具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依本发明的具高兼容性的调光器的实施例，为了清楚与方便图式说明，图式中的各部件在尺寸与比例上可能会被夸大或缩小地呈现。在以下描述及/或申请专利范围中，当提及组件「连接」或「耦合」至另一组件时，其可直接连接或耦合至该另一组件或可存在介入组件；而当提及组件「直接连接」或「直接耦合」至另一组件时，不存在介入组件，用于描述组件或层间的关系的其他字词应以相同方式解释。为使便于理解，下述实施例中的相同组件系以相同的符号标示来说明。

请参阅图1及图2，其系为本发明的第一实施例的具高兼容性的调光器的方块图及电路图。如图1所示，具高兼容性的调光器1包含调光控制模块10、交流电压输入模块11、功率因子校正模块15、调光功能模块12、阻抗检测规避模块13、恒压供电模块14、电计量检测模块16、负载比例调整模块17、物联网连接模块18及显示模块19。

阻抗检测规避模块12透过输出端与负载LR连接。在一实施例中，负载LR可为但不限于无调光功能的光源，如灯泡、灯管、平板光源、或各种发光二极管光源。

调光功能模块12透过与阻抗检测规避模块13连接，并包含控制单元12A、脉宽调变信号图腾柱单元12B以及恒流开关单元12C。在一实施例中，控制单元12A可为但不限于微控制器(MCU)；控制单元12A也可以是其它各种控制芯片。

交流电压输入模块11透过电计量检测模块16及功率因子校正(PFC)模块15与调光功能模块12连接。交流电压输入模块11透过桥式整流器为交流输入电压Ain进行整流，并透过滤波电容为其滤波以产生脉动直流电压Ps；脉动直流电压Ps输入至恒压供电模块14，而恒压供电模块将脉动直流电压Ps转换为恒压电压Vs以为控制单元12A及阻抗检测规避模块13供电。功率因子校正模块15将脉动直流电压Ps进行升压以产生升压直流电压Bs，以为负载LR供电。在一实施例中，功率因子校正(PFC)模块15可为但不限于主动式功率因子校正电路。

调光控制模块10与控制单元12A连接，使用者可操作调光控制模块10以产生调光讯号Ds，并传送调光讯号Ds至控制单元12A，以对负载LR进行调光。在一实施例中，调光控制模块10可为但不限于调光信号调节器，其可包含可变电阻、电容式/电阻式触控面板及周边电路。

当负载LR被驱动后，控制单元12A开始计时，并于预设时间后切换阻抗检测规避模块13，使调光功能模块12直接为负载LR供电。同时，调光功能模块12根据调光控制模块10输入的调光信号Ds对负载LR进行调光。在一实施例中，调光信号Ds可为但不限于0～10V的脉宽调变(PWM)信号、电阻或其它调光信号。

当然，本实施例仅用于举例说明而非限制本发明的范围，根据本实施例的具高兼容性的调光器1的电路设计而进行的等效修改或变更仍应包含在本发明的专利范围内。

图2举例说明了本实施例的具高兼容性的调光器1的其中一种电路设计。如图所示，电计量检测模块16可包含电计量计EM及电阻PR。交流电压输入模块11可包含保险丝F1、桥式整流器R1、电容C1～C2及电感L1。控制单元12A可包含微控制器CP1及电阻Rs；微控制器CP1也可以其它类似的组件取代。脉宽调变信号图腾柱单元12B可包含晶体管Q2～Q3；在一实施例中，脉宽调变信号图腾柱单元12B也可以是一个图腾柱芯片。恒流开关单元12C可含晶体管Q1、二极管D2、电感L3及电容C4。阻抗检测规避模块13包含继电器K1、二极管D3及晶体管Q5；在一实施例中，继电器K1可为但不限于机械继电器、固态继电器、电子开关、光电开关中的任一个；在另一实施例中，继电器K1也可为其它类似的组件。恒压供电模块14可包含恒电压辅助电源CV。功率因子校正模块15可包含特殊应用集成电路芯片CP2、电感L2、二极管D1、晶体管Q4、电阻R1及电容C3。当然，具高兼容性的调光器1的各个模块的电路设计还可以实际需求变化。

本实施例的具高兼容性的调光器1的主回路的运作过程如下：

交流电压输入模块11透过桥式整流器R1为交流输入电压Ain进行整流，并透过滤波电容为其滤波以产生脉动直流电压Ps。功率因子校正模块15对脉动直流电压Ps进行升压以产生升压直流电压Bs为恒流开关单元12C供电，以驱动负载LR；同时功率因子校正模块15的主晶体管Q4的导通时间会追随输入电压的正弦波而变化，使交流电压输入模块11的整流二极管的导通角度变得更大，以提高功率因子。同时，脉动直流电压Ps输入至恒压供电模块14，而恒压供电模块将脉动直流电压Ps转换为恒压电压Vs以为控制单元12A及阻抗检测规避模块13供电。

如前述，由于本实施例的具高兼容性的调光器1具有特殊设计的阻抗检测规避模块13，故可适用于现有市面上所有具有电网阻抗检测功能的灯管。本实施例的具高兼容性的调光器1的电网阻抗检测规避功能的运作过程如下：

交流电压输入模块11透过桥式整流器R1为交流输入电压Ain进行整流，并透过滤波电容为其滤波以产生脉动直流电压Ps。同时，脉动直流电压Ps输入至恒压供电模块14，而恒压供电模块将脉动直流电压Ps转换为恒压电压Vs以为控制单元12A及阻抗检测规避模块13供电。当负载LR被驱动后，控制单元12A的微控制器CP1开始计时；并于预设时间(0.1～0.5秒)后，微控制器CP1的T out脚位输出控制信号Ts切换阻抗检测规避模块13的继电器K1。由于在预设时间(0.1～0.5秒)后，负载LR的具有电网阻抗检测电路已完成检测，故此时负载LR可由调光电路12供电。

由上述可知，由于负载LR的电网阻抗检测电路只会进行单次检测，即检测后只要阻抗测试电路的供电电压不下降至阈值以下即不在重复检测，并维持导通状态。本实施例的具高兼容性的调光器1充份利用上述的特性有效地规避了电网阻抗检测，故可以兼容于市面上所有具有电网阻抗检测功能的照明装置。

本实施例的具高兼容性的调光器1的调光功能的运作过程如下：

在负载LR的具有电网阻抗检测电路已完成检测且由调光电路12为负载LR供电后，控制单元12A的微控制器CP1根据调光信号Ds及其内建的对照表由PWM out脚位输出相应的脉宽调变信号PWM1至脉宽调变信号图腾柱单元12B。然后，脉宽调变信号图腾柱单元12B根据脉宽调变信号PWM1产生加强脉宽调变信号PWM2。其中，注入晶体管(MOS)的闸级电流能力被提高使晶体管更快的进入饱和状态且快速退出饱和状态并进入截止状态。接下来，恒流开关单元12C根据加强脉宽调变信号PWM2改变切换晶体管Q1(开关)的时间，以调整驱动电流Cs以对负载LR进行调光。

由于具调光功能及不具调光功能的照明装置内部的驱动电路均使用半导体开关(线性电源除外)，且每个驱动方案都会限制半导体开关器件的最大导通时间。因此，当输入电压足够低的时候，驱动电路提供给半导体开关的导通时间均会达到最大值，此时驱动电路就不是处于主动限流恒流状态。如此一来，只要适当降低输入电压即可实现负载的电流控制以提供调光功能。本实施例的具高兼容性的调光器1充分利用上述特性，其通过控制电流降低电压以实现不具调光功能的照明装置的调光功能。

本实施例的具高兼容性的调光器1还包含电计量检测模块16、负载比例调整模块17、物联网连接模块18及显示模块19。

电计量检测模块16与交流电压输入模块11及控制单元12A连接。显示模块19与控制单元12A连接。电计量检测模块16根据脉动直流电压Ps产生电压/电流信息Es，且传送至控制单元12A。使控制单元12A根据电压/电流信息Es计算耗电信息Is，并由显示模块19显示耗电信息Is。如此用户则可知得整体的耗电量。负载LR正常工作时会产生负载电流，此负载电流直接回馈在电阻PR两端的电压差，而电计量计EM根据电阻PR两端的电压差计算出此时流过电阻PR两端的电流。同时，电计量计EM也会根据整流后的脉动直流电压Ps产生电压/电流信息Es，且传送至控制单元12A。控制单元12A根据电压/电流信息Es计算耗电信息Is并计算出当前耗电量，并由显示模块19显示耗电信息Is。如此，用户则可知得整体的耗电量，并使远端管理平台的管理人员能方便的管理这些装置。

负载比例调整模块17与控制单元12A连接，并用于调整负载比例。当负载LR没有达到额定负载或其它原因，调光控制模块10的手动调节旋钮会有部分行程无效。例如，若额定功率为200W但负载LR的实际功率只有100W。如此，若调光控制模块10的行程为0％～100％，只有0％～50％的行程有效，其它部分的行程无法改变负载LR的电流大小。由于负载电流大小及亮度只能反应在调光控制模块10的0％～50％的行程，故调光曲线显的短而陡，使调光细腻度下降。此时，用户可将负载比例调整模块17的负载比例调整至对应负载LR的位置即可改变调节范围，使调光细腻度大幅上升。

物联网连接模块18与控制单元12A连接，并接收由远端管理平台传送的控制指令Zs，且传送运作状态信息Ms至远端管理平台。控制指令Zs可为但不限于调光值、输出值、开机指令、关机指令、情景设置、定时控制中的任一个或以上。运作状态信息Ms可为但不限于调光范围、实时耗电量、特定时间的耗电量统计、调光器的总运行时间及调光器最近一次开机时间的任一个或以上。两个具有物联网连接模块18的调光器1可组成网络，且可以通过远端管理平台实现地址分配。另外，多个具有物联网连接模块18的调光器1还可相互桥接以传送信息。

电计量检测模块16、负载比例调整模块17、物联网连接模块18及显示模块19均可选择性地加入调光器1中或由调光器1移除。

请参阅图3，其为本发明的第一实施例的具高兼容性的调光器的恒流开关单元的示意图。图3举例说明恒流开关单元12C的信号的波形。如图所示，W1表示峰值电流包络线；W2表示电感电流；W3表示电感平均电流。

如图1及图2所示，本实施例的具高兼容性的调光器1还可提供短路保护功能，其运作过程如下：

当输出端短路时，控制单元12A与恒流开关单元12C串连的电阻Rs的二端电压会突然升高。控制单元12A的微控制器CP1的OC DET脚位会侦测电阻Rs的二端电压Fs并与微控制器CP1内建的预设值比较。当微控制器CP1判断电阻Rs的二端电压Fs超过预设值时，微控制器CP1输出低电平信号至恒流开关单元12C以控制恒流开关单元12C由正常模式进入打嗝模式，以执行短路保护功能。在正常状态下，微控制器CP1的OC DET脚位也可以当做电流限制基准脚；也就是说，改变OC DET脚位的电压可以改变输出电流最大值。

由上述可知，具高兼容性的调光器1的电路设计能充分的利用开关电源的固有特性，其可透过控制电流以降低电压，故可兼容于无调光功能的各种直流或交流照明装置，故能提供有效且成本更低的调光方案，使具高兼容性的调光器能达到高通用性。

另外，具高兼容性的调光器具有阻抗检测规避模块，其能达成特殊的运作机制以提供交流电网阻抗检测规避功能，故还可兼容于具交流电网阻抗检测功能的照明装置，进一步提升了具高兼容性的调光器的通用性。

当然，本实施例仅用于举例说明而非限制本发明的范围，根据本实施例的具高兼容性的调光器1的电路设计而进行的等效修改或变更仍应包含在本发明的专利范围内。

请参阅图4，其系为本发明的第二实施例的具高兼容性的调光器的电路图。与前述实施例不同的是，本实施例的具高兼容性的调光器1省略了功率因子校正模块15。功率因子校正功能可透过恒流开关单元12C实现。例如，通过改变恒流开关单元12C的开关信号频率及占空比即可提高功率因子。

当然，本实施例仅用于举例说明而非限制本发明的范围，根据本实施例的具高兼容性的调光器1的电路设计而进行的等效修改或变更仍应包含在本发明的专利范围内。

综上所述，根据本发明的实施例，具高兼容性的调光器的电路设计能充分的利用开关电源的固有特性，其可透过控制电流以降低电压，故可兼容于无调光功能的各种直流或交流照明装置，且能提供有效且成本更低的调光方案，使具高兼容性的调光器能达到高通用性，且能符合实际的需求。

根据本发明的实施例，具高兼容性的调光器具有阻抗检测规避模块，其能达成特殊的运作机制以提供交流电网阻抗检测规避功能，故还可兼容于具交流电网阻抗检测功能的照明装置，进一步提升了具高兼容性的调光器的通用性。

根据本发明的实施例，具高兼容性的调光器的电路设计能输出电流与输出电压成正比且呈线性关系，故应用上能更为广泛。

又，根据本发明的实施例，具高兼容性的调光器的控制单元能在输出端短路时控制恒流开关单元进入打嗝模式，以执行短路保护功能，故能提升安全性。

此外，另外，根据本发明的实施例，具高兼容性的调光器具有负载比例调整模块，用户可根据负载的功率透过负载比例调整模块适当地调整负载比例，使调光控制模块的所有行程均可用于调光，以优化调光范围并使调光过程更加细腻。

此外，根据本发明的实施例，具高兼容性的调光器具有电计量检测模块，其可根据脉动直流电压产生电压/电流信息且传送至控制单元，使控制单元根据电压/电流信息计算耗电信息，让用户可以了解目前的耗电量，并使管理人员能方便的管理这些装置。

再者，根据本发明的实施例，具高兼容性的调光器具有物联网连接模块，其可接收后端管理平台传送的控制指令，也可传送运作状态信息至后端管理平台，使管理能员能有效地控制这些调光器，也能快速得知各个调光器的运作状态。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明专利的保护范围内。