一种单火线上过零信号的产生方法技术

一种单火线上过零信号的产生方法，用于壁控开关单元进行LED灯亮度调节时，在单火线上发送采用移相触发控制的、由引导波形和数据波形组成的亮度控制信号至接收端的LED灯调节驱动单元，LED灯调节驱动单元依据亮度控制信号中的2位三进制亮度数据改变LED灯的亮度。LED灯处在点亮状态且不发出亮度控制信号时，单火线上的电压波形为连续完整的单相正弦波。所述过零信号产生方法及LED灯亮度调节方法无需遥控器，无需单独敷设控制线，也不用重新敷设电源线，具有低谐波特点，可以实现普通照明灯的替代升级。

A Method of Generating Zero-crossing Signal on Single Fire Line

A method of generating zero-crossing signal on single-fire line is used for brightness adjustment of LED lamp by wall-controlled switch unit. The brightness control signal composed of guiding waveform and data waveform controlled by phase-shifting trigger is sent to the LED lamp adjustment driving unit at the receiving end. The LED lamp adjustment driving unit changes the brightness of the LED lamp according to the two-bit ternary brightness data in the brightness control signal. Degree. When the LED lamp is in the light state and does not send out the brightness control signal, the voltage waveform on the single-fire line is a continuous and complete single-phase sine wave. The zero-crossing signal generation method and the brightness adjustment method of the LED lamp do not need a remote controller, a control line is not laid alone, nor a power line is re-laid. The method has the characteristics of low harmonics, and can realize the replacement and upgrading of the ordinary lighting lamp.

【技术实现步骤摘要】
一种单火线上过零信号的产生方法本专利技术专利申请为分案申请，原案申请号为201510229149.1，申请日为2015年5月8日，专利技术名称为一种控制LED灯亮度的单火线低谐波调节方法。
本专利技术涉及一种照明灯具技术，尤其是一种单火线上过零信号的产生方法。
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单火线上过零信号的产生方法；进一步地，利用该过零信号的产生方法，实现在单火线发送控制LED灯的亮度控制信号，提供一种目前常用的LED灯调光方法之外的LED灯亮度控制方法。为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种单火线上过零信号的产生方法，其特征在于：由包括单火线稳压器、低压差稳压器、双向晶闸管、控制单片机、晶振XT1、可控硅输出光耦、二极管D1、二极管D2、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电感L1、电感L2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、稳压管DW1的电路实现。单火线稳压器的交流电压公共端为单火线输入端，同时是所述电路的模拟地，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和交流电压公共端；单火线稳压器的直流输出电压地端为所述电路的数字地，电感L2的两端分别连接至数字地和模拟地；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出连接至单火线稳压器的直流高压输入端，半波整流滤波电路的输入端为单火线输出端；单火线稳压器还设有直流电压输出端、交流电压端。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，输出端输出直流工作电源VDD，向控制单片机提供工作电源；低压差稳压器的地端连接至数字地；电容C3、电容C4分别为低压差稳压器的输入电压、输出电压滤波电容。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，另外一端为触发信号输入端。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阳极连接至模拟地；电阻R5并联在稳压管DW1两端；交流电源过零信号从稳压管DW1阴极输出，过零信号被送至控制单片机。触发信号从控制单片机输出，并被送至触发信号输入端。电控制单片机持续输出触发信号，单火线输出端输出连续完整的单相正弦波。触发信号低电平有效；控制单片机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，双向晶闸管在接下来的交流电源负半波不导通，在接下来的交流电源负半波从稳压管DW1阴极输出交流电源过零信号，交流电源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，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，在该不导通的交流电源正半波不从稳压管DW1阴极输出交流电源过零信号，在下一个交流电源负半波从稳压管DW1阴极输出交流电源过零信号，交流电源过零信号为对应下一个交流电源负半波的正脉冲。所述电路用于控制单火线输出端输出的电压波形来发送控制LED灯亮度的亮度控制信号，方法是，步骤A，判断是否关闭LED灯，是则关闭LED灯，转到步骤C；否则转到步骤B；步骤B，发出一次亮度控制信号；步骤C，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，维持不发出亮度控制信号状态，返回步骤C。所述维持不发出亮度控制信号状态，当LED灯处在关闭状态时，单火线输出端流过微电流；所述维持不发出亮度控制信号状态，当LED灯处在点亮状态时，单火线输出端输出的电压波形为连续完整的单相正弦波。所述发出一次亮度控制信号，包括发出引导波形，再紧接着发出数据波形。所述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；所述引导波形也可以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。所述移相角β1、移相角β0的值可以分别为移相角α2、α1、α0中的一个，移相角α2、α1、α0分别对应三进制数码值2、1、0。所述亮度控制信号有从低到高9档不同亮度，由2位三进制亮度数据组成。将交流电源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β1的过零点，20ms后为移相角β0的过零点。所述移相角β1为2位三进制亮度数据的高位，移相角β0为2位三进制亮度数据的低位。所述移相角α2、α1、α0满足α2<α1<α0的关系，其典型值分别为α2＝45°，α1＝90°，α0＝135°。所述2位三进制亮度数据对应亮度给定信号1－9，亮度从低到高的顺序依次为00、01、10、11、02、20、12、21、22。所述电路组成壁控开关单元；壁控开关单元还包括BCD旋转编码器；BCD旋转编码器输出BCD编码作为亮度给定信号，亮度给定信号被送至控制单片机。所述壁控开关单元发出的亮度给定信号被送至LED灯调节驱动单元，由LED灯调节驱动单元控制LED灯的亮度。所述LED灯调节驱动单元由单片机调节模块、LED驱动模块组成。所述LED驱动模块设有交流输入端和LED灯驱动端，其中，交流输入端连接至LED灯调节驱动单元的火线输入端和零线输入端，LED灯驱动端连接至LED灯；所述LED驱动模块还设有PWM亮度调节信号输入端。所述单片机调节模块包括有调节单片机、正半波整流整形电路、负半波整流整形电路和整流稳压电路，设有交流输入端、PWM亮度调节信号输出端；所述交流输入端连接至LED灯调节驱动单元的火线输入端和零线输入端，PWM亮度调节信号输出端连接至LED驱动模块的PWM亮度调节信号输入端；所述正半波整流整形电路和负半波整流整形电路分别对火线输入端输入的交流电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单火线上过零信号的产生方法，其特征在于：由包括单火线稳压器、低压差稳压器、双向晶闸管、控制单片机、晶振XT1、可控硅输出光耦、二极管D1、二极管D2、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电感L1、电感L2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、稳压管DW1的电路实现；单火线稳压器的交流电压公共端为单火线输入端，同时是所述电路的模拟地，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和交流电压公共端；单火线稳压器的直流输出电压地端为所述电路的数字地，电感L2的两端分别连接至数字地和模拟地；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出连接至单火线稳压器的直流高压输入端，半波整流滤波电路的输入端为单火线输出端；单火线稳压器还设有直流电压输出端、交流电压端；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，输出端输出直流工作电源VDD，向控制单片机提供工作电源；低压差稳压器的地端连接至数字地；电容C3、电容C4分别为低压差稳压器的输入电压、输出电压滤波电容；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，另外一端为触发信号输入端；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阳极连接至模拟地；电阻R5并联在稳压管DW1两端；交流电源过零信号从稳压管DW1阴极输出，过零信号被送至控制单片机；触发信号从控制单片机输出，并被送至触发信号输入端。...

【技术特征摘要】
1.一种单火线上过零信号的产生方法，其特征在于：由包括单火线稳压器、低压差稳压器、双向晶闸管、控制单片机、晶振XT1、可控硅输出光耦、二极管D1、二极管D2、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电感L1、电感L2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、稳压管DW1的电路实现；单火线稳压器的交流电压公共端为单火线输入端，同时是所述电路的模拟地，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和交流电压公共端；单火线稳压器的直流输出电压地端为所述电路的数字地，电感L2的两端分别连接至数字地和模拟地；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出连接至单火线稳压器的直流高压输入端，半波整流滤波电路的输入端为单火线输出端；单火线稳压器还设有直流电压输出端、交流电压端；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，输出端输出直流工作电源VDD，向控制单片机提供工作电源；低压差稳压器的地端连接至数字地；电容C3、电容C4分别为低压差稳压器的输入电压、输出电压滤波电容；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，另外一端为触发信号输入端；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阳极连接至模拟地；电阻R5并联在稳压管DW1两端；交流电源过零信号从稳压管DW1阴极输出，过零信号被送至控制单片机；触发信号从控制单片机输出，并被送至触发信号输入端。2.根据权利要求1所述的单火线上过零信号的产生方法，其特征在于：控制单片机持续输出触发信号，单火线输出端输出连续完整的单相正弦波。3.根据权利要求2所述的单火线上过零信号的产生方法，其特征在于：控制单片机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，双向晶闸管在接下来的交流电源负半波不导通，在接下来的交流电源负半波从稳压管DW1阴极输出交流电源过零信号，交流电源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，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，...

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