可控整流遠距離led燈調光電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種照明燈具技術，尤其是一種可控整流遠距離LED燈調光電路。
【背景技術】
[0002]由于LED燈的非線性特性，LED燈的亮度不能采用調節電壓的方式來實現。
[0003]采用可控恒流源來調節LED燈的亮度時，工作電流的改變會帶來LED燈的色譜偏移，同時，低亮度下LED燈負載電流也變得很低，會使可控恒流源效率降低及溫升增高，損耗在驅動芯片上的功耗越大，從而會損害恒流源及LED光源的壽命。
[0004]采用PWM (脈寬調制)調光方式控制LED燈亮度，可以避免調壓方式和調電流方式帶來的問題。目前常用的LED燈調光方法有三種:
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LED燈進行有級調光或者是無級調光，其缺點是一個LED燈需要配備一個遙控器，造成遙控器數量多，管理麻煩，成本也偏高。
[0005]二是采用數字控制技術。例如，采用DALI (數字可尋址的照明接口)技術，DALI系統軟件可對同一強電回路或不同回路上的單個或多個LED燈具進行獨立尋址，通過DALI系統軟件對單燈或任意的燈組進行精確的調光及開關控制。該方案技術先進，但成本很高，系統除需要布設電力線外，還需要布設控制線。
[0006]三是采用單火線開關通斷控制技術。例如，采用NU102專用芯片，即可利用普通墻面開關在規定的時間內的開關動作，實現LED燈的亮度調節。但該方法只能提供4檔LED燈的調節亮度，且開關動作有時間要求。
【發明內容】
[0007]本發明的目的旨在提供一種在不增加控制信號線和不使用遙控器的情況下，利用單相電源線對LED燈進行調光的電路。
[0008]為達到上述目的，本發明采取的技術方案是:
一種可控整流遠距離LED燈調光電路，由整流控制單元和LED燈亮度調節單元組成。
[0009]所述整流控制單元設有相線輸入端子、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燈亮度調節單元設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、過零檢測模塊、單片機控制模塊、觸發控制模塊、亮度給定模塊組成。
[0012]所述控制電源模塊輸入單相220V交流電源、輸出第一直流工作電源，由控制電源單相整流橋和第一濾波穩壓電路組成；所述控制電源單相整流橋的整流負極性端為公共地。
[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]所述觸發控制模塊設有交流控制輸入端、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有效時，觸發控制模塊控制雙向晶閘管Vl和雙向晶閘管V2過零時觸發導通；所述交流控制輸入端輸入的交流控制信號無效時，觸發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有效時，觸發控制模塊控制雙向晶閘管V3和雙向晶閘管V4過零時觸發導通；所述整流控制輸入端輸入的整流控制信號無效時，觸發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]所述過零檢測模塊設有過零電壓輸入端、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交流電源正半波對應；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有亮度給定信號輸出端。
[0017]所述亮度給定模塊為BCD旋轉編碼器，所述亮度給定信號為BCD編碼。
[0018]所述單片機控制模塊包括有亮度給定信號輸入端、捕捉信號輸入端和兩路電平信號輸出端；所述亮度給定信號輸入端連接至亮度給定模塊的亮度給定信號輸出端；所述捕捉信號輸入端連接至過零檢測模塊的過零脈沖輸出端；所述兩路電平信號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控制模塊的交流控制輸入端、整流控制輸入端。
[0019]所述LED燈亮度調節單元由調節電源模塊、波形取樣模塊、單片機調節模塊、LED驅動模塊組成。
[0020]所述調節電源模塊輸入可控整流電壓、輸出第二直流工作電源，由調節電源單相整流橋和第二濾波穩壓電路組成；所述調節電源單相整流橋的整流負極性端為參考地。
[0021]所述波形取樣模塊設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一可控整流輸入端子；所述波形取樣模塊將第一可控整流輸入端子電位高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高于第二可控整流輸入端子電位的波形相對應。
[0022]所述單片機調節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。
[0023]所述LED驅動模塊用于驅動LED燈點亮，設有PWM亮度調節信號輸入端；所述PWM亮度調節信號輸入端連接至單片機調節模塊的PWM脈沖輸出端；所述LED驅動模塊的輸入直流電壓上限大于300V。
[0024]所述整流控制單元通過控制可控整流電壓中連續的整流波形周期數來發送不同亮度等級的亮度控制信號。
[0025]所述亮度控制信號中，亮度等級用連續的整流波形周期數表示。
[0026]所述LED燈亮度調節單元接收可控整流電壓中的亮度控制信號并調節LED燈亮度。
[0027]本發明的有益效果是，直接采用單相電源線遠距離控制LED燈亮度，無需遙控器，無需控制線；LED燈亮度調節可分多個檔位，具有關燈功能；采用整流波傳送亮度控制信號，不會造成LED燈亮度調節時閃爍以及功率因數的降低。
【附圖說明】
[0028]圖1是系統結構框圖。
[0029]圖2是整流控制單元結構圖。
[0030]圖3是可控整流模塊實施例電路圖。
[0031]圖4是觸發控制模塊實施例電路圖。
[0032]圖5是整流控制單元中控制部分實施例電路圖。
[0033]圖6是發送亮度等級為亮度3的亮度控制信號時波形示意圖。
[0034]圖7是亮度控制信號發送方法。
[0035]圖8是LED燈亮度調節單元結構圖。
[0036]圖9是LED燈亮度調節單元調節部分實施例電路圖。
[0037]圖10是LED驅動模塊實施例電路圖。
[0038]圖11是亮度接收與調節方法。
【具體實施方式】
[0039]下面通過附圖并結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。
[0040]實現本發明的系統結構框圖如圖1所示，由整流控制單元和LED燈亮度調節單元組成。整流控制單元由相線輸入端子L、零線輸入端子N輸入單相220V交流電源，由第一可控整流輸出端子ACl、第二可控整流輸出端子AC2輸出可控整流電壓。LED燈亮度調節單元由第一可控整流輸入端子ACl、第二可控整流輸入端子AC2輸入可控整流電壓并控制LED燈亮度。
[0041]整流控制單元的結構如圖2所示，由控制電源模塊、可控整流模塊、過零檢測模塊、單片機控制模塊、觸發控制模塊、亮度給定模塊組成。
[0042]可控整流模塊的實施例如圖3所示，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。整流橋URl的2個交流輸入端分別連接至相線輸入端子L和零線輸入端子N，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的第一陽極并聯后連接至第一可控整流輸出端子ACl ;雙向晶閘管Vl的第二陽極連接至相線輸入端子L ;雙向晶閘管V2的第一陽極與雙向晶閘管V4的第一陽極并聯后連接至第二可控整流輸出端子AC2 ;雙向晶閘管V2的第二陽極連接至零線輸入端子N。
[0043]雙向晶閘管Vl的觸發脈沖從其控制極Kll和第一陽極K12輸入，雙向晶閘管V2的觸發脈沖從其控制極K21和第一陽極K22輸入，雙向晶閘管V3的觸發脈沖從其控制極K31和第一陽極K32輸入，雙向晶閘管V4的觸發脈沖從其控制極K41和第一陽極K42輸入。
[0044]整流橋URl采用單相整流橋堆，或者是采用4個二極管組成單相整流橋代替。
[0045]觸發