電器控制系統的制作方法
【專利摘要】一種電器控制系統，用以控制至少一負載，包括有：至少一波形控制模塊，用以電性連接一交流電源以及至少一波形驅動模塊。該波形控制模塊包括有一開關，當該開關導通時，該波形控制模塊輸出一原始波形，當該開關截止時，該波形控制模塊輸出一變形波形，其中該變形波形的正半周與負半周的其中至少一者的峰值電壓小于該原始波形相對應的半周的峰值電壓。該波形驅動模塊電性連接該波形控制模塊，該波形驅動模塊接收該波形控制模塊輸出的電能，且于該變形波形產生時控制該負載進行對應的動作。
【專利說明】
電器控制系統
技術領域
[0001]本發明是與產生波形控制有關；特別是指一種產生不同波形以進行控制的電器控制系統。
【背景技術】
[0002]—般建筑物的室內配線方式，會在天花板上的電氣盒與壁面上的電氣盒之間預留兩條供連接開關的電線。在安裝電器設備(如燈具或電扇)時，將電器設備裝設于天花板上，且將市電的其中一端連接于電器設備，市電的另一端通過預留的電線串接一開關，再接回該電器設備上，以形成一個電源回路。通過切換該開關，即可控制電器設備的啟閉。
[0003]隨著科技的進步，電器設備的功能越來越多，以發光二極管照明系統為例，現今的發光二極管照明系統除了單純的控制啟閉外，更具備有調整亮度、色度的功能，因此，除了原本的電源回路外，也必須要有額外的控制線路才能將控制信號由壁面上的控制面板傳送到裝設于天花板上的發光二極管模塊。
[0004]因此，要裝設具備有亮度、色度的調整功能的發光二極管照明系統時，則必須另外再配接控制線路，利用控制線路傳送控制信號，以控制照明系統的發光二極管模塊。然，額外配接控制線路，將會使得房屋的修繕及裝潢施工成本增加。
[0005]另有二種方式可在不額外配接控制線路的情況下傳送控制信號，其一為無線傳輸，其二為載波傳輸。無線傳輸方式是在發光二極管模塊及壁面的控制面板分別加裝無線接收器與發射器，以無線傳輸的方式傳送控制信號控制發光二極管模塊。載波傳輸方式是利用調變器將控制信號調變成調頻信號或調幅信號，利用電力線載波，再以解調器還成原來的控制信號后控制發光二極管模塊。
[0006]然而，前述兩種方式的設備成本昂貴，且在建筑物壁面的發射器及調變器均須另外配接電源線外，配接電源線亦是額外的困擾。再者，無線或載波所傳輸的信號易受其它無線信號干擾，要通過各國EMI和EMS安規更是徒增困擾。
【發明內容】
[0007]有鑒于此，本發明的目的在于提供一種電器控制系統，以控制負載有不同的動作。
[0008]緣以達成上述目的，本發明所提供的電器控制系統，用以控制至少一負載，包括有:至少一波形控制模塊，用以電性連接一交流電源以及至少一波形驅動模塊。該波形控制模塊包括有一開關，當該開關導通時，該波形控制模塊輸出一原始波形，當該開關截止時，該波形控制模塊輸出一變形波形，其中該變形波形的正半周與負半周的其中至少一者的峰值電壓小于該原始波形相對應的半周的峰值電壓。該波形驅動模塊電性連接該波形控制模塊，該波形驅動模塊接收該波形控制模塊輸出的電能，且于該變形波形產生時控制該負載進行對應的動作。
[0009]本發明的效果在于，波形控制模塊將交流電源的正弦波信號以原始波形或變形信號輸出，波形驅動模塊再依據變形信號控制負載。相較于傳統的控制信號的方式，本發明無需增加額外的配線或是以無線信號傳輸裝置傳輸信號，有效減少配線的成本。
【附圖說明】
[0010]為能更清楚地說明本發明，以下結合較佳實施例并配合附圖詳細說明如后，其中:
[0011]圖1為本發明第一實施例的電器控制系統方塊圖。
[0012]圖2為第一實施例的波形圖。
[0013]圖3為本發明第二實施例的電器控制系統方塊圖。
[0014]圖4為第二實施例的波形圖。
[0015]圖5為本發明第三實施例的電器控制系統方塊圖。
[0016]圖6為第三實施例的波形圖。
[0017]圖7為本發明第四實施例的電器控制系統方塊圖。
[0018]圖8為第四實施例的波形圖。
[0019]圖9為本發明第五實施例的電器控制系統方塊圖。
[0020]圖10為本發明第六實施例的電器控制系統方塊圖。
[0021]圖11為第六實施例的波形圖。
【具體實施方式】
[0022]圖1為本發明第一實施例的電器控制系統方塊圖。該電器控制系統100包括有一波形控制模塊110以及一波形驅動模塊120。
[0023]該波形控制模塊110系裝設于建筑物的墻面上，包括有一開關SWl并聯一穩壓二極管ZD1。該穩壓二極管ZDl逆向崩潰電壓的壓降使該波形控制模塊110輸出電能的正半周與負半周的其中至少一者的峰值電壓減少而形成該一變形波形。在實施上，該開關SWl可為按鈕開關(button switch)或切換開關，而在本實施例中，該開關SWl為常閉式的按鈕開關，該開關SWl在使用者按壓時呈開路狀態。該穩壓二極管ZDl的一第一端通過一電源開關PSW電性連接該交流電源S。該電源開關PSW為切換開關結構。該穩壓二極管ZDl的一第二端電性連接該波形驅動模塊120。該穩壓二極管ZDl的第一端為陽極，第二端為陰極。
[0024]請同時參閱圖2，該交流電源S輸出的波形為一正弦波，在本實施例中，該交流電源S的電壓峰值為155.5伏特。當該開關SWl導通時，由交流電源S發出的正弦波，完整的經由開關SWl傳送至該波形驅動模塊120，使該波形控制模塊110輸出一原始波形140，該原始波形140即是該交流電源S發出的正弦波。
[0025]當該開關SWl截止時，由交流電源S發出的波形會改由穩壓二極管ZDl傳送至該波形驅動模塊120。當正弦波的正半周經由該穩壓二極管ZDl時，對穩壓二極管ZDl為順向偏壓，因此正弦波的正半周不會有任何變化。當正弦波的負半周經由該穩壓二極管ZDl時，對穩壓二極管ZDl為逆向偏壓，因此，在達到該穩壓二極管ZDl的逆向崩潰電壓前(即在時間tl內，在本實施例中逆向崩潰電壓為5伏特)，不會有任何波形信號傳送至該波形驅動模塊120。當達到該穩壓二極管ZDl的逆向崩漬電壓時，該交流電源S的波形就會經由該穩壓二極管ZDl而傳送至該波形驅動模塊120 (即在時間t2內)。因為穩壓二極管ZDl的逆向崩漬電壓的壓降影響，交流電源S所發出的正弦波的負半周與傳送至波形驅動模塊120的負半周波形會有一電壓差(該電壓差為|-Vl-(-V2) I ；-ν?為-155.5伏特，-V2為-150.5伏特)，該電壓差即為穩壓二極管ZDl的逆向崩潰電壓。由此，于開關SWl截止時，該波形控制模塊110輸出該變形波形130。
[0026]該波形驅動模塊120包括一驅動電路122及一波形偵測電路124。該驅動電路122電性連接該波形控制模塊110，用以接收該波形控制模塊110所輸出的電能，并轉換成該一以發光二極管模塊910為例的負載所需的電能。該發光二極管模塊910具有多個發光二極管，用以接收電信號以產生亮光提供照明。該驅動電路122是可受控制地改變該發光二極管模塊910的開、關狀態及亮度。于本實施例中，該驅動電路122是以脈沖寬度調變(PulseWidth Modulat1n, PffM)電路為基礎進行設計，并通過脈沖寬度調變的方式來調整供予該發光二極管模塊910的電信號的頻率寬度。當然在實際實施上，該驅動電路122亦可為調整電信號大小或其他調整電信號的電路設計。
[0027]該波形偵測電路124電性連接該波形控制模塊110，該波形偵測電路124且于該原始波形140及該變形波形130產生時控制該發光二極管模塊910進行對應的動作。例如:當該波形控制模塊110輸出該原始波形140時，該波形偵測電路124輸出一最大亮度信號至該驅動電路122，該驅動電路122在依據該最大亮度信號控制該發光二極管模塊910產生最大亮度。當該波形控制模塊110輸出該變形波形130時，該波形偵測電路124偵測到該變形波形130，以判斷該開關SWl受按壓。而后該波形偵測電路124輸出一默認亮度信號，該驅動電路122在依據該默認亮度信號控制該發光二極管模塊910產生一默認亮度值的亮光，在本實施例中，該預設亮度值初始設定為最大亮度值的一半。實務上，該波形偵測電路124所輸出的信號不以前述的默認亮度信號為限，亦可依據該開關SWl受按壓的時間，而控制該驅動電路122進行對應的動作，例如，該開關SWl持續受按壓后一預定時間后，使該發光二極管模塊910的發光二極管的亮度在最大亮度值與最小亮度值之間循環變化，放開該開關SWl后，使發光二極管的亮度固定于當下的亮度值。
[0028]圖3為本發明第二實施例的電器控制系統方塊圖。第二實施例的電器控制系統200與第一實施例的電器控制系統100差異在于波形控制模塊210還包括一 PN接面二極管D2。該PN接面二極管D2并聯該開關SW2，且該PN接面二極管D2的一第一端電性連接該交流電源S，該第一端為陽極。該PN接面二極管D2的一第二端電性連接該波形驅動模塊120，該第二端為陰極。請同時參閱圖4，當該開關截止，該波形控制模塊210會輸出一變形波形230，原始波形140與變形波形負半周波形會有一電壓差(|-Vl-(-V3) |)，該電壓差即為穩壓二極管ZD2的逆向崩潰電壓。其特別在于，當交流電源S發出的波形為正半周時，波形及電流會由穩壓二極管ZD2及PN接面二極管D2傳送至該波形驅動模塊120，特別在電流的傳輸上，可同時通過穩壓二極管ZD2及PN接面二極管D2傳輸至波形驅動模塊120，可減少穩壓二極管ZD2上的電流量，以增加使用壽命，此外因為同時使用穩壓二極管ZD2及PN接面二極管D2，可增加傳輸至該波形驅動模塊120上的電流，使該波形驅動模塊120能驅動較大消耗功率的發光二極管模塊910。
[0029]圖5為本發明第三實施例的電器控制系統300方塊圖。第三實施例的電器控制系統300與第一實施例的電器控制系統100差異在于，該波形控制模塊310包括有一開關SW2并聯一電阻R3。該電阻R3的一第一端通過電源開關PSW電性連接該交流電源S，該電阻R3的一第二端電性連接該波形驅動模塊120 ο
[0030]請同時參閱圖6，當該開關SW3截止時，由交流電源S發出的波形會經由電阻R3，以形成變形波形330，且該變形波形330以正弦波的形態傳送至該波形驅動模塊120。因電阻R3的壓降使該波形控制模塊310輸出電能的正半周與負半周的峰值電壓減少而形成該變形波形340。變形波形330的正半周的峰值電壓V4為流經電阻R3的最大電流I乘于電阻值(即V4 = I X R3)，半周的峰值電壓為-V4 = -1XR3。第三實施例的設計除了能有效的將交流電源S發出的波形改變成變形波形330之外，其變形波形330也還能維持平均電壓值為零的正弦波，可方便波形驅動模塊120對變形波形進行信號處理。
[0031]圖7為本發明第四實施例的電器控制系統方塊圖。第四實施例的電器控制系統400與第三實施例的電器控制系統300差異在于波形控制模塊410還包括一 PN接面二極管D4。該PN接面二極管D4并聯該開關，且該PN接面二極管D4的一第一端電性連接該交流電源S，該第一端為陽極。該PN接面二極管D4的一第二端電性連接該波形驅動模塊120，該第二端為陰極。
[0032]請同時參閱圖8，當該開關SW4導通時，該交流電源S發出的正弦波信號會直接經由開關SW4而傳送至該波形驅動模塊120，經由開關SW4后的正弦波信號即是原始波形440。當該開關SW4截止時，該交流電源S發出的正弦波的正半周會經由PN接面二極管傳送至該波形驅動模塊120。該交流電源S發出的正弦波的負半周，則會經由電阻R4傳送至該波形驅動模塊120。由PN接面二極管及該電阻而傳送至該波形驅動模塊120的波形即為變形波形430。因電阻R4的設計，變形波形430的負半周會小于該原始波形440的負半周，且變形波形430的負半周的峰值電壓-V5為流經電阻R4的最大電流I乘于電阻值(即-V5=-1XR4)。第四實施例的設計能有效的將交流電源S發出的正弦波改變成變形波形430之外，變形波形430的正半周是由通過PN接面二極管而形成，因此比較不會有能源的損失，可提供較大的電能給波形驅動模塊120，使波形驅動模塊120能驅動較大功率的發光二極管模塊910。
[0033]圖9為本發明第五實施例的電器控制系統方塊圖。第五實施例的電器控制系統500與第一實施例的電器控制系統100的差異在于，該電器控制系統500包括有多個該波形控制模塊，且所述波形控制模塊以串連的方式電性連接于該交流電源S與該波形驅動模塊120之間而共同輸出該變形波形，其中各該波形控制模塊的開關分別截止時，使該變形波形的正半周與負半周的其中至少一者的峰值電壓各不相同。在本實施例中，以串連三個第一實施例的波形控制模塊為例，但在其他實施例中，該波形控制模塊也可使用第二實施例、第三實施例或第四實施例的波形控制模塊或混合第一至第四實施例的波形控制模塊。
[0034]每一波形控制模塊與第一實施例的波形控制模塊相同，其結構而不在贅述。其中，所述波形控制模塊的第一者(即為第一波形控制模塊511)的開關SW51的第一端通過電源開關PSW電性連接該交流電源S。該第一波形控制模塊511的開關SW51的第二端電性連接下一階的該波形控制模塊(即第二波形控制模塊512)的開關SW52的第一端。所述波形控制模塊的最后一者(即第三波形控制模塊513)的開關SW53的第一端電性連接第二波形控制模塊的開關SW52的第二端。
[0035]所述穩壓二極管的逆向崩潰電壓在本實施例中都不相同，例如第一穩壓二極管ZD51的逆向崩潰電壓為5伏特，第二穩壓二極管ZD52的逆向崩潰電壓為7伏特，第三穩壓二極管ZD53的逆向崩潰電壓為10伏特。當按壓不同開關時，第三波形控制模塊511輸出的變形波形的負半周具有不同的峰值電壓。
[0036]所述波形驅動模塊120電性連接第三波形控制模塊513的開關SW53的第二端，以接收由第三波形控制模塊輸出的原始波形或變形波形。所述波形驅動模塊120分別電性連接一發光二極管模塊910，用以依據該原始波形或該變形波形的不同的峰值電壓而控制所電性連接的該發光二極管模塊910。在本實施例中，使用三個波形控制模塊，除了原始波形之外，會因為按壓的開關不同而有7種不同態樣的變形波形。所述波形驅動模塊120可跟據不同態樣的變形波形而控制發光二極管模塊910有不同的動作，可靈活的操作發光二極管模塊910。實務上，波形驅動模塊120的數量亦可為一個、二個或三個以上，由波形驅動模塊120依據變形波形的峰值電壓的不同，而相應控制所連接的發光二極管模塊910。上述中的第一實施例至第五實施例所輸出的變形波形的正半周與負半周的峰值電壓都不為零。
[0037]此為，本發明還包括第六實施例的電器控制系統。如圖10所示，為本發明第六實施例的電器控制系統方塊圖。第六實施例的電器控制系統600與第一實施例的電器控制系統100差異在于，該波形控制模塊610包括有一開關SW6并聯一 PN接面二極管D6。該PN接面二極管D6的一第一端通過電源開關PSW電性連接該交流電源S。該PN接面二極管D6的一第二端電性連接該波形驅動模塊120。該PN接面二極管D6的第一端為陽極，第二端為陰極。該開關SW6在本實施例中為切換開關，實務上亦可采用按鈕開關。
[0038]請同時參閱圖11，當該開關SW6截止時，由交流電源S發出的波形會由PN接面二極管D6傳送至該波形驅動模塊120。當正弦波的正半周經由該PN接面二極管D6時，對PN接面二極管D6為順向偏壓，因此正弦波的正半周不會有任何變化。當正弦波的負半周經由該PN接面二極管D6時，對PN接面二極管D6為逆向偏壓，因此，正弦波的負半周并不會通過PN接面二極管D6，使變形波形630呈現為半波正流形態的波形，使該變形波形的負半周為零伏特。第六實施例與前述第一至第五實施例的差異在于，第六實施例的變形波形630的負半周為零伏特，因此原始波形640與變形波形630有較大的差異，以避免日后因外在環境或組件老化等因素，而導致波形驅動模塊120對于波形的判斷錯誤。此外第六實施例使用的開關SW6為切換開關，在使用上，使用者在按壓開關SW6后，就能直接離去，不需一直待在開關附近。第五實施例的波形控制模塊也能使用第六實施例的波形控制模塊610。
[0039]在上述中各實施例利用發光二極管模塊作為負載，僅是用以說明本發明的電器控制系統，除了應用于發光二極管模塊外，本發明亦可應用于其它的負載，例如馬達的控制，利用波形驅動模塊，以控制馬達的啟動、停止及轉速。此外，本發明亦可應用于控制浴室暖風機、抽風機、吊扇等各類電氣產品的負載。
[0040]綜上所述，本發明的電器控制系統，利用穩壓二極管、PN接面二極管或電阻，再配合開關，將交流電源呈正弦波的原始波形變成變形波形，波形驅動模塊再依據變形波形控制負載。相較于傳統的控制信號的方式，本發明無需增加額外的配線或是以無線信號傳輸裝置傳輸信號，有效減少配線的成本。此外，變形波形的峰值電壓相較于原始波形的峰值電壓的降低很小，因此，波形驅動模塊所接收的電能的能量不致衰減過多而影響負載的特性。利用穩壓二極管、PN接面二極管或電阻就可達變形波形的目的，有效減少電器控制系統的制造成本。
[0041]以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，凡是應用本發明說明書及申請專利范圍所為的等效變化，理應包含在本發明的權利要求范圍內。
【主權項】
1.一種電器控制系統，用以控制至少一負載，包括有: 至少一波形控制模塊，用以電性連接一交流電源，該波形控制模塊包括有一開關，當該開關導通時，該波形控制模塊輸出一原始波形，當該開關截止時，該波形控制模塊輸出一變形波形，其中該變形波形的正半周與負半周的其中至少一者的峰值電壓小于該原始波形相對應的半周的峰值電壓；以及 至少一波形驅動模塊，電性連接該波形控制模塊，該波形驅動模塊接收該波形控制模塊輸出的電能，且于該變形波形產生時控制該負載進行對應的動作。2.如權利要求1所述的電器控制系統，其中該波形控制模塊包括有一穩壓二極管并聯該開關，其中該穩壓二極管的一第一端電性連接該交流電源，該穩壓二極管的一第二端電性連接該波形驅動模塊，當該開關截止時，該穩壓二極管逆向崩潰電壓的壓降使該波形控制模塊輸出電能的正半周與負半周的其中至少一者的峰值電壓減少而形成該變形波形。3.如權利要求2所述的電器控制系統，其中該波形控制模塊還包括有一PN接面二極管，并聯該開關，其中該PN接面二極管的一第一端電性連接該交流電源，該PN接面二極管的一第二端電性連接該波形驅動模塊。4.如權利要求1所述的電器控制系統，其中該波形控制模塊包括有一電阻并聯該開關，其中該電阻的一第一端電性連接該交流電源，該電阻的一第二端電性連接該波形驅動模塊，當該開關截止時，該電阻的壓降使該波形控制模塊輸出電能的正半周與負半周的其中至少一者的峰值電壓減少而形成該變形波形。5.如權利要求4所述的電器控制系統，其中該波形控制模塊還包括有一PN接面二極管，并聯該開關，其中該PN接面二極管的一第一端電性連接該交流電源，該PN接面二極管的一第二端電性連接該波形驅動模塊。6.如權利要求1所述的電器控制系統，其中該開關為一切換開關，該波形控制模塊包括有一 PN接面二極管并聯該切換開關，其中該PN接面二極管的一第一端電性連接該交流電源，該PN接面二極管的一第二端電性連接該波形驅動模塊。7.如權利要求1所述的電器控制系統，其中該至少一波形控制模塊的數量為多個，且所述波形控制模塊以串連的方式電性連接于該交流電源與該波形驅動模塊之間而共同輸出該變形波形，其中各該波形控制模塊的開關分別截止時，使該變形波形的正半周與負半周的其中至少一者的峰值電壓各不相同；該波形驅動模塊依據該變形波形的不同的峰值電壓控制該負載。8.如權利要求7所述的電器控制系統，其中所述波形控制模塊的至少一者包括有一穩壓二極管并聯該開關，該穩壓二極管逆向崩潰電壓的壓降使該變形波形的正半周與負半周的其中至少一者的峰值電壓減少。9.如權利要求8所述的電器控制系統，其中該波形控制模塊的至少該者還包括有一PN接面二極管，并聯該穩壓二極管。10.如權利要求7所述的電器控制系統，其中所述波形控制模塊的至少一者包括有一電阻并聯該開關，該電阻的壓降使該變形波形的正半周與負半周的其中至少一者的峰值電壓減少。11.如權利要求10所述的電器控制系統，其中該波形控制模塊的至少該者還包括有一PN接面二極管并聯該電阻。12.如權利要求7所述的電器控制系統，其中該波形控制模塊的至少一者的該開關為一切換開關，該波形控制模塊包括有一 PN接面二極管并聯該切換開關。
【文檔編號】G05B15/02GK105843045SQ201510015027
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年1月13日
【發明人】林銘鋒
【申請人】東林科技股份有限公司, 林銘鋒