CN111148313A - 一种交流电过零信号通路与供电通路分开的led系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种交流电过零信号通路与供电通路分开的LED系统，所述LED系统包括：若干个LED子系统、分开的供电通路和交流电过零信号通路，所述若干个LED子系统与所述供电通路和所述交流电过零信号通路电气连接；所述若干个LED子系统在上电初始化后，所述交流电过零信号通路开启并为所述若干个LED子系统提供交流电过零信号。本发明提供的LED系统不需要专门的信号传输通路，不需要专门的主控制器系统，就可以实现包含多个LED灯串按照设定模式工作的大型LED系统。
Description
技术领域
本发明涉及LED控制技术领域，具体涉及一种交流电过零信号通路与供电通路分开的LED系统。
背景技术
大型LED系统，目前控制技术包括DMX512系统以及基于归零码的控制系统。DMX512是一个数字调光协议，应用它能够对舞台、剧场、演播室等场所的调光器及其他的控制设备进行数字控制，适用于一点多点的主从式控制系统，其互连形式采用了多点总线结构，不存在信息通路阻塞问题，其连线简单，可靠性高。归零码是信号电平在一个码元之内都要恢复到零的编码方式，它包括曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码两种编码方式。它是一种二进制信息的编码，用极性不同的脉冲分别表示二进制的“1”和“0”，在脉冲结束之后要维持一段时间的零电平。能够自同步，但信息密度低。
如公开号为CN104754795A的中国专利文献公开了一种DMX512控制系统及地址分配方法，地址分配方法包括步骤：(a)主控制器广播地址分配初始化信息；(b)每个控制单元接收所述地址分配初始化信息后，清空所述每个控制单元的地址，并延时第一预定时间后，利用可控开关断开所述DMX512系统的信号线；(c)主控制器发送地址分配信息；(d)与所述主控制器相邻的控制单元接收所述地址分配信息；(e)所述相邻的控制单元根据所述地址分配信息，设定本控制单元的地址，生成一个新的地址分配信息、控制可控开关闭合使所述DMX512系统的信号线接通，并向下一个相邻的控制单元发送所述新的地址分配信息，所述DMX512系统的其它控制单元重复所述相邻控制单元的执行步骤，依次接收上一个相邻控制单元发送的地址分配信息并根据地址分配信息设定本控制单元的地址。如公开号为CN107231193A的中国专利文献公开了一种基于特殊星座点调制和反向归零编码的可见光通信调光方法。该调光方法主要由特殊星座点调制和反向归零编码以及脉冲成型三部分组成；特殊星座点调制格式为circular(7,1)调制，反向归零编码采用高电平取代传统归零码的低电平，即使当占空比较小时，也能保持LED处于点亮的状态，有效提升照明效率的同时避免了人眼所能感知的闪烁。同时，归零码会引起频谱展宽，不利于带宽有限的可见光通信的实现，因此采用脉冲成型进行滤波，以达到压缩频谱的目的。与传统调光方案相比，本发明具有更高的照明功效和更宽的调光范围，同时能保持较高的传输速率。
无论DMX512系统还是归零码控制系统，在灯具之间都需要通过信号线连接，通过主控制器发送各个灯具系统对应的控制信号，实现大型LED系统的控制。DMX512系统或者归零码控制系统，灯饰控制效果美观，但是工程施工复杂，控制系统成本高昂。
因此，提供一种结构简单和成本低廉的LED控制系统是目前本领域亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种交流电过零信号通路与供电通路分开的LED系统，该LED系统不需要专门的信号传输通路，不需要专门的主控制器系统，就可以实现包含多个LED灯串按照设定模式工作的大型LED系统。
本发明提供如下技术方案：
一种交流电过零信号通路与供电通路分开的LED系统，所述LED系统包括：
所述LED系统包括：
若干个LED子系统、分开的供电通路和交流电过零信号通路，所述若干个LED子系统与所述供电通路和所述交流电过零信号通路电气连接；
所述若干个LED子系统在上电初始化后，所述交流电过零信号通路开启并为所述若干个LED子系统提供交流电过零信号。
所述若干个LED子系统可由同一个供电电路供电，也可通过若干个供电电路分组供电。作为优选，所述LED子系统可由特定供电电路独立供电。
作为优选，所述LED系统包括过零开启可控开关，所述交流电过零信号通路的火线电气连接所述过零开启可控开关，所述过零开启可控开关在所述若干个LED子系统上电初始化后从断开到闭合，所述交流电过零信号通路开启并为所述若干个LED子系统提供交流电过零信号。
作为优选，所述交流电过零信号通路传输市电交流电。所述交流电过零信号通路也可以传输其他频率和电压幅度的交流电。
作为优选，所述LED子系统包括交流电过零检测电路、LED模式控制电路和LED灯串；所述交流电过零检测电路电气连接所述交流电过零信号通路；所述交流电过零检测电路检测所述交流电过零信号通路的交流电过零信号并输出交流电过零检测信号至所述LED模式控制电路；所述LED模式控制电路以所述交流电过零检测信号作为节拍控制信号，触发设置所述LED灯串模式。
作为优选，所述LED子系统包括一端与所述供电通路电气连接的交流转换直流模块，输出直流电源至交流电过零检测电路、LED模式控制电路和LED灯串。
所述交流电过零检测电路包括单向导电器件、第一分压电阻、第二分压电阻、光耦器件、限流电阻；
作为优选，所述单向导电器件的阳极电气连接所述交流电过零信号通路的火线，所述单向导电器件的阴极电气连接第一分压电阻的一端，第一分压电阻的另一端电气连接第二分压电阻的一端，第二分压电阻的另一端电气连接所述交流电过零信号通路的零线；所述第一分压电阻的另一端电气连接所述光耦器件中的发光二极管阳极，所述光耦器件中的发光二极管阴极电气连接所述交流电过零信号通路的零线；所述限流电阻的一端电气连接所述直流电源，另一端电气连接所述光耦器件的集电极，所述光耦器件的发射极电气连接地；所述光耦器件的集电极输出所述交流电过零检测信号。
作为优选，所述LED模式控制电路包括单片机和可控开关，所述单片机的一输入端电气连接所述光耦器件的集电极，所述单片机的一输出端电气连接所述可控开关的控制端；所述可控开关的输入端连接所述LED灯串的负极，所述可控开关的输出端电气连接地；所述单片机的供电端电气连接所述直流电源；所述单片机地连接地。
所述LED灯串可以是普通LED，也可以是包含多个发光二极管以及驱动控制芯片的模组。
作为优选，所述LED灯串包括若干个LED模组，所述LED模组包括LED驱动芯片，所述LED驱动芯片由边沿信号触发改变所述LED模组颜色模式。
作为优选，所述边沿信号包括上升沿信号和下降沿信号；所述可控开关从截止到导通，所述LED灯串的阳极与LED灯串的阴极从电势相等到电势不相等，所述LED灯串接收到所述上升沿信号；所述可控开关从导通到截止，所述LED灯串的阳极与所述LED灯串的阴极从电势不相等到电势相等，所述LED灯串接收到所述下降沿信号。
本发明提供的LED系统通过将交流电过零信号通路与供电电路分开电气连接至LED子系统，可以避免各个所述LED子系统在不同时刻开始检测所述交流电过零信号通路的交流电过零信号。本发明实现了在LED子系统上电初始化后，由所述交流电过零检测通路开启，所述若干个LED子系统的交流电过零检测电路在同一个时刻点开始接收到交流电过零信号，避免所述LED子系统因为供电电路本身的差异导致在不同时刻开始检测所述交流电过零信号通路的交流电过零信号。本发明实现了以所述交流电过零信号周期时间为时间单位，所述若干个LED子系统同时由所述交流电过零信号触发设置LED灯串模式。
与现有技术相比，本发明提供的LED系统不需要专门的信号传输通路，不需要专门的主控制器系统，就可以实现包含多个LED灯串按照设定模式工作的大型LED系统。并且整个LED系统的电路结构简单，工程施工方便，成本低廉。
附图说明
图1为实施例中的交流电过零信号通路与供电通路分开的LED系统；
图2为实施例中的交流电过零信号通路与供电通路分开的LED系统中的LED子系统；
图3为实施例中的LED模组。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明进一步详细描述。
如图1所示，本实施例提供的交流电过零信号通路与供电通路分开的LED系统1，包括：
第一LED子系统11、第二LED子系统12、第三LED子系统13和第四LED子系统14，交流电过零信号通路15，过零开启可控开关17，供电通路16。4个LED子系统11、12、13、14通过同一个供电通路16供电。
本实施例中，供电通路16连接220V的50Hz市电交流电，过零开启可控开关17输入端连接220V的50Hz市电交流电。第一LED子系统11、第二LED子系统12、第三LED子系统13、和第四LED子系统14先由供电通路16供电，使得4个LED子系统处于稳定状态。然后，过零开启可控开关17从断开到闭合，交流电过零信号通路15开启并为4个LED子系统11、12、13、14提供交流电过零信号。
本实施例中，如图2所示，第一LED子系统11、第二LED子系统12、第三LED子系统13、和第四LED子系统14采用相同的电路结构2，包括220V50Hz交流转换直流5V的模块21(交流转换直流模块)，交流电过零检测电路22，LED模式控制电路23和LED灯串24。本实施例中，220V50Hz交流转换直流5V的模块21输入端连接供电通路16，交流电过零检测电路22的输入端连接交流电过零信号通路15。220V50Hz交流转换直流5V的模块21采用市场上常规的AC-DC开关电源。当交流电过零信号通路15开启，4个LED子系统的交流电过零检测电路22在同一个时刻点开始接收到220V的50Hz市电交流电的交流电过零信号。
在其他实施例中，各个LED子系统也可以采用不同电路结构。
如图2所示，本实施例中，交流电过零检测电路22包括单向导电器件221、第一分压电阻222、第二分压电阻223、光耦器件224、限流电阻225；
单向导电器件221为整流二极管1N4007，单向导电器件221的阳极连接交流电过零信号通路15的火线，单向导电器件221的阴极连接第一分压电阻222的一端，第一分压电阻222的另一端连接第二分压电阻223的一端，第二分压电阻223的另一端连接交流电过零信号通路15的零线；第一分压电阻222的另一端连接光耦器件224中发光二极管阳极，光耦器件224中发光二极管阴极连接交流电过零信号通路15的零线；限流电阻225的一端连接220V50Hz交流转换直流5V的模块21的正极，另一端电气连接光耦器件224的集电极，光耦器件224的发射极电气连接地；光耦器件224的集电极输出交流电过零检测信号，连接到LED模式控制电路23。第一分压电阻222采用10K欧姆阻值，第二分压电阻223采取10K欧姆阻值，光耦器件224采用817光耦，限流电阻225采用1K欧姆阻值。
如图2所示，本实施例中，LED模式控制电路23包括单片机231和一个N沟道MOSFET232，单片机231的供电端(编号为1的引脚)连接220V50Hz交流转换直流5V的模块21的正极，单片机231的地(编号为8的引脚)接地，单片机231的输入端(编号为2的引脚)连接交流电过零检测电路22的输出(光耦器件224的集电极输出)。单片机的输出端(编号为6的引脚)连接N沟道MOSFET 232的栅极，N沟道MOSFET 232的漏极连接LED灯串24的负极，N沟道MOSFET232的源极连接地。
如图2所示，本实施例中，LED灯串24包含4个LED模组，分别是第一LED模组241、第二LED模组242、第三LED模组243和第四LED模组244。第一LED模组241、第二LED模组242、第三LED模组243和第四LED模组244采用相同的LED模组电路结构3。如图3所示，LED模组电路结构3包括LED驱动芯片31，红光二极管32，绿光二极管33，蓝光二极管34。
在本实施例中，首先第一LED子系统11、第二LED子系统12、第三LED子系统13和第四LED子系统14通过供电通路16供电，实现上电初始化；然后，过零开启可控开关17闭合，交流电过零信号通路15为第一LED子系统11、第二LED子系统12、第三LED子系统13和第四LED子系统14提供交流电过零信号；交流电过零检测电路22检测到交流电过零信号通路15的交流电过零信号并输出交流电过零检测信号至LED模式控制电路23；各LED子系统的LED模式控制电路以交流电过零检测信号作为节拍控制信号，触发设置各个LED子系统的LED灯串模式。
Claims (8)
1.一种交流电过零信号通路与供电通路分开的LED系统，其特征在于，所述LED系统包括：
若干个LED子系统、供电通路和交流电过零信号通路，所述若干个LED子系统与所述供电通路和所述交流电过零信号通路电气连接；
所述若干个LED子系统在上电初始化后，所述交流电过零信号通路开启并为所述若干个LED子系统提供交流电过零信号。
2.如权利要求1所述的交流电过零信号通路与供电通路分开的LED系统，其特征在于，所述LED系统包括过零开启可控开关，所述交流电过零信号通路的火线电气连接所述过零开启可控开关，所述过零开启可控开关在所述若干个LED子系统上电初始化后从断开到闭合，所述交流电过零信号通路开启并为所述若干个LED子系统提供交流电过零信号。
3.如权利要求2所述的交流电过零信号通路与供电通路分开的LED系统，其特征在于，所述LED子系统包括交流电过零检测电路、LED模式控制电路和LED灯串；所述交流电过零检测电路电气连接所述交流电过零信号通路；所述交流电过零检测电路检测所述交流电过零信号通路的交流电过零信号并输出交流电过零检测信号至所述LED模式控制电路；所述LED模式控制电路以所述交流电过零检测信号作为节拍控制信号，触发设置所述LED灯串模式。
4.如权利要求3所述的交流电过零信号通路与供电通路分开的LED系统，其特征在于，所述LED子系统包括一端与所述供电通路电气连接的交流转换直流模块，输出直流电源至交流电过零检测电路、LED模式控制电路和LED灯串。
5.如权利要求4所述的交流电过零信号通路与供电通路分开的LED系统，其特征在于，
所述交流电过零检测电路包括单向导电器件、第一分压电阻、第二分压电阻、光耦器件、限流电阻；
所述单向导电器件的阳极电气连接所述交流电过零信号通路的火线，所述单向导电器件的阴极电气连接第一分压电阻的一端，第一分压电阻的另一端电气连接第二分压电阻的一端，第二分压电阻的另一端电气连接所述交流电过零信号通路的零线；所述第一分压电阻的另一端电气连接所述光耦器件中的发光二极管阳极，所述光耦器件中的发光二极管阴极电气连接所述交流电过零信号通路的零线；所述限流电阻的一端电气连接所述直流电源，另一端电气连接所述光耦器件的集电极，所述光耦器件的发射极电气连接地；所述光耦器件的集电极输出所述交流电过零检测信号。
6.如权利要求5所述的交流电过零信号通路与供电通路分开的LED系统，其特征在于，
所述LED模式控制电路包括单片机和可控开关，所述单片机的一输入端电气连接所述光耦器件的集电极，所述单片机的一输出端电气连接所述可控开关的控制端；所述可控开关的输入端连接所述LED灯串的负极，所述可控开关的输出端电气连接地；所述单片机的供电端电气连接所述直流电源；所述单片机地连接地。
7.如权利要求6所述的交流电过零信号通路与供电通路分开的LED系统，其特征在于，所述LED灯串包括若干个LED模组，所述LED模组包括LED驱动芯片，所述LED驱动芯片由边沿信号触发改变所述LED模组颜色模式。
8.如权利要求7所述的交流电过零信号通路与供电通路分开的LED系统，其特征在于，所述边沿信号包括上升沿信号和下降沿信号；
所述可控开关从截止到导通，所述LED灯串的阳极与LED灯串的阴极从电势相等到电势不相等，所述LED灯串接收到所述上升沿信号；所述可控开关从导通到截止，所述LED灯串的阳极与所述LED灯串的阴极从电势不相等到电势相等，所述LED灯串接收到所述下降沿信号。
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