[发明专利]使用微控制器的照明控制系统与照明控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用微控制器的照明控制系统与照明控制方法，尤其涉及一种使用微控制器调节不同的电功率到光源负载的照明控制系统与照明控制方法。

背景技术

图1为传统照明控制系统的电路功能框图。传统照明控制系统主要包括一调光电路2，调光电路2控制交流电源AC传送某个数值的电功率到一光源负载1。调光电路2包括一半导体开关元件20与一相位触发电路22，半导体开关元件20常见到的是双向可控开关。相位触发电路22通过可变电阻的调整产生不同时差的触发信号，以控制半导体开关元件20在交流电源正负半周时的导通时段，进而传送不同的电功率到光源负载1。

然而，受到基本结构的限制，双向可控开关(TRIAC)的导通时段不能大幅调整而达到全功率或极小功率的控制，并且因为是机械方式改变可变电阻，不易与其他的调光电路耦合在一起，以实现多种的功能。

为了避免上述限制，图1的调光电路2改由电子元件组成的电路，例如美国专利US 5442177所揭示的技术，可以控制双向可控开关在一个周期之内完全截止或完全导通。又例如在美国专利US 5598066所揭示的技术，调光电路2结合交流过零检测电路产生触发信号，控制双向可控开关具有两个不同的导通时段，使与双向可控开关连接的白炽灯或卤素灯在一个周期之内输出30％或100％的照明亮度。另外，这两种技术控制双向可控开关导通的电子电路可以结合光检测及行动感测电路，依据环境背景条件自动切换电光源的亮度，实现节能模式的操作。

然而，前面二例所述及的技术使用很多个运算放大器及数字模拟混和电路，造成电路组装繁琐，除了制作成本高之外，也同时会增加电功率的耗损。例如，在待机状态，测量到US 5598066的调光系统耗损30W以上的电功率，此数值接近光源负载在低亮度时的电功率，因此该调光系统不符合节省电能的要求。

发明内容

本发明的实施例提供一种使用微控制器的照明控制系统及照明控制方法。本实施例的照明控制系统使用一次性可编程(OTP)的微控制器作为光源负载的调光电路，一次性可编程(OTP)的微控制器采用半导体CMOS工艺制作，其所耗的电功率不及0.1W，节能效果远优于使用传统元件及技术的前案，如此，本实施例的照明控制系统能够达到节省电能与简化电路的要求。

本发明的实施例使用微控制器的照明控制系统包括一光源负载、一半导体开关元件、一过零检测电路及一微控制器。半导体开关元件耦接光源负载与一交流电源，半导体开关元件控制交流电源传送电功率到光源负载的时段。过零检测电路耦接交流电源，过零检测电路将一交流电压弦波转换成一对称方波，对称方波的边缘对应于交流电压弦波的过零点。微控制器耦接于半导体开关元件与过零检测电路，微控制器接收对称方波，并且，输出一过零点延时脉冲至半导体开关元件，过零点延时脉冲落后对称方波的边缘一落后时间差距。

本发明的实施例的照明控制方法，提供给一调光电路执行，以决定一光源负载的照明状态，该调光电路包括一半导体开关元件、一过零检测电路及一微控制器，该控制方法包括：首先，利用过零检测电路将一交流电压弦波转换成一对称方波；然后，利用微控制器读取一外控信号，并且根据外控信号交替执行多个不同的外控循环之一，以产生对应的过零点延时脉冲，过零点延时脉冲落后对称方波的边缘一落后时间差距。接着，利用半导体开关元件受控于对应的过零点延时脉冲，以控制一交流电源传送电功率到光源负载的时段。

如此，本发明的实施例可以达到以下优点：1.电路简单，实现成本低2.简化产品的设计与开发，只需改变微控制器程序的控制规则，即可改变不同的照明模式，产生多元化的调光效果3.系统的耗电，远低于传统元件的电路设计，能有效节省电能。4.可控制多种不同的光源负载，同时适用于白炽灯、日光灯或发光二极管等不同性质的负载。

附图说明

图1为传统照明控制系统的电路功能框图；

图2为本发明第一实施例的照明控制系统示意图；

图3A为本发明实施例中一光源负载的示意图；

图3B为本发明实施例中另一光源负载的示意图；

图3C为本发明实施例中交流发光二极管模块的电流相对于电压的关系曲线示意图；

图4为本发明第一实施例的照明控制系统的波形示意图；

图5为本发明第一实施例的照明控制系统的电路示意图；

图6为本发明第一实施例的微控制器动作流程图；

图7为本发明第一实施例的微控制器执行内部延时脉冲子程序的动作流程示意图；