CN109275251B - 调光电路及照明装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子电路技术领域，具体公开了调光电路及照明装置，其中，调光电路包括：信号处理单元，具有第一可控开关；第一可控开关的第一端接入待处理调光信号，第二端与控制器的第一端口连接，第三端接入第一电压信号；待处理调光信号与第一电压信号控制第一可控开关的导通与截止，将待处理调光信号转换为第二电压信号，从所述第二端输出至所述控制器的第一端口；所述控制器，根据所述第二电压信号的变化，提取对应的调光控制信号输出至待调光终端。该电路在将高的强电信号转换为低的稳定的弱电信号之后，结合控制器实现调光控制，控制器仅处理弱电信号，保证了调光电路输出电压的可靠性，避免了该调光电路的输出电压对待调光终端的危害。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，具体涉及调光电路及照明装置。
背景技术
对照明领域而言，目前市场两种主流调光器，一种是可控硅切相调光器，另一种是0－10V调光器。其中，可控硅切相调光器是利用可控硅相控工作原理，通过控制可控硅整流元件的导通角，将交流电网输入的正弦波电压斩掉一部分，以降低输出电压的平均值，从而控制灯电路的供电电压，实现对灯负载的调光功能。而调光控制器通过输出PWM信号或0～10V模拟信号来控制照明装置的驱动器，照明装置的驱动器根据调光信号输出不同等级的电流到照明装置的光源，从而使照明装置产生不同的亮度。
其中，由于可控硅相控(斩波法)调光方法具有体积小、价格合理和调光功率范围宽的优点，因此可控硅相控调光法是目前应用最为广泛的调光方法，广泛应用于舞台照明和环境照明领域。
然而可控硅相控调光方法是工作在斩波方式，输出的电压会出现大量谐波，形成对电网系统的谐波污染，容易对应用该调光电路的照明装置造成极大的危害。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种调光电路及照明装置，以解决调光电路的输出电压对待调光终端造成危害的问题。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种调光电路，包括：
信号处理单元，具有第一可控开关；所述第一可控开关的第一端接入待处理调光信号，第二端与控制器的第一端口连接，第三端接入第一电压信号；所述待处理调光信号与所述第一电压信号控制所述第一可控开关的导通与截止，将所述待处理调光信号转换为第二电压信号，从所述第二端输出至所述控制器的第一端口；
所述控制器，根据所述第二电压信号的变化，提取对应的调光控制信号输出至待调光终端。
本发明实施例提供的调光电路，利用信号处理单元将待处理调光信号转换为适于控制器工作的第二电压信号，再利用控制器实现对待调光终端的调光控制；该电路在将高的强电信号转换为低的稳定的弱电信号之后，结合控制器实现调光控制，控制器仅处理弱电信号，保证了调光电路输出电压的可靠性，避免了该调光电路的输出电压对待调光终端的危害。
结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述信号处理单元还包括：
预处理电路，接入所述第一可控开关的第二端，用于对所述第二电压信号进行稳压或滤波中的至少之一；
分压电路，与所述预处理电路连接；所述分压电路连接至所述控制器的第一端口。
本发明实施例提供的调光电路，通过对第二电压信号进行预处理之后，再利用第一可控开关进行稳压或滤波，保证输入至第一可控开关中的信号的稳定性，为后续信号的可靠转换提供了基础。
结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，所述信号处理单元还包括：
第一二极管，用于对所述待处理调光信号进行整流；
第一电阻，一端与所述第一二极管连接，另一端接入所述第一可控开关的第一端；
第二二极管，一端接入所述第一二极管与所述第一电阻之间，另一端接入所述第一可控开关的第三端。
本发明实施例提供的调光电路，第一可控开关将输入至信号处理单元的交流电信号转换为适用于控制器工作的低电平直流电信号，便于后续控制器基于转换后的第二电压信号进行调光控制信号的输出。
结合第一方面，在第一方面第三实施方式中，所述第一可控开关为第一三极管，所述第一端为所述第一三极管的发射极，所述第二端为所述第一三极管的集电极，所述第三端为所述第一三极管的基极。
结合第一方面第三实施方式，在第一方面第四实施方式中，所述第一三极管的基极通过第三电阻接地。
结合第一方面或上述第一方面任一实施方式，在第一方面第五实施方式中，还包括：
多个开关电路，每个所述开关电路的输入端接入电源，输出端接入所述信号处理单元的输入端；且所述开关电路与所述信号处理单元一一对应；其中，所述开关电路用于向所述信号处理单元提供所述待处理调光信号。
本发明实施例提供的调光电路，通过设置多个开关电路，可以能够实现对待调光终端的多路控制，即可以在不同地点实现待调光终端的调光控制。
结合第一方面第五实施方式，在第一方面第六实施方式中，所述开关电路包括：
开关，接入所述电源与第二可控开关的第四端之间；
第二可控开关，具有所述第四端、第五端以及第六端；其中，所述第五端通过上拉电阻接入直流电源，所述第六端接入所述信号处理单元的输入端。
结合第一方面第六实施方式，在第一方面第七实施方式中，所述第二可控开关为第二三极管，所述第四端为所述第二三极管的基极，所述第五端为所述第二三极管的集电极，所述第六端为所述第二三极管的发射极。
结合第一方面第五实施方式，在第一方面第八实施方式中，所述控制器中存储有多个预设调光控制信号，每个所述调光控制信号与所述第一端口一一对应；当所述控制器确定出所述第一端口输入的所述第二电压信号发生变化时，提取对应的所述调光控制信号输出至所述待调光终端。
本发明实施例提供的调光电路，通过各个信号处理单元将各个开关电路的输出信号转换成适于控制器工作的直流信号，控制器基于各个端口直流信号的变换，即可从预先存储的多个预设调光控制信号中提取出对应的调光控制信号输出至待调光终端，以实现对待调光终端的调光控制。
根据第二方面，本发明实施例还提供了一种照明装置，其特征在于，包括第一方面，或第一方面任一实施方式中所述的调光电路。
本发明实施例提供的照明装置，利用信号处理单元将待处理调光信号转换为适于控制器工作的第二电压信号，再利用控制器实现对待调光终端的调光控制；该电路在将高的强电信号转换为低的稳定的弱电信号之后，结合控制器实现调光控制，控制器仅处理弱电信号，保证了调光电路输出电压的可靠性，避免了该调光电路的输出电压对照明装置的危害，提高了照明装置的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的调光电路的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的信号处理单元的结构示意图；
图3是根据本发明实施例的开关电路的结构示意图；
图4是根据本发明实施例调光电路的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明实施例提供了一种调光电路，如图1所示，该电路包括：信号处理单元以及控制器。其中，待处理调光信号MltCon输入至信号处理单元中，经信号处理单元处理后转换为第二电压信号MltConIn；控制器根据第二电压信号的变化，提取对应的调光控制信号OUT输出至待调光终端，以实现对待调光终端的调光控制。
具体地，信号处理单元具有第一可控开关，该第一可控开关有第一端、第二端以及第三端。第一端接入待处理调光信号，即第一可控开关的第一端作为信号处理单元的输入端；第二端与控制器的第一端口连接，即第一可控开关的第二端作为信号处理单元的输出端；第三端接入第一电压信号。其中，该信号处理单元利用第一可控开关的导通与截止，将待处理调光信号转换为第二电压信号。
进一步地，第一可控开关的导通与截止的控制是利用待处理调光信号与第一电压信号实现的，例如，可以通过待处理调光信号与第一电压信号的电压大小关系，实现第一可控开关的导通与截止；也可以通过其他方式实现，只需保证第一可控开关的导通与截止是通过待处理调光信号与第一电压信号控制的即可。
此外，由于第一可控开关的导通与截止，会使得第二电压信号的变化，因此控制器通过第二电压信号的变化即可确定出此时待处理调光信号是否发生变化。控制器再根据第二电压信号的变化，提取出对应的调光控制信号输出至待调光终端。例如，控制器中预先存储有若干调光控制信号，控制器可以通过第二电压信号的大小变化，或频率变化，或是其他变化量，确定出此时待处理调光信号是否发生变化；控制器在确定出待处理调光信号发生变化时，再提取出对应的调光控制信号输出至待调光终端。
本实施例提供的调光电路，利用信号处理单元将待处理调光信号转换为适于控制器工作的第二电压信号，再利用控制器实现对待调光终端的调光控制；该电路在将高的强电信号转换为低的稳定的弱电信号之后，结合控制器实现调光控制，控制器仅处理弱电信号，保证了调光电路输出电压的可靠性，避免了该调光电路的输出电压对待调光终端的危害。
作为本实施例的一种可选实施方式，第一可控开关可以是三极管，也可以是其他电压控制型的晶体管等等，只需保证该第一可控开关能够将待处理调光信号转化为适于处理器工作的第二电压信号即可。
可选地，信号处理单元还可以根据实际情况，设置其他功能电路，例如，滤波、整流、分压等等。
进一步可选地，控制器可以是单片机、也可以是WIFI模块，或是其他控制器，只需保证该控制器能够根据第二电压信号的变化提取出对应的调光控制信号输出至待调光终端即可。
在本实施例的一些可选实施方式中，该调光电路还包括预处理电路以及分压电路。通过对第二电压信号进行预处理之后，再利用第一可控开关进行稳压或滤波，保证输入至第一可控开关中的信号的稳定性，为后续信号的可靠转换提供了基础。
其中，预处理电路接入第一可控开关的第二端，用于对第二电压信号进行稳压或滤波中的至少之一；第二电压信号经过预处理电路处理后，再输入至控制器的第一端口中。
此外，分压电路与预处理电路连接，用于对预处理电路输出的信号降压后输入至控制器的第一端口中。可选地，分压电路可以是多个电阻串并联的组合。
作为本实施例的一种可选实施方式，如图2所示，预处理电路用于对第一可控开关输出的第二电压信号进行稳压以及滤波。具体地，稳压以及滤波是通过并联的第三二极管D3以及第一电容C1实现的，第三二极管D3以及第一电容C1接入第一可控开关Q1的第二端与分压电路之间。
进一步可选地，分压电路通过电阻R2实现，电阻R2可以是一个电阻，也可以是图2中示出的两个电阻R21以及R22。其中，信号处理单元的输出端从分压电路的两个电阻中间引出。优选地，从分压电路的两个电阻中间引出的输出端经过电阻R4后再接入控制器的第一端口，该电阻R4用于起到限流作用，用于保护前端尖峰电压对控制器的第一端口的冲击。
此外，如图2所述，该信号处理单元还包括第一二极管D1、第一电阻R1以及第二二极管D2。
其中，第一二极管D1的阳极接入待处理调光信号，阴极通过第一电阻R1接入第一可控开关Q1的第一端。第一电阻R1一端与第一二极管D1连接，另一端接入第一可控开关的第一端，即第一电阻R1接入第一二极管D1的阴极与第一可控开关Q1的第一端之间。第二二极管D2用于对待处理调光信号进行稳压，其一端接入第一二极管D1与第一电阻R1之间，另一端接入第一可控开关Q1的第三端。
可选地，第一可控开关Q1为第一三极管，该第一可控开关Q1的第一端为第一三极管的发射极，第二端为第一三极管的集电极，第三端为第一三极管的基极。
信号处理单元带有高压接入保护功能，用于将输入的高压的待处理调光信号转换为适于控制器工作的低电压直流信号。该信号处理单元的工作原理如下，当待处理调光信号MltCon输入至信号处理单元的输入端时，经过第一二极管D1整流输出，第二二极管D2、第一三极管、第一电阻R1以及第三电阻R3组成了限压保护电路，将第一三极管发射极输出电压限制在允许范围内；第三二极管D3起到二级稳压保护作用，第一电容C1起到一定程度的滤波作用，滤除小的杂波信号，使得输出波形稳定；电阻R21、R22组成分压电路，将前端输出的高电压的弱电信号再分压成低电压，使得该低电压为控制器能够接受的电平范围内的弱电信号；第四电阻R4起到限流作用，用于保护前端尖峰电压对控制器第一端口的冲击。其中，待处理调光信号MltCon的电压不同时，第一三极管会存在导通与截止两种工作状态，从而输出的第二电压信号MliCon也会发生变化。后续控制器基于第二电压信号确定是否需要提取对应的调光控制信号输出至待调光终端。
在本发明的一些可选实施方式中，调光电路还包括有多个开关电路，该开关电路用于向信号处理单元提供待处理调光信号。每个开关电路的输入端接入电源，输出端接入信号处理单元的输入端；且开关电路与信号处理单元一一对应。例如，调光电路中设置有3个开关电路A，B，C，且每个开关电路连接至一个信号处理单元；当开关电路A接通时，待调光终端的亮度为D1；当开关电路B接通时，待调光终端的亮度为D2；当开关电路C接通时，待调光终端的亮度为D3。其中，每个开关电路都接入电源，各个信号处理单元的输出端接入控制器第一端口的不同引脚，控制器通过监控各个引脚的电信号是否发生变化，即可确定出当前接通的开关电路；在确定出当前接通的开关电路之后，控制器就可以提取出事先存储的开关电路对应的调光控制信号输出至待调光终端，以实现待调光终端的调光控制。
可选地，控制器中存储的开关电路对应的调光控制信号可以是恒定的电压值，也可以是按照预设规则变化的电压等等。
作为本实施例的一种可选实施方式，图3示出了2组开关电路的结构，以其中的一组为例进行详细描述如下：开关电路包括开关S1，以及第二可控开关Q2。其中，第二可控开关Q2具有第四端、第五端以及第六端，第五端通过上拉电阻R5接入直流电源DcN1；第六端输出待处理调光信号MltCon1接入信号处理单元的输入端。此外，开关S1接入电源AcN2与第二可控开关Q2的第四端之间。
通过设置多个开关电路，可以能够实现对待调光终端的多路控制，即可以在不同地点实现待调光终端的调光控制。其中，开关电路的具体设置数量可以根据实际情况进行具体设置，在此不做限定。
可选地，在开关S1与第二可控开关Q2之间连接有电阻R6，用于对输入的电源AcN2进行降压。
进一步可选地，第二可控开关Q2为第二三极管。其中，第二可控开关Q2的第四端为第二三极管的基极，第五端为第二三极管的集电极，第六端为第二三极管的发射极。
本发明实施例还提供了一种调光电路，如图4所示，该调光电路包括两组开关电路，每组开关电路对应于一个信号处理单元，以及一个控制器。其中，在控制器中存储有两组预设调光信号，该预设调光信号为按照预设规律变化的电压信号。例如，开关S1对应于预设调光信号1，开关S2对应于预设调光信号2。
具体工作时，例如，AcN2接入交流输入电源的N零线，当开关S1以及S2没有导通时，MltConIn1以及MltConIn2输出电压为0V。
当开关S1导通时，触发三极管Q2导通，从而DcN1串接电阻R5后输出至MltCon1端子，MltCon1端电压经过第一二极管D1整流输出，第二二极管D2、第一三极管、第一电阻R1以及第三电阻R3组成了限压保护电路，将第一三极管发射极输出电压限制在允许范围内；第三二极管D3起到二级稳压保护作用，第一电容C1起到一定程度的滤波作用，滤除小的杂波信号，使得输出波形稳定；电阻R21、R22组成分压电路，将前端输出的高电压的弱电信号再分压成低电压，使得该低电压为控制器能够接受的电平范围内的弱电信号；第四电阻R4起到限流作用，用于保护前端尖峰电压对控制器第一端口的冲击。
当开关S2导通时，触发三极管Q3导通，从而DcN2串接电阻R7后输出至MltCon2端子，MltCon2端电压经过第一二极管D1’整流输出，第二二极管D2’、第一三极管、第一电阻R1’以及第三电阻R3’组成了限压保护电路，将第一三极管发射极输出电压限制在允许范围内；第三二极管D3’起到二级稳压保护作用，第一电容C1’起到一定程度的滤波作用，滤除小的杂波信号，使得输出波形稳定；电阻R21’、R22’组成分压电路，将前端输出的高电压的弱电信号再分压成低电压，使得该低电压为控制器能够接受的电平范围内的弱电信号；第四电阻R4’起到限流作用，用于保护前端尖峰电压对控制器第一端口的冲击。
综上，当开关S1断开时，MltConIn1输出电压为0V；当开关S1导通时，MltConIn1输出低电平电压。当开关S2断开时，MltConIn2输出电压为0V；当开关S2导通时，MltConIn2输出低电平电压。因此，控制器通过第一端口的不同引脚处电压的变化，即可确定出具体是开关S1还是开关S2产生动作。控制器在确定出具体动作的开关之后，在调用对应的调光控制信号输出至待调光终端。
具体地，控制器中存储有多个预设调光控制信号，每个调光控制信号与第一端口一一对应(即，与开关电路中的开关一一对应)。当控制器确定出第一端口输入的第二电压信号发生变化时，提取对应的调光控制信号输出至待调光终端，以是待调光终端按照调光控制信号实现调光控制。
作为本实施例的一种可选实施方式，经过前端处理后的MltConIn信号输入到控制器的端口，控制器高度密集采集端口电压信号，端口的信号是近似波浪型的电平信号，控制器密集采集到不同时间点的电压值，然后计算出电压有效值，作为双控功能是否触发的判断依据。
本发明实施例还提供了一种照明装置，该照明装置包括图1至图4所示实施例中的调光电路。具体调光电路的结构细节请参照图1至图4的描述，在此不再赘述。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (5)
1.一种调光电路，其特征在于，包括：
多个信号处理单元，每个所述信号处理单元具有第一可控开关、预处理电路以及分压电路；所述第一可控开关的第一端接入待处理调光信号，第二端与控制器的第一端口连接，第三端接入第一电压信号；所述待处理调光信号与所述第一电压信号控制所述第一可控开关的导通与截止，将所述待处理调光信号转换为第二电压信号，从所述第二端输出至所述控制器的第一端口，各个所述信号处理单元的第二端接入所述控制器第一端口的不同引脚；所述第三端通过第三电阻接地；所述预处理电路接入所述第一可控开关的第二端，用于对所述第二电压信号进行稳压或滤波中的至少之一；所述分压电路与所述预处理电路连接；所述分压电路连接至所述控制器的第一端口；每个所述信号处理单元还包括：第一二极管，用于对所述待处理调光信号进行整流；第一电阻，一端与所述第一二极管连接，另一端接入所述第一可控开关的第一端；第二二极管，一端接入所述第一二极管与所述第一电阻之间，另一端接入所述第一可控开关的第三端；所述第一可控开关为第一三极管，所述第一端为所述第一三极管的发射极，所述第二端为所述第一三极管的集电极，所述第三端为所述第一三极管的基极；
多个开关电路，每个所述开关电路的输入端接入电源，输出端接入所述信号处理单元的输入端；且所述开关电路与所述信号处理单元一一对应；其中，所述开关电路用于向所述信号处理单元提供所述待处理调光信号；
所述控制器，根据所述第二电压信号的变化，提取对应的调光控制信号输出至待调光终端。
2.根据权利要求1所述的调光电路，其特征在于，所述开关电路包括：
开关，接入所述电源与第二可控开关的第四端之间；
第二可控开关，具有所述第四端、第五端以及第六端；其中，所述第五端通过上拉电阻接入直流电源，所述第六端接入所述信号处理单元的输入端。
3.根据权利要求2所述的调光电路，其特征在于，所述第二可控开关为第二三极管，所述第四端为所述第二三极管的基极，所述第五端为所述第二三极管的集电极，所述第六端为所述第二三极管的发射极。
4.根据权利要求1所述的调光电路，其特征在于，所述控制器中存储有多个预设调光控制信号，每个所述调光控制信号与所述第一端口一一对应；当所述控制器确定出所述第一端口输入的所述第二电压信号发生变化时，提取对应的所述调光控制信号输出至所述待调光终端。
5.一种照明装置，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的调光电路。
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Denomination of invention: Dimming circuit and lighting device Effective date of registration: 20231208 Granted publication date: 20210209 Pledgee: Bank of China Limited Yueqing Branch Pledgor: Wenzhou MTLC Electric Co.,Ltd. Registration number: Y2023980070087 |
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