CN104582141B - 照明系统的集中调光控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种照明系统的集中调光控制方法，适用照明终端光源为荧光灯和/或LED灯；其在终端光源的供电主回路上串接调压单元，还为荧光灯电子镇流器/LED逆变驱动电源配置调光控制单元；具体方法是以开灯瞬间的电网电压作为调光基准电压，调光控制单元按系统预先设定的规则调整所述电子镇流器的输出频率及所述LED逆变驱动电源的输出电流从而实现调光。本发明方法调光幅度大、具备远程调光功能，对荧光灯及LED灯的终端光源均适用，在电压波动大场合尤能显其调光及运行可靠、节能效果好的优势，且便于实施，极其适合用于对现有照明系统进行升级改造。

Description

照明系统的集中调光控制方法
技术领域
本发明涉及照明控制领域，更具体地说是涉及一种照明系统的集中调光控制方法。
背景技术
荧光灯和LED灯是市面上极为常见的照明终端光源。工作时，荧光灯需要配置电子镇流器，用于将电网提供的工频交流电源经整流、逆变后转换成荧光灯发光所需的高频交流电源；而LED灯也需配置LED逆变驱动电源，用于将电网提供的交流电源转换成LED灯发光所需的直流电源。
目前市场上荧光灯和LED灯的功能比较单一，通常不具备调光、尤其是远程调光功能。偶尔也散见有调光型荧光灯的技术方案公开：例如公开号为CN101646296A的中国发明专利文献，该方案通过电力载波进行通信控制，其缺点是设备比较复杂且控制信号质量无法保证，极可能受到干扰而发生误动作，同时，电子镇流器和荧光灯长时间满功率工作也导致电子镇流器和灯具的寿命受到影响。此外，LED由于需要恒流供电，否则容易老化损坏，因而无法采用常规的、直接调整灯具两端电压的方式对其进行调光。市场调查发现，现有的LED通常仍是采用恒功率输出即恒亮度工作。
发明内容
本发明的目的，即在于提供一种对终端光源不论是荧光灯还是LED灯均适用，且便于对现有照明系统进行改造、具备远程调光功能的照明系统集中调光控制方法。
以下介绍本发明照明系统的集中调光控制方法的具体技术方案：
首先，应用本发明方法的照明系统对荧光灯、LED灯或二者的复合应用系统均适用；在本方案中，荧光灯同样按常规需要配置电子镇流器， LED灯同样需要配置有LED逆变驱动电源；其特别之处在于：在所述终端光源的供电主回路上串接有调压单元；所述电子镇流器/LED逆变驱动电源配置有含电压检测电路及单片机的调光控制单元，用于监测所述电子镇流器/LED逆变驱动电源的输入端供电电压并根据该供电电压的变化，按系统预先设定的规则调整所述电子镇流器的输出频率、所述LED逆变驱动电源的输出电流，从而实现对荧光灯/LED灯的调光；
调光具体包括采用有如下方法：
1）在开灯瞬间，首先控制所述调压单元的补偿电压为零；
然后，所述调光控制单元检测所述电子镇流器/LED逆变驱动电源的输入端供电电压UA，并将该电压值记为调光基准电压US；同时，所述调光控制单元调整所述电子镇流器的输出频率、所述LED逆变驱动电源的输出电流，使相应的荧光灯/LED灯的输出功率P灯为额定值PN；
2）照明过程中：监控所述电子镇流器/LED逆变驱动电源的输入端供电电压UA，
如UA≥US，则通过所述调光控制单元调整所述电子镇流器的输出频率、所述LED逆变驱动电源的输出电流，使相应的荧光灯、LED灯的输出功率P灯=PN；
如UA<US，则通过所述调光控制单元调整所述电子镇流器的输出频率、所述LED逆变驱动电源的输出电流，按预先设定的调光规则下调相应荧光灯/LED灯的输出功率P灯。
采用上述方法，使得系统在每次启动照明时都重新确定调光基准电压US，即以当时的电网供电电压作为调光基准电压；照明过程中，如供电网电压偏低或调压单元调低供电电压时，荧光灯/LED灯为低功率输出即处于低照度工作状态，而若供电网电压过高时，荧光灯、LED灯保持额定功率输出，从而起到避免灯具过载工作、延长灯具寿命的作用。由于调光电路通常都会设计有一定的调光范围，与通常的以220VAC作为调光基准电压的方案相比，对于电网常态电压常常偏离220VAC的场合，本发明方法仍能确保照明系统仍具有多档位调光功能。
作为上述方案的一种具体选择，可将所述调光规则设计包括有如下内容：当UA<US时， UA每低于US的5%，则通过所述调光控制单元调整所述电子镇流器的输出频率、所述LED逆变驱动电源的输出电流，使得相应荧光灯/LED灯的输出功率P灯下调10-50%。
以下给出所述调光控制单元的一个具体实施方案：包括有单片机、PWM信号驱动电路，以及对所述电子镇流器/LED逆变驱动电源的输入端供电电压进行监测的电压检测电路；所述单片机的其中一个I/O口或A/D信号接收口与所述电压检测电路的信号输出端相连；同时，该单片机还设有PWM信号输出端，该PWM信号输出端通过所述PWM信号驱动电路与所述电子镇流器/LED逆变驱动电源的调光控制端相连。显然，根据本领域技术人员的常识，本调光控制单元也可不采用PWM信号控制的形式，而通过单片机向所述电子镇流器/LED逆变驱动电源的调光控制端发送0～10VDC信号的方式调整所述电子镇流器的输出频率及所述LED逆变驱动电源的输出电流，进而实现对荧光灯/LED灯的调光。
作为对上述集中调光控制方法的一种优选实施方式，由于所述调光控制单元的成本并不高，当使用的荧光灯和/或LED灯有多个时，从方便施工、便于控制的角度出发，最好为每一个所述电子镇流器\LED逆变驱动电源均配置有一个所述调光控制单元。对系统中调光策略一致且就近的终端光源，可以共用同一调压单元。
综上，本发明照明系统的集中调光控制方法调光幅度大，对荧光灯及LED灯的终端光源均适用，在电压波动大场合尤能显其调光及运行可靠、节能效果好的优势；此外，由于调压控制由于是通过调整供电电压进行，极其方便进行远程调光，而且，调光输入控制信号可就地提供，无需额外增加控制信号线，因此可大大节约甚至避免重新布/埋线的施工成本，同时，也避免了长距离布线可能带来的信号干扰，故而本发明照明系统的集中调光控制方法不但适合用于全新照明系统的构建，也极其适宜用于对现有道路及公共场合照明系统的升级改造。
附图说明
图1是本发明集中调光控制方法对应的照明系统的一个实施例的电路组成原理示意图。
图2是本发明集中调光控制方法对应的照明系统的另一个实施例的电路组成原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明照明系统的集中调光控制方法作进一步地说明。
图1、图2分别是本发明集中调光控制方法对应的照明系统的两个不同实施例的电路组成原理示意图。如图所示，本发明集中调光控制方法对应的照明系统需要在终端光源的供电主回路上串接有调压单元；终端光源可以采用荧光灯，也可以采用LED灯，或者是这两种灯具均有的复合应用系统，所用荧光灯、LED灯按常规配置有相应的电子镇流器或LED逆变驱动电源；该系统还需要设置含单片机及电压检测电路的调光控制单元；所述电压检测电路用于监测所述电子镇流器/LED逆变驱动电源的输入端供电电压的变化并传送给单片机，单片机再根据该供电电压的变化，按系统预先设定的规则向电子镇流器/LED逆变驱动电源的调压控制端发送相应的调光控制信号，由电子镇流器/LED逆变驱动电源根据该调光控制信号调整电子镇流器的输出频率、LED逆变驱动电源的输出电流，从而实现调光。
本发明具体调光包括采用有如下方法：
1）在开灯瞬间，首先控制所述调压单元的补偿电压为零；
然后，所述调光控制单元检测所述电子镇流器/LED逆变驱动电源的输入端供电电压UA，并将该电压值记为调光基准电压US，即：将开灯时刻的电网即时电压记为调光基准电压；同时，所述调光控制单元调整所述电子镇流器的输出频率、所述LED逆变驱动电源的输出电流，使相应的荧光灯/LED灯的输出功率P灯为额定值PN；
2）照明过程中：监控所述电子镇流器/LED逆变驱动电源的输入端供电电压UA，
如UA≥US，则通过所述调光控制单元调整所述电子镇流器的输出频率、所述LED逆变驱动电源的输出电流，使相应的荧光灯、LED灯的输出功率P灯=PN；
如UA<US，则通过所述调光控制单元调整所述电子镇流器的输出频率、所述LED逆变驱动电源的输出电流，按预先设定的调光规则下调相应荧光灯/LED灯的输出功率P灯。
以下结合数据对本发明方法的使用效果加以解释和说明：
假设某一场合开灯瞬间的电网电压为230VAC，则若采用的是现有常规照明系统并采用按额定电压作为调光基准电压、灯具照度随供电电压下降而降低的调光规则时，一方面，照明灯具将处于过载工作状态，容易降低灯具的使用寿命；另一方面，调光至最低档时照度可能仍然超亮，造成电力浪费；
同样地，假设开灯瞬间的电网电压为200VAC，则若采用的是现有常规照明系统时，一方面，照明灯具将处于低压工作状态，导致照明不足；另一方面，调至最低的一个甚至几个档位时会出现灯具照度过低甚至根本无法使用，造成档位浪费。
而对比本发明方案，显然能克服这几种情形的发生。
图1中，还给出了调光控制单元的一种具体实现方案：单片机的其中一个I/O口或A/D信号接收口与电压检测电路的信号输出端相连；单片机还设有PWM信号输出端，该PWM信号输出端通过所述PWM信号驱动电路与所述电子镇流器/LED逆变驱动电源的调光控制端相连。
本发明方案中的调压单元的具体技术方案，可由所属领域技术人员根据实际情况自主采用，只要能实现调压功能即可，例如采用自耦调压器。在此，本发明人也给出一种采用补偿式调压稳压单元的实施方案，即：在终端光源的供电主回路上串接补偿变压器的次级绕组，而补偿变压器初级绕组的端部抽头或及其中部抽头通过控制开关与电源相连。需要调光时，通过投切相应的控制开关，即通过补偿变压器初级绕组的不同绕组线圈的投切，利用初级侧工作绕组和次级绕组的变比关系，在补偿变压器次级绕组两端产生不同的补偿电压，从而在电子镇流器/LED逆变驱动电源的输入端产生一档或多档的电压变动信号。在需要自动调光的场合，所述控制开关选择采用智能控制型即可。
以上内容仅为例举的本发明的一些较佳实施方式，不能视为用于限定本发明的实施形式。凡所属领域技术人员能依本发明技术方案作出的等同变化与改进，均应属于本发明技术方案的涵盖范围之内。

Claims (6)

1.照明系统的集中调光控制方法，该照明系统采用的终端光源为荧光灯和/或LED灯；所述荧光灯配置有电子镇流器，所述LED灯配置有LED逆变驱动电源；其特征在于：在所述终端光源的供电主回路上串接有调压单元；所述电子镇流器/LED逆变驱动电源配置有含电压检测电路及单片机的调光控制单元，用于监测所述电子镇流器/LED逆变驱动电源的输入端供电电压并根据该供电电压的变化，按系统预先设定的规则调整所述电子镇流器的输出频率、所述LED逆变驱动电源的输出电流；
调光控制具体还包括如下内容：
1)在开灯瞬间，首先控制所述调压单元的补偿电压为零；
然后，所述调光控制单元检测所述电子镇流器/LED逆变驱动电源的输入端供电电压UA，并将该电压值记为调光基准电压US；同时，所述调光控制单元调整所述电子镇流器的输出频率、所述LED逆变驱动电源的输出电流，使相应的荧光灯/LED灯的输出功率P灯为额定值PN；
2)照明过程中：监控所述电子镇流器/LED逆变驱动电源的输入端供电电压UA，
如UA≥US，则通过所述调光控制单元调整所述电子镇流器的输出频率、所述LED逆变驱动电源的输出电流，使相应的荧光灯、LED灯的输出功率P灯＝PN；
如UA<US，则通过所述调光控制单元调整所述电子镇流器的输出频率、所述LED逆变驱动电源的输出电流，按预先设定的调光规则下调相应荧光灯/LED灯的输出功率P灯。
2.根据权利要求1所述的照明系统的集中调光控制方法，其特征在于所述调光规则还包括如下内容：当UA<US时，UA每低于US的5％，则通过所述调光控制单元调整所述电子镇流器的输出频率、所述LED逆变驱动电源的输出电流，使得相应荧光灯/LED灯的输出功率P灯下调10-50％。
3.根据权利要求1或2所述的集中调光控制方法，其特征在于所述调光控制单元具体包括有单片机、PWM信号驱动电路，以及对所述电子镇流器/LED逆变驱动电源的输入端供电电压进行监测的电压检测电路；所述单片机的其中一个I/O口或A/D信号接收口与所述电压检测电路的信号输出端相连；同时，该单片机还设有PWM信号输出端，该PWM信号输出端通过所述PWM信号驱动电路与所述电子镇流器/LED逆变驱动电源的调光控制端相连。
4.根据权利要求3所述的集中调光控制方法，其特征在于：所述荧光灯和/或LED灯有多个时，每一个所述电子镇流器\LED逆变驱动电源均配置有一个所述调光控制单元。
5.根据权利要求1或2所述的集中调光控制方法，其特征在于所述调压单元为补偿式智能调压稳压单元，具体是在终端光源的供电主回路上串接补偿变压器的次级绕组，而补偿变压器初级绕组的端部抽头或及其中部抽头通过智能控制开关与电源相连。
6.根据权利要求3所述的集中调光控制方法，其特征在于所述调压单元为补偿式智能调压稳压单元，具体是在终端光源的供电主回路上串接补偿变压器的次级绕组，而补偿变压器初级绕组的端部抽头或及其中部抽头通过智能控制开关与电源相连。
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