一种电源开关控制LED无极调光调色温的方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电源开关控制LED无极调光调色温的方法与装置，该装置属于LED照明控制领域，由电源开关与无极调光调色温控制器组成；该装置通过操作电源开关闭合与断开实现LED照明无极调光调色温，其原理是：通过检测电源开关断开与闭合的时间间隔长短判断是否需要调光调色温，当进入调光调色温时通过输出全范围连续变化的调光调色温控制信号以控制LED光源连续改变亮度或色温，在此变化过程中，通过操作电源开关选择特定亮度或特定色温；本发明专利技术提供了一种普遍适用、性能良好、成本低廉、无须特殊布线、以及操作简便的LED无极调光调色温的技术，可充分发挥LED在性能与节能方面的优势，并极大促进LED调光调色温灯具的推广。

Method and device for controlling LED stepless dimming toning temperature by power switch

The invention discloses a power switch control method LED dimming temperature and device, the device belongs to the field of LED lighting control, the power switch and the electrodeless dimming temperature controller; the power switch device through the operation of closing and opening to achieve the stepless dimming LED lighting color temperature and its principle is: by detecting the power switch is turned off and the interval judgment whether to closed a dimming temperature, when entering a dimming temperature through the output of the full range of continuously changing dimming temperature control signal to control the LED light source is continuously changing brightness or color temperature, this process of change, select the specific brightness or specific color temperature by the operation of the power switch; the invention provides a generally applicable, good performance, low cost, simple operation, no special wiring and LED stepless dimming color temperature technology It can give full play to the advantages of LED in performance and energy saving, and greatly promote the promotion of LED dimming, toning and temperature lamps.

【技术实现步骤摘要】
一种电源开关控制LED无极调光调色温的方法与装置
本专利技术属于LED照明控制领域，尤其涉及一种使用电源开关控制LED无极调光调色温的方法与装置。
技术介绍
LED光源以其高效、节能、环保、寿命长及可控性强等优点得到了广泛应用，并作为一种新型绿色光源逐步取代了传统的白炽灯与荧光灯。在照明领域中，由于应用场合的需要，不同区域对灯光亮度及色温需求不同，即使是同一区域，在不同的场景与时间段也存在着不同的亮度及色温需求。目前绝大多数照明（包括LED照明）还只是停留在亮/灭状态，而具有调光功能的LED照明产品可以通过调光减小不必要的高亮度照明，在大幅降低能耗的同时，降低了LED光源的工作温度，显著延长了LED光源的寿命，具有调色温功能的LED照明产品则满足了色温变化的需求。由于具有调光调色温（尤其是无极连续调节）功能的LED照明产品可以更灵活地满足应用的需求，拓展照明设计的空间，因而成为必然的发展趋势。LED之前的传统光源的调光主要采用相控调光，通过相控调光器内的开关斩波器改变输入交流电压导通角的方式，改变负载电压有效值大小以实现调光，相控调光分为可控硅前切相调光和晶体管后切相调光两种方式。可控硅前切相调光电路结构简单，造价低，使用方便，所以一般被用来实现对白炽灯、荧光灯和卤钨灯的调光控制，但是该方式最低只能调至几十毫安（具体值与可控硅型号有关），并且EMI和EMC干扰大，电路功率因数(PF)值低；晶体管后切相调光采用了全控器件IGBT实现斩波控制，优点是相较于前切相调光电路，其斩波波形较为平滑，EMI和EMC更低，缺点是电路结构较可控硅前切相调光电路要复杂许多。通常LED光源需要直流恒流驱动，所以需要采用LED驱动电源实现交直流间的转换以及恒流控制；与之前的传统光源不同，LED光源必须通过调节电流以实现调光，调节色温则需要对多组不同色温的LED光源进行电流调节。在兼容相控调光方面，LED相控调光（TRIAC调光）驱动电源面临许多问题。首先，可控硅调光器至少需要几十毫安电流维持导通，对于小功率的LED灯而言，交流侧的电流值会小于可控硅维持电流，从而导致LED灯产生闪烁；因此兼容可控硅调光的LED驱动电源中需要增加泄放电路来保证可控硅调光器可靠工作，一般泄放电流在10mA左右，因此泄放电路会额外消耗较大的功率，既降低了LED驱动电源的效率，还会产生热量，此外难以保证包含泄放电路的LED驱动电源能兼容所有的可控硅调光器（市场上的可控硅调光器对维持电流的要求差异很大）。其次，前切相调光还会造成LED驱动电源因输入端的LC滤波器使电路产生振荡，从而产生音频噪声以及LED频闪问题。第三，无论前切相还是后切相，LED切相调光改变了交流输入市电供电正弦波的波形，通常会使电路功率因数值低于0.5，导通角越小功率因数越差，并且非正弦的电压波形加大了电路的总谐波失真系数，会产生严重的干扰信号。第四，LED驱动电源需要在侦测输入电压导通角的基础上调节输出电流以实现调光，增加了电路成本。总之对于LED光源来说，可控硅前切相调光的缺点是泄放电流大，与LED驱动电源有技术与兼容性问题，晶体管后切相的缺点是电路复杂，成本较高。开关控制LED分段调光/调色温技术（例如专利申请公布号CN105007657A等）可以通过电源开关闭合与断开的操作实现对LED照明的调光或调色温，通过对电源开关通断时间的判断，提供有限档位的亮度或色温调节，通常只适合提供3至4档亮度调节，或者2种色温的3种组合（单冷、单暖或冷暖），调光与调色温不能同时实现。LED相控调光和LED分段调光/调色温技术的共同优点是供电与调节控制信息均通过电源线实现，实施成本非常低。两相比较，LED相控调光需要在调光发起端使用相控调光器，在调光执行端使用匹配的LED驱动电源，属于双端方案，而分段调光/调色温在调光发起端使用电源开关，所有调节控制电路集中在LED驱动端，属于单端方案。双端方案除产品本身成本提高外，由于要用相控调光器替换电源开关，并且要火线与零线同时具备，导致施工复杂，尤其是照明改造工程；而单端方案普遍适用所有照明场所、成本最低、施工方便、使用简单。此外，LED相控调光可以连续调光，但通常不能调色温；分段调光/调色温对亮度或色温均可调，但缺点是仅能选择有限档位的亮度或色温，调光与调色温不能同时实现，调节能力不足。调光式LED驱动器除可以具有上述相控调光接口之外，通常还可以具有线性调光接口（输入不同的电压以控制输出电流）、PWM调光接口（输入不同的PWM占空比以控制输出电流）、0～10V调光接口（输入不同的电压以控制输出电流）等。目前基于这些控制接口的调光调色温技术可以分为有线控制方式与无线控制方式两大类：有线控制方式包括DALI协议、DMX512协议、KNX总线协议等等，系统除需要布设电力线外，还需要布设单独的专用控制线；无线方式包括红外、2.4G、ZigBee、蓝牙、WiFi以及其它RF技术。这两大类技术的共同特点是调光调色温信息通过电源线之外的专有通道传输，其优点是控制能力强，可以实现无极调光调色以及组合控制等，但缺点是成本很高，施工复杂，难以普及。综上所述，目前缺乏普遍适用、性能良好、成本低廉、无须特殊布线、以及操作简便的LED无极调光与调色温的技术，不利于LED调光调色温灯具的推广，限制了LED在性能与节能方面优势的充分发挥，延缓了LED照明对传统照明的替代进度。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的缺点与不足，提供一种电源开关控制LED无极调光调色温的方法与装置，即通过操作LED照明电路市电电源开关，实现无极调光和/或调色温两种功能。本专利技术采用以下技术方案：依据本专利技术的一种电源开关控制LED无极调光调色温的方法与装置由电源开关与无极调光调色温控制器组成，所述无极调光调色温控制器包含供电单元、电压延时单元、主控单元、以及非易失性读写存储单元。所述电源开关为交流市电电源开关；所述电源开关的一端接至交流市电火线端，所述电源开关的另一端接至所述供电单元交流输入端。所述供电单元为交流市电转直流单元（AC/DC）；所述供电单元交流输入的一端接至所述电源开关的一端，所述供电单元交流输入的另一端接至交流市电零线端，所述供电单元的直流输出（标记为VDC）接至所述电压延时单元的输入端以及所述主控单元的工作电压端，同时所述供电单元的直流输出地线与所述电压延时单元的地线以及所述主控单元的地线相连接；所述供电单元的直流输出VDC的电压值依据所述主控单元的工作电压而定。所述电压延时单元的输入端接至所述供电单元的直流输出VDC与直流输出地端，所述电压延时单元的输出延时电压（标记为V延时）接至所述主控单元的数字感应接口（标记为G检测）；当所述电源开关闭合时，所述供电单元开启供电，所述供电单元的直流输出VDC的电压逐步升高，直至稳定至最大值，所述电压延时单元的输出延时电压V延时从其初始电压（标记为V延时0）跟随VDC逐步上升，直至稳定在输入电压VDC，但V延时的上升时间落后于输入电压VDC；当所述电源开关断开时，所述供电单元的直流输出VDC的电压逐步下降至零，所述电压延时单元的输出延时电压V延时也从最高电压逐步下降至零，但V延时的下降时间落后于输入电压VDC；所述初始电压V延时0的数值取决于本次本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源开关控制LED无极调光调色温的方法与装置，其特征在于，所述方法与装置由电源开关与无极调光调色温控制器组成，所述无极调光调色温控制器包含供电单元、电压延时单元、主控单元、以及非易失性读写存储单元。

【技术特征摘要】
1.一种电源开关控制LED无极调光调色温的方法与装置，其特征在于，所述方法与装置由电源开关与无极调光调色温控制器组成，所述无极调光调色温控制器包含供电单元、电压延时单元、主控单元、以及非易失性读写存储单元。2.根据权利要求1所述的电源开关控制LED无极调光调色温的方法与装置，其特征在于，所述电源开关为交流市电电源开关，所述电源开关的一端接至交流市电火线端，所述电源开关的另一端接至所述供电单元交流输入端；所述供电单元为交流市电转直流单元（AC/DC），所述供电单元交流输入的一端接至所述电源开关的一端，所述供电单元交流输入的另一端接至交流市电零线端，所述供电单元的直流输出（标记为VDC）接至所述电压延时单元的输入端以及所述主控单元的工作电压端，同时所述供电单元的直流输出地线与所述电压延时单元的地线以及所述主控单元的地线相连接；所述电压延时单元的输出延时电压（标记为V延时）接至所述主控单元的数字感应接口（标记为G检测）；所述主控单元与所述非易失性读写存储单元相连接。3.根据权利要求1与权利要求2所述的电源开关控制LED无极调光调色温的方法与装置，其特征在于，所述电压延时单元实现输入电压的延时输出，当所述电源开关闭合时，所述供电单元的直流输出VDC的电压逐步升高，直至稳定至最大值,所述电压延时单元的输出延时电压V延时从其初始电压（标记为V延时0）跟随VDC逐步上升，直至稳定在输入电压VDC，但V延时的上升时间落后于输入电压VDC；当所述电源开关断开时，所述供电单元的直流输出VDC的电压逐步下降至零，所述电压延时单元的输出延时电压V延时也从最高电压逐步下降至零，但V延时的下降时间落后于输入电压VDC；所述初始电压V延时0的数值取决于本次电源开关闭合与前次电源开关断开之间的时间间隔，定义此时间间隔为断电时长（标记为ITVL断电），当本次电源开关闭合发生在前次电源开关断开后V延时已下降至零时，所述初始电压V延时0等于零，当本次电源开关闭合发生在前次电源开关断开后V延时未下降至零时，所述初始电压V延时0大于零，因此所述初始电压V延时0的大小取决于断电时长ITVL断电，断电时长ITVL断电越短则所述初始电压V延时0越大。4.根据权利要求1至权利要求2所述的电源开关控制LED无极调光调色温的方法与装置，其特征在于，所述主控单元可以是任何可编程器件，处理器或集成电路以及其它等同的控制器件，无论采用何种器件，只要可以实现本发明的控制方式即可，因此只要采用本发明的控制方式，无论采用何种器件均包含在本发明的保护范围之内；所述主控单元具有数字感应接口G检测可以判断输入电压信号为高电平或低电平，所述主控单元可以从所述非易失性读写存储单元中读取数据，或者将数据存入所述非易失性读写存储单元中，当掉电后这些保存数据不会丢失，所述主控单元输出亮度控制信号（标记为CTRL亮度）和/或色温控制信号（标记为CTRL色温）以控制LED照明设备的亮度和/或色温。5.根据权利要求1至权利要求4所述的电源开关控制LED无极调光调色温的方法与装置，其特征在于，所述主控单元通过其数字感应接口G检测判断电源开关闭合与断开的时间间隔类型，每当所述主控单元上电复位后，所述主控单元通过其数字感应接口G检测获取所述电压延时单元的输出延时电压V延时的电平值，据此判断本次电源开关闭合与前次电源开关断开之间的时间间隔（即断电时长ITVL断电）为长时间断电或短时间断电，如果数字感应接口G检测上电复位后获取到低电平则之前为长时间断电（标记为ITVL长断电），如果数字感应接口G检测上电复位后获取到高电平则之前为短时间断电（标记为ITVL短断电）；由于上电复位后G检测获取电平值时，所述输出延时电压V延时的电压值非常接近初始电压V延时0，而V延时0的大小取决于断电时长ITVL断电，因此存在一个ITVL断电的阀值（标记为ITVL断电阀值），当所述供电单元的断电时长小于此阀值时，断电时长ITVL断电为ITVL短断电，当所述供电单元的断电时长大于此阀值时，断电时长ITVL断电为ITVL长断电，ITVL断电阀值可以通过所述电压延时单元的延时时间调节，延时时间越短则ITVL断电阀值越小，此ITVL断电阀值依据所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，
申请(专利权)人：李明，
类型：发明
国别省市：上海,31