电器控制系统的制作方法
【专利摘要】一种电器控制系统，用以控制至少一负载，包括有：至少一波形控制模块，用以电性连接一交流电源以及至少一波形驱动模块。该波形控制模块包括有一开关，当该开关导通时，该波形控制模块输出一原始波形，当该开关截止时，该波形控制模块输出一变形波形，其中该变形波形的正半周与负半周的其中至少一者的峰值电压小于该原始波形相对应的半周的峰值电压。该波形驱动模块电性连接该波形控制模块，该波形驱动模块接收该波形控制模块输出的电能，且于该变形波形产生时控制该负载进行对应的动作。
【专利说明】
电器控制系统
技术领域
[0001]本发明是与产生波形控制有关；特别是指一种产生不同波形以进行控制的电器控制系统。
【背景技术】
[0002]—般建筑物的室内配线方式，会在天花板上的电气盒与壁面上的电气盒之间预留两条供连接开关的电线。在安装电器设备(如灯具或电扇)时，将电器设备装设于天花板上，且将市电的其中一端连接于电器设备，市电的另一端通过预留的电线串接一开关，再接回该电器设备上，以形成一个电源回路。通过切换该开关，即可控制电器设备的启闭。
[0003]随着科技的进步，电器设备的功能越来越多，以发光二极管照明系统为例，现今的发光二极管照明系统除了单纯的控制启闭外，更具备有调整亮度、色度的功能，因此，除了原本的电源回路外，也必须要有额外的控制线路才能将控制信号由壁面上的控制面板传送到装设于天花板上的发光二极管模块。
[0004]因此，要装设具备有亮度、色度的调整功能的发光二极管照明系统时，则必须另外再配接控制线路，利用控制线路传送控制信号，以控制照明系统的发光二极管模块。然，额外配接控制线路，将会使得房屋的修缮及装潢施工成本增加。
[0005]另有二种方式可在不额外配接控制线路的情况下传送控制信号，其一为无线传输，其二为载波传输。无线传输方式是在发光二极管模块及壁面的控制面板分别加装无线接收器与发射器，以无线传输的方式传送控制信号控制发光二极管模块。载波传输方式是利用调变器将控制信号调变成调频信号或调幅信号，利用电力线载波，再以解调器还成原来的控制信号后控制发光二极管模块。
[0006]然而，前述两种方式的设备成本昂贵，且在建筑物壁面的发射器及调变器均须另外配接电源线外，配接电源线亦是额外的困扰。再者，无线或载波所传输的信号易受其它无线信号干扰，要通过各国EMI和EMS安规更是徒增困扰。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电器控制系统，以控制负载有不同的动作。
[0008]缘以达成上述目的，本发明所提供的电器控制系统，用以控制至少一负载，包括有:至少一波形控制模块，用以电性连接一交流电源以及至少一波形驱动模块。该波形控制模块包括有一开关，当该开关导通时，该波形控制模块输出一原始波形，当该开关截止时，该波形控制模块输出一变形波形，其中该变形波形的正半周与负半周的其中至少一者的峰值电压小于该原始波形相对应的半周的峰值电压。该波形驱动模块电性连接该波形控制模块，该波形驱动模块接收该波形控制模块输出的电能，且于该变形波形产生时控制该负载进行对应的动作。
[0009]本发明的效果在于，波形控制模块将交流电源的正弦波信号以原始波形或变形信号输出，波形驱动模块再依据变形信号控制负载。相较于传统的控制信号的方式，本发明无需增加额外的配线或是以无线信号传输装置传输信号，有效减少配线的成本。
【附图说明】
[0010]为能更清楚地说明本发明，以下结合较佳实施例并配合附图详细说明如后，其中:
[0011]图1为本发明第一实施例的电器控制系统方块图。
[0012]图2为第一实施例的波形图。
[0013]图3为本发明第二实施例的电器控制系统方块图。
[0014]图4为第二实施例的波形图。
[0015]图5为本发明第三实施例的电器控制系统方块图。
[0016]图6为第三实施例的波形图。
[0017]图7为本发明第四实施例的电器控制系统方块图。
[0018]图8为第四实施例的波形图。
[0019]图9为本发明第五实施例的电器控制系统方块图。
[0020]图10为本发明第六实施例的电器控制系统方块图。
[0021]图11为第六实施例的波形图。
【具体实施方式】
[0022]图1为本发明第一实施例的电器控制系统方块图。该电器控制系统100包括有一波形控制模块110以及一波形驱动模块120。
[0023]该波形控制模块110系装设于建筑物的墙面上，包括有一开关SWl并联一稳压二极管ZD1。该稳压二极管ZDl逆向崩溃电压的压降使该波形控制模块110输出电能的正半周与负半周的其中至少一者的峰值电压减少而形成该一变形波形。在实施上，该开关SWl可为按钮开关(button switch)或切换开关，而在本实施例中，该开关SWl为常闭式的按钮开关，该开关SWl在使用者按压时呈开路状态。该稳压二极管ZDl的一第一端通过一电源开关PSW电性连接该交流电源S。该电源开关PSW为切换开关结构。该稳压二极管ZDl的一第二端电性连接该波形驱动模块120。该稳压二极管ZDl的第一端为阳极，第二端为阴极。
[0024]请同时参阅图2，该交流电源S输出的波形为一正弦波，在本实施例中，该交流电源S的电压峰值为155.5伏特。当该开关SWl导通时，由交流电源S发出的正弦波，完整的经由开关SWl传送至该波形驱动模块120，使该波形控制模块110输出一原始波形140，该原始波形140即是该交流电源S发出的正弦波。
[0025]当该开关SWl截止时，由交流电源S发出的波形会改由稳压二极管ZDl传送至该波形驱动模块120。当正弦波的正半周经由该稳压二极管ZDl时，对稳压二极管ZDl为顺向偏压，因此正弦波的正半周不会有任何变化。当正弦波的负半周经由该稳压二极管ZDl时，对稳压二极管ZDl为逆向偏压，因此，在达到该稳压二极管ZDl的逆向崩溃电压前(即在时间tl内，在本实施例中逆向崩溃电压为5伏特)，不会有任何波形信号传送至该波形驱动模块120。当达到该稳压二极管ZDl的逆向崩渍电压时，该交流电源S的波形就会经由该稳压二极管ZDl而传送至该波形驱动模块120 (即在时间t2内)。因为稳压二极管ZDl的逆向崩渍电压的压降影响，交流电源S所发出的正弦波的负半周与传送至波形驱动模块120的负半周波形会有一电压差(该电压差为|-Vl-(-V2) I ；-ν?为-155.5伏特，-V2为-150.5伏特)，该电压差即为稳压二极管ZDl的逆向崩溃电压。由此，于开关SWl截止时，该波形控制模块110输出该变形波形130。
[0026]该波形驱动模块120包括一驱动电路122及一波形侦测电路124。该驱动电路122电性连接该波形控制模块110，用以接收该波形控制模块110所输出的电能，并转换成该一以发光二极管模块910为例的负载所需的电能。该发光二极管模块910具有多个发光二极管，用以接收电信号以产生亮光提供照明。该驱动电路122是可受控制地改变该发光二极管模块910的开、关状态及亮度。于本实施例中，该驱动电路122是以脉冲宽度调变(PulseWidth Modulat1n, PffM)电路为基础进行设计，并通过脉冲宽度调变的方式来调整供予该发光二极管模块910的电信号的频率宽度。当然在实际实施上，该驱动电路122亦可为调整电信号大小或其他调整电信号的电路设计。
[0027]该波形侦测电路124电性连接该波形控制模块110，该波形侦测电路124且于该原始波形140及该变形波形130产生时控制该发光二极管模块910进行对应的动作。例如:当该波形控制模块110输出该原始波形140时，该波形侦测电路124输出一最大亮度信号至该驱动电路122，该驱动电路122在依据该最大亮度信号控制该发光二极管模块910产生最大亮度。当该波形控制模块110输出该变形波形130时，该波形侦测电路124侦测到该变形波形130，以判断该开关SWl受按压。而后该波形侦测电路124输出一默认亮度信号，该驱动电路122在依据该默认亮度信号控制该发光二极管模块910产生一默认亮度值的亮光，在本实施例中，该预设亮度值初始设定为最大亮度值的一半。实务上，该波形侦测电路124所输出的信号不以前述的默认亮度信号为限，亦可依据该开关SWl受按压的时间，而控制该驱动电路122进行对应的动作，例如，该开关SWl持续受按压后一预定时间后，使该发光二极管模块910的发光二极管的亮度在最大亮度值与最小亮度值之间循环变化，放开该开关SWl后，使发光二极管的亮度固定于当下的亮度值。
[0028]图3为本发明第二实施例的电器控制系统方块图。第二实施例的电器控制系统200与第一实施例的电器控制系统100差异在于波形控制模块210还包括一 PN接面二极管D2。该PN接面二极管D2并联该开关SW2，且该PN接面二极管D2的一第一端电性连接该交流电源S，该第一端为阳极。该PN接面二极管D2的一第二端电性连接该波形驱动模块120，该第二端为阴极。请同时参阅图4，当该开关截止，该波形控制模块210会输出一变形波形230，原始波形140与变形波形负半周波形会有一电压差(|-Vl-(-V3) |)，该电压差即为稳压二极管ZD2的逆向崩溃电压。其特别在于，当交流电源S发出的波形为正半周时，波形及电流会由稳压二极管ZD2及PN接面二极管D2传送至该波形驱动模块120，特别在电流的传输上，可同时通过稳压二极管ZD2及PN接面二极管D2传输至波形驱动模块120，可减少稳压二极管ZD2上的电流量，以增加使用寿命，此外因为同时使用稳压二极管ZD2及PN接面二极管D2，可增加传输至该波形驱动模块120上的电流，使该波形驱动模块120能驱动较大消耗功率的发光二极管模块910。
[0029]图5为本发明第三实施例的电器控制系统300方块图。第三实施例的电器控制系统300与第一实施例的电器控制系统100差异在于，该波形控制模块310包括有一开关SW2并联一电阻R3。该电阻R3的一第一端通过电源开关PSW电性连接该交流电源S，该电阻R3的一第二端电性连接该波形驱动模块120 ο
[0030]请同时参阅图6，当该开关SW3截止时，由交流电源S发出的波形会经由电阻R3，以形成变形波形330，且该变形波形330以正弦波的形态传送至该波形驱动模块120。因电阻R3的压降使该波形控制模块310输出电能的正半周与负半周的峰值电压减少而形成该变形波形340。变形波形330的正半周的峰值电压V4为流经电阻R3的最大电流I乘于电阻值(即V4 = I X R3)，半周的峰值电压为-V4 = -1XR3。第三实施例的设计除了能有效的将交流电源S发出的波形改变成变形波形330之外，其变形波形330也还能维持平均电压值为零的正弦波，可方便波形驱动模块120对变形波形进行信号处理。
[0031]图7为本发明第四实施例的电器控制系统方块图。第四实施例的电器控制系统400与第三实施例的电器控制系统300差异在于波形控制模块410还包括一 PN接面二极管D4。该PN接面二极管D4并联该开关，且该PN接面二极管D4的一第一端电性连接该交流电源S，该第一端为阳极。该PN接面二极管D4的一第二端电性连接该波形驱动模块120，该第二端为阴极。
[0032]请同时参阅图8，当该开关SW4导通时，该交流电源S发出的正弦波信号会直接经由开关SW4而传送至该波形驱动模块120，经由开关SW4后的正弦波信号即是原始波形440。当该开关SW4截止时，该交流电源S发出的正弦波的正半周会经由PN接面二极管传送至该波形驱动模块120。该交流电源S发出的正弦波的负半周，则会经由电阻R4传送至该波形驱动模块120。由PN接面二极管及该电阻而传送至该波形驱动模块120的波形即为变形波形430。因电阻R4的设计，变形波形430的负半周会小于该原始波形440的负半周，且变形波形430的负半周的峰值电压-V5为流经电阻R4的最大电流I乘于电阻值(即-V5=-1XR4)。第四实施例的设计能有效的将交流电源S发出的正弦波改变成变形波形430之外，变形波形430的正半周是由通过PN接面二极管而形成，因此比较不会有能源的损失，可提供较大的电能给波形驱动模块120，使波形驱动模块120能驱动较大功率的发光二极管模块910。
[0033]图9为本发明第五实施例的电器控制系统方块图。第五实施例的电器控制系统500与第一实施例的电器控制系统100的差异在于，该电器控制系统500包括有多个该波形控制模块，且所述波形控制模块以串连的方式电性连接于该交流电源S与该波形驱动模块120之间而共同输出该变形波形，其中各该波形控制模块的开关分别截止时，使该变形波形的正半周与负半周的其中至少一者的峰值电压各不相同。在本实施例中，以串连三个第一实施例的波形控制模块为例，但在其他实施例中，该波形控制模块也可使用第二实施例、第三实施例或第四实施例的波形控制模块或混合第一至第四实施例的波形控制模块。
[0034]每一波形控制模块与第一实施例的波形控制模块相同，其结构而不在赘述。其中，所述波形控制模块的第一者(即为第一波形控制模块511)的开关SW51的第一端通过电源开关PSW电性连接该交流电源S。该第一波形控制模块511的开关SW51的第二端电性连接下一阶的该波形控制模块(即第二波形控制模块512)的开关SW52的第一端。所述波形控制模块的最后一者(即第三波形控制模块513)的开关SW53的第一端电性连接第二波形控制模块的开关SW52的第二端。
[0035]所述稳压二极管的逆向崩溃电压在本实施例中都不相同，例如第一稳压二极管ZD51的逆向崩溃电压为5伏特，第二稳压二极管ZD52的逆向崩溃电压为7伏特，第三稳压二极管ZD53的逆向崩溃电压为10伏特。当按压不同开关时，第三波形控制模块511输出的变形波形的负半周具有不同的峰值电压。
[0036]所述波形驱动模块120电性连接第三波形控制模块513的开关SW53的第二端，以接收由第三波形控制模块输出的原始波形或变形波形。所述波形驱动模块120分别电性连接一发光二极管模块910，用以依据该原始波形或该变形波形的不同的峰值电压而控制所电性连接的该发光二极管模块910。在本实施例中，使用三个波形控制模块，除了原始波形之外，会因为按压的开关不同而有7种不同态样的变形波形。所述波形驱动模块120可跟据不同态样的变形波形而控制发光二极管模块910有不同的动作，可灵活的操作发光二极管模块910。实务上，波形驱动模块120的数量亦可为一个、二个或三个以上，由波形驱动模块120依据变形波形的峰值电压的不同，而相应控制所连接的发光二极管模块910。上述中的第一实施例至第五实施例所输出的变形波形的正半周与负半周的峰值电压都不为零。
[0037]此为，本发明还包括第六实施例的电器控制系统。如图10所示，为本发明第六实施例的电器控制系统方块图。第六实施例的电器控制系统600与第一实施例的电器控制系统100差异在于，该波形控制模块610包括有一开关SW6并联一 PN接面二极管D6。该PN接面二极管D6的一第一端通过电源开关PSW电性连接该交流电源S。该PN接面二极管D6的一第二端电性连接该波形驱动模块120。该PN接面二极管D6的第一端为阳极，第二端为阴极。该开关SW6在本实施例中为切换开关，实务上亦可采用按钮开关。
[0038]请同时参阅图11，当该开关SW6截止时，由交流电源S发出的波形会由PN接面二极管D6传送至该波形驱动模块120。当正弦波的正半周经由该PN接面二极管D6时，对PN接面二极管D6为顺向偏压，因此正弦波的正半周不会有任何变化。当正弦波的负半周经由该PN接面二极管D6时，对PN接面二极管D6为逆向偏压，因此，正弦波的负半周并不会通过PN接面二极管D6，使变形波形630呈现为半波正流形态的波形，使该变形波形的负半周为零伏特。第六实施例与前述第一至第五实施例的差异在于，第六实施例的变形波形630的负半周为零伏特，因此原始波形640与变形波形630有较大的差异，以避免日后因外在环境或组件老化等因素，而导致波形驱动模块120对于波形的判断错误。此外第六实施例使用的开关SW6为切换开关，在使用上，使用者在按压开关SW6后，就能直接离去，不需一直待在开关附近。第五实施例的波形控制模块也能使用第六实施例的波形控制模块610。
[0039]在上述中各实施例利用发光二极管模块作为负载，仅是用以说明本发明的电器控制系统，除了应用于发光二极管模块外，本发明亦可应用于其它的负载，例如马达的控制，利用波形驱动模块，以控制马达的启动、停止及转速。此外，本发明亦可应用于控制浴室暖风机、抽风机、吊扇等各类电气产品的负载。
[0040]综上所述，本发明的电器控制系统，利用稳压二极管、PN接面二极管或电阻，再配合开关，将交流电源呈正弦波的原始波形变成变形波形，波形驱动模块再依据变形波形控制负载。相较于传统的控制信号的方式，本发明无需增加额外的配线或是以无线信号传输装置传输信号，有效减少配线的成本。此外，变形波形的峰值电压相较于原始波形的峰值电压的降低很小，因此，波形驱动模块所接收的电能的能量不致衰减过多而影响负载的特性。利用稳压二极管、PN接面二极管或电阻就可达变形波形的目的，有效减少电器控制系统的制造成本。
[0041]以上所述仅为本发明较佳可行实施例而已，凡是应用本发明说明书及申请专利范围所为的等效变化，理应包含在本发明的权利要求范围内。
【主权项】
1.一种电器控制系统，用以控制至少一负载，包括有: 至少一波形控制模块，用以电性连接一交流电源，该波形控制模块包括有一开关，当该开关导通时，该波形控制模块输出一原始波形，当该开关截止时，该波形控制模块输出一变形波形，其中该变形波形的正半周与负半周的其中至少一者的峰值电压小于该原始波形相对应的半周的峰值电压；以及 至少一波形驱动模块，电性连接该波形控制模块，该波形驱动模块接收该波形控制模块输出的电能，且于该变形波形产生时控制该负载进行对应的动作。2.如权利要求1所述的电器控制系统，其中该波形控制模块包括有一稳压二极管并联该开关，其中该稳压二极管的一第一端电性连接该交流电源，该稳压二极管的一第二端电性连接该波形驱动模块，当该开关截止时，该稳压二极管逆向崩溃电压的压降使该波形控制模块输出电能的正半周与负半周的其中至少一者的峰值电压减少而形成该变形波形。3.如权利要求2所述的电器控制系统，其中该波形控制模块还包括有一PN接面二极管，并联该开关，其中该PN接面二极管的一第一端电性连接该交流电源，该PN接面二极管的一第二端电性连接该波形驱动模块。4.如权利要求1所述的电器控制系统，其中该波形控制模块包括有一电阻并联该开关，其中该电阻的一第一端电性连接该交流电源，该电阻的一第二端电性连接该波形驱动模块，当该开关截止时，该电阻的压降使该波形控制模块输出电能的正半周与负半周的其中至少一者的峰值电压减少而形成该变形波形。5.如权利要求4所述的电器控制系统，其中该波形控制模块还包括有一PN接面二极管，并联该开关，其中该PN接面二极管的一第一端电性连接该交流电源，该PN接面二极管的一第二端电性连接该波形驱动模块。6.如权利要求1所述的电器控制系统，其中该开关为一切换开关，该波形控制模块包括有一 PN接面二极管并联该切换开关，其中该PN接面二极管的一第一端电性连接该交流电源，该PN接面二极管的一第二端电性连接该波形驱动模块。7.如权利要求1所述的电器控制系统，其中该至少一波形控制模块的数量为多个，且所述波形控制模块以串连的方式电性连接于该交流电源与该波形驱动模块之间而共同输出该变形波形，其中各该波形控制模块的开关分别截止时，使该变形波形的正半周与负半周的其中至少一者的峰值电压各不相同；该波形驱动模块依据该变形波形的不同的峰值电压控制该负载。8.如权利要求7所述的电器控制系统，其中所述波形控制模块的至少一者包括有一稳压二极管并联该开关，该稳压二极管逆向崩溃电压的压降使该变形波形的正半周与负半周的其中至少一者的峰值电压减少。9.如权利要求8所述的电器控制系统，其中该波形控制模块的至少该者还包括有一PN接面二极管，并联该稳压二极管。10.如权利要求7所述的电器控制系统，其中所述波形控制模块的至少一者包括有一电阻并联该开关，该电阻的压降使该变形波形的正半周与负半周的其中至少一者的峰值电压减少。11.如权利要求10所述的电器控制系统，其中该波形控制模块的至少该者还包括有一PN接面二极管并联该电阻。12.如权利要求7所述的电器控制系统，其中该波形控制模块的至少一者的该开关为一切换开关，该波形控制模块包括有一 PN接面二极管并联该切换开关。
【文档编号】G05B15/02GK105843045SQ201510015027
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年1月13日
【发明人】林铭锋
【申请人】东林科技股份有限公司, 林铭锋