一种可控整流波远距离调节LED灯亮度的方法技术

一种可控整流波远距离调节LED灯亮度的方法，由整流控制单元、LED灯亮度调节单元组成的装置实现。整流控制单元输入单相220V交流电源，输出经变压器降压后的可控整流电压，在可控整流电压中发送不同亮度等级的亮度控制信号；亮度控制信号包括由多个工频周期整流波和1个工频周期的交流波组成的引导波以及由多个工频周期组成的数据波；LED灯亮度调节单元输入含亮度控制信号的可控整流电压，控制LED灯的亮度。所述方法无需遥控器，无需单独敷设控制线，直接利用单相电源线传输亮度控制信号，可实现远距离LED灯亮度的控制调节。

【技术实现步骤摘要】
一种可控整流波远距离调节LED灯亮度的方法
本专利技术涉及一种照明灯具技术，尤其是一种可控整流波远距离调节LED灯亮度的方法。
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增加控制信号线和不使用遥控器的情况下，利用单相电源线实现可控整流波远距离调节LED灯亮度的方法。为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种可控整流波远距离调节LED灯亮度的方法，由整流控制单元和LED灯亮度调节单元组成的装置实现。所述整流控制单元设有相线输入端子、零线输入端子、第一可控整流输出端子、第二可控整流输出端子；所述相线输入端子、零线输入端子输入单相220V交流电源；所述第一可控整流输出端子、第二可控整流输出端子输出可控整流电压。所述LED灯亮度调节单元设有第一可控整流输入端子、第二可控整流输入端子，所述第一可控整流输入端子、第二可控整流输入端子分别连接至整流控制单元的第一可控整流输出端子、第二可控整流输出端子。所述整流控制单元由变压器、控制电源模块、可控整流模块、过零检测模块、单片机控制模块、触发控制模块、亮度给定模块组成。所述变压器的两个输入端子分别为相线输入端子、零线输入端子，两个输出端子分别为第一交流端子、第二交流端子；所述第一交流端子、第二交流端子输出第二交流电源。所述控制电源模块由控制电源单相整流桥和第一滤波稳压电路组成，输出第一直流工作电源；所述控制电源单相整流桥的两个交流输入端分别连接至第一交流端子、第二交流端子；所述控制电源单相整流桥的整流负极性端为公共地。第一直流工作电源向单片机控制模块供电。所述可控整流模块由整流桥UR1、双向晶闸管V1、双向晶闸管V2、双向晶闸管V3、双向晶闸管V4组成；所述整流桥UR1的2个交流输入端分别连接至第一交流端子和第二交流端子，整流输出正端连接至双向晶闸管V3的第二阳极，整流输出负端连接至双向晶闸管V4的第二阳极；双向晶闸管V1的第一阳极与双向晶闸管V3的第一阳极并联后连接至第一可控整流输出端子；双向晶闸管V1的第二阳极连接至第一交流端子；双向晶闸管V2的第一阳极与双向晶闸管V4的第一阳极并联后连接至第二可控整流输出端子；双向晶闸管V2的第二阳极连接至第二交流端子。所述触发控制模块设有交流控制输入端、整流控制输入端；所述交流控制输入端输入的交流控制信号有效时，触发控制模块控制双向晶闸管V1和双向晶闸管V2过零时触发导通；所述交流控制输入端输入的交流控制信号无效时，触发控制模块控制双向晶闸管V1和双向晶闸管V2过零后截止；所述整流控制输入端输入的整流控制信号有效时，触发控制模块控制双向晶闸管V3和双向晶闸管V4过零时触发导通；所述整流控制输入端输入的整流控制信号无效时，触发控制模块控制双向晶闸管V3和双向晶闸管V4过零后截止。所述过零检测模块设有过零电压输入端、过零脉冲输出端；所述过零电压输入端的两个端子分别连接至第一交流端子和第二交流端子；所述过零脉冲输出端输出的过零脉冲是正脉冲；所述过零脉冲与第二交流电源正半波对应；所述过零脉冲的宽度小于第二交流电源正半波宽度；所述第二交流电源正半波为第一交流端子电位高于第二交流端子电位的第二交流电源半波。所述亮度给定模块设有亮度给定信号输出端；所述亮度给定信号的亮度等级有亮度0－n；n为大于等于2的整数。所述单片机控制模块包括有亮度给定信号输入端、捕捉信号输入端和两路电平信号输出端；所述亮度给定信号输入端连接至亮度给定模块的亮度给定信号输出端；所述捕捉信号输入端连接至过零检测模块的过零脉冲输出端；所述两路电平信号输出端分别为交流控制输出端、整流控制输出端；所述交流控制输出端、整流控制输出端分别连接至触发控制模块的交流控制输入端、整流控制输入端。所述LED灯亮度调节单元由调节电源模块、波形取样模块、单片机调节模块、LED驱动模块组成。所述调节电源模块输入可控整流电压、输出第二直流工作电源，由调节电源单相整流桥和第二滤波稳压电路组成；所述调节电源单相整流桥的整流负极性端为参考地；第二直流工作电源向单片机调节模块供电。所述波形取样模块设有取样波形输入端和取样脉冲输出端；所述取样波形输入端连接至第二可控整流输入端子；所述波形取样模块将第二可控整流输入端子电位高于第一可控整流输入端子电位的波形检出并限幅得到取样脉冲；所述取样脉冲的正脉冲与第二可控整流输入端子电位高于第一可控整流输入端子电位的波形相对应。所述单片机调节模块具有捕捉输入端和PWM脉冲输出端，单片机调节模块的捕捉输入端连接至波形取样模块的取样脉冲输出端。所述LED驱动模块用于驱动LED灯点亮，设有PWM亮度调节信号输入端；所述PWM亮度调节信号输入端连接至单片机调节模块的PWM脉冲输出端。所述整流控制单元通过控制可控整流电压来发送亮度控制信号，亮度控制信号由引导波和数据波组成。所述亮度控制信号共有亮度1－n，共n个亮度等级。所述引导波由y－1个工频周期整流波和1个工频周期的交流波组成，整流波在前，交流波在后；y为大于等于2的整数；所述数据波为x个工频周期的整流波，x为大于等于1、小于等于n的整数。单片机控制模块发出一次亮度等级为亮度K的亮度控制信号的步骤是，步骤1，等待，直到接收到过零脉冲的上升沿时进入步骤2；步骤2，停止交流输出，开始整流输出；步骤3，对接收到的过零脉冲上升沿计数，计数值达到y－1时进入步骤4；步骤4，停止整流输出，开始交流输出；步骤5，等待，直到接收到过零脉冲的上升沿时进入步骤6；步骤6，停止交流输出，开始整流输出；步骤7，对接收到的过零脉冲上升沿计数，计数值达到K时进入步骤8；步骤8，停止整流输出，开始交流输出。整流控制单元发送亮度控制信号的方法是，步骤A，读取亮度给定信号；步骤B，判断是否关闭LED灯，是则控制关闭LED灯，转到步骤D；否则转到步骤C；步骤C，发出一次亮度控制信号；步骤D，判断亮度是否发生改变，亮度发生改变，返回步骤B；亮度没有发生改变，返回步骤D。所述LED灯亮度调节单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可控整流波远距离调节LED灯亮度的方法，其特征在于：由整流控制单元和LED灯亮度调节单元组成的装置实现；所述整流控制单元设有相线输入端子、零线输入端子、第一可控整流输出端子、第二可控整流输出端子；所述相线输入端子、零线输入端子输入单相220V交流电源；所述第一可控整流输出端子、第二可控整流输出端子输出可控整流电压； 所述LED灯亮度调节单元设有第一可控整流输入端子、第二可控整流输入端子，所述第一可控整流输入端子、第二可控整流输入端子分别连接至整流控制单元的第一可控整流输出端子、第二可控整流输出端子；所述整流控制单元由变压器、控制电源模块、可控整流模块、过零检测模块、单片机控制模块、触发控制模块、亮度给定模块组成；所述变压器的两个输入端子分别为相线输入端子、零线输入端子，两个输出端子分别为第一交流端子、第二交流端子；所述第一交流端子、第二交流端子输出第二交流电源；所述控制电源模块由控制电源单相整流桥和第一滤波稳压电路组成，输出第一直流工作电源；所述控制电源单相整流桥的两个交流输入端分别连接至第一交流端子、第二交流端子；所述控制电源单相整流桥的整流负极性端为公共地；所述可控整流模块由整流桥UR1、双向晶闸管V1、双向晶闸管V2、双向晶闸管V3、双向晶闸管V4组成；所述整流桥UR1的2个交流输入端分别连接至第一交流端子和第二交流端子，整流输出正端连接至双向晶闸管V3的第二阳极，整流输出负端连接至双向晶闸管V4的第二阳极；双向晶闸管V1的第一阳极与双向晶闸管V3的第一阳极并联后连接至第一可控整流输出端子；双向晶闸管V1的第二阳极连接至第一交流端子；双向晶闸管V2的第一阳极与双向晶闸管V4的第一阳极并联后连接至第二可控整流输出端子；双向晶闸管V2的第二阳极连接至第二交流端子；所述触发控制模块设有交流控制输入端、整流控制输入端；所述交流控制输入端输入的交流控制信号有效时，触发控制模块控制双向晶闸管V1和双向晶闸管V2过零时触发导通；所述交流控制输入端输入的交流控制信号无效时，触发控制模块控制双向晶闸管V1和双向晶闸管V2过零后截止；所述整流控制输入端输入的整流控制信号有效时，触发控制模块控制双向晶闸管V3和双向晶闸管V4过零时触发导通；所述整流控制输入端输入的整流控制信号无效时，触发控制模块控制双向晶闸管V3和双向晶闸管V4过零后截止；所述过零检测模块设有过零电压输入端、过零脉冲输出端；所述过零电压输入端连接至第一交流端子；所述过零脉冲输出端输出的过零脉冲是正脉冲；所述过零脉冲与第二交流电源正半波对应；所述过零脉冲的宽度小于第二交流电源正半波宽度；所述第二交流电源正半波为第一交流端子电位高于第二交流端子电位的第二交流电源半波；所述亮度给定模块设有亮度给定信号输出端；所述亮度给定信号的亮度等级有亮度0－n；n为大于等于2的整数；所述单片机控制模块包括有亮度给定信号输入端、捕捉信号输入端和两路电平信号输出端；所述亮度给定信号输入端连接至亮度给定模块的亮度给定信号输出端；所述捕捉信号输入端连接至过零检测模块的过零脉冲输出端；所述两路电平信号输出端分别为交流控制输出端、整流控制输出端；所述交流控制输出端、整流控制输出端分别连接至触发控制模块的交流控制输入端、整流控制输入端；所述LED灯亮度调节单元由调节电源模块、波形取样模块、单片机调节模块、LED驱动模块组成；所述调节电源模块输入可控整流电压、输出第二直流工作电源，由调节电源单相整流桥和第二滤波稳压电路组成；所述调节电源单相整流桥的整流负极性端为参考地；所述波形取样模块设有取样波形输入端和取样脉冲输出端；所述取样波形输入端连接至第二可控整流输入端子；所述波形取样模块将第二可控整流输入端子电位高于第一可控整流输入端子电位的波形检出并限幅得到取样脉冲；所述取样脉冲的正脉冲与第二可控整流输入端子电位高于第一可控整流输入端子电位的波形相对应；所述单片机调节模块具有捕捉输入端和PWM脉冲输出端，单片机调节模块的捕捉输入端连接至波形取样模块的取样脉冲输出端； 所述LED驱动模块用于驱动LED灯点亮，设有PWM亮度调节信号输入端；所述PWM亮度调节信号输入端连接至单片机调节模块的PWM脉冲输出端；所述整流控制单元通过控制可控整流电压来发送亮度控制信号，亮度控制信号由引导波和数据波组成； 所述亮度控制信号共有亮度1－n，共n个亮度等级；所述引导波由y－1个工频周期整流波和1个工频周期的交流波组成，整流波在前，交流波在后；y为大于等于2的整数；所述数据波为x个工频周期的整流波，x为大于等于1、小于等于n 的整数；单片机控制模块发出一次亮度等级为亮度K的亮度控制信号的步骤是，步骤1，等待，直到接收到过零脉冲的上升沿时进入步骤2；步骤2，停止交流输出，开始整流输出；步骤3，对接收到的过零脉冲上升沿计数，计数值达到...

【技术特征摘要】
1.一种可控整流波远距离调节LED灯亮度的方法，其特征在于：由整流控制单元和LED灯亮度调节单元组成的装置实现；所述整流控制单元设有相线输入端子、零线输入端子、第一可控整流输出端子、第二可控整流输出端子；所述相线输入端子、零线输入端子输入单相220V交流电源；所述第一可控整流输出端子、第二可控整流输出端子输出可控整流电压；所述LED灯亮度调节单元设有第一可控整流输入端子、第二可控整流输入端子，所述第一可控整流输入端子、第二可控整流输入端子分别连接至整流控制单元的第一可控整流输出端子、第二可控整流输出端子；所述整流控制单元由变压器、控制电源模块、可控整流模块、过零检测模块、单片机控制模块、触发控制模块、亮度给定模块组成；所述变压器的两个输入端子分别为相线输入端子、零线输入端子，两个输出端子分别为第一交流端子、第二交流端子；所述第一交流端子、第二交流端子输出第二交流电源；所述控制电源模块由控制电源单相整流桥和第一滤波稳压电路组成，输出第一直流工作电源；所述控制电源单相整流桥的两个交流输入端分别连接至第一交流端子、第二交流端子；所述控制电源单相整流桥的整流负极性端为公共地；第一直流工作电源向单片机控制模块供电；所述可控整流模块由整流桥UR1、双向晶闸管V1、双向晶闸管V2、双向晶闸管V3、双向晶闸管V4组成；所述整流桥UR1的2个交流输入端分别连接至第一交流端子和第二交流端子，整流输出正端连接至双向晶闸管V3的第二阳极，整流输出负端连接至双向晶闸管V4的第二阳极；双向晶闸管V1的第一阳极与双向晶闸管V3的第一阳极并联后连接至第一可控整流输出端子；双向晶闸管V1的第二阳极连接至第一交流端子；双向晶闸管V2的第一阳极与双向晶闸管V4的第一阳极并联后连接至第二可控整流输出端子；双向晶闸管V2的第二阳极连接至第二交流端子；所述触发控制模块设有交流控制输入端、整流控制输入端；所述交流控制输入端输入的交流控制信号有效时，触发控制模块控制双向晶闸管V1和双向晶闸管V2过零时触发导通；所述交流控制输入端输入的交流控制信号无效时，触发控制模块控制双向晶闸管V1和双向晶闸管V2过零后截止；所述整流控制输入端输入的整流控制信号有效时，触发控制模块控制双向晶闸管V3和双向晶闸管V4过零时触发导通；所述整流控制输入端输入的整流控制信号无效时，触发控制模块控制双向晶闸管V3和双向晶闸管V4过零后截止；所述过零检测模块设有过零电压输入端、过零脉冲输出端；所述过零电压输入端的两个端子分别连接至第一交流端子和第二交流端子；所述过零脉冲输出端输出的过零脉冲是正脉冲；所述过零脉冲与第二交流电源正半波对应；所述过零脉冲的宽度小于第二交流电源正半波宽度；所述第二交流电源正半波为第一交流端子电位高于第二交流端子电位的第二交流电源半波；所述亮度给定模块设有亮度给定信号输出端；所述亮度给定信号的亮度等级有亮度0－n；n为大于等于2的整数；所述单片机控制模块包括有亮度给定信号输入端、捕捉信号输入端和两路电平信号输出端；所述亮度给定信号输入端连接至亮度给定模块的亮度给定信号输出端；所述捕捉信号输入端连接至过零检测模块的过零脉冲输出端；所述两路电平信号输出端分别为交流控制输出端、整流控制输出端；所述交流控制输出端、整流控制输出端分别连接至触发控制模块的交流控制输入端、整流控制输入端；所述LED灯亮度调节单元由调节电源模块、波形取样模块、单片机调节模块、LED驱动模块组成；所述调节电源模块输入可控整流电压、输出第二直流工作电源，由调节电源单相整流桥和第二滤波稳压电路组成；所述调节电源单相整流桥的整流负极性端为参考地；第二直流工作电源向单片机调节模块供电；所述波形取样模块设有取样波形输入端和取样脉冲输出端；所述取样波形输入端连接至第二可控整流输入端子；所述波形取样模块将第二可控整流输入端子电位高于第一可控整流输入端子电位的波形检出并限幅得到取样脉冲；所述取样脉冲的正脉冲与第二可控整流输入端子电位高于第一可控整流输入端子电位的波形相对应；所述单片机调节模块具有捕捉输入端和PWM脉冲输出端，单片机调节模块的捕捉输入端连接至波形取样模块的取样脉冲输出端；所述LED驱动模块用于驱动L...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌云，袁川来，郭艳杰，陈刚，王兵，文定都，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43