CN108282929A - 一种兼容多色温及流明值的调节电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种兼容多色温及流明值的调节电路，包括高色温负载灯组、低色温负载灯组、电源模块、色温选择开关、亮度选择开关、用于通过PWM信号分别控制高色温负载灯组和低色温负载灯组的第一元件和第二元件、用于根据亮度选择开关的档位输出电流调节信息的检测模块、用于根据电流调节信息调节输出电流的调整模块以及主控芯片；色温选择开关的输出端连接到主控芯片，亮度选择开关连接到检测模块，检测模块、调整模块、电源模块和主控芯片依次连接；第一元件和第二元件分别与高色温负载灯组和低色温负载灯组连接且还均连接到主控芯片。本发明具有调节范围大、调节方便、安全性能高、成本低、调节精度高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及灯具控制领域，尤其是一种兼容多色温及流明值的调节电路。
背景技术
色温和流明值是两个比较重要的光学参数，也是客人挑选灯具产品的重要考虑指标，其大小分别表征灯具的色温大小和亮度高低。目前的灯具调节大多是利用远程遥控器来进行操纵，操作较为复杂，且需要在灯具上设置与之匹配的无线传输系统等通信芯片，整体上成本高；并且这类灯具大多是只能单独调节色温，而不能同时对这两个指标进行调节。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种成本低的色温亮度调节电路。
为了弥补现有技术的不足，本发明采用的技术方案是：
一种兼容多色温及流明值的调节电路，包括高色温负载灯组、低色温负载灯组、电源模块、用于调节不同档位下色温的色温选择开关、用于调节不同档位下亮度的亮度选择开关、用于通过PWM信号分别控制高色温负载灯组和低色温负载灯组的第一元件和第二元件、用于根据亮度选择开关的档位输出电流调节信息的检测模块、用于根据电流调节信息调节输出电流的调整模块以及用于统筹控制的主控芯片；所述色温选择开关的输出端连接到主控芯片，所述亮度选择开关连接到检测模块，所述检测模块、调整模块、电源模块和主控芯片依次连接；所述第一元件和第二元件分别与高色温负载灯组和低色温负载灯组连接且还均连接到主控芯片。
进一步，所述色温选择开关包括两个以上的色温调节档位，所述的色温调节档位均连接到主控芯片。
进一步，所述电源模块包括用于提供电压输入的次级模块和用于为主控芯片供电的线性恒压模块，所述次级模块与线性恒压模块相串接，所述线性恒压模块的输出端连接到主控芯片的电源引脚。
进一步，所述次级模块包括变压器绕组、储能电容、第三电阻和第一二极管；储能电容和第三电阻相并联且一端接到参考地，另一端分别连接到线性恒压模块和第一二极管；所述的第一二极管连接到变压器绕组。
进一步，所述线性恒压模块包括稳压二极管、第一电容、第一电阻和三极管；所述第一电阻串接在次级模块和三极管的集电极之间；所述第一电容的一端分别连接到第一电阻和三极管的集电极，另一端连接到参考地；所述稳压二极管的负极分别与三极管的基极和第一电阻连接，正极连接到参考地；所述三极管的发射极连接到主控芯片的电源引脚。
进一步，所述亮度选择开关包括两个以上的亮度调节档位，所述的亮度调节档位连接到检测模块的输入端。
进一步，所述检测模块包括第一光耦、第二光耦、第四电阻和第五电阻，所述第一光耦和第二光耦均连接到调整模块；所述第四电阻设置在第一光耦和亮度选择开关之间，所述第五电阻设置在第二光耦和亮度选择开关之间。
进一步，所述调整模块包括第三元件、第四元件、电流调节端、用于分别控制第三元件或第四元件导通的第一接触节点对和第二接触节点对；所述第三元件设置在第一接触节点对之间，所述第四元件设置在第二接触节点对之间，所述电流调节端通过外部电阻连接到第三元件和第四元件。
本发明的有益效果是：在调节色温时，用户通过色温选择开关向主控芯片发送调节信息，相应地，主控芯片输出PWM信号至两个开关元件，从而实现两个负载灯组的开关，没有将电源模块与负载灯直接接通，而是利用PWM调制的方式来控制负载灯，不会损坏负载灯，安全性能好；在调节亮度时，由检测模块检测档位状态，从而向调整模块发出电流调节信息，调整模块随之输出适宜的电流，可以精确匹配该档位下亮度的大小，因此调节精度高；同时色温选择开关和亮度调节开关采用档位调节方式且具有多个档位可供调节，相比传统的调节方式，调节范围更大且调节更加方便。因此，本发明具有调节范围大、调节方便、成本低、调节精度高等优点。
附图说明
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的实施方案。
图1是本发明的电路原理图。
具体实施方式
参照图1，本发明的一种兼容多色温及流明值的调节电路，包括高色温负载灯组3、低色温负载灯组2、电源模块1、用于调节不同档位下色温的色温选择开关SW1、用于调节不同档位下亮度的亮度选择开关SW2、用于通过PWM信号分别控制高色温负载灯组3和低色温负载灯组2的第一元件Q6和第二元件Q4、用于根据亮度选择开关SW2的档位输出电流调节信息的检测模块5、用于根据电流调节信息调节输出电流的调整模块4以及用于统筹控制的主控芯片U1；所述色温选择开关SW1的输出端连接到主控芯片U1，所述亮度选择开关SW2连接到检测模块5，所述调整模块4、电源模块1和主控芯片U1依次连接；所述第一元件Q6和第二元件Q4分别与高色温负载灯组3和低色温负载灯组2连接且还均连接到主控芯片U1。
具体地，第一元件Q6和第二元件Q4均可采用MOS管、常规三极管或其它控制器件；高色温负载灯组3可以是两个以上串联相接的高色温LED，低色温负载灯组2可以是两个以上串联相接的低色温LED，当然，也可采用DOB灯珠或高压灯珠，这时就只需一串即可。
在调节色温时，用户通过色温选择开关向主控芯片U1发送调节信息，相应地，主控芯片U1输出PWM信号至两个开关元件，从而实现两个负载灯组的开关，没有将电源模块1与负载灯直接接通，而是利用PWM调制的方式来控制负载灯，不会损坏负载灯，安全性能好；在调节亮度时，由检测模块5检测档位状态，从而向调整模块4发出电流调节信息，调整模块4随之输出适宜的电流，可以精确匹配该档位下亮度的大小，因此调节精度高；同时色温选择开关SW1和亮度调节开关SW2采用档位调节方式且具有多个档位可供调节，相比传统的调节方式，调节范围更大且调节更加方便。因此，本发明具有调节范围大、调节方便、成本低、调节精度高等优点。
进一步，参照图1，所述色温选择开关SW1包括用于分别调节色温至2700K、3000K、3500K、4000K和5000K的五个色温调节档位，所述的五个色温调节档位均连接到主控芯片U1，这五种色温是最常见也是最适宜人体感受的色温，其中2700K、3000K对应两种程度的暖色温，3500K、4000K对应凉爽的色温，5000K对应冷色温。
进一步，参照图1，所述电源模块1包括用于提供电压输入的次级模块11和用于为主控芯片U1供电的线性恒压模块12，所述次级模块11与线性恒压模块12相串接，所述线性恒压模块12的输出端连接到主控芯片U1的电源引脚。次级模块11可利用相并联的瓷片电容、普通电容和电阻，以及一个起整流作用的二极管来实现；电源模块1可以为主控芯片U1提供稳定的直流输入。
进一步，参照图1，所述次级模块11包括变压器绕组T1、储能电容EC1、第三电容C9、第三电阻R40和第一二极管D5；储能电容EC1、第三电容C9和第三电阻R40相并联且一端接到参考地，另一端分别连接到线性恒压模块12和第一二极管D5，第一二极管D5连接到变压器绕组T1，保证了调节后的电流稳定地被输送至次级模块11。
进一步，参照图1，所述线性恒压模块12包括稳压二极管ZD1、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R2、第二电阻R7和三极管Q1；所述第一电阻R2串接在次级模块11和三极管Q1的集电极之间，第二电阻R7串接在三极管Q1的集电极和基极之间；所述第一电容C1的一端分别连接到第一电阻R2和三极管Q1的集电极，另一端连接到参考地；所述第二电容C2设置在三极管Q1的发射极和参考地之间；所述稳压二极管ZD1的负极分别与三极管Q1的基极和第一电阻R2连接，正极连接到参考地；所述三极管Q1的发射极连接到主控芯片U1的电源引脚；第一电容C1和第二电容C2可起到滤波作用，三极管Q1起到良好的导通作用，保证稳定地为主控芯片U1实行供电。
进一步，参照图1，所述亮度选择开关SW2包括用于分别调节流明值至700lm、900lm、1100lm的三个亮度调节档位，所述的三个亮度调节档位连接到检测模块5的输入端；这三个流明值是较为常用的，方便用户调节。
进一步，参照图1，所述检测模块5包括第一光耦U3、第二光耦U4、第四电阻R39和第五电阻R44，所述第一光耦U3和第二光耦U4均连接到调整模块4；所述第四电阻R39设置在第一光耦U3和亮度选择开关SW2之间，所述第五电阻R44设置在第二光耦U4和亮度选择开关SW2之间。采用光耦可将对应档位输出的电信号进行良好传输，保证调整模块4可接收到来自对应档位的电流调节信息，从而输出对应的电流值至电源模块1；第四电阻R39和第五电阻R44可起到限流作用。
进一步，所述调整模块4包括第三元件Q5、第四元件Q7、电流调节端U2、用于分别控制第三元件Q5或第四元件Q7导通的第一接触节点对和第二接触节点对；所述第三元件Q5设置在第一接触节点对之间，所述第四元件Q7设置在第二接触节点对之间，所述电流调节端U2通过外部电阻连接到第三元件Q5和第四元件Q7。
具体地，在本实施例中，第一接触节点对和第二接触节点对分别对应A、B和C、D，即是分别连接到第一光耦U3和第二光耦U4的几个节点，根据电流调节信息，可能出现AB导通CD截止、AB截止CD导通、AB截止同时CD截止的三种情况，从而可选择导通第三元件Q5或第四元件Q7，从而进一步调整电流调节端U2的采样电阻，最终实现输出电流的变化，最终电流调节端U2通过其转换引脚SW将调节控制信息输入至开关电源，然后由开关电源输出调节后的电流至电源模块1；其中第三元件Q5和第四元件Q7均可采用MOS管、常规三极管或其它控制器件。
具体地，调整模块4实现电流调节的原理如下：由于调整模块4的输出端连接到电流调节端U2的电流采样脚CS，而电流采样脚CS对地的阻值与电源输出电流成反比，所以当AB导通时，Q5导通，实际采样电阻阻值为R22、R25、R27和R30并联所得，同理当CD导通时，实际采样电阻阻值为R22、R25、R35和R36并联所得，因此适当调整这六个电阻的阻值，就能使调整模块4输出不同的控制信号，从而改变开关电源的输出电流。
经过申请人的实验，实现上述三种流明值对应的电源输出电流分别为320mA、410mA和500mA；实现上述五种色温对应的两路导通占空比如下：
| 客人需求色温 | PWM1(低色温) | PWM2(高色温) |
| 2700k | 100 | 0 |
| 3000k | 82 | 18 |
| 3500k | 52 | 48 |
| 4000k | 32 | 68 |
| 5000k | 0 | 100 |
比如，当色温选择开关SW1调到3500k时，单片机输出相应的PWM信号驱动相应的元件，最终实现整灯3500k的色温；当亮度选择开关SW2调到900lm时，调整模块4输出相应的信号到前级的开关电源，使其输出电流调整为410mA，实现整灯900lm的光通量。
以上内容对本发明的较佳实施例和基本原理作了详细论述，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员应该了解在不违背本发明精神的前提下还会有各种等同变形和替换，这些等同变形和替换都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (8)
1.一种兼容多色温及流明值的调节电路，其特征在于：包括高色温负载灯组(3)、低色温负载灯组(2)、电源模块(1)、用于调节不同档位下色温的色温选择开关(SW1)、用于调节不同档位下亮度的亮度选择开关(SW2)、用于通过PWM信号分别控制高色温负载灯组(3)和低色温负载灯组(2)的第一元件(Q6)和第二元件(Q4)、用于根据亮度选择开关(SW2)的档位输出电流调节信息的检测模块(5)、用于根据电流调节信息调节输出电流的调整模块(4)以及用于统筹控制的主控芯片(U1)；所述色温选择开关(SW1)的输出端连接到主控芯片(U1)，所述亮度选择开关(SW2)连接到检测模块(5)，所述检测模块(5)、调整模块(4)、电源模块(1)和主控芯片(U1)依次连接；所述第一元件(Q6)和第二元件(Q4)分别与高色温负载灯组(3)和低色温负载灯组(2)连接且还均连接到主控芯片(U1)。
2.根据权利要求1所述的一种兼容多色温及流明值的调节电路，其特征在于：所述色温选择开关(SW1)包括两个以上的色温调节档位，所述的色温调节档位均连接到主控芯片(U1)。
3.根据权利要求1所述的一种兼容多色温及流明值的调节电路，其特征在于：所述电源模块(1)包括用于提供电压输入的次级模块(11)和用于为主控芯片(U1)供电的线性恒压模块(12)，所述次级模块(11)与线性恒压模块(12)相串接，所述线性恒压模块(12)的输出端连接到主控芯片(U1)的电源引脚。
4.根据权利要求3所述的一种兼容多色温及流明值的调节电路，其特征在于：所述次级模块(11)包括变压器绕组(T1)、储能电容(EC1)、第三电阻(R40)和第一二极管(D5)；储能电容(EC1)和第三电阻(R40)相并联且一端接到参考地，另一端分别连接到线性恒压模块(12)和第一二极管(D5)；所述的第一二极管(D5)连接到变压器绕组(T1)。
5.根据权利要求3所述的一种兼容多色温及流明值的调节电路，其特征在于：所述线性恒压模块(12)包括稳压二极管(ZD1)、第一电容(C1)、第一电阻(R2)和三极管(Q1)；所述第一电阻(R2)串接在次级模块(11)和三极管(Q1)的集电极之间；所述第一电容(C1)的一端分别连接到第一电阻(R2)和三极管(Q1)的集电极，另一端连接到参考地；所述稳压二极管(ZD1)的负极分别与三极管(Q1)的基极和第一电阻(R2)连接，正极连接到参考地；所述三极管(Q1)的发射极连接到主控芯片(U1)的电源引脚。
6.根据权利要求1所述的一种兼容多色温及流明值的调节电路，其特征在于：所述亮度选择开关(SW2)包括两个以上的亮度调节档位，所述的亮度调节档位连接到检测模块(5)的输入端。
7.根据权利要求1所述的一种兼容多色温及流明值的调节电路，其特征在于：所述检测模块(5)包括第一光耦(U3)、第二光耦(U4)、第四电阻(R39)和第五电阻(R44)，所述第一光耦(U3)和第二光耦(U4)均连接到调整模块(4)；所述第四电阻(R39)设置在第一光耦(U3)和亮度选择开关(SW2)之间，所述第五电阻(R44)设置在第二光耦(U4)和亮度选择开关(SW2)之间。
8.根据权利要求1所述的一种兼容多色温及流明值的调节电路，其特征在于：所述调整模块(4)包括第三元件(Q5)、第四元件(Q7)、电流调节端(U2)、用于分别控制第三元件(Q5)或第四元件(Q7)导通的第一接触节点对和第二接触节点对；所述第三元件(Q5)设置在第一接触节点对之间，所述第四元件(Q7)设置在第二接触节点对之间，所述电流调节端(U2)通过外部电阻连接到第三元件(Q5)和第四元件(Q7)。
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