專利名稱：一種遙控熒光燈調光裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于燈具調整電路領域，適用于可調光的氣體放電燈的電路裝置，特別適用于熒光燈的調光電路裝置。
背景技術：
隨著人們生活水平的不斷提高，對生活環境及工作環境的照明控制的要求也越來越高。熒光燈照明因其發光效率高，節省能源的特點，使其越來越多的成為許多場合的主要照明光源。但是，現有的熒光燈電子鎮流器由于技術等方面的原因，幾乎普遍采用了自諧式的半橋式驅動的簡易電子鎮流器。由于其自身結構的限制，造成工作時工況不可調整，必須與熒光燈一對一配對工作，存在功率及光通量不可調節的缺點。對于適應電網的變化及工作場所對不同的工況要求的變化非常困難，從而限制了它在廣大的需調節光通量的場所中的應用。而那種靠調節諧振電感的機械式調光鎮流器，則由于磁性材料的非線性及機械傳動的結構本身的限制使其很難保證工作的精確性及可靠性，同時僅調節諧振電感而不調整開關管的工作點，必然導致電子鎮流器不能工作于最佳點，而隨時存在危險工況的可能性不可避免的缺點，其安全性及調節范圍均受到限制。另外，在現有的熒光燈的開關及調光控制中，基本都采用開關控制的方式。當用戶想對熒光燈進行控制的時候，都需起身操控開關，存在使用不夠方便的缺點。
發明內容為解決遙控熒光燈調光電路中存在的上述的缺點，本實用新型提供了一種能夠對熒光燈的光通量進行線性調整，同時具有遙控調整功能的熒光燈調光裝置。
為完成上述目的，本實用新型采用了以下技術解決方案一種遙控熒光燈調光裝置，包括驅動電路部分和控制電路部分，其中驅動電路部分包括，交流電源輸入依次連接的EMI電路、整流電路、PFC電路和熒光燈驅動電路及熒光燈，控制電路部分包括，遙控接收單元、單片機、和熒光燈調光IC電路及與遙控接收單元相配合的遙控單元，其中單片機與熒光燈調光IC電路、熒光燈調光IC電路與驅動部分中的驅動電路之間為雙向控制反饋的連接方式。其中的控制部分可以完成各種方便易用的人機接口，并將接受的指令轉化成預設的命令控制調光IC電路的工作完成各類指令。
所述的EMI電路由至少一級EMI電路構成。EMI電路也就是，但是保證輸入到整流電路中的電流的純凈，還可設計第二道EMI電路。如果情況需要還可增設更多的EMI電路，所述的PFC電路采用被動式PFC電路或者主動式PFC電路。上述的兩種電路形式也就是常用的有源PFC電路和無源PFC電路。采用上述的電路的主要作用是提高電能的利用率，減少內部損耗掉的電能，而且在電源中增加PFC電路，可以減少對電網的諧波污染和干擾。
所述的整流電路采用高壓直接整流電路、二極管整流電路或者橋堆整流電路將把交流電變為直流電。
所述的熒光燈驅動電路采用半橋式電路。
所述的熒光燈調光IC電路采用一片式調光鎮流器控制芯片或者二片式調光鎮流器控制芯片。
所述的遙控接收單元和與其相配合的遙控單元之間的遙控方式采用無線遙控方式或者紅外線遙控方式。
所述的熒光燈為一個以上熒光燈。由于采用了上述的電路組合，使可使電路實現同時對多個熒光燈進行供電。
所述的控制電路部分中，通過對遙控接收單元、單片機、和熒光燈調光IC電路及與遙控接收單元相配合的遙控單元的設置，對多盞熒光燈實現調光、運行狀態監控、開關等智能化管理。
通過對多套上述的遙控熒光燈調光裝置的組合，組成熒光燈控制網絡，通過在單片機上連接計算機的方式，實現對整個熒光燈控制網絡的調光、運行狀態監控、開關等智能化管理。
通過采用上述的技術解決方案，本實用新型取得了以下的有點和效果首先，通過采用上述的技術解決方案，使熒光燈獲得了線性調光功能，增加了熒光燈的調光范圍和精度，同時大大增加了上述電路的功率因數，使其達到0.95以上，另外，還解決了必須與熒光燈一對一配對工作的問題，使上述的調光裝置同時支持多個熒光燈工作；通過采用單片機管理控制電路裝置，使本調光裝置獲得了對整個電路及其中的電器元件運行狀況的監控及管理功能；通過采用多套上述的調光控制電路的組合構成熒光燈控制網絡，并通過連接計算機管理多個單片機的方式，使上述的熒光燈控制網絡具有調光、運行狀態監控、開關等智能化管理的功能；通過采用遙控接收單元和與其相配合的遙控單元之間的遙控方式，使人獲得了對熒光燈的遙控管理，更加方便用戶的使用。
圖1為本實用新型原理的方框圖。
具體實施方式如圖1所示的電路原理的方框圖，首先交流電源輸入EMI電路中，在此部分中，可以根據需要接入多級EMI電路。一方面提高濾除外界的突發脈沖和高頻干擾，另一方面也會減少開關電源本身對外界的電磁干擾。其結構大都由電容、電容和變壓器型電感組成。在電路圖EMI方框部分中，包括單級EMI電路，在EMI電路中，由1個電容C1和1個變壓器型電感L1組成Γ形濾波電路，可抑制電路中高頻共模及串模干擾以符合IEC-555-1的要求。電感L2用來限制電路中的高頻串模干擾。
在EMI電路之后連接整流電路，整流電路采用高壓直接整流電路、二極管整流電路或者橋堆整流電路將把交流電變為直流電，利用具有單向導電特性的器件，即晶體二極管組成的各種整流電路，可以把方向和大小交變的電流變換為直流電。橋式整流電路是使用最多的一種整流電路。在電路只要增加兩只二極管連接成″橋″式結構，便具有全波整流電路的優點，而同時克服了普通雙二極管全波整流電路必須要設置交流輸入的中點電位的缺點。如電路圖中整流電路方框表示的部分所示，由BR1整流橋構成。其原理是利用二極管的單向性，使得雙向的交流電只能從“+”端流出，從“-”端流入，變為單向的直流電。
整流電路之后連接PFC電路可以采用被動式PFC電路或者主動式PFC電路。上述的兩種電路形式也就是常用的有源PFC電路和無源PFC電路。采用上述的電路的主要作用是提高電能的利用率，減少內部損耗掉的電能，而且在電源中增加PFC電路，可以減少對電網的諧波污染和干擾。如電路圖中的PFC方框部分所示，由U1、M1、L3，C6、D1等連接而成。其中U1(L6561)為專用的PFC電路。工作原理是利用高頻開關M1的連續開關動作(約70KHz)，使得流過L3的電流分解為一系列的電流脈沖，該脈沖群的包絡線始終跟蹤電壓波形，從而使得電壓電流的相位差趨近于零。而且由于電感L2的作用每個脈沖間的電流的變化極小，從而使電流波形基本上沿其包絡線變化即正弦波。因此有源PFC電路有著無源PFC電路無可比擬的優良性能，一般可達到0.99的功率因數。
熒光燈驅動電路采用半橋式電路，。如電路圖中的驅動方框部分所示，由兩個IGBT管M2、M3組成，LRES和C14及燈管構成電壓串聯型諧振電路的主體。
熒光燈調光IC電路采用單片式調光鎮流器控制芯片或者二片式調光鎮流器控制芯片。如圖1中的熒光燈調光控制方框部分所示，由U2及相關元件連接而成。U1在本例中選用了IR2159，類似的IC有許多。IR2159主要是集成了調光鎮流器和半橋驅動在一起的專用IC。它的核心是一個最小頻率可調的壓控振蕩器，這正是線性調光的關鍵。其他如預熱電流調節、預熱時間調節、觸發至調光時間調節以及各種保護功能齊全。采用單片式調光鎮流器控制芯片比用二片式調光鎮流器控制芯片有著電路更簡單可靠，溫度特性好和受分布參數影響小的優點。
遙控接收單元和與其相配合的遙控單元之間的遙控方式采用無線遙控方式或者紅外線遙控方式。如電路圖1中相應部分所示，主要由單片機、無線接收單元，和紅外接收單元以及電流環通迅接口紅外遙控方式時，由紅外接收器IR1接收由紅外遙控器發出的紅外控制信號，經單片機解碼后，分解成相應的命令并付諸實行，進行如開燈、關燈，調光等工作。紅外接收的方式主要是簡單可靠，但控制距離短(一般8～15米)適合普通房間或距離要求比較近的面對面控制的場所應用。
無線遙控方式時，由圖1中的無線接收頭CN4收到無線遙控器發來的無線信號，由無線解碼器U2解碼出相關地址信號并傳輸至單片機，由單片機識別出并執行相應的操作。無線接收方式具有距離遠(如需要可達20～150米)、可靠和不受地形限制的優點，可穿透隔墻等障礙物。特別適合距離較遠的會堂、廣場、影劇院等各類場所的應用。
熒光燈為一個以上熒光燈。通過改變上述的LRES、CRES構成的諧振電路組合(如采用雙串聯電壓諧振電路，即可最大帶動4盞同型號熒光燈)，可使電路實現同時對多個熒光燈進行供電。如電路圖中的驅動方框部分所示，可根據上述的電路中的負荷能力，安裝兩個熒光燈。
控制電路部分中，通過對遙控接收單元、單片機、和熒光燈調光IC電路及與遙控接收單元相配合的遙控單元的設置，對多盞熒光燈實現調光、運行狀態監控、開關等智能化管理。如圖1中的控制方框部分所示，當CPU檢查到來自CN1的PIN3的信號為“0”，即判斷鎮流器啟動失敗，此時單片機即通過CN1的PIN5向IR2159的SD腳發出一個20ms的啟動脈沖，IR2159復位并自動重啟。如此在整個工作期間反復進行。
當CPU從來自CN1的PIN4接收到一個高于2V的電平即判斷燈管燈絲已經老化，此時會自動停止鎮流器工作，同時使控制板上的LED-D5點亮為紅色，提醒用戶更換燈管，當換好新燈管后，PIN4會降為0.5V以下，D5會點亮為正常的綠色，同時鎮流器也自動重啟。
遙控器上有3個按鍵，“①”為開關鍵，每按一次，鎮流器將執行與現在工作狀態相反的操作。“▲”鍵為亮度增加鍵，每按一次，亮度增加一級，直到最亮后不再增加。“”鍵為減少亮度鍵，每按一次，亮度減少一級，直到最小后不再減少。
通過對多套上述的遙控熒光燈調光裝置的組合，組成熒光燈控制網絡，通過在單片機上連接計算機的方式，實現對整個熒光燈控制網絡的調光、運行狀態監控、開關等智能化管理。比如對大廈的路燈照明控制，可將每個燈的鎮流器通過電流環通迅接口連接在每層大樓的電流環基站上，再由基站通過通訊接口如RS-488或RS-232連接到中心控制室的計算機上，可以方便地了解每盞燈的工作狀態，也可以實現對每盞燈的單獨調控，進而達到全面的智能化管理的實現。
本實用新型的工作過程是接通交流電后，通過EMI電路中的電感和電容的作用。首先經過扼流線圈和電容，濾除高頻雜波和同相干擾信號。再由電感線圈和電容進一步濾除高頻雜波。之后通過整流電路，在本實用新型中采用高壓直接整流電路，當然還可采用二極管整流電路或者橋堆整流電路。在此之后連接PFC電路，在此采用有源PFC電路即主動有源PFC電路，電路中采用集成度高集成度的IC，可以適應90V～270V輸入電壓，并有高于0.99的線路功率因數和較高的可靠性的優點。輸出不隨輸入電壓的波動變化，因此可以得到高穩定的輸出，而且不再需要采用很大容量的濾波電容。驅動電路中采用半橋式電路驅動熒光燈。在控制部分中主要是通過遙控單元即遙控器控制遙控接受單元接受信號，轉化為控制命令，通過單片機將控制信號通過熒光燈調光IC電路控制熒光燈的工作狀態。同時還可通過單片機和遙控接受單元及遙控單元之間的設置，使其實現其他的智能熒光燈管理。例如開關、調光、重啟、故障保護、報警等功能。在單片機的基礎上，通過網絡連接計算機控制多個單片機的方式，可以實現對整棟大廈或者燈光系統，例如城市路燈、工廠、辦公樓等的燈光實行智能化的管理，進行定時開燈、顯示系統中的故障熒光燈的情況、對整個系統或某一部分的燈光進行調光管理等功能。
對此種裝置加以改進還可以設計成為專用的背景燈光控制器使用于各種需要背景燈的場合(如廣告牌、燈箱、舞臺布景等場合)。
權利要求1.一種遙控熒光燈調光裝置，包括驅動電路部分和控制電路部分，其特征在于驅動電路部分包括，交流電源輸入依次連接的EMI電路、整流電路、PFC電路和熒光燈驅動電路及熒光燈，控制電路部分包括，遙控接收單元、單片機、和熒光燈調光IC電路及與遙控接收單元相配合的遙控單元，其中單片機與熒光燈調光IC電路、熒光燈調光IC電路與驅動部分中的驅動電路之間為雙向控制反饋的連接方式。
2.根據權利要求1所述的一種遙控熒光燈調光裝置，其特征在于所述的EMI電路由至少一級EMI電路構成。
3.根據權利要求1所述的一種遙控熒光燈調光裝置，其特征在于所述的PFC電路采用被動式PFC電路或者主動式PFC電路。
4.根據權利要求1所述的一種遙控熒光燈調光裝置，其特征在于所述的整流電路采用高壓直接整流電路、二極管整流電路或者橋堆整流電路。
5.根據權利要求1所述的一種遙控熒光燈調光裝置，其特征在于所述的熒光燈驅動電路采用半橋式電路。
6.根據權利要求1所述的一種遙控熒光燈調光裝置，其特征在于所述的熒光燈調光IC電路采用一片式調光鎮流器控制芯片或者二片式調光鎮流器控制芯片。
7.根據權利要求1所述的一種遙控熒光燈調光裝置，其特征在于所述的遙控接收單元和與其相配合的遙控單元之間的遙控方式采用無線遙控方式或者紅外線遙控方式。
8.根據權利要求1所述的一種遙控熒光燈調光裝置，其特征在于所述的熒光燈為一個以上熒光燈。
9.根據權利要求1-7任意一個所述的一種遙控熒光燈調光裝置，其特征在于所述的控制電路部分中，通過對遙控接收單元、單片機的軟件程序、和熒光燈調光IC電路及與遙控接收單元相配合的遙控單元的設置，，對多盞熒光燈實現調光、運行狀態監控、開關等智能化管理。
10.根據權利要求1-7任意一個所述的一種遙控熒光燈調光裝置，其特征在于通過對多套上述的遙控熒光燈調光裝置的組合，組成熒光燈控制網絡，通過在單片機上連接計算機的方式，實現對整個熒光燈控制網絡的調光、運行狀態監控、開關等智能化管理。
專利摘要本實用新型屬于燈具調整電路領域，適用于熒光燈的調光電路裝置。包括驅動電路部分和控制電路部分，驅動電路部分包括，交流電源輸入依次連接的EMI電路、整流電路、PFC電路和熒光燈驅動電路及熒光燈，控制電路部分包括，遙控接收單元、單片機、和熒光燈調光IC電路及與遙控接收單元相配合的遙控單元，其中單片機與熒光燈調光IC電路、熒光燈調光IC電路與驅動部分中的驅動電路之間為雙向控制反饋的連接方式。其中的控制部分可以完成各種方便易用的人機接口，并將接受的指令轉化成預設的命令控制調光IC電路的工作完成各類指令。能夠對熒光燈的光通量進行線性調整，同時具有遙控調整功能的熒光燈調光裝置。
文檔編號H05B41/38GK2730075SQ20042008349
公開日2005年9月28日 申請日期2004年9月1日 優先權日2004年9月1日
發明者張嵩松 申請人:張嵩松