用于日光燈的控制器的制造方法
【專利摘要】一種用于日光燈的控制器，包括切換裝置，所述切換裝置用于響應(yīng)用戶執(zhí)行的開-關(guān)-開電源切換而打開所述日光燈，其中，所述開-關(guān)-開電源切換包括第一開啟時段，所述控制器在所述第一開啟時段內(nèi)阻止所述日光燈打開。
【專利說明】用于日光燈的控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請描述的裝置及方法涉及一種用于日光燈具的控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]日光燈通常作為人工照明光源，應(yīng)用在住宅、辦公室以及其他需要室內(nèi)或室外照明的地方。日光燈通過使用電力來激發(fā)涂覆有磷或其他熒光材料的玻璃燈管內(nèi)的水銀蒸汽，產(chǎn)生氣體放電并由此發(fā)出可見光，來實現(xiàn)其功能。日光燈已經(jīng)展示了具有比白熾燈更高的能效。
[0003]然而，由于在低功率等級下日光燈管內(nèi)不能維持電??；因此，與白熾燈不同，日光燈并不能連接到調(diào)光開關(guān)(dimmer switch) 0因此，為了在日光燈內(nèi)實現(xiàn)調(diào)光效果，必須安裝合適的調(diào)光鎮(zhèn)流器。這樣的安裝可能是昂貴且費力的，或者甚至可能需要更換整個日光燈。因此，提供具有調(diào)光功能的日光燈具，需要對現(xiàn)有的日光燈和鎮(zhèn)流器系統(tǒng)中的鎮(zhèn)流器進(jìn)行昂貴且耗時的重新安裝，或者否則需要更換整個日光燈。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明公開了一種用于日光燈的控制器，解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題中的至少一個。
[0005]本發(fā)明的一個實施例提供了一種用于日光燈的控制器，包括切換裝置，所述切換裝置用于響應(yīng)用戶執(zhí)行的開-關(guān)-開電源切換而打開所述日光燈。所述開-關(guān)-開電源切換包括第一開啟時段，所述控制器在所述第一開啟時段內(nèi)阻止所述日光燈打開。
[0006]通過在包括多個日光燈的照明燈具中使用該控制器，可以實現(xiàn)調(diào)光的功能。更具體地，所述多個日光燈可以分為:第一組日光燈，其中每一日光燈設(shè)有這樣的控制器，以及不具有這樣的控制器的第二組日光燈?！霸隽痢毙Ч梢酝ㄟ^以下方式來獲得:響應(yīng)用戶的初始打開電源的操作，沒有設(shè)置控制器的第二組日光燈將會打開，而來自第一組的剩余日光燈將維持關(guān)閉。當(dāng)用戶執(zhí)行額外的關(guān)-開電源切換時，則在關(guān)閉時段內(nèi)，第二組日光燈將會關(guān)閉(第一組日光燈維持關(guān)閉)。在隨后的關(guān)-開切換的打開時段內(nèi)，第一和第二組日光燈均會打開。通過這種方式，可以避免日光燈大幅度的改裝，并同時使得照明燈具能夠提供可調(diào)節(jié)的亮度。在包含多個日光燈的系統(tǒng)中僅打開一個子集的日光燈的方法可以簡單且低成本地提供。
[0007]在控制器的一個實施例中，開-關(guān)電源切換的關(guān)閉時段由計時器限制。這使得當(dāng)用戶只是想關(guān)燈而不是想要增亮燈時，調(diào)光系統(tǒng)能夠重設(shè)至初始狀態(tài)。
[0008]所述控制器適用于一單元中，其中所述單元包括與日光燈連接的控制器，所述單元與用戶可操作電源開關(guān)相連接。所述切換裝置可以包括所述計時器，所述計時器響應(yīng)所述電源開關(guān)的斷開而被啟動。所述切換裝置還可以包括主開關(guān)，所述主開關(guān)用于在所述計時器啟動時響應(yīng)所述電源開關(guān)的閉合而閉合，使得所述日光燈打開。
[0009]通過在所述切換裝置內(nèi)提供計時器以及主開關(guān)，使得僅當(dāng)所述電源已經(jīng)打開，并隨后切換關(guān)閉一段短暫的時間后(對應(yīng)于所述計時器的時段)，所述日光燈才會打開。在包括多個日光燈的照明燈具中，其中部分應(yīng)用有控制器，而部分沒有控制器，用戶可初始打開那些沒有設(shè)置控制器的日光燈，隨后通過快速地將電源切換關(guān)閉以及再次打開，以開啟所有日光燈。
[0010]所述控制器適用于一單元中，其中所述單元包括與日光燈連接的控制器，所述單元與用戶可操作電源開關(guān)相連接。所述切換裝置可以包括輔助開關(guān)，所述輔助開關(guān)用于響應(yīng)所述電源開關(guān)的初始閉合而閉合。此外，所述切換裝置可包括計時器，所述計時器在所述輔助開關(guān)處于閉合位置時響應(yīng)所述電源開關(guān)的斷開而啟動。最后，所述切換裝置可以包括主開關(guān)，所述主開關(guān)在所述計時器啟動時閉合。當(dāng)所述主開關(guān)處于閉合位置時，所述日光燈響應(yīng)所述電源開關(guān)的閉合而打開。當(dāng)所述日光燈打開時，所述主開關(guān)保持閉合。
[0011]所述控制器還可以包括計時電容。當(dāng)所述輔助開關(guān)處于閉合位置時，計時電容充電。所述計時電容上的電荷可以導(dǎo)致所述計時器的啟動，并導(dǎo)致所述主開關(guān)閉合。在優(yōu)選實施例中，所述計時電容可以通過放電電阻接地，且電容值與電阻值決定所述計時器的啟動時段。
[0012]在一些實施例中，所述計時器維持啟動的時段為至少0.01秒。
[0013]在一些實施例中，所述計時器維持啟動的時段少于10秒。
[0014]所述計時器的啟動時段決定所述開-關(guān)-開電源切換中的關(guān)閉時段，其中在該時段內(nèi)電源可以再次打開并導(dǎo)致與控制器連接的燈點亮。在由計時器確定的關(guān)閉時段結(jié)束后，控制器將會返回其初始狀態(tài)。在該初始狀態(tài)時，閉合電源開關(guān)不會點亮與控制器的連接的日光燈。
[0015]本申請也公開了包括任意上述控制器的日光燈照明系統(tǒng)。該照明系統(tǒng)進(jìn)一步包括第一日光燈、第二日光燈以及用戶可操作電源開關(guān)。控制器和第一日光燈相連接以形成一單元，且所述單元與所述第二日光燈并聯(lián)。所述單元與所述第二日光燈均與所述電源開關(guān)連接，使得所述第二日光燈響應(yīng)電源開關(guān)的閉合而被點亮。
[0016]該日光燈照明系統(tǒng)可以用于產(chǎn)生兩個日光燈均關(guān)閉的狀態(tài)、僅有第二日光燈打開的“昏暗狀態(tài)”，以及所有日光燈均打開的“明亮”狀態(tài)。通過將控制器應(yīng)用于第一日光燈，第一日光燈僅在響應(yīng)電源打開、并隨后關(guān)閉(一段有限的時間)、并隨后打開的狀態(tài)下才打開。第二日光燈則只要電源打開便打開。通過這種方式，通過打開電源可以實現(xiàn)初始的“昏暗”狀態(tài)，此時僅有第二日光燈打開；而通過將電源切換至關(guān)閉并隨后打開，可實現(xiàn)第二“明亮狀態(tài)”，此時第一和第二日光燈將會被點亮。在有太陽光的環(huán)境中時，可以采用上述系統(tǒng)來減少白天的能源使用(通過“昏暗”狀態(tài))，而在晚上提供充足的光(“明亮”狀態(tài))。
[0017]最后，本發(fā)明也公開了一種用于打開日光燈的方法。在該方法中，日光燈與控制器串聯(lián)，控制器進(jìn)而與用戶可操作電源開關(guān)串聯(lián)。所述方法包括如下步驟:在第一時段內(nèi)閉合所述電源開關(guān)，所述控制器在所述第一時段內(nèi)阻止所述日光燈打開；在第二時段內(nèi)斷開所述電源開關(guān)；以及在第三時段內(nèi)閉合所述電源開關(guān)，所述日光燈在所述第三時段內(nèi)打開。所述第二時段可以通過計時器進(jìn)行限制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]以下結(jié)合附圖將對優(yōu)選實施例進(jìn)行描述，附圖中:[0019]圖1是設(shè)有控制器的日光燈的示意圖，其中電源處于關(guān)閉狀態(tài)；
[0020]圖2是圖1中的日光燈以及控制器的示意圖，其中電源已經(jīng)初始打開；
[0021]圖3是圖1中的控制器的示意圖，其中電源切換至關(guān)閉一小段時間，而計時器保持啟動;
[0022]圖4是圖1中的控制器和日光燈的示意圖，其中電源再次打開，由此使得燈被點売;
[0023]圖5是示出了圖1-4所示的控制器的一個可能實施方式的電路圖；以及
[0024]圖6是包括兩個日光燈的日光燈照明系統(tǒng)內(nèi)的控制器的示意圖。
【具體實施方式】
[0025]圖1示出了控制器10，該控制器10與日光燈20和鎮(zhèn)流器30連接，并共同形成一單元100。日光燈20以及鎮(zhèn)流器30與電源的正極I和負(fù)極2相連接。如專利文件W00021342(
【公開日】是2000年4月13日)中的描述，日光燈20可設(shè)有節(jié)能啟動器電路25a和25b。然而，日光燈也可以不設(shè)有任何如圖1所示的節(jié)能啟動器電路25a和25b。日光燈20的端子21和22與控制器10的輸入端相連接。
[0026]控制器10包括切換裝置，該切換裝置包括輔助開關(guān)14、主開關(guān)12以及計時器16。當(dāng)沒有施加電源時，輔助開關(guān)14以及主開關(guān)12偏壓至斷路狀態(tài)。圖1示出了在起始穩(wěn)定狀態(tài)下的控制器10，其中在起始穩(wěn)定狀態(tài)時并未向正極I和負(fù)極2施加電源。
[0027]圖2示出了在電源已經(jīng)開始施加在正極I和負(fù)極2后的控制器10的配置方式。如圖2所示，電源的施加導(dǎo)致輔助開關(guān)14閉合，由此避免電源流經(jīng)主開關(guān)12，并使得日光燈保持未點亮狀態(tài)。
[0028]圖3示出了在如圖2所示施加電源的一段時間后將電源從正極I和負(fù)極2移除狀態(tài)下的控制器10。在圖3中可以看出，輔助開關(guān)14斷開，計時器16啟動，使得主開關(guān)12閉合。當(dāng)計時器保持啟動時，如果電源再次施加到正極I和負(fù)極2上，則控制器將隨后進(jìn)入圖4所示的狀態(tài)。然而，在電源施加到電極之前，如果計時器已經(jīng)到期，則控制器10的狀態(tài)將返回圖1所示的狀態(tài)，主開關(guān)12和輔助開關(guān)14均處于斷開狀態(tài)。
[0029]圖4示出了控制器10的最終狀態(tài)，在該狀態(tài)中電源施加到正極I和負(fù)極2上，且主開關(guān)12保持閉合，由此使得日光燈20被點亮。當(dāng)電源從正極I和負(fù)極2移除時，主開關(guān)12將斷開，且控制器10將返回圖1所示的狀態(tài)。
[0030]圖5示出了可以用于實現(xiàn)圖1-4所示的控制器的電路圖。該電路圖的一些元件包括:晶體管Q1、Q2和Q3 ;與計時電阻R8和R9并聯(lián)的計時電容C3 ;以及與齊納二極管ZDl耦合以向日光燈供電的閘流管(thyristor)THl。在對應(yīng)于圖1所示的狀態(tài)的非啟動狀態(tài)中，圖5中的晶體管Ql、Q2以及Q3均斷路(即，不會從源極傳送到漏極)。
[0031]在如圖2所示的狀態(tài)中，當(dāng)電源初始施加時，電流流經(jīng)電阻R3、R4和R5，使得晶體管Ql和Q2柵極上積聚電荷，由此導(dǎo)致這些晶體管導(dǎo)通。晶體管Ql的導(dǎo)通使得電阻Rl短路接地，由此使得齊納二極管ZDl也短路接地。換言之，具體化為閘流管THl的“主開關(guān)”維持?jǐn)嚅_。此外，晶體管Q2的導(dǎo)通使得計時電容C3的負(fù)極側(cè)的電荷短路接地，由此防止“計時晶體管” Q3被啟動。在對應(yīng)于圖2的初始狀態(tài)中，電荷在計時電容C3上積聚。
[0032]當(dāng)電源從電源正極I和負(fù)極2移除時，晶體管Ql和Q2返回斷路狀態(tài)，而存儲在電容C3上的電荷流經(jīng)電阻R8，使得“計時晶體管” Q3導(dǎo)通。計時器由此維持啟動，直到電容C3上的電荷通過電阻R9基本上流至大地。
[0033]如果在計時電容C3上的電荷完全流出之前，電源重新施加到正極I和負(fù)極2上，則“計時晶體管” Q3的柵極上的電荷隨后將導(dǎo)致電阻R4接地，由此使得晶體管Ql和Q2保持?jǐn)嗦?。由于晶體管Ql為斷路，齊納二極管ZDl的電壓根據(jù)電阻值Rl和R2進(jìn)行分壓。當(dāng)超過齊納電壓時，閘流管THl導(dǎo)通，導(dǎo)致燈20點亮。此外，由于晶體管Q2處于斷路狀態(tài)，晶體管Q3的柵極上的電荷并不會流至地，并由此使得晶體管Q3保持啟動狀態(tài)。
[0034]圖6示出了一種包括單元100的照明系統(tǒng)，其中單元100包括控制器10和第一日光燈20。單元100與第二日光燈40并聯(lián)。單元100以及第二日光燈40均與電源開關(guān)Ia連接。
[0035]當(dāng)電源開光Ia初始斷開時，第一日光燈20和第二日光燈40均關(guān)閉。當(dāng)電源開關(guān)Ia首先閉合時，將會通過以下方式產(chǎn)生昏暗狀態(tài):第二日光燈40打開，而控制器10阻止第一日光燈20打開。隨后，當(dāng)電源開關(guān)斷開時，第一日光燈20與第二日光燈40均關(guān)閉，而控制器10的計時器16啟動。如果當(dāng)控制器10的計時器16維持啟動時，開關(guān)Ia再次閉合，則由于第一日光燈20和第二日光燈40打開而產(chǎn)生明亮狀態(tài)(bright state)。在有日光的環(huán)境下，該系統(tǒng)可以用于在白天時減少能源的使用(昏暗狀態(tài))，并在晚上提供充足的光源(明亮狀態(tài))，其僅需要切換開關(guān)Ia使得從昏暗狀態(tài)進(jìn)入明亮狀態(tài)。
[0036]可以理解的是，這里所述的實施例可以采用各種修改，而不背離本發(fā)明所請求的主題?？刂破骺梢愿淖円赃m用于白熾燈泡?？梢酝ㄟ^輔助開關(guān)14的斷開，或者通過在計時器16維持啟動狀態(tài)時向正極I和負(fù)極2施加電源，以使得主開關(guān)12觸發(fā)至閉合狀態(tài)。
[0037]除了圖5所示的電路外，圖1-4所示的開關(guān)12、14以及計時器16還可以采用各種電路結(jié)構(gòu)?？蛇x擇地，可以對圖5所示的電路元件的值進(jìn)行調(diào)整，以提供所期望的狀態(tài)，例如調(diào)整計時器的周期。
[0038]在其他實施例中，可以將兩個或兩個以上的控制器分層次地(hierarchically)或級聯(lián)地(in “cascade”)設(shè)置在具有三個或更多日光燈的系統(tǒng)中，以提供兩種以上的狀態(tài)。例如，可以提供設(shè)有三個日光燈的系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中包括三種狀態(tài):僅有一個日光燈打開的“昏暗”狀態(tài)；有兩個日光燈打開的“中間”狀態(tài)，以及三個日光燈全部打開的“明亮”狀態(tài)。與燈具的數(shù)量相對應(yīng)，調(diào)光等級也可以擴(kuò)展為包括四種或四種以上的狀態(tài)。
[0039]可選擇地或額外地，兩個或兩個以上的控制器的連接可以采用串聯(lián)或者“堆疊”方式，從而使得僅在多個周期的開-關(guān)-開的切換后才能打開單個日光燈。例如，可以設(shè)置堆疊的控制器，該堆疊的控制器導(dǎo)致日光燈響應(yīng)開-關(guān)-開-關(guān)-開的電源切換(兩個關(guān)-開電源切換)而被點亮。限制第一和第二關(guān)閉時段的計時器可以有相同的時間值，或者不同的時間值。
【權(quán)利要求】
1.一種用于日光燈(20)的控制器(10)，其特征在于，包括: 切換裝置(12，16)，用于響應(yīng)用戶執(zhí)行的開-關(guān)-開電源切換而打開所述日光燈(10)； 其中，所述開-關(guān)-開電源切換包括第一開啟時段，所述控制器(10)在所述第一開啟時段內(nèi)阻止所述日光燈( 20)打開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，所述開-關(guān)-開電源切換包括關(guān)閉時段，所述關(guān)閉時段由計時器(16)限制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制器(10)，其特征在于，所述控制器適用于一單元(100)中，所述單元(100)包括與日光燈(20)連接的控制器(10)，所述單元(100)與用戶可操作電源開關(guān)(1，2)相連接，其中，所述切換裝置(12，16)包括: 所述計時器(16)，響應(yīng)所述電源開關(guān)(1，2)的斷開而被啟動； 主開關(guān)(12)，用于在所述計時器(16)啟動時響應(yīng)所述電源開關(guān)(1，2)的閉合而閉合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制器(10)，其特征在于，所述控制器適用于一單元(100)中，其中所述單元(100)包括與日光燈(20)連接的控制器(10)，所述單元(100)與用戶可操作電源開關(guān)(1，2)相連接；其中，所述切換裝置(12，16)包括: 輔助開關(guān)(14)，用于響應(yīng)所述電源開關(guān)的初始閉合而閉合； 所述計時器(16)，用于在所述輔助開關(guān)(14)處于閉合位置時響應(yīng)所述電源開關(guān)的斷開而啟動； 主開關(guān)(12)，用于在所述計時器(16)啟動時閉合； 其中，在所述主開關(guān)(12)處于閉合位置時，所述日光燈(20)響應(yīng)所述電源開關(guān)(1，2)的閉合而打開；以及 所述主開關(guān)(12)在所述日光燈(20)打開時保持閉合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制器，其特征在于，當(dāng)所述輔助開關(guān)(14)處于閉合位置時，計時電容(C3)充電，使得當(dāng)所述輔助開關(guān)(14)斷開時，所述計時電容(C3)上的電荷導(dǎo)致所述計時器(16)啟動，并導(dǎo)致所述主開關(guān)(12)閉合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制器，其特征在于，所述計時電容(C3)通過放電電阻(R9)接地，且所述計時電容(C3)與所述電阻(R9)決定所述計時器的啟動時段。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6中任一項所述的控制器，其特征在于，所述計時器(16)維持啟動的時段為至少0.01秒，和/或所述計時器(16)維持啟動的時段少于10秒。
8.—種日光燈照明系統(tǒng)，包括前面權(quán)利要求中所述的控制器(10)，還包括: 第一日光燈(20)和第二日光燈(40);以及 用戶可操作電源開關(guān)(Ia)； 其中，所述控制器(10)和所述第一日光燈(20)相連接以形成一單元(100);以及， 其中，所述單元(100)與所述第二日光燈(40)并聯(lián)，并且所述單元(100)與所述第二日光燈(40)均與所述電源開關(guān)(Ia)連接，使得當(dāng)所述電源開關(guān)(Ia)閉合時，所述第二日光燈打開。
9.一種用于打開日光燈(20)的方法，其中，所述日光燈與控制器(10)連接，所述控制器(10)與用戶可操作電源開關(guān)(1，2)連接所述方法包括: 在第一時段內(nèi)閉合所述電源開關(guān)(1，2)，所述控制器(10)在所述第一時段內(nèi)阻止所述日光燈(20)打開；在第二時段內(nèi)斷開所述電源開關(guān)(1，2);以及 在第三時段內(nèi)閉合所述電源開關(guān)(1，2)，所述日光燈(20)在所述第三時段內(nèi)打開。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二時段由計時器(16)限制，且其中，在所述第二時段結(jié)束之前，所述電源開關(guān)(1，2)閉合以開始所述第三時段。
【文檔編號】H05B41/42GK103959917SQ201280052283
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月25日
【發(fā)明者】劉郭陽 申請人:易解控股有限公司