專利名稱：斬波調光裝置的制作方法
技術領域：
本申請涉及光源調光技術領域，特別是涉及一種斬波調光裝置。
背景技術：
斬波調光裝置，用于調節所連接的LED (Light Emitting Diode，發光二極管)光源的顏色、亮度等狀態，包括斬波開關、斬波開關控制電路、LED驅動器，以及控制所述斬波開關的工作狀態的調光信號產生裝置。現有的斬波調光裝置，通過傳統開關形式實現，比如，旋鈕開關、按鍵開關等機械開關，所采用的機械開關由于長期使用會出現磨損、觸點老化等現象，故使用壽命短、可靠性低。
實用新型內容為解決上述技術問題，本申請實施例提供一種斬波調光裝置，以實現紅外斬波調光，以提高斬波調光裝置的可靠性、延長其使用壽命，技術方案如下一種斬波調光裝置，包括斬波開關、斬波開關控制電路、發光二極管LED驅動器， 以及紅外調光信號產生單元，交流電通過所述斬波開關連接至所述LED驅動器的兩輸入端，所述LED驅動器的兩輸出端連接LED負載；所述紅外調光信號產生單元通過所述斬波開關控制電路與所述斬波開關的控制端相連；所述斬波開關控制電路根據所述紅外調光信號產生單元提供的調光信號，輸出控制所述斬波開關工作狀態的斬波開關控制信號，所述LED驅動器根據接收經所述斬波開關斬波后的斬波電壓的導通角的大小，輸出相應的驅動電流。優選的，所述紅外調光信號產生單元包括，紅外收發單元，與所述紅外收發單元相連的微控制器；所述斬波開關控制電路包括，與所述微控制器相連的斬波開關控制信號產生單元，與所述斬波開關控制信號產生單元相連的過零檢測單元；當所述微控制器接收到所述紅外收發單元提供的調光感應信號時，產生電平調光信號提供給所述斬波開關控制信號產生單元；所述斬波開關控制信號產生單元接收到所述邏輯單元提供的電平調光信號，且當所述過零檢測單元檢測到所述交流電的電壓值為零時，產生控制所述斬波開關工作狀態的斬波開關控制信號。優選的，所述紅外調光信號產生單元包括紅外信號收發單元；與所述紅外信號收發單元相連的微控制器；與所述微控制器相連的過零檢測單元；
4[0017]當所述紅外信號收發單元輸出調光感應信號至所述微控制器時，且當所述過零檢測單元檢測到所述交流電的電壓值為零時，所述微控制器產生脈沖寬度調制PWM脈沖調光信號提供給所述斬波開關控制電路。優選的，所述紅外收發單元包括連接有驅動信號的紅外發射管；用于接收紅外信號的紅外接收管；與所述紅外接收管相連的信號轉換單元，用于將接收到的所述紅外接收管發送的紅外感應信號轉換為符合所述微控制器輸入端有效大小范圍內的信號。優選的，所述微控制器包括調光信號產生單元和調光信號輸出單元，所述調光信號產生單元與所述紅外收發單元相連，用于根據預先設定的控制信號產生時刻、預設控制信號持續時間，以及所述紅外收發單元提供的紅外感應信號，產生相應的控制信號，并經所述調光信號輸出單元輸出調光信號。優選的，所述過零檢測單元包括串聯在所述交流電兩端之間的第一電阻和第二電阻；第一輸入端與所述第一分壓電阻和第二分壓電阻的公共連接點相連，第二輸入端與交流電的一端相連的電壓比較器，電壓比較器的供電電源的地端連接所述電壓比較器的
第二輸入端。優選的，所述斬波開關包括第一 MOS管和第二 MOS管，所述第一 MOS管和所述第二 MOS管的源極相連并設為參考地端，所述第一 MOS管的漏極連接所述交流電的一端，所述第二 MOS管的漏極連接所述LED驅動器的第一輸入端；所述斬波開關控制電路包括一端與所述參考地端相連，另一端通過第三電阻和二極管接所述交流電的另一端的電容，所述二極管的陽極接所述交流電的另一端，陰極與所述第三電阻相連；第一三極管，該第一三極管的集電極與所述電容和所述第三電阻的公共連接點相連，基極通過穩壓管接所述參考地，該穩壓管的陽極接所述參考地，陰極與所述第一三極管的基極相連，第一三極管的集電極和基極之間連接有第一限流電阻；光耦合器，該光耦合器的第一輸出端與所述第一三極管的發射極相連，該光耦合器的第二輸出端接所述參考地，該光耦合器的第一輸入端通過第四電阻R4連接輔助電源， 該光耦合器的第二輸入端與所述紅外調光信號產生單元的輸出端相連。優選的，所述斬波開關在交流電的正半周和/或負半周工作在斬波狀態。優選的，所述斬波開關對交流電進行前沿斬波或后沿斬波或前后沿斬波。優選的，相鄰兩次調光時刻之間所述斬波開關在設定個數的交流電周期內工作在斬波狀態，在其它交流電周期內工作在全導通狀態。由以上本申請實施例提供的技術方案可見，通過非接觸方式產生調光信號，控制斬波開關的工作狀態，從而控制斬波電壓的斬波角的大小，進而控制LED驅動器輸出的驅動電流的大小，最終實現斬波調光。由于采用非接觸方式產生調光信號，因而避免了使用傳統的機械開關帶來的使用壽命短、可靠性等缺陷。而且，所述非接觸調光方式無需人體直接接觸所述斬波調光裝置，使用方便、安全性高。
為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下， 還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本申請實施例一種斬波調光裝置的結構示意圖；圖2為本申請實施例另一種斬波調光裝置的結構示意圖；圖3為本申請實施例另一種斬波調光裝置的結構示意圖；圖4為微控制器的結構示意圖；圖5為一種后沿斬波控制方式波形圖；圖6為前沿斬波控制方式波形圖；圖7為前后沿斬波控制方式波形圖；圖8為斬波控制得到的調光信號波形圖；圖9為本申請實施例一種斬波調光裝置的電路原理圖；圖10示出了斬波電壓波形圖；圖11示出了圖8對應的斬波調光裝置中的各關鍵點的電壓波形圖。
具體實施方式
為了使本技術領域的人員更好地理解本申請方案，
以下結合附圖和實施方式對本申請作進一步的詳細說明。請參見圖1，示出了本申請實施例一種斬波調光裝置的結構示意圖，該裝置主要包括斬波開關100、斬波開關控制電路200、LED驅動器300、紅外調光信號產生單元400，其中交流電Vin，通過斬波開關100輸入至LED驅動器300的兩個輸入端，LED驅動器 300的兩個輸出端連接LED負載；具體的，斬波開關100的第一端與交流電Vin的一端相連，第二端連接LED驅動器 300的第一輸入端，交流電Vin的另一端直接連接至LED驅動器300的第二輸入端，斬波開關100的控制端與所述斬波開關控制電路200的輸出端相連。紅外調光信號產生單元400的輸出端與所述斬波開關控制電路200的輸入端相連。具體的，該紅外調光信號產生單元400可以通過紅外式調光信號產生裝置實現， 自身能夠發射紅外信號，當發出的紅外信號被外界的障礙物反射回來后，被紅外接收管接收，并產生相應的感應信號提供給微控制器，進而由微控制器產生調光信號。本實施例提供的斬波調光裝置的工作過程如下紅外調光信號產生單元產生的調光信號提供給斬波開關控制電路200，斬波開關控制電路200輸出脈沖信號控制斬波開關的導通或截止的工作狀態，交流電經過斬波開關 100進行斬波后得到的斬波電壓，提供給LED驅動器300，LED驅動器300檢測接收到的斬波電壓的導通角的大小，并輸出相應的驅動電流，從而實現對LED負載的調光。請參見圖2，示出了本申請實施例另一種斬波調光裝置的結構示意圖，該裝置包括斬波開關100、斬波開關控制電路200、LED驅動器300、紅外調光信號產生單元410，其中交流電通過斬波開關100與LED驅動器300相連，紅外調光信號產生單元410通過斬波開關控制電路200控制斬波開關的工作狀態。斬波開關控制電路200，包括斬波開關控制信號產生單元210和過零檢測單元 220，其中，過零檢測單元220與斬波開關控制信號產生單元210相連，用于控制斬波開關控制電路輸出脈沖的時刻。具體的，紅外調光信號產生單元410，包括紅外信號收發單元411、與紅外信號收發單元相連的微控制器412。紅外信號收發單元411，包括紅外發射管413、紅外接收管414及信號轉換單元 415，其中紅外發射管413在驅動信號的驅動作用下，向外發射紅外信號，該紅外信號遇到障礙物后反射回來，被紅外接收管414接收后，提供給信號轉換電路415轉換為符合微控制器輸入端有效大小范圍內的電壓信號，該電壓信號作為紅外感應信號提供給微控制器412。微控制器412根據所述紅外信號收發單元發送的紅外感應信號，產生相應的電平信號作為調光信號。所述電平信號的電壓值與所述紅外信號收發單元被觸發的時間有關，比如，觸發時間越長，所述電平信號的電壓值越高；否則，所述電平信號的電壓值越低。當過零檢測單元220檢測到交流電的過零點時，輸出的電平信號發生翻轉。斬波開關控制電路210檢測到過零檢測單元220發送的電平信號發生翻轉時，根據接收到的紅外調光信號產生單元410提供的電平調光信號，產生占空比與所述電平調光信號的電壓大小相對應的脈沖信號，控制斬波開關的工作狀態，得到斬波電壓提供給LED驅動器300。需要說明的是，斬波開關控制信號產生單元210可以以過零檢測單元220輸出的電平信號每發生翻轉的時刻為產生脈沖信號的觸發時刻，即斬波開關在交流電的正半周和負半周都工作在斬波狀態；也可以以過零檢測單元輸出的電平信號由高電平變為低電平時的時刻為產生脈沖的觸發時刻，即斬波開關只在交流電的負半周(或正半周)工作在斬波狀態；還可以以過零檢測單元輸出的電平信號由低電平變為高電平時的時刻為產生脈沖的觸發時刻，即斬波開關只在交流電的正半周(或負半周)工作在斬波狀態。LED驅動器300根據斬波電壓的導通角，輸出相應的驅動電流，最終實現對LED負載的調光過程。請參見圖3，示出了本申請實施例另一種斬波調光裝置的結構示意圖，與圖1對應的實施例的不同之處在于，具體對紅外調光信號產生單元進行進一步的限定說明。該斬波調光裝置包括斬波開關100、斬波開關控制電路200、LED驅動器300、紅外調光信號產生單元400，其中，交流電通過斬波開關與LED驅動器300相連，紅外調光信號產生單元通過斬波開關控制電路控制斬波開關的工作狀態，交流電經過斬波開關斬波后提供給LED驅動器300，LED驅動器300檢測接收到的斬波電壓的導通角的大小，輸出相應大小的驅動電流，最終實現對LED負載的調光。具體的，所述紅外調光信號產生單元400包括紅外信號收發單元401、微控制器 402、過零檢測單元403，其中[0070]紅外收發單元401，用于產生紅外感應信號。所述紅外收發單元401內部設置有紅外發射管404、紅外接收管405及信號轉換單元406，其中紅外發射管404在驅動信號的驅動作用下，向外發射紅外信號，所述紅外信號遇到障礙物后反射回來，被紅外接收管405接收后產生感應信號，提供給信號轉換單元406 轉換為符合微控制器要求的電壓信號，該電壓信號作為紅外感應信號提供給所述微控制器 402。微控制器402，用于根據所述紅外收發單元提供的紅外感應信號，以及根據所述過零檢測單元403的檢測結果，產生相應的PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調制)脈沖信號作為調光信號提供給斬波開關控制電路。具體的，當微控制器接收到紅外收發單元輸出的紅外感應信號，且當所述過零檢測單元403檢測到交流電的過零點時，產生PWM脈沖信號，而且所述PWM脈沖信號的占空比與所述紅外信號收發單元被觸發的時間相對應。比如，所述紅外信號收發單元被觸發的時間越長，所述PWM脈沖信號的占空比越大。優選的，參見圖4，上述所有實施例中的微控制器可以包括調光信號產生單元 410和調光信號輸出單元420，其中所述調光信號產生單元410，用于根據預先設定的控制信號產生時刻、預設控制信號持續時間，以及所述紅外收發單元提供的紅外感應信號，產生相應的控制信號，并經由所述調光信號輸出單元420輸出該控制信號至斬波開關控制信號產生單元，從而實現不同的斬波控制方式。下面以所述紅外調光信號產生電路輸出的調光信號為PWM脈沖信號且假設其在一個周期內的高電平時間對應斬波開關在電網的正半周和/或負半周的導通時間為例來進行說明，說明典型的斬波控制方式(1)后沿斬波控制方式請參見圖5，Vin為交流電對應的波形，V2為紅外調光信號產生單元產生的PWM脈沖信號的波形，Vi為斬波電壓的波形。過零檢測單元檢測到交流電Vin的過零點時，觸發微控制器輸出PWM脈沖信號，作為斬波開關控制電路的觸發信號，斬波開關控制電路產生控制斬波開關工作狀態的斬波控制信號。交流電過零時刻為微控制器輸出一個周期的PWM脈沖信號的開始時刻，該PWM脈沖信號在一周期的開始時刻為高電平，該高電平信號持續第一預設時間tl后，PWM脈沖信號由高電平信號變為低電平信號，在本實施例中，當PWM脈沖信號為高電平時斬波開關處于導通狀態，否則處于截止狀態。其中，所述第一預設時間tl與紅外收發單元被觸發的時間有關。(2)前沿斬波控制方式請參見圖6，Vin為交流電對應的波形，V2為紅外調光信號產生單元產生的PWM脈沖信號的波形，Vi為斬波電壓的波形。當過零檢測單元檢測到交流電Vin的過零點時，觸發微控制器輸出相應的PWM脈沖信號，作為斬波開關控制電路的觸發信號，斬波開關控制電路產生控制斬波開關工作狀態的斬波控制信號。交流電過零時刻為微控制器輸出一個周期的PWM脈沖信號的開始時刻，且該PWM脈沖信號在每個周期的開始時刻為低電平，此時，斬波開關截止；低電平信號持續第二預設時間t2后，PWM脈沖信號由低電平變為高電平，斬波開關導通，實現前沿斬波，所述斬波開關導通時間t與紅外收發單元被觸發的時間有關，則通過t2 = T/2-t預先設定所述第二預設時間t2，其中T為交流電Vin的周期，t為斬波開關導通時間。(3)前后沿斬波控制方式請參見圖7，當所述微控制器接收到所述過零檢測單元發送的交流電Vin的過零信號時，在交流電過零時刻，微控制器輸出PWM脈沖信號，作為斬波開關控制電路的觸發信號，斬波開關控制電路產生控制斬波開關工作狀態的斬波控制信號。交流電過零時刻為微控制器輸出一個周期的PWM脈沖信號的開始時刻，且該PWM脈沖信號在每個周期的開始時刻為低電平，該低電平信號輸入至所述斬波開關控制電路，使斬波開關關斷，預先設定斬波開關需要維持此關斷狀態的時間為第三預設時間t3，在低電平信號維持第三預設時間t3 后，低電平信號變為高電平信號，提供給斬波開關控制電路，進而控制斬波開關導通，斬波開關導通狀態需要維持的時間t4，該時間t4由紅外收發單元被觸發的時間決定，在PWM脈沖信號為高電平的狀態持續時間t4后，PWM脈沖信號由高電平變為低電平，提供給斬波開關控制電路，進而控制斬波開關關斷，從而實現前后沿斬波控制方式。需要說明的是，上述三種斬波控制方式中，斬波開關控制電路將所述微控制器輸出的PWM脈沖信號的幅值變換為符合斬波開關所要求的范圍內，或者對PWM脈沖信號反相， 使PWM脈沖信號的高電平變為低電平，PWM脈沖信號的低電平變為高電平，不改變PWM脈沖信號的周期，使提供給斬波開關的控制脈沖與紅外收發單元被觸發的時間相關聯，從而實現了紅外調光信號應用于前后沿斬波調光。上述三種斬波控制方式中，在相鄰的兩次調光時刻之間，斬波開關并不需要在每個交流電的正半周期和/或負半周期內均處于導通狀態，斬波開關可以在第η次調光時刻后的連續m個交流電周期內，紅外調光信號產生單元輸出一定占空比的PWM調光信號，使斬波開關工作在斬波狀態，之后紅外調光信號產生單元輸出的PWM調光信號使斬波開關工作在全導通狀態，直到第n+1次調光時刻到來，這樣能夠很大程度的減小斬波開關對該斬波調光裝置的 EMI (Electromagnetic Interference,電磁干擾)禾口 PF(Power Factor,功率因數)的影響。其中，每次調光之后，斬波開關需要連續工作在斬波狀態的電源周期數m通過微控制器中的軟件部分設計實現。以前沿斬波控制方式的斬波電壓的波形圖為例，參見圖8，第η次調光時刻后，連續2個交流電周期內，斬波開關工作在斬波狀態，之后斬波開關工作在全導通狀態，直到第 n+1次調光時刻到來。換言之，在實際應用時，斬波開關可以只在相鄰兩次調光時刻之間的部分交流電周期內可以是預先設定個數的交流電周期內工作在斬波狀態，其他交流電周期內工作在全導通狀態。具體實施時，斬波開關后級的LED驅動器檢測當前斬波電壓的導通角，導通角是指斬波開關在交流電的半個周期內導通時間對應的角度，所述交流電的半個周期，即交流電正半周期或負半周期；如果斬波開關在交流電的半周期內全導通，即在交流電正半周期或負半周期全導通，則導通角為180°。如果LED驅動器檢測到斬波開關的導通角為180°，即全導通時，則LED驅動器輸出電流大小保持不變，且無需記錄此時的導通角；如果LED 驅動器檢測到斬波開關的導通角不為180度，且與前一次記錄的導通角一樣時，則LED驅動器不改變輸出的電流大小，則無所謂記錄不記錄當前的導通角的大小；如果導通角不為 180°，且與前一次記錄的導通角不一樣，則LED驅動器改變輸出的電流大小，并記錄當前導通角的大小。LED驅動器輸出電流的大小與斬波電壓的導通角大小相關聯。需要說明的是，上述的三種斬波控制方式在實際應用時，可以任意組合使用。請參見圖9，示出了本申請實施例一種具體的斬波調光裝置的結構示意圖，該裝置主要包括紅外調光信號產生單元1、斬波開關2、斬波開關控制電路3、LED驅動器4。紅外調光信號產生單元1包括兩個或兩個以上的紅外收發單元100、微控制器 110、過零檢測單元120，微控制器110與紅外收發單元100。所述紅外收發單元100包括紅外發射管101、紅外接收管102及信號轉換單元 103，其中紅外發射管101在驅動信號的驅動作用下，向外發射紅外信號，所述紅外信號遇到障礙物后反射回來，被紅外接收管102接收后產生的感應信號，提供給信號轉換單元103 轉換為符合微控制器輸入端有效大小范圍內的電壓信號，該電壓信號作為紅外感應信號提供給所述微控制器110。所述過零檢測單元120主要包括電壓比較器Al，該電壓比較器Al的第二輸入端連接交流電的一端，第一輸入端與串聯連接的第一電阻Rl和第二電阻R2的公共連接點相連，Al的供電電源的地端連接所述Al的第二輸入端，其中，第一電阻Rl未與第二電阻R2相連的一端與交流電的另一端相連，第二電阻R2未與第一電阻Rl相連的一端連接所述電壓比較器Al的第二輸入端，電壓比較器Al的輸出端與微控制器110相連，當電壓比較器檢測到交流電過零時，輸出的電平信號發生翻轉，并輸送給微控制器110，作為產生PWM脈沖信號的觸發時刻。需要說明的是，微控制器110可以以過零檢測單元120輸出的電平信號每發生翻轉的時刻為產生PWM脈沖信號的觸發時刻，即斬波開關在交流電的正半周和負半周都工作在斬波狀態；也可以以過零檢測單元輸出的電平信號由高電平變為低電平時的時刻為產生 PWM脈沖的觸發時刻，即斬波開關只在交流電的負半周或正半周工作在斬波狀態；還可以以過零檢測單元輸出的電平信號由低電平變為高電平時的時刻為產生PWM脈沖的觸發時刻，即斬波開關只在交流電的正半周或負半周工作在斬波狀態。例如，圖10所示的斬波電壓波形圖，斬波開關可以只在交流電的正半周工作在斬波狀態，而交流電的負半周保持全導通狀態，即圖10中的第η次調光時刻后的斬波狀態，或者，斬波開關只在交流電的負半周工作在斬波狀態，而交流電的正半周保持全導通狀態，即圖10中的第η+1次調光狀態。斬波開關2的第一端與交流電Vin的L端相連，第二端與LED驅動電路的第一輸入端相連，交流電Vin的N端與LED驅動器的第二輸入端相連。LED驅動器的輸出端連接有 LED負載。具體的，本實施例中的斬波開關2為兩個MOS管Qll和Q12串聯而成，Qll和Q12 的源極相互連接并設為參考地，這樣，斬波開關2在交流電的正半周期或負半周期內都可以工作在斬波狀態。斬波開關控制電路3包括電容Cl、NPN型三極管Ql、穩壓管ZDl、光耦合器OCl，其中電容Cl的一端與兩個MOS(metal-oxid-semiconductor，金屬氧化物半導體)管 Qll和Q12的源極相連，另一端通過第三電阻R3及二極管Dl接交流電Vin的N端，而且二極管Dl的陽極接交流電Vin的N端，陰極與第三電阻R3相連。MOS管Qll的漏極與交流電 Vin的L端相連，Q12的漏極與LED驅動器4的另一端相連。同時，電容Cl與第三電阻R3相連的一端，通過三端穩壓器與斬波開關2的控制端相連。所述三端穩壓器包括NPN型三極管Q1、穩壓管ZD1、第一限流電阻R5，第二限流電阻 R6，其中所述NPN型三極管Ql的基極與穩壓管ZDl的陰極相連，穩壓管ZDl的陽極接參考地，電容Cl與第三電阻相連的一端與NPN型三極管Ql的集電極相連，同時，電容Cl的該端， 通過第一限流電阻R5與穩壓管ZDl的陰極相連。NPN型三極管Ql的發射極通過第二限流電阻R6與光耦合器OCl的第一輸出端相連，該端還與兩個MOS管Qll和Q12的柵極相連， 光耦合器OCl的第二端輸出端接參考地端，光耦合器OCl的第一輸入端通過第四電阻R4連接輔助電源Vcc，光耦合器OCl的第二輸入端與紅外調光信號產生單元1的輸出端相連。所述NPN型三極管可以替換為增強型的N溝道的MOS管。具體的，所述光耦合器OCl的第一輸入端為光耦合器OCl中發光二級管的陽極，第二輸入端為所述發光二極管的陰極，第一輸出端為光耦合器OCI中三極管的集電極，第二輸出端為所述三極管的發射極。以后沿斬波控制方式為例說明該斬波調光裝置的工作過程當交流電Vin的N端電位高于L端電位時，交流電Vin通過二極管D1、第三電阻R3 為電容Cl充電，電容Cl與電阻R3相連的一端通過三端穩壓器與斬波開關2的柵極相連。當微控制器110檢測到接收到過零檢測單元120輸出的電平信號發生翻轉時，表明過零檢測單元檢測到交流電Vin的過零時刻，此時微控制器輸出相應的PWM脈沖信號作為調光信號，且其高電平持續時間與紅外信號收發單元被觸發的時間相關聯。在PWM脈沖信號的每周期的高電平期間，光耦合器中的三極管不導通，斬波開關2 中的MOS管Qll和Q12的柵極的電壓為三端穩壓器輸出的電壓信號，且該電壓信號的電壓值高于源極的電壓值，斬波開關導通；在所述PWM脈沖信號的每周期的低電平期間，光耦合器中的三極管Q4導通，斬波開關的柵極經三極管Q4接地，斬波開關關斷，實現后沿斬波。當交流電Vin的L端電位高于N端電位時，由于二極管Dl的單向導通作用，電容 Cl沒有放電路徑，電容Cl上的儲能基本不變。斬波開關的工作狀態與交流電Vin的N端電位高于L端電位時的工作狀態一樣，此處不再贅述。參見圖11，示出了圖9對應的斬波調光裝置中的各關鍵點的電壓波形圖，其中Vin 為L端相對于N端的電壓波形，V3為當過零檢測單元中的電壓比較器Al的同相輸入端連接N端，反相輸入端通過第一電阻Rl連接L端時，輸出端的電壓波形；V2為紅外調光信號的電壓波形；Vl為斬波電壓的波形。可見，Vin過零時，V3翻轉，V2在V3翻轉時輸出高電平的脈沖信號，且V2的高電平對應所述斬波開關導通，則Vl此段時間內的波形為交流電的波形，V2的低電平時對應所述斬波開關導通，則Vl此段時間內為零。本說明書中的斬波調光裝置中的斬波開關的導通和關斷由交流電過零信號，以及紅外收發單元發出的紅外信號被外界障礙物發射的情況共同決定，從而使斬波開關的導通角不受交流電的電壓變化的影響，這樣，LED驅動器通過檢測斬波開關的斬波角度調節LED 負載的亮度，調光亮度不受交流電電壓變化的影響。需要說明的是，本說明書中的所有實施例中的紅外收發單元的個數可以是多個， 根據實際應用要求設計所述紅外收發單元的個數。以上所述僅是本申請的具體實施方式
，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本申請原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本申請的保護范圍。
權利要求1.一種斬波調光裝置，其特征在于，包括斬波開關、斬波開關控制電路、發光二極管 LED驅動器，以及紅外調光信號產生單元，交流電源通過所述斬波開關連接至所述LED驅動器的兩輸入端，所述LED驅動器的兩輸出端連接LED負載；所述紅外調光信號產生單元通過所述斬波開關控制電路與所述斬波開關的控制端相連；所述斬波開關控制電路根據所述紅外調光信號產生單元提供的調光信號，輸出控制所述斬波開關工作狀態的斬波開關控制信號，所述LED驅動器根據接收經所述斬波開關斬波后的斬波電壓的導通角的大小，輸出相應的驅動電流。
2.根據權利要求1所述的斬波調光裝置，其特征在于所述紅外調光信號產生單元包括，紅外收發單元，與所述紅外收發單元相連的微控制器；所述斬波開關控制電路包括，與所述微控制器相連的斬波開關控制信號產生單元，與所述斬波開關控制信號產生單元相連的過零檢測單元；當所述微控制器接收到所述紅外收發單元提供的調光感應信號時，產生電平調光信號提供給所述斬波開關控制信號產生單元；所述斬波開關控制信號產生單元接收到所述邏輯單元提供的電平調光信號，且當所述過零檢測單元檢測到所述交流電的電壓值為零時，產生控制所述斬波開關工作狀態的斬波開關控制信號。
3.根據權利要求1所述的斬波調光裝置，其特征在于，所述紅外調光信號產生單元包括紅外信號收發單元；與所述紅外信號收發單元相連的微控制器； 與所述微控制器相連的過零檢測單元；當所述紅外信號收發單元輸出調光感應信號至所述微控制器時，且當所述過零檢測單元檢測到所述交流電的電壓值為零時，所述微控制器產生脈沖寬度調制PWM脈沖調光信號提供給所述斬波開關控制電路。
4.根據權利要求2或3所述的斬波調光裝置，其特征在于，所述紅外收發單元包括 連接有驅動信號的紅外發射管；用于接收紅外信號的紅外接收管；與所述紅外接收管相連的信號轉換單元，用于將接收到的所述紅外接收管發送的紅外感應信號轉換為符合所述微控制器輸入端有效大小范圍內的信號。
5.根據權利要求4所述的斬波調光裝置，其特征在于，所述微控制器包括調光信號產生單元和調光信號輸出單元，所述調光信號產生單元與所述紅外收發單元相連，用于根據預先設定的控制信號產生時刻、預設控制信號持續時間，以及所述紅外收發單元提供的紅外感應信號，產生相應的控制信號，并經所述調光信號輸出單元輸出調光信號。
6.根據權利要求5所述的斬波調光裝置，其特征在于，所述過零檢測單元包括 串聯在所述交流電兩端之間的第一電阻和第二電阻；第一輸入端與所述第一電阻和第二電阻的公共連接點相連，第二輸入端與交流電的一端相連的電壓比較器，電壓比較器的供電電源的地端連接所述電壓比較器的第二輸入端。
7.根據權利要求1_3、5、6任一項所述的斬波調光裝置，其特征在于，所述斬波開關包括第一 MOS管和第二 MOS管，所述第一 MOS管和所述第二 MOS管的源極相連并設為參考地端，所述第一 MOS管的漏極連接所述交流電的一端，所述第二 MOS管的漏極連接所述LED驅動器的第一輸入端；所述斬波開關控制電路包括一端與所述參考地端相連，另一端通過第三電阻和二極管接所述交流電的另一端的電容，所述二極管的陽極接所述交流電的另一端，陰極與所述第三電阻相連；第一三極管，該第一三極管的集電極與所述電容和所述第三電阻的公共連接點相連， 基極通過穩壓管接所述參考地，該穩壓管的陽極接所述參考地，陰極與所述第一三極管的基極相連，第一三極管的集電極和基極之間連接有第一限流電阻；光耦合器，該光耦合器的第一輸出端與所述第一三極管的發射極相連，該光耦合器的第二輸出端接所述參考地，該光耦合器的第一輸入端通過第四電阻R4連接輔助電源，該光耦合器的第二輸入端與所述紅外調光信號產生單元的輸出端相連。
8.根據權利要求1_3、5、6任一項所述的斬波調光裝置，其特征在于，所述斬波開關在交流電的正半周和/或負半周工作在斬波狀態。
9.根據權利要求1_3、5、6任一項所述的斬波調光裝置，其特征在于，所述斬波開關對交流電進行前沿斬波或后沿斬波或前后沿斬波。
10.根據權利要求1_3、5、6任一項所述的斬波調光裝置，其特征在于，相鄰兩次調光時刻之間所述斬波開關在設定個數的交流電周期內工作在斬波狀態，在其它交流電周期內工作在全導通狀態。
專利摘要本申請公開了一種斬波調光裝置，包括斬波開關、斬波開關控制電路、發光二級管LED驅動器，以及紅外調光信號產生單元，交流電通過斬波開關連接至LED驅動器的兩輸入端，LED驅動器的兩輸出端連接LED負載；紅外調光信號產生單元通過斬波開關控制電路與斬波開關的控制端相連；斬波開關控制電路根據紅外調光信號產生單元提供的調光信號，輸出控制斬波開關工作狀態的斬波開關控制信號，LED驅動器根據接收斬波電壓的導通角的大小，輸出相應的驅動電流。由于采用非接觸方式產生調光信號，因而，避免了使用傳統的機械開關帶來的使用壽命短、可靠性等缺陷。而且，所述非接觸調光方式無需人體直接接觸斬波調光裝置，使用方便、安全性高。
文檔編號H05B37/02GK202190442SQ20112028170
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月4日 優先權日2011年8月4日
發明者華桂潮 申請人:英飛特電子(杭州)有限公司