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CN102378440A - 使用切换式开关的调光方法及相关照明系统 - Google Patents

使用切换式开关的调光方法及相关照明系统 Download PDF

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CN102378440A CN2010102621094A CN201010262109A CN102378440A CN 102378440 A CN102378440 A CN 102378440A CN 2010102621094 A CN2010102621094 A CN 2010102621094A CN 201010262109 A CN201010262109 A CN 201010262109A CN 102378440 A CN102378440 A CN 102378440A
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Pucheng Chuangzhi Chengdu Technology Co ltd
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Abstract

一种使用切换式开关的调光方法及相关照明系统，该调光方法依据切换式开关的状态来调整灯管组的亮度，包括：当该灯管组于初始状态时，判断此时为该切换式开关的第一状态；在该切换式开关于第一时间点从该第一状态切换至第二状态后，从该第一时间点算起的调光时间内，将该灯管组的亮度由第一亮度逐渐调至第二亮度；以及在从该第一时间点算起的该调光时间内，当该切换式开关于第二时间点从该第二状态切换至该第一状态，接着于第三时间点从该第一状态切换至该第二状态，且该第二时间点和该第三时间点的间隔不大于关断时间时，将该灯管组维持在该第二时间点时的亮度。本发明能使用传统切换式开关来提供调光功能。

Description

使用切换式开关的调光方法及相关照明系统
技术领域
本发明涉及一种调光方法及相关照明系统，尤指一种使用切换式开关的调光方法及相关照明系统。
背景技术
请参考图1，图1为现有技术中一照明系统100的示意图。照明系统100包括一开关110、一灯管组120以及一安定器(ballast)130。开关110一般为最为常见的传统切换式开关(toggleswitch)，能提供开启(ON)和关闭(OFF)两种状态。当使用者开启开关110时，市电(例如110V～220V的交流电压)会被传送至安定器130，安定器130则可执行点灯动作以开启灯管组120。现有技术的照明系统100结构简单，但使用者通过传统切换式开关110只能选择开灯和关灯两种情况，无法调整灯管组120的亮度。
请参考图2，图2为现有技术中另一照明系统200的示意图。照明系统200包括一开关210、一灯管组120以及一安定器130。开关210为特殊旋转式开关(rotary switch)，除了能提供开启和关闭两种状态外，亦能提供调光功能。举例来说，当使用者以顺时针方向旋转开关210时，市电首先被传送至安定器130，安定器130可执行点灯动作以开启灯管组120，再依据开关210的旋转角度来控制灯管组120的亮度。现有技术的照明系统200能提供调光功能，但是需要使用特殊旋转式开关210。
发明内容
本发明提供一种调光方法，其依据一切换式开关的状态来调整一灯管组的亮度，该调光方法包括：当该灯管组于一初始状态时，判断此时为该切换式开关的一第一状态；在该切换式开关于一第一时间点从该第一状态切换至一第二状态后，从该第一时间点算起的一调光时间内，将该灯管组的亮度由一第一亮度逐渐调至一第二亮度；以及在从该第一时间点算起的该调光时间内，当该切换式开关于一第二时间点从该第二状态切换至该第一状态，接着于一第三时间点从该第一状态切换至该第二状态，且该第二时间点和该第三时间点的间隔不大于一关断时间时，将该灯管组维持在该第二时间点时的亮度。
本发明所述的调光方法，还包括：在从该第一时间点算起的该调光时间内，当该切换式开关于该第二时间点从该第二状态切换至该第一状态，接着于该第三时间点从该第一状态切换至该第二状态，且该第二时间点和该第三时间点的间隔大于该关断时间时，在该第三时间点将该灯管组维持在该初始状态时的亮度，且从该第三时间点算起的该调光时间内将该灯管组的亮度由该第一亮度逐渐调至该第二亮度。
本发明所述的调光方法，还包括：在从该第一时间点算起的该调光时间内，在该切换式开关于该第二时间点从该第二状态切换至该第一状态后，判断该切换式开关是否从该第二时间点算起的该关断时间内由该第一状态切换至该第二状态。
本发明所述的调光方法，还包括：当该切换式开关于该第一时间点从该第一状态切换至该第二状态后时，将该灯管组的亮度从该初始状态时的一初始亮度调至该第一亮度。
本发明所述的调光方法，还包括：判断该切换式开关是否于从该第一时间点算起的该调光时间内由该第二状态切换至该第一状态。
本发明所述的调光方法，还包括：当该切换式开关在从该第一时间点算起的该调光时间内维持在该第二状态时，在超过该调光时间后将该灯管组的亮度维持在该第二亮度。
本发明所述的调光方法，在从该第一时间点算起的该调光时间内将该灯管组的亮度由该第一亮度逐渐调至该第二亮度包括：在从该第一时间点算起的该调光时间内将该灯管组的亮度由该第一亮度以线性连续方式逐渐调至该第二亮度。
本发明所述的调光方法，在从该第一时间点算起的该调光时间内将该灯管组的亮度由该第一亮度逐渐调至该第二亮度包括：在从该第一时间点算起的该调光时间内将该灯管组的亮度由该第一亮度以非线性连续方式逐渐调至该第二亮度。
本发明所述的调光方法，在从该第一时间点算起的该调光时间内将该灯管组的亮度由该第一亮度逐渐调至该第二亮度包括：在从该第一时间点算起的该调光时间内将该灯管组的亮度由该第一亮度以分段方式逐渐调至该第二亮度。
本发明另提供一种具有调光功能的照明系统，其包括：一电源供应电路，用来将一输入信号转换为一电源信号；一开关，用来控制该输入信号和该电源供应电路的间的信号传送路径；一反馈电路，用来侦测流经一灯管组的电流，进而提供一相对应的反馈信号；一侦测电路，其依据该开关切换状态的次数和方式来产生一调光输入信号；一控制电路，其依据该电源信号、该调光输入信号和该反馈信号来产生一驱动信号；以及一输出电路，用来依据该驱动信号来驱动该灯管组。
本发明所述的具有调光功能的照明系统，该电源供应电路用来将一交流输入信号转换为一直流电源信号。
本发明所述的具有调光功能的照明系统，该侦测电路依据该开关切换状态的次数和方式来产生与该输入信号同频率的该调光输入信号。
本发明能使用传统切换式开关来提供调光功能。当使用者首次切换开关状态以开灯/关灯时，灯管组的亮度在一调光时间内逐渐调升/调降，而使用者能在此调光时间内通过再度两次快速地切换开关的状态来选择合适的亮度。
附图说明
图1为现有技术中一照明系统的示意图。
图2为现有技术中另一照明系统的示意图。
图3为本发明的一照明系统的示意图。
图4和图5为本发明的照明系统操作时的流程图。
附图中符号的简单说明如下：
120：灯管组        VAC：交流信号
130：安定器        VDC：直流电源信号
330：电源供应电路  ILAMP：电流
340：控制电路      CLK：调光输入信号
350：输出电路      FB：反馈信号
360：反馈电路      Q1、Q2：晶体管
370：市电侦测电路  110、210：开关
C：电容            400～470：步骤
L：电感            100、200、300：照明系统。
具体实施方式
请参考图3，图3为本发明一照明系统300的示意图。照明系统300包括一开关110、一灯管组120、一电源供应电路330、一控制电路340、一输出电路350、一反馈电路360以及一市电侦测电路370。开关110为传统切换式开关，能让使用者通过切换开关状态来开启和关闭灯管组120。图3所示的照明系统300仅包括一组开关110，其提供的开启(ON)和关闭(OFF)两种状态分别对应至开启和关闭灯管组120的动作。然而在其它应用中，本发明亦可使用多组开关110，让使用者在不同位置皆能方便地开灯或关灯，此时某一特定开关110的两种状态和开启/关闭灯管组120的动作之间的关系并非绝对，而是视灯管组120的初始状态来决定。为了方便说明，在说明书的后续内容中以“第一状态”和“第二状态”来表示开关110的两种状态：若灯管组120的初始状态为关闭，当使用者切换开关110的状态时(由第一状态切换至第二状态或由第二状态切换至第一状态)，市电供应的交流信号VAC(例如110V～220V的交流电压)会被传送至电源供应电路330，电源供应电路330再将交流信号VAC整流成一高压直流电源信号VDC，进而提供其它元件操作所需的能量以开启灯管组120；若灯管组120的初始状态为开启，当使用者切换开关110的状态时(由第一状态切换至第二状态或由第二状态切换至第一状态)，市电供应的交流信号VAC(例如110V～220V的交流电压)至电源供应电路330之间的传送路径会被切断，此时灯管组120会被关闭。
市电侦测电路370的作用在于采样市电频率及检测开关110切换状态的次数和方式，再依此判断交流信号VAC的输入状况，并提供和市电交流信号VAC频率相同的调光输入信号CLK。在多灯管的应用中，照明系统300可依据调光输入信号CLK来实现调光同步。市电侦测电路370的操作在说明书后续内容中会有更详细的说明。
输出电路350可采用半桥式设计，包括两晶体管Q1和Q2、一电容C和一电感L。晶体管Q1和Q2可依据直流电源信号VDC来产生一可变频率的振荡信号，而通过调整切换晶体管Q1和Q2的频率，可以决定输出振荡信号的频率。电感L和电容C可将晶体管Q1和Q2所输出的振荡信号转成一高频交流电流ILAMP以驱动灯管组120。
反馈电路360可检测流经灯管组120的电流ILAMP的大小，并产生一相对应的反馈信号FB至控制电路340，如此控制电路340可依据电流ILAMP的大小来调整晶体管Q1和Q2的切换频率，进而实现电流负反馈闭环控制，让电流ILAMP的值维持恒定。
控制电路340可为一安定器芯片，其作用在于提供灯管预热、点火和调光等功能。本发明的控制电路340依据市电侦测电路370所提供的调光输入信号CLK和反馈电路360所提供的反馈信号FB来控制输出电路350，进而调整灯管组120的亮度。
请参考图4，图4为本发明的照明系统300操作时的流程图。图4所示的流程图包括下列步骤：
步骤400：将开关110设于第一状态以将灯管组120维持在初始状态时的第一亮度；
步骤410：判断开关110是否从第一状态切换至第二状态；若开关110切换状态，则执行步骤420；若开关110未切换状态，则执行步骤400。
步骤420：从开关110由第一状态切换至第二状态时的第一时间点起，在一调光时间TDIM内将灯管组120的亮度由第一亮度逐渐调至第二亮度；执行步骤430。
步骤430：在调光时间TDIM内，判断开关110是否由第二状态切换至第一状态；若开关110在调光时间TDIM内由第二状态切换至第一状态，则执行步骤440；若开关110在调光时间TDIM内未由第二状态切换至第一状态，则执行步骤470。
步骤440：当开关110在调光时间TDIM内的第二时间点T2由第二状态切换至第一状态后，判断开关110在调光时间TDIM内的第三时间点T3是否再次从第一状态切换至第二状态；若开关110在调光时间TDIM内再次由第一状态切换至第二状态，则执行步骤450；若开关110在调光时间TDIM内未再次由第一状态切换至第二状态，则执行步骤400。
步骤450：判断第二时间点T2和第三时间点T3的间隔是否大于一关断时间TOFF；若第二时间点T2和第三时间点T3的间隔不大于TOFF，执行步骤460；若第二时间点T2和第三时间点T3的间隔大于TOFF，执行步骤420。
步骤460：将灯管组120维持在时间点T2时的亮度。
步骤470：在超过调光时间TDIM后将灯管组120维持在第二亮度。
若在步骤400中灯管组120的初始状态为关灯状态，此时开关110的第一状态对应至灯管组120的关闭状态，开关110的第二状态对应至灯管组120的开启状态，第一亮度对应至灯管组120在初始状态时的全暗，而第二亮度对应至灯管组120的最大亮度。当使用者通过切换开关110的状态来开灯时，本发明会执行步骤420以将灯管组120在调光时间TDIM内由第一亮度逐渐调升至第二亮度(例如由全暗调升至全亮)。若使用者在调光时间TDIM内并未再次切换开关110的状态，本发明会执行步骤470，在超过调光时间TDIM后将灯管组120维持在第二亮度(例如全亮)。在调光时间TDIM内，使用者可通过再一次切换开关110的状态来关闭灯管组120，或是通过再度两次快速地切换开关110的状态来选择灯管组120的亮度：当使用者仅在调光时间TDIM内的第二时间点T2再一次切换开关110的状态，此时本发明会依序执行步骤430、440和400，因此会在第二时间点T2时关闭灯管组120；当使用者在调光时间TDIM内的第二时间点T2和第三时间点T3再度两次切换开关110的状态，第一种情形可能是想要第二时间点T2关闭灯管组120，而在第三时间点T3再次开启灯管组120，第二种情形则可能是想要在第二时间点T2调整灯管亮度，因此本发明以关断时间TOFF来判断使用者是否两次“快速地”切换开关。当使用者在调光时间TDIM内的第二时间点T2和第三时间点T3再度两次切换开关110的状态，且第二时间点T2和第三时间点T3的间隔不大于关断时间TOFF，此时本发明会判断使用者是在第二时间点T2欲通过“两次快速地切换开关”来调整灯管组的亮度，因此会依序执行步骤430、440、450和460，进而将灯管组120维持在时间点T2时的亮度(例如介于全亮和全暗之间的任意亮度)；当使用者在调光时间TDIM内的第二时间点T2和第三时间点T3再度两次切换开关110的状态，但第二时间点T2和第三时间点T3的间隔大于关断时间TOFF，此时本发明会判断使用者是在第二时间点T2欲关闭灯管组120，而在第三时间点T3欲再次开启灯管组120，因此会执行步骤420以将灯管组120调升至第二亮度(例如调升至全亮)。换而言之，在开启灯管组120后，本发明在调光时间TDIM逐渐调升灯管组120的亮度，同时让使用者在调光时间TDIM内能通过快速地两次切换开关110的状态来选择合适的亮度，因此本发明的照明系统300能使用传统切换式开关来提供调光功能，而不需要使用特殊旋转式开关。
同理，若在步骤400中灯管组120的初始状态为开灯状态，此时开关110的第一状态对应至灯管组120的开启状态，开关110的第二状态对应至灯管组120的关闭状态，第一亮度对应至灯管组120的最大亮度，而第二亮度对应至灯管组120在初始状态时的全暗。当使用者通过切换开关110的状态来关灯时，本发明会执行步骤420以将灯管组120的在调光时间TDIM内由第一亮度逐渐调降至第二亮度(例如由全亮调降至全暗)。若使用者在调光时间TDIM内并未再次切换开关110的状态，本发明会执行步骤470，在超过调光时间TDIM后将灯管组120维持在第二亮度(例如全暗)。在调光时间TDIM内，使用者可通过再一次切换开关110的状态来开启灯管组120，或是通过再度两次快速地切换开关110的状态来选择灯管组120的亮度：当使用者仅在调光时间TDIM内的第二时间点T2再一次切换开关110的状态，此时本发明会依序执行步骤430、440和400，因此会在第二时间点T2时开启灯管组120；当使用者在调光时间TDIM内的第二时间点T2和第三时间点T3再度两次切换开关110的状态，且第二时间点T2和第三时间点T3的间隔不大于关断时间TOFF，此时本发明会依序执行步骤430、440、450和460，以将灯管组120维持在时间点T2时的亮度(例如介于全亮和全暗之间的任意亮度)。换而言之，在关闭灯管组120后，本发明在调光时间TDIM逐渐调降灯管组120的亮度，同时让使用者在调光时间TDIM内能通过快速地两次切换开关110的状态来选择合适的亮度，因此本发明的照明系统300能使用传统切换式开关来提供调光功能，而不需要使用特殊旋转式开关。
请参考图5，图5为本发明的照明系统300操作时的流程图。图5所示的流程图包括下列步骤：
步骤400：将开关110设于第一状态以将灯管组120维持在初始状态时的初始亮度；
步骤410：判断开关110是否从第一状态切换至第二状态；若开关110切换状态，则执行步骤415；若开关110未切换状态，则执行步骤400。
步骤415：将灯管组120的亮度调至第一亮度；执行步骤420。
步骤420：从开关110由第一状态切换至第二状态时的第一时间点起，在一调光时间TDIM内将灯管组120的亮度由第一亮度逐渐调至第二亮度；执行步骤430。
步骤430：在调光时间TDIM内，判断开关110是否由第二状态切换至第一状态；若开关110在调光时间TDIM内由第二状态切换至第一状态，则执行步骤440；若开关110在调光时间TDIM内未从第二状态切换至第一状态，则执行步骤470。
步骤440：当开关110在调光时间TDIM内的第二时间点T2由第二状态切换至第一状态后，判断开关110在调光时间TDIM内的第三时间点T3是否再次由第一状态切换至第二状态；若开关110在调光时间TDIM内再次由第一状态切换至第二状态，则执行步骤450；若开关110在调光时间TDIM内未再次由第一状态切换至第二状态，则执行步骤400。
步骤450：判断第二时间点T2和第三时间点T3的间隔是否大于一关断时间TOFF；若第二时间点T2和第三时间点T3的间隔不大于TOFF，执行步骤460；若第二时间点T2和第三时间点T3的间隔大于TOFF，执行步骤415。
步骤460：将灯管组120维持在时间点T2时的亮度。
步骤470：在超过调光时间TDIM后将灯管组120维持在第二亮度。
图4和图5所示的流程图类似，不同之处在于图5所示的实施例另包括步骤415。在图4所示的实施例中，第一亮度即为灯管组120于初始状态时的亮度，当开关110首次切换状态时，本发明在调光时间TDIM内将灯管组120的亮度由第一亮度逐渐调至第二亮度；在图5所示的实施例中，当开关110首次切换状态时，本发明先将灯管组120的亮度由初始亮度调至第一亮度，接着再于调光时间TDIM内将灯管组120的亮度由第一亮度逐渐调至第二亮度。换而言之，当灯管组120的初始亮度为全暗时，第一亮度为灯管组120仅次于全暗时的最小亮度，而第二亮度为灯管组120的最大亮度；当灯管组120的初始亮度为全亮时，第一亮度为灯管组120仅次于全亮时的最大亮度，而第二亮度为灯管组120的最小亮度。
在步骤420中，本发明可通过线性递增/递减或非线性递增/递减的方式，来将灯管组120的亮度由第一亮度逐渐调至第二亮度；或是提供介于第一亮度和第二亮度之间的多组中间亮度，再通过分段递增/递减的方式来将灯管组120的亮度由第一亮度逐渐调至第二亮度。第一亮度、第二亮度、调光时间TDIM和关断时间TOFF的值可依据不同应用场所来决定。灯管组120可包括一组或多组荧光灯管、节能灯管或其它种类的发光元件。
本发明利用市电侦测电路370来检测交流信号VAC的输入状况，亦即依据开关110切换状态的次数和方式来提供相对应的调光输入信号CLK。在使用者切换开关110以开灯/关灯后，本发明在调光时间TDIM内逐渐调升/调降灯管组120的亮度，而使用者在调光时间TDIM内能通过再度两次快速地切换开关110的状态来选择合适亮度，因此本发明的照明系统300能使用传统切换式开关来提供调光功能，而不需要使用特殊旋转式开关。
以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (12)

1.一种调光方法，其特征在于，依据一切换式开关的状态来调整一灯管组的亮度，该调光方法包括：
当该灯管组于一初始状态时，判断此时为该切换式开关的一第一状态；
在该切换式开关于一第一时间点从该第一状态切换至一第二状态后，从该第一时间点算起的一调光时间内，将该灯管组的亮度由一第一亮度逐渐调至一第二亮度；以及
在从该第一时间点算起的该调光时间内，当该切换式开关于一第二时间点从该第二状态切换至该第一状态，接着于一第三时间点从该第一状态切换至该第二状态，且该第二时间点和该第三时间点的间隔不大于一关断时间时，将该灯管组维持在该第二时间点时的亮度。
2.根据权利要求1所述的调光方法，其特征在于，还包括：
在从该第一时间点算起的该调光时间内，当该切换式开关于该第二时间点从该第二状态切换至该第一状态，接着于该第三时间点从该第一状态切换至该第二状态，且该第二时间点和该第三时间点的间隔大于该关断时间时，在该第三时间点将该灯管组维持在该第一亮度，且从该第三时间点算起的该调光时间内将该灯管组的亮度由该第一亮度逐渐调至该第二亮度。
3.根据权利要求1所述的调光方法，其特征在于，还包括：
在从该第一时间点算起的该调光时间内，在该切换式开关于该第二时间点从该第二状态切换至该第一状态后，判断该切换式开关是否从该第二时间点算起的该关断时间内由该第一状态切换至该第二状态。
4.根据权利要求1所述的调光方法，其特征在于，还包括：
当该切换式开关于该第一时间点从该第一状态切换至该第二状态后时，将该灯管组的亮度从该初始状态时的一初始亮度调至该第一亮度。
5.根据权利要求1所述的调光方法，其特征在于，还包括：
判断该切换式开关是否于从该第一时间点算起的该调光时间内由该第二状态切换至该第一状态。
6.根据权利要求5所述的调光方法，其特征在于，还包括：
当该切换式开关在从该第一时间点算起的该调光时间内维持在该第二状态时，在超过该调光时间后将该灯管组的亮度维持在该第二亮度。
7.根据权利要求1所述的调光方法，其特征在于，在从该第一时间点算起的该调光时间内将该灯管组的亮度由该第一亮度逐渐调至该第二亮度包括：
在从该第一时间点算起的该调光时间内将该灯管组的亮度由该第一亮度以线性连续方式逐渐调至该第二亮度。
8.根据权利要求1所述的调光方法，其特征在于，在从该第一时间点算起的该调光时间内将该灯管组的亮度由该第一亮度逐渐调至该第二亮度包括：
在从该第一时间点算起的该调光时间内将该灯管组的亮度由该第一亮度以非线性连续方式逐渐调至该第二亮度。
9.根据权利要求1所述的调光方法，其特征在于，在从该第一时间点算起的该调光时间内将该灯管组的亮度由该第一亮度逐渐调至该第二亮度包括：
在从该第一时间点算起的该调光时间内将该灯管组的亮度由该第一亮度以分段方式逐渐调至该第二亮度。
10.一种具有调光功能的照明系统，其特征在于，包括：
一电源供应电路，用来将一输入信号转换为一电源信号；
一开关，用来控制该输入信号和该电源供应电路之间的信号传送路径；
一反馈电路，用来侦测流经一灯管组的电流，进而提供一相对应的反馈信号；
一侦测电路，依据该开关切换状态的次数和方式来产生一调光输入信号；
一控制电路，依据该电源信号、该调光输入信号和该反馈信号来产生一驱动信号；以及
一输出电路，依据该驱动信号来驱动该灯管组。
11.根据权利要求10所述的具有调光功能的照明系统，其特征在于，该电源供应电路用来将一交流输入信号转换为一直流电源信号。
12.根据权利要求10所述的具有调光功能的照明系统，其特征在于，该侦测电路依据该开关切换状态的次数和方式来产生与该输入信号同频率的该调光输入信号。
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