CN107071957A - 基于编码信号的led调光装置及*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于编码信号的LED调光装置及***,其中基于编码信号的LED调光装置包括:AC‑DC稳压电路、编码输入转换电路、PWM信号处理电路及受控调光电路;AC‑DC稳压电路的输入端用于接入市电,AC‑DC稳压电路的第一输出端连接编码输入转换电路的第一电源端,AC‑DC稳压电路的第二输出端连接PWM信号处理电路的第二电源端,AC‑DC稳压电路的第三输出端连接受控调光电路的输入端;编码输入转换电路的输入端用于连接编码发送装置,编码输入转换电路的输出端连接PWM信号处理电路的输入端;PWM信号处理电路的输出端连接受控调光电路的控制端,受控调光电路的输出端用于连接LED灯具。上述LED调光装置及***,能够保证LED灯具的光通量,而且相对传统调光电源,能够减小体积和成本。
Description
技术领域
本发明涉及调光技术领域,特别是涉及一种基于编码信号的LED调光装置及采用该LED调光装置的LED调光***。
背景技术
随着LED在照明、通讯和传感技术等各个领域的发展,基于LED照明光源的可见光通讯(visible light communication,VLC)技术由于能够同时用于照明和通讯,并且具有覆盖范围广、节能降耗、健康安全、定向辐射、布设简单、成本低廉、电磁兼容性良好等突出优点,在室内定位领域具有良好的应用前景。目前,基于LED可见光的室内定位技术需要多个LED灯具作为定位节点,每个LED灯具都需要不同的ID,利用光学传感器技术检测出具有PWM信号的LED灯具ID。
普遍使用的PWM调光通常使用如下两种方式:
一种方式是直接将PWM信号加到控制电路的控制端,此时LED驱动器的输出电流也是PWM型的,即LED灯珠会在高频下亮灭,根据不同的占空比来调整平均亮度。这种方式能够用于VLC技术的室内定位,然而,由于照明灯具通常需要一定的光通量,需要LED灯珠在亮的状态时具有较大的电流,因此需要较高功率的驱动器和较大额定电流的LED灯珠,这将会增加产品的体积和成本。
另一种方式是将PWM信号通过滤波电路转换成直流电压信号传递到控制电路的控制端。这种方式由于PWM信号已经滤波为直流电压控制信号,LED驱动器的输出电流为直流电流,因此不适合用于VLC技术的室内定位。
发明内容
基于此,有必要提供一种基于编码信号的LED调光装置及***,能够保证LED灯具的光通量,而且相对传统调光电源,能够减小体积和成本。
一种基于编码信号的LED调光装置,其包括AC-DC稳压电路、编码输入转换电路、PWM信号处理电路及受控调光电路;
所述AC-DC稳压电路的输入端用于接入市电,所述AC-DC稳压电路的第一输出端连接所述编码输入转换电路的第一电源端,所述AC-DC稳压电路的第二输出端连接所述PWM信号处理电路的第二电源端,所述AC-DC稳压电路的第三输出端连接所述受控调光电路的输入端;
所述编码输入转换电路的输入端用于连接编码发送装置,所述编码输入转换电路的输出端连接所述PWM信号处理电路的输入端;
所述PWM信号处理电路的输出端连接所述受控调光电路的控制端,所述受控调光电路的输出端用于连接LED灯具。
在其中一个实施例中,所述编码输入转换电路包括编码输入子电路、单片机芯片U5、晶振Y1、电容C24、电容C25、电容C26及电容C27;
所述编码输入子电路的输入端用于连接编码发送装置,所述编码输入子电路的输出端连接所述单片机芯片U5的信号输入引脚;
所述单片机芯片U5的片内振荡电路输入引脚和所述单片机芯片U5的片内振荡电路输出引脚分别连接所述晶振Y1的两端,所述单片机芯片U5的片内振荡电路输入引脚还通过所述电容C26接地,所述单片机芯片U5的片内振荡电路输出引脚还通过所述电容C27接地,所述单片机芯片U5的电源输入引脚连接所述AC-DC稳压电路的第一输出端,所述单片机芯片U5的电源输入引脚还用于通过所述电容C24接地,所述单片机芯片U5的复位引脚用于通过所述电容C25接地,所述单片机芯片U5的第一输出引脚连接所述PWM信号处理电路的第一输入端,所述单片机芯片U5的第二输出引脚连接所述PWM信号处理电路的第二输入端。
在其中一个实施例中,所述编码输入子电路包括通讯连接座J3,所述通讯连接座J3的电源引脚连接所述AC-DC稳压电路的第一输出端,所述通讯连接座J3的两个输出引脚分别连接所述单片机芯片U5的两个信号输入引脚。
在其中一个实施例中,所述编码输入子电路包括无线通讯模块J4、按键SW1、发光二极管LED1及电阻R46;
所述无线通讯模块J4的电源引脚连接所述AC-DC稳压电路的第一输出端,所述无线通讯模块J4的第一输入引脚连接所述发光二极管LED1的阴极,所述发光二极管LED1的阳极通过所述电阻R46连接所述AC-DC稳压电路的第一输出端,所述无线通讯模块J4的第二输入引脚连接所述按键SW1的一端,所述按键SW1的另一端用于接地,所述无线通讯模块J4的两个输出引脚分别连接所述单片机芯片U5的两个信号输入引脚。
在其中一个实施例中,所述PWM信号处理电路包括电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电容C12、电容C12及MOS管Q4;
所述MOS管Q4的栅极连接所述编码输入转换电路的第一输出端,所述MOS管Q4的栅极还通过所述电阻R37连接所述AC-DC稳压电路的第二输出端,所述MOS管Q4的栅极还用于通过所述电阻R38接地,所述MOS管Q4的漏极依次通过串联的所述电阻R36、所述电阻R34及所述电阻R32连接所述AC-DC稳压电路的第二输出端,所述MOS管Q4的源极用于接地;
所述电阻R35的一端连接所述电阻R36和所述电阻R34之间的连接节点,所述电阻R35的另一端用于接地;
所述电容C12的一端通过所述电阻R33连接所述编码输入转换电路的第二输出端,所述电容C12的一端还连接所述电阻R34和所述电阻R32之间的连接节点,所述电容C12的另一端用于接地;
所述电阻R34与所述电阻R36之间的连接节点作为所述PWM信号处理电路的输出端,连接所述受控调光电路的控制端。
在其中一个实施例中,所述受控调光电路包括恒流芯片U2、MOS管Q5、采样电阻RS、电阻R22、电阻R30、电阻R33、电阻R331、电容C10、电容C11、电容C13、共模电感L4、电感L5、二极管D7;
所述恒流芯片U2的输入引脚连接所述AC-DC稳压电路的第三输出端,所述恒流芯片U2的输入引脚还连接所述二极管D7的阴极,所述恒流芯片U2的电源引脚通过所述电容C11接地,所述恒流芯片U2的控制引脚连接所述PWM信号处理电路的输出端,所述恒流芯片U2的电流采样引脚通过所述采样电阻RS连接所述AC-DC稳压电路的第三输出端,所述恒流芯片U2的电流采样引脚还分别连接所述电容C13第一端和所述共模电感L4的第一输入端,所述恒流芯片U2的输出引脚通过所述电阻R30分别连接所述电阻R31第一端和所述MOS管Q5的栅极;
所述电阻R31第二端和所述MOS管Q5的源极分别用于接地,所述MOS管Q5的漏极通过所述电感L5分别连接所述二极管D7的阳极、所述电容C13第二端和所述共模电感L4的第二输入端;
所述电阻R22的两端分别连接所述共模电感L4的第一输出端和所述共模电感L4的第二输出端,所述电容C10与所述电阻R22并联;
所述共模电感L4的第一输出端和所述共模电感L4的第二输出端分别作为所述受控调光电路的两个输出端,用于连接LED灯具。
在其中一个实施例中,所述AC-DC稳压电路包括输入滤波整流子电路、变压器子电路、电源开关子电路、芯片供电子电路、第一输出子电路及第二输出子电路,所述变压器子电路包括初级绕组、第一次级绕组、第二次级绕组及第三次级绕组;
所述输入滤波整流子电路的输入端用于接入市电,所述输入滤波整流子电路的输出端分别连接所述初级绕组的第一端和所述电源开关子电路的第三电源端;
所述电源开关子电路的输出端连接所述初级绕组的第二端;
所述第一次级绕组的第一端连接所述第一输出子电路的输入端,所述第一初级绕组的第二端用于接地,所述第一输出子电路的第一输出端连接所述编码输入转换电路的第一电源端,所述第一输出子电路的第二输出端连接所述PWM信号处理电路的第二电源端;
所述第二次级绕组的第一端通过所述芯片供电子电路连接所述第三电源端,所述第二初级绕组的第二端用于接地;
所述第三次级绕组的第一端连接所述第二输出子电路的输入端,所述第三次级绕组的第二端用于接地,所述第二输出子电路的输出端连接所述受控调光电路的输入端。
在其中一个实施例中,所述第一输出子电路包括稳压芯片U6、二极管D6、稳压二极管ZD2、三极管Q3、电阻R19、电容EC2、并联的电容C9和电容C20及并联的电容C21和电容C22;
所述二极管D6的阳极连接所述第一次级绕组的第一端,所述二极管D6的阴极通过所述电阻R20分别连接所述电容EC2的第一端和所述三极管Q3的集电极,所述三极管Q3的发射极连接所述稳压芯片U6的第二输出引脚,所述三极管Q3的基极通过所述电阻R19连接所述电容EC2的第一端,所述三极管Q3的基极还连接所述,所述稳压二极管ZD2的阳极和所述电容EC2的第二端分别用于接地;
所述并联的电容C9和电容C20一端连接所述稳压芯片U6的第二输出引脚,所述并联的电容C9和电容C20另一端用于接地;
所述并联的电容C21和电容C22一端连接所述稳压芯片U6的第一输出引脚,所述并联的电容C21和电容C22另一端用于接地;
所述稳压芯片U6的第一输出引脚为所述第一输出子电路的第一输出端;所述稳压芯片U6的第二输出引脚为所述第一输出子电路的第二输出端。
在其中一个实施例中,所述第二输出子电路包括二极管D5、串联的电阻R21和电容C4,以及并联的电容EC3和电容EC4;
所述串联的电阻R21和电容C4与所述二极管D5并联,所述二极管D5的阳极连接所述第三次级绕组的第一端,所述二极管D5的阴极连接所述并联的电容EC3和电容EC4一端,所述并联的电容EC3和电容EC4另一端用于接地,所述二极管D5的阴极作为所述第二输出子电路的输出端,还连接所述受控调光电路的输入端。
一种基于编码信号的LED调光***,其包括LED灯具及如上述任一项所述的LED调光装置,其中所述LED灯具与所述LED调光装置的受控调光电路的输出端连接。
上述LED调光装置及***,通过编码输入转换电路将外部编码信号转换为PWM信号,根据PWM信号输出电流对LED光源进行调光,使得LED光源能作为定位节点,应用于VLC技术。由于将外部编码信号转换为占空比可调的PWM信号,从而能够通过调节占空比来提高输出电流,以保证LED灯具的光通量;由于无需另外设置高功率的驱动器,从而相对传统调光电源,能够减小体积和成本。因此,上述LED调光装置,能够在保持相同等光通量的情况下有效减小电源的体积和成本。
附图说明
图1为本发明一实施例的基于编码信号的LED调光装置的结构示意图;
图2a为本发明一实施例的基于编码信号的LED调光装置的电路图;
图2b为本发明另一实施例的基于编码信号的LED调光装置的电路图;
图3为本发明另一实施例的基于编码信号的LED调光装置的结构示意图;
图4为本发明一实施例的内部编码信号PWM_code的波形图;
图5为本发明一实施例的PWM调光信号PWM_dim及调光基准电压DIM_ref的波形图;
图6为本发明一实施例的控制信号DIM的波形图;
图7为本发明一实施例的恒流芯片U2的输出电流波形图;
图8为本发明一实施例的基于编码信号的LED调光***的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
例如,一种基于编码信号的LED调光装置,其包括AC(Alternating current,交流电)-DC(Direct current,直流电)稳压电路、编码输入转换电路、PWM(Pulse WidthModulation,脉冲宽度调制)信号处理电路及受控调光电路;其中,AC-DC稳压电路的输入端用于接入市电,AC-DC稳压电路的第一输出端连接编码输入转换电路的第一电源端,AC-DC稳压电路的第二输出端连接PWM信号处理电路的第二电源端,AC-DC稳压电路的第三输出端连接受控调光电路的输入端;编码输入转换电路的输入端用于连接编码发送装置,编码输入转换电路的输出端连接PWM信号处理电路的输入端;PWM信号处理电路的输出端连接受控调光电路的控制端,受控调光电路的输出端用于连接LED灯具,例如,受控调光电路的两个输出端分别用于连接LED灯具的正极和负极。
请参阅图1,其为本发明一实施例的基于编码信号的LED调光装置100的结构示意图。如图1所示,所述LED调光装置包括AC-DC稳压电路110、编码输入转换电路120、PWM信号处理电路130及受控调光电路140,其中,AC-DC稳压电路的输入端用于接入市电,AC-DC稳压电路的第一输出端连接编码输入转换电路的第一电源端,AC-DC稳压电路的第二输出端连接PWM信号处理电路的第二电源端,AC-DC稳压电路的第三输出端连接受控调光电路的输入端;编码输入转换电路的输入端用于连接编码发送装置,编码输入转换电路的输出端连接PWM信号处理电路的输入端;PWM信号处理电路的输出端连接受控调光电路的控制端,受控调光电路的输出端用于连接LED灯具,例如,受控调光电路的两个输出端分别用于连接LED灯具的正极和负极。
在本实施例中,AC-DC稳压电路对接入的交流市电进行整流、电压转换及稳压处理,得到至少三路稳定的直流电压输出,该至少三路稳定的直流电压分别为编码输入转换电路、PWM信号处理电路及受控调光电路供电。
编码输入转换电路用于获取外部编码信号,将外部编码信号解码转换为内部编码信号和PWM调光信号,并将内部编码信号和PWM调光信号输出至PWM信号处理电路。其中,编码输入转换电路通过通讯连接座或无线通讯模块接收外部的编码发送装置所发送的外部编码信号。例如,外部的编码发送装置为上位机。
作为一种实施方式,编码输入转换电路包括单片机芯片,通过单片机芯片将外部编码信号解码转换为内部编码信号和PWM调光信号。例如,该PWM调光信号为占空比可调的PWM信号。
PWM信号处理电路根据内部编码信号和PWM调光信号调节其输出的控制信号电压值,并将该控制信号发送至受控调光电路,受控调光电路根据该控制信号的电压值对LED灯具进行调光。例如,控调光电路根据该控制信号的电压值调整其输出的电流值,以对LED灯具进行调光。
上述LED调光装置,通过编码输入转换电路将外部编码信号转换为PWM信号,根据PWM信号输出电流对LED光源进行调光,使得LED光源能作为定位节点,应用于VLC技术。由于将外部编码信号转换为占空比可调的PWM信号,从而能够通过调节占空比来提高输出电流,以保证LED灯具的光通量;由于无需另外设置高功率的驱动器,从而相对传统调光电源,能够减小体积和成本。因此,上述LED调光装置,能够在保持相同等光通量的情况下有效减小电源的体积和成本。
请一并参阅图2a及图2b,其中图2a为一实施例的AC-DC稳压电路的电路图,图2b为一实施例的编码输入转换电路、PWM信号处理电路及受控调光电路的电路图。
在其中一个实施例中,如图2b所示,编码输入转换电路120包括编码输入子电路121、单片机芯片U5、晶振Y1、电容C24、电容C25、电容C26及电容C27;其中编码输入子电路的输入端用于连接编码发送装置,编码输入子电路的输出端连接单片机芯片U5的信号输入引脚;单片机芯片U5的片内振荡电路输入引脚和单片机芯片U5的片内振荡电路输出引脚分别连接晶振Y1的两端,单片机芯片U5的片内振荡电路输入引脚还通过电容C26接地,单片机芯片U5的片内振荡电路输出引脚还通过电容C27接地,单片机芯片U5的电源输入引脚连接AC-DC稳压电路的第一输出端,单片机芯片U5的电源输入引脚还用于通过电容C24接地,单片机芯片U5的复位引脚用于通过电容C25接地,单片机芯片U5的第一输出引脚连接PWM信号处理电路的第一输入端,单片机芯片U5的第二输出引脚连接PWM信号处理电路的第二输入端。
其中,电容C26、电容C27和晶振Y1构成单片机芯片U5的振荡电路,该振荡电路结合单片机芯片U5内部的电路产生单片机芯片U5所需的时钟频率。电容C25和电容C24分别用于滤波。
具体地,单片机芯片U5将外部编码信号编码转换为内部编码信号PWM_code和PWM调光信号PWM_dim,单片机芯片U5的第一输出引脚将内部编码信号PWM_code发送至PWM信号处理电路的第一输入端,单片机芯片U5的第二输出引脚将PWM调光信号PWM_dim发送至PWM信号处理电路的第二输入端。其中,内部编码信号PWM_code由多个不同周期的方波信号按设定的要求排序得到。例如,如图4所示,内部编码信号PWM_code由周期分别为t0、t1、t2、t3等多个方波信号顺序排列得到,其中t0表示代码0,t1表示代码1,t2表示代码2,t3表示代码3,由于每个代码的周期不同,各个代码根据预设位数的一种排列组合可构成一个ID(identification,身份标识),例如上述4个代码构成的其中一个7位的ID为[0,1,3,1,0,3,2]。其中,当预设位数为N、代码个数为M时,可构成N的M次方个N位ID,例如上述4个代码可构成7的4次方共2401个ID。
其中,外部编码信号从外部编码发送装置获取得到。例如,编码输入子电路121包括通讯连接模块121a及无线通讯模块121b中至少一种,由通讯连接座121a接收上位机等外部编码发送装置传输的外部编码信号,或者由无线通讯模块121b接收上位机等外部编码发送装置通过无线方式发送的外部编码信号。
例如,如图2b所示,编码输入子电路包括通讯连接座J3,通讯连接座J3的电源引脚连接AC-DC稳压电路的第一输出端,通讯连接座J3的两个输出引脚分别连接单片机芯片U5的两个信号输入引脚。又如,通讯连接座J3通过UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用异步收发器)协议将外部编码信号发送给单片机芯片U5。又如,外部编码信号包括UART_RX信号和UART_TX信号,单片机芯片U5包括至少两个信号输入引脚,UART_RX信号和UART_TX信号分别输入至单片机芯片U5中不同的两个信号输入引脚。
又如,如图2b所示,编码输入子电路包括无线通讯模块J4、按键SW1、发光二极管LED1及电阻R46;无线通讯模块J4的电源引脚8连接AC-DC稳压电路的第一输出端,无线通讯模块J4的第一输入引脚4连接发光二极管LED1的阴极,发光二极管LED1的阳极通过电阻R46连接AC-DC稳压电路的第一输出端,无线通讯模块J4的第二输入引脚3连接按键SW1的一端,按键SW1的另一端用于接地,无线通讯模块J4的两个输出引脚6和7分别连接单片机芯片U5的两个信号输入引脚。当按键SW1被按下时,无线通讯模块J4启动,接收上位机等编码发送装置发送的外部编码信号,该外部编码信号包括UART_RX信号和UART_TX信号,无线通讯模块J4通过输出引脚6和输出引脚7,分别向单片机芯片U5的两个信号输入引脚发送该UART_RX信号和UART_TX信号。
其中,发光二极管LED1用于指示无线通讯模块J4的状态,例如,当无线通讯模块J4处于工作状态时,发光二极管LED1导通发光。
在其中一个实施例中,如图2b所示,PWM信号处理电路包括电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电容C12、电容C12及MOS管Q4;其中MOS管Q4的栅极作为所述PWM信号处理电路的第一输入端,连接编码输入转换电路的第一输出端,MOS管Q4的栅极还通过电阻R37连接AC-DC稳压电路的第二输出端,MOS管Q4的栅极还用于通过电阻R38接地,MOS管Q4的漏极依次通过串联的电阻R36、电阻R34及电阻R32连接AC-DC稳压电路的第二输出端,MOS管Q4的源极用于接地;电阻R35的一端连接电阻R36和电阻R34之间的连接节点,电阻R35的另一端用于接地;电容C12的一端通过电阻R33连接编码输入转换电路的第二输出端,电容C12的一端还连接电阻R34和电阻R32之间的连接节点,电容C12的另一端用于接地;电阻R34与电阻R36之间的连接节点作为PWM信号处理电路的输出端,连接受控调光电路的控制端。
本实施例中,编码输入转换电路的第一输出端输出内部编码信号PWM_code,编码输入转换电路的第二输出端输出PWM调光信号PWM_dim。其中,如图5所示,PWM调光信号PWM_dim经由电阻R33和电容C12组成的RC滤波电路滤波后,在电容C12两端形成调光基准电压DIM_ref,
该调光基准电压DIM_ref经R34、R35分压后决定输出电流的最大值。内部编码信号PWM_code传送到MOS管Q4的栅极,控制MOS管Q4的漏源极电压,当MOS管Q4截止时,PWM信号处理电路的输出端电压较高,输出高电平;当MOS管Q4导通时,电阻R36与电阻R35并联,PWM信号处理电路的输出端(即电阻R34、电阻R35、电阻R36三者之间的连接节点)的电压降低,输出低电平。如图6所示,PWM信号处理电路的输出端输出的控制信号DIM在高低电平之间切换,该控制信号DIM与内部编码信号PWM_code的周期和占空比对应。
其中,控制信号DIM在低电平时的电压值与电阻R36的阻值有关,通过调节电阻R36阻值,能够设置控制信号DIM低电平时的电压值,从而调整受控调光电路的输出电流。例如,通过调节电阻R36阻值,使得控制信号DIM为低电平时,受控调光电路的输出电流能够大于最大输出电流的50%,从而提高LED光源的光通量。
在其中一个实施例中,如图2b所示,受控调光电路包括恒流芯片U2、MOS管Q5、采样电阻RS、电阻R22、电阻R30、电阻R33、电阻R331、电容C10、电容C11、电容C13、共模电感L4、电感L5、二极管D7;其中恒流芯片U2的输入引脚连接AC-DC稳压电路的第三输出端,恒流芯片U2的输入引脚还连接二极管D7的阴极,恒流芯片U2的电源引脚通过电容C11接地,恒流芯片U2的控制引脚作为受控调光电路的控制端,连接PWM信号处理电路的输出端,恒流芯片U2的电流采样引脚通过采样电阻RS连接AC-DC稳压电路的第三输出端,恒流芯片U2的电流采样引脚还分别连接电容C13第一端和共模电感L4的第一输入端,恒流芯片U2的输出引脚通过电阻R30分别连接电阻R31第一端和MOS管Q5的栅极;电阻R31第二端和MOS管Q5的源极分别用于接地,MOS管Q5的漏极通过电感L5分别连接二极管D7的阳极、电容C13第二端和共模电感L4的第二输入端;电阻R22的两端分别连接共模电感L4的第一输出端和共模电感L4的第二输出端,电容C10与电阻R22并联;共模电感L4的第一输出端和共模电感L4的第二输出端分别作为受控调光电路的两个输出端,用于连接LED灯具。
恒流芯片U2根据其控制引脚(DIM脚)的电压输出相应大小的电流。即,当恒流芯片U2的DIM脚接收到编码转换后PWM信号处理电路输出的控制信号DIM的高低电平时,根据高低电平的电压值输出对应的电流。例如,当编码信号的代码序列为[0,1,3,1,0,3,2]时,恒流芯片U2输出如图7所示的电流波形。如图6所示,低电平时的电流可以设置为最大电流的0-70%,这样,即使在低电平时,仍然能够保持较高的输出电流,从而能够在保持相同等光通量的情况下有效减小电源的体积和成本。
在一个实施例中,如图3所示,AC-DC稳压电路110包括输入滤波整流子电路111、变压器子电路112、电源开关子电路113、芯片供电子电路114、第一输出子电路115及第二输出子电路116,其中变压器子电路包括初级绕组T1a、第一次级绕组T1b、第二次级绕组T1c及第三次级绕组T1d;输入滤波整流子电路的输入端用于接入市电,输入滤波整流子电路的输出端分别连接初级绕组的第一端和电源开关子电路的第三电源端;电源开关子电路的输出端连接初级绕组的第二端;第一次级绕组的第一端连接第一输出子电路的输入端,第一初级绕组的第二端用于接地,第一输出子电路的第一输出端连接编码输入转换电路的第一电源端,第一输出子电路的第二输出端连接PWM信号处理电路的第二电源端;第二次级绕组的第一端通过芯片供电子电路连接第三电源端,第二初级绕组的第二端用于接地;第三次级绕组的第一端连接第二输出子电路的输入端,第三次级绕组的第二端用于接地,第二输出子电路的输出端连接受控调光电路的输入端。其中,第二输出子电路的输出端即所述AC-DC稳压电路的第三输出端。可以理解,第一电源端、第二电源端与第三电源端是为了便于区分的名称,编码输入转换电路的第一电源端即为编码输入转换电路的电源端,PWM信号处理电路的第二电源端即为PWM信号处理电路的电源端,电源开关子电路的第三电源端即为电源开关子电路的电源端。
在本实施例中,电源开关子电路包括电源芯片U1和开关管Q1,在电源芯片U1启动前,输入滤波整流子电路111的输出端上的电压经分压后输出至电源芯片U1的电源引脚,为电源芯片U1供电以启动电源芯片U1。电源芯片U1启动后,第一次级绕组T1b、第二次级绕组T1c及第三次级绕组T1d分别感应到电压,由芯片供电子电路114对第二次级绕组T1c的感应电压进行处理,为电源芯片U1供电。其中,第一次级绕组T1b的感应电压经第一输出子电路处理后,分别为编码输入转换电路和PWM信号处理电路供电,第二次级绕组T1c的感应电压经芯片供电子电路处理后,为电源芯片U1供电。
在其中一个实施例中,如图2a所示,第一输出子电路包括稳压芯片U6、二极管D6、稳压二极管ZD2、三极管Q3、电阻R19、电容EC2、并联的电容C9和电容C20及并联的电容C21和电容C22;二极管D6的阳极作为所述第一输出子电路的输入端,连接第一次级绕组的第一端,二极管D6的阴极通过电阻R20分别连接电容EC2的第一端和三极管Q3的集电极,三极管Q3的发射极连接稳压芯片U6的第二输出引脚,三极管Q3的基极通过电阻R19连接电容EC2的第一端,三极管Q3的基极还连接,稳压二极管ZD2的阳极和电容EC2的第二端分别用于接地;并联的电容C9和电容C20一端连接稳压芯片U6的第二输出引脚,并联的电容C9和电容C20另一端用于接地;并联的电容C21和电容C22一端连接稳压芯片U6的第一输出引脚,并联的电容C21和电容C22另一端用于接地;稳压芯片U6的第一输出引脚为第一输出子电路的第一输出端;稳压芯片U6的第二输出引脚为第一输出子电路的第二输出端。例如,稳压芯片U6的第一输出引脚输出+3.3V的恒压,稳压芯片U6的第二输出引脚输出+12V的恒压。
在其中一个实施例中,第二输出子电路包括二极管D5、串联的电阻R21和电容C4,以及并联的电容EC3和电容EC4;其中串联的电阻R21和电容C4与二极管D5并联,二极管D5的阳极连接第三次级绕组的第一端,二极管D5的阴极连接并联的电容EC3和电容EC4一端,并联的电容EC3和电容EC4另一端用于接地,二极管D5的阴极作为第二输出子电路的输出端,还连接受控调光电路的输入端。
其中,二极管D5用于整流。例如,为了加强整流效果,二极管D5由至少两个正向并联的二极管组成。串联的电阻R21和电容C4,以及并联的电容EC3和电容EC4用于滤波,例如,为了加强滤波效果,电容EC3和电容EC4采用电解电容,其中电解电容EC3和EC4的正极分别连接二极管D5的阴极,电解电容EC3和EC4的负极分别用于接地。
本发明还公开了一种基于编码信号的LED调光***,如图8所示,该LED调光***包括LED灯具及如上述任一实施例所述的LED调光装置,其中LED灯具与LED调光装置连接。例如,LED灯具与LED调光装置的受控调光电路的输出端连接。
上述基于编码信号的LED调光***,由于将外部编码信号转换为占空比可调的PWM信号,从而能够通过调节占空比来提高输出电流,以保证LED灯具的光通量;由于无需另外设置高功率的驱动器,从而相对传统调光电源,能够减小体积和成本。因此,上述LED调光装置,能够在保持相同等光通量的情况下有效减小电源的体积和成本。
需要说明的是,以上实施例中,当一个元件被认为是“连接”另一个元件,可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在中间元件。相反,当元件为称作“直接”与另一元件连接时,不存在中间元件。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种基于编码信号的LED调光装置,其特征在于,包括AC-DC稳压电路、编码输入转换电路、PWM信号处理电路及受控调光电路;
所述AC-DC稳压电路的输入端用于接入市电,所述AC-DC稳压电路的第一输出端连接所述编码输入转换电路的第一电源端,所述AC-DC稳压电路的第二输出端连接所述PWM信号处理电路的第二电源端,所述AC-DC稳压电路的第三输出端连接所述受控调光电路的输入端;
所述编码输入转换电路的输入端用于连接编码发送装置,所述编码输入转换电路的输出端连接所述PWM信号处理电路的输入端;
所述PWM信号处理电路的输出端连接所述受控调光电路的控制端,所述受控调光电路的输出端用于连接LED灯具。
2.如权利要求1所述的LED调光装置,其特征在于,所述编码输入转换电路包括编码输入子电路、单片机芯片U5、晶振Y1、电容C24、电容C25、电容C26及电容C27;
所述编码输入子电路的输入端用于连接编码发送装置,所述编码输入子电路的输出端连接所述单片机芯片U5的信号输入引脚;
所述单片机芯片U5的片内振荡电路输入引脚和所述单片机芯片U5的片内振荡电路输出引脚分别连接所述晶振Y1的两端,所述单片机芯片U5的片内振荡电路输入引脚还通过所述电容C26接地,所述单片机芯片U5的片内振荡电路输出引脚还通过所述电容C27接地,所述单片机芯片U5的电源输入引脚连接所述AC-DC稳压电路的第一输出端,所述单片机芯片U5的电源输入引脚还用于通过所述电容C24接地,所述单片机芯片U5的复位引脚用于通过所述电容C25接地,所述单片机芯片U5的第一输出引脚连接所述PWM信号处理电路的第一输入端,所述单片机芯片U5的第二输出引脚连接所述PWM信号处理电路的第二输入端。
3.如权利要求2所述的LED调光装置,其特征在于,所述编码输入子电路包括通讯连接座J3,所述通讯连接座J3的电源引脚连接所述AC-DC稳压电路的第一输出端,所述通讯连接座J3的两个输出引脚分别连接所述单片机芯片U5的两个信号输入引脚。
4.如权利要求2所述的LED调光装置,其特征在于,所述编码输入子电路包括无线通讯模块J4、按键SW1、发光二极管LED1及电阻R46;
所述无线通讯模块J4的电源引脚连接所述AC-DC稳压电路的第一输出端,所述无线通讯模块J4的第一输入引脚连接所述发光二极管LED1的阴极,所述发光二极管LED1的阳极通过所述电阻R46连接所述AC-DC稳压电路的第一输出端,所述无线通讯模块J4的第二输入引脚连接所述按键SW1的一端,所述按键SW1的另一端用于接地,所述无线通讯模块J4的两个输出引脚分别连接所述单片机芯片U5的两个信号输入引脚。
5.如权利要求1所述的LED调光装置,其特征在于,所述PWM信号处理电路包括电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电容C12、电容C12及MOS管Q4;
所述MOS管Q4的栅极连接所述编码输入转换电路的第一输出端,所述MOS管Q4的栅极还通过所述电阻R37连接所述AC-DC稳压电路的第二输出端,所述MOS管Q4的栅极还用于通过所述电阻R38接地,所述MOS管Q4的漏极依次通过串联的所述电阻R36、所述电阻R34及所述电阻R32连接所述AC-DC稳压电路的第二输出端,所述MOS管Q4的源极用于接地;
所述电阻R35的一端连接所述电阻R36和所述电阻R34之间的连接节点,所述电阻R35的另一端用于接地;
所述电容C12的一端通过所述电阻R33连接所述编码输入转换电路的第二输出端,所述电容C12的一端还连接所述电阻R34和所述电阻R32之间的连接节点,所述电容C12的另一端用于接地;
所述电阻R34与所述电阻R36之间的连接节点作为所述PWM信号处理电路的输出端,连接所述受控调光电路的控制端。
6.如权利要求1所述的LED调光装置,其特征在于,所述受控调光电路包括恒流芯片U2、MOS管Q5、采样电阻RS、电阻R22、电阻R30、电阻R33、电阻R331、电容C10、电容C11、电容C13、共模电感L4、电感L5、二极管D7;
所述恒流芯片U2的输入引脚连接所述AC-DC稳压电路的第三输出端,所述恒流芯片U2的输入引脚还连接所述二极管D7的阴极,所述恒流芯片U2的电源引脚通过所述电容C11接地,所述恒流芯片U2的控制引脚连接所述PWM信号处理电路的输出端,所述恒流芯片U2的电流采样引脚通过所述采样电阻RS连接所述AC-DC稳压电路的第三输出端,所述恒流芯片U2的电流采样引脚还分别连接所述电容C13第一端和所述共模电感L4的第一输入端,所述恒流芯片U2的输出引脚通过所述电阻R30分别连接所述电阻R31第一端和所述MOS管Q5的栅极;
所述电阻R31第二端和所述MOS管Q5的源极分别用于接地,所述MOS管Q5的漏极通过所述电感L5分别连接所述二极管D7的阳极、所述电容C13第二端和所述共模电感L4的第二输入端;
所述电阻R22的两端分别连接所述共模电感L4的第一输出端和所述共模电感L4的第二输出端,所述电容C10与所述电阻R22并联;
所述共模电感L4的第一输出端和所述共模电感L4的第二输出端分别作为所述受控调光电路的两个输出端,用于连接LED灯具。
7.如权利要求1所述的LED调光装置,其特征在于,所述AC-DC稳压电路包括输入滤波整流子电路、变压器子电路、电源开关子电路、芯片供电子电路、第一输出子电路及第二输出子电路,所述变压器子电路包括初级绕组、第一次级绕组、第二次级绕组及第三次级绕组;
所述输入滤波整流子电路的输入端用于接入市电,所述输入滤波整流子电路的输出端分别连接所述初级绕组的第一端和所述电源开关子电路的第三电源端;
所述电源开关子电路的输出端连接所述初级绕组的第二端;
所述第一次级绕组的第一端连接所述第一输出子电路的输入端,所述第一初级绕组的第二端用于接地,所述第一输出子电路的第一输出端连接所述编码输入转换电路的第一电源端,所述第一输出子电路的第二输出端连接所述PWM信号处理电路的第二电源端;
所述第二次级绕组的第一端通过所述芯片供电子电路连接所述第三电源端,所述第二初级绕组的第二端用于接地;
所述第三次级绕组的第一端连接所述第二输出子电路的输入端,所述第三次级绕组的第二端用于接地,所述第二输出子电路的输出端连接所述受控调光电路的输入端。
8.如权利要求7所述的LED调光装置,其特征在于,所述第一输出子电路包括稳压芯片U6、二极管D6、稳压二极管ZD2、三极管Q3、电阻R19、电容EC2、并联的电容C9和电容C20及并联的电容C21和电容C22;
所述二极管D6的阳极连接所述第一次级绕组的第一端,所述二极管D6的阴极通过所述电阻R20分别连接所述电容EC2的第一端和所述三极管Q3的集电极,所述三极管Q3的发射极连接所述稳压芯片U6的第二输出引脚,所述三极管Q3的基极通过所述电阻R19连接所述电容EC2的第一端,所述三极管Q3的基极还连接所述,所述稳压二极管ZD2的阳极和所述电容EC2的第二端分别用于接地;
所述并联的电容C9和电容C20一端连接所述稳压芯片U6的第二输出引脚,所述并联的电容C9和电容C20另一端用于接地;
所述并联的电容C21和电容C22一端连接所述稳压芯片U6的第一输出引脚,所述并联的电容C21和电容C22另一端用于接地;
所述稳压芯片U6的第一输出引脚为所述第一输出子电路的第一输出端;所述稳压芯片U6的第二输出引脚为所述第一输出子电路的第二输出端。
9.如权利要求7所述的LED调光装置,其特征在于,所述第二输出子电路包括二极管D5、串联的电阻R21和电容C4,以及并联的电容EC3和电容EC4;
所述串联的电阻R21和电容C4与所述二极管D5并联,所述二极管D5的阳极连接所述第三次级绕组的第一端,所述二极管D5的阴极连接所述并联的电容EC3和电容EC4一端,所述并联的电容EC3和电容EC4另一端用于接地,所述二极管D5的阴极作为所述第二输出子电路的输出端,还连接所述受控调光电路的输入端。
10.一种基于编码信号的LED调光***,其特征在于,包括LED灯具及如权利要求1至9中任一项所述的LED调光装置,其中所述LED灯具与所述LED调光装置的受控调光电路的输出端连接。
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GR01 | Patent grant | ||
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