一種可控整流波遠(yuǎn)距離控制led燈亮度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種照明燈具技術(shù)，尤其是一種可控整流波遠(yuǎn)距離控制LED燈亮度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于LED燈的非線性特性，LED燈的亮度不能采用調(diào)節(jié)電壓的方式來實(shí)現(xiàn)。
[0003]采用可控恒流源來調(diào)節(jié)LED燈的亮度時(shí)，工作電流的改變會(huì)帶來LED燈的色譜偏移，同時(shí)，低亮度下LED燈負(fù)載電流也變得很低，會(huì)使可控恒流源效率降低及溫升增高，損耗在驅(qū)動(dòng)芯片上的功耗越大，從而會(huì)損害恒流源及LED光源的壽命。
[0004]采用PWM (脈寬調(diào)制)調(diào)光方式控制LED燈亮度，可以避免調(diào)壓方式和調(diào)電流方式帶來的問題。目前常用的LED燈調(diào)光方法有三種:
一是采用遙控器控制。LED燈控制電路裝有遙控器接收裝置，可以通過遙控器對(duì)LED燈進(jìn)行有級(jí)調(diào)光或者是無級(jí)調(diào)光，其缺點(diǎn)是一個(gè)LED燈需要配備一個(gè)遙控器，造成遙控器數(shù)量多，管理麻煩，成本也偏高。
[0005]二是采用數(shù)字控制技術(shù)。例如，采用DALI (數(shù)字可尋址的照明接口)技術(shù)，DALI系統(tǒng)軟件可對(duì)同一強(qiáng)電回路或不同回路上的單個(gè)或多個(gè)LED燈具進(jìn)行獨(dú)立尋址，通過DALI系統(tǒng)軟件對(duì)單燈或任意的燈組進(jìn)行精確的調(diào)光及開關(guān)控制。該方案技術(shù)先進(jìn)，但成本很高，系統(tǒng)除需要布設(shè)電力線外，還需要布設(shè)控制線。
[0006]三是采用單火線開關(guān)通斷控制技術(shù)。例如，采用NU102專用芯片，即可利用普通墻面開關(guān)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)的開關(guān)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)LED燈的亮度調(diào)節(jié)。但該方法只能提供4檔LED燈的調(diào)節(jié)亮度，且開關(guān)動(dòng)作有時(shí)間要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的旨在提供一種在不增加控制信號(hào)線和不使用遙控器的情況下，利用單相電源線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制LED燈亮度的方法。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
一種可控整流波遠(yuǎn)距離控制LED燈亮度的方法，由整流控制單元和LED燈亮度調(diào)節(jié)單元組成的電路實(shí)現(xiàn)。
[0009]所述整流控制單元設(shè)有相線輸入端子、零線輸入端子、第一可控整流輸出端子、第二可控整流輸出端子；所述相線輸入端子、零線輸入端子輸入單相220V交流電源；所述第一可控整流輸出端子、第二可控整流輸出端子輸出可控整流電壓。
[0010]所述LED燈亮度調(diào)節(jié)單元設(shè)有第一可控整流輸入端子、第二可控整流輸入端子，所述第一可控整流輸入端子、第二可控整流輸入端子分別連接至整流控制單元的第一可控整流輸出端子、第二可控整流輸出端子。
[0011]所述整流控制單元由控制電源模塊、可控整流模塊、過零檢測(cè)模塊、單片機(jī)控制模塊、觸發(fā)控制模塊、亮度給定模塊組成。
[0012]所述控制電源模塊由控制電源單相整流橋和第一濾波穩(wěn)壓電路組成，輸入單相220V交流電源、輸出第一直流工作電源；所述控制電源單相整流橋的整流負(fù)極性端為公共地。
[0013]所述可控整流模塊由整流橋URl、雙向晶閘管Vl、雙向晶閘管V2、雙向晶閘管V3、雙向晶閘管V4組成；所述整流橋URl的2個(gè)交流輸入端分別連接至相線輸入端子和零線輸入端子，整流輸出正端連接至雙向晶閘管V3的第二陽極，整流輸出負(fù)端連接至雙向晶閘管V4的第二陽極；雙向晶閘管Vl的第一陽極與雙向晶閘管V3的第一陽極并聯(lián)后連接至第一可控整流輸出端子；雙向晶閘管Vl的第二陽極連接至相線輸入端子；雙向晶閘管V2的第一陽極與雙向晶閘管V4的第一陽極并聯(lián)后連接至第二可控整流輸出端子；雙向晶閘管V2的第二陽極連接至零線輸入端子。
[0014]所述觸發(fā)控制模塊設(shè)有交流控制輸入端、整流控制輸入端；所述交流控制輸入端輸入的交流控制信號(hào)有效時(shí)，觸發(fā)控制模塊控制雙向晶閘管Vl和雙向晶閘管V2過零時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通；所述交流控制輸入端輸入的交流控制信號(hào)無效時(shí)，觸發(fā)控制模塊控制雙向晶閘管Vl和雙向晶閘管V2過零后截止；所述整流控制輸入端輸入的整流控制信號(hào)有效時(shí)，觸發(fā)控制模塊控制雙向晶閘管V3和雙向晶閘管V4過零時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通；所述整流控制輸入端輸入的整流控制信號(hào)無效時(shí)，觸發(fā)控制模塊控制雙向晶閘管V3和雙向晶閘管V4過零后截止。
[0015]所述過零檢測(cè)模塊設(shè)有過零電壓輸入端、過零脈沖輸出端；所述過零電壓輸入端連接至相線輸入端子；所述過零脈沖輸出端輸出的過零脈沖是正脈沖；所述過零脈沖與整流控制單元輸入的單相220V交流電源正半波對(duì)應(yīng)；所述過零脈沖的寬度小于單相220V交流電源正半波寬度。
[0016]所述亮度給定模塊設(shè)有亮度給定信號(hào)輸出端。
[0017]所述單片機(jī)控制模塊包括有亮度給定信號(hào)輸入端、捕捉信號(hào)輸入端和兩路電平信號(hào)輸出端；所述亮度給定信號(hào)輸入端連接至亮度給定模塊的亮度給定信號(hào)輸出端；所述捕捉信號(hào)輸入端連接至過零檢測(cè)模塊的過零脈沖輸出端；所述兩路電平信號(hào)輸出端分別為交流控制輸出端、整流控制輸出端；所述交流控制輸出端、整流控制輸出端分別連接至觸發(fā)控制模塊的交流控制輸入端、整流控制輸入端。
[0018]所述LED燈亮度調(diào)節(jié)單元由調(diào)節(jié)電源模塊、波形取樣模塊、單片機(jī)調(diào)節(jié)模塊、LED驅(qū)動(dòng)模塊組成。
[0019]所述調(diào)節(jié)電源模塊輸入可控整流電壓、輸出第二直流工作電源，由調(diào)節(jié)電源單相整流橋和第二濾波穩(wěn)壓電路組成；所述調(diào)節(jié)電源單相整流橋的整流負(fù)極性端為參考地；
所述波形取樣模塊設(shè)有取樣波形輸入端和取樣脈沖輸出端；所述取樣波形輸入端連接至第二可控整流輸入端子；所述波形取樣模塊將第一可控整流輸入端子電位低于第二可控整流輸入端子電位的波形檢出并限幅得到取樣脈沖；所述取樣脈沖的正脈沖與第一可控整流輸入端子電位低于第二可控整流輸入端子電位的波形相對(duì)應(yīng)。
[0020]所述單片機(jī)調(diào)節(jié)模塊具有捕捉輸入端和PWM脈沖輸出端，捕捉輸入端連接至波形取樣模塊的取樣脈沖輸出端。
[0021]所述LED驅(qū)動(dòng)模塊用于驅(qū)動(dòng)LED燈點(diǎn)亮，設(shè)有PWM亮度調(diào)節(jié)信號(hào)輸入端；所述PWM亮度調(diào)節(jié)信號(hào)輸入端連接至單片機(jī)調(diào)節(jié)模塊的PWM脈沖輸出端；所述LED驅(qū)動(dòng)模塊的輸入直流電壓上限大于300V。
[0022]所述整流控制單元通過控制可控整流電壓來發(fā)送亮度控制信號(hào)，所述亮度控制信號(hào)由引導(dǎo)波和數(shù)據(jù)波組成。
[0023]所述引導(dǎo)波為連續(xù)_7個(gè)工頻周期的整流波，7為大于等于I的整數(shù)；所述數(shù)據(jù)波為z個(gè)工頻周期的可控整流電壓波，I為大于等于2的整數(shù)；所述亮度控制信號(hào)共有亮度I 一/?，共個(gè)亮度等級(jí)；為大于等于2、小于等于2 ^的整數(shù)。
[0024]所述亮度給定信號(hào)的亮度等級(jí)有亮度O I。
[0025]所述xt工頻周期的可控整流電壓波中，I個(gè)工頻周期對(duì)應(yīng)I位二進(jìn)制亮度碼；z個(gè)工頻周期的可控整流電壓波對(duì)應(yīng)Z位二進(jìn)制亮度碼。
[0026]所述單片機(jī)控制模塊發(fā)出一次亮度控制信號(hào)的方法是，
步驟1，等待，直到接收到過零脈沖的上升沿時(shí)進(jìn)入步驟2 ;
步驟2，停止交流輸出，開始整流輸出；
步驟3，等待，對(duì)接收到的過零脈沖上升沿計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值達(dá)到70寸進(jìn)入步驟4 ;
步驟4，發(fā)出I個(gè)工頻周期的可控整流電壓波；
步驟5，等待，直到接收到過零脈沖的上升沿時(shí)進(jìn)入步驟6 ;
步驟6，已經(jīng)發(fā)出xt工頻周期的可控整流電壓波時(shí)，轉(zhuǎn)到步驟7，否則返回步驟4 ; 步驟7，停止整流輸出，開始交流輸出。
[0027]整流控制單元發(fā)送亮度控制信號(hào)的方法是，
步驟A，讀取亮度給定信號(hào)；
步驟B，判斷是否關(guān)閉LED燈，是則控制關(guān)閉LED燈，轉(zhuǎn)到步驟D ;否則轉(zhuǎn)到步驟C ;
步驟C，發(fā)出一次亮度控制信號(hào)；
步驟D，判斷亮度是否發(fā)生改變，亮度發(fā)生改變，返回步驟B ;亮度沒有發(fā)生改變，返回步驟D。
[0028]所述LED燈亮度調(diào)節(jié)單元接收可控整流電壓中的亮度控制信號(hào)并調(diào)節(jié)LED燈亮度，方法是，
步驟一，初始化，設(shè)定LED燈的初始亮度等級(jí)；
步驟二，調(diào)節(jié)LED亮度；
步驟三，判斷是否有亮度控制信號(hào)；沒有亮度控制信號(hào)，返回步驟三；有亮度控制信號(hào)，轉(zhuǎn)到步驟四；
步驟四，接收亮度控制信號(hào)；
步驟五，返回步驟二。
[0029]所述判斷是否有亮度控制信號(hào)，方法為判斷可控整流電壓是否有引導(dǎo)波。
[0030]所述判斷可控整流電壓是否有引導(dǎo)波，方法是，判斷取樣脈沖中是否有寬度為個(gè)工頻周期區(qū)間的低電平；若取樣脈沖中有寬度為_7個(gè)工頻周期區(qū)間的低電平，則可控整流電壓中有引導(dǎo)波；若取樣脈沖中沒有寬度為個(gè)工頻周期區(qū)間的低電平，則可控整流電壓中沒有引導(dǎo)波。
[0031]所述接收亮度控制信號(hào)，方法是將xt工頻周期的可控整流電壓波轉(zhuǎn)換為M立二進(jìn)制亮度碼，再將z位二進(jìn)制亮度碼轉(zhuǎn)換為亮度等級(jí)。
[0032]所述接收xt工頻周期的可控整流電壓波，將xt工頻周期的可控整流電壓波轉(zhuǎn)換為W立二進(jìn)制亮度碼的方法是:取樣脈沖中接