一种LED的切相调光装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种LED的切相调光装置，包括用于控制LED灯具的通断电的交流切相输出电路，该交流切相输出电路设于交流电源和LED灯具之间，装置还包括用于检测交流电源波形的过零点，并基于检测到的过零点输出与交流电源周期一致的方波的过零检测电路，以及用于根据控制信号和方波控制交流切相输出电路工作的微控制器，微控制器包括存储器和处理器，存储器中存储有由处理器执行的程序，处理器执行程序时实现以下步骤：根据过零检测电路输出的方波计算交流电源的频率，根据控制信号和切相控制数据组控制交流切相输出电路导通断LED灯具。与现有技术相比，本发明专利技术具有抗干扰能力强等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种LED的切相调光装置
本专利技术涉及一种调光装置，尤其是涉及一种LED的切相调光装置。
技术介绍
传统照明灯具主要以白炽灯和荧光灯等光源为主，对白炽灯和荧光灯进行调光的控制器主要以切相调光器为主，切相调光器输入接交流电源，输出为切相的交流电，也就是输出到灯具的交流电源不是完整的正弦波，而是有部分被切掉的正弦波，灯具会根据被切掉的相位调整其输出的亮度。控制交流电输出切相调光器一般分为切相前沿调光器(简称前沿调光器)和切相后沿调光器(后沿调光器)，前沿调光器一般使用双向可控硅(Triac)和少量的电子元件进行AC电源的切相控制，由于前沿切相控制器的电路简单，其整体的成本比较低，可靠性比较高，所以普遍用于对传统灯具的调光控制。后沿调光器的电路相对比较复杂，一般由微控制器(MCU)控制MOSFET或者IGBT的导通和关断达到切相的控制，整体的成本相对比较复杂。目前LED的技术已经非常成熟，在很多照明领域已经全部改用LED做为灯具的光源，由于LED工作需要一个直流电源进行驱动，所以一般的LED灯具都会有一个交流转直流(AC-DC)的驱动器，这个AC-DC驱动器可以通过检测交流电的相位角调整驱动LED电流，从而达到调光的功能。一般这个AC-DC驱动器可以接受前沿调光器或者后沿调光器对其进行控制。在用前沿调光器对LED灯具进行调光时，前沿调光器的输出交流电压会有一个从很低的电压(0V)上升到一个很高的电压(在AC230V,相位角在90度时，峰值电压为325V)的边沿，这个边沿会对LED驱动输入的电容进行充电，电容在充电前的电阻值非常低，所以当电容的电压瞬态从0V上升到一个很高的电压时，会产生一个浪涌电流(InrushCurrent)这个浪涌电流会导致电源总闸跳闸或者对其寿命产生影响，而且对LED驱动器内部元件寿命产生影响。后沿调光器在切相时是从一个高的电压(325V)变到一个低的电压(0V)，相当于在交流电源上有一个短暂的关断，所以用后沿调光器对LED驱动器进行调光时就不会产生冲击电流，所以后沿调光器目前普遍用于对LED灯具进行调光。目前普遍在用的后沿调光器主要是家用或者小功率调光器，功率一般在600W以内，在商业场合需要更高功率的调光器，一般商用调光器会有1个一样的回路输出，单个回路输出1000W以上，在商业照明领域，灯具一般都需要进行控制，控制方式一般会有有线和无线两种，其中有线的控制方式以DMX512，DALI等协议为主，无线的WIFI，蓝牙等控制方式为主。这些控制方式没有办法直接控制AC电源进行切相，都需要进行信号的转换，本专利技术就是针对这些有线或者无线的控制方式如何控制AC电压切相对灯具进行调光提出的方案。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种LED的切相调光装置。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种LED的切相调光装置，包括用于控制LED灯具的通断电的交流切相输出电路，该交流切相输出电路设于交流电源和LED灯具之间，所述装置还包括用于检测交流电源波形的过零点，并基于检测到的过零点输出与交流电源周期一致的方波的过零检测电路，以及用于根据控制信号和所述方波控制交流切相输出电路工作的微控制器，所述微控制器分别与过零检测电路和交流切相输出电路连接，所述微控制器包括存储器和处理器，所述存储器中存储有由所述处理器执行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：根据过零检测电路输出的方波计算交流电源的频率，根据控制信号和切相控制数据组控制交流切相输出电路导通断LED灯具。所述方波为直流方波，所述过零检测电路包括：比较器，输入端与交流电源连接；光电隔离器，输入端与比较器的输出端连接，输出端与微控制器连接。所述根据过零检测电路输出的方波计算交流电源的频率具体包括：接收过零检测电路发送的方波信号；当检测到上升沿或下降沿时，开始计时，并在检测到后一个下降沿或上升沿后结束计时，根据计时结果计算得到方波的周期；根据方波的周期计算得到交流电源的频率。所述控制信号为脉冲宽度调制控制信号，所述根据控制信号和所述频率控制交流切相输出电路导通断LED灯具包括：根据交流电源的频率确定切相控制数据组；计算PWM控制信号的占空比，并根据PWM控制信号的占空比和切相控制数据组控制交流切相输出电路导通或关断。计算PWM控制信号的占空比过程具体包括：检测PWM控制信号，并在检测到PWM控制信号的上升沿后，开始计时，直至检测到PWM控制信号的下降沿，结束计时；根据计时结果，结合预先配置的PWM控制信号频率确定PWM控制信号的占空比。计算PWM控制信号的占空比过程具体包括：检测PWM控制信号，并在检测到PWM控制信号的上升沿后，开始计时，直至检测到PWM控制信号的下降沿，记录此时的计时结果，并重新计时，直至检测到PWM控制信号的上升沿，记录此时的计时结果；根据两次计时结果，确定PWM控制信号的占空比。所述控制信号为脉冲频率调制控制信号，所述根据控制信号和所述频率控制交流切相输出电路导通断LED灯具包括：根据交流电源的频率确定切相控制数据组；计算FPM控制信号的频率，并根据FPM控制信号的频率和切相控制数据组控制交流切相输出电路导通或关断。计算FPM控制信号的频率过程具体包括：检测PFM控制信号，并在检测到PFM控制信号的上升沿后，开始计时，直至再次检测到上升沿，结束计时；根据计时结果，确定PFM控制信号的频率。所述根据控制信号和切相控制数据组控制交流切相输出电路导通断LED灯具，包括：根据切相控制数据组中控制信号与交流切相输出相位角之间的对应关系，将控制信号转换为交流切相输出相位角；根据交流切相输出相位角和交流电源的频率计算交流切相输出电路每半个周期内的需导通时间。所述装置还包括温度检测电路，该温度检测电路与微控制器连接，用于检测温度并在温度超过设定阈值时向微控制器发送用于指示温度过高的第三信号，在温度未超过设定阈值时，向微控制器发送用于指示温度正常的第三信号。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1)信号传输非常准确，无线和有线通信都是数字通信，外部控制器将数字信号转成高精度的PWM控制信号，单片机再通过测量PWM的占空来调整AC电源的切相相位角。2)传统过零检测方式很容易受到外交电源的干扰，而且AC线上加X电容后会扰乱其检测零点。使用差分方式进行AC电压过零检测，具有良好的抗干扰性能，在AC线上可以随意加X电容而不会影响过零检测的功能，可以非常精确的检测到过零点。3)可以采用PWM和PFM两种方式进行控制，控制方式灵活。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为过零检测电路的示意图；图3为PWM控制AC电源切相波形图；图4为实施中的流程示意图；其中：1、交流切相输出电路，2、过零检测电路，3、微控制器，4、外部控制器，5、温度检测电路，6、转换电源。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。一般控制灯具的有线方式DMX512、DALI和无线控制方式WIFI、蓝牙等都可以将接收到的信号转成PWM，本申请的核心在于将PWM控制信号的占空比转换成AC电源切相的相位角。然后基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED的切相调光装置，包括用于控制LED灯具的通断电的交流切相输出电路，该交流切相输出电路设于交流电源和LED灯具之间，其特征在于，所述装置还包括用于检测交流电源波形的过零点，并基于检测到的过零点输出与交流电源周期一致的方波的过零检测电路，以及用于根据控制信号和所述方波控制交流切相输出电路工作的微控制器，所述微控制器分别与过零检测电路和交流切相输出电路连接，所述微控制器包括存储器和处理器，所述存储器中存储有由所述处理器执行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：根据过零检测电路输出的方波计算交流电源的频率，根据控制信号和切相控制数据组控制交流切相输出电路导通断LED灯具。

【技术特征摘要】
1.一种LED的切相调光装置，包括用于控制LED灯具的通断电的交流切相输出电路，该交流切相输出电路设于交流电源和LED灯具之间，其特征在于，所述装置还包括用于检测交流电源波形的过零点，并基于检测到的过零点输出与交流电源周期一致的方波的过零检测电路，以及用于根据控制信号和所述方波控制交流切相输出电路工作的微控制器，所述微控制器分别与过零检测电路和交流切相输出电路连接，所述微控制器包括存储器和处理器，所述存储器中存储有由所述处理器执行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：根据过零检测电路输出的方波计算交流电源的频率，根据控制信号和切相控制数据组控制交流切相输出电路导通断LED灯具。2.根据权利要求1所述的一种LED的切相调光装置，其特征在于，所述方波为直流方波，所述过零检测电路包括：比较器，输入端与交流电源连接；光电隔离器，输入端与比较器的输出端连接，输出端与微控制器连接。3.根据权利要求1所述的一种LED的切相调光装置，其特征在于，所述根据过零检测电路输出的方波计算交流电源的频率具体包括：接收过零检测电路发送的方波信号；当检测到上升沿或下降沿时，开始计时，并在检测到后一个下降沿或上升沿后结束计时，根据计时结果计算得到方波的周期；根据方波的周期计算得到交流电源的频率。4.根据权利要求1所述的一种LED的切相调光装置，其特征在于，所述控制信号为脉冲宽度调制控制信号，所述根据控制信号和所述频率控制交流切相输出电路导通断LED灯具包括：根据交流电源的频率确定切相控制数据组；计算PWM控制信号的占空比，并根据PWM控制信号的占空比和切相控制数据组控制交流切相输出电路导通或关断。5.根据权利要求4所述的一种LED的切相调光装置，其特征在于，计算PWM控制信号的占空比过程具体包括：检测PWM控制信号，并在检测到PWM控制信号的上升沿后，开始计时，直至检测到P...

【专利技术属性】
技术研发人员：雒俊锋，
申请(专利权)人：莱昊上海光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31