CN1980514B - 遥控调光节能装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种遥控调光节能装置以及使用该装置的遥控调光节能灯。所述遥控节能装置包括可调光电子镇流器，还包括遥控发射器和遥控接收器，通过遥控方式对所述可调光电子镇流器进行控制，并且所述遥控接收器集成在所述可调光电子镇流器内。所述遥控接收器的信号处理电路与所述可调光电子镇流器的镇流控制电路集成为一块集成电路。使用该装置的遥控调光节能灯，能够遥控调节灯管的亮度，使用方便，节能。

Description

遥控调光节能装置 
技术领域
本发明涉及可调光荧光灯，更具体地说，本发明涉及一种遥控调光节能装置以及使用该装置的遥控调光节能灯。 
背景技术
传统的荧光灯一般包括外壳、镇流器、荧光灯管、灯座和开关，由于荧光灯亮度好、价格低，被广泛使用在各种场所。但是荧光灯的开关一般安装在墙上，通过导线连接进行控制，人们要开灯或关灯时，就必须要走到开关处。才能操作开关。这给人们在日常生活中带来很多不方便。随着生活水平的提高，人们对灯光也有了更高的要求，在晚上看电视时希望灯光暗一些，在看书学习时又希望灯光亮一些，因而出现了可调光镇流器，该镇流器在灯管供电电路中另外设置有电位调节器或调光器，一般通过导线与荧光灯的开关集成在一起，需要手动调节来控制想要的荧光灯的光亮度。这种荧光灯虽然能满足人们对光亮度的各种需求，但是因为开关位置固定，使用很不方便。 
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述现有技术的不足，提供一种遥控调光节能装置以及使用该装置的遥控调光节能灯，通过无线遥控方式实现对灯管光亮度的调节。 
本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：提出一种遥控调光节能装置，包括可调光电子镇流器，还包括遥控发射器和遥控接收器，通过遥控方式对所述可调光电子镇流器进行控制，并且所述遥控接收器集成在所述可调光电子镇流器内。 
在本发明所述的遥控调光节能装置中，所述遥控接收器的信号处理电路与所述可调光电子镇流器的镇流控制电路集成为一块集成电路。 
在本发明所述的遥控调光节能装置中，所述集成电路包括：对接收的调光信号进行解码的解码电路；将所述解码电路输出的数字调光信号转换成模拟调光信号的数/模转换电路；接收所述模拟调光信号并提供基准相位的调光接口；比较所述基准相位与检测到的实际相位并产生误差信号的相位控制电路；改变振荡频率以将误差信号驱动到零的电压控制振荡器；由所述电压控制振荡器的输出驱动从而将高HO和低LO输出提供给半桥电子开关的半桥驱动电路。 
在本发明所述的遥控调光节能装置中，所述遥控发射器包括调光按钮、编码电路和发射电路，将用户的调光设置编码并通过无线方式发射。 
在本发明所述的遥控调光节能装置中，所述遥控发射器还包括有频道和/或ID设置编码电路，用于用户设置各种不同的频道和/或ID对调光信号进行编码；所述集成电路还包括有频道和/或ID解码电路，根据所述遥控发生器的设置选择对应的频道和/或ID，对接收的调光信号进行解码。 
在本发明所述的遥控调光节能装置中，所述遥控发射器包括红外或射频发射器。 
本发明还提供一种遥控调光节能灯，包括荧光灯管、灯管支架和可调光电子镇流器，还包括遥控发射器和遥控接收器，通过遥控方式对所述可调光电子镇流器进行控制，并且所述遥控接收器集成在所述可调光电子镇流器内。 
在本发明所述的遥控调光节能灯中，所述遥控接收器的信号处理电路与所述可调光电子镇流器的镇流控制电路集成为一块集成电路。 
在本发明所述的遥控调光节能灯中，所述集成电路包括：对接收的调光信号进行解码的解码电路；将所述解码电路输出的数字调光信号转换成模拟调光信号的数/模转换电路；接收所述模拟调光信号并提供基准相位的调光接口；比较所述基准相位与检测到的实际相位并产生误差信号的相位控制电路；改变振荡频率以将误差信号驱动到零的电压控制振荡器；由所述电压控制振荡器的输出驱动从而将高HO和低LO输出提供给半桥电子开关的半桥驱动电路。 
实施本发明的遥控调光节能装置和遥控调光节能灯，具有以下有益效果：本发明采用无线例如射频遥控方式，有效工作范围在10米以上，满足一般室内荧光灯照明的控制要求，用户可以在室内的任何位置实现对灯管光亮度的调节和控制，使用方便；通过使用本发明的遥控调光节能灯，用户可针对不同的使用需求对灯管亮度进行调节，避免不必要的电源浪费，因而省电节能；通过对不同的灯设置不同的遥控频道和/或ID进行编/解码，可以避免各遥控设备之间的干扰，而且还可以实现一个遥控器对室内多个灯的不同调光控制。 
附图说明
图1是本发明遥控调光节能灯的一个实施例的结构示意图； 
图2是本发明遥控调光节能装置一个实施例中遥控发射器的结构框图； 
图3是本发明遥控调光节能装置一个实施例中可调光电子镇流器的结构框图； 
图4是本发明遥控调光节能装置一个实施例中可调光电子镇流器的电路框图； 
图5是本发明遥控调光节能装置一个实施例中调光控制集成电路的结构框图； 
图6是本发明遥控调光节能装置中镇流器输出级的示意图； 
图7是本发明遥控调光节能灯中灯的功率随提供给灯的电流相对电压的相位角变化的示意图； 
图8是图5所示的调光控制集成电路中镇流控制部分的电路示意图。 
具体实施方式
以下将结合附图及实施例对本发明作进一步地详细说明： 
本发明提出一种遥控调光节能装置和使用该装置的遥控调光节能灯。所述遥控调光节能装置包括有可调光电子镇流器、遥控发射器和遥控接收器，所述遥控接收器与所述可调光电子镇流器集成，所述遥控接收器的信号处理电路与所述可调光电子镇流器的镇流控制电路集成为一块集成电路。所述遥控接收器的信号接收器可设置在所述可调光电子镇流器的外部，接收遥控调光信号并提供给信号处理电路。本发明的遥控调光节能装置可以采用红外或射频等各种无线遥控方式。
图1所示是本发明遥控调光节能灯的结构示意图。如图1所示，该遥控调光节能灯包括灯架10、荧光灯管20、可调光电子镇流器30、信号接收器38以及遥控发射器50。遥控发射器50可采用红外遥控或射频技术，其上设有可供用户调节亮度的增加、减小按钮和/或开关灯按钮，亦或者可以采用旋钮的形式。可调光电子镇流器30与灯管20的两极连接，可安装在灯架两头的灯座内。信号接收器38(例如红外传感器或射频接收天线)设置在可调光镇流器30的外部，接收遥控发射器50发射的调光信号，然后通过调光电子镇流器30的处理后，驱动灯管20的亮度调节。荧光灯管20可以时T4或T5等各种类型的荧光灯管。 
具体地，如图2所示是该遥控调光节能灯中遥控发射器50的结构框图。如图2所示，遥控发射器50包括调光按钮51、开关按钮54、编码电路52、发射电路53。用户通过调光按钮51可以对灯光亮度进行调节，然后编码电路52将用户输入按照一定方式进行编码，接着通过发射电路53上的红外二极管以红外线方式发射，或者通过连接在发射电路53上的发射天线以射频方式发射。为了避免室内各种设备之间遥控信号的干扰，本发明的遥控发射器50还包括频道和/或ID设置编码电路55，在将调光信号发射出去之前，选择适当的频道对用户的调光输入进行编码，使该调光信号在选择的频道内发送。该遥控发射器50还可以使用频道和/或ID设置编码电路55输入对应被调灯管的ID(或者从中选择预先设置的对应被调灯管的ID)，利用被调灯管的ID对用户的调光输入进行编码，然后通过发射电路53发射。这样，使用同一个遥控发射器便可以对具有不同ID的多个灯进行控制。 
图3和图4分别是本发明遥控调光节能装置一个实施例中可调光电子镇流器的结构框图和电路框图。如图所示，可调光电子镇流器30内，AC输入首先通过电磁干扰(EMI)滤波器级31滤波，该EMI滤波器级可以包括本技术领域内的技术人员熟知的合适电容和电感元件来使EMI最小。随后，EMI滤波器级的输出提供给整流器级32，例如全波整流器。整流器32的整流DC输出然后提供给功率因数校正级(PFC)33，使用升压转换器电路将来自整流器32的电 压上升到DC总线电压。此外，功率因数校正级33调整电流波形的形状以使在AC线路上的电流和电压的相移最小，维持功率因数接近1。功率因数校正级33通过功率因数校正控制器34以常规的方式来控制。然后，DC总线的电压被提供给半桥电子开关级35。半桥电子开关级35使用高侧和低侧电子开关提供驱动灯管所需的开关电压，该半桥电子开关级35的操作由调光控制集成电路37来驱动。半桥电子开关级35的输出随后提供给输出级36，输出级36包括有共振电感、共振电容组成的共振LC电路，荧光灯管20耦合在该共振输出级上并由该输出级36供电。 
如图4所示，调光控制集成电路37可以是集成有调光信号处理电路和镇流控制电路的一个芯片，从信号接收器38(例如红外感应器或射频接收天线)接收遥控发射器发出的遥控调光信号并进行处理，其具体结构框图如图5所示。图5中，调光控制集成电路37包括有解码电路371对接收的调光信号进行解码，然后提供给D/A转换电路372将数字调光信号转换成模拟调光信号。调光控制集成电路37还可包括有频道和/或ID解码电路373，设置与遥控发射器相同的频道对接收的调光信号进行解码，或者使用其内预存的对应的ID对接收的调光信号进行解码，而将频道不同或者ID不对应的信号忽略。 
所述调光控制集成电路37还包括有调光接口374，接收D/A转换电路372输出的模拟调光信号，并向相位控制电路375提供基准相位。相位控制电路375通过检测与输出级36的输出电流成比例的电压信号的零交叉点来确定输出电流的实际相位，然后将调光接口374提供的基准相位和检测到的实际相位进行比较，获得相位差，并将该误差信号提供给电压控制振荡器(VCO)376，使得VCO 376改变振荡频率以将该误差信号驱动到零。VCO 376的输出驱动半桥驱动电路377，将高HO和低LO输出提供给半桥电子开关级35高HO和低LO信号可分别提供给半桥电子开关级35的高侧和低侧开关，然后半桥电子开关级35的输出从高、低侧开关之间的共用连接处输出给输出级36调节灯管20的功率。 
为进一步说明相位控制，图6所示为输出级36的模型。灯和灯丝用电阻表示，灯的电阻Rlamp插入在灯丝电阻(R1、R2、R3和R4)之间。根据输出级的输入电流对输入电压的传递函数(1)，可知：相对于灯的电阻Rlamp，灯丝电阻 
I in ( s ) V in ( s ) = 1 + ( R Lamp + R 2 + R 4 ) Cs ( sL + R Lamp + R 1 + R 3 ) [ 1 + ( R lamp + R 2 + R 4 ) Cs ] - R Lamp 2 Cs - - - ( 1 )
产生的影响很小，特别是随着Rlamp的增加，灯丝电阻可以忽略不计。输出级输出电流的相位角可通过函数(2)计算： 
其中，L为输出级电感，C为输出级电容，P％表示灯管功率，V％表示灯管某一功率时灯管的电压，f％表示对应灯管某一功率的频率。由函数(2)可知，提供给灯管的电流相对电压的相位角随灯管功率呈线性变化，如图7所示，相位角越小，功率越大。因而当灯管的电压与通过灯的电流相位更加接近时，灯管内的功耗增加并因此使亮度上升，当灯管的电压与电流之间的相位角增加时，灯管内的功耗减少，并因此使亮度降低。灯管输入电流的相位角与灯管功率的这种线性关系便可以实现闭环调光控制。 
图8是图5所示的调光控制集成电路中镇流控制部分的电路示意图。如图所示，调光接口的MAX和MIN端提供最大和最小灯管功率设置，调光输入端DIM提供0.5V到5V的直流电压，5V电压对应最小相位(即最大灯管功率)。MAX端的外接电阻定义对应DIM端5V输入的最小相位(最大功率)，MIN端的外接电阻定义对应DIM端0.5V输入的最大相位(最小功率)。  调光接口的输出电压与调光接口内部的定时电容(CT)的电压相比较，从而产生一个基准相位并提供给相位控制电路。 
图8中，CS端提供电流检测输入，CS处的电压具有与灯管电流和电压的相位角成比例的零交叉点。因而通过检测CS端的零交叉点，便可以获得灯管的实际相位，然后通过比较零交叉点(实际相位)和由调光信号输入端DIM接收到的基准相位便可以实现调光电平的反馈控制。如前所述，相位控制电路中的相位比较器将从CS端检测到的实际相位与设定的基准相位进行比较。基准相位与实际相位之间的相位差促使VCO引导频率变化，驱动该相位差为零。VCO端连有一个内部的15uA电流源，在调光过程中，该电流源对VCO外接的 电容Cvco放电，将振荡频率降至锁定值，并由此驱动半桥驱动向高、低侧电子开关提供HO和LO输出，从而将灯驱动到所需的亮度。 
所述调光控制集成电路37还包括有故障逻辑378。调光过程中，电流检测CS端检测与灯管电流成比例的半桥电子开关电路内的电流，然后将信号提供给故障逻辑378。若检测到过流时，故障逻辑将关断半桥驱动、HO和LO端。此外，该集成电路中还可设置有过热检测和欠电压检测并将检测信号也提供给故障逻辑378，从而在出现过热或欠电压的情况下由故障逻辑378关断半桥驱动以及HO和LO输出。 

Claims (4)

1.一种遥控调光节能装置，包括可调光电子镇流器，其特征在于，还包括射频发射器和射频接收器，通过射频遥控方式对所述可调光电子镇流器进行控制，其中：
所述射频接收器与所述可调光电子镇流器集成在一起并安装在灯架上的一个灯座内，所述射频接收器的信号处理电路与所述可调光电子镇流器的镇流控制电路集成为一块集成电路芯片；
所述射频发射器进一步包括调光按钮、编码电路和发射电路，将用户的调光设置编码并通过射频方式发射，所述射频发射器还包括有频道和/或ID设置编码电路，用于设置各种不同的频道和/或ID以对调光信号进行编码；
所述集成电路芯片进一步包括有频道和/或ID解码电路，根据所述射频发生器的设置选择对应的频道和/或ID以对接收的调光信号进行解码。
2.根据权利要求1所述的遥控调光节能装置，其特征在于，所述集成电路芯片还包括：根据选择的对应频道和/或ID对接收的调光信号进行解码的解码电路；将所述解码电路输出的数字调光信号转换成模拟调光信号的数/模转换电路；接收所述模拟调光信号并提供基准相位的调光接口；比较所述基准相位与检测到的实际相位并产生误差信号的相位控制电路；改变振荡频率以将误差信号驱动到零的电压控制振荡器；由所述电压控制振荡器的输出驱动从而将高HO和低LO输出提供给半桥电子开关的半桥驱动电路。
3.一种遥控调光节能灯，包括荧光灯管、灯管支架和可调光电子镇流器，其特征在于，还包括射频发射器和射频接收器，通过射频遥控方式对所述可调光电子镇流器进行控制，其中：
所述射频接收器与所述可调光电子镇流器集成在一起并安装在灯架上的一个灯座内，所述射频接收器的信号处理电路与所述可调光电子镇流器的镇流控制电路集成为一块集成电路芯片；
所述射频发射器进一步包括调光按钮、编码电路和发射电路，将用户的调光设置编码并通过射频方式发射，所述射频发射器还包括有频道和/或ID设置编码电路，用于设置各种不同的频道和/或ID以对调光信号进行编码；
所述集成电路芯片进一步包括有频道和/或ID解码电路，根据所述射频发生器的设置选择对应的频道和/或ID以对接收的调光信号进行解码。
4.根据权利要求3所述的遥控调光节能灯，其特征在于，所述集成电路芯片还包括：根据选择的对应频道和/或ID对接收的调光信号进行解码的解码电路；将所述解码电路输出的数字调光信号转换成模拟调光信号的数/模转换电路；接收所述模拟调光信号并提供基准相位的调光接口；比较所述基准相位与检测到的实际相位并产生误差信号的相位控制电路；改变振荡频率以将误差信号驱动到零的电压控制振荡器；由所述电压控制振荡器的输出驱动从而将高HO和低LO输出提供给半桥电子开关的半桥驱动电路。
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