照明系统、照明驱动电源及其控制器技术方案

本实用新型专利技术公开了照明系统、照明驱动电源及其控制器。该照明驱动电源包括：开关变换器，将电网电压转换为输出电压和输出电流以驱动照明负载；逻辑控制电路，产生控制信号以控制开关变换器；整流电路，对电网电压进行整流，产生整流信号；比较电路，耦接至整流电路，将整流信号与阈值电压进行比较，产生同步信号；以及数字控制器，耦接至比较电路以接收同步信号，并基于同步信号进行计时，其中数字控制器还接收包含预约时间与具体操作的预约操作指令，并在计时时间达到预约时间时，通过逻辑控制电路执行所述具体操作。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子电路，尤其涉及照明系统、照明驱动电源及其控制器。
技术介绍
网络化控制的智能照明系统是当前研究和应用的热点。在道路照明领域，由于组网规模庞大，网络结构多样，技术更为复杂，也更有应用价值。网络化控制的智能照明系统的主流方案是将现有的通信技术采用模块的形式与照明驱动电源相结合，以实现远程控制。如图1所示，其基本原理是通过服务器使用GPRS(General Packet Radio Service)等无线通信方案控制分布式的主节点，如果忽略掉互联网传输的交换机、移动通信基站等设备或设施以及其通信过程，则可认为该拓扑为星型网络，为系统的最上层网络。每个主节点一般管理几个到几百个从节点。从节点一般以灯杆或者灯具为单位，一个灯杆上一个或者数个从节点，主节点与从节点间构成第二层网络。由于灯杆距离较远，分布情况复杂，无论采用传统的微功率无线或者电力线载波方案，由于作为通信设备的从节点发射功率有限，通信距离较近，很多情况下主节点无法直接控制到该网络最远端的从节点，往往需要中间的从节点对通信信息进行转发。因此一般从节点既承担控制任务，也承担通信中继任务，故该网络拓扑非常复杂，可能为星型、树型、复合型等拓扑。需要指出的是，主节点管理从节点的数量越庞大，该网络越复杂，性能也越差。从节点一般管理一个或者若干个驱动电源，可采用内置或者外置于驱动电源的方式。一般从节点控制驱动电源的开灯、关灯、调光，或者采集驱动电源工作状态，采集驱动电源输入输出的电参数。节能与智能化是照明系统发展的两个重要的目标。但无论节能还是智能化的目标，都与通信设备的组网性能有关。在这方面，存在不少问题有待解决，例如：(1)照明驱动电源执行指令可靠性存在不足。由于使用环境复杂，设备数量巨大，指令执行成功的概率很难保证达到百分之百，特别是在一些关键操作上，比如开灯、关灯、调光等动作，如果执行失败，这种情形会带来恶劣的用户体验，也影响节能效果。(2)批量性设备(照明驱动电源或者各种传感器、通信设备等)对操作指令的响应时间不一致，偏差较大。这种情形除了会影响用户操作体验，也会导致用电计量不准。节能是智能系统重要的目标和推广的动力。特别是近年来兴起的合同能源管理(energy management contract,EMC)或者公私合营模式(Public-private-partnership,PPP)等商业模式，很可能是国内道路照明领域推广的重要模式。在这种背景下，准确的用电计量就变得非常重要。对于智能控制系统，除了恶劣气象条件下的特殊开关灯操作，一般情况下，开灯、关灯以及调光的操作时间直接影响到用电情况。对于大批量的路灯，执行这种与用电量相关指令的时间偏差越大，用电的不可控性越大。对于节能方案的设计、使用以及后续商业模式执行方面会有不利影响。上述问题主要源于大规模应用的通信技术的一些不足。由于道路状况复杂，这种规模化远程组网的网络拓扑多样化，有星型、网状、树状或复合型，对单次通信，不同的拓扑可能需要次数不一的中继(路由)。再加上电磁环境复杂、障碍物阻挡、气象条件多变，很多情况下，设备间的通信很难做到百分之百成功。往往需要握手、重发、跳频、路由等可能引起延时的方法来规避或者减小这种通信失败的情形，这就恶化了执行时间不一致等问题。此外，对于规模化的应用，主节点与服务器之间的通信也可能会出现丢包、错包、掉线等问题。本质上，这也属于通信技术的不足。解决这些问题是研究和应用网络化控制的智能照明系统的一个重要挑战。
技术实现思路
根据本技术实施例的一种照明驱动电源，包括：开关变换器，具有输入端、输出端和控制端，其中输入端接收电网电压，输出端提供输出电压和输出电流以驱动照明负载；逻辑控制电路，具有输入端和输出端，其中输出端耦接至开关变换器的控制端，提供控制信号以控制开关变换器；整流电路，具有输入端和输出端，其中输入端接收电网电压，整流电路对电网电压进行整流，在输出端产生整流信号；比较电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至整流电路的输出端，第二输入端接收阈值电压，比较电路将整流信号与阈值电压进行比较，在输出端产生同步信号；以及数字控制器，具有第一输入端、第二输入端与输出端，其中第一输入端耦接至比较电路以接收同步信号，第二输入端接收包含预约时间与具体操作的预约操作指令，输出端耦接至逻辑控制电路的输入端，数字控制器基于同步信号进行计时，并在计时时间达到预约时间时，在输出端提供信号以使逻辑控制电路执行所述具体操作。在一个实施例中，当具体操作为开灯或关灯时，数字控制器在输出端提供开关控制信号至逻辑控制电路，使开关变换器在逻辑控制电路的控制下开始或停止向照明负载提供能量。在一个实施例中，当具体操作为调光时，数字控制器在输出端提供调光信号至逻辑控制电路，使逻辑控制电路调节开关变换器的输出电压或输出电流。在一个实施例中，数字控制电路基于同步信号进行的计时从照明驱动电源上电时刻开始。在一个实施例中，整流电路为全波、半波或全桥整流电路。在一个实施例中，比较电路包括滞环比较器。在一个实施例中，照明负载包括LED、高压钠灯、石英金卤灯、陶瓷金卤灯、无极灯之一。根据本技术实施例的一种照明系统，包括：多个如前所述的照明驱动电源；多个从节点，其中每个从节点控制一个或数个照明驱动电源；多个主节点，其中每个主节点通过无线通信方案或电力线载波方案控制若干个从节点；以及服务器，通过无线通信方案控制所述多个主节点，产生所述包含预约时间与具体操作的预约操作指令。根据本技术实施例的一种照明驱动电源的控制器，包括：整流电路，具有输入端和输出端，其中输入端接收电网电压，整流电路对电网电压进行整流，在输出端产生整流信号；比较电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至整流电路的输出端，第二输入端接收阈值电压，比较电路将整流信号与阈值电压进行比较，在输出端产生同步信号；以及数字控制器，具有第一输入端、第二输入端与输出端，其中第一输入端耦接至比较电路以接收同步信号，第二输入端接收包含预约时间与具体操作的预约操作指令，输出端耦接至逻辑控制电路的输入端，数字控制器基于同步信号进行计时，并在计时时间达到预约时间时，在输出端提供信号以控制照明驱动电源执行所述具体操作。本技术的实施例提出适应网络化控制的照明驱动电源的同步策略，包括：第一，将开关灯、调光等可预期的操作设为预约操作(即将其指令通过通信设备提前下发至照明驱动电源，每台电源利用内部时钟进行定时操作)，改善了系统执行指令的可靠性；第二，利用同一电网内电网电压周期、相位一致的特点，每台照明驱动电源使用电网电压进行同步计时，缩小了照明驱动电源执行指令的时间误差。附图说明图1为现有网络化控制的智能照明系统的主流方案；图2为根据本技术实施例的照明驱动电源200的原理性框图；图3为根据本技术实施例的LED驱动电源200A的电路原理图；图4为根据本技术实施例的图3所示LED驱动电源200A的工作波形图；图5为根据本技术实施例的照明驱动电源的工作流程图。具体实施方式下面将详细描述本技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本技术。在以下描述中，为了提供对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明驱动电源，其特征在于，包括：开关变换器，具有输入端、输出端和控制端，其中输入端接收电网电压，输出端提供输出电压和输出电流以驱动照明负载；逻辑控制电路，具有输入端和输出端，其中输出端耦接至开关变换器的控制端，提供控制信号以控制开关变换器；整流电路，具有输入端和输出端，其中输入端接收电网电压，整流电路对电网电压进行整流，在输出端产生整流信号；比较电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至整流电路的输出端，第二输入端接收阈值电压，比较电路将整流信号与阈值电压进行比较，在输出端产生同步信号；以及数字控制器，具有第一输入端、第二输入端与输出端，其中第一输入端耦接至比较电路以接收同步信号，第二输入端接收包含预约时间与具体操作的预约操作指令，输出端耦接至逻辑控制电路的输入端，数字控制器基于同步信号进行计时，并在计时时间达到预约时间时，在输出端提供信号以使逻辑控制电路执行所述具体操作。

【技术特征摘要】
1.一种照明驱动电源，其特征在于，包括：开关变换器，具有输入端、输出端和控制端，其中输入端接收电网电压，输出端提供输出电压和输出电流以驱动照明负载；逻辑控制电路，具有输入端和输出端，其中输出端耦接至开关变换器的控制端，提供控制信号以控制开关变换器；整流电路，具有输入端和输出端，其中输入端接收电网电压，整流电路对电网电压进行整流，在输出端产生整流信号；比较电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至整流电路的输出端，第二输入端接收阈值电压，比较电路将整流信号与阈值电压进行比较，在输出端产生同步信号；以及数字控制器，具有第一输入端、第二输入端与输出端，其中第一输入端耦接至比较电路以接收同步信号，第二输入端接收包含预约时间与具体操作的预约操作指令，输出端耦接至逻辑控制电路的输入端，数字控制器基于同步信号进行计时，并在计时时间达到预约时间时，在输出端提供信号以使逻辑控制电路执行所述具体操作。2.如权利要求1所述的照明驱动电源，其特征在于，当具体操作为开灯或关灯时，数字控制器在输出端提供开关控制信号至逻辑控制电路，使开关变换器在逻辑控制电路的控制下开始或停止向照明负载提供能量。3.如权利要求1所述的照明驱动电源，其特征在于，当具体操作为调光时，数字控制器在输出端提供调光信号至逻辑控制电路，使逻辑控制电路调节开关变换器的输出电压或输出电流。4.如权利要求1所述的照明驱动电源，其特征在于，数字控制电路基于同步...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡进，
申请(专利权)人：浙江大邦科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33