用于日光灯的控制器的制造方法
【专利摘要】一种用于日光灯的控制器，包括切换装置，所述切换装置用于响应用户执行的开-关-开电源切换而打开所述日光灯，其中，所述开-关-开电源切换包括第一开启时段，所述控制器在所述第一开启时段内阻止所述日光灯打开。
【专利说明】用于日光灯的控制器
【技术领域】
[0001 ] 本申请描述的装置及方法涉及一种用于日光灯具的控制器。
【背景技术】
[0002]日光灯通常作为人工照明光源，应用在住宅、办公室以及其他需要室内或室外照明的地方。日光灯通过使用电力来激发涂覆有磷或其他荧光材料的玻璃灯管内的水银蒸汽，产生气体放电并由此发出可见光，来实现其功能。日光灯已经展示了具有比白炽灯更高的能效。
[0003]然而，由于在低功率等级下日光灯管内不能维持电弧；因此，与白炽灯不同，日光灯并不能连接到调光开关(dimmer switch) 0因此，为了在日光灯内实现调光效果，必须安装合适的调光镇流器。这样的安装可能是昂贵且费力的，或者甚至可能需要更换整个日光灯。因此，提供具有调光功能的日光灯具，需要对现有的日光灯和镇流器系统中的镇流器进行昂贵且耗时的重新安装，或者否则需要更换整个日光灯。
【发明内容】
[0004]本发明公开了一种用于日光灯的控制器，解决现有技术的上述问题中的至少一个。
[0005]本发明的一个实施例提供了一种用于日光灯的控制器，包括切换装置，所述切换装置用于响应用户执行的开-关-开电源切换而打开所述日光灯。所述开-关-开电源切换包括第一开启时段，所述控制器在所述第一开启时段内阻止所述日光灯打开。
[0006]通过在包括多个日光灯的照明灯具中使用该控制器，可以实现调光的功能。更具体地，所述多个日光灯可以分为:第一组日光灯，其中每一日光灯设有这样的控制器，以及不具有这样的控制器的第二组日光灯。“增亮”效果可以通过以下方式来获得:响应用户的初始打开电源的操作，没有设置控制器的第二组日光灯将会打开，而来自第一组的剩余日光灯将维持关闭。当用户执行额外的关-开电源切换时，则在关闭时段内，第二组日光灯将会关闭(第一组日光灯维持关闭)。在随后的关-开切换的打开时段内，第一和第二组日光灯均会打开。通过这种方式，可以避免日光灯大幅度的改装，并同时使得照明灯具能够提供可调节的亮度。在包含多个日光灯的系统中仅打开一个子集的日光灯的方法可以简单且低成本地提供。
[0007]在控制器的一个实施例中，开-关电源切换的关闭时段由计时器限制。这使得当用户只是想关灯而不是想要增亮灯时，调光系统能够重设至初始状态。
[0008]所述控制器适用于一单元中，其中所述单元包括与日光灯连接的控制器，所述单元与用户可操作电源开关相连接。所述切换装置可以包括所述计时器，所述计时器响应所述电源开关的断开而被启动。所述切换装置还可以包括主开关，所述主开关用于在所述计时器启动时响应所述电源开关的闭合而闭合，使得所述日光灯打开。
[0009]通过在所述切换装置内提供计时器以及主开关，使得仅当所述电源已经打开，并随后切换关闭一段短暂的时间后(对应于所述计时器的时段)，所述日光灯才会打开。在包括多个日光灯的照明灯具中，其中部分应用有控制器，而部分没有控制器，用户可初始打开那些没有设置控制器的日光灯，随后通过快速地将电源切换关闭以及再次打开，以开启所有日光灯。
[0010]所述控制器适用于一单元中，其中所述单元包括与日光灯连接的控制器，所述单元与用户可操作电源开关相连接。所述切换装置可以包括辅助开关，所述辅助开关用于响应所述电源开关的初始闭合而闭合。此外，所述切换装置可包括计时器，所述计时器在所述辅助开关处于闭合位置时响应所述电源开关的断开而启动。最后，所述切换装置可以包括主开关，所述主开关在所述计时器启动时闭合。当所述主开关处于闭合位置时，所述日光灯响应所述电源开关的闭合而打开。当所述日光灯打开时，所述主开关保持闭合。
[0011]所述控制器还可以包括计时电容。当所述辅助开关处于闭合位置时，计时电容充电。所述计时电容上的电荷可以导致所述计时器的启动，并导致所述主开关闭合。在优选实施例中，所述计时电容可以通过放电电阻接地，且电容值与电阻值决定所述计时器的启动时段。
[0012]在一些实施例中，所述计时器维持启动的时段为至少0.01秒。
[0013]在一些实施例中，所述计时器维持启动的时段少于10秒。
[0014]所述计时器的启动时段决定所述开-关-开电源切换中的关闭时段，其中在该时段内电源可以再次打开并导致与控制器连接的灯点亮。在由计时器确定的关闭时段结束后，控制器将会返回其初始状态。在该初始状态时，闭合电源开关不会点亮与控制器的连接的日光灯。
[0015]本申请也公开了包括任意上述控制器的日光灯照明系统。该照明系统进一步包括第一日光灯、第二日光灯以及用户可操作电源开关。控制器和第一日光灯相连接以形成一单元，且所述单元与所述第二日光灯并联。所述单元与所述第二日光灯均与所述电源开关连接，使得所述第二日光灯响应电源开关的闭合而被点亮。
[0016]该日光灯照明系统可以用于产生两个日光灯均关闭的状态、仅有第二日光灯打开的“昏暗状态”，以及所有日光灯均打开的“明亮”状态。通过将控制器应用于第一日光灯，第一日光灯仅在响应电源打开、并随后关闭(一段有限的时间)、并随后打开的状态下才打开。第二日光灯则只要电源打开便打开。通过这种方式，通过打开电源可以实现初始的“昏暗”状态，此时仅有第二日光灯打开；而通过将电源切换至关闭并随后打开，可实现第二“明亮状态”，此时第一和第二日光灯将会被点亮。在有太阳光的环境中时，可以采用上述系统来减少白天的能源使用(通过“昏暗”状态)，而在晚上提供充足的光(“明亮”状态)。
[0017]最后，本发明也公开了一种用于打开日光灯的方法。在该方法中，日光灯与控制器串联，控制器进而与用户可操作电源开关串联。所述方法包括如下步骤:在第一时段内闭合所述电源开关，所述控制器在所述第一时段内阻止所述日光灯打开；在第二时段内断开所述电源开关；以及在第三时段内闭合所述电源开关，所述日光灯在所述第三时段内打开。所述第二时段可以通过计时器进行限制。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]以下结合附图将对优选实施例进行描述，附图中:[0019]图1是设有控制器的日光灯的示意图，其中电源处于关闭状态；
[0020]图2是图1中的日光灯以及控制器的示意图，其中电源已经初始打开；
[0021]图3是图1中的控制器的示意图，其中电源切换至关闭一小段时间，而计时器保持启动;
[0022]图4是图1中的控制器和日光灯的示意图，其中电源再次打开，由此使得灯被点売;
[0023]图5是示出了图1-4所示的控制器的一个可能实施方式的电路图；以及
[0024]图6是包括两个日光灯的日光灯照明系统内的控制器的示意图。
【具体实施方式】
[0025]图1示出了控制器10，该控制器10与日光灯20和镇流器30连接，并共同形成一单元100。日光灯20以及镇流器30与电源的正极I和负极2相连接。如专利文件W00021342(
【公开日】是2000年4月13日)中的描述，日光灯20可设有节能启动器电路25a和25b。然而，日光灯也可以不设有任何如图1所示的节能启动器电路25a和25b。日光灯20的端子21和22与控制器10的输入端相连接。
[0026]控制器10包括切换装置，该切换装置包括辅助开关14、主开关12以及计时器16。当没有施加电源时，辅助开关14以及主开关12偏压至断路状态。图1示出了在起始稳定状态下的控制器10，其中在起始稳定状态时并未向正极I和负极2施加电源。
[0027]图2示出了在电源已经开始施加在正极I和负极2后的控制器10的配置方式。如图2所示，电源的施加导致辅助开关14闭合，由此避免电源流经主开关12，并使得日光灯保持未点亮状态。
[0028]图3示出了在如图2所示施加电源的一段时间后将电源从正极I和负极2移除状态下的控制器10。在图3中可以看出，辅助开关14断开，计时器16启动，使得主开关12闭合。当计时器保持启动时，如果电源再次施加到正极I和负极2上，则控制器将随后进入图4所示的状态。然而，在电源施加到电极之前，如果计时器已经到期，则控制器10的状态将返回图1所示的状态，主开关12和辅助开关14均处于断开状态。
[0029]图4示出了控制器10的最终状态，在该状态中电源施加到正极I和负极2上，且主开关12保持闭合，由此使得日光灯20被点亮。当电源从正极I和负极2移除时，主开关12将断开，且控制器10将返回图1所示的状态。
[0030]图5示出了可以用于实现图1-4所示的控制器的电路图。该电路图的一些元件包括:晶体管Q1、Q2和Q3 ;与计时电阻R8和R9并联的计时电容C3 ;以及与齐纳二极管ZDl耦合以向日光灯供电的闸流管(thyristor)THl。在对应于图1所示的状态的非启动状态中，图5中的晶体管Ql、Q2以及Q3均断路(即，不会从源极传送到漏极)。
[0031]在如图2所示的状态中，当电源初始施加时，电流流经电阻R3、R4和R5，使得晶体管Ql和Q2栅极上积聚电荷，由此导致这些晶体管导通。晶体管Ql的导通使得电阻Rl短路接地，由此使得齐纳二极管ZDl也短路接地。换言之，具体化为闸流管THl的“主开关”维持断开。此外，晶体管Q2的导通使得计时电容C3的负极侧的电荷短路接地，由此防止“计时晶体管” Q3被启动。在对应于图2的初始状态中，电荷在计时电容C3上积聚。
[0032]当电源从电源正极I和负极2移除时，晶体管Ql和Q2返回断路状态，而存储在电容C3上的电荷流经电阻R8，使得“计时晶体管” Q3导通。计时器由此维持启动，直到电容C3上的电荷通过电阻R9基本上流至大地。
[0033]如果在计时电容C3上的电荷完全流出之前，电源重新施加到正极I和负极2上，则“计时晶体管” Q3的栅极上的电荷随后将导致电阻R4接地，由此使得晶体管Ql和Q2保持断路。由于晶体管Ql为断路，齐纳二极管ZDl的电压根据电阻值Rl和R2进行分压。当超过齐纳电压时，闸流管THl导通，导致灯20点亮。此外，由于晶体管Q2处于断路状态，晶体管Q3的栅极上的电荷并不会流至地，并由此使得晶体管Q3保持启动状态。
[0034]图6示出了一种包括单元100的照明系统，其中单元100包括控制器10和第一日光灯20。单元100与第二日光灯40并联。单元100以及第二日光灯40均与电源开关Ia连接。
[0035]当电源开光Ia初始断开时，第一日光灯20和第二日光灯40均关闭。当电源开关Ia首先闭合时，将会通过以下方式产生昏暗状态:第二日光灯40打开，而控制器10阻止第一日光灯20打开。随后，当电源开关断开时，第一日光灯20与第二日光灯40均关闭，而控制器10的计时器16启动。如果当控制器10的计时器16维持启动时，开关Ia再次闭合，则由于第一日光灯20和第二日光灯40打开而产生明亮状态(bright state)。在有日光的环境下，该系统可以用于在白天时减少能源的使用(昏暗状态)，并在晚上提供充足的光源(明亮状态)，其仅需要切换开关Ia使得从昏暗状态进入明亮状态。
[0036]可以理解的是，这里所述的实施例可以采用各种修改，而不背离本发明所请求的主题。控制器可以改变以适用于白炽灯泡。可以通过辅助开关14的断开，或者通过在计时器16维持启动状态时向正极I和负极2施加电源，以使得主开关12触发至闭合状态。
[0037]除了图5所示的电路外，图1-4所示的开关12、14以及计时器16还可以采用各种电路结构。可选择地，可以对图5所示的电路元件的值进行调整，以提供所期望的状态，例如调整计时器的周期。
[0038]在其他实施例中，可以将两个或两个以上的控制器分层次地(hierarchically)或级联地(in “cascade”)设置在具有三个或更多日光灯的系统中，以提供两种以上的状态。例如，可以提供设有三个日光灯的系统，在该系统中包括三种状态:仅有一个日光灯打开的“昏暗”状态；有两个日光灯打开的“中间”状态，以及三个日光灯全部打开的“明亮”状态。与灯具的数量相对应，调光等级也可以扩展为包括四种或四种以上的状态。
[0039]可选择地或额外地，两个或两个以上的控制器的连接可以采用串联或者“堆叠”方式，从而使得仅在多个周期的开-关-开的切换后才能打开单个日光灯。例如，可以设置堆叠的控制器，该堆叠的控制器导致日光灯响应开-关-开-关-开的电源切换(两个关-开电源切换)而被点亮。限制第一和第二关闭时段的计时器可以有相同的时间值，或者不同的时间值。
【权利要求】
1.一种用于日光灯(20)的控制器(10)，其特征在于，包括: 切换装置(12，16)，用于响应用户执行的开-关-开电源切换而打开所述日光灯(10)； 其中，所述开-关-开电源切换包括第一开启时段，所述控制器(10)在所述第一开启时段内阻止所述日光灯( 20)打开。
2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述开-关-开电源切换包括关闭时段，所述关闭时段由计时器(16)限制。
3.根据权利要求2所述的控制器(10)，其特征在于，所述控制器适用于一单元(100)中，所述单元(100)包括与日光灯(20)连接的控制器(10)，所述单元(100)与用户可操作电源开关(1，2)相连接，其中，所述切换装置(12，16)包括: 所述计时器(16)，响应所述电源开关(1，2)的断开而被启动； 主开关(12)，用于在所述计时器(16)启动时响应所述电源开关(1，2)的闭合而闭合。
4.根据权利要求2所述的控制器(10)，其特征在于，所述控制器适用于一单元(100)中，其中所述单元(100)包括与日光灯(20)连接的控制器(10)，所述单元(100)与用户可操作电源开关(1，2)相连接；其中，所述切换装置(12，16)包括: 辅助开关(14)，用于响应所述电源开关的初始闭合而闭合； 所述计时器(16)，用于在所述辅助开关(14)处于闭合位置时响应所述电源开关的断开而启动； 主开关(12)，用于在所述计时器(16)启动时闭合； 其中，在所述主开关(12)处于闭合位置时，所述日光灯(20)响应所述电源开关(1，2)的闭合而打开；以及 所述主开关(12)在所述日光灯(20)打开时保持闭合。
5.根据权利要求4所述的控制器，其特征在于，当所述辅助开关(14)处于闭合位置时，计时电容(C3)充电，使得当所述辅助开关(14)断开时，所述计时电容(C3)上的电荷导致所述计时器(16)启动，并导致所述主开关(12)闭合。
6.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述计时电容(C3)通过放电电阻(R9)接地，且所述计时电容(C3)与所述电阻(R9)决定所述计时器的启动时段。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的控制器，其特征在于，所述计时器(16)维持启动的时段为至少0.01秒，和/或所述计时器(16)维持启动的时段少于10秒。
8.—种日光灯照明系统，包括前面权利要求中所述的控制器(10)，还包括: 第一日光灯(20)和第二日光灯(40);以及 用户可操作电源开关(Ia)； 其中，所述控制器(10)和所述第一日光灯(20)相连接以形成一单元(100);以及， 其中，所述单元(100)与所述第二日光灯(40)并联，并且所述单元(100)与所述第二日光灯(40)均与所述电源开关(Ia)连接，使得当所述电源开关(Ia)闭合时，所述第二日光灯打开。
9.一种用于打开日光灯(20)的方法，其中，所述日光灯与控制器(10)连接，所述控制器(10)与用户可操作电源开关(1，2)连接所述方法包括: 在第一时段内闭合所述电源开关(1，2)，所述控制器(10)在所述第一时段内阻止所述日光灯(20)打开；在第二时段内断开所述电源开关(1，2);以及 在第三时段内闭合所述电源开关(1，2)，所述日光灯(20)在所述第三时段内打开。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二时段由计时器(16)限制，且其中，在所述第二时段结束之前，所述电源开关(1，2)闭合以开始所述第三时段。
【文档编号】H05B41/42GK103959917SQ201280052283
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年10月16日 优先权日:2011年10月25日
【发明者】刘郭阳 申请人:易解控股有限公司