專利名稱：功率改善方法及其照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種功率改善方法及其照明裝置，特別是一種可以選擇性將一電子裝置 開(kāi)啟或關(guān)閉，來(lái)調(diào)整電流波形的功率改善方法及其照明裝置。
背景技術(shù)：
全球?qū)Νh(huán)保和節(jié)能越來(lái)越重視，從個(gè)人到企業(yè)，越來(lái)越多人開(kāi)始意識(shí)到節(jié)能的重 要性。電源供應(yīng)器制造公司的發(fā)展也順應(yīng)此潮流，紛紛開(kāi)發(fā)符合這一個(gè)趨勢(shì)的新產(chǎn)品，其 中，電源相關(guān)產(chǎn)品(如變壓器)可通過(guò)減少功率虛耗的方式來(lái)改善電源功率因數(shù)以達(dá)到最 佳節(jié)能的目的。所謂功率因數(shù)，是指有效功率和總耗電量的比值(介于0 1)，功率因數(shù)越低，代 表電力效能越低，亦表示較多電力會(huì)無(wú)形地消失、耗損掉。因此，若能有效控制調(diào)整交流電 電流輸入一電子裝置的時(shí)間與波型，使電流與電壓的相位盡可能一致，則可以讓功率因數(shù) 趨近于1，達(dá)到節(jié)能的效果。然而，目前大多數(shù)例如像白光發(fā)光二極管(White Light Emitting Diode,以下簡(jiǎn) 稱WLED)、螢光燈管(compact fluorescent lamp，以下簡(jiǎn)稱CFL)和冷陰極射線管(cold cathode fluorescent lamp，以下簡(jiǎn)稱CCFL)等室內(nèi)照明裝置，若欲讓該些照明裝置的功 率因數(shù)達(dá)到0. 9，大多須加設(shè)一功率因數(shù)改善電路，來(lái)達(dá)到改善功率因數(shù)的目的，如此一來(lái)， 通過(guò)增設(shè)格外輔助電路勢(shì)必會(huì)造成成本的增加，使得使用者購(gòu)買(mǎi)時(shí)須要支付相對(duì)較多的費(fèi) 用。另外，發(fā)光二極管(Light emitting diodes，以下簡(jiǎn)稱LED)或有機(jī)發(fā)光二極管 (white light emitting diodes，以下簡(jiǎn)稱0LED)，其因具備有體積小、反應(yīng)快、能源使用率 高和壽命較長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，成為市場(chǎng)看好的明日的星。但是LED、WLED或OLED仍存有某些無(wú)法避免的缺點(diǎn)，例如，若燈具散熱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 不良，使得LED無(wú)法有效地控制或排出所產(chǎn)生的熱量，則會(huì)使自身的操作溫度升高，而縮短 LED的使用壽命，反的，若LED的工作溫度較低，除可增加使用外，亦可提升發(fā)光效率。另外，目前相關(guān)照明廠商除了通過(guò)功率因數(shù)改善電路改善功率因數(shù)或是利用LED 來(lái)改良發(fā)光效率外，亦嘗試通過(guò)混色或調(diào)光技術(shù)(如脈沖寬度調(diào)變技術(shù))來(lái)產(chǎn)生不同顏色 的光線使得照明裝置具有更多元的用途。脈沖寬度調(diào)變技術(shù)主要是藉以快速切換照明裝置的開(kāi)啟或關(guān)閉，來(lái)調(diào)整不同顏色 或色溫的燈管，使其具有不同的工作周期，此舉可以使照明裝置產(chǎn)生不同顏色的光源，但 是，如果當(dāng)同一個(gè)房間內(nèi)具有復(fù)數(shù)燈管，且該等燈管的脈沖寬度調(diào)變技術(shù)開(kāi)關(guān)的頻率不一 致時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)所謂拍擊效應(yīng)(beatingphenomenon)，而造成彼此燈管間的干擾而出線燈管 閃爍的情形發(fā)生。故此，不同的頻率往往會(huì)造成照明應(yīng)用上最大的問(wèn)題，這種拍擊現(xiàn)象的問(wèn)題幾乎 發(fā)生在所有照明裝置，有時(shí)甚至?xí)蝗祟愌矍蛩兄瑩Q言的，為將不同燈管的頻率調(diào)整為 一致，大多需使用更加精確且昂貴的技術(shù)，但也因此在電子制程中產(chǎn)生不同的變異(如復(fù)雜的類比式電路)，勢(shì)必會(huì)造成整體電路設(shè)計(jì)上的復(fù)雜程度與造成成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的在于提供一種可改善一電子裝置功率因數(shù)的功率改善方法，其是 藉以開(kāi)啟或關(guān)閉設(shè)置于該電子裝置上的至少二負(fù)載，以使得流經(jīng)各負(fù)載的電流波形得以加 成、調(diào)變和塑形，達(dá)到降低流經(jīng)該電子裝置的電流和電壓的相位差，進(jìn)而達(dá)到改善該電子裝 置功率因數(shù)的效果。本發(fā)明的另一目的在于提供一種可以加強(qiáng)一照明裝置的散熱效果的功率改善方 法，其藉以開(kāi)啟或關(guān)閉設(shè)置于該電子裝置上的至少二負(fù)載，通過(guò)降低各負(fù)載間的開(kāi)啟時(shí)間， 使該等負(fù)載得以輪流進(jìn)行散熱。本發(fā)明的又一目的在于提供一種控制一照明裝置發(fā)光顏色的功率改善方法，其藉 以選擇性的開(kāi)啟至少二有色燈具，調(diào)變?cè)撜彰餮b置的發(fā)光顏色。為達(dá)上述目的，將本發(fā)明的方法應(yīng)用于一具有至少二負(fù)載的電子裝置，其包括有 下列步驟整流步驟是將一交流電壓整流為一脈沖直流電壓；同步化步驟將一時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)與該脈沖直流電壓同步化，該時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)是相 位鎖定于該脈沖直流電壓；設(shè)定步驟是在該脈沖直流電壓中的一脈沖周期中，根據(jù)該時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)設(shè)定至 少二時(shí)鐘信號(hào)，各時(shí)鐘信號(hào)具有至少一上升時(shí)間和至少一下落時(shí)間，該上升時(shí)間及該下落 時(shí)間形成一脈沖期間；及開(kāi)啟或關(guān)閉步驟是根據(jù)該對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)的上升時(shí)間和下落時(shí)間對(duì)應(yīng)開(kāi)啟或關(guān) 閉該至少二負(fù)載。藉以上述步驟，并在不同的時(shí)間點(diǎn)開(kāi)啟或關(guān)閉該電子裝置的不同負(fù)載，導(dǎo)入各該 負(fù)載的電流會(huì)相互加成形成一具有更為趨近該脈沖直流電壓波形的層迭電流，因此，藉以 降低該脈沖電壓和該層迭電流的相位差，來(lái)達(dá)到改善功率因數(shù)的效果。其中，藉以施行該設(shè)定步驟和該開(kāi)啟或關(guān)閉步驟于一具有至少二燈管的照明裝 置，可以通過(guò)輪流開(kāi)啟或關(guān)閉該至少二燈管，使每一燈管僅會(huì)開(kāi)啟一段時(shí)間，以降低各別燈 管的工作周期，進(jìn)而讓燈管產(chǎn)生較少的熱能與具有較長(zhǎng)的散熱時(shí)間。此外，該設(shè)定步驟和該開(kāi)啟或關(guān)閉步驟亦可應(yīng)用于一混色裝置，此是藉以分別開(kāi) 啟或關(guān)閉該至少二有色燈管，以使得該些燈管具有不同的工作周期，讓有色燈管可以具有 更多層次的色階表現(xiàn)。值得注意的是，若要將本發(fā)明相較于已知應(yīng)用于混色和調(diào)光等照明應(yīng)用，本發(fā)明 通過(guò)將開(kāi)啟或關(guān)閉時(shí)間的頻率與該交流電壓同步化，于此，本發(fā)明不會(huì)發(fā)生照明裝置間的 相互干擾并產(chǎn)生拍擊閃爍等現(xiàn)象。又，本發(fā)明的一目的是在于提供一種具有更佳功率因數(shù)的照明裝置，其是藉以重 新塑造電流波形，以降低該電流與電壓的間的相位差而達(dá)成。本發(fā)明的另一目的是在于提供一種具有更佳散熱效率的照明裝置。本發(fā)明的又一目的則為提供一種具有混色效率的照明裝置。 為達(dá)前述目的，本發(fā)明的照明裝置是包括有至少二燈管、一整流器、至少二驅(qū)動(dòng)器和一控制器。其中該燈管是可為一冷陰極射線管(cold cathode fluorescent lamp,以下簡(jiǎn)稱 CCFL)、一外部電極螢光燈管(external electrode fluorescent lamp，以下簡(jiǎn)稱 EEFL)、 一納米碳燈管(carbon nanotube lamp，以下簡(jiǎn)稱 CNL)、一發(fā)光二極管(light emitting diode,以下簡(jiǎn)稱LED)燈管或一有機(jī)發(fā)光二極管(organiclight emitting diode,以下簡(jiǎn)稱 0LED)燈管。該整流器是連接于一外部交流電源(例如一家用線電壓)，并可將一交流電壓整 流為一脈沖直流電壓。每一驅(qū)動(dòng)器則可驅(qū)動(dòng)與其相對(duì)應(yīng)的燈管，亦即可以提供每一燈管發(fā)光所需的電 流，來(lái)讓燈管運(yùn)作。該控制器是連接于該整流器和該驅(qū)動(dòng)器的間，并可產(chǎn)生一與該脈沖直流電壓同步 的脈沖寬度調(diào)變(pulse-width modulation，以下簡(jiǎn)稱PWM)信號(hào)，并且可以控制該脈沖直 流電壓在一脈沖周期間開(kāi)啟或關(guān)閉至少一次。該控制器亦可在該脈沖直流電壓的脈沖周期中，在波形為0或180度的位置時(shí)關(guān) 閉該負(fù)載，在波形為90或270度的位置時(shí)開(kāi)啟該負(fù)載，或是在波形其他角度的位置時(shí)至少 開(kāi)啟一次該負(fù)載，藉此，可將該照明裝置的電流塑形，使其得以更精確的依循該脈沖直流電 壓的波形，而達(dá)到改善功率因數(shù)的效果。同時(shí)，該控制器可藉以依序開(kāi)啟或關(guān)閉該驅(qū)動(dòng)器，降低燈管的工作周期(duty cycle)，以達(dá)到使各燈管的功率消耗降低和減少發(fā)熱的目的。另外，該控制器亦可控制該負(fù)載分別開(kāi)啟或關(guān)閉一段時(shí)間來(lái)進(jìn)行混色，因?yàn)榻逡?調(diào)整每一燈管的工作周期，可將每一燈管是具有不同的顏色和色溫，以發(fā)出所欲產(chǎn)生的光 線顏色。


圖1是本發(fā)明功率改善方法的流程圖。圖2A是使用本發(fā)明功率改善方法的實(shí)施例一的波形示意圖。圖2B是使用本發(fā)明功率改善方法的實(shí)施例一的另一波形示意圖。圖3是使用本發(fā)明功率改善方法的實(shí)施例二的波形示意圖。圖4是使用本發(fā)明功率改善方法的實(shí)施例三的波形示意圖。圖5是一使用本發(fā)明功率改善方法的照明裝置的電路架構(gòu)圖。圖6是一使用本發(fā)明功率改善方法的白光發(fā)光二極管組的電路架構(gòu)圖。圖7是圖6的電壓波形圖。圖8是將本發(fā)明功率改善方法應(yīng)用于雙股螺旋平行交錯(cuò)排列的冷陰極射線管的 多相位照明裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是本發(fā)明的改良型控制器的電路架構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參考圖1所示，本發(fā)明的一種功率改善方法是可應(yīng)用于一具有至少二負(fù)載的電 子裝置中，其包括有下列步驟
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整流步驟(10)是將一交流電壓整流為一脈沖直流電壓；同步化步驟(11)將一時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)與該脈沖直流電壓同步化，其中該時(shí)間基準(zhǔn) 信號(hào)是相位鎖定于該脈沖直流電壓；設(shè)定步驟(12)是在該脈沖直流電壓中的一脈沖周期中，根據(jù)該時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)設(shè) 定至少二時(shí)鐘信號(hào)，各時(shí)鐘信號(hào)具有至少一上升時(shí)間和至少一下落時(shí)間，該上升時(shí)間及該 下落時(shí)間形成一脈沖期間；及該時(shí)鐘信號(hào)是自該時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)的頻率中，選擇適當(dāng)?shù)念l率作為該時(shí)鐘信號(hào)的頻 率。舉例來(lái)說(shuō)，該時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)雖與脈沖直流電壓相位相同，但頻率可以是該脈沖直流電 壓(臺(tái)灣所是用的頻率為60Hz)的好幾倍，而的所以取那么高的頻率，主要是方便使用者 于該時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)內(nèi)選取想要的頻率作為該時(shí)鐘信號(hào)適當(dāng)頻率的組合，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，若一時(shí) 間基準(zhǔn)信號(hào)為該脈沖直流電壓的8倍，即480Hz，使用者便可通過(guò)一個(gè)除二電路獲得一個(gè)具 有240Hz的時(shí)鐘信號(hào)，通過(guò)兩個(gè)除二電路，則可獲得一個(gè)具有120Hz的時(shí)鐘信號(hào)，而當(dāng)選擇 240Hz時(shí)，即最小可對(duì)應(yīng)于交流電壓的50%工作周期，選擇480Hz時(shí)，則最小可對(duì)應(yīng)于交流 電壓的25%工作周期，換言的，時(shí)鐘信號(hào)的頻率越高，可于該交流電壓細(xì)分出更多區(qū)域作為 該適當(dāng)?shù)拿}沖期間。該開(kāi)啟或關(guān)閉步驟(13)，是根據(jù)該時(shí)鐘信號(hào)的上升時(shí)間和下落時(shí)間對(duì)應(yīng)開(kāi)啟或 關(guān)閉該至少二負(fù)載，藉以調(diào)整流經(jīng)該電子裝置的電流波形，以使該電流波形形成相似于該 脈沖直流電壓的波形，讓該電壓和電流的相位差縮小，該開(kāi)啟或關(guān)閉該至少二負(fù)載是具有 一開(kāi)啟時(shí)間和一關(guān)閉時(shí)間，該關(guān)閉或開(kāi)啟時(shí)間是選自該脈沖直流電壓中，10至90%工作周期。在較佳的狀況下，于一脈沖直流電壓的周期中，該脈沖直流電壓波形為0和180度 附近位置，關(guān)閉所有負(fù)載(例如0 10度和170 190度時(shí)關(guān)閉)，90和270度附近位置 時(shí)，開(kāi)啟所有負(fù)載(例如60 120度和240 300度)，或在該脈沖直流電壓波形為其他角 度(例如10 20度和190 200度)時(shí)，至少開(kāi)啟一負(fù)載，藉此可以在該脈沖周期中，讓 流經(jīng)各負(fù)載的電流波形進(jìn)行加成，以形成一與該脈沖直流電壓波形更為吻合的層迭電流。然而，上述的通過(guò)于特定角度附近位置開(kāi)啟或關(guān)閉的脈沖期間，其可以為對(duì)稱或 不對(duì)稱的關(guān)是存在，換言的，于一脈沖直流電壓中，各周期的開(kāi)啟時(shí)間點(diǎn)不需要對(duì)稱設(shè)置。因此，一旦該電子裝置中的至少二負(fù)載出現(xiàn)完全關(guān)閉、至少一關(guān)閉、至少一開(kāi)啟或 完全開(kāi)啟時(shí)，流經(jīng)該電子裝置的電流可進(jìn)行調(diào)變塑形，讓電流和電壓的間的相位差減少，進(jìn) 而達(dá)到改善功率因數(shù)的目的。其中該負(fù)載可為一 CCFL、一 EEFL、一 CNL燈管、一 LED燈管或一 OLED燈管。以下即以實(shí)施例針對(duì)本發(fā)明功率改善方法進(jìn)行更詳盡的說(shuō)明。實(shí)施例一請(qǐng)參考圖2A和圖2B所示，本實(shí)施例中是說(shuō)明本發(fā)明將流經(jīng)二個(gè)負(fù)載的兩電流 (20,21)進(jìn)行調(diào)變塑形，以形成一層迭電流(22)，來(lái)讓該層迭電流(22)的波形更為符合一 脈沖直流電壓(23)的波形，以改善功率因數(shù)。實(shí)施例二請(qǐng)參考圖3所示，是說(shuō)明本發(fā)明將流經(jīng)三個(gè)負(fù)載的三個(gè)電流波形(30，31，32)進(jìn)行 加成調(diào)變塑形，以形成一層迭電流(33)，來(lái)讓該層迭電流(33)的波形更為符合一脈沖直流電壓(34)的波形，以改善功率因數(shù)。實(shí)施例三請(qǐng)參考圖4所示，是說(shuō)明將本發(fā)明功率改善方法應(yīng)用于二接受不同電壓大小的負(fù) 載(例如使用不同的電源或是設(shè)定不同的電流進(jìn)行驅(qū)動(dòng))的結(jié)果，舉例來(lái)說(shuō)，如果用于驅(qū)動(dòng) 一負(fù)載(40)的電源是用于驅(qū)動(dòng)另一負(fù)載(41)電源的兩倍或是一半，那么將流經(jīng)該二負(fù)載 (40,41)的電源進(jìn)行加成會(huì)產(chǎn)生四種不同高低層次的層迭電流波形，該層迭電流波形包括 有電流基準(zhǔn)(45)、低電流基準(zhǔn)(48)、中電流基準(zhǔn)(46)和高電流基準(zhǔn)(47)，在這樣的情形下， 該具有四種不同高低層次波形的層迭電流仍可明顯的達(dá)到改善功率因數(shù)。請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D1所示，本發(fā)明的功率改善方法亦可應(yīng)用于一照明裝置中，并且可以 分別開(kāi)啟或關(guān)閉該照明裝置中至少二相互交錯(cuò)設(shè)置的燈管。倘若該至少二燈管的發(fā)光效率相同，僅是輪流交替開(kāi)啟，和單一燈管相比，不但不 會(huì)降低整體光源輸出，還更因?yàn)閭€(gè)別燈管的功率和所散發(fā)的熱量受到個(gè)別燈管因關(guān)閉的時(shí) 間增加而降低，反而具有更佳的散熱效果。舉例來(lái)說(shuō)，一電子裝置上的二 WLED燈管若輪流開(kāi)啟50%的工作周期，其所輸出的 光源是和單一 WLED燈管開(kāi)啟100%工作周期的效果一樣，但實(shí)際上該二 WLED燈管是個(gè)別 開(kāi)啟50%的工作周期，其輸出光源的效果會(huì)比單一WLED燈管開(kāi)啟100%工作周期的效果更 好，因?yàn)閃LED燈管的發(fā)光效率會(huì)隨著溫度的升高而降低。當(dāng)該二 WLED燈管都關(guān)閉的時(shí)候，的前發(fā)光所產(chǎn)生的殘余熱量會(huì)流入與該WLED燈 管連結(jié)的一散熱片，當(dāng)其中一 WLED燈管開(kāi)啟時(shí)，該WLED燈管會(huì)可以以最佳的功率產(chǎn)生最大 發(fā)光效率，也就是說(shuō)，雖然有兩WLED燈管，卻不需要產(chǎn)生兩倍功率，可以增加由該WLED燈管 傳送至該散熱片的總熱量，因此可以達(dá)到降低WLED照明裝置的操作溫度的效果，進(jìn)而提高 WLED的發(fā)光效率。但上述具有兩WLED燈管的雙股式WLED照明裝置卻會(huì)因?yàn)樾枰褂脙蒞LED燈管 而增加其制造成本，但是又由于傳統(tǒng)單一 WLED燈管的照明設(shè)備，其使用壽命會(huì)因?yàn)椴僮鳒?度增加而呈現(xiàn)指數(shù)倍數(shù)的減少，使得替換率大幅提高，所以相較起來(lái)，使用本發(fā)明的雙股式 WLED照明裝置，成本效益上不見(jiàn)得會(huì)比較昂貴。本發(fā)明的功率改善方法亦可使用于一混色裝置，其是藉以分別開(kāi)啟或關(guān)閉該混色 裝置中至少二有色燈管一段時(shí)間以達(dá)到混色的效果。其中該有色燈管可為一 CCFL、一 EEFL、一 CNL燈管、一 LED燈管或一 OLED燈管，且 該有色燈管是分別為具有不同色溫的紅色、綠色、藍(lán)色或白色燈管，色溫是一種解釋由白光 光源產(chǎn)生顏色光譜的方法，具有較高色溫(5000K)的光源看起來(lái)會(huì)趨近于藍(lán)色，而色溫較 低(3000K)的光源則看起來(lái)像紅色。為了要產(chǎn)生一特定顏色的光源，不同有色燈管的工作周期會(huì)有所不同，而工作周 期則定義為在所有操作時(shí)間中燈管開(kāi)啟時(shí)間的比例，舉例來(lái)說(shuō)，分別代表三原色(藍(lán)色、紅 色和綠色)的有色燈管同時(shí)開(kāi)啟時(shí)，便可以產(chǎn)生白光，當(dāng)開(kāi)啟為紅色和藍(lán)色的有色燈管并 關(guān)閉綠色有色燈管時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生紫光，因此可以藉以調(diào)整不同有色燈管的工作周期來(lái)產(chǎn)生 特定顏色的光線。請(qǐng)參考圖5所示，應(yīng)用本發(fā)明功率改善方法的照明裝置是包括有至少二燈管 (50)、一整流器(51)、至少二驅(qū)動(dòng)器(52)和一控制器(53)。
其中該燈管(50)是一 CCFL、一 EEFL、一 CNL燈管、一 LED燈管或一 OLED燈管。該整流器(51)是連結(jié)于一外部交流電源(例如家用插座的電源)，并將一交流電 壓整流為一脈沖直流電壓。該驅(qū)動(dòng)器(52)是驅(qū)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的燈管(50)并提供該燈管(50)所需電流，該驅(qū)動(dòng)器
(52)會(huì)依其所需驅(qū)動(dòng)的燈管(50)類型而有所差異，例如，LED燈管的驅(qū)動(dòng)器可為一定電流
直ο該控制器(53)是連接該整流器(51)和該驅(qū)動(dòng)器(52)，并產(chǎn)生與該脈沖直流電壓 同步的至少二 PWM信號(hào)，該P(yáng)WM信號(hào)可控制該驅(qū)動(dòng)器(52)開(kāi)啟或關(guān)閉一段時(shí)間，該控制器
(53)可由一鎖相回路(phaselocked loop，以下簡(jiǎn)稱PLL)電路(531)和一工作周期選擇 器(532)所構(gòu)成或是由一 PLL電路(531)和其他可產(chǎn)生PWM信號(hào)的組合電路所構(gòu)成。該P(yáng)WM信號(hào)具有至少一開(kāi)啟時(shí)間和至少一關(guān)閉時(shí)間，該關(guān)閉時(shí)間是選自工作周期 為10%至90%的區(qū)間內(nèi)任一點(diǎn)。該P(yáng)LL電路(531)是連接于該整流器(51)，是感測(cè)該脈沖直流電壓的頻率和電壓 值，并產(chǎn)生一與該脈沖直流電壓相位鎖定的時(shí)鐘信號(hào)。該工作周期選擇器(532)是連接于該P(yáng)LL電路(531)和該驅(qū)動(dòng)器(52)，可接收由 該P(yáng)LL電路(531)產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)，并且產(chǎn)生與該時(shí)鐘信號(hào)同步的至少二 PWM信號(hào)，以對(duì)應(yīng) 開(kāi)啟或關(guān)閉該驅(qū)動(dòng)器(52)。因此，該P(yáng)WM信號(hào)所設(shè)定的的工作周期可藉以依據(jù)由該P(yáng)LL電路(531)對(duì)應(yīng)產(chǎn) 生的交流電壓所產(chǎn)生的倍頻的時(shí)鐘信號(hào)來(lái)進(jìn)行邏輯性的加成組合來(lái)進(jìn)行切分運(yùn)算，舉例 來(lái)說(shuō)，若一 PWM信號(hào)的頻率是該脈沖直流電壓頻率的八倍(即480Hz)，該工作周期選擇 器(532)可以產(chǎn)生百分比為12. 5,25,37. 5,50,67. 5,75,87. 5和100的工作周期(因?yàn)?(60/480) X 100%= 12.5%)，于此，該控制器(53)可以在任何時(shí)間點(diǎn)設(shè)定開(kāi)啟或關(guān)閉該驅(qū) 動(dòng)器(52)的時(shí)間。該控制器(53)可以在該脈沖直流電壓的波形位于0和180度附近位置將所有驅(qū) 動(dòng)器(52)關(guān)閉，在波形位于90和270度附近位置時(shí)將所有驅(qū)動(dòng)器(52)開(kāi)啟，或于其他的 角度開(kāi)啟至少一驅(qū)動(dòng)器(52)，藉此可以調(diào)整通過(guò)該照明裝置的電流使其更加符合該脈沖直 流電壓的波形，來(lái)達(dá)到改善功率因數(shù)的效果。另外，該控制器(53)可分別控制各驅(qū)動(dòng)器(52)的開(kāi)啟時(shí)間比例，以降低各別燈管 的功率和所產(chǎn)生的熱量。該控制器(53)亦可在該脈沖直流電壓其波形于0和180度附近 位置時(shí)關(guān)閉該燈管(50)，再逐一開(kāi)啟各燈管(50)，來(lái)讓電流波形會(huì)更趨近該脈沖直流電壓 的波形，以改善功率因數(shù)。請(qǐng)參考圖5及圖9所示，在一實(shí)施例中，本發(fā)明的照明設(shè)備另可包括有一改良型控 制器(54)，可改良該P(yáng)LL電路(531)于相位鎖定前，該工作周期選擇器(532)所產(chǎn)生的PWM 信號(hào)可能無(wú)法精準(zhǔn)地設(shè)定適當(dāng)工作周期的問(wèn)題，在本實(shí)施例中，該P(yáng)LL電路(531)是連接 于該改良型控制器(54)，該改良型控制器(54)包括有一電壓檢測(cè)單元(541)、一存儲(chǔ)單元 (542)及一計(jì)數(shù)單元(543)。該電壓檢測(cè)單元(541)，是連結(jié)于該整流器(51)，該電壓檢測(cè)單元(541)根據(jù)該脈 沖直流電壓對(duì)應(yīng)產(chǎn)生一時(shí)鐘信號(hào)至該P(yáng)LL電路(531)，以作為該P(yáng)LL電路(531)的參考信號(hào) (reference signal)。
該存儲(chǔ)單元(542)儲(chǔ)存有開(kāi)啟或關(guān)閉該驅(qū)動(dòng)器(52)的時(shí)間表，該時(shí)間表包括有復(fù) 數(shù)個(gè)開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)間，并對(duì)應(yīng)該脈沖直流電壓的一周期時(shí)間，其中，該存儲(chǔ)單元(542)為一 只讀存儲(chǔ)器。該計(jì)數(shù)單元(543)是連結(jié)于該驅(qū)動(dòng)器(52)、該P(yáng)LL電路(531)、該電壓檢測(cè)單元
(541)及該存儲(chǔ)單元(542)。該計(jì)數(shù)單元(543)依序讀取儲(chǔ)存于該存儲(chǔ)單元(542)的時(shí)間 表，令該存儲(chǔ)單元(542)對(duì)應(yīng)產(chǎn)生至少二 PWM信號(hào)，以控制該驅(qū)動(dòng)器(52)開(kāi)啟或關(guān)閉時(shí)間， 并根據(jù)該電壓檢測(cè)單元(541)，當(dāng)該脈沖直流電壓為0度或180度時(shí)，重新讀取該存儲(chǔ)單元
(542)中的時(shí)間表，以重置該至少二PWM信號(hào)。請(qǐng)參考圖6和圖7所示，是說(shuō)明本發(fā)明的照明設(shè)備包括有三組WLED燈束(55)，該 等WLED燈束(55)皆各自具有不相同的工作周期，并且經(jīng)調(diào)變電流波形后，確實(shí)達(dá)到改善功 率因數(shù)，另外由于開(kāi)啟時(shí)間變短，亦達(dá)到較佳的散熱效果。請(qǐng)參考圖5所示，該控制器(53)是分別開(kāi)啟或關(guān)閉該驅(qū)動(dòng)器(52)具有不同顏色 或色溫的燈管(50)，藉以調(diào)整具有不同顏色或色溫的各燈管(50)的工作周期，來(lái)達(dá)到特定 的燈光顏色或是色溫。該照明裝置更包括有一環(huán)境感測(cè)器和一接收器，該環(huán)境感測(cè)器是連接于該控制器 (53)，可感測(cè)局部的環(huán)境信息，并且具有一回饋回路以請(qǐng)求該控制器(53)自動(dòng)調(diào)整個(gè)別燈 管(50)的工作周期，該局部的環(huán)境信息包括有入射光源、聲音或溫度；該接收器是連接于 該控制器(53)，可接受由一外部控制單元傳送的一無(wú)線信號(hào)，以便對(duì)于該控制器(53)進(jìn)行 遠(yuǎn)端控制并調(diào)整各燈管(50)的工作周期，該無(wú)線信號(hào)是一射頻(radio frequency, RF)信 號(hào)或一紅外線(infrared，IR)信號(hào)。此外，上述的至少二燈管(50)亦可為一螺旋式CCFL，其等交錯(cuò)設(shè)置于一燈座上， 該燈座是一連結(jié)于一電源的愛(ài)迪生燈座，該整流器(51)、該至少二驅(qū)動(dòng)器(52)和該控制器 (53)則更可進(jìn)一步的整合為一設(shè)置于該燈座的電子模塊。實(shí)施例四請(qǐng)參考圖8所示，是說(shuō)明將本發(fā)明的照明裝置的另一實(shí)施例，本實(shí)施例是包括有 一螺旋狀的第一 CCFL(SO)及一與該第一 CCFL(SO)并聯(lián)平行交錯(cuò)排列且為螺旋狀的第二 CCFL (81)，當(dāng)該第一 CCFL (80)的色溫為6000K，而第二 CCFL (81)的色溫為3000K時(shí)，若調(diào)整 該第一 CCFL(SO)和該第二 CCFL(Sl)的工作周期分別為50%時(shí)，便可將該多相位照明裝置 的色溫調(diào)整為4500K。另外藉以適當(dāng)?shù)脑O(shè)定工作周期，可以調(diào)節(jié)通過(guò)該照明裝置的電流波形與該脈沖直 流電壓的波形一致，以達(dá)到提升功率因數(shù)和完成混色的目的。
10
權(quán)利要求
一種功率改善方法，是用于改善一具有至少二負(fù)載的電子裝置的功率因數(shù)，其包括有下列步驟整流步驟是將一交流電壓整流為一脈沖直流電壓；同步化步驟將一時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)與該脈沖直流電壓同步化，其中該時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)是相位鎖定于該脈沖直流電壓；設(shè)定步驟是在該脈沖直流電壓中的一脈沖周期中，根據(jù)該時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)設(shè)定至少二時(shí)鐘信號(hào)，各時(shí)鐘信號(hào)具有至少一上升時(shí)間和至少一下落時(shí)間，該上升時(shí)間及該下落時(shí)間形成一脈沖期間；及開(kāi)啟或關(guān)閉步驟是根據(jù)該對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)的上升時(shí)間和下落時(shí)間對(duì)應(yīng)開(kāi)啟或關(guān)閉該至少二負(fù)載。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該脈沖期間于該脈沖直流電壓是以對(duì)稱分布。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該脈沖期間于該脈沖直流電壓是以非對(duì)稱 分布。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該開(kāi)啟或關(guān)閉步驟中是在該脈沖直流電壓 的一周期為0或180度的附近位置時(shí)關(guān)閉該負(fù)載，在波形為90或270度的附近位置時(shí)開(kāi)啟 該負(fù)載，或是在波形在其他角度的位置時(shí)至少開(kāi)啟一次該負(fù)載。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該負(fù)載是一冷陰極射線管、一外部電極螢光 燈管、一納米碳燈管、一發(fā)光二極管燈管或一有機(jī)發(fā)光二極管燈管。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該一負(fù)載是與另一負(fù)載施以不同的電源。
7.一種照明裝置，其特征在于，包括有至少二燈管；一整流器，是與一外部交流電源連接，是將一交流電壓整流為一脈沖直流電壓；至少二驅(qū)動(dòng)器，是分別連接至該些燈管，是提供該些燈管運(yùn)作的電流；一控制器，是連接該整流器和該驅(qū)動(dòng)器，產(chǎn)生一與該脈沖直流電壓同步的脈沖寬度調(diào) 變PWM信號(hào)，以開(kāi)啟或關(guān)閉該驅(qū)動(dòng)器一段時(shí)間。
8.如權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于，該燈管是一冷陰極射線管、一外部電極 螢光燈管、一納米碳燈管、一發(fā)光二極管燈管或一有機(jī)發(fā)光二極管燈管。
9.如權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于，該P(yáng)WM信號(hào)具有至少一開(kāi)啟時(shí)間和至少 一關(guān)閉時(shí)間，該開(kāi)啟時(shí)間和該關(guān)閉時(shí)間是對(duì)應(yīng)于工作周期的百分比。
10.如權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于，該控制器包括有一鎖相回路PLL電路，是連接于該整流器，其感測(cè)該脈沖直流電壓的頻率和電壓值，并 根據(jù)該脈沖直流電壓產(chǎn)生一與脈沖直流電壓相位鎖定的時(shí)鐘信號(hào)；及一工作周期選擇器，是連接于該P(yáng)LL電路和該驅(qū)動(dòng)器，其接收由該P(yáng)LL電路產(chǎn)生的時(shí)鐘 信號(hào)并且產(chǎn)生與該時(shí)鐘信號(hào)同步的至少二 PWM信號(hào)，該P(yáng)WM信號(hào)開(kāi)啟或關(guān)閉該驅(qū)動(dòng)器，其中 該P(yáng)WM信號(hào)的工作周期依據(jù)由該P(yáng)LL電路產(chǎn)生的交流電壓進(jìn)行邏輯性的加成組合來(lái)進(jìn)行切 分。
11.如權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于，該控制器是在該脈沖直流電壓為0和 180度附近位置時(shí)開(kāi)啟所有驅(qū)動(dòng)器、在波形位置為90和270度附近位置時(shí)關(guān)閉所有驅(qū)動(dòng)器、或是在波形位置在任一角度位置開(kāi)啟至少一驅(qū)動(dòng)器。
12.如權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于，該燈管具有不同顏色或色溫。
13.如權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于，該照明裝置更包括有一環(huán)境感測(cè)器， 是連接于該控制器，感測(cè)局部的環(huán)境信息，并且具有一回饋回路以請(qǐng)求該控制器自動(dòng)調(diào)整 個(gè)別燈管的工作周期。
14.如權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于，該照明裝置更包括有一接收器，是連 接于該控制器，接受由一外部控制單位傳送的一無(wú)線信號(hào)，以便對(duì)于該控制器進(jìn)行遠(yuǎn)端控 制并調(diào)整各燈管的工作周期。
15.如權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于，該控制器是于一鎖相回路電路相位鎖 定前，根據(jù)一預(yù)定規(guī)則輸出至少二 PWM信號(hào)，另于該鎖相回路電路相位鎖定后，根據(jù)一預(yù)定 規(guī)則輸出至少二 PWM信號(hào)，以對(duì)應(yīng)該開(kāi)啟或關(guān)閉該照明裝置的驅(qū)動(dòng)器。
16.如權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于，該控制器是包括有一鎖相回路電路，是連接于該整流器，其感測(cè)該脈沖直流電壓的頻率和電壓值，并根據(jù) 該脈沖直流電壓產(chǎn)生一與脈沖直流電壓相位鎖定的時(shí)鐘信號(hào)；一電壓檢測(cè)單元，是連結(jié)于該整流器，該電壓檢測(cè)單元根據(jù)該脈沖直流電壓對(duì)應(yīng)產(chǎn)生 一時(shí)鐘信號(hào)至該鎖相回路電路，以作為鎖相回路電路的參考信號(hào)reference signal ；一存儲(chǔ)單元，儲(chǔ)存有開(kāi)啟或關(guān)閉該驅(qū)動(dòng)器的時(shí)間表，該時(shí)間表包括有復(fù)數(shù)個(gè)開(kāi)啟和關(guān) 閉時(shí)間點(diǎn)，并對(duì)應(yīng)該脈沖直流電壓的一周期時(shí)間；及一計(jì)數(shù)單元，是連結(jié)于該驅(qū)動(dòng)器、該鎖相回路電路電路、該電壓檢測(cè)單元及該存儲(chǔ)單 元，其依序讀取儲(chǔ)存于該存儲(chǔ)單元的時(shí)間表，令該存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)產(chǎn)生至少二 PWM信號(hào)，以控 制該驅(qū)動(dòng)器開(kāi)啟或關(guān)閉的時(shí)間，并根據(jù)該電壓檢測(cè)單元，當(dāng)該脈沖直流電壓為0度或180度 時(shí)，重新讀取該存儲(chǔ)單元中的時(shí)間表，以重置該至少二 PWM信號(hào)。
17.一種應(yīng)用功率改善方法的照明裝置，其特征在于，其包括有至少二交互排列的燈管；及一電子模塊，是連接于該些燈管及一外部交流電源，該電子模塊產(chǎn)生一 PWM信號(hào)并且 在不同的工作周期時(shí)分別驅(qū)動(dòng)該些燈管，其中，該外部交流電源是提供一交流電壓；其中，該P(yáng)WM信號(hào)是與該交流電源相位鎖定。
全文摘要
本發(fā)明是一種功率改善方法及其照明裝置，特別是指一種可以選擇性進(jìn)行開(kāi)啟或關(guān)閉，以使得電流波形得以適當(dāng)遵循電壓波形的功率改善方法及其照明裝置，在選擇性進(jìn)行開(kāi)啟或關(guān)閉的方式調(diào)變工作周期，藉以達(dá)到改善功率因數(shù)、提升散熱效果和進(jìn)行混色的目的，本發(fā)明的方法可應(yīng)用于一電子裝置，該方法包括有一整流步驟、一同步化步驟、一設(shè)定步驟及一開(kāi)啟或關(guān)閉步驟，該電子裝置包括有至少二負(fù)載、一整流器、至少二驅(qū)動(dòng)器和一控制器。
文檔編號(hào)H05B41/36GK101932172SQ20101021003
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月22日
發(fā)明者理察·藍(lán)德立·葛瑞, 蔡博名 申請(qǐng)人:理察·藍(lán)德立·葛瑞