一种单火线发送控制多个LED灯的亮度控制信号的方法技术

一种单火线发送控制多个LED灯的亮度控制信号的方法，由单火线电源模块、单片机控制模块、移相驱动模块、过零检测模块、亮度给定模块组成的壁控开关单元实现，可以独立控制调节多个LED灯的亮度。亮度改变时，壁控开关单元发送采用移相触发控制的、由引导波形、地址波形和数据波形组成的亮度控制信号，亮度控制信号中包括2位三进制地址码数据和2位三进制亮度数据。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。所述壁控LED灯调光方法无需遥控器，无需单独敷设控制线，也不用重新敷设电源线，可以实现普通照明灯的替代升级。

Method for controlling brightness control signal of multiple LED lamps transmitted by single fire line

A method of single wire transmission control multiple brightness LED lamp control signal, realized by single wire power supply module, MCU control module, driver module, phase shifted zero crossing detection module, module brightness of the given wall control switch unit can adjust brightness independent control of multiple LED lamps. The brightness change, wall switch unit sent using phase shifting trigger control, guided by brightness waveform, waveform and waveform data address consists of control signal, including 2 three hexadecimal address code and 2 bit data of three hexadecimal data in brightness brightness control signal. When the brightness control signal is not emitted, the voltage waveform on the single FireWire is a continuous and complete single phase sine wave. The dimming method of the wall controlled LED lamp does not need a remote controller, and the control line is not needed to be installed separately, and the power line is not to be re installed, so that the common lighting lamp can be replaced and upgraded.

【技术实现步骤摘要】
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控制技术，尤其是一种单火线发送控制多个LED灯的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，利用单火线发送对多个LED灯进行调光的亮度控制信号的方法。为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种单火线发送控制多个LED灯的亮度控制信号的方法，由壁控开关单元实现，用于控制K个LED灯的亮度，K为大于等于1，小于等于9的整数；所述壁控开关单元设有单火线输入端、单火线输出端；所述单火线输入端连接至交流电源火线；K个LED灯的亮度分别由K个LED灯调节驱动单元控制，LED灯调节驱动单元设有火线输入端、零线输入端；所述K个LED灯调节驱动单元的火线输入端都连接至壁控开关单元的单火线输出端、零线输入端都连接至交流电源零线；所述交流电源为单相220V交流电。所述壁控开关单元由单火线电源模块、单片机控制模块、移相驱动模块、过零检测模块、亮度给定模块组成。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，其方法是，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。所述维持不发出亮度控制信号状态，当处在关闭LED灯状态时，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，当处在非关闭LED灯状态时，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，包括顺序发出引导波形、地址波形和数据波形。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。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γ1、移相角γ0、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。所述移相角α2、α1、α0满足α2<α1<α0的关系，典型值是α2＝30°，α1＝60°，α0＝90°。所述LED灯调节驱动单元可以进行地址码设定，地址码由2位三进制数据表示。所述LED灯的亮度等级由2位三进制亮度数据表示。所述LED灯调节驱动单元由单片机调节模块接收亮度控制信号并控制亮度，其方法是，步骤一，初始化，控制LED灯为初始亮度；步骤二，判断单火线上是否有亮度控制信号；没有亮度控制信号，返回步骤二；有亮度控制信号，转到步骤三；步骤三，接收亮度控制信号，得到2位三进制地址码和2位三进制亮度数据；步骤四，判断是否为目标LED灯；不是目标LED灯，返回步骤二；是目标LED灯，转到步骤五；步骤五，改变LED灯亮度，返回步骤二。所述判断单火线上是否有亮度控制信号，方法为判断单火线上是否有亮度控制信号的引导波形。所述接收亮度控制信号，得到2位三进制地址码和2位三进制亮度数据，方法为方法为依次测量地址波形、数据波形的负半波导通角、正半波导通角，计算得到负半波移相角和正半波移相角后，再转换成2位三进制地址码和2位三进制亮度数据。所述判断是否为目标LED灯，方法是判断接收到的2位三进制地址码是否与本LED灯调节驱动单元设定的2位三进制地址码相符合；相符合，是目标LED灯；不相符合，不是目标LED灯。所述改变LED灯亮度，由单片机调节模块改变连接至LED灯调节驱动单元的PWM亮度调节信号的占空比实现。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γ1为2位三进制地址码的高位，移相角γ0为2位三进制地址码的低位。所述LED灯的亮度等级由2位三进制亮度数据表示，具体为，亮度等级分别是亮度1－9，亮度1－9依次与2位三进制亮度数据00、01、02、10、11、12、20、21、22对应。所述发出引导波形，方法是，单片机控制模块随机停止触发信号输出，等待过零检测模块输出的过零信号；在过零信号的下降沿处发出一个不超过10ms的触发脉冲。所述过零信号在单片机控制模块随机停止触发信号输出后产生，是与交流电源负半波对应且宽度接近10ms的正脉冲。所述LED灯处在关闭状态时，单片机控制模块停止输出触发信号。所述单火线电源模块具有单火线关态取电功能和开态取电功能，用于向壁控开关单元提供工作电源。所述过零检测模块为半波整流分压电路，能够检测所述交流电源的过零信号，并提供给单片机控制模块。所述亮度给定模块能够提供K个亮度给定信号给单片机控制模块。所述移相驱动模块为双向晶闸管交流移相电路。所述单片机控制模块依据亮度给定信号，发出触发信号控制移相驱动模块向K个LED灯调节驱动单元供电，并向K个LED灯调节驱动单元发出亮度控制信号。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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单火线发送控制多个LED灯的亮度控制信号的方法，其特征在于：由单火线电源模块、单片机控制模块、移相驱动模块、过零检测模块、亮度给定模块组成的壁控开关单元实现；所述壁控开关单元设有单火线输入端、单火线输出端，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；所述亮度控制信号由引导波形、地址波形和数据波形组成。

【技术特征摘要】
1.一种单火线发送控制多个LED灯的亮度控制信号的方法，其特征在于：由单火线电源模块、单片机控制模块、移相驱动模块、过零检测模块、亮度给定模块组成的壁控开关单元实现；所述壁控开关单元设有单火线输入端、单火线输出端，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；所述亮度控制信号由引导波形、地址波形和数据波形组成。2.根据权利要求1所述的单火线发送控制多个LED灯的亮度控制信号的方法，其特征在于：所述单火线电源模块具有单火线关态取电功能和开态取电功能，用于向壁控开关单元提供工作电源；所述过零检测模块为半波整流分压电路，能够检测所述交流电源的过零信号，并提供给单片机控制模块；所述亮度给定模块能够提供K个LED灯的亮度给定信号给单片机控制模块；所述K为大于等于1，小于等于9的整数；所述移相驱动模块为双向晶闸管交流移相电路；所述单片机控制模块依据亮度给定信号，发出触发信号控制移相驱动模块发出亮度控制信号。3.根据权利要求1或2所述的单火线发送控制多个LED灯的亮度控制信号的方法，其特征在于：方法是，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，维持不发出亮度控制信号状态，返回步骤D；所述维持不发出亮度控制信号状态，当处在关闭LED灯状态时，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，当处在非关闭LED灯状态时，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，包括顺序发出的引导波形、地址波形和数据波形；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；所述地址波...

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