CN102958255B - 一种调光系统的供电方法和调光系统 - Google Patents

一种调光系统的供电方法和调光系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了调光系统的供电控制方法和调光系统,应用于电子设备技术领域。调光系统中的控制单元会获取调光系统中的负载在多个电源周期内电参数的时域信息,其中电参数为电流或电压;根据获取的时域信息及预置的对应关系,确定调光系统中负载的类型,该预置的对应关系包括各个类型负载的电参数对应的时域特征;并按照确定的负载类型控制负载的供电模式,以便调光系统根据相应的供电模式为负载供电。这样根据负载实际的电参数的时域信息就可以确定该负载的具体类型,并根据负载类型控制给负载在不同的模式下供电,由于负载实际的电参数的时域信息比较容易获取,使得识别负载类型的过程也比较简单。

Description

一种调光系统的供电方法和调光系统

技术领域

[0001] 本发明涉及电子设备技术领域,特别涉及调光系统的供电方法和调光系统。

背景技术

[0002] 在发光控制的技术领域,调光器(dimmer)是比较重要的器件,该器件主要是串 联于电源与负载(load)之间,通过相位控制技术,令调光器内置开关根据交流电源相位 成一固定相角关系导通及关断,这样调光系统可以工作在如下的几种工作模式下:前沿 (leadingedge,LE)斩波模式、后缘(trailingedge,TE)斩波模式和开关(switch)模式, 其中:在LE斩波模式下供给负载的电源波形的每个半波的前一段波形被斩断,即在每个半 波的前一段波形对应时间内的电流为零,在TE斩波模式下供给负载的电源波形的每个半 波的后一段波形被斩断,在开关模式下供给负载的电源波形没有被斩断。

[0003] 现有的调光系统中的负载有多种类型,比如感性,容性,线性或非线性等类型,不 同类型的负载需要工作在不同的工作模式下才能正常工作,因此,负载类型的识别对于调 光系统是否能正常工作是很重要的。

发明内容

[0004] 本发明实施例提供调光系统的供电方法和调光系统,简化了调光系统中对于负载 类型的识别。

[0005] 本发明实施例提供一种调光系统的供电方法,包括如下步骤:

[0006] 获取调光系统中的负载在多个电源周期内电参数的时域信息,所述电参数为电流 或电压;

[0007] 根据所述获取的时域信息及预置的对应关系,确定所述调光系统中负载的类型, 所述预置的对应关系包括各个类型负载的电参数对应的时域特征;

[0008] 按照所述确定的负载类型控制所述负载的供电模式,以便所述调光系统根据相应 的供电模式为负载供电。

[0009] 本发明实施例提供一种调光系统,包括调光器、控制单元、负载和供电电源,所述 控制单元包括:

[0010] 时域信息获取单元,用于获取调光系统中的负载在多个电源周期内电参数的时域 信息,所述电参数为电流或电压;

[0011] 类型确定单元,用于根据所述时域信息获取单元获取的时域信息及预置的对应关 系,确定所述调光系统中负载的类型,所述预置的对应关系包括各个类型负载的电参数对 应的时域特征;

[0012] 供电控制单元,用于按照所述类型确定单元确定的负载类型控制所述负载的供电 模式,以便所述调光系统根据相应的供电模式为负载供电。

[0013] 本实施例的方法中,调光系统中的控制单元会获取调光系统中的负载在多个电源 周期内电参数的时域信息,其中电参数为电流或电压;根据获取的时域信息及预置的对应 关系,确定调光系统中负载的类型,该预置的对应关系包括各个类型负载的电参数对应的 时域特征;并按照确定的负载类型控制负载的供电模式,以便调光系统根据相应的供电模 式为负载供电。这样根据负载实际的电参数的时域信息就可以确定该负载的具体类型,并 根据负载类型控制给负载在不同的模式下供电,由于负载实际的电参数的时域信息比较容 易获取,使得识别负载类型的过程也比较简单。

附图说明

[0014] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可 以根据这些附图获得其他的附图。

[0015] 图1是本发明实施例提供的调光系统的结构示意图;

[0016] 图2是本发明实施例提供的调光系统的一种供电方法的流程图;

[0017] 图3a是本发明实施例提供的在确定启动导通角时的电流时域波形图;

[0018] 图3b是本发明实施例提供的采用面积方式计算最大导通角时的示意图;

[0019] 图3c是本发明实施例提供的在确定最小导通角时的电流时域波形图;

[0020] 图4a是本发明实施例的调光系统中线性负载的电流时域波形图;

[0021] 图4b是本发明实施例的调光系统中一种非线性负载的电流时域波形图;

[0022] 图4c是本发明实施例的调光系统中另一种非线性负载的电流时域波形图;

[0023] 图5a是本发明实施例的调光系统中供给负载的TE模式的电源波形图;

[0024] 图5b是本发明实施例的调光系统中供给负载的LE模式的电源波形图

[0025] 图6是本发明实施例提供的调光系统的另一种供电方法的流程图;

[0026] 图7是本发明实施例提供的调光系统的另一种供电方法的流程图;

[0027] 图8a是本发明实施例的调光系统中线性负载的电流幅值与频率的关系图;

[0028] 图8b是本发明实施例的调光系统中非线性负载的电流幅值与频率的关系图;

[0029] 图9是本发明实施例提供的调光系统的另一种供电方法的流程图;

[0030] 图10是本发明实施例提供的调光系统的一种导通角检测方法的流程图;

[0031] 图11是本发明实施例提供的调光系统的另一种导通角检测方法的流程图;

[0032] 图12是本发明实施例的调光系统中一种控制单元的结构示意图;

[0033] 图13是本发明实施例的调光系统中另一种控制单元的结构示意图;

[0034] 图14是本发明实施例的调光系统中另一种控制单元的结构示意图。

具体实施方式

[0035] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例,都属于本发明保护的范围。

[0036] 本发明实施例提供一种调光系统的供电方法,主要是用于如图1所示的调光系统 中,该系统主要包括:供电电源、调光器、控制单元和负载,其中,供电电源提供的是交流电 源;调光器串联于负载与供电电源之间;控制单元可以控制调光器内置的开关的通断,并 通过调光器内置开关的通断,使得负载工作在不同的工作模式;负载是指如白炽灯、阴极荧 光灯(CathodeFluorescentLamp,CFL)或发光二极管(LightEmittingDiode,LED)等发 光设备。

[0037] 本实施例中调光系统的供电方法可以如图2所示,包括:

[0038] 步骤101,控制单元获取调光系统中的负载在多个电源周期内电参数的时域信息, 电参数为电流或电压。

[0039] 可以理解,控制单元可以控制调光器内置的开关导通,使得调光系统工作在开关 模式下,即提供给负载的电源波形没有被调光器斩断,或是控制调光系统工作在LE斩波模 式或TE斩波模式下,并获取N个电源周期内负载两端的电流或电压的时域信息,其中N是 大于〇的数,可以是正数也可以是小数,具体地,控制单元可以实时地检测负载两端的电流 或电压,并得到电参数时域波形主要指示时间与负载上电参数具体值的对应关系,从而获 取了负载电参数的时域信息。如果负载两端电流或电压的具体值较小,为了保证能通过 时域特征来识别负载类型,控制单元可以先将获取的电参数的具体值放大后,再执行步骤 102〇

[0040] 步骤102,控制单元根据步骤101中获取的时域信息及预置的对应关系,确定调光 系统中负载的类型,包括线性/非线性,可调光/不可调光,和有导通角/无导通角等类型。

[0041] 其中,预置的对应关系中可以包括各个类型负载的电参数对应的时域特征,主要 是电参数时域波形的特殊特征(specialcharacteristicsofcurrentwaveform,SCC),具 体地:

[0042] (la)如果负载是线性负载即负载两端的电流与电压之比是一个固定的值,则在时 域内该负载的电参数时域波形为正弦波或接近正弦波,其中电参数时域波形主要是指时间 与负载电参数具体值的对应关系图;和/或,线性负载对应的电参数时域波形中,电参数的 幅值在上升沿和/或下降沿具有随时间连续单调变化的区间。

[0043] 如果是非线性负载,则在时域内该负载的电参数时域波形为非正弦波比如是脉冲 波或接近脉冲波,且会在多个时间点上出现电参数的波谷值和波峰值,不同的非线性负载 (比如不同厂家生产的非线性负载等)会在不同的时间点上出现电参数的波峰值和波谷 值,且不同的非线性负载的电参数波峰值和波谷值也不相同,这样就可以根据出现波峰值 和波谷值的时间点,及具体的波峰值和波谷值来区分不同的非线性负载;和/或,非线性负 载对应的电参数时域波形中电参数的幅值在上升沿和/或下降沿不具有随时间连续单调 变化的区间。

[0044] (2a)如果负载是可调光的负载即该负载的发光亮度是可调的,具体地体现为该 负载的电参数时域波形中电参数的波峰值与波谷值的比值小于预置的比值,一般情况下, 大部分线性负载都是可调光负载;如果负载是非可调光的负载即该负载的发光亮度是不可 调的,具体地体现为该负载的电参数时域波形中电参数的波峰值与波谷值的比值大于预置 的比值,一般情况下,大部分非线性负载都是不可调光负载,也有些非线性负载是可调光负 载。

[0045] 进一步地,在有些实施例中在判断负载是否是可调负载时,需要确定该负载的电 参数时域波形中电参数的幅值第一次出现峰值的时间点,该时间点需要大于预置的时间 点,然后再进一步地根据电参数的波峰值与波谷值的比值来确定负载是否可调。

[0046] (3a)如果负载上电发光的时间较大比如大于预置的时间,则认为该负载具有启动 (kick-start)导通角(conductionangle),该启动导通角是指负载上电发光所需要的时 间。具体地,在负载的电参数时域波形中,当负载的电参数幅值从零变化到第一幅值的时间 大于预置的时间,则该负载具有启动导通角,其中第一幅值为负载可以发光的最小电参数 值;如果负载上电发光的时间小于预置的时间,则认为该负载不具有启动导通角,具体地, 在负载的电参数时域波形中,负载的电参数幅值从零变化到第一幅值的时间小于预置的时 间,则该负载不具有启动导通角。进一步地,如果负载上电发光的时间较大,则说明该负载 具有较大的启动导通角,如果负载上电发光的时间较小,则说明该负载具有较小的启动导 通角。

[0047] 在一些具体的实施例中,负载的启动导通角具体可以为负载的电参数时域波形 中,电参数幅值急剧上升的启动转折时间点;或该负载的启动导通角为启动转折时间点附 近的一个时间点,比如将启动转折时间点延迟预置时间之后的时间点等。例如图3a所示, 在负载的电流时域波形图中,从电流幅值急剧上升的启动转折时间点q即为负载的导通 角,如果该启动转折时间点q小于预置的值时,则认为该负载没有启动导通角,如果该启动 转折时间点q大于预置的值时,则任务该负载有启动导通角,其中图3a中的横坐标为时间, 纵坐标为电流。

[0048] 当负载是可调负载即负载发光的亮度可调时,负载正常工作的导通角可以包括最 小导通角和最大导通角,最小导通角是指负载上电发光且光亮度最低所需要的时间,最大 导通角是指负载上电发光且光亮度最高所需要的时间。

[0049] 这里最大导通角和最小导通角可以通过负载的时域信息确定得到,具体地,最大 导通角可以通过转折点方式或面积方式来得到,则该最大导通角为如下任一个时间点:负 载的电参数时域波形中,电参数幅值开始下降的第一转折时间点;该第一转折时间点附近 的一个时间点,例如将第一转折时间点延迟预置的第一时间之后的时间点;负载的电参数 时域波形中的第二转折时间点;和第二转折时间点附近的一个时间点,例如将第二转折时 间点延迟预置的第二时间之后的时间点等。其中从电参数幅值为零的时间点到第二转折时 间点的电参数时域波形与坐标轴形成的图形面积,是该第二转折时间点所在半波与坐标轴 形成的图形面积的L%,L可以是从50到100之间的数值。例如图3b所示,在负载的电流 时域波形图中,从电流幅值为零的时间点a到第二转折时间点b的电流时域波形与坐标轴 行程的图形面积(即图3b中斜线填充的部分),是该第二转折时间点b所在半波(即从时 间点a到c的波形)与坐标轴形成的图形面积的75%,其中横坐标是时间,纵坐标是电流。

[0050] 确定的最小导通角为负载的电参数时域波形中,电参数幅值开始上升的第三转折 时间点,或第三转折时间点附近的一个时间点,例如将第三转折时间点延迟预置的第三时 间之后的时间点等。上述第一时间到第三时间可以根据实际的经验预置在控制单元中。例 如图3c所示,在负载的电流时域波形图中,将从一定的幅值(该幅值是负载发光亮度最低 时对应的电流幅值)起,负载的电流幅值开始上升的时间点h为负载的最小导通角,其中横 坐标是时间,纵坐标是电流。

[0051] 上述负载的最小导通角是随着电压和温度等环境的变化而改变的,因此,控制单 元可以周期性或非周期性地对确定的最小导通角进行更新,具体按照上述的方法重新计算 负载的最小导通角,如果当前确定的负载的最小导通角小于预置的第四时间时,重新确定 新的最小导通角,当确定的新的最小导通角大于预置的第四时间,用新的最小导通角更新 当前确定的最小导通角。

[0052] 需要说明的是,上述第一转折时间点到第四转折时间点并不表示顺序关系,而是 表示不同的转折时间点。

[0053] (4a)如果负载是非正常负载,则负载的电参数时域波形属于非正常波形,其中非 正常波形可以是指在一个电源周期内两个半周期的负载的电参数时域波形不对称,或指负 载的电参数幅值为零或接近零,或指负载的电参数幅值小于预置的幅值。

[0054] 可以理解,上述所说的不同类型的负载不仅指线性/非线性,电容性/电感性,和 可调/非可调的类型,还指不同厂家生产的负载类型,且不同厂家生产的同类负载的时域 特征也是有差别的等。一般情况下,在实际应用中的负载类型可以如下表1所示:

[0055] 表 1

Figure CN102958255BD00101

[0057] 例如,图4a所示为线性负载的电流时域波形图,近似正弦波,图4b和图4c是两个 不同厂家生产的非线性负载的电流时域波形图,近似脉冲波,其中,横坐标为时间,纵坐标 为电流值。可以看出,两个非线性负载的电流时域波形图中,电流第一次出现波峰值的时间 点A、出现波谷值的时间点B及电流峰值C都不相同。

[0058] 步骤103,按照步骤102中确定的负载类型控制负载的供电模式,以便调光系统根 据相应的供电模式为负载供电。

[0059] 具体地,当负载类型为线性且非感性负载,或负载类型为近似线性或弱感性负载, 则控制单元可以控制调光器内置的开关,使得负载的供电模式为后缘斩断供电模式,即供 给负载的电源波形的每个半波的后一段波形被斩断,即在每个半波的后一段波形对应时 间内的电流为零,如图5a所示的供给负载的电源波形,其中横坐标为时间,纵坐标为电压 值;当负载类型为非线性且可调光负载,则控制单元可以控制调光器内置的开关,使得负载 的供电模式为后缘斩断供电模式;当负载类型为非线性且非可调光负载,则控制单元可以 控制调光器内置的开关,使得负载的供电模式为开关模式,即供给负载的电源波形没有被 斩断,或供给负载的有少部分的电源波形被斩断(即在有一小段时间内供给负载的电流为 零);当负载类型为非正常负载时,则控制单元可以控制调光器内置的开关,使得负载的供 电模式为开关模式等。且控制单元在确定负载的供电模式时还可以有其它的组合方式,具 体什么类型的负载对应什么样的供电模式,可以是用户根据实际需要预置在控制单元中。

[0060] 上述步骤102和步骤103的运算量较大,具体可以通过微控制单元(MicroControl Unit,MCU)或数字信号处理器(DigitalSignalProcessing,PSD)等芯片的处理器来实现; 而步骤101中需要实时检测负载两端的电参数,具体可以通过电流表或电压表等来直接读 取负载的电参数。

[0061] 需要说明的是,上述步骤101到103是在确定了调光系统中的负载是非感性的情 况下所执行的步骤,当确定调光系统中的负载是感性负载时,控制单元可以不用考虑该感 性负载的其它特性(比如线性/非线性,可调光/非可调光等),而直接控制调光器内置开 关,控制调光系统的供电模式为前沿斩断供电模式,即供给负载的电源波形的每个半波的 前一段波形被斩断,即在每个半波的前一段波形对应时间内的电流为零,如图5b所示的供 给负载的电源波形。其中在确定负载是否是感性负载时,可以通过机械电路结构来确定,具 体确定的过程在此不进行赘述。

[0062] 可见,本实施例的方法中,调光系统中的控制单元会获取调光系统中的负载在多 个电源周期内电参数的时域信息,其中电参数为电流或电压;根据获取的时域信息及预置 的对应关系,确定调光系统中负载的类型,该预置的对应关系包括各个类型负载的电参数 对应的时域特征;并按照确定的负载类型控制负载的供电模式,以便调光系统根据相应的 供电模式为负载供电。这样根据负载实际的电参数的时域信息就可以确定该负载的具体类 型,并根据负载类型控制给负载在不同的模式下供电,由于负载实际的电参数的时域信息 比较容易获取,使得识别负载类型的过程也比较简单。

[0063] 参考图6所示,在一个具体的实施例中,为了节省控制单元的执行流程,控制单元 在执行上述步骤102时,需要先判断电参数的时域信息对应的波形是否正非正常波形,如 果不是非正常波形,才继续进行其它的操作,具体地:

[0064] 步骤A:控制单元判断步骤101中获取的电参数的时域信息对应的波形是否正非 正常波形,如果是非正常波形,进一步地执行步骤B;如果不是非正常波形,则执行步骤D。

[0065] 步骤B:控制单元判断非正常波形的循环是否超过预置的次数,如果超过即在多 个周期内负载的电参数时域波形都是非正常波形,则执行步骤C;如果非正常波形的循环 未超过预置次数,则认为可能由于某些因素导致测量不准确,需要重新进行测量,这样控制 单元可以延迟M个电流周期,并返回执行步骤101。

[0066] 步骤C:控制单元确定负载的类型为非正常负载之后,执行步骤103,且控制单元 在执行步骤103时,可以控制负载的供电模式为开关模式。

[0067] 步骤D:控制继续确定负载是否是线性负载和/或是否是可调光等其它的类型,并 执行步骤103。

[0068] 参考图7所示,在另一个具体的实施例中,当控制单元在执行上述步骤102时,可 以通过如下的步骤来完成:

[0069] 步骤1021,控制单元获取电参数的时域信息对应的频域信息,具体可以通过傅里 叶变换比如戈泽尔(Goertzel)等算法来实现。

[0070] 步骤1022,控制单元根据获取的频域信息及预置的对应关系,确定调光系统中负 载的类型;或根据获取的时域信息、频域信息及预置的对应关系,确定调光系统中负载的类 型。

[0071] 在有些情况下,根据负载的电参数的时域信息不是很明显的识别出该负载的类 型,就需要进一步地通过电参数的频率信息来识别,其中预置的对应关系中还包括各个类 型负载的电参数对应的频域特征,主要是基频大小(Basefrequencymagnitude,BFM)和高 阶谐波频率大小(highorderharmonics'magnitudes,HFM),具体地:

[0072] 如果负载的类型为线性负载,则在基频(比如小于100Hz)上电参数的幅值较大, 在高阶谐波频率(比如大于100Hz)上电参数的幅值小于基频上电参数幅值的P倍(P为大 于〇小于1的数),具体地,高阶谐波频率上电参数的幅值需要小于预置的第一幅值;如果 负载的类型是非线性负载,基频上电参数的幅值较大,在高阶谐波频率上电参数的幅值比 线性负载对应的电参数幅值大,具体地,高阶谐波频率需要小于预置的第二幅值,上述第二 幅值需要大于第一幅值。

[0073] 例如图8a和图8b所示分别为线性负载和非线性的电流幅值与频率的关系图,横 坐标是频率,单位是50赫兹(Hz),纵坐标是电流值,可见,在电流的频域波形中,电流的波 峰值出现在奇次谐波上,电流的波谷值出现在偶次谐波上。

[0074] 需要说明的是,上述步骤1021和1022可以是如图8所示,在控制单元执行完步骤 101之后执行的;也可以是为了节省负载识别的流程,上述步骤1021和1022是控制单元在 确定电参数的时域信息对应的波形不是非正常波形的情况下执行的,例如图9所示,控制 单元执行完步骤101之后,先判断电参数时域波形是否是非正常波形,及非正常波形的循 环是否超过预置的次数,如果不是非正常波形,才执行步骤1021和1022 ;如果是非正常波 形且非正常波形的循环超过预置的次数,则会延迟M个电流周期,并返回执行步骤101。

[0075] 在其它具体的实施例中,控制单元除了可以执行上述步骤101到103之外,如果负 载是可调光负载,则控制单元还可以对确定的最大导通角和最小导通角进行检测,且该检 测的过程可以是在重新确定负载的类型并重新确定负载的供电模式的过程中触发的。具体 检测方法的流程图如图10所示,包括:

[0076] 步骤201,获取调光系统中的负载从最小导通角到最大导通角的范围内多个导通 角下的电参数时域波形,其中某个导通角下的电参数时域波形是指,将负载调到某个发光 亮度,控制单元检测的该负载的电参数具体值与时间的对应关系;且具体获取几个导通角 下的电参数时域波形,可以是用户根据需要预置在控制单元中的。

[0077] 步骤202,判断在所述多个导通角下的电参数时域波形是否是非正常波形,并记录 对每个导通角下的电参数时域波形的判断结果,该判断结果包括是非正常波形或不是非正 常波形,其中非正常波形具体包括在一个电源周期内两个半周期的负载的电参数时域波形 不对称,或包括电参数幅值为零,或包括电参数幅值小于预置的幅值等。

[0078] 步骤203,根据步骤202中记录的结果调整确定的最大导通角和最小导通角,使得 在调整后的最小导通角到最大导通角之间的导通角的电参数时域波形尽量为正常波形,具 体地,可以使得调整后的最小导通角到最大导通角之间,电参数时域波形为非正常波形对 应的导通角个数小于预置的值等。比如最大导通角为8ms,最小导通角为I. 5ms,控制单元 每隔Ims会获取负载的电参数时域波形,如果在6ms到8ms之间,及I. 5ms到2ms之间的导 通角下的电参数时域波形为非正常波形,则可以将最大导通角调整为5ms,最小导通角调整 为2ms等。

[0079] 需要说明的是,上述步骤201和202的执行可以是并行执行,即控制单元在步骤 201中获取了一个导通角下的电参数的时域波形后,即可对该电参数时域波形执行步骤 202;也可以是串行执行,即控制单元在获取了所有导通角下的电参数时域波形之后,才执 行步骤202 ;进一步地,控制单元在执行步骤203之前还需要确定该负载是否可调,如果可 调才会调整最小导通角和最大导通角,如果不可调,则不会执行步骤203,具体地,如果控制 单元在202中判断在一个导通角下的电参数时域波形是正常波形,或这是在非连续的几个 导通角下的电参数时域波形是正常波形,其它时间的电参数时域波形是非正常波形,则认 为该负载不可调,反则该负载是可调的。

[0080] 参考图11所示,在一个具体的实施例中,上述步骤201到203的执行可以通过如 下的流程来实现:

[0081] 步骤2011,设置负载的导通角即将负载调整到某一个发光亮度,具体可以设置为 最大导通角或小于最大导通角的一个导通角。

[0082] 步骤2012,对负载的时域信息进行监测,获取该设置的导通角下的电参数时域波 形。

[0083] 步骤2021,判断该设置的导通角下的电参数时域波形是否是非正常波形。

[0084] 步骤2022,记录步骤2021的判断结果,记录该设置的导通角下的电参数时域波形 是非正常波形或正常波形。

[0085] 步骤2023,判断当前设置的负载的导通角是否是最小导通角,如果不是,返回步骤 2011,重新设置负载的导通角,具体地,使得负载导通角为当前设置的导通角的基础上减去 预置的时间;如果是,则说明控制单元已经对最大导通角到最小导通角之间的多个导通角 下的电参数时域波形进行处理,则执行步骤上述的步骤203。

[0086] 可见,通过上述步骤2011到2023即可实现上述步骤201和202的并行执行,节省 了检测流程。

[0087] 本发明实施例还提供一种调光系统,可以包括如图1所示结构,具体地包括:调光 器、负载、控制单元和供电电源,其中调光器串联连接在供电电源与负载之间,控制单元连 接负载,控制单元的结构可以如图12所示,包括:时域信息获取单元10、类型确定单元11 和供电控制单元12,其中:

[0088] 时域信息获取单元10,用于获取调光系统中的负载在多个电源周期内电参数的时 域信息,所述电参数为电流或电压。

[0089] 类型确定单元11,用于根据所述时域信息获取单元10获取的时域信息及预置的 对应关系,确定所述调光系统中负载的类型,所述预置的对应关系包括各个类型负载的电 参数对应的时域特征。

[0090] 这里预置的对应关系可以包括:线性负载对应的电参数时域波形是正弦波,非线 性负载对应的电参数时域波形是非正弦波比如脉冲波;和/或,线性负载对应的电参数时 域波形中电参数的幅值在上升沿和/或下降沿具有随时间连续单调变化的区间;非线性负 载对应的电参数时域波形中电参数的幅值在上升沿和/或下降沿不具有随时间连续单调 变化的区间;和/或,非可调光负载对应的电参数时域波形中电参数的波峰值与波谷值的 比值大于预置的比值;可调光负载对应的电参数时域波形中电参数的波峰值与波谷值的比 值小于预置的比值;和/或,具有较大起始导通角的负载对应的电参数时域波形中电参数 的幅值从O到第一幅值的时间大于预置的时间,具有较小起始导通角的负载对应的电参数 时域波形中电参数的幅值从O到第一幅值的时间小于预置的时间,第一幅值是负载上电发 光的最小电参数幅值;和/或,非正常负载对应的电参数时域波形是非正常波形等,其中非 正常波形具体包括在一个电源周期内两个半周期的负载的电参数时域波形不对称,或包括 电参数幅值为零,或包括电参数幅值小于预置的幅值等。

[0091] 供电控制单元12,用于按照所述类型确定单元11确定的负载类型控制所述负载 的供电模式,以便所述调光系统根据相应的供电模式为负载供电。

[0092] 供电控制单元12具体可以通过发送控制信息等方式控制调光器内置开关的通 断,从而使得负载工作在LE斩断模式、TE斩断模式或开关模式下。具体地,当负载类型为线 性且非感性负载,或负载类型为近似线性或弱感性负载,供电控制单元12可以控制调光器 内置的开关,使得负载的供电模式为后缘斩断供电模式;当负载类型为非线性且可调光负 载,供电控制单元12可以控制调光器内置的开关,使得负载的供电模式为后缘斩断供电模 式;当负载类型为非线性且非可调光负载,供电控制单元12可以控制调光器内置的开关, 使得负载的供电模式为开关模式;当负载类型为非正常负载,供电控制单元12可以控制调 光器内置的开关,使得负载的供电模式为开关模式等。

[0093] 可见,本发明实施例的调光系统包括的控制单元中,类型确定单元11会根据负载 实际的电参数的时域信息就可以确定该负载的具体类型,并由供电控制单元12根据负载 类型控制给负载在不同的模式下供电,由于负载实际的电参数的时域信息比较容易获取, 使得识别负载类型的过程也比较简单。

[0094] 参考图13所示,在一个具体的实施例中,调光系统的控制单元除了可以包括如图 12所示的结构外,还可以包括启动导通角确定单元16、最大导通角确定单元13、最小导通 角确定单元14和导通角更新单元15,且其中的类型确定单元11可以具体包括:非正常波 形判断单元110、频域信息获取单元111、处理单元112,具体地:

[0095]启动导通角确定单元16,用于确定所述负载的启动导通角,所述启动导通角为负 载的电参数时域波形中,电参数幅值急剧上升的启动转折时间点,或所述启动导通角为将 所述启动转折时间点延迟预置时间之后的时间点。

[0096] 最大导通角确定单元13,用于确定所述负载的最大导通角,所述最大导通角为如 下任一个时间点:负载的电参数时域波形中,电参数幅值开始下降的第一转折时间点,将所 述第一转折时间点延迟预置的第一时间之后的时间点,负载的电参数时域波形中的第二转 折时间点,和将所述第二转折时间点延迟预置的第二时间之后的时间点;

[0097] 其中,从电参数幅值为零的时间点到所述第二转折时间点的电参数时域波形与坐 标轴形成的图形面积,是所述第二转折时间点所在半波与坐标轴形成的图形面积的L%,这 里L可以为50到100之间的任意数值。

[0098] 最小导通角确定单元14,用于确定所述负载的最小导通角,所述最小导通角为负 载的电参数时域波形中,电参数幅值开始上升的第三转折时间点,或所述最小导通角为将 所述第三转折时间点延迟预置的第三时间之后的时间点。

[0099] 导通角更新单元15,用于如果最小导通角确定单元14当前确定的负载的最小导 通角小于预置的第四时间时,重新确定新的最小导通角,当所述新的最小导通角大于所述 预置的第四时间,用所述新的最小导通角更新所述当前确定的最小导通角。上述的第一时 间到第四时间可以是用户根据实际的需要或实际操作的经验预置在控制单元中的。

[0100] 非正常判断单元110,用于判断所述电参数的时域信息对应的波形是否是非正常 波形;所述非正常波形具体包括在一个电源周期内两个半周期的负载的电参数时域波形不 对称,或包括电参数幅值为零,或包括电参数幅值小于预置的幅值等。

[0101] 处理单元112,用于如果所述非正常判断单元110判断结果为非正常波形,当非正 常波形的循环超过预置的次数,确定所述调光系统中的负载类型为非正常负载;

[0102] 频域信息获取单元111,用于如果所述非正常判断单元110判断结果为不是非正 常波形,则获取所述电参数的时域信息对应的频域信息。

[0103] 在本实施例的调光系统的控制单元中,时域信息获取单元10获取负载的电参数 的时域信息后,为了节省负载类型识别的流程,类型确定单元11中的非正常波形判断单元 110可以先判断负载的电参数时域波形是否是非正常波形,如果是非正常波形,则如果非正 常波形的循环超过预置的次数,处理单元112确定调光系统中的负载类型为非正常负载, 并将确定的负载类型通知给供电控制单元12,供电控制单元12则控制负载的供电模式为 开关模式;如果非正常波形的循环未超过预置的次数时,该处理单元112可以延迟M个电流 周期,并通知上述的时域信息获取单元10重新获取延迟M个电流周期后负载的电参数的时 域信息。

[0104] 当上述非正常波形判断单元110判断的结果为不是非正常波形,该处理单元112 可以进一步地根据时域信息获取单元10获取的时域信息及预置的各个类型负载的电参数 对应的时域特征,确定负载是否是线性和/或是否是可调光等其它的类型。在另一种具体 实现过程中,当上述非正常波形判断单元110判断的结果为不是非正常波形,可以直接由 频域信息获取单元111获取负载的电参数的频域信息,处理单元112就会根据获取的频域 信息及预置的对应关系,确定调光系统中负载的类型,或根据获取的时域信息、频域信息及 预置的对应关系,确定调光系统中负载的类型,其中在预置的对应关系中还包括各个类型 负载的电参数对应的频域特征。需要说明的是,该频域信息获取单元111可以不用根据非 正常波形判断单元Iio的判断结果来触发进行频域信息的获取,而是在时域信息获取单元 10获取时域信息后,该频域信息获取单元111可以直接获取该时域信息对应的频域信息。

[0105] 对于供电控制单元12来说,当调光系统的负载是感性负载,则控制负载的供电模 式为前沿斩断供电模式;如果是非感性负载,则需要在经过时域信息获取单元10和类型确 定单元11后,确定负载的具体类型后,才会控制负载的供电模式。

[0106] 参考图14所示,在一个具体的实施例中,调光系统的控制单元除了可以包括如图 12所示的结构外,还可以包括启动导通角确定单元16、最大导通角确定单元13、最小导通 角确定单元14、导通角更新单元15、波形获取单元17、波形判断记录单元18和调整单元19 其中:

[0107] 波形获取单元17,用于获取所述负载从最小导通角到最大导通角的范围内多个导 通角下的电参数时域波形;

[0108] 波形判断记录单元18,用于判断在所述波形获取单元17获取的多个导通角下的 电参数时域波形是否是非正常波形,并记录对每个导通角下的电参数时域波形的判断结 果,所述判断结果包括是非正常波形或不是非正常波形;所述非正常波形具体包括在一个 电源周期内两个半周期的负载的电参数时域波形不对称,或包括电参数幅值为零,或包括 电参数幅值小于预置的幅值;

[0109] 调整单元19,用于根据所述波形判断记录单元18记录的结果调整最大导通角确 定单元13确定的最大导通角和最小导通角确定单元14确定的最小导通角。

[0110] 本实施例的控制单元中,可以通过波形获取单元17、波形判断记录单元18和调整 单元19来调整最大导通角和最小导通角,使得调整后的导通角能准备反应负载的实际情 况,且类型确定单元11根据调整后的导通角确定的负载类型更为准确。本实施例中的波形 获取单元17、波形判断记录单元18和调整单元19之间可以按照如图10或图11所示的方 法进行导通角的检测及调整,其中按照图11所示的方法进行调整时,波形获取单元17可以 设置负载导通角且通过对负载的时域信息的监测来获取电参数时域波形,而波形判断记录 单元18除了可以判断非正常波形并记录,还可以判断当前设置的导通角是否是最小导通 角,如果不是,则触发波形获取单元17重新设置负载的导通角。

[0111] 本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可 以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储 介质可以包括:只读存储器(R0M)、随机存取存储器(RAM)、磁盘或光盘等。

[0112] 以上对本发明实施例所提供的调光系统的供电方法和调光系统,其中网络节点包 括用户设备和服务器,进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方 式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对 于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变 之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (14)

1. 一种调光系统的供电方法,其特征在于,包括如下步骤: 获取调光系统中的负载在多个电源周期内某个导通角下的电参数的时域信息,所述电 参数为电流或电压;其中,某个导通角下的电参数时域信息是指,将负载调到某个发光亮度 下的该负载的电参数具体值与时间的对应关系; 根据所述获取的时域信息及预置的对应关系,确定所述调光系统中负载的类型,所述 预置的对应关系包括各个类型负载的电参数对应的时域特征; 按照所述确定的负载类型控制所述负载的供电模式,以便所述调光系统根据相应的供 电模式为负载供电; 所述获取调光系统中的负载在多个电源周期内电参数的时域信息,之前还包括如下步 骤: 如果所述调光系统的负载是感性负载,控制所述负载的供电模式为前沿斩断供电模 式;如果所述调光系统的负载是非感性负载,则执行上述获取时域信息、确定负载类型和控 制供电模式的步骤; 其中,所述负载类型包括线性/非线性,正常负载/非正常负载,可调光/不可调光,有 导通角/无导通角,或者不同厂家生产的同类负载; 所述获取调光系统中的负载在多个电源周期内电参数的时域信息,之后还包括如下步 骤: 确定所述负载的最大导通角,所述最大导通角为如下任一个时间点:负载的电参数时 域波形中,电参数幅值开始下降的第一转折时间点,将所述第一转折时间点延迟预置的第 一时间之后的时间点,负载的电参数时域波形中的第二转折时间点,和将所述第二转折时 间点延迟预置的第二时间之后的时间点; 其中,从电参数幅值为零的时间点到所述第二转折时间点的电参数时域波形与坐标轴 形成的图形面积,是所述第二转折时间点所在半波与坐标轴形成的图形面积的L% ; 确定所述负载的最小导通角,所述最小导通角为负载的电参数时域波形中,电参数幅 值开始上升的第三转折时间点,或所述最小导通角为将所述第三转折时间点延迟预置的第 三时间之后的时间点。
2. 如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预置的对应关系包括: 线性负载对应的电参数时域波形是正弦波,非线性负载对应的电参数时域波形是非正 弦波; 和/或,线性负载对应的电参数时域波形中电参数的幅值在上升沿和/或下降沿具有 随时间连续单调变化的区间;非线性负载对应的电参数时域波形中电参数的幅值在上升沿 和/或下降沿不具有随时间连续单调变化的区间; 和/或,非可调光负载对应的电参数时域波形中电参数的波峰值与波谷值的比值大于 预置的比值;可调光负载对应的电参数时域波形中电参数的波峰值与波谷值的比值小于预 置的比值。
3. 如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预置的对应关系包括:非正常负载对应 的电参数时域波形是非正常波形,所述非正常波形具体包括在一个电源周期内两个半周期 的负载的电参数时域波形不对称,或包括电参数幅值为零,或包括电参数幅值小于预置的 幅值; 则所述根据所述获取的时域信息及预置的对应关系,确定所述调光系统中负载的类 型,具体包括如下步骤: 判断所述电参数的时域信息对应的波形是否是非正常波形,如果是非正常波形,则当 非正常波形的循环超过预置的次数,则确定所述调光系统中的负载类型为非正常负载;所 述按照所述确定的负载类型控制所述负载的供电模式具体包括:控制负载的供电模式为开 关模式。
4. 如权利要求3所述的方法,其特征在于,当所述电参数的时域信息对应的波形不是 非正常波形,则所述根据所述获取的时域信息及预置的对应关系,确定所述调光系统中负 载的类型,还包括如下步骤: 获取所述电参数的时域信息对应的频域信息, 根据所述获取的频域信息及预置的对应关系,确定所述调光系统中负载的类型;或根 据所述获取的时域信息、频域信息及预置的对应关系,确定所述调光系统中负载的类型; 所述预置的对应关系中还包括所述各个类型负载的电参数对应的频域特征。
5. 如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述预置的对应关系具体包括:线性负载对 应的电参数频域波形中,高阶谐波频率上电参数的幅值小于第一幅值;非线性负载对应的 电参数频域波形中,高阶谐波频率上电参数的幅值小于第二幅值,所述第二幅值大于第一 幅值。
6. 如权利要求1至5任一项所述的方法,其特征在于,所述获取调光系统中的负载在多 个电源周期内电参数的时域信息,之后还包括如下步骤: 确定所述负载的启动导通角,所述启动导通角为负载的电参数时域波形中,电参数幅 值急剧上升的启动转折时间点,或所述启动导通角为将所述启动转折时间点延迟预置时间 之后的时间点。
7. 如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括如下步骤: 如果当前确定的负载的最小导通角小于预置的第四时间时,重新确定新的最小导通 角,当所述新的最小导通角大于所述预置的第四时间,用所述新的最小导通角更新所述当 前确定的最小导通角。
8. 如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法还包括如下步骤: 获取所述负载从最小导通角到最大导通角的范围内多个导通角下的电参数时域波 形; 判断在所述多个导通角下的电参数时域波形是否是非正常波形,并记录对每个导通角 下的电参数时域波形的判断结果,所述判断结果包括是非正常波形或不是非正常波形; 根据所述记录的结果调整确定的最大导通角和最小导通角; 所述非正常波形具体包括在一个电源周期内两个半周期的负载的电参数时域波形不 对称,或包括电参数幅值为零,或包括电参数幅值小于预置的幅值。
9. 一种调光系统,包括调光器、控制单元、负载和供电电源,其特征在于,所述控制单元 包括: 时域信息获取单元,用于获取调光系统中的负载在多个电源周期内某个导通角下的电 参数的时域信息,所述电参数为电流或电压;其中,某个导通角下的电参数时域信息是指, 将负载调到某个发光亮度下的该负载的电参数具体值与时间的对应关系; 类型确定单元,用于根据所述时域信息获取单元获取的时域信息及预置的对应关系, 确定所述调光系统中负载的类型,所述预置的对应关系包括各个类型负载的电参数对应的 时域特征; 供电控制单元,用于按照所述类型确定单元确定的负载类型控制所述负载的供电模 式,以便所述调光系统根据相应的供电模式为负载供电; 所述供电控制单元,用于如果所述调光系统的负载是感性负载,控制所述负载的供电 模式为前沿斩断供电模式; 所述控制单元还包括: 最大导通角确定单元,用于确定所述负载的最大导通角,所述最大导通角为如下任一 个时间点:负载的电参数时域波形中,电参数幅值开始下降的第一转折时间点,将所述第一 转折时间点延迟预置的第一时间之后的时间点,负载的电参数时域波形中的第二转折时间 点,和将所述第二转折时间点延迟预置的第二时间之后的时间点; 其中,从电参数幅值为零的时间点到所述第二转折时间点的电参数时域波形与坐标轴 形成的图形面积,是所述第二转折时间点所在半波与坐标轴形成的图形面积的L%,所述L 为50到100之间的任意数值; 最小导通角确定单元,用于确定所述负载的最小导通角,所述最小导通角为负载的电 参数时域波形中,电参数幅值开始上升的第三转折时间点,或所述最小导通角为将所述第 三转折时间点延迟预置的第三时间之后的时间点。
10. 如权利要求9所述的系统,其特征在于,当所述预置的对应关系包括:非正常负载 对应的电参数时域波形是非正常波形,所述非正常波形具体包括在一个电源周期内两个半 周期的负载的电参数时域波形不对称,或包括电参数幅值为零,或包括电参数幅值小于预 置的幅值; 所述类型确定单元具体包括:非正常判断单元,用于判断所述电参数的时域信息对应 的波形是否是非正常波形; 处理单元,用于如果所述非正常判断单元判断结果为非正常波形,当非正常波形的循 环超过预置的次数,确定所述调光系统中的负载类型为非正常负载; 所述供电控制单元,用于控制负载的供电模式为开关模式。
11. 如权利要求10所述的系统,其特征在于,所述类型确定单元还包括:频域信息获取 单元,用于如果所述非正常判断单元判断结果为不是非正常波形,则获取所述电参数的时 域信息对应的频域信息, 所述处理单元,还用于根据所述获取的频域信息及预置的对应关系,确定所述调光系 统中负载的类型,或根据所述获取的时域信息、频域信息及预置的对应关系,确定所述调光 系统中负载的类型;所述预置的对应关系中还包括所述各个类型负载的电参数对应的频域 特征。
12. 如权利要求9至11任一项所述的系统,其特征在于,所述控制单元还包括: 启动导通角确定单元,用于确定所述负载的启动导通角,所述启动导通角为负载的电 参数时域波形中,电参数幅值急剧上升的启动转折时间点,或所述启动导通角为将所述启 动转折时间点延迟预置时间之后的时间点。
13. 如权利要求9所述的系统,其特征在于,所述控制单元还包括:导通角更新单元,用 于如果当前确定的负载的最小导通角小于预置的第四时间时,重新确定新的最小导通角, 当所述新的最小导通角大于所述预置的第四时间,用所述新的最小导通角更新所述当前确 定的最小导通角。
14.如权利要求13所述的系统,其特征在于,所述控制单元还包括: 波形获取单元,用于获取所述负载从最小导通角到最大导通角的范围内多个导通角下 的电参数时域波形; 波形判断记录单元,用于判断在所述多个导通角下的电参数时域波形是否是非正常波 形,并记录对每个导通角下的电参数时域波形的判断结果,所述判断结果包括是非正常波 形或不是非正常波形;所述非正常波形具体包括在一个电源周期内两个半周期的负载的电 参数时域波形不对称,或包括电参数幅值为零,或包括电参数幅值小于预置的幅值; 调整单元,用于根据所述记录的结果调整确定的最大导通角和最小导通角。
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