 如僅晶體管J6，J7，J8導(dǎo)通，則為R2，R3，R4有效并聯(lián)。亮度判別電路2的回授分壓電阻R2，R3，R4，R5，R6，R7與回授電阻Rl電性連結(jié)， 因此亮度判別電路2中回授分壓電阻R2，R3，R4，R5，R6，R7的并聯(lián)結(jié)果將會(huì)影響回授電阻 Rl所回授信號(hào)的電壓值，此即為調(diào)整電壓S2。如回授分壓電阻1 2，1 3，1 4，1 5，1 6，1 7間皆有效并聯(lián)所產(chǎn)生的調(diào)整電壓S2的電壓值將小于僅有R2，R3，R4有效并聯(lián)時(shí)所產(chǎn)生的調(diào)整電壓S2的電壓值。因而亮度判別電路2得以利用亮度準(zhǔn)位信號(hào)Sl來(lái)改變調(diào)整電壓S2。脈寬調(diào)制控制電路3比較內(nèi)部產(chǎn)生的三角波與調(diào)整電壓S2位準(zhǔn)的結(jié)果，將產(chǎn)生一序列脈波，此脈波即為調(diào)制信號(hào)S3。調(diào)制信號(hào)S3的脈沖寬度(即工作周期)隨調(diào)整電壓 S2的位準(zhǔn)而變化。而由于調(diào)制信號(hào)S3為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此將不再贅述其詳細(xì)原理。當(dāng)調(diào)制信號(hào)S3工作周期大時(shí)，晶體管Jl導(dǎo)通時(shí)間變大，而輸出的電壓也會(huì)變大， 反之則輸出電壓變小。舉例來(lái)說(shuō)，以80%工作周期的調(diào)制信號(hào)S3所產(chǎn)生的交流電壓，將大于以30%工作周期的調(diào)制信號(hào)S3所產(chǎn)生的工作電壓。當(dāng)夜晚來(lái)臨時(shí)，光照度檢測(cè)單元1對(duì)環(huán)境光照度進(jìn)行檢測(cè)后輸出一低準(zhǔn)位的亮度準(zhǔn)位信號(hào)Si，亮度判別電路2利用此低準(zhǔn)位信號(hào)，而使調(diào)整電壓S2的位準(zhǔn)降低，而調(diào)制信號(hào)S3將為一工作周期大的脈波，故而直流至交流轉(zhuǎn)換單元5所輸出的交流電壓會(huì)變大，而使氣體放電燈8的亮度得以提高。當(dāng)漸至黎明，光照度檢測(cè)單元1對(duì)環(huán)境光照度進(jìn)行檢測(cè)后輸出一中準(zhǔn)位的亮度準(zhǔn)位信號(hào)Si,亮度判別電路2接收此中準(zhǔn)位信號(hào)，而使調(diào)整電壓S2的位準(zhǔn)升高，進(jìn)而脈寬調(diào)制控制電路3調(diào)制脈沖寬度，輸出的調(diào)制信號(hào)S3工作周期將變小，故而直流至交流轉(zhuǎn)換單元 5所輸出的交流電壓會(huì)變小，而使氣體放電燈8的亮度得以減弱。綜上，本發(fā)明的氣體放電燈恒光控制裝置，當(dāng)環(huán)境光照改變時(shí)，會(huì)自動(dòng)利用光照度檢測(cè)單元所檢測(cè)的光照值，經(jīng)亮度判別電路來(lái)改變調(diào)整電壓，進(jìn)而脈寬調(diào)制控制電路會(huì)調(diào)制其調(diào)制信號(hào)的工作周期，故改變電流開關(guān)單元導(dǎo)通的時(shí)間及施于氣體放電燈的交流電壓，而使氣體放電燈的亮度隨之改變，而達(dá)到氣體放電燈所產(chǎn)生的亮度可依據(jù)環(huán)境亮度而恒保持在一恒定亮度的目的。以上的實(shí)施例說(shuō)明僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例說(shuō)明，凡本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)可依據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例說(shuō)明而作其它種種的改良及變化。然而這些依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所作的種種改良及變化，當(dāng)仍屬于本發(fā)明的發(fā)明精神及權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種氣體放電燈恒光控制裝置，其特征在于，包括有一光照度檢測(cè)單元，用以對(duì)環(huán)境中的光照度進(jìn)行檢測(cè)，并輸出一相對(duì)應(yīng)的亮度準(zhǔn)位信號(hào)；一亮度判別電路，與所述光照度檢測(cè)單元電性連接，利用所述亮度準(zhǔn)位信號(hào)來(lái)改變一調(diào)整電壓；一脈寬調(diào)制控制電路，接收所述調(diào)整電壓，并輸出一調(diào)制信號(hào)，及所述脈寬調(diào)制控制電路根據(jù)所述調(diào)整電壓來(lái)改變所述調(diào)制信號(hào)的工作周期；一電流開關(guān)單元，由所述調(diào)制信號(hào)所控制，且導(dǎo)通時(shí)輸出一直流電壓；以及一直流至交流轉(zhuǎn)換單元，用以將所述直流電壓，轉(zhuǎn)換為一交流電壓并提供給一氣體放電燈。
2.如權(quán)利要求1所述的氣體放電燈恒光控制裝置，其特征在于，更包括有一整流電路， 用以引入交流電源并整流為直流電壓輸出至所述電流開關(guān)單元。
3.如權(quán)利要求1所述的氣體放電燈恒光控制裝置，其特征在于，更包括有一限流單元， 所述限流單元串聯(lián)于所述電流開關(guān)單元及所述直流至交流轉(zhuǎn)換單元間。
4.如權(quán)利要求1所述的氣體放電燈恒光控制裝置，其特征在于，所述氣體放電燈為氙氣燈。
5.如權(quán)利要求1所述的氣體放電燈恒光控制裝置，其特征在于，所述直流至交流轉(zhuǎn)換單元包括有一橋式推動(dòng)電路，用以接收由所述電流開關(guān)單元所輸出的所述直流電壓并與所述氣體放電燈電性連結(jié)；以及一振蕩電路，由所述振蕩電路控制所述橋式推動(dòng)電路，使所述橋式推動(dòng)電路將所述直流電壓轉(zhuǎn)換為提供給所述氣體放電燈的交流電壓。
6.如權(quán)利要求1所述的氣體放電燈恒光控制裝置，其特征在于，所述直流至交流轉(zhuǎn)換單元更包括有一回授電阻，與所述氣體放電燈電性連結(jié)，用以將所述調(diào)整電壓回授給所述脈寬調(diào)制控制電路。
7.如權(quán)利要求6所述的氣體放電燈恒光控制裝置，其特征在于，所述亮度判別電路包含有多個(gè)第一分壓電阻，所述第一電阻相互串聯(lián)，用以接收所述亮度準(zhǔn)位信號(hào)；多個(gè)比較器，所述比較器的一輸入端分別電性連結(jié)于所述第一電阻的各串聯(lián)節(jié)點(diǎn)，另一輸入端與一產(chǎn)生預(yù)設(shè)分壓值的多個(gè)第二分壓電阻的節(jié)點(diǎn)電性連結(jié)，使得分別比較所述第一電阻各節(jié)點(diǎn)的分壓與所述預(yù)設(shè)分壓值；多個(gè)晶體管，所述晶體管的柵極分別連結(jié)于所述比較器的輸出端，由所述比較器所輸出的比較結(jié)果來(lái)控制所述晶體管的導(dǎo)通與否；以及多個(gè)回授分壓電阻，分別與所述晶體管電性連結(jié)，并與所述回授電阻并聯(lián)，通過(guò)導(dǎo)通的所述晶體管而使所連結(jié)的所述回授分壓電阻有效并聯(lián)，進(jìn)而改變所述調(diào)整電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣體放電燈恒光控制裝置，通過(guò)一光照度檢測(cè)單元來(lái)對(duì)環(huán)境中的光照進(jìn)行檢測(cè)，并輸出一相對(duì)應(yīng)的亮度準(zhǔn)位信號(hào)至一亮度判別電路，接著，亮度判別電路利用亮度準(zhǔn)位信號(hào)來(lái)調(diào)制一調(diào)整電壓；而一脈寬調(diào)制控制電路接收此調(diào)整電壓，并輸出一調(diào)制信號(hào)，且此調(diào)制信號(hào)的工作周期根據(jù)調(diào)整電壓而變化；一電流開關(guān)單元，由調(diào)制信號(hào)所控制，導(dǎo)通時(shí)輸出一直流電壓；以及一直流至交流轉(zhuǎn)換單元，用以將直流電壓，轉(zhuǎn)換為一交流電壓并提供給氣體放電燈。本發(fā)明實(shí)施例的氣體放電燈恒光控制裝置，可依據(jù)環(huán)境光照自動(dòng)調(diào)整氣體放電燈的亮度，且可使氣體放電燈所發(fā)出的亮度可依據(jù)環(huán)境光照恒保持在一預(yù)設(shè)的亮度，且可無(wú)需利用人力控制即可達(dá)到節(jié)能的功效。
文檔編號(hào)H05B41/38GK102469673SQ201010541198
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者陳志宏 申請(qǐng)人:達(dá)能科技股份有限公司