CN112234832B - 一种可用供电脉冲控制的物联网电源 - Google Patents

一种可用供电脉冲控制的物联网电源 Download PDF

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Abstract

本发明涉及LED灯具恒压恒流电源领域，特别是内置物联网无线控制模块的LED调光电源。包括开关电源电路，另内置有检测采样模块，光电隔离模块，开关控制模块，采样模块检测到外部交流电断电的次数，频率，通过光电隔离后，快速控制物联网无线控制模块的DC电源断电，将供电脉冲信号传递给物联网无线控制模块，从而使该模块进入到不同状态，解决了开关电源内部电容长时间放电造成无线模块无法检测断电状态的问题，并且本发明通过光电隔离模块前端的电容器容量大小来调节断电延迟时间，可以满足WiFi，蓝牙等不同厂家的物联网模块的断电时间控制要求。

Description

一种可用供电脉冲控制的物联网电源
技术领域
本发明涉及LED灯具恒压恒流电源领域，特别是内置无线物联网模块的智能LED调光电源。
背景技术
现有物联网技术的发展，越来越多的厂家，提供内置无线物联网模块的LED智能电源，通过开关电源内置物联网无线控制模块，来实现LED灯具的调光，调色，以及定时等等智能照明的功能。这种物联网电源无需布设控制线，可以通过APP在云端组网，利用蓝牙或者WIFI来实现智能分组设置，调光控制等功能，非常简便。
但是这类智能电源，通常在配对设置时，要求利用交流电源通断信号传递给内置的物联网模块，物联网无线控制模块感知断电的次数，频率，来进入到智能电源不同状态，例如，短时间，断电再上电，物联网模块切换LED灯具的色温，短时间，连续断电上电3次，物联网无线智能模块自动进入配对状态。
由于现有的开关电源，内部都有较大的滤波电容，来实现电源平滑输出，所以会造成外部电源断电后，电容会持续给物联网无线控制模块直流稳压电路放电，造成物联网无线控制模块维持有电，从而无法检测到外部电源快速多次通断的信号，无法完成通过供电脉冲信号来控制智能电源状态变化。
发明内容
本发明的目的是提供一种可用供电脉冲控制的物联网电源。
一种可用供电脉冲控制的物联网电源，包括开关电源的整流电路、滤波电路、功率变换电路、输出整形滤波电路、取样稳压控制电路，给无线控制模块供电的直流稳压电路和无线控制模块组成，所述的可用供电脉冲控制的物联网电源还包括，
检测采样模块，两个采样脚分别与交流供电端火线和零线相连接，用于检测交流供电电路是否有电，检测采样模块输出端与光电隔离模块输入端相连接，将检测信号传递给光电隔离模块；
光电隔离模块输出端与开关控制模块输入管脚相连接，用于将交流供电电路状态信号，经光电隔离后传递到开关控制模块；
开关控制模块连接到给无线控制模块供电用的直流稳压电路供电输入端，在交流供电电路断电后，在小于T1时间内，开关控制模块快速关断直流稳压电路，从而切断无线控制模块的供电。
由于采用独立的供电控制电路，不受原有开关电源内部大的滤波电容器的放电时间长的影响，可以快速将无线控制模块断电，从而将电源通电断电状态传递到无线控制模块中，无线模块内置的程序根据电源开关信号来控制输出变化，从而实现了通过供电脉冲信号来控制电源状态变化。
一个实施例的检测采样模块为一个整流全桥，整流全桥直流输出端连接到一个电阻输入端，电阻输出端连接到光电隔离模块输入端，电阻输出端同时连接到一个电容器，电容器的另一端接地，电阻和电容串联组成RC充放电电路，其中电容器容量小于20UF。
一个实施例的开关控制模块包括两级放大的晶体管，第一级的晶体管基级与光电隔离模块的输出端相连接，第二级晶体管的集电极和发射机级串联在直流稳压电路的电源供电回路中，第二级晶体管截止使得直流稳压电路与输入供电端切断。
一个实施例的直流稳压电路为一个线性三端线性稳压器，三端线性稳压器输入端与地之间并接有电容器，电容器的容量小于100UF，直流稳压电路输出正极端连接到无线控制模块供电正极端。
一个实施例的光电隔离模块包括一个光电耦合器，光电耦合器的输出端发射极接地，集电极通过一个电阻连接到直流稳压电路的VCC供电端。
一个实施例的无线控制模块其输出PWM控制信号的输出脚连接到，后级恒流控制芯片的调光信号输入端，所述的恒流控制芯片型号为FP7125，恒流控制芯片的输出端连接有LED光源。
由上可见，整流全桥可以将交流电的通断电的正负半周信号传递到光电隔离模块中，光电隔离模块前端的RC充放电电路通过电容不同参数来决定T1时间，满足不同无线控制模块的对时间的要求，线性的三端线性稳压器可以简单稳定地提供直流供电，光电耦合器很好地实现电气隔离，无线控制模块输出脚连接有恒流芯片，可以控制LED光源的状态变化，从而可以在交流电通断电时，简单，可靠，快速地控制无线模块电源通断电，使无线模块输出不同信号，来控制LED光源状态变化。
附图说明
图1为一实施例工作原理框图。
图2为一实施例电源及控制部分电路原理图。
图3为一实施例LED恒流调光部分电路原理图。
图4为另一实施例电路原理图。
具体实施方式
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，本领域普通技术人员在没有做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。
如图一所示：一种可用供电脉冲控制的物联网电源实施例一，包括整流电路100，滤波电路200，功率变换电路300，输出整形滤波电路400，取样稳压控制电路500，采样检测模块600，光电隔离模块700，开关控制模块800，直流稳压电路900，无线控制模块980。
图二和图三组成一个实施例的完整电路原理图，由图二可以看到，开关电源的整流电路100由一个整流全桥组成，输出端连接有滤波电路200，内有大容量电解电容C1，滤波电路200的输出端连接有功率变换电路300，输出端连接有输出整形滤波电路400，内部也设有大容量电解电容C14滤波平滑输出。取样稳压控制电路500采样输出电压VCC，反馈给开关电源芯片U1，通过U1的控制来稳定输出电压。
由于上述电路中大容量电容C1,C14的作用，会使得输出直流稳压电路900的供电端VCC电压不能突变，当交流供电端断电后，直流稳压电路900仍然能够持续一段时间给图三中无线控制模块980供电，造成无法检测到交流供电电路的通断电脉冲。
本实施例中，增加了采样检测模块600，由一个整流全桥DB2和电阻R11，电阻R11的输出端连接有电容器C11，电容器C11的输出端通过电阻R14连接到光电隔离模块700
上述电阻电容组成RC充放电电路，电容器充满电时间T1取决于电阻和电容的参数，通过更改电阻和电容C11的参数，可以改变时间T1，从而适应不同的控制模块对于断电时间的要求。
本实施例中电容器C11的容量为3.3UF,小于20UF。
光电隔离模块的输出端一端接地，一端通过电阻R12接入到开关控制模块800的第一晶体管Q2的基极中，通过上拉电阻R13传递到第二晶体管Q3基极中，Q3发射极接入到取样稳压控制电路500的输出供电VCC端，Q3集电极输出端接入直流稳压电路900的供电输入端。
直流稳压电路900包括一个的三端线性稳压器U82，和输入电容C12，输出电容C13，直流稳压器输入端与地之间并接有电容器C12，电容器C12的容量小于100UF，本实施例中为10UF。
图三中的无线控制模块980供电端连接到直流稳压电路900的输出端V5V，无线控制模块980的信号输出脚输出PWM控制信号，连接到后级恒流控制芯片的调光信号DIM输入端，所属的恒流控制芯片型号为FP7125，恒流控制芯片的输出端连接有LED光源。本实施例中无线控制模块输出CW,RW共2路PWM信号，接入两路恒流芯片，分别控制冷暖色温的LED光源。
图四为另一实施例的电路原理图，
包括整流电路100，滤波电路200，功率变换电路300，输出整形滤波电路400，取样稳压控制电路500，采样检测模块601，光电隔离模块700，开关控制模块801，直流稳压电路901，无线控制模块982。
开关电源的整流电路100由一个整流全桥组成，输出端连接有滤波电路200，内有大容量电解电容C1，滤波电路200的输出端连接有功率变换电路300，输出端连接有输出整形滤波电路400，内部也设有大容量电解电容滤波C14平滑输出。取样稳压控制电路500是采样输出电压，通过开关电源芯片U1来稳定输出电压。
采样检测模块601，有一个整流全桥DB2和电阻R11，电阻R11的输出端连接有电容器C11，电容器C11的输出端连接到光电隔离模块700输入端。
上述电阻电容组成RC充放电电路，电容器充满电时间T1取决于电阻和电容的参数，通过更改电阻和电容C11的参数，可以改变时间T1，从而适应不同的控制模块对于断电时间的要求。
本实施例中电容器C11的容量为3.3UF,小于20UF.
光电隔离模块的输出端一端接地，一端通过电阻R12接入到开关控制模块801的晶体管Q2的基极中，基极还接有上拉电阻R13，晶体管Q2的发射极接入到取样稳压控制电路500的输出供电VCC端，晶体管Q2的集电极输出端接入直流稳压电路901的电源输入端。
直流稳压电路901包括一个DC-DC的直流模块902，输入电容C12，输出电容C13，DC-DC的直流模块902输入端与地之间并接有电容器C12，电容器C12的容量小于100UF。
图四中的无线控制模块982供电端连接到直流稳压电路901的输出端V5V，无线控制模块982的信号输出脚输出3路PWM控制信号，连接到后级MOS开关管中，开关管Q41，Q4，Q5输出端连接有LED光源。本实施例中无线控制模块输出3路R,G,B的PWM信号，分别控制3路恒压的LED光源。
以上所描述的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，如改变DC-DC直流稳压电路，简单改变电容器C12容量等等同的替换，改进仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (3)

1.一种可用供电脉冲控制的物联网电源，包括开关电源的整流电路、滤波电路、功率变换电路、输出整形滤波电路、取样稳压控制电路，给无线控制模块供电的直流稳压电路和无线控制模块组成，其特征在于：所述的可用供电脉冲控制的物联网电源还包括，
检测采样模块，两个采样脚分别与交流供电端火线和零线相连接，用于检测交流供电电路是否有电，检测采样模块输出端与光电隔离模块输入端相连接，将检测信号传递给光电隔离模块；
光电隔离模块输出端与开关控制模块输入管脚相连接，用于将交流供电电路状态信号，经光电隔离后传递到开关控制模块；
开关控制模块连接到给无线控制模块供电用的直流稳压电路供电输入端，在交流供电电路断电后，开关控制模块快速关断直流稳压电路，从而切断无线控制模块的供电；
所述的检测采样模块包括一个整流全桥，整流全桥直流输出端连接到一个电阻输入端，电阻输出端连接到光电隔离模块输入端，电阻输出端同时连接到一个电容器，电容器的另一端接地，电阻和电容串联组成RC充放电电路，其中电容器容量小于20UF；
所述的开关控制模块包括两级放大的晶体管，第一级的晶体管基级与光电隔离模块的输出端相连接，第二级晶体管的集电极和发射机级串联在直流稳压电路的电源供电回路中，第二级晶体管截止使得直流稳压电路与输入供电端切断；
所述的直流稳压电路为一个线性三端线性稳压器，三端线性稳压器输入端与地之间并接有电容器，电容器的容量小于100UF，直流稳压电路输出正极端连接到无线控制模块供电正极端。
2.根据权利要求1所述的一种可用供电脉冲控制的物联网电源，其特征在于：
所述光电隔离模块包括一个光电耦合器，光电耦合器的输出端发射极接地，集电极通过一个电阻连接到无线控制模块的VCC供电端。
3.根据权利要求2所述的一种可用供电脉冲控制的物联网电源，其特征在于：
所述的无线控制模块其输出PWM控制信号的输出脚连接到，后级恒流控制芯片的调光信号输入端，所述的恒流控制芯片型号为FP7125，恒流控制芯片的输出端连接有LED光源。
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