[发明专利]市电同步控制装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明是一种市电同步控制装置及其控制方法，特别是指一种利用同步于电源频率的控制讯号的市电同步控制装置及其控制方法。

背景技术

从白炽灯(incandescent lighting)到更有效率形式的电子灯的改变一直是发光设备的主流。尽管更有效率的发光系统的设置成本很高，但随着电价的上涨，用较少功率提供更多输出的发光方式变成可实行且节能。尤其，荧光灯(fluorescent lighting)是最有效率且最符合成本的电子发光形式中的一种。在荧光灯系列中，有很多不同的形式，如：省能源紧凑型荧光灯(compact fluorescent lamps，CFL)、冷阴极荧光灯(cold cathode fluorescent lamps，CCFL)、热阴极荧光灯(hot cathode fluorescent lamps，HCFL)。其它现存且较早发展的有效率发光形式有白光型发光二极管(white light emitting diode，WLED)及奈米碳管(carbon nano-tube，CNT)发光设备。

不论哪一种新世代的发光设备被选择，如果发光设备的系统可以在特定时间依所需的适当功率等级运作，则进一步节省更多能源是可以被达成的。举例来说，在家庭应用中，当阅读时可以使用全功率的灯光，也可以调整成非常低功率的设定来作为夜灯使用。在工业或办公室上的设定，为了节省能源且维持一定程度的安全性，此系统可以在非工作时间调低发光功率的优点。当办公室灯光部分为其他来源提供时，如：从办公室窗户所入射的阳光，此系统同样也有调低室内灯光亮度的优点。

对于很多发光设备的种类而言，尤其是先前所列举的，即CFL、CCFL、HCFL、WLED及CNT，特别地有种有效率的调光方式被称作脉宽调变(pulse width modulation，PWM)调光，也称作丛发(间歇)调光(burst mode dimming)或工作周期调光(duty factor dimming)。在PWM调光期间，光源以一极快而导致肉眼无法辨识的频率来被开启及关闭。工作周期理论上可以从0％至100％之间变化。每次当灯被开启时，便以全功率运作(用于特别的灯具，它通常是被选作最有效率的运作区域)；当灯被关闭时，便不会消耗能量。PWM调光频率通常在100Hz至1kHz等级间。

使用PWM调光或其他调光方式于家庭或办公室上有几个问题。第一个重要的问题是，在不需要分开的控制讯号和另行安装的控制线路下，如何控制灯具调光的等级。举例说，想象重新配置一间房子的线路，来使每一个在天花板上的灯具有额外的控制电路去运作它。在使用者可以轻易完成的范围内，这些额外的线路将会回到一个地方，且部分控制电路将会需要位于灯具内及在使用者可以轻易取得的位置。一个甚至更复杂的系统可以使用无线电控制(radio control)或红外线(infrared，IR)系统来通讯或控制各别的发光设备。这些提供住宅或商业上的调光方式并没有技术上的错误。然而，为了包含额外的控制电路，通常增加额外配置线路的成本或修改现存线路系统的花费将非常可观，如：使用无线电或红外线控制的应用。

第二个主要的问题涉及同步化多个灯具的输出，以便使这些灯具的发光不会明显地变化而被使用者所察觉。如果可以确认每个灯具的工作周期(duty cycle)是相同的，则PWM模式的调光会是一个有效的实行方式。又有多少设备能控制每一个灯具应该以50％工作周期运作呢？如果一个设备能运作每一个灯具的各自分开的控制电路，则每一个灯具可以藉由同一个讯号被开启或关闭。但是，还是有上述所提及的问题存在，即增加配线的花费及复杂度。

如果有设备可以确认所有的灯具可以同时以相同的工作周期运作，则该设备也必须确认调光频率对所有在邻近区域内的灯具都是相同的。如果不同灯具的调光频率各自不同，则每个灯具调光频率的差异可能会产生亮度随时间改变而被肉眼察觉的问题。这种效应称作″闪烁(beating)″，在笔记型电脑背光领域也是众所皆知的。背光模组的调光频率可能随着显示器扫描频率而″闪烁(beat)″，并且在显示器内会产生肉眼可察觉的不规则影像。

职是之故，申请人鉴于习知技术中所产生的缺失，经过悉心推论与研究，构思出本案「市电同步控制装置及其控制方法」，能够克服上述的缺点，以下为本案的简要说明。

发明内容