CN110087370A - 一种采用电压编码传输控制指令的切相调光设备组合电路 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及采用电压编码传输控制指令的切相调光设备组合电路，其包含一个主设备电路和自由搭配数量的从设备电路。主设备电路包含电压编码检测电路、主输入保护电路、主供电及同步电路、切相及保护电路、主控制电路和主输入器件；从设备电路包含从输入保护电路、电压编码电路、从供电及同步电路、从控制电路和从输入部件。所有从设备电路与主设备电路之间通过单一总线连接，通过电压编码进行指令传输。从设备电路只向主设备电路发送控制指令，并不直接控制光源负载；主设备电路根据从设备电路发出的控制指令和自身主输入器件输入的控制指令，对光源负载进行切相调光控制。

Description

一种采用电压编码传输控制指令的切相调光设备组合电路
技术领域
本发明涉及一种照明电路领域，特别是关于一种采用电压编码传输控制指令的切相调光设备组合电路。
背景技术
在现有应用环境中，对光源进行双开关控制或多开关控制的机械开关，已慢慢被应用更为广泛方便的电子开关所代替，但已公开的可兼容或替换双控或多控机械开关的电子开关，如专利CN104812128A公开的能兼容双控或多控机械开关布线的电子开关，其只能对光源负载进行开关控制，并不能对光源负载进行调光控制，应用面受限制；对于现有的单火线切相调光器，其只能单个独立使用，不能用两个或多个单火线切相调光器来替换双控或多控的机械开关或电子开关实现两点或多点调光控制。
发明内容
针对这种状态，本发明提出了一种采用电压编码传输控制指令的切相调光设备组合电路，其包含一个主设备电路和自由搭配数量的从设备电路。主设备电路包含电压编码检测电路、主输入保护电路、主供电及同步电路、切相及保护电路、主控制电路和主输入器件；从设备电路包含从输入保护电路、电压编码电路、从供电及同步电路、从控制电路和从输入部件。所有从设备电路与主设备电路之间通过单一总线连接，通过电压编码进行指令传输。从设备电路只向主设备电路发送控制指令，并不直接控制光源负载；主设备电路根据从设备电路发出的控制指令和自身主输入器件输入的控制指令，对光源负载进行切相调光控制。可以简单地实现多地点对同一光源进行调光控制，对原有由双开关或多开关进行异地控制开关的光源可以轻松地改造成多点控制调光的光源，而无需对原有线路布局做任何改动。
附图说明
图1是本发明的主设备电路和从设备电路联机组合原理框图。
图2是本发明的主设备电路原理框图。
图3是本发明的从设备电路原理框图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种采用电压编码传输控制指令的切相调光设备组合电路，其包含一个主设备电路和自由搭配数量的从设备电路。所有从设备电路与主设备电路之间通过单一总线(S)连接，主设备电路和从设备电路通过检测设置好的市电火线(L)电压值作为同步信号来传输指令；依据同步信号，从设备电路根据要输出的控制指令控制市电火线(L)与单一总线(S)之间的电压，产生对应的电压编码信号，主设备电路通过检测市电火线(L)与单一总线(S)之间的电压编码信号，并进行解码得到对应的控制指令；从设备电路只向主设备电路发送控制指令，并不直接控制光源负载；主设备电路根据从设备电路发出的控制指令和自身主输入器件输入的控制指令，对光源负载进行调光控制。
如图2所示，主设备电路包含电压编码检测电路1、主输入保护电路2、主供电及同步电路3、切相及保护电路4、主控制电路5和主输入器件6。
电压编码检测电路1包含电压检测和整形电路，其检测市电火线(L)与单一总线(S)之间的电压编码信号并整形，并将整形后的电压编码信号送到主控制电路5进行解码。电压编码检测电路1的电源端11连接到主供电及同步电路3的低电压电源输出端34；其检测信号输入端13连接到主输入保护电路2的输出端23；其电压编码信号输出端12连接主控制电路5的电压编码信号输入端54；其公共端COM连接到单一总线(S)端。
主输入保护电路2包含浪涌保护器件和温度保险器件，使主设备免受高压脉冲的冲击，同时实现主设备的过温保护。主输入保护电路2的一个输入端22连接到市电火线(L)，另一个输入端21连接到主输出(O)；其通过电路内部温度保护器件连接到输入端22的输出端23分别连接到电压编码检测电路1的检测信号输入端13、主供电及同步电路3的一个输入端33和切相及保护电路4的一个输入端42；其另一个输出端24分别连接到主供电及同步电路3的另一个输入端32和切相及保护电路的另一个输入端41。
主供电及同步电路3采用线性降压自动限充的方式为电压编码检测电路1、切相及保护电路4、主控制电路5和主输入器件6提供所需的工作电源，并在产生稳压基准的基础上设置产生电压同步信号，提供给主控制电路5进行解码同步和切相调光操作同步。主供电及同步电路3在上电时，使用小的充电电流为储电电容进行充电，使得当储电电容充当到一定电量时，输出电源电压达到主控制电路5的工作启动电压，然后根据主控制电路5输出的取消限制充电控制信号，将对储电电容的充电电流设置为正常工作值，以满足主设备正常工作所需的电能量，保证整个主设备的正常工作，为此避免上电时过大的储电电容充电电流对光源负载产生冲击，令其启动出现闪一下的现象。主供电及同步电路3的一个输入端33连接到主输入保护电路2的输出端23，另一个输入端32连接到主输入保护电路2的输出端24；其高电压电源输出端31连接到切相及保护电路4的切相驱动电源端43；其低电压电源输出端34连接到电压编码检测电路1的电源端11、主控制电路5的电源端57和主输入器件6的电源端62；其电压同步信号输出端35连接到主控制电路5的电压同步信号输入端56；其储电电容充电控制输入端36连接到主控制电路5的储电电容充电控制输出端55；其公共端COM连接到单一总线(S)端。
切相及保护电路4采用场效应管作为切相执行器件，设置有短路自锁存电路和电流检测电路。切相及保护电路4根据主控制电路5输出的切相控制信号控制切相执行器件执行开关操作，使供应给光源负载的电压产生变化，实现对光源负载的调光控制。当切相输出电流达到设置的短路电流阀值时，短路自锁存电路瞬间关闭切相执行器件并自锁存，同时将短路信号送到主控制电路5。短路自锁存电路只有在断电或主控制电路5关闭其电源供给端时才能解锁。电流检测电路将检测到的电流信号传送到主控制电路5进行过载保护判断。切相及保护电路4的一个输入端41连接到主输入保护电路2的一个输出端24，另一个输入端42连接到主输入保护电路2的另一输出端23；其切相驱动电源端43连接到主供电及同步电路3的高电压电源输出端31；其短路自锁电路电源端44连接到主控制电路5的短路自锁电路电源控制端53；其短路信号输出端45连接到主控制电路5的短路信号检测端52；其电流检测电路输出端46连接到主控制电路5的电流检测输入端51；其切相信号输入端47连接到主控制电路5的切相信号输出端59；其公共端COM连接到单一总线(S)端。
主控制电路5由低功耗的单片机芯片担任处理器件，单片机内置PWM、ADC和EEPROM单元。主控制电路5在供电电压达到其启动值后，会采用低功耗启动方式，以保证在主供电及同步电路3以低电流对储电电容充电状态下能可靠启动，在启动后通过储电电容充电控制输出端55将主供电及同步电路3的储电电容的充电电流设置为正常工作值，保证整个主设备正常工作。主控制电路5根据电压同步信号输入端56的同步信号，读取电压编码信号输入端54的电压编码信号，解码成有效的控制指令并执行，同时根据主输入器件信号输入端58的输入信号执行相应的主输入器件6发出的控制指令。主控制电路5根据电压同步信号输入端56的同步信号通过切相信号输出端59输出切相控制信号，实现对光源负载的控制。主控制电路5通过检测短路信号检测端52的信号判断是否产生短路，并根据相关的指令执行是否通过短路自锁电路电源控制端53来解除切相及保护电路(4)的短路自锁保护状态。主控制电路5读取电流检测输入端51的电流信号，判读是否出现过载，并执行对应操作。主控制电路5的电流检测输入端51连接到切相及保护电路4的电流检测电路输出端46；其短路信号检测端52连接到切相及保护电路4的短路信号输出端45；其短路自锁电路电源控制端53连接到切相及保护电路4的短路自锁电路电源端44；其电压编码信号输入端54连接到电压编码检测电路1的电压编码信号输出端12；其储电电容充电控制输出端55连接到主供电及同步电路3的储电电容充电控制输入端36；其电压同步信号输入端56连接到主供电及同步电路3的电压同步信号输出端35；其电源端57连接到主供电及同步电路3的低电压电源输出端34；其主输入器件信号输入端58连接到主输入器件6的主输入器件信号输出端61；其切相信号输出端59连接到切相及保护电路4的切相信号输入端47；其公共端COM连接到单一总线(S)端。
主输入器件6采用带按压开关的旋转编码器，能产生按键信号、顺时针旋转编码信号和逆时针旋转编码信号。主输入器件6的主输入器件信号输出端61连接到主控制电路5的主输入器件信号输入端58；其电源端62连接到主供电及同步电路3的低电压电源输出端34；主控制电路5的公共端COM连接到单一总线(S)端。
如图3所示，从设备电路包含从输入保护电路7、电压编码电路8、从供电及同步电路9、从控制电路10和从输入部件11。
从输入保护电路7包含浪涌保护器件和温度保险器件，使从设备免受高压脉冲的冲击，同时实现从设备的过温保护。从输入保护电路7的输入端71连接到市电火线L；其输出端72分别连接到从供电及同步电路9的输入端91和电压编码电路8的电压输入端82；其公共端COM连接到单一总线(S)端。
电压编码电路8采用场效应管作为电压编码执行器件，通过来自编码控制信号输入端83的编码控制信号控制市电火线(L)与单一总线(S)之间的电压形成控制指令电压编码信号。电压编码电路8的电源端81连接到从供电及同步电路9的高压电源输出端92；其电压输入端82连接到从输入保护电路7的输出端72；其编码控制信号输入端83连接到从控制电路10的编码控制信号输出端103；其公共端COM连接到单一总线(S)端。
从供电及同步电路9采用线性降压限充的方式为电压编码电路8、从控制电路10和从输入器件11组成提供所需的工作电源，并在产生稳压基准的基础上设置产生电压同步信号，提供给从控制电路10进行编码同步。从供电及同步电路9的输入端91连接到从输入保护电路7的输出端72；其高压电源输出端92连接到电压编码电路8的电源端81；其低压电源输出端93分别连接到从控制电路10的电源端102和从输入器件11的电源端112；其电压同步信号输出端94连接到从控制电路10的电压同步信号输入端101；其公共端COM连接到单一总线(S)端。
从控制电路10由低功耗的单片机芯片担任处理器件，单片机内置PWM、ADC和EEPROM单元。从控制电路10通过从输入器件信号输入端104接收从输入器件11的输出信号，再结合电压同步信号输入端101的同步信号通过编码控制信号输出端103输出编码控制信号给电压编码电路8以输出控制指令电压编码信号。从控制电路10的电压同步信号输入端101连接到从供电及同步电路9的电压同步信号输出端94；其电源端102连接到从供电及同步电路9的低压电源输出端93；其编码控制信号输出端103连接到电压编码电路8的编码控制信号输入端83；其从输入器件信号输入端104连接到从输入器件(11)的从输入器件信号输出端111；其公共端COM连接到单一总线(S)端。
从输入器件11采用带按压开关的旋转编码器，能产生按键信号、顺时针旋转编码信号和逆时针旋转编码信号。从输入器件11的从输入器件信号输出端111连接到从控制电路10的从输入器件信号输入端104；其电源端112连接到从供电及同步电路9的低压电源输出端93；其公共端COM连接到单一总线(S)端。
上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (12)

1.一种采用电压编码传输控制指令的切相调光设备组合电路，其特征在于：包含一个主设备电路和自由搭配数量的从设备电路；
所述主设备电路包含：电压编码检测电路(1)、主输入保护电路(2)、主供电及同步电路(3)、切相及保护电路(4)、主控制电路(5)和主输入器件(6)；
所述从设备电路包含：从输入保护电路(7)、电压编码电路(8)、从供电及同步电路(9)、从控制电路(10)和从输入部件(11)；
所有所述从设备电路与所述主设备电路之间通过单一总线(S)连接，所述主设备电路和所述从设备电路通过检测设置好的市电火线(L)电压值作为同步信号来传输指令；
依据所述同步信号，所述从设备电路根据要输出的控制指令控制所述市电火线(L)与所述单一总线(S)之间的电压，产生对应的电压编码信号；
所述主设备电路检测所述市电火线(L)与所述单一总线(S)之间的所述电压编码信号并进行解码得到对应的控制指令；
所述从设备电路只向所述主设备电路发送所述控制指令，并不直接控制光源负载；
所述主设备电路根据所述从设备电路发出的控制指令和自身主输入器件(6)输入的控制指令，对所述光源负载进行调光控制。
2.根据权利要求1所述的切相调光设备组合电路，其特征在于：
所述电压编码检测电路(1)包含电压检测和整形电路，所述电压检测和整形电路检测所述市电火线(L)与所述单一总线(S)之间的所述电压编码信号并整形，并将整形后的电压编码信号送到所述主控制电路(5)进行解码；
所述电压编码检测电路(1)的电源端(11)连接到所述主供电及同步电路(3)的低电压电源输出端(34)；其检测信号输入端(13)连接到所述主输入保护电路(2)的输出端(23)；其电压编码信号输出端(12)连接到主控制电路(5)的电压编码信号输入端(54)；其公共端COM连接到单一总线(S)端。
3.根据权利要求1所述的切相调光设备组合电路，其特征在于：
所述主输入保护电路(2)包括浪涌保护器件和温度保险器件，使主设备免受高压脉冲的冲击，同时实现主设备的过温保护；
所述主输入保护电路(2)的一个输入端(22)连接到市电火线(L)，另一个输入端(21)连接到主输出(O)；其通过电路内部温度保护器件连接到所述输入端(22)的输出端(23)分别连接到所述电压编码检测电路(1)的检测信号输入端(13)、所述主供电及同步电路(3)的一个输入端(33)和所述切相及保护电路(4)的一个输入端(42)；其另一个输出端(24)分别连接到所述主供电及同步电路(3)的另一个输入端(32)和所述切相及保护电路(4)的另一个输入端(41)。
4.根据权利要求1所述的切相调光设备组合电路，其特征在于：
所述主供电及同步电路(3)采用线性降压自动限充的方式为所述电压编码检测电路(1)、所述切相及保护电路(4)、所述主控制电路(5)和所述主输入器件(6)提供所需的工作电源，并在产生稳压基准的基础上设置产生电压同步信号以提供给所述主控制电路(5)进行解码同步和切相调光操作同步；
所述主供电及同步电路(3)在上电时，使用小的充电电流为储电电容进行充电，使得当所述储电电容充当到一定电量时，输出电源电压达到所述主控制电路(5)的工作启动电压，然后根据所述主控制电路(5)输出的取消限制充电控制信号，将对所述储电电容的充电电流设置为正常工作值，以满足主设备正常工作所需的电能量，保证整个主设备的正常工作，为此避免上电时过大的储电电容充电电流对光源负载产生冲击，令其启动出现闪一下的现象；
所述主供电及同步电路(3)的一个输入端(33)连接到所述主输入保护电路(2)的输出端(23)，另一个输入端32连接到主输入保护电路(2)的输出端(24)；其高电压电源输出端(31)连接到所述切相及保护电路(4)的切相驱动电源端(43)；其低电压电源输出端(34)连接到所述电压编码检测电路(1)的电源端(11)、所述主控制电路(5)的电源端(57)和所述主输入器件(6)的电源端(62)；其电压同步信号输出端(35)连接到所述主控制电路(5)的电压同步信号输入端(56)；其储电电容充电控制输入端(36)连接到所述主控制电路(5)的储电电容充电控制输出端(55)；其公共端COM连接到单一总线(S)端。
5.根据权利要求1所述的切相调光设备组合电路，其特征在于：
所述切相及保护电路(4)采用场效应管作为切相执行器件，设置有短路自锁存电路和电流检测电路；
所述切相及保护电路(4)根据所述主控制电路(5)输出的切相控制信号控制所述切相执行器件执行开关操作，使供应给所述光源负载的电压产生变化，实现对所述光源负载的调光控制；
当切相输出电流达到设置的短路电流阀值时，所述短路自锁存电路瞬间关闭所述切相执行器件并自锁存，同时将短路信号送到所述主控制电路(5)；所述短路自锁存电路只有在断电或所述主控制电路(5)关闭其电源供给端时才能解锁；所述电流检测电路将检测到的电流信号传送到所述主控制电路(5)进行过载保护判断；
所述切相及保护电路(4)的一个输入端(41)连接到所述主输入保护电路(2)的一个输出端(24)，另一个输入端(42)连接到所述主输入保护电路(2)的另一输出端(23)；其切相驱动电源端(43)连接到所述主供电及同步电路(3)的高电压电源输出端(31)；其短路自锁电路电源端(44)连接到所述主控制电路(5)的短路自锁电路电源控制端(53)；其短路信号输出端(45)连接到所述主控制电路(5)的短路信号检测端(52)；其电流检测电路输出端(46)连接到所述主控制电路(5)的电流检测输入端(51)；其切相信号输入端(47)连接到所述主控制电路(5)的切相信号输出端(59)；其公共端COM连接到单一总线(S)端。
6.根据权利要求1所述的切相调光设备组合电路，其特征在于：
所述主控制电路(5)由低功耗的单片机芯片担任处理器件，单片机内置PWM、ADC和EEPROM单元；
所述主控制电路(5)在供电电压达到其启动值后，会采用低功耗启动方式，以保证在所述主供电及同步电路(3)以低电流对储电电容充电状态下能可靠启动，在启动后通过储电电容充电控制输出端(55)将所述主供电及同步电路(3)的储电电容的充电电流设置为正常工作值，保证整个主设备正常工作；
所述主控制电路(5)根据电压同步信号输入端(56)的同步信号，读取电压编码信号输入端(54)的电压编码信号，解码成有效的控制指令并执行，同时根据主输入器件信号输入端(58)的输入信号执行相应的主输入器件(6)发出的控制指令；
所述主控制电路(5)根据电压同步信号输入端(56)的同步信号通过切相信号输出端(59)输出切相控制信号，实现对所述光源负载的控制；
所述主控制电路(5)通过检测短路信号检测端(52)的信号判断是否产生短路，并根据相关的指令执行是否通过短路自锁电路电源控制端(53)来解除所述切相及保护电路(4)的短路自锁保护状态；
所述主控制电路(5)读取电流检测输入端(51)的电流信号，判读是否出现过载，并执行对应操作；
所述主控制电路(5)的电流检测输入端(51)连接到所述切相及保护电路(4)的电流检测电路输出端(46)；其短路信号检测端(52)连接到所述切相及保护电路(4)的短路信号输出端(45)；其短路自锁电路电源控制端(53)连接到所述切相及保护电路(4)的短路自锁电路电源端(44)；其电压编码信号输入端(54)连接到所述电压编码检测电路(1)的电压编码信号输出端(12)；其储电电容充电控制输出端(55)连接到所述主供电及同步电路(3)的储电电容充电控制输入端(36)；其电压同步信号输入端(56)连接到所述主供电及同步电路(3)的电压同步信号输出端(35)；其电源端(57)连接到所述主供电及同步电路(3)的低电压电源输出端(34)；其主输入器件信号输入端(58)连接到所述主输入器件(6)的主输入器件信号输出端(61)；其切相信号输出端(59)连接到所述切相及保护电路(4)的切相信号输入端(47)；其公共端COM连接到单一总线(S)端。
7.根据权利要求1所述的切相调光设备组合电路，其特征在于：
所述主输入器件(6)采用带按压开关的旋转编码器，以产生按键信号、顺时针旋转编码信号和逆时针旋转编码信号；
所述主输入器件(6)的主输入器件信号输出端(61)连接到所述主控制电路(5)的主输入器件信号输入端(58)；其电源端(62)连接到所述主供电及同步电路(3)的低电压电源输出端(34)；其公共端COM连接到单一总线(S)端。
8.根据权利要求1所述的采用电压编码传输控制指令的调光设备组合电路，其特征在于：
所述从输入保护电路(7)包含浪涌保护器件和温度保险器件，使从设备免受高压脉冲的冲击，同时实现从设备的过温保护；
所述从输入保护电路(7)的输入端(71)连接到市电火线(L)；其输出端(72)分别连接到所述从供电及同步电路(9)的输入端(91)和所述电压编码电路(8)的电压输入端(82)；其公共端COM连接到单一总线(S)端。
9.根据权利要求1所述的切相调光设备组合电路，其特征在于：
所述电压编码电路(8)采用场效应管作为电压编码执行器件，通过来自编码控制信号输入端(83)的编码控制信号控制所述市电火线(L)与所述单一总线(S)之间的电压以形成控制指令电压编码信号；
所述电压编码电路(8)的电源端(81)连接到所述从供电及同步电路(9)的高压电源输出端(92)；其电压输入端(82)连接到所述从输入保护电路(7)的输出端(72)；其编码控制信号输入端(83)连接到所述从控制电路(10)的编码控制信号输出端(103)；其公共端COM连接到单一总线(S)端。
10.根据权利要求1所述的切相调光设备组合电路，其特征在于：
所述从供电及同步电路(9)采用线性降压限充的方式为所述电压编码电路(8)、所述从控制电路(10)和所述从输入器件(11)提供所需的工作电源，并在产生稳压基准的基础上设置产生电压同步信号，提供给所述从控制电路(10)进行编码同步；
所述从供电及同步电路(9)的输入端(91)连接到所述从输入保护电路(7)的输出端(72)；其高压电源输出端(92)连接到所述电压编码电路(8)的电源端(81)；其低压电源输出端(93)分别连接到所述从控制电路(10)的电源端(102)和所述从输入器件(11)的电源端(112)；其电压同步信号输出端(94)连接到所述从控制电路(10)的电压同步信号输入端(101)；其公共端COM连接到单一总线(S)端。
11.根据权利要求1所述的切相调光设备组合电路，其特征在于：
所述从控制电路(10)由低功耗的单片机芯片担任处理器件，单片机内置PWM、ADC和EEPROM单元。
所述从控制电路(10)通过从输入器件信号输入端(104)接收所述从输入器件(11)的输出信号，再结合电压同步信号输入端(101)的同步信号通过编码控制信号输出端(103)输出编码控制信号给所述电压编码电路(8)以输出控制指令电压编码信号；
所述从控制电路(10)的电压同步信号输入端(101)连接到所述从供电及同步电路(9)的电压同步信号输出端(94)；其电源端(102)连接到所述从供电及同步电路(9)的低压电源输出端(93)；其编码控制信号输出端(103)连接到所述电压编码电路(8)的编码控制信号输入端(83)；其从输入器件信号输入端(104)连接到所述从输入器件(11)的从输入器件信号输出端(111)；其公共端COM连接到单一总线(S)端。
12.根据权利要求1所述的切相调光设备组合电路，其特征在于：
所述从输入器件(11)采用带按压开关的旋转编码器，以产生按键信号、顺时针旋转编码信号和逆时针旋转编码信号；
所述从输入器件(11)的从输入器件信号输出端(111)连接到所述从控制电路(10)的从输入器件信号输入端(104)；其电源端(112)连接到所述从供电及同步电路(9)的低压电源输出端(93)；其公共端COM连接到单一总线(S)端。
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