CN107231724B - 一种单个开关实现调亮度调色温的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单个开关实现调亮度调色温的方法和系统，所述系统包括开关，线电压采样模块，开关动作判断逻辑模块和设置有调色温状态、调亮度状态的调光控制模块。调光控制模块根据预设的开关动作与色温调节、亮度调节的对应关系，在一种开关动作或多种开关动作组合的触发下进入对应的调光状态；在调色温状态下，通过一种开关动作或多种开关动作的组合调节灯的色温；在调亮度状态下，通过一种开关动作或多种开关动作的组合调节灯的亮度；开关的动作包括短关断动作、长关断动作、长闭合动作、短闭合动作中的一种或多种。由此实现了单个开关调亮度和调色温。

Description

一种单个开关实现调亮度调色温的方法和系统

技术领域

本发明涉及LED照明领域领域，特别涉及一种单个开关实现调亮度调色温的方法和系统。

背景技术

现有的灯具控制中，通过单个开关只能实现调亮度或者调色温其中一种功能，不能满足同时既调亮度又调色温。要实现同时调亮度和色温，要么须要开关和可控硅调光器同时使用，要么须要两个开关进行控制。采用两个开关控制灯具操作不便，且两套控制系统成本较高。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种单个开关实现调亮度调色温的方法和系统，只需一个开关即可实现调亮度和调色温。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种单个开关实现调亮度调色温的系统，包括：

开关；

线电压采样模块，用于对灯的线电压进行采样；

开关动作判断逻辑模块，用于根据预设的开关动作判断逻辑以及线电压采样模块采样的线电压，得到所述开关的动作；所述开关的动作包括短关断动作、长关断动作、长闭合动作、短闭合动作中的一种或多种；

设置有调色温状态和调亮度状态的调光控制模块，用于根据预设的开关动作与色温调节、亮度调节的对应关系，在一种开关动作或多种开关动作组合的触发下进入对应的调光状态；在调色温状态下，通过一种开关动作或多种开关动作的组合调节灯的色温；在调亮度状态下，通过一种开关动作或多种开关动作的组合调节灯的亮度；

其中，所述调光状态包括调色温状态和调亮度状态。

所述的单个开关实现调亮度调色温的系统中，所述调亮度状态包括N个亮度子状态，每个亮度子状态预置一个亮度信号值；所述调色温状态包括M个色温子状态，每个色温子状态预置一个色温信号值；其中，M和N为大于1的整数；

所述调光控制模块包括：

设置有调色温状态和调亮度状态的调光控制状态机，用于根据预设的开关动作与色温调节、亮度调节的对应关系，在一种开关动作或多种开关动作组合的触发下进入对应的调光状态；在调色温状态下，在一种开关动作或多种开关动作组合的触发下进入对应的色温子状态；在调亮度状态下，在一种开关动作或多种开关动作组合的触发下进入对应的亮度子状态；

控制信号综合器，用于根据调光控制状态机所处的亮度子状态对应的亮度信号值调节灯的亮度，根据调光控制状态机所处的色温子状态对应的色温信号值调节灯的色温。

所述的单个开关实现调亮度调色温的系统中，所述开关动作判断逻辑包括：所述开关关断的时间大于第一时间阈值且小于第二时间阈值为短关断动作；所述开关关断的时间大于第二时间阈值为长关断动作；所述开关闭合的持续时间大于第三时间阈值为长闭合动作；所述开关闭合的持续时间小于第三时间阈值为短闭合动作；所述第二时间阈值大于第一时间阈值。

所述的单个开关实现调亮度调色温的系统中，所述调光控制状态机具体用于：在所述开关出现第一次短关断后，进入调色温状态或者调亮度状态；在所述开关出现第二次短关断后，锁定第二次短关断时对应的色温信号值或者亮度信号值，并进入调亮度状态或者调色温状态；在所述开关出现第三次短关断后，锁定第三次短关断时对应的亮度信号值或者色温信号值并进入锁定状态；其中，在进入调色温状态后，亮度信号值保持不变，色温信号值渐变；进入调亮度状态后，色温信号值保持不变，亮度信号渐变。

所述的单个开关实现调亮度调色温的系统中，所述调光控制状态机具体用于：根据所述开关的长闭合动作在调亮度状态和调色温状态之间相互切换；在调亮度状态下，通过开关的短关断动作和/或短闭合动作在各个亮度子状态之间切换，在出现长闭合动作后，锁定长闭合动作前的亮度子状态；在调色温状态下，通过开关的短关断动作和/或短闭合动作在各个色温子状态之间切换，在出现长闭合动作后，锁定长闭合动作前的色温子状态。

所述的单个开关实现调亮度调色温的系统中，所述调光控制状态机还包括初始锁定状态，在初始化后进入初始锁定状态；所述初始锁定状态的亮度信号值和色温信号值为前一次锁定状态对应的亮度信号值和色温信号值。

所述的单个开关实现调亮度调色温的系统中，所述调光控制状态机在开关处于长关断时，将当前锁定的亮度子状态和色温子状态设置为初始锁定状态。

所述的单个开关实现调亮度调色温的系统中，所述亮度信号值包括亮度百分比，所述色温信号值包括冷光百分比和/或暖光百分比；所述灯包括冷光LED灯和暖光LED灯。

所述的单个开关实现调亮度调色温的系统中，所述控制信号综合器具体用于：

将调光控制状态机当前所处的子状态对应的冷光百分比和暖光百分比分别与亮度百分比相乘，得到冷光LED灯和暖光LED灯的输出功率百分比；根据冷光LED灯和暖光LED灯的输出功率百分比，生成对应的PWM信号控制冷光LED灯和暖光LED灯；

或者，根据调光控制状态机当前所处的色温子状态对应的色温信号值产生两路互补的PWM信号控制冷光LED灯和暖光LED灯的通断，根据当前所处的亮度子状态对应的亮度信号值控制冷光LED灯和暖光LED灯的电压或电流；

或者，将调光控制状态机当前所处的亮度子状态对应的亮度信号值转换成模拟电压，并将模拟电压作为色温信号的第一参考电压，在第一参考电压的基础上根据色温信号值转换成控制冷光LED灯电流的第二参考电压和控制暖光LED灯电流的第三参考电压。

一种单个开关实现调亮度调色温的方法，包括如下步骤：

A、在一种开关动作或多种开关动作组合的触发下进入对应的调光状态；所述调光状态包括调色温状态和调亮度状态；所述开关动作包括短关断动作、长关断动作、长闭合动作、短闭合动作中的一种或多种；

B、在调色温状态下，通过一种开关动作或多种开关动作的组合调节灯的色温；在调亮度状态下，通过一种开关动作或多种开关动作的组合调节灯的亮度。

相较于现有技术，本发明提供的单个开关实现调亮度调色温的方法和系统中，所述系统包括开关，线电压采样模块，开关动作判断逻辑模块和设置有调色温状态、调亮度状态的调光控制模块。调光控制模块根据预设的开关动作与色温调节、亮度调节的对应关系，在一种开关动作或多种开关动作组合的触发下进入对应的调光状态；在调色温状态下，通过一种开关动作或多种开关动作的组合调节灯的色温；在调亮度状态下，通过一种开关动作或多种开关动作的组合调节灯的亮度；开关的动作包括短关断动作、长关断动作、长闭合动作、短闭合动作中的一种或多种。由此实现了单个开关调亮度和调色温。

附图说明

图1为本发明提供的单个开关实现调亮度调色温的系统的电路图。

图2为本发明提供的单个开关实现调亮度调色温的系统的第一实施例中，调亮度和调色温的流程示意图。

图3为本发明提供的单个开关实现调亮度调色温的系统的第二实施例中，调亮度和调色温的流程示意图。

图4为本发明提供的单个开关实现调亮度调色温的系统中，线电压采样模块的电路图。

图5为本发明提供的单个开关实现调亮度调色温的系统中，储能模块的电路图。

图6为本发明提供的单个开关实现调亮度调色温的系统的第一实施例中，控制信号综合器的电路图。

图7为本发明提供的单个开关实现调亮度调色温的系统的第二实施例中，控制信号综合器的电路图。

图8为本发明提供的单个开关实现调亮度调色温的系统的第三实施例中，控制信号综合器的电路图。

图9为本发明提供的单个开关实现调亮度调色温的系统的第四实施例中，控制信号综合器的电路图。

图10为本发明提供的单个开关实现调亮度调色温的方法的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种单个开关实现调亮度调色温的方法和系统。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种单个开关实现调亮度调色温的系统，请参阅图1，所述系统包括：整流模块10，线电压采样模块20，开关动作判断逻辑模块30，储能供电模块40，开关K，设置有调色温状态、调亮度状态、初始锁定状态和锁定状态的调光控制模块。其中，所述调光控制模块包括调光控制状态机50和控制信号综合器60。所述灯优选为LED灯，包括冷光LED灯70和暖光LED灯80。所述开关K仅设置一个。

交流电提供端AC通过开关K连接整流模块10的输入端，所述整流模块10的输出端连接线电压采样模块20、灯和储能供电模块40的输入端，所述线电压采样模块20的输出端通过开关动作判断逻辑模块30连接调光控制状态机50的输入端，所述调光控制状态机50的输出端通过控制信号综合器60连接冷光LED灯70和暖光LED灯80。储能供电模块40的输出端连接线电压采样模块、开关动作判断逻辑模块、调光控制状态机和控制信号综合器。当然，在其他实施例中，所述开关K还可以串联在整流模块10的输出端与所述灯之间。

开关K，用于控制灯的通电和断电，调节系统中灯的亮度和色温。

所述整流模块10，用于对交流电AC进行整流，具体的，采用整流桥进行整流。

线电压采样模块20，用于对灯的线电压进行采样。

开关动作判断逻辑模块30，用于根据预设的开关动作判断逻辑以及线电压采样模块20采样的线电压，得到所述开关的动作；所述开关的动作包括短关断动作、长关断动作、长闭合动作、短闭合动作中的一种或多种。所述开关动作判断逻辑包括：所述开关关断的时间大于第一时间阈值且小于第二时间阈值为短关断动作；所述开关关断的时间大于第二时间阈值为长关断动作；所述开关闭合的持续时间大于第三时间阈值为长闭合动作；所述开关闭合的持续时间小于第三时间阈值为短闭合动作；所述第二时间阈值大于第一时间阈值。考虑到需要调整色温和亮度，故所述开关动作优选包括短关断动作、长关断动作、长闭合动作、短闭合动作中的至少两种。

具体的，第一时间阈值在30~100ms较佳，有滤波作用，第一时间阈值可选的最小值为线电压采样模块20输出低电平的最短时间，与检测的电压阈值有关。第二时间阈值在1秒~2秒，最大值受储能供电模块40存储的能量制约。第三时间阈值一般在1秒至3秒体验比较好。

调光控制模块，用于根据预设的开关动作与色温调节、亮度调节的对应关系，在一种开关动作或多种开关动作组合的触发下进入对应的调光状态；在调色温状态下，通过一种开关动作或多种开关动作的组合调节灯的色温；在调亮度状态下，通过一种开关动作或多种开关动作的组合调节灯的亮度。其中，所述调光状态包括调色温状态和调亮度状态。

可见，本发明可利用开关K的短关断动作、长关断动作、长闭合动作、短闭合动作中两种或两种以上动作的排列组合，形成对亮度和色温的调节的控制逻辑，从而实现单个开关调亮度和调色温。

进一步的，所述调亮度状态包括N个亮度子状态，每个亮度子状态预置一个亮度信号值，亮度信号值用于控制灯的亮度。所述调色温状态包括M个色温子状态，每个色温子状态预置一个色温信号值，色温信号值用于控制灯的色温。其中，M和N为大于1的整数。

所述调光控制状态机50设置有调色温状态、调亮度状态、初始锁定状态和锁定状态。所述调光控制状态机50，用于根据预设的开关动作与色温调节、亮度调节的对应关系，在一种开关动作或多种开关动作组合的触发下进入对应的调光状态；在调色温状态下，在一种开关动作或多种开关动作组合的触发下进入对应的色温子状态；在调亮度状态下，在一种开关动作或多种开关动作组合的触发下进入对应的亮度子状态。不论在调色温状态还是调亮度状态，还可以在一种开关动作或多种开关动作组合的触发下对当前的子状态或者对应的信号值进行锁定。

控制信号综合器60，用于根据调光控制状态机50所处的亮度子状态对应的亮度信号值调节灯的亮度，根据调光控制状态机所处的色温子状态对应的色温信号值调节灯的色温。

在本发明的第一实施例中，所述调光控制状态机50，用于在初始化（可设置为通电初始化）后进入初始锁定状态；在进入初始锁定状态或者锁定状态后，在所述开关K出现第一次短关断后，进入调色温状态或者调亮度状态；在所述开关K出现第二次短关断后，锁定第二次短关断时对应的色温信号值或者亮度信号值，并进入调亮度状态或者调色温状态；在所述开关K出现第三次短关断后，锁定第三次短关断时对应的亮度信号值或者色温信号值并进入锁定状态；其中，在进入调色温状态后，亮度信号值保持不变，色温信号值渐变（即色温信号值逐步变化使得灯从冷色温到暖色温渐进式变化或者从暖色温到冷色温渐进式变化），换而言之，亮度子状态不变，色温子状态不断切换；进入调亮度状态后，色温信号值保持不变，亮度信号值渐变（即亮度信号值逐步变化使得灯从暗到亮渐进式变化或者从亮到暗渐进式变化），换而言之，色温子状态不变，亮度子状态不断切换；所述初始锁定状态的亮度信号值和色温信号值为前一次锁定状态对应的亮度信号值和色温信号值。

换而言之，本发明调节亮度和色温有两种方式，一种是先调节色温再调节亮度，另一种是先调节亮度再调节色温。采用先调节色温再调节亮度，则调光控制状态机50在所述开关K出现第一次短关断后，进入调色温状态；在所述开关出现第二次短关断后，锁定关断时对应的色温信号值，并进入调亮度状态；在所述开关出现第三次短关断后，锁定关断时对应的亮度信号值并进入锁定状态。采用先调节亮度再调节色温，则调光控制状态机50在所述开关K出现第一次短关断后，进入调亮度状态；在所述开关K出现第二次短关断后，锁定关断时对应的亮度信号值，并进入调色温状态；在所述开关K出现第三次短关断后，锁定关断时对应的色温信号值并进入锁定状态。

所述调光控制状态机50还用于所述开关K在任意状态出现长关断后，返回锁定状态，且当次设置无效，亮度信号值和色温信号值保持锁定状态对应的（即前一次设定的）值。

所述控制信号综合器60，用于根据调光控制状态机50锁定的亮度信号值和色温信号值，调节灯的亮度和色温。

请参阅图2，以先调色温后调亮度为例，用户在使用所述开关K调节LED灯的亮度和色温时，先开启开关K，调光控制状态机进入初始锁定状态，亮度信号值和色温信号值是前一次设定的值，当用户需要调节LED灯的亮度和色温时，对开关K进行一次短关断（快速的关断开关K又闭合）状态机进入调色温状态，此时亮度信号值保持不变，色温信号值从冷色温到暖色温（也可以从暖色温到冷色温）持续的缓慢变化，当出现适合的色温时，用户再一次对开关K进行短关断操作，状态机进入调亮度状态，此时色温信号值锁定为第二次短关断操作选定的值，而亮度信号值开始从最暗到最亮（也可以从最亮到最暗）持续的缓慢变化，当出现适合的亮度时，用于再一次对开关K进行短关断操作，状态机进入锁定状态，此时亮度信号值和色温信号值都锁定为用户选定的值；色温和亮度均设置完毕。如果在任意状态出现长关断，状态机都会返回锁定状态，且当次设置无效，亮度信号值和色温信号值保持前一次设定的值，需要重新设置。从图2可知，调亮度状态下出现短关断和长关断都会进入锁定状态，但两者进入的锁定状态不同，短关断后进入的锁定状态是用户调色温调亮度后新的锁定状态，而长关断后进入的锁定状态是调整前的锁定状态。

由此可知，本发明提供的单个开关实现调亮度调色温的系统，只需一个开关即可实现对亮度和色温的调节，操作简单方便，适用范围相当广泛。

请参阅图3，在第二实施例中，所述调光控制状态机50具体用于：根据所述开关的长闭合动作在调亮度状态和调色温状态之间相互切换；在调亮度状态下，通过开关的短关断动作在各个亮度子状态之间切换（也可以通过开关的短闭合动作在各个亮度子状态之间切换，或者通过开关的短关断动作、短闭合动作的任意一个在各个亮度子状态之间切换），在出现长闭合动作后，锁定长闭合动作前的亮度子状态；在调色温状态下，通过开关的短关断动作和/或短闭合动作在各个色温子状态之间切换，在出现长闭合动作后，锁定长闭合动作前的色温子状态。亮度子状态和色温子状态都锁定后即进入锁定状态，调节完毕。

同样的，所述调光控制状态机50在初始化后进入初始锁定状态；所述初始锁定状态的亮度信号值和色温信号值为前一次锁定状态对应的亮度信号值和色温信号值。即，所述调光控制模块50在开关处于长关断时，将当前锁定的亮度子状态和色温子状态设置为初始锁定状态。所述调光控制状态机在开关处于长关断时，将当前锁定的亮度子状态和色温子状态设置为初始锁定状态。

在第二实施例中，用户在使用所述开关K调节LED灯的亮度和色温时，在调亮度状态，假设当前灯的亮度为亮度子状态1对应的亮度1，短关断开关K后，状态机变为亮度子状态2，此时灯的亮度为亮度子状态2对应的亮度2，以此类推，用户在遇到满意的亮度时，让开关长闭合；待状态机进入调色温状态后，假设当前灯的色温为色温子状态1对应的色温1，短关断开关K后，状态机变为色温子状态2，此时灯的色温为色温子状态2对应的色温2，以此类推，用户在遇到满意的色温时，让开关长闭合。由此完成亮度和色温的设置。

由此可知，本发明提供的通过单个开关实现调亮度调色温的系统，只需一个开关即可实现对亮度和色温的调节，操作简单方便，适用范围相当广泛。

进一步的，所述线电压采样模块20，具体用于对整流桥的输出电压VAC进行分压得到分压电压Vs，然后与第一阈值电压Vth比较，输出采样输出电压Vdet；具体的，当分压电压Vs大于整流桥的输出电压VAC时输出高电平或者低电平给开关动作判断逻辑模块30，否则输出低电平或者高电平给开关动作判断逻辑模块30。本实施例采用前者，即，当Vs大于VAC时输出高电平给开关动作判断逻辑模块30，否则输出低电平给开关动作判断逻辑模块30。

请参阅图4，所述线电压采样模块20包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电源V1和第一比较器Q1。所述第一电源V1输出的电压为第一阈值电压Vth。所述第一电阻R1的一端为线电压采样模块20的输入端、连接整流模块10的输出端，所述第一电阻R1的另一端连接第一比较器Q1的正相输入端和第二电阻R2的一端，所述第二电阻R2的另一端接地；所述第一比较器Q1的反相输入端连接第一电源V1的正极，所述第一电源V1的负极接地，所述第一比较器Q1的输出端为线电压采样模块20的输出端、连接开关动作判断逻辑模块30的输入端。通过R1和R2的分压，进而与Vth比较，得到采样输出电压，从而为判断开关K的通断提供条件。

所述开关动作判断逻辑模块30，用于根据所述采样输出电压判断所述开关的通断状态。所述开关的通断状态包括短关断、长关断和长闭合。即所述开关动作判断逻辑模块30根据所述采样输出电压判断所述开关是短关断、长关断还是长闭合。

所述开关动作判断逻辑模块30包括第一计时器、第二计时器和计数器。所述第一计时器，用于当采样输出电压Vdet为低电平的时间小于第一时间阈值Tth1，则标记开关K闭合，当Vdet为低电平的时间大于第一时间阈值Tth1且小于第二时间阈值Tth2，则标记开关K短关断，当Vdet为低电平的时间大于第二时间阈值Tth2，则标记开关K长关断。

当然，在其他实施例中，若线电压采样模块20的Vs大于Vth时输出的是低电平时，则第一计时器的标记逻辑与上述描述相反，即当采样输出电压Vdet为高电平的时间小于第一时间阈值Tth1，则标记开关K闭合，当Vdet为高电平的时间大于第一时间阈值Tth1且小于第二时间阈值Tth2，则标记开关K短关断，当Vdet为高电平的时间大于第二时间阈值Tth2，则标记开关K长关断。

所述第二计时器，用于当开关K标记从关断到闭合在第三时间阈值Tth3内，没有出现变化则标记为长闭合，当开关K标记从关断到闭合在第三时间阈值Tth3内，出现变化则标记为长闭合。换而言之，当采样输出电压Vdet为高电平的持续时间大于第三时间阈值Tth3，则标记开关K为长闭合；当采样输出电压Vdet为高电平的持续时间小于第三时间阈值Tth3，则标记开关K为短闭合。

因为整流模块10的输出电压VAC是正弦波信号，开关K闭合时，线电压采样模块20输出是周期的方波。第一计时器检测低电平的时间来判断开关K是否关断。第二计时器是计时开关K闭合的时间，不管高低电平都要计时，只有在判断到开关K关闭之后才会停止。

在其他实施例中，开关动作判断逻辑模块30也可以只采用一个计时器，但是要在整流模块10的输出端加电容，在开关K闭合时，让VAC电压保存在Vth以上，使得线电压采样模块20在开关K闭合时输出高电平，开关K断开时为低电平，此时可以只用一个计时器计时高电平和低电平的时间即可实现对开关K逻辑的判断。

所述计数器，用于在每次标记从闭合到关断变化时加1。

所述储能供电模块40，用于储能，在开关K关断时释放存储的电能为系统供电，即给各个模块（线电压采样模块20、开关动作判断逻辑模块30、调光控制状态机50和控制信号综合器60）供电，在开关K断开的时候可以为各模块持续供电一段时间。

请参阅图5，所述储能供电模块40包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三电阻R3和第一电容C1。所述第一二极管D1的正极为储能供电模块40的输入端、连接整流模块10的输出端，所述第一二极管D1的负极通过第三电阻R3连接第二二极管D2的负极和第一电容C1的一端，所述第一电容C1的一端为储能供电模块40的输出端、连接线电压采样模块20、开关动作判断逻辑模块30、调光控制状态机50和控制信号综合器60；所述第二二极管D2的正极接地，所述第一电容C1的另一端接地。所述储能供电模块40通过第一电容C1进行储能，给系统断电时供电。

进一步的，所述亮度信号值包括亮度百分比，所述色温信号值包括冷光百分比和/或暖光百分比，本实施例中，所述色温信号值为冷光百分比。

本发明的控制信号综合器60具有四个具体方案。请参阅图6，本发明的第一方案中，所述控制信号综合器60具体用于将调光控制状态机当前所处的子状态对应的冷光百分比和暖光百分比分别与亮度百分比相乘，得到冷光LED灯和暖光LED灯的输出功率百分比；根据冷光LED灯和暖光LED灯的输出功率百分比，生成对应的PWM信号控制冷光LED灯和暖光LED灯，达到调节LED灯亮度和色温的目的。

具体的，所述控制信号综合器60包括第一乘法器X1、第二乘法器X2、第一减法器J1、第一MOS管M1、第二MOS管M2、第一PWM生成器610和第二PWM生成器620。所述第一乘法器X1的第一输入端输入亮度信号值，所述第一乘法器X1的第二输入端输入冷光百分比，所述第一乘法器X1的输出端连接第一PWM生成器610的输入端；所述第一PWM生成器610的输出端连接第一MOS管M1的栅极；所述第一减法器J1的第一输入端输入冷光百分比，第二输入端输入100%信号，即所述第一减法器J1输出暖光百分比，所述第一减法器J1的输出端连接第二乘法器X2的第一输入端，所述第二乘法器X2的的第二输入端输入亮度信号值，所述第二乘法器X2的输出端连接第二PWM生成器620的输入端，所述第二PWM生成器620的输出端连接第二MOS管M2的栅极。所述第一MOS管M1的源极接地，所述第一MOS管M1的漏极连接冷光LED的负极，所述冷光LED的正极输入LED驱动电压；所述第二MOS管M2的源极接地，所述第二MOS管M2的漏极连接暖光LED的负极，所述暖光LED的正极输入LED驱动电压。

请参阅图7，在第二方案中，所述控制信号综合器60具体用于根据调光控制状态机当前所处的色温子状态对应的色温信号值产生两路互补的PWM信号控制冷光LED灯和暖光LED灯的通断，根据当前所处的亮度子状态对应的亮度信号值控制冷光LED灯和暖光LED灯的电压或电流。

具体的，所述控制信号综合器60包括PWM生成器640、可控电源630、非门F1、第一MOS管M1和第二MOS管M2。所述可控电源630的控制端输入亮度信号值，所述可控电源630的输出端连接冷光LED的正极和暖光LED的正极。所述PWM生成器640的输入端输入冷光百分比，所述PWM生成器640的输出端连接第一MOS管M1的栅极和非门F1的输入端，所述第一MOS管M1的漏极连接冷光LED的负极，所述第一MOS管M1的源极接地。所述非门F1的输出端连接第二MOS管M2的栅极，所述第二MOS管M2的漏极连接暖光LED的负极，所述第二MOS管M2的源极接地。

请参阅图8，在第三方案中，所述控制信号综合器60具体用于将调光控制状态机当前所处的亮度子状态对应的亮度信号值转换成模拟电压，并将模拟电压作为色温信号值的第一参考电压Vreft，在第一参考电压Vreft的基础上根据色温信号值转换成控制冷光LED电流的第二参考电压Vrefc和控制暖光LED电流的第三参考电压Vrefw。当Vrefc和Vrefw变化时冷光LED和暖光LED的亮度也跟着变化。

具体的，所述控制信号综合器60包括第一数字模拟转换器（DAC）S1、第二数字模拟转换器S2、第三数字模拟转换器S3、第一减法器J1、第一运算放大器Q2、第二运算放大器Q3、第一MOS管M1、第二MOS管M2、第四电阻R4和第五电阻R5。所述第一数字模拟转换器S1的输入端输入亮度信号值，所述第一数字模拟转换器S1的输出端连接第二数字模拟转换器S2的第一输入端和第三数字模拟转换器S3的第一输入端；所述第二数字模拟转换器S2的第二输入端输入冷光百分比，所述第二数字模拟转换器S2的输出端连接第一运算放大器Q2的第一输入端；所述第一运算放大器Q2的第二输入端连接第一MOS管M1的源极和第四电阻R4的一端，所述第四电阻R4的另一端接地。所述第一运算放大器Q2的输出端连接第一MOS管M1的栅极，所述第一MOS管M1的漏极连接冷光LED的负极，所述冷光LED的正极输入LED驱动电压。所述第一减法器J1的第一输入端输入冷光百分比，第二输入端输入100%信号，即所述第一减法器J1的输出端输出暖光百分比。所述第一减法器J1的输出端连接第三数字模拟转换器S3的第二输入端，所述第三数字模拟转换器S3的是输出端连接第二运算放大器Q3的第一输入端。所述第二运算放大器Q3的第二输入端连接第二MOS管M2的源极和第五电阻R5的一端，所述第五电阻R5的另一端接地。所述第二运算放大器Q3的输出端连接第二MOS管M2的栅极，所述第二MOS管M2的漏极连接暖光LED的负极，所述暖光LED的正极输入LED驱动电压。

所述第一数字模拟转换器S1将亮度信息转换成模拟电压。所述第二数字模拟转换器S2将所述模拟电压作为冷光百分比的第一参考电压Vreft，在Vreft的基础上将冷光百分比转换成控制冷光LED电流的第二参考电压Vrefc。所述第三数字模拟转换器S3将所述模拟电压作为暖光百分比的第一参考电压Vreft，在Vreft的基础上将暖光百分比转换成控制暖光LED电流的第三参考电压Vrefw。当Vrefc和Vrefw变化时冷光LED和暖光LED的亮度也跟着变化。

请参阅图9，在第四方案中，所述控制信号综合器60具体用于根据亮度信号值产生一个PWMb信号，然后PWMb信号经过第一电阻电容滤波电路转换成模拟电压信号Vb，Vb会根据PWMb信号的占空比变化，然后利用运算放大器增强驱动能力作为第一缓冲器（Buffer）和第二缓冲器的电源Vh。同时根据色温信号值产生两路互补的PWMc信号和PWMw信号，这两路PWM信号分别进入第一缓冲器和第二缓冲器后转换成两路幅值为Vh的PWMca信号和PWMwa信号，然后PWMca信号经过第二电阻电容滤波电路转换成模拟电压信号Vrefc，PWMwa信号经过第三电阻电容滤波电路转换成模拟电压信号Vrefw，Vrefc和Vrefw分别为冷光LED和暖光LED电流源的参考电压输入，当Vrefc和Vrefw变化时冷光LED和暖光LED的亮度也跟着变化。

具体的，所述控制信号综合器60包括第一PWM生成器610、第二PWM生成器620、非门F1、第一电阻电容滤波电路650、第二电阻电容滤波电路660、第三电阻电容滤波电路670、第一运算放大器Q2、第二运算放大器Q3、第三运算放大器Q4、第一缓冲器B1、第二缓冲器B2、第一MOS管M1、第二MOS管M2、第六电阻R6和第七电阻R7。所述第一PWM生成器610输入亮度信号值，根据亮度信号值产生一个PWMb信号后输出给第一电阻电容滤波电路650，即第一PWM生成器610的输出端连接第一电阻电容滤波电路650的输入端，所述第一电阻电容滤波电路650的输出端连接第一运算放大器Q2的正相输入端，所述第一运算放大器Q2的输出端连接第一运算放大器Q2的反相输入端、第一缓冲器B1的电源正端和第二缓冲器B2的电源正端，所述第一缓冲器B1的电源负端和第二缓冲器B2的电源负端均接地。所述第二PWM生成器620输入冷光百分比，所述第二PWM生成器620的输出端连接第一缓冲器B1的输入端和非门F1的输入端，所述非门F1的输出端连接第二缓冲器B2的输入端。所述第一缓冲器B1的输出端通过第二电阻电容滤波电路660连接第二运算放大器Q3的正相输入端，所述第二运算放大器Q3的反相输入端连接第一MOS管M1的源极、并通过第六电阻R6接地，所述第一MOS管M1的栅极连接第二运算放大器Q3的输出端，所述第一MOS管M1的漏极连接冷光LED的负极，所述冷光LED的正极输入LED驱动电压。所述第二缓冲器B2的输出端通过第三电阻电容滤波电路670连接第三运算放大器Q4的正相输入端。所述第三运算放大器Q4的反相输入端连接第二MOS管M2的源极、并通过第七电阻R7接地，所述第二MOS管M2的栅极连接第三运算放大器Q4的输出端，所述第二MOS管M2的漏极连接暖光LED的负极，所述暖光LED的正极输入LED驱动电压。

进一步的，所述第一电阻电容滤波电路650包括第四电阻R4和第二电容C2。所述第四电阻R4的一端连接第一PWM生成器610的输出端，所述第四电阻R4的另一端连接第一运算放大器Q2的正相输入端和第二电容C2的一端，所述第二电容C2的另一端接地。

所述第二电阻电容滤波电路660包括第五电阻R5和第三电容C3。所述第五电阻R5的一端连接第一缓冲器B1的输出端，所述第五电阻R5的另一端连接第二运算放大器Q3的正相输入端和第三电容C3的一端，所述第三电容C3的另一端接地。

所述第三电阻电容滤波电路670包括第六电阻R6和第四电容C4。所述第六电阻R6的一端连接第二缓冲器B2的输出端，所述第六电阻R6的另一端连接第三运算放大器Q4的正相输入端和第四电容C4的一端，所述第四电容C4的另一端接地。

所述调光控制状态机进入调色温状态或者调亮度状态后，色温渐变由暖到冷或者由冷到暖无本质差异。亮度渐变由亮到暗或者由暗到亮，可随机亦可根据环境亮度或者时间而定。即环境亮度大于预设亮度或者为白天时，调光控制状态机50进入调亮度状态时，色温信号值保持不变，亮度信号值从亮到暗渐进式变化，便于用户快速获取想要的亮度。在环境亮度小于预设亮度或者为夜晚时，调光控制状态机50进入调亮度状态时，色温信号值保持不变，亮度信号值从暗到亮渐进式变化，避免突然过亮伤害眼睛。所述预设亮度可根据用户或者环境亮度进行设置。所述白天优选为早上6点到晚上6点的时间段，所述夜晚优选为晚上6点到早上6点的时间段。

本发明提供的系统还可以包括非易失存储器，所述非易失存储器在每次色温和亮度配置成功后，把设置数据写入非易失存储器，即状态机进入新的锁定状态后，存储新的锁定状态锁定的亮度信号值和色温信号值。这样即使在长期断电后再上电依然可以保持之前的设置，无需重新设置。

基于上述实施例提供的单个开关实现调亮度调色温的系统，本发明还提供一种单个开关实现调亮度调色温的方法。请参阅图10，所述方法包括如上所述的开关K、整流模块10、线电压采样模块20、开关动作判断逻辑模块30、储能供电模块40和调光控制模块。所述方法包括如下步骤：

S10、线电压采样模块对灯的线电压进行采样。

S20、开关动作判断逻辑模块根据预设的开关动作判断逻辑以及线电压采样模块采样的线电压，得到所述开关的动作；所述开关的动作包括短关断动作、长关断动作、长闭合动作、短闭合动作中的一种或多种。

S30、调光控制模块根据预设的开关动作与色温调节、亮度调节的对应关系，在一种开关动作或多种开关动作组合的触发下进入对应的调光状态；所述调光状态包括调色温状态和调亮度状态。

S40、调光控制模块在调色温状态下，通过一种开关动作或多种开关动作的组合调节灯的色温；在调亮度状态下，通过一种开关动作或多种开关动作的组合调节灯的亮度。

所述步骤S40具体包括：

S410、调光控制状态机在调色温状态下，在一种开关动作或多种开关动作组合的触发下进入对应的色温子状态；在调亮度状态下，在一种开关动作或多种开关动作组合的触发下进入对应的亮度子状态。

S420、控制信号综合器，用于根据调光控制状态机所处的亮度子状态对应的亮度信号值调节灯的亮度，根据调光控制状态机所处的色温子状态对应的色温信号值调节灯的色温。

由于所述方法对LED灯色温和亮度的调节在前述实施例中已详细阐述，在此不再赘述。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种单个开关实现调亮度调色温的系统，其特征在于，包括：

开关；

线电压采样模块，用于对灯的线电压进行采样；

开关动作判断逻辑模块，用于根据预设的开关动作判断逻辑以及线电压采样模块采样的线电压，得到所述开关的动作；所述开关的动作包括短关断动作、长关断动作、长闭合动作、短闭合动作中的一种或多种；

设置有调色温状态和调亮度状态的调光控制模块，用于根据预设的开关动作与色温调节、亮度调节的对应关系，在一种开关动作或多种开关动作组合的触发下进入对应的调光状态；在调色温状态下，通过一种开关动作或多种开关动作的组合调节灯的色温；在调亮度状态下，通过一种开关动作或多种开关动作的组合调节灯的亮度；

其中，所述调光状态包括调色温状态和调亮度状态；

所述调亮度状态包括N个亮度子状态，每个亮度子状态预置一个亮度信号值；所述调色温状态包括M个色温子状态，每个色温子状态预置一个色温信号值；其中，M和N为大于1的整数；

所述调光控制模块包括：

设置有调色温状态和调亮度状态的调光控制状态机，用于根据预设的开关动作与色温调节、亮度调节的对应关系，在一种开关动作或多种开关动作组合的触发下进入对应的调光状态；在调色温状态下，在一种开关动作或多种开关动作组合的触发下进入对应的色温子状态；在调亮度状态下，在一种开关动作或多种开关动作组合的触发下进入对应的亮度子状态；

控制信号综合器，用于根据调光控制状态机所处的亮度子状态对应的亮度信号值调节灯的亮度，根据调光控制状态机所处的色温子状态对应的色温信号值调节灯的色温；

所述调光控制状态机具体用于：在所述开关出现第一次短关断后，进入调色温状态或者调亮度状态；在所述开关出现第二次短关断后，锁定第二次短关断时对应的色温信号值或者亮度信号值，并进入调亮度状态或者调色温状态；在所述开关出现第三次短关断后，锁定第三次短关断时对应的亮度信号值或者色温信号值并进入锁定状态；其中，在进入调色温状态后，亮度信号值保持不变，色温信号值渐变；进入调亮度状态后，色温信号值保持不变，亮度信号渐变；

所述调光控制状态机还用于所述开关在任意状态出现长关断后，返回锁定状态，且当次设置无效，亮度信号值和色温信号值保持锁定状态对应的值；

或者，

所述调光控制状态机具体用于：根据所述开关的长闭合动作在调亮度状态和调色温状态之间相互切换；在调亮度状态下，通过开关的短关断动作和/或短闭合动作在各个亮度子状态之间切换，在出现长闭合动作后，锁定长闭合动作前的亮度子状态；在调色温状态下，通过开关的短关断动作和/或短闭合动作在各个色温子状态之间切换，在出现长闭合动作后，锁定长闭合动作前的色温子状态；

所述开关动作判断逻辑包括：所述开关关断的时间大于第一时间阈值且小于第二时间阈值为短关断动作；所述开关关断的时间大于第二时间阈值为长关断动作；所述开关闭合的持续时间大于第三时间阈值为长闭合动作；所述开关闭合的持续时间小于第三时间阈值为短闭合动作；所述第二时间阈值大于第一时间阈值。

2.根据权利要求1所述的单个开关实现调亮度调色温的系统，其特征在于，所述调光控制状态机还包括初始锁定状态，在初始化后进入初始锁定状态；所述初始锁定状态的亮度信号值和色温信号值为前一次锁定状态对应的亮度信号值和色温信号值。

3.根据权利要求2所述的单个开关实现调亮度调色温的系统，其特征在于，所述调光控制状态机在开关处于长关断时，将当前锁定的亮度子状态和色温子状态设置为初始锁定状态。

4.根据权利要求2所述的单个开关实现调亮度调色温的系统，其特征在于，所述亮度信号值包括亮度百分比，所述色温信号值包括冷光百分比和/或暖光百分比；所述灯包括冷光LED灯和暖光LED灯。

5.根据权利要求4所述的单个开关实现调亮度调色温的系统，其特征在于，所述控制信号综合器具体用于：

将调光控制状态机当前所处的子状态对应的冷光百分比和暖光百分比分别与亮度百分比相乘，得到冷光LED灯和暖光LED灯的输出功率百分比；根据冷光LED灯和暖光LED灯的输出功率百分比，生成对应的PWM信号控制冷光LED灯和暖光LED灯；

或者，根据调光控制状态机当前所处的色温子状态对应的色温信号值产生两路互补的PWM信号控制冷光LED灯和暖光LED灯的通断，根据当前所处的亮度子状态对应的亮度信号值控制冷光LED灯和暖光LED灯的电压或电流；

或者，将调光控制状态机当前所处的亮度子状态对应的亮度信号值转换成模拟电压，并将模拟电压作为色温信号的第一参考电压，在第一参考电压的基础上根据色温信号值转换成控制冷光LED灯电流的第二参考电压和控制暖光LED灯电流的第三参考电压。

6.一种单个开关实现调亮度调色温的方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、在一种开关动作或多种开关动作组合的触发下进入对应的调光状态；所述调光状态包括调色温状态和调亮度状态；所述开关动作包括短关断动作、长关断动作、长闭合动作、短闭合动作中的一种或多种；所述调亮度状态包括N个亮度子状态，每个亮度子状态预置一个亮度信号值；所述调色温状态包括M个色温子状态，每个色温子状态预置一个色温信号值；其中，M和N为大于1的整数；

B、在调色温状态下，通过一种开关动作或多种开关动作的组合调节灯的色温；在调亮度状态下，通过一种开关动作或多种开关动作的组合调节灯的亮度；

所述步骤B中，在调色温状态下，在一种开关动作或多种开关动作组合的触发下进入对应的色温子状态；在调亮度状态下，在一种开关动作或多种开关动作组合的触发下进入对应的亮度子状态；根据调光控制状态机所处的亮度子状态对应的亮度信号值调节灯的亮度，根据调光控制状态机所处的色温子状态对应的色温信号值调节灯的色温；

所述步骤B具体包括：

在所述开关出现第一次短关断后，进入调色温状态或者调亮度状态；在所述开关出现第二次短关断后，锁定第二次短关断时对应的色温信号值或者亮度信号值，并进入调亮度状态或者调色温状态；在所述开关出现第三次短关断后，锁定第三次短关断时对应的亮度信号值或者色温信号值并进入锁定状态；其中，在进入调色温状态后，亮度信号值保持不变，色温信号值渐变；进入调亮度状态后，色温信号值保持不变，亮度信号渐变；

所述开关在任意状态出现长关断后，返回锁定状态，且当次设置无效，亮度信号值和色温信号值保持锁定状态对应的值；

或者，

根据所述开关的长闭合动作在调亮度状态和调色温状态之间相互切换；在调亮度状态下，通过开关的短关断动作和/或短闭合动作在各个亮度子状态之间切换，在出现长闭合动作后，锁定长闭合动作前的亮度子状态；在调色温状态下，通过开关的短关断动作和/或短闭合动作在各个色温子状态之间切换，在出现长闭合动作后，锁定长闭合动作前的色温子状态；

所述开关关断的时间大于第一时间阈值且小于第二时间阈值为短关断动作；所述开关关断的时间大于第二时间阈值为长关断动作；所述开关闭合的持续时间大于第三时间阈值为长闭合动作；所述开关闭合的持续时间小于第三时间阈值为短闭合动作；所述第二时间阈值大于第一时间阈值。