一种单火线发送亮度控制信号的方法技术

一种单火线发送亮度控制信号的方法，由设有单火线输入端、单火线输出端且串联在单火线上的壁控开关单元实现，所述单火线输入端连接至交流电源火线。有LED灯的亮度改变时，壁控开关单元通过控制单火线输出端输出的电压波形来发送亮度控制信号，亮度控制信号由引导波形、地址波形和数据波形组成。所述LED灯亮度控制方法无需遥控器，也不用重新敷设电源线，可以实现普通照明灯的替代升级与改造。

【技术实现步骤摘要】
一种单火线发送亮度控制信号的方法本专利技术专利申请为分案申请，原案申请号为201510229100.6，申请日为2015年5月8日，专利技术名称为一种单火线远距离控制多个LED灯亮度的方法。
本专利技术涉及一种照明灯亮度控制技术，尤其是一种单火线发送亮度控制信号的方法。
技术介绍
由于LED灯的非线性特性，LED灯的亮度不能采用调节电压的方式来实现。采用可控恒流源来调节LED灯的亮度时，工作电流的改变会带来LED灯的色谱偏移，同时，低亮度下LED灯负载电流也变得很低，会使可控恒流源效率降低及温升增高，损耗在驱动芯片上的功耗越大，从而会损害恒流源及LED光源的寿命。采用PWM(脉宽调制)调光方式控制LED灯亮度，可以避免调压方式和调电流方式带来的问题。目前常用的LED灯调光方法有三种：一是采用遥控器控制。LED灯控制电路装有遥控器接收装置，可以通过遥控器对LED灯进行有级调光或者是无级调光，其缺点是一个LED灯需要配备一个遥控器，造成遥控器数量多，管理麻烦，成本也偏高。二是采用数字控制技术。例如，采用DALI(数字可寻址的照明接口)技术，DALI系统软件可对同一强电回路或不同回路上的单个或多个LED灯具进行独立寻址，通过DALI系统软件对单灯或任意的灯组进行精确的调光及开关控制。该方案技术先进，但成本很高，系统除需要布设电力线外，还需要布设控制线。三是采用单火线开关通断控制技术。例如，采用NU102专用芯片，即可利用普通墙面开关在规定的时间内的开关动作，实现LED灯的亮度调节。但该方法只能提供4档LED灯的调节亮度，且开关动作有时间要求。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种在不改变现有照明线路布线的情况下，利用单火线对多个LED灯进行调光的电路。为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种单火线发送亮度控制信号的方法，由设有单火线输入端、单火线输出端且串联在单火线上的壁控开关单元实现，单火线输入端连接至交流电源火线；壁控开关单元通过控制单火线输出端输出的电压波形来发送亮度控制信号。亮度控制信号由引导波形、地址波形和数据波形组成；地址波形由一个周波的移相波形组成，负半波为移相角γ1，正半波为移相角γ0；数据波形由一个周波的移相波形组成，负半波为移相角β1，正半波为移相角β0。所述壁控开关单元包括单火线稳压器、可控硅输出光耦、控制单片机、双向晶闸管、电阻R4、电阻R5、二极管D1、稳压管DW1；单火线稳压器的直流输出电压地端为壁控开关单元的数字地，单火线输入端是壁控开关单元的模拟地且连接至单火线稳压器的交流电压公共端，双向晶闸管的两个阳极端分别连接至单火线输出端和单火线稳压器的交流电压端；电阻R4的两端分别连接至二极管D2阴极和稳压管DW1阴极；二极管D2阳极连接至单火线输出端；稳压管DW1阳极连接至壁控开关单元的模拟地；电阻R5并联在稳压管DW1两端；稳压管DW1阴极输出交流电源的过零信号；过零信号连接至控制单片机；控制单片机通过可控硅输出光耦控制双向晶闸管的通断来达到控制单火线输出端输出的电压波形的目的。控制单片机发出亮度控制信号时，随机停止触发信号输出；当停止输出触发信号的时刻在交流电源正半波期间时，移相驱动模块中的双向晶闸管在接下来的交流电源负半波不导通，过零检测模块在接下来的交流电源负半波输出过零信号，过零信号为对应该不导通的交流电源负半波的正脉冲；当停止触发信号输出的时刻在交流电源负半波期间时，移相驱动模块中的双向晶闸管在接下来的交流电源正半波和下一个交流电源负半波均不导通，过零检测模块在该不导通的交流电源正半波不输出过零信号，在下一个交流电源负半波输出过零信号，过零信号为对应下一个交流电源负半波的正脉冲。将过零信号的正脉冲下降沿作为过零计时起点，10ms后为移相角γ1的过零点，20ms后为移相角γ0的过零点，30ms后为移相角β1的过零点，40ms后为移相角β0的过零点。引导波形由一个不导通的负半波，紧接一个完整导通的正半波组成；引导波形或者由一个不导通的完整周波，紧接一个完整导通的正半波组成。所述壁控开关单元还包括低压差稳压器、晶振、电容C1、电容C2、电感L1、电感L2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管D2和K个BCD旋转编码器。电容C1的两端分别连接至单火线稳压器的滤波电容输入端FIL和交流电压公共端；电感L2的两端分别连接至壁控开关单元的数字地和模拟地；二极管D1、电感L1和电容C2组成半波整流滤波电路，半波整流滤波电路的输入连接至单火线输出端、输出连接至单火线稳压器的直流高压输入端；低压差稳压器的输入端连接至单火线稳压器的直流电压输出端；低压差稳压器的输出端输出直流工作电源；单火线稳压器的地端连接至壁控开关单元的数字地。电阻R1并联在双向晶闸管的两个阳极端；可控硅输出光耦的输出可控硅与电阻R2串联，其串联支路连接至双向晶闸管的第一阳极和控制极；可控硅输出光耦的输入发光二极管与电阻R3串联，其串联支路一端连接至直流工作电源，另外一端为双向晶闸管的触发信号输入端；触发信号由控制单片机发出。K个BCD旋转编码器的BCD编码输出端并联后连接至控制单片机的编码输入端；每个BCD旋转编码器的公共端连接至控制单片机的编码输入控制端；所述K个BCD旋转编码器提供K个亮度给定信号给控制单片机。壁控开关单元还包括电容C3、电容C4；电容C3的两端分别连接至低压差稳压器的输入端和数字地，电容C4的两端分别连接至低压差稳压器的输出端和数字地。控制单片机发送亮度控制信号的步骤是：步骤A，判断是否关闭LED灯，是则关闭LED灯，进入关闭LED灯状态，转到步骤D；否则为非关闭LED灯状态，转到步骤B；步骤B，确定亮度控制信号的地址码与亮度等级；步骤C，发出一次亮度控制信号；步骤D，判断亮度给定信号是否发生改变，亮度给定信号发生改变，返回步骤A；亮度给定信号没有发生改变，返回步骤C。判断亮度给定信号是否发生改变时，只要K个BCD旋转编码器提供的K个亮度给定信号中有1个以上，包含1个LED灯的亮度给定信号发生改变，则认为亮度给定信号发生改变。本专利技术的有益效果是，提供了一种串联在单火线上、能够产生与发出由不同移相角波形组成的、能够分别控制多个LED灯亮度的、具有亮度等级亮度控制信号且能够实现单火线电子开关关灯功能的壁控开关单元，同时还提供了在单火线上进行过零信号检测和确定过零点的方法。壁控开关单元采用单火线方式控制多个LED灯亮度，无需遥控器，无需控制线，也不用重新敷设电源线，可以实现普通照明灯的替代升级与改造；LED灯亮度调节共分9档，采用旋钮装置调节，符合操作习惯；单火线上的亮度控制信号仅仅是在改变亮度时进行短时发送，不发出亮度控制信号时，单火线输出端输出的电压波形为连续完整的单相正弦波，没有谐波。附图说明图1是包括壁控开关单元和4个LED灯调节驱动单元的系统结构框图。图2是壁控开关单元实施例电路图。图3是三进制对应的α角示意图。图4是发送一次亮度控制信号的波形示例1。图5是发送一次亮度控制信号的波形示例2。图6是亮度控制信号发送控制方法。图7是LED灯调节驱动单元结构图。图8是单片机调节模块实施例电路图。图9是LED驱动模块实施例电路图。图10是亮度控制调节方法。具体实施方式下面通过附图并结合实施例对本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单火线发送亮度控制信号的方法，其特征在于：由设有单火线输入端、单火线输出端且串联在单火线上的壁控开关单元实现，单火线输入端连接至交流电源火线；壁控开关单元通过控制单火线输出端输出的电压波形来发送亮度控制信号；亮度控制信号由引导波形、地址波形和数据波形组成；地址波形由一个周波的移相波形组成，负半波为移相角γ1，正半波为移相角γ0；数据波形由一个周波的移相波形组成，负半波为移相角β1，正半波为移相角β0。

【技术特征摘要】
1.一种单火线发送亮度控制信号的方法，其特征在于：由设有单火线输入端、单火线输出端且串联在单火线上的壁控开关单元实现，单火线输入端连接至交流电源火线；壁控开关单元通过控制单火线输出端输出的电压波形来发送亮度控制信号；亮度控制信号由引导波形、地址波形和数据波形组成；地址波形由一个周波的移相波形组成，负半波为移相角γ1，正半波为移相角γ0；数据波形由一个周波的移相波形组成，负半波为移相角β1，正半波为移相角β0。2.根据权利要求1所述的单火线发送亮度控制信号的方法，其特征在于：所述壁控开关单元包括单火线稳压器、可控硅输出光耦、控制单片机、双向晶闸管、电阻R4、电阻R5、二极管D1、稳压管DW1；单火线稳压器的直流输出电压地端为壁控开关单元的数字地，单火线输入端是壁控开关单元的模拟地且连接至单火线稳压器的交流电压公共端，双向晶闸管的两个阳极端分别连接至单火线输出端和单火线稳压器的交流电压端；电阻R4的两端分别连接至二极管D2阴极和稳压管DW1阴极；二极管D2阳极连接至单火线输出端；稳压管DW1阳极连接至壁控开关单元的模拟地；电阻R5并联在稳压管DW1两端；稳压管DW1阴极输出交流电源的过零信号；过零信号连接至控制单片机；控制单片机通过可控硅输出光耦控制双向晶闸管的通断来达到控制单火线输出端输出的电压波形的目的。3.根据权利要求2所述的单火线发送亮度控制信号的方法，其特征在于：控制单片机发出亮度控制信号时，随机停止触发信号输出；当停止输出触发信号的时刻在交流电源正半波期间时，移相驱动模块中的双向晶闸管在接下来的交流电源负半波不导通，过零检测模块在接下来的交流电源负半波输出过零信号，过零信号为对应该不导通的交流电源负半波的正脉冲；当停止触发信号输出的时刻在交流电源负半波期间时，移相驱动模块中的双向晶闸管在接下来的交流电源正半波和下一个交流电源负半波均不导通，过零检测模块在该不导通的交流电源正半波不输出过零信号，在下一个交流电源负半波输出过零信号，过零信号为对应下一个交流电源负半波的正脉冲。4.根据权利要求3所述的单火线发送亮度控制信号的方法，其特征在于：将过零信号的正脉冲下降沿作为过零计时起点，10ms后为移相角γ1的过零点，20ms后为移相角γ0的过零点，30ms后为移相角β1的过零点，40ms后为移相角β0的过零点。5.根据权利要求1-4中任一项所述的单火线发送亮度控制信号的方法，其特征在于：引导波形由一个不导通的负半波，紧接一个完整导通的正半波组成；...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌云，肖伸平，曾红兵，陈刚，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43