CN105101571A - 一种智能开关调光控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种智能开关调光控制电路，包括：并联于电网上的相位检测电路,检测电网的相位信息,输出一个包括相位、频率及电压信息的检测信号;功率切相电路,串联于电网上并能根据控制信号调节电网输出;无线模块,接收与之网络连接的用户控制工具发送的信息,处理输出一个PWM信号;功率切相控制模块,接收相位检测电路输出的检测信号及无线模块输出的PWM信号,输出一个驱动功率切相电路切相输出的控制信号。本发明的控制电路能适应不同电网标准,且包含多种切相调节方式,采用该控制电路的调光器能在不同电网标准下调节灯具亮度，满足用户对灯光舒适度的需求,且根据需求使用灯光亮度,节能环保。

Description

一种智能开关调光控制电路
技术领域
本发明涉及调光器领域,尤其是涉及一种智能开关调光控制电路。
背景技术
对于调光器而言,常用的调节方式为切相调节。通过调节输入电压在某相位内输出,从而使不同的调光需求。现有的针对切相调节的技术方案中,往往是针对某一类别的切相方式进行研究,例如独立的前沿向切相或后沿向切相，但单独某一类别的切相电路不能满足所有切相调节的需求,同时前沿向切相或后沿向切相其本身具有的特性,使独立运用他们的开关调光电路不能匹配所有的需求。
同时,市场上的调光器往往针对的是某一标准的电网进行匹配研究。众所周知,不同国家地区电网电压使用电压幅度、频率是不一样,而现有调光器,并未针对此项课题进行考虑,即现有的产品常常采用的方式是对于不同的电网电压设置不同类型的调光器,现有的调光器的使用受到很大的限制。
再者,目前市场上采用了调光器的智能控制开关或插座,实现的远程控制用电设备,控制的是设备的开关;对于照明灯具不能进行调节灯光的亮度,不能很好的满足用户对灯光舒适度的要求以及节能需求。
发明内容
本发明的解决的技术问题是针对上述现有技术中的存在的缺陷,提供能匹配不同电网标准,且包含多种切相调节方式的智能开关调光控制电路,采用该控制电路的调光器能在不同电网标准下调节灯具亮度,满足用户对灯光舒适度的需求,且电能浪费少,节能。
为解决上述技术问题,本发明采取的技术方案如下:一种智能开关调光控制电路,包括:并联于电网上的相位检测电路,检测电网的相位信息,输出一个包括相位、频率及电压信息的检测信号;功率切相电路,串联于电网上并能根据控制信号调节电网输出;无线模块,接收与之网络连接的用户控制工具发送的信息,处理输出一个PWM信号;功率切相控制模块,接收相位检测电路输出的检测信号及无线模块输出的PWM信号,输出一个驱动功率切相电路切相输出的控制信号;
所述相位检测电路由顺序连接的整流元件、光耦元件以及周边的若干电阻构成;整流元件输入端与电网连接，输出端与光耦元件的发光二极管及三限流电阻串联并构成回路;光耦元件的光敏管集电极通过一电阻与直流电源连接,发射极与所述功率切相控制模块的检测信号输入端口连接;
所述功率切相电路包括采用可控硅作切相功率器件的前沿相位切相电路和/或采用若干MOS管及周边电容、电阻及二极管构成后沿相位切相电路;所述前沿相位切相电路之可控硅的控制端通过一电阻与功率切相控制模块的一控制信号输出端口连接;所述后沿相位切相电路则通过一光耦与所述功率切相控制模块的另一控制信号输出端口连接;
所述无线模块与功率切相控制模块直连;所述功率切相控制模块包括MCU，由该MCU接收相位检测电路输出的检测信号及无线模块输出的PWM信号,并通过控制信号输出端口输出控制信号。
作为对上述技术方案的阐述：
在上述技术方案中,还包括直流电源电路,直流电源电路由阻容降压电路、半波整流电路以及稳压芯片构成,稳压芯片的输出端连接参考地,所述稳压芯片的对地端口为电压输出端;该电压输出端连接所述功率切相控制模块的电源端口;所述稳压芯片后端还电连接一降压芯片,降压芯片的输出端连接无线模块的电源端口。
在上述技术方案中,所述直流电源电路输入端前还设有滤波电容。
在上述技术方案中,所述阻容降压电路包括一串联于零线上的电容以及与该电容并联的两串联电阻。
在上述技术方案中,所述半波整流电路包括两整流二极管,两整流二极管串联,串联的两整流二极管的中间抽头与所述阻容降压电路的末端连接,而两串联的整流二极管的自由端口则分别连接所述直流电源电路输入端和稳压芯片的输入端。
在上述技术方案中,所述稳压芯片的输入端和对地端并联有由电阻和稳压二极管构成的稳压支路,还并联有一电解滤波电容;所述稳压芯片对地端及输出端之间并联有若干滤波电容。
在上述技术方案中,所述采用可控硅作切相功率器件的前沿相位切相电路包括双向可控硅和电感,所述双向可控硅的第一阳极连接火线,第二阳极连接输出。
在上述技术方案中,所述若干MOS管及周边电容、电阻及二极管构成的后沿相位切相电路包括主控制MOS管、两切相控制MOS管以及构成线性降压支路的三电阻和二极管;所述线性降压支路末端连接有用于稳压且并联连接的电解电容以及稳压二极管;所述主控制MOS管的漏极和所述两切相控制MOS管的栅极之间串接两二极管,其栅极连接通过电阻连接线性降压支路末端,且还与光耦的光敏管连接;所述两切相控制MOS管的漏极分别对应连接火线及输出线;所述输出线上还串联有热敏电阻;光耦的光敏管通断,使主控制MOS管截止或导通,从而使两切相控制MOS管对应导通或截止,两切相控制MOS管导通,输出线输出电压。
在上述技术方案中,所述的稳压芯片为79L05系列的负电压稳压芯片,所述光耦元件采用PC817C型号光耦或EL817C光耦。
在上述技术方案中,所述无线模块与用户控制工具通过无线连接,所述无线连接包括蓝牙、wifi、zigbee以及RF。
在上述技术方案中,所述用户控制工具为手机或平板电脑或控制面板。
本发明的有益效果在于:本发明的控制电路能适应不同电网标准,且包含多种切相调节方式,采用该控制电路的调光器能在不同电网标准下调节灯具亮度，满足用户对灯光舒适度的需求,且根据需求使用灯光亮度,节能环保。
附图说明
图1是本发明方框示意图。
图2是本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图1-2对本发明作进一步详细的说明。
附图1-2实例了本发明的一种具体实施例。
参考附图1-2,一种智能开关调光控制电路,包括:并联于电网上的相位检测电路1,检测电网的相位信息,输出一个包括相位、频率及电压信息的检测信号;功率切相电路2,串联于电网上并能根据控制信号调节电网输出;无线模块4,接收与之网络连接的用户控制工具发送的信息,处理输出一个PWM信号;功率切相控制模块3,接收相位检测电路1输出的检测信号及无线模块4输出的PWM信号,输出一个驱动功率切相电路2切相输出的控制信号。
其中,所述相位检测电路1由顺序连接的整流元件DB1、光耦元件U1以及周边的若干电阻构成;整流元件DB1输入端与电网连接，输出端与光耦元件U1的发光二极管及三限流电阻R1～R3串联并构成回路;光耦元件U1的光敏管集电极通过一电阻R10与直流电源连接,发射极与所述功率切相控制模块3的检测信号输入端口连接,并通过电阻R9下拉到参考地;所述光耦元件采用PC817C型号光耦或EL817C光耦；
其中,所述功率切相电路2包括采用可控硅Q1作切相功率器件的前沿相位切相电路21和/或采用若干MOS管及周边电容、电阻与二极管构成后沿相位切相电路22;所述前沿相位切相电路之可控硅Q1的控制端通过一电阻R13与功率切相控制模块3的一控制信号输出端口(也即功率切相控制模块3的端口17)连接;所述后沿相位切相电路则通过一光耦U5与所述功率切相控制模块3的另一控制信号输出端口(光耦U5的两输入端口分别串联电阻R11和电阻R12连接功率切相控制模块3的端口19和端口20)连接;所述若干MOS管及周边电容、电阻及二极管构成的后沿相位切相电路包括主控制MOS管Q2、两切相控制MOS管Q3～Q4以及构成线性降压支路的电阻R17～R19和二极管D4;所述线性降压支路末端连接有用于稳压的且并联连接的电解电容C12及稳压二极管D7;所述主控制MOS管Q2的漏极和所述两切相控制MOS管Q3～Q4的栅极之间串接二极管D5～D6连接，其栅极连接通过电阻R20连接线性降压支路末端，且还与光耦U5的光敏管连接；所述两切相控制MOS管Q3～Q4的漏极分别对应连接火线及输出线;所述输出线上还串联有热敏电阻RT，防止输出线产生高压浪涌，保护负载灯具;光耦U5的光敏管通断，使主控制MOS管Q2截止或导通，从而使切相控制MOS管Q3～Q4对应导通或截止，当切相控制MOS管Q3～Q4导通，输出线输出电压；需要说明的是，切相控制MOS管Q3～Q4是同时导通或截止的，且切相控制MOS管Q3～Q4导通的情况下，在输入电压的前半周期内，电压由火线流向输出线，后半周期内，由输出线流向火线，也就是此时为负电压。
切相电路22工作时，由切向控制模块3输出控制信号加载于光耦U5的发光二极管两端，发光二极管发光，而光耦U5的光敏管根据发光二极管的发光亮度而形成光敏电流，从而使光敏管导通，此时Q2管会截止，由于Q3～Q4的栅极通过二极管D5～D6连接于Q2的漏极，Q2管截止，使得Q3～Q4的栅极电压未被拉低至二极管D5～D6的导通电压Von(Von=0.6V),如此Q3～Q4导通，从而与Q3～Q4连接的火线和输出线导通；当然，光耦U5不工作时，此时，Q2管导通,Q3～Q4的栅极电压为二极管D5～D6的导通电压Von,Q3～Q4管截止，火线和输出线被关断，从而无输出；因此，通过切向控制模块3控制Q3～Q4的导通时间，从而切相控制输出。
其中，所述无线模块4与功率切相控制模块3直连（其直连为彼此的IO端口数据传输,其中无线模块4的输出的PWM信号通过器端口14输入到功率切相控制模块3的端口16）;所述无线模块4与用户控制工具通过无线连接,所述无线连接包括蓝牙、wifi、zigbee以及RF;参考附图2，接口J1为与用户控制工具连接的端口;用户控制工具为手机或平板电脑或控制面板;所述功率切相控制模块3包括MCU，由该MCU接收相位检测电路1输出的检测信号及无线模块4输出的PWM信号，对应的端口分别为功率切相控制模块3的端口13和功率切相控制模块3的端口16，并通过控制信号输出端口输出控制信号，需要说明的时，为匹配对多种切相电路的切相输出控制，MCU上采用不同的IO口作为控制信号的输出口，本实施例中采用的端口包含与可控硅Q1连接的端口17以及与光耦U5连接的端口19和端口20。
上述实施例中，还包括直流电源电路5，直流电源电路由阻容降压电路、半波整流电路以及稳压芯片U1构成,所述的稳压芯片U1为79L05系列的负电压稳压芯片,稳压芯片U1的输出端连接参考地，所述稳压芯片U1的对地端口为电压输出端；该电压输出端连接所述功率切相控制模块3的电源端口;所述稳压芯片后端还电连接一降压芯片U3,降压芯片U3的输出端连接无线模块4的电源端口；所述直流电源电路5输入端前还设有滤波电容C1,消除电网上的杂波；所述阻容降压电路包括一串联于零线上的电容C2以及与该电容C2并联的两串联电阻R4～R5;所述半波整流电路包括两整流二极管D1～D2，两整流二极管D1～D2串联，串联的两整流二极管D1～D2的中间抽头与所述阻容降压电路的末端连接(也即电容C2的负极)，而两串联的整流二极管D1～D2的自由端口（分别为D1的负极和D2的正极）则分别连接所述直流电源电路输入端（滤波电容C1的正极）和稳压芯片U1的输入端(也即U1的Vin端口);所述稳压芯片U1的输入端（也即U1的Vin端口）和对地端(GND)并联有由电阻R3和稳压二极管D3构成的稳压支路，使经半波整流的电压稳定；而还并联有一电解滤波电容C3，过滤掉经半波整流后电压中存在的杂波，使输入稳压芯片U1的电压稳定;所述稳压芯片U1对地端(GND，等效输出端)及输出端(此端为等效对地端)之间并联有滤波电容C4～C6，使所述稳压芯片U1的对地端对应的直流电源输出端的电压稳定。同时，需要说明的是，采用负压型稳压芯片并底端等效输出端，可使整调光控制电路与电网形成回路。
以上并非对本发明的技术范围作任何限制，凡依据本发明技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种智能开关调光控制电路,其特征在于：包括:并联于电网上的相位检测电路,检测电网的相位信息,输出一个包括相位、频率及电压信息的检测信号;功率切相电路,串联于电网上并能根据控制信号调节电网输出;无线模块,接收与之网络连接的用户控制工具发送的信息,处理输出一个PWM信号;功率切相控制模块,接收相位检测电路输出的检测信号及无线模块输出的PWM信号,输出一个驱动功率切相电路切相输出的控制信号;
所述相位检测电路由顺序连接的整流元件、光耦元件以及周边的若干电阻构成;整流元件输入端与电网连接，输出端与光耦元件的发光二极管及三限流电阻串联并构成回路;光耦元件的光敏管集电极通过一电阻与直流电源连接,发射极与所述功率切相控制模块的检测信号输入端口连接;
所述功率切相电路包括采用可控硅作切相功率器件的前沿相位切相电路和/或采用若干MOS管及周边电容、电阻及二极管构成后沿相位切相电路;所述前沿相位切相电路之可控硅的控制端通过一电阻与功率切相控制模块的一控制信号输出端口连接;所述后沿相位切相电路则通过一光耦与所述功率切相控制模块的另一控制信号输出端口连接;
所述无线模块与功率切相控制模块直连;所述功率切相控制模块包括MCU，由该MCU接收相位检测电路输出的检测信号及无线模块输出的PWM信号，并通过控制信号输出端口输出控制信号。
2.根据权利要求1所述的一种智能开关调光控制电路，其特征在于:还包括直流电源电路，直流电源电路由阻容降压电路、半波整流电路以及稳压芯片构成,稳压芯片的输出端连接参考地，所述稳压芯片的对地端口为电压输出端;该电压输出端连接所述功率切相控制模块的电源端口;所述稳压芯片后端还电连接一降压芯片,降压芯片的输出端连接无线模块的电源端口;所述直流电源电路输入端前还设有滤波电容。
3.根据权利要求2所述的一种智能开关调光控制电路,其特征在于:所述阻容降压电路包括一串联于零线上的电容以及与该电容并联的两串联电阻。
4.根据权利要求2所述的一种智能开关调光控制电路,其特征在于:所述半波整流电路包括两整流二极管,两整流二极管串联，串联的两整流二极管的中间抽头与所述阻容降压电路的末端连接,而两串联的整流二极管的自由端口则分别连接所述直流电源电路输入端和稳压芯片的输入端。
5.根据权利要求2所述的一种智能开关调光控制电路,其特征在于:所述稳压芯片的输入端和对地端并联有由电阻和稳压二极管构成的稳压支路,还并联有一电解滤波电容;所述稳压芯片对地端及输出端之间并联有若干滤波电容。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种智能开关调光控制电路,其特征在于:所述采用可控硅作切相功率器件的前沿相位切相电路包括双向可控硅和电感,所述双向可控硅的第一阳极连接火线，第二阳极连接电感并连接负载。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种智能开关调光控制电路,其特征在于:所述若干MOS管及周边电容、电阻及二极管构成的后沿相位切相电路包括主控制MOS管、两切相控制MOS管以及构成线性降压支路的三电阻和二极管;所述线性降压支路末端连接有用于稳压且并联连接的电解电容和稳压二极管;所述主控制MOS管的漏极和所述两切相控制MOS管的栅极之间串接二极管，其栅极连接通过电阻连接线性降压支路末端，且还与光耦的光敏管连接;所述两切相控制MOS管的漏极分别对应连接火线及输出线;所述输出线上还串联有热敏电阻;光耦的光敏管通断,使主控制MOS管截止或导通，从而使两切相控制MOS管对应导通或截止,两切相控制MOS管导通，输出线输出电压。
8.根据权利要求1-5任意一项所述的一种智能开关调光控制电路,其特征在于:所述的稳压芯片为79L05系列的负电压稳压芯片，所述光耦元件采用PC817C型号光耦或EL817C光耦。
9.根据权利要求1-5任意一项所述的一种智能开关调光控制电路,其特征在于:所述无线模块与用户控制工具通过无线连接,所述无线连接方式为蓝牙或wifi或ZigBee或RF。
10.根据权利要求1-5任意一项所述的一种智能开关调光控制电路,其特征在于:所述用户控制工具为手机或平板电脑或控制面板。
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