專利名稱：調(diào)光控制裝置和使用該調(diào)光控制裝置的照明設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及照明領(lǐng)域，尤其涉及一種調(diào)光控制裝置和使用該調(diào)光控制裝置的照明設(shè)備。
背景技術(shù)：
通過開關(guān)的通斷操作來調(diào)節(jié)燈的亮度的技術(shù)被廣泛應(yīng)用。慣用地，對燈的電源模塊中的整流橋的輸出進行采樣，以實現(xiàn)對開關(guān)的通斷的采樣。然后，例如對開關(guān)次數(shù)進行計數(shù)來產(chǎn)生控制燈的亮度的脈寬調(diào)制信號，作為調(diào)光控制信號。在這種情況下，為了滿足隔離要求，光電耦合器是必不可少的。圖I示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的調(diào)光控制器100的電路結(jié)構(gòu)以及其與燈的電源模塊的連 接。調(diào)光控制器100耦合到燈的電源模塊的整流橋10的輸出端，以對整流橋的輸出，進而對燈的開關(guān)的通斷狀態(tài)進行采樣。微處理器MCU 101被用作信號處理器對采樣的開關(guān)次數(shù)進行計數(shù)，并根據(jù)計數(shù)結(jié)果輸出脈寬調(diào)制(PWM)的調(diào)光控制信號。整流橋10是電源模塊所包含的部件之一，其對交流電進行整流，以得到半波波形的電流信號，并將該信號輸出到電源模塊所包含的變壓器(未示出)中，以獲得所需的直流信號。調(diào)光控制器100中包括的光電耦合器102在電源模塊與調(diào)光控制器100之間起隔離作用，產(chǎn)生適合于MCU 101管腳的電壓，并避免對電源模塊的干擾。

實用新型內(nèi)容現(xiàn)有技術(shù)的電路結(jié)構(gòu)會帶來一系列問題。例如光電耦合器的使用提高了調(diào)光控制器乃至燈的成本；光電耦合器的體積較大，而諸如T8型燈的電源模塊形狀細長，使得器件布局困難；整流橋通常位于電源模塊的較前端，也就是說，調(diào)光控制器的輸入位于電源模塊較前端，而調(diào)光控制信號要輸出到電源模塊的近輸出端，從而使得引線過長。本實用新型的目的是提供一種體型小、成本低、連接布局容易的調(diào)光控制裝置和使用該調(diào)光控制裝置的照明設(shè)備。本實用新型的一個方面提供一種用于照明設(shè)備的調(diào)光控制裝置，包括輸入單元，耦合在照明設(shè)備的電源模塊中的變壓器的輸出端，用于從該輸出端提取能夠反映變壓器的輸出電壓的通斷變化的信號；控制信號產(chǎn)生單元，用于從信號中識別預(yù)定的通斷變化序列，并產(chǎn)生用于設(shè)置照明設(shè)備的亮度的控制信號，亮度由所識別的通斷變化序列指定。本實用新型的另一個方面提供一種照明設(shè)備，其使用如上所述的調(diào)光控制裝置。應(yīng)用本實用新型，使得調(diào)光控制裝置使用的器件數(shù)量最小，降低了成本，減小了體積，降低了連線布局難度。

參照
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例的說明，會更加容易地理解本實用新型的以上和其它目的、特點和優(yōu)點。在附圖中，相同的或?qū)?yīng)的技術(shù)特征或部件將采用相同或?qū)?yīng)的附圖標(biāo)記來表示。在附圖中不必依照比例繪制出單元的尺寸和相對位置。圖I是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的調(diào)光控制器的電路結(jié)構(gòu)以及其與電源模塊的連接的電路圖。圖2是示出根據(jù)本實用新型的實施例的調(diào)光控制器的結(jié)構(gòu)以及其與電源模塊的連接的框圖。圖3是示出根據(jù)本實用新型的實施例的調(diào)光控制器的結(jié)構(gòu)以及其與電源模塊的連接的框圖。圖4是示出根據(jù)本實用新型實施例的調(diào)光控制器的實例的電路圖。圖5是示出根據(jù)本實用新型實施例的調(diào)光控制器的另一個實例的電路圖。圖6是示出根據(jù)本實用新型實施例的調(diào)光控制器的另一個實例的電路圖。
具體實施方式
下面參照附圖來說明本實用新型的實施例。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本實用新型無關(guān)的、本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。考慮到燈的電源模塊中的變壓器的輸出端電壓的通斷變化同樣可以反映出燈的開關(guān)的通斷變化，且只有不大于IOOms的延遲時間，因而進行本發(fā)明。圖2是示出根據(jù)本實用新型的實施例的調(diào)光控制器200的結(jié)構(gòu)以及其與電源模塊的連接的框圖。調(diào)光控制器200包括輸入單元201和控制信號產(chǎn)生單元202。輸入單元201耦合在燈的電源模塊中的變壓器20的輸出端，用于從該輸出端提取能夠反映變壓器20的輸出電壓的通斷變化的信號?？刂菩盘柈a(chǎn)生單元202從該信號中識別預(yù)定的通斷變化序列，并產(chǎn)生用于設(shè)置燈的亮度的控制信號cnt，并將其輸出。要設(shè)置的亮度由所識別的通斷變化序列指定。將調(diào)光控制器200耦合在燈的電源模塊中的變壓器20的輸出端，使其對變壓器20的輸出進行采樣，帶來了很多優(yōu)點。首先，將調(diào)光控制器耦合在變壓器的輸出端，與將調(diào)光控制器耦合在電源模塊中的整流橋的輸出端相比，由于調(diào)光控制器接收到的信號已經(jīng)是數(shù)值較恒定的直流電流，因而不需要再對輸入信號進行進一步的整形處理；此外，由于變壓器有隔離作用，變壓器的輸出端不再需要隔離，因而，可以省略光電耦合器的使用。這大大降低了調(diào)光控制器的成本，并減小了其體積，使調(diào)光控制器中電路的布局變得容易。在一些實施例中，亮度控制信號cnt可以是脈寬調(diào)制(PWM)信號。此外，在很多電源模塊芯片中已經(jīng)集成了用PWM信號控制芯片的輸出電流，以控制光的亮度的功能。在這種情況下，控制信號產(chǎn)生單元202可以將PWM信號發(fā)送到電源模塊的PWM信號接收管腳。當(dāng)然，控制信號產(chǎn)生單元202也可以將亮度控制信號cnt發(fā)送到其它響應(yīng)于控制信號調(diào)節(jié)燈的亮度的裝置或模塊。在使用諸如T8型燈的形狀細長的電源模塊時，電源模塊的上述PWM信號接收管腳通常位于電源模塊的近輸出端。在將調(diào)光控制器耦合在燈的電源模塊中的變壓器的輸出端的情況下，由于相比于整流橋，變壓器也設(shè)置于電源模塊的近輸出端，因而即使將亮度控制信號發(fā)送到電源模塊的PWM接收管腳，也不會發(fā)生引線過長的情形。在一個應(yīng)用實例中，使用220V的交流電為燈供電。燈的電源模塊將220V的交流電轉(zhuǎn)換為適用于驅(qū)動該燈的直流電，諸如驅(qū)動LED組的35V電壓，用來驅(qū)動10顆串聯(lián)LED串。此時，調(diào)光控制器200耦合在電源模塊中的變壓器的輸出處。調(diào)光控制器200的輸入單元201從變壓器的輸出端提取能夠反映變壓器的輸出電壓的通斷變化，進而反映燈的開關(guān)通斷變化的信號，并對其波形進行平滑，并使其電壓降低到適合于諸如以各種微處理器實現(xiàn)的控制信號產(chǎn)生單元202所使用的輸入電壓，諸如3至5V?？刂菩盘柈a(chǎn)生單元202獲得由輸入單元201進行了平滑和降壓等轉(zhuǎn)換處理的信號，并對該信號中反映的預(yù)定通斷變化序列進行識別。然后，控制信號產(chǎn)生單元202根據(jù)識別的通斷變化序列產(chǎn)生用于設(shè)置照明設(shè)備亮度的控制信號cnt?？刂菩盘柈a(chǎn)生單元202從來自輸入單元201的信號中識別預(yù)定的通斷變化序列，并產(chǎn)生用于設(shè)置與所識別序列相對應(yīng)的亮度的控制信號的處理可以適用本領(lǐng)域公知的各種處理方法和方式，只要能夠根據(jù)需要產(chǎn)生適當(dāng)?shù)牧炼瓤刂菩盘柤纯伞Ｔ谝恍嵤├?，控制信號產(chǎn)生單元202從信號中識別以通斷變化的次數(shù)為特征的特定序列，并根據(jù)所識別的次數(shù)產(chǎn)生控制信號。例如，控制信號產(chǎn)生單元202可以對燈的開關(guān)通斷次數(shù)進行計數(shù)，然后根據(jù)計數(shù)結(jié)果產(chǎn)生亮度控制信號。 在另一些實施例中，控制信號產(chǎn)生單元202可以從信號中識別通斷變化具有特定時長關(guān)系的序列，并根據(jù)所識別的時長關(guān)系產(chǎn)生控制信號。例如，在預(yù)定時間段內(nèi)的3次接通時間分別為長、短、長的序列可以對應(yīng)于燈的50%最大亮度。此外，在一些實施例中，控制信號產(chǎn)生單元202可以產(chǎn)生控制信號，使得燈的亮度從當(dāng)前亮度或最大亮度開始以一定步長遞增或遞減。例如，當(dāng)計數(shù)到I次通斷時，產(chǎn)生用于設(shè)置對應(yīng)于100%最大亮度的控制信號；當(dāng)計數(shù)到2次通斷時，產(chǎn)生用于設(shè)置對應(yīng)于75%最大亮度的控制信號；以此類推。總體來說，按照功能劃分，調(diào)光控制器的輸入單元可以包括波形整理與保護單元和分壓單元。圖3是示出根據(jù)本實用新型的實施例的調(diào)光控制器300的結(jié)構(gòu)以及其與電源模塊的連接的框圖。如圖3所示，輸入單元301包括波形整理與保護單元301a和分壓單元301b。波形整理與保護單元301a用于對接收到的電源模塊中的變壓器的輸出的波形進行平滑，并防止接收的電流反向流回電源模塊。分壓單元301b用于將平滑后的信號降低到控制信號產(chǎn)生單元的適用電壓，諸如3V至5V。圖4是示出根據(jù)本實用新型實施例的調(diào)光控制器的實例400的電路圖。左側(cè)虛線框中簡略示出了燈的電源模塊中的變壓器40的輸出端的電路結(jié)構(gòu)。調(diào)光控制器400中，二極管Dl的正極耦合到變壓器40的輸出端，負極耦合到電容器Cl的一端，且電容器Cl的另一端接地。在本實例中，示例性地，Cl采用電解電容器，其正極與二極管Dl的負級耦合，其負極接地。二極管Dl起整流作用，其布置保證電流沿從二極管Dl的正極向負極的方向單向流動。電容器Cl對來自電源模塊的電流起到濾波的作用，使得流向控制信號產(chǎn)生單元(本例中用微處理器MCU 401實現(xiàn))的電流更平滑。在圖4所示的實施例中，二極管Dl的參數(shù)可以根據(jù)設(shè)計需要來確定。電容器Cl的取值可以在Iu F左右，優(yōu)選是Iii F。Cl的取值也可以是IOOnF IOii F，可以根據(jù)設(shè)計
需要來確定。在本例中，用二極管Dl和電容器Cl組成了調(diào)光控制器400的輸入單元中的波形整理與保護單元。但波形整理與保護單元不限于此，還可以根據(jù)設(shè)計需要增加其它元件或設(shè)置其它電路結(jié)構(gòu)。在本實施例中，串聯(lián)連接的電阻器Rl和R2構(gòu)成了最簡單的分壓電路。具體來說，電阻器Rl的一端耦合到二極管Dl和電容器Cl的連接點，另一端與電阻器R2串聯(lián)連接，電阻器R2的另一端接地。Rl和R2可以分別是幾kQ，它們的比值根據(jù)燈的變壓器40的輸出電壓和微處理器MCU 401的ADC采樣的精度來確定。例如，當(dāng)變壓器40的輸出電壓是30V，而微處理器MCU 401的管腳標(biāo)稱電壓是3V時，R l : R2 = 9 : I。當(dāng)然，分壓單元的例子不限于此，可以包含更多電阻器和其它電路組件，只要達到將變壓器輸出電壓調(diào)整為適合MCU的管腳的電壓的目的即可。圖5是示出根據(jù)本實用新型實施例的調(diào)光控制器的另一個實例500的電路圖。圖5中實施例與圖4中實施例的區(qū)別只在于在電阻Rl和R2的連接點與地之間連接有電容器C2。因此，省略其它元件的說明，只對電容器C2的作用進行說明。電容器C2的一端耦合于MCU 501的管腳中接收由輸入單元(這里由D1、Cl、RUR2和C2以圖5所示連接方式組成)提取的反映電源模塊中的變壓器的輸出的通斷變化的信號的輸入管腳(圖5中為管腳2)，另一端接地。其作用在于對微處理器MCU 501的輸入信號進行濾波，以一定程度上消除輸入信號中的干擾。圖6是示出根據(jù)本實用新型實施例的調(diào)光控制器的另一個實例600的電路圖。通常，用于產(chǎn)生調(diào)光控制信號的各種微處理器或其它信號處理裝置的電力同樣由燈的電源模塊提供。而當(dāng)燈的開關(guān)被斷開時，電源模塊的供電被中止，因而微處理器或其它信號處理裝置也被停止供電，從而會引起不能正常識別通斷變化序列的問題。在現(xiàn)有技術(shù)中，采用光耦方案，從圖4所示電容器C6為微處理器供電。然而，當(dāng)燈的亮度被調(diào)得很低時，由于C6電壓很低，會出現(xiàn)這部分電路消耗電量過大的情況，從而影響燈，諸如LED正常發(fā)光，從而使燈具在低亮度時不能正常工作。根據(jù)圖6中所示實施例，提供一種用于MCU 601的電源管理單元，其與MCU 601共享電源(圖6中所示VCC)，并且，在切斷對MCU 601的供電的一段時間內(nèi)，該電源管理單元能夠以自身存儲電力為MCU 601供電，使得MCU 601能夠工作在正常狀態(tài)。其中，VCC由電源管理模塊的輸出端提供。具體來說，電源管理單元可以包括電力存儲單元，用于在MCU 601能夠得到供電時存儲電能，從而在MCU的供電被切斷時為其供電，使得該MCU能夠工作在正常狀態(tài)。如圖6中所例示的，電阻器R3和電容器C3組成了一個最簡單的電力存儲單元。當(dāng)MCU 601被供電的同時，電容器C3被充電。當(dāng)MCU 601的供電被切斷時，電容器C3通過電阻器R3所在路徑放電，從而為MCU 601提供必要的電力，使得MCU 601能夠在斷電后的一段時間內(nèi)正常地進行工作。電容器C3需要采用電容值較大的電容器，才能使得MCU 601維持正常工作的時間足夠長，例如，能夠在燈的開關(guān)斷開后維持MCU 601正常工作2-3秒，直到用戶再次接通開關(guān)。一般地，電容器C3的取值取決于MCU 601的耗電量，以及其識別信號變化序列等信號處理所需的時間值。例如，電容器C3可以取值為10 μ F。相應(yīng)地，電阻器R3的取值可以是2ΜΩ。電阻器R3和電容器C3只是電力存儲單元的一個具體實例。還可以采用任何結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)該電力存儲單元，例如采用任何電阻器-電容器組合電路。此外，電源管理單元還可以包括電流限制單元。該電流限制單元包括二極管，用于在電力存儲單元為作為控制信號產(chǎn)生單元的微處理器供電時，防止從電源管理單元的電力輸入端(圖6中的VCC處)放電。在圖6所示實例中，電流限制單元是二極管D2。D2的陰極耦合到MCU 601的電源輸入端，D2的陽極耦合到VCC。在VCC停止供電時，充滿電的C3開始通過R3放電，D2的布置保證了放電電流不會反向流動到VCC，而通過VCC端流走。D2只是 電流限制單元最簡單的例子。根據(jù)不同的設(shè)計需要，還可以包含其它電路組件和結(jié)構(gòu)。在前面的說明書中參照特定實施例描述了本實用新型。然而本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解，在不偏離如權(quán)利要求書限定的本實用新型的范圍的前提下可以進行各種修改和改變。
權(quán)利要求1.一種用于照明設(shè)備的調(diào)光控制裝置，包括 輸入單元，耦合在所述照明設(shè)備的電源模塊中的變壓器的輸出端，用于從所述輸出端提取能夠反映所述變壓器的輸出電壓的通斷變化的信號； 控制信號產(chǎn)生單元，用于從所述信號中識別預(yù)定的通斷變化序列，并產(chǎn)生用于設(shè)置所述照明設(shè)備的亮度的控制信號，所述亮度由所識別的通斷變化序列指定。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的調(diào)光控制裝置，其中，所述輸入單元包括 波形整理與保護單元，用于對所述變壓器的輸出進行平滑，并且其包括至少一個二極管，用于防止電流的反向流動； 分壓單元，用于對進行平滑后的所述變壓器的輸出進行分壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)光控制裝置，其中，所述波形整理與保護單元包括二極管Dl和電容器Cl，所述二極管Dl的正極耦合到所述變壓器的輸出端，負極耦合到所述電容器Cl的一端，所述電容器Cl的另一端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的調(diào)光控制裝置，其中，所述分壓單元至少包括電阻器Rl和R2，Rl的一端耦合到二極管Dl和電容器Cl的連接點，另一端耦合到電阻器R2的一端，電阻器R2的另一端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的調(diào)光控制裝置，還包括電源管理單元，其與所述控制信號產(chǎn)生單元共享電源， 其中，在切斷對所述控制信號產(chǎn)生單元的供電的一段時間內(nèi)，所述電源管理單元以自身存儲電力為所述控制信號產(chǎn)生單元供電，使得所述控制信號產(chǎn)生單元工作在正常狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)光控制裝置，其中，所述電源管理單元包括電力存儲單元，用于在所述控制信號產(chǎn)生單元得到供電時存儲電能，在所述控制信號產(chǎn)生單元的供電被切斷時，為所述控制信號產(chǎn)生單元供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的調(diào)光控制裝置，其中，所述電力存儲單元是電阻器-電容器組合電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)光控制裝置，其中，所述電源管理單元還包括電流限制單元，所述電流限制單元包括二極管，用于在所述電力存儲單元為所述控制信號產(chǎn)生單元供電時，防止從所述電源管理單元的電力輸入端放電。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的調(diào)光控制裝置，其中，所述控制信號產(chǎn)生單元被配置為從所述信號中識別以所述通斷變化的次數(shù)為特征的特定序列，并根據(jù)所識別的次數(shù)產(chǎn)生所述控制信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的調(diào)光控制裝置，其中，所述控制信號產(chǎn)生單元被配置為從所述信號中識別所述通斷變化具有特定時長關(guān)系的序列，并根據(jù)所識別的時長關(guān)系產(chǎn)生所述控制信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的調(diào)光控制裝置，其中，所述控制信號產(chǎn)生單元被配置為產(chǎn)生所述控制信號，使得所述照明設(shè)備的亮度從當(dāng)前亮度或最大亮度開始以一定步長遞增或遞減。
12.—種照明設(shè)備，其包括根據(jù)權(quán)利要求1-11之一所述的調(diào)光控制裝置。
專利摘要本實用新型提供一種調(diào)光控制裝置和使用該調(diào)光控制裝置的照明設(shè)備。用于照明設(shè)備的調(diào)光控制裝置，包括輸入單元，耦合在照明設(shè)備的電源模塊中的變壓器的輸出端，用于從輸出端提取能夠反映變壓器的輸出電壓的通斷變化的信號；控制信號產(chǎn)生單元，用于從信號中識別預(yù)定的通斷變化序列，并產(chǎn)生用于設(shè)置照明設(shè)備的亮度的控制信號，亮度由所識別的通斷變化序列指定。該調(diào)光控制裝置使用器件數(shù)量小，成本低，體積小，連線布局容易。
文檔編號H05B37/02GK202551416SQ201220028468
公開日2012年11月21日 申請日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者戴雪維, 李艷, 林達炘, 蔣春軍 申請人:歐司朗股份有限公司