專利名稱：座地鹵素燈的電子光/溫度控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及按照環境光和燈的溫度上升控制座地燈的自動/手動電子控制裝置。
目前，帶有電子調光器的座地鹵素燈已被廣泛地采用。該調光器的基本部件是一個三端雙向可控硅開關元件。于是，人們創造出許多不同的控制電路以配合該三端雙向可控硅開關元件。最簡單的一個電路是普通的相位切割控制電路，它包括一個電位計、一個電容器和一個觸發二極管。在中國專利CN94213163.0中已公開了這種類型的控制電路。
現在許多國家的安全標準己提高到一個很高的水平。歐洲和北美國家的安全標準已修改到最高的水平。此外，較大功率的座地鹵素燈會使消耗的電力費用增加。因此，包括三端雙向可控硅開關元件、電位計、電容器和觸發二極管的整個電路，已被看作“基本電路”，為了經濟和商業的理由，必須增加附加“控制電路”來控制“基本電路”。
因此，人們已經公開了許多用于控制傳統三端雙向可控硅開關元件調光器的控制電路。其中之一為美國專利US4,751,433，該專利中使用了光電池以使從燈發出的發光能量反比于周圍空間的發光強度。由于該控制置的臨界點(動作點)是由制造廠設定，所以用戶是不能重新設定/調節該裝置的。另一公開的文獻是美國專利US4,658,129，該專利中采用了光電檢測單元，用以響應光的強度發送出輸出電壓。該輸出電壓施加于一個電容器，用以操作一個可控硅整流器(SCR)，使得燈的通/斷能自動控制。但是，這些裝置中沒有一個能通過由于座地鹵素燈本身所引起的溫度上升的安全測試，這種安全測試是用二層紗布蓋在燈罩口上，燈連續工作七小時而不發生火警事故。因此，上述兩個美國專利具有相同的缺點。
簡單地說，如果一間房間內置有淺色的家具，而天花板為白色，另一間房間內放的是深色家具，而天花板是綠色時，則用兩個相同輸出(例如300瓦)的座地鹵素燈分別放置在這二間房內，其產生的環境亮度是完全不同的。由于“動作點”是由制造廠設定的，而用戶自己則不能再作調節。上述座地鹵素燈的自動控制裝置，在這兩種情況中會在不適當的時間動作。
本申請人的二個在先中國專利申請，其發明名稱為<座地鹵素燈的防護罩>和<防火座地鹵素燈>，作為本發明的現有技術，已經公開了燈罩口上柵格護罩如何定位，以及如何將熱敏開關/熱敏元件放置在帶有柵格護罩的座地鹵素燈的反光板上。
本發明的目的在于，將所有的上述現有技術改進到一個更完善的水平，提供一種帶有控制裝置的座地鹵素燈，該控制裝置能按照預定的環境亮度以及燈的預定溫升來自動地和手動地控制該座地鹵素燈。因此，這種座地鹵素燈可以由用戶來調節/設定到任何預定的動作點，于是該座地鹵素燈會在這動作點自動地動作。
為了達到該目的，本發明具有一個這樣的裝置，它包括二個主要的電路，一個是傳統調光器的典型電路，另一個是用于根據用戶的意圖控制該傳統調光器的發明電路，該發明電路包括(1)直流電源部分，它包括整流二極管(D1)，用于將交流電半波整流，電阻器(R1)，用于將電壓降低；濾波電容器(C1)，用于將整流后的電流濾波，齊納二極管(Z1)，用于提供穩定的6伏直流電壓給整個發明的電路；(2)電子開關部分，包括集成電路IC(U1D)，用作兩個晶體管(Q1/Q2)的反相器，兩個晶體管(Q1/Q2)，用于控制三端雙向可控硅開關元件的通/斷，發光二極管(LED)，用以顯示光控制部分和/或溫度控制部分的超限；
(3)光控制部分，包括光敏電阻(CdS)，用于檢測選定的環境亮度(所謂參照亮度)，集成電路IC(U1A)，用于按光敏電阻(CdS)檢測的亮度輸出信號電壓，電位計(R2)，用于由用戶調節/重新設定光控制部分的動作點；(4)溫度控制部分，包括熱敏電阻(R5)，用于檢測燈的溫度上升，兩個集成電路IC(U1C/U1D)，用于將來自熱敏電阻(R5)的信號電平翻轉，而控制光控部分的集成電路IC(U1A)，電位計(R4)，用于用戶調節/重新設定溫度控制部分的動作點。
本發明另一種形式的電子光/溫度控制裝置，它也包括一個傳統的電子調光器電路和一個附加的發明的電子電路，該發明的電子電路包括(1)直流電源部分，它包括整流二極管(D1)，用于將交流電半波整流，電阻器(R1)，用于將電壓降低，濾波電容器(C1)，用于將整流后的電流濾波，齊納二極管(Z1)，用于提供穩定的6伏直流電壓給整個發明的電子電路；(2)電子開關部分，包括集成電路IC(U1B)，用作兩個晶體管(Q5/Q6)的反相器，兩個晶體管(Q5/Q6)，用于控制三端雙向可控硅開關元件4010的通/斷；(3)光控制部分，包括光敏電阻(CdS)，用于檢測選定的環境亮度，集成電路IC(U1A)，用于按光敏電阻(CdS)檢測的亮度輸出信號電壓，
電位計(R2)，用于由用戶調節/重新設定光控制部分的動作點，發光二極管(LED1)，用于顯示光控制部分的超限；(4)溫度控制部分，包括晶體管(Q1′)，用于檢測燈的溫度上升，兩個集成電路IC(U1C/U1D)，用于將來自晶體管(Q1′)的信號電平翻轉，而控制電子開關部分的集成電路IC(U1B)，電位計(R4)，用于用戶調節/重新設定溫度控制部分的動作點，發光二極管(LED2)，用于顯示溫度控制部分的超限。
圖1為現有座地鹵素燈的立體示意圖；圖2為本發明的一個實施例的電路圖；圖3為本發明的一個實施例的外觀示意圖；圖4為本發明的一個實施例的光檢測系統的部分剖面示意圖；圖5為本發明的一個實施例的溫度檢測系統的部分剖面示意圖；圖6為本發明的一個實施例的控制板的正視圖；和圖7為本發明的另一個實施例的電路圖。
本發明將結合附圖作詳細的說明。
圖1為現有座地鹵素燈的立體示意圖，圖中的座地鹵素燈具有所有上述現有技術的功能。因此，該燈包括一個正確定位的格柵護罩G、一個裝在反光器RF上的熱傳感器TS、一個裝在燈桿ST上的光傳感器PS和一個裝在燈桿上的帶有通/斷開關的電位計PM。圖中裝在燈座LH上的燈管L的功率為300瓦，它的上面放置一個半圓柱形玻璃罩CG。
下面用一比較表來說明本發明與上述現有技術的差別，從表中可以看出，即使將現有技術的功能組合在一起，還是達不到本發明的目的。
比較表
圖2為本發明的一個實施例的電路圖，在該圖的右面部分是一個現有技術的典型電路。因此，燈泡L(300瓦/120伏)、濾波器(L1和C3)、三端雙向可控硅開關元件4010、觸發二極管DB3、電容器C2(0.068微法/250伏)和電位計R8(250K)全部為現有技術的部件，這里不再作詳細的說明。如果這圖中的開關SW2扳到手動位置M，則右面部分的圖就成為傳統的調光器電路圖，而發明電路的發光二極管LED就不包括在內，但LED仍能向該燈的用戶顯示由光控制部分和溫度控制部分檢測到的情況，即超過用戶設定值時LED就發光。
在圖2的左面部分，從上面開始是120伏交流電(AC)經開關SW1，向下通過二極管D1(1N4004)輸入，該二極管用作半波整流器，然后經電阻器R1(15K/2瓦)以降低電壓到一個可以接受的電平，再連接齊納二極管Z1(6.8伏，1/2瓦)用以保持降低的電壓始終為6伏。該整流后的6伏直流電壓然后通過電容器C1(220微法/16伏)進一步將波形整形平滑。電阻器R1和電器C1的組合也稱為濾波器，整形平滑的直流電壓供電路的其他部分使用。上述四個元件(D1、R1、Z1、C1)組成本發明的直流電源部分。
在圖2的中間部分，集成電路IC(U1B)、晶體管Q1(MPSA42)/Q2(MPSA92)和它們的附件，形成本發明的電子開關部分。U1B(4011)起反相器作用，且控制兩個晶體管(Q1/Q2)，當該兩晶體管處于截止狀態時，電位計R8具有最高的電壓電平，則使三端雙向可控硅開關元件(4010)導通。當兩晶體管處于導通狀態時，電位計R8的電壓電平為最低，而使上述開關元件(4010)斷開。發光二極管LED(TLR105)連接在U1B的輸出端，以便在自動(A，AUTO)和手動(M，MANUAL)二種方式中顯示來自光控制部分或溫度控制部分的動作信號。沒有該LED的指示時(通常設置于紅色)，由于用戶不知道已經達到什麼溫度，就不能進行手動控制。
本發明的一個實施例的光控制部分包括一個光敏電阻CdS、一個集成電路IC(U1A)和一個電位計R2(2K)。請參閱圖3和圖4，光傳感器PS(即CdS)的位置已清楚示出。在這個實施例中，本發明光控制系統的功能，設計成如下該光傳感器面向例如另一個燈或天空的參照物定位，或面向由該燈或天空等照亮的任何物體定位。R2可由用戶調節到任何預定的位置。在正常使用時，由于目標物是暗的或不夠亮，光敏電阻CdS的電阻值就大，因此U1A(4011)的輸入處于低電平，而U1A的輸出就處于高電平，于是使電子開關接通。當參照物足夠亮時，該光敏電阻CdS的電阻值就小，因此U1A的輸入處于高電平，而U1A的輸出就處于低電平，于是電子開關斷開。在正常使用時，該光傳感器必須放置在這樣的位置，即只有參照亮度(物)能影響該傳感器。首先，要設定R2，將其調節到最大值位置，然后照亮參照物且將光傳感器對準該參照物，于是稍微調節R2直至光控制部分動作為止。如果參照物太亮時，R2的微調將無反應。因此，需要找另一物體作為新的參照物，該另一物體被上述參照物照亮。一旦參照物變暗，該燈會自動地接通。
本發明的一個實施例的溫度控制部分包括一個熱敏電阻R5(SDT1000)、二個集成電路IC(U1C/U1D)、一個電位計R4(10K)和它們的附件。熱傳感器(即熱敏電阻)的安裝已在本申請人的在先中國專利申請中清楚地公開了。現有技術和本發明之間的差別在于電路圖和功能。在現有技術中，用戶不能作重新設定的調節。但在本發明中，電位計R4可以由用戶調節，用以得到不同的動作點，例如130℃、120℃或110℃等。此外，在現有技術中，20分鐘通/斷循環會繼續動作，直至用戶關燈為止。而在本發明中，當熱傳感器檢測到一個燈的不安全的溫升，燈將保持在斷電狀態直至用戶(用SW1)再開燈為止。
當電源開關(SW1)首先接通時，因為整個燈是冷的，熱敏電阻R5為大的電阻值。因此U1C(4011)的輸入為低電平。于是U1C的輸出為高電平，而U1D(4011)的輸出為低電平。當溫度上升到動作點時，熱敏電阻R5的電阻值變小，U1C的輸入成為足以翻轉的高電平。于是U1C的輸出變成低電平，而U1D的輸出變為高電平U1D的這樣高的輸出電平，通過二極管D3(1N4004)送到U1C的輸入端，使U1C繼續為低輸出電平。同時，U1D的高輸出電平通過二極管D2(1N4004)傳送到U1A的輸入端，而使電子開關斷開。因此，即使燈的溫度再次變低，由于U1C的輸入端現在由U1D的高電平輸出來控制，而不是由R5控制，所以燈保特在斷電狀態，除非用戶將電源開關SW1斷開，然后接通電源開關SW1，再開始一個新的循環。這新的“鎖定”功能可徹底保護燈。當然，如果將二極管D3取消，這溫度控制部分能像現有技術那樣動作，即當溫度達到動作點時燈斷電，當溫度冷到再設定點時燈通電。這“鎖定”功能不配備于光控制部分，因為在該部分不存在安全的問題。
圖2中R3、R6、R7和R9的阻值均為10K。D4和D5均為1N4007。Q1是MPSA42，Q2是MPSA92。
圖3為本發明的外觀示意圖，其中KN為帶有通/斷開關的調光器控制旋鈕，即圖2中的SW1和R8結合在一起。
圖4為本發明光檢測系統的部分剖面示意圖，其中PH為塑料支架，GL為玻璃，ST為中空燈桿。
圖5為本發明溫度檢測系系統的部分剖面示意圖，其中SH為燈罩。圖6為本發明控制板的正視圖，其中英文詞AUTO代表自動，MANUAL代表手動，OFF代表斷開，MAX代表最大。
圖7為本發明的另一個實施例的電路圖。圖中的電路和前一個實施例一樣也可分為傳統的調光器電路和發明的電子電路二部分，后者也包括直流電源部分、電子開關部分、光控制部分和溫度控制部分。
圖2中的開關SW1和電位計R8結合在一起，SW1控制電源的通斷，R8調節燈的亮度，SW2是一個撥鈕式二位開關作選擇自動方式或手動方式之用。圖7中采用了雙刀三位電源開關(SW1A，SW1B)，用作選擇手動(M，MANUAL)、斷開(O，OFF)和自動(A，AUTO)三種方式之用，其中二個位置是接通電源，一個位置為切斷電源，而且開關與調光電位計分開了。
圖7中的直流電源部分與圖2中的完全一樣，也是由整流二極管D1(IN4004)、電阻器R1(15K/2瓦)、電容器C1(220微法/16伏)和齊納二極管Z1(6.8伏，1/2瓦)組成。
圖2中的發光二極管LED在圖7中分為二個發光二極管LED1和LED2，分別顯示光控制部分和溫度控制部分的工作情況，且在各發光二極管的支路中加置了放大電流的晶體管Q2′(CS9014C)和Q3(CS9014C)。
圖7中的電子開關部分與圖2中的一樣，主要也包括一個集成電路IC(U1B)和二個晶體管Q5(MPSA42)和Q6(MPSA92)。
圖7中的光控制部與圖2中的相似，主要也包括一個光敏電阻CdS、一個集成電路IC(U1A)和一個電位計R2′(100K)。
圖7中的溫度控制部分主要包括二個晶體管Q1′(CS9015C)和Q4(CS9014C)、一個電位計R4(10K)、一個二極管D2′(1N4148)和二個集成電路IC(U1C/U1D)。其中Q1′接成二極管使用，代替了圖2中的熱敏電阻R5，Q4是增加的，用以放大信號，二極管D2′與圖2的二極管D3一樣，用以起“鎖定”作用。
圖7的電路與圖2的電路相比較，除了以晶體Q1′取代熱敏電阻R5和以發光二極管LED1、LED2取代發光二極管LED外，另一差別在于，在圖2中連接在光控制分與溫度控制部分之間(U1D的輸出端與U1A的輸入端之間)的D2，在圖7中已被取消，因此溫度控制部分U1D的輸出信號不需經過光控制部分的U1A再輸送到電子開關部分U1B的輸入端，而是直接經晶體管Q4放大后輸入到U1B。圖7電路其余部分的工作原理均與圖2的類似，故不再在此重復。
圖7中集成電路U1A、U1B、U1C和U1D的型號為4011，R3、R6、R7、R9、R11和R14的阻值為10K、R5′、R8′、R10和R12的阻值為100K，R13為250K，L1的電感量為0.8毫亨，C2′和C3均為0.1微法/250伏，L為300瓦/120伏的燈泡，DB3為觸發二極管，而4010為三端雙向可控硅開關元件。
雖然本發明已結合上述特定的實施例作了說明，但對本技術領域的普通技術人員來說，很明顯可以作出各種改進和變更，而這些改進和變更均落在所附權利要求書所限定的本發明的精神和范圍內。
權利要求
1.一種座地鹵素燈的電子光/溫度控制裝置，包括一個傳統的電子調光器電路和一個附加的發明的電子電路，其特征在于，該發明的電子電路包括(1)直流電源部分，它包括整流二極管(D1)，用于將交流電半波整流，電阻器(R1)，用于將電壓降低，濾波電容器(C1)，用于將整流后的電流濾波，齊納二極管(Z1)，用于提供穩定的6伏直流電壓給整個發明的電子電路；(2)電子開關部分，包括集成電路IC(U1B)，用作兩個晶體管(Q1/Q2)的反相器，兩個晶體管(Q1/Q2)，用于控制三端雙向可控硅開關元件4010的通/斷；(3)光控制部分，包括光敏電阻(CdS)，用于檢測選定的環境亮度，集成電路IC(U1A)，用于按光敏電阻(CdS)檢測的亮度輸出信號電壓，電位計(R2)，用于由用戶調節/重新設定光控制部分的動作點；(4)溫度控制部分，包括熱敏電阻(R5)，用于檢測燈的溫度上升，兩個集成電路IC(U1C/U1D)，用于將來自熱敏電阻(R5)的信號電平翻轉，而控制光控部分的集成電路IC(U1A)，電位計(R4)，用于用戶調節/重新設定溫度控制部分的動作點。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，其中溫度控制部分還包括一個附加二極管(D3)，它將控制信號傳送至有關的集成電路IC(U1C)，以將燈“鎖定”在斷開情形。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，溫度控制部分中可取消附加二極管(D3)，以得到如現有技術那樣的連續通/斷循環。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，它還包括發光二極管LED，串聯連接于電子開關部分的集成電路IC(U1B)的輸出端，用以顯示來自光控制部分或溫度控制部分的檢測的動作信號，以便燈的用戶進行手動控制。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，其中光敏電阻是這樣放置，通常面向參照物。
6.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，其中光敏電阻是這樣放置，通常面向由參照物照亮的物體。
7.根據權利要求5或6所述的裝置，其特征在于，其中該參照物是另一個燈。
8.根據權利要求5或6所述的裝置，其特征在于，其中該參照物是天空。
9.根據權利要求1至6中任一權利要求所述的裝置，其特征在于，其中該參照物是由另一個燈或天空照亮的任何物體。
10.一種座地鹵素燈的電子光/溫度控制裝置，包括一個傳統的電子調光器電路和一個附加的發明的電子電路，其特征在于，該發明的電子電路包括(1)直流電源部分，它包括整流二極管(D1)，用于將交流電半波整流，電阻器(R1)，用于將電壓降低，濾波電容器(C1)，用于將整流后的電流濾波，齊納二極管(Z1)，用于提供穩定的6伏直流電壓給整個發明的電子電路；(2)電子開關部分，包括集成電路IC(U1B)，用作兩個晶體管(Q5/Q6)的反相器，兩個晶體管(Q5/Q6)，用于控制三端雙向可控硅開關元件4010的通/斷；(3)光控制部分，包括光敏電阻(CdS)，用于檢測選定的環境亮度，集成電路IC(U1A)，用于按光敏電阻(CdS)檢測的亮度輸出信號電壓，電位計(R2)，用于由用戶調節/重新設定光控制部分的動作點，發光二極管(LED1)，用于顯示光控制部分的超限；(4)溫度控制部分，包括晶體管(Q1′)，用于檢測燈的溫度上升，兩個集成電路IC(U1C/U1D)，用于將來自晶體管(Q1′)的信號電平翻轉，而控制電子開關部分的集成電路IC(U1B)，電位計(R4)，用于用戶調節/重新設定溫度控制部分的動作點，發光二極管(LED2)，用于顯示溫度控制部分的超限。
11.根據權利要求10所述的裝置，其特征在于，其中光敏電阻是這樣放置，通常面向參照物。
12.根據權利要求10所述的裝置，其特征在于，其中光敏電阻是這樣放置，通常面向由參照物照亮的物體。
13.根據權利要求11或12所述的裝置，其特征在于，其中該參照物是另一個燈。
14.根據權利要求11或12所述的裝置，其特征在于，其中該參照物是天空。
15.根據權利要求10至14中任一權利要求所述的裝置，其特征在于，其中該參照物是由另一個燈或天空照亮的任何物體。
全文摘要
一種座地鹵素燈的電子光/溫度控制裝置，包括傳統的電路和發明的電路。后者包括直流電源部分、電子開關部分、光控制部分和溫度控制部分。光控制部分/溫度控制部分的動作點可由用戶來調節/重新設定。燈的控制靠檢測到的信息自動地或手動地進行。燈的溫度一旦達到預設的動作點，燈就會自動地熄滅，且能手動地或自動地再開亮。任何選定的參照物達到預選的亮度，該燈會自動熄滅，而一旦該亮度暗于預先設定的值時，則燈就自動地恢復。
文檔編號H05B37/02GK1156946SQ9612055
公開日1997年8月13日 申請日期1996年11月11日 優先權日1996年11月11日
發明者陳國輝 申請人:家電寶實業有限公司