CN103363495B - 一种led灯管及其数字化控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种LED灯管及其数字化控制方法，该LED灯管的灯架上安装第一光电收发器，其灯管体上安装第二光电收发器，第一光电收发器的位置与第二光电收发器的位置相对，灯光控制系统通过控制总线发出指令到第一光电收发器，第一光电收发器通过光通信的非接触传输方式将接收到的指令传输给第二光电收发器；第二光电收发器将接收的光信号转换为电指令信号，并传送给LED驱动控制电路；LED驱动控制电路将接收到的电指令信号进行解释和操作，实现对LED驱动控制电路的数字化调控，解决了LED灯管在控制方面方式单一且无法与灯光控制系统进行数据交换的问题，且无需改变目前LED灯管两端接头的标准及其安装和拆卸的使用习惯。
Description
技术领域
本发明涉及LED灯管领域，特别涉及一种可通过数字编码通信的方式对LED灯管内部的电路进行灵活监控的LED灯管及其数字化控制方法。
背景技术
LED灯管采用LED作为光源，具有发光效率高、少耗电、使用寿命长、响应时间短、绿色环保等特点。LED灯管由灯架和灯管体组成，为兼容一直以来的使用习惯，目前LED灯管采用了与传统日光灯管一致的标准接口，且灯管两端接头一般设计为直接接入市电，故其调控方式只有开关式或者供电回路的切相调光方式。
开关式的调控只能对LED光源进行开、关操作；而供电回路的切相调光方式仅能对整个LED光源进行亮度调控。如若灯管中有两路或多路LED光源，例如灯管中有两路分别为高、低色温的LED光源，目前的切相调光方案则无法对灯管内部的不同色温LED光源进行独立的亮度调控。而且由于缺乏通信接口，LED灯管内部的驱动电源的工作状态等信息也无法与灯光控制系统进行数据交换。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种在不改变LED灯管两端接头能直接接入市电和不改变LED灯管的安装、拆卸使用习惯和便利性的前提下，能单独控制多路LED光源，且能与灯光控制系统进行数据交换的LED灯管及其数字化控制方法，旨在能有效地解决目前LED灯管在控制方面方式单一、LED灯管色调单一且无法与灯光控制系统进行数据交换等问题。
本发明提出一种LED灯管，包括灯架及灯管体，灯管体内设有LED光源及与LED光源电性连接的LED驱动控制电路，LED灯管还包括相互配对的第一光电收发器和第二光电收发器，第一光电收发器安装在灯架上，第二光电收发器安装在灯管体上，第一光电收发器的位置与第二光电收发器的位置相对；第一光电收发器与一灯光控制系统的控制总线电性连接，第二光电收发器与LED驱动控制电路的输入端电性连接。
优选地，所述LED光源由单个LED光源件组成或至少两路不同色温的LED光源件组成。
优选地，第一光电收发器安装在灯架的前端面上，第二光电收发器安装在灯管体的背光面上的与第一光电收发器相对的位置处。
优选地，第二光电收发器安装在灯管体的堵头端面上，第一光电收发器安装在灯架侧面上与第二光电收发器相对的位置处。
本发明又提出一种LED灯管的数字化控制方法，该控制方法通过相互配对的第一光电收发器和第二光电收发器来传输控制信号，其步骤包括：
a、发出控制信号：灯光控制系统通过控制总线发出控制指令到安装在灯管支架上的第一光电收发器；
b、传输控制信号：第一光电收发器将控制指令的电信号转换为光信号，并通过光通信的非接触传输方式将接收到的控制指令传输给安装在灯管体上与第一光电收发器位置相对的第二光电收发器；
c、接收控制信号：第二光电收发器将接收的光信号转换为电指令信号，并将电指令信号传送给与第二光电收发器电性连接的LED驱动控制电路，LED驱动控制电路接收电指令信号；
d、实施控制信号：LED驱动控制电路将接收到的电指令信号进行分析、解释，并根据电指令信号对与LED驱动控制电路电性连接的LED光源进行控制操作；
e、LED光源的状态信息反馈：LED驱动控制电路的工作状态信息通过第二光电收发器转换成光信号，并传输给第一光电收发器，第一光电收发器将接收的光信号再转换成相应的电信号，并反馈给灯光控制系统。
优选地，在步骤d中，所述LED光源由单个LED光源件组成或至少两路不同色温的LED光源件组成。
优选地，在步骤a中，灯光控制系统发出的控制指令为对不同色温的LED光源件进行独立调光的控制指令。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、通过设置两相互配对的光电收发器来传输信号，形成一个独立的通信接口，从而可通过数字编码通信的方式对LED灯管内部的LED驱动控制电路进行灵活的监控，可实现LED灯管的数字化调控，能有效地解决目前LED灯管在控制方面方式单一且无法与灯光控制系统进行数据交换的问题；
2、两光电收发器之间为无线通信，无需改变目前LED灯管两端接头的标准，不用改变目前LED灯管的安装和拆卸的使用习惯，可确保LED灯管使用时的便利性；
3、设置多路不同色温的LED光源体，通过灯光控制系统进行控制，能对多路LED光源体进行独立调光控制，解决LED灯管色调单一的问题，此技术的应用将改变LED灯管只有单一色调的现状，为多色彩LED灯管的产生提供了一种简便有效的接口设计方案和控制的手段。
附图说明
图1为本发明的LED灯管的实施例中第二光电收发器安装在灯管体的堵头端面的LED灯管的结构示意图；
图2为图1中A部分的灯架与灯管体分离时的立体图；
图3为本发明的LED灯管的实施例中第二光电收发器安装在灯管体的堵头端面的LED灯管的剖视图；
图4为图3中B部分的放大图；
图5为本发明的LED灯管的实施例中第二光电收发器安装在灯管体的背光面上的LED灯管的结构示意图；
图6为图5中C部分的放大图；
图7为本发明的LED灯管的实施例中第二光电收发器安装在灯管体的背光面上的LED灯管的剖视图；
图8为图7中D部分的放大图；
图9为本发明的LED灯管的数字化控制方法的流程图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1至图8，提出本发明的LED灯管的一实施例，该LED灯管与普通的LED灯管结构类似，包括灯架10及灯管体20，灯管体20内设有LED光源及与LED光源电性连接的LED驱动控制电路，灯管体20安装在灯架10上。与现有的普通LED灯管不同之处在于，本实施例中的LED灯管还包括相互配对的第一光电收发器100和第二光电收发器200。第一光电收发器100安装在灯架10上，第二光电收发器200安装在灯管体20上，第一光电收发器100的位置与第二光电收发器200的位置相对，利于第一光电收发器100与第二光电收发器200之间的光信号传输。第二光电收发器200与LED驱动控制电路的输入端电性连接，第一光电收发器100与一灯光控制系统的控制总线101电性连接，用于LED灯管的照明控制信号传输或灯管工作状态查询。
灯光控制系统可以通过控制总线101发出指令到第一光电收发器100，第一光电收发器100将该指令的电信号转换为光信号，并通过光通信的非接触传输方式将接收到的指令传输给第二光电收发器200；该第二光电收发器200将接收的光信号转换为电指令信号，并将该电指令信号传送给与第二光电收发器200电性连接的LED驱动控制电路；LED驱动控制电路将接收到的电指令信号进行分析、解释，并根据电指令信号对与LED驱动控制电路电性连接的LED光源进行控制操作，从而实现灯光控制系统对LED灯管内部电路的各种数字化控制。
此外，LED光源的状态信息也可以通过同样的方式反馈到灯光控制系统：LED驱动控制电路的工作状态信息通过第二光电收发器200转换成光信号，并传输给第一光电收发器100，第一光电收发器100将接收到的此光信号再转换成相应的电信号，并反馈给灯光控制系统，实现灯光控制系统与LED光源的信息交换。
本实施例通过设置两相互配对的第一光电收发器100、第二光电收发器200来传输信号，形成一个独立的通信接口，从而可通过数字编码通信的方式对LED灯管内部的LED驱动控制电路进行灵活的监控，可实现LED灯管的数字化调控，能有效地解决目前LED灯管在控制方面方式单一且无法与灯光控制系统进行数据交换的问题。另外，在LED灯管中引入数字化通信接口后，调光指令可以直接传达到LED驱动控制电路的内部进行输出功率的控制，极大地减少了传统切相调光方式所引起的供电回路谐波干扰。
由于第一光电收发器100和第二光电收发器200之间是以非接触的方式进行数据交换的，从而无需改变目前LED灯管两端接头的标准，也不用改变目前LED灯管的安装和拆卸的使用习惯，可确保LED灯管使用时的便利性。
第二光电收发器200可安装在灯管体20的背光面或其两端的任一堵头端面上。在第二光电收发器200安装在灯管体20的堵头端面上时，第一光电收发器100安装在灯架10侧面上与第二光电收发器200相对的位置处（如图1-4所示），其数据传输过程如上所述。
在第二光电收发器200安装在灯管体20的背光面上时，第一光电收发器100安装在灯架10的前端面上，第二光电收发器200与第一光电收发器100的位置相对（如图5-8所示），其数据传输过程如上所述。
该LED光源可为单色温LED光源或多色温LED光源。为达到调色的效果，所述LED光源由至少两路不同色温的LED光源件组成。可通过上述控制方式实现对多路不同色温的LED光源体进行独立调光控制，其控制过程为：
灯光控制系统通过控制总线101发出调光指令到第一光电收发器100，第一光电收发器100将该调光指令的电信号转换为光信号，并通过光通信的非接触传输方式将接收到的指令传输给第二光电收发器200；该第二光电收发器200将接收的光信号转换为电调光指令信号，并将该电调光指令信号传送给与第二光电收发器200电性连接的LED驱动控制电路；LED驱动控制电路将接收到的电调光指令信号进行分析、解释，并根据电调光指令信号对不同色温的LED光源体进行独立调光，使不同色温的LED光源体组合发出不同色调的光。从而，解决LED灯管色调单一的问题，此技术的应用将改变LED灯管只有单一色调的现状，为多色彩LED灯管的产生提供了一种简便有效的接口设计方案和控制的手段。
图9为本发明的一种LED灯管的数字化控制方法的流程图，本LED灯管的数字化控制方法通过相互配对的第一光电收发器和第二光电收发器来传输控制信号。参照图9，本控制方法的流程步骤为：
a、发出控制信号：灯光控制系统通过控制总线发出控制指令到安装在灯管支架上的第一光电收发器，进入步骤b；
b、传输控制信号：第一光电收发器将控制指令的电信号转换为光信号，并通过光通信的非接触传输方式将接收到的控制指令传输给安装在灯管体上与第一光电收发器位置相对的第二光电收发器，进入步骤c；
c、接收控制信号：第二光电收发器将接收的光信号转换为电指令信号，并将电指令信号传送给与第二光电收发器电性连接的LED驱动控制电路，LED驱动控制电路接收电指令信号，进入步骤d；
d、实施控制信号：LED驱动控制电路将接收到的电指令信号进行分析、解释，并根据电指令信号对与LED驱动控制电路电性连接的LED光源进行控制操作。完成灯光控制系统对LED光源的控制。
同时还包括步骤e、LED光源的状态信息反馈：LED驱动控制电路的工作状态信息通过第二光电收发器转换成光信号，并传输给第一光电收发器，第一光电收发器将接收的光信号再转换成相应的电信号，并反馈给灯光控制系统。完成灯光控制系统与LED光源的信息交换。
通过步骤a-d实现灯光控制系统对LED光管内部的LED驱动控制电路的各种数字化控制。通过步骤e，将LED光源的状态信息反馈到灯光控制系统，实现灯光控制系统与LED灯管的信息交换。
上述步骤a-e中，通过设置的两相互配对的光电收发器形成一个独立的通信接口，并通过数字编码通信的方式对LED灯管内部的LED驱动控制电路进行灵活的监控，从而实现LED灯管的数字化调控，能有效地解决目前LED灯管在控制方面方式单一且无法与灯光控制系统进行数据交换的问题。另外，在LED灯管中引入数字化通信接口后，调光指令可以直接传达到LED驱动控制电路的内部进行输出功率的控制，极大地减少了传统切相调光方式所引起的供电回路谐波干扰。
此控制方法中，由于两光电收发器之间为无线通信，从而无需改变目前LED灯管两端接头的标准，也不用改变目前LED灯管的安装和拆卸的使用习惯，可确保LED灯管使用时的便利性。
在上述步骤d中，该LED光源可为单色温LED光源或多色温LED光源。在LED光源包括至少两路不同色温的LED光源件时，可通过本控制方法控制不同色温的LED光源件的开、关，来组合发出不同色温的光，解决现有LED灯管色调单一的问题。
在步骤a中，灯光控制系统发出的控制指令为对不同色温的LED光源件进行独立调光的控制指令，灯光控制系统通过控制总线发出调光指令到第一光电收发器，第一光电收发器将该调光指令的电信号转换为光信号，并通过光通信的非接触传输方式将接收到的指令传输给第二光电收发器；该第二光电收发器将接收的光信号转换为电调光指令信号，并将该电调光指令信号传送给与第二光电收发器电性连接的LED驱动控制电路；LED驱动控制电路将接收到的电调光指令信号进行分析、解释，并根据电调光指令信号对不同色温的LED光源体进行独立调光，使不同色温的LED光源体组合发出不同色调的光。从而，解决LED灯管色调单一的问题，此技术的应用将改变LED灯管只有单一色调的现状，为多色彩LED灯管的产生提供了一种简便有效的接口设计方案和控制的手段。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种LED灯管，包括灯架及灯管体，所述灯管体内设有LED光源及与所述LED光源电性连接的LED驱动控制电路，其特征在于，还包括相互配对的第一光电收发器和第二光电收发器，所述第一光电收发器安装在所述灯架上，所述第二光电收发器安装在所述灯管体上，所述第一光电收发器的位置与所述第二光电收发器的位置相对；所述第一光电收发器与一灯光控制系统的控制总线电性连接，所述第二光电收发器与所述LED驱动控制电路的输入端电性连接；所述LED光源由单个LED光源件组成或至少两路不同色温的LED光源件组成；所述第一光电收发器与所述第二光电收发器之间为无线通信来进行光信号的传输。
2.根据权利要求1所述的LED灯管，其特征在于，所述第一光电收发器安装在所述灯架的前端面上，所述第二光电收发器安装在所述灯管体的背光面上的与所述第一光电收发器相对的位置处。
3.根据权利要求1所述的LED灯管，其特征在于，所述第二光电收发器安装在所述灯管体的堵头端面上，所述第一光电收发器安装在所述灯架侧面上与所述第二光电收发器相对的位置处。
4.一种LED灯管的数字化控制方法，其特征在于，所述控制方法通过相互配对的第一光电收发器和第二光电收发器来传输控制信号，其步骤包括：
a、发出控制信号：灯光控制系统通过控制总线发出控制指令到安装在灯管支架上的第一光电收发器；
b、传输控制信号：所述第一光电收发器将控制指令的电信号转换为光信号，并通过光通信的非接触传输方式将接收到的所述控制指令传输给安装在灯管体上与所述第一光电收发器位置相对的第二光电收发器；
c、接收控制信号：所述第二光电收发器将接收的所述光信号转换为电指令信号，并将所述电指令信号传送给与所述第二光电收发器电性连接的LED驱动控制电路，所述LED驱动控制电路接收所述电指令信号；
d、实施控制信号：所述LED驱动控制电路将接收到的所述电指令信号进行分析、解释，并根据所述电指令信号对与所述LED驱动控制电路电性连接的LED光源进行控制操作；
e、LED光源的状态信息反馈：所述LED驱动控制电路的工作状态信息通过所述第二光电收发器转换成光信号，并传输给所述第一光电收发器，所述第一光电收发器将接收的光信号再转换成相应的电信号，并反馈给所述灯光控制系统。
5.根据权利要求4所述的LED灯管的数字化控制方法，其特征在于，在所述步骤d中，所述LED光源由单个LED光源件组成或至少两路不同色温的LED光源件组成。
6.根据权利要求5所述的LED灯管的数字化控制方法，其特征在于，在所述步骤a中，所述灯光控制系统发出的控制指令为对不同色温的LED光源件进行独立调光的控制指令。
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