CN112566342B - 一种无线多频调光系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线多频调光系统，包括负载和多个用于控制所述负载的调光器，多个所述调光器相互并联，且至少一个所述调光器与所述负载和交流源串联连接，各个所述调光器之间通过无线传输的方式进行信号互传。本发明提供的一款无线多频调光系统，调光器只有输入与输出两根导线，不需要额外搭配数据线，接线简单，安装方便，通过无线传输技术实现了多路控制同一照明负载或多个照明负载，且各路负载与调光器出现故障其它支路均不受影响。

Description

一种无线多频调光系统

技术领域

本发明涉及调光器技术领域，具体的涉及一种无线多频调光系统。

背景技术

交流调光器广泛用于欧美、澳洲、南非等地区。调光器目的都是为了满足居家的人们在不同场合下需要不同的光照强度，减少照明用电，达到节能减排，解决大气变暖的迫切问题。

目前市场上调光器的多路相互控制接线方式主要有以下四种：

一、外加一个开关。如图1所示的接线方式，该接线缺点在于：1、布线复杂，需要从调光器引两根线到外接开关端，对电工素质要求较高；2、最多只能实现两路互控，实用性较低。

二、带P功能的调光器(带门钟开关)，主从方式。如图2所示的接线方式，该接线缺点在于：1、布线复杂，也需要从调光器引1根电线到外接门钟开关端；2、调光方式只能用按压式调光，大大降低了用户用调光器的体验度；3、分主从机，调光器的任何参数据均由主机设置；4、调光器对不同照明的负载调整至弱光（功率低端）有弱电流通过时会出现频闪，因目前市场主要通过可调电位器调节，而电位器是线性调节，如果要实现多路互控就会出现调光器同步的问题。

三、带无线电功能的多路调光器，主从方式。如图3所示的接线方式，该接线缺点在于：分主从机，调光器的任何参数据均由主机设置，只能带单负载（非并联）。

四、有线式的多路调光器。如图4所示的接线方式，该接线缺点在于：1、布线较长，软硬件复杂，生产难度大；2、多个调光器只能控制同一灯具，容易受到电网干扰信号的干扰造成相互接收的数值不一致影响用户体验；3、只要有其中一路坏了就有可能影响所有支路调光器失去功能；4、带负载能力较差。

发明内容

为了克服现有的技术的不足， 本发明提供一种无线多频调光系统。

本发明技术方案如下所述：

一种无线多频调光系统，包括负载和多个用于控制所述负载的调光器，多个所述调光器相互并联，且至少一个所述调光器与所述负载和交流源串联连接，各个所述调光器之间通过无线传输的方式进行信号互传。

根据上述方案的本发明，在一个实施例中，当所述负载的个数为一个时，所有的所述调光器均与所述负载和所述交流源串联连接。

根据上述方案的本发明，在另一个实施例中，当所述负载的个数为一个时，仅有一个所述调光器与所述负载和所述交流源串联连接。

根据上述方案的本发明，在另一个实施例中，当所述负载的个数为多个时，每一个所述调光器均与一个所述负载和所述交流源串联连接。

根据上述方案的本发明，在另一个实施例中，更包括中央控制系统，所述中央控制系统通过无线传输的方式与每一个所述调光器连接，通过所述中央控制系统对所有的所述调光器进行综合管控。

根据上述方案的本发明，进一步的，每一个所述调光器均设置有供所述中央控制系统控制的公共地址和独立地址，当所述中央控制系统发送公共地址时，所有的所述调光器全部执行动作；当所述中央控制系统发送独立地址时，该独立地址对应的所述调光器执行动作。

根据上述方案的本发明，所述调光器包括用于接收用户控制指令的控制面板和用于控制所述负载的调光器电路；

所述调光器电路包括开关电路、降压稳压电路、电压取样电路、功率跟踪电路、功率驱动电路、过载保护取样电路、RF无线收发电路及微电脑控制器；

所述交流源的火线端通过第一二极管分别与所述降压稳压电路的输入端、所述电压取样电路的输入端及所述功率跟踪电路的输入端连接，所述交流源的零线端通过第二二极管分别与所述降压稳压电路的输入端、所述电压取样电路的输入端及所述功率跟踪电路的输入端连接，所述降压稳压电路的输出端、所述电压取样电路的输出端及所述功率跟踪电路的输出端均与所述微电脑控制器连接，所述开关电路分别与所述交流源的火线端、所述交流源的零线端、所述功率驱动电路的输入端及所述过载保护取样电路的输入端连接，所述功率驱动电路的输出端和所述过载保护取样电路的输出端均与所述微电脑控制器连接，所述微电脑控制器还分别与所述RF无线收发电路和所述控制面板连接。

根据上述方案的本发明，进一步的，所述开关电路为MOS管大功率开关电路或者IGBT晶体管大功率开关电路。

根据上述方案的本发明，更进一步的，所述RF无线收发电路包括RF无线收发芯片、晶体振荡器、选频网络及RF天线，所述RF无线收发芯片分别与所述晶体振荡器、所述选频网络及所述微电脑控制器连接，所述选频网络还与所述RF天线连接，通过所述晶体振荡器、所述选频网络对无线信号进行调制。

根据上述方案的本发明，更进一步的，每个所述调光器均设置有多个频点，且每个频点相隔2MHz以上，每个所述调光器通过其控制面板设置不同的频点。

本发明得益效果在于：

1、本发明提供的一款无线多频调光系统，调光器只有输入与输出两根导线，不需要额外搭配数据线，接线简单，安装方便，通过无线传输技术实现了多路控制同一照明负载或多个照明负载，且各路负载与调光器出现故障其它支路均不受影响；

2、多路调光器不分主从机，可以一路调光器对多路照明负载，或多路调光器对一路照明负载，或多路调光器对多路照明负载，接法灵活多变，更可以实现中央系统控制整个室内的照明负载，带给用户全新的科技体验，同时由于各调光器轮流工作，大大延长了调光器的使用时间，可在市场上广泛推广；

3、本发明采用GFSK\FSK\MSK调制技术，提高了无线传输的效率和抗干扰性；

4、本发明采用分区分址技术，实现了家居照明智能化的目的，各区域既能全部执行动作，又能独立执行动作。

附图说明

图1为示范性的外加开关的调光器接线图；

图2为示范性的带门种开关的多路调光器接线图；

图3为示范性的无线电多路控制的调光器接线图；

图4为示范性的有线式的多路控制的调光器接线图；

图5为本发明第一实施例的调光器接线图；

图6为本发明第一实施例调光器的内部框架图；。

图7为本发明第一实施例调光器的电路原理图；

图8为图7中A部分的放大图；

图9为图7中B部分的放大图；

图10为图7中C部分的放大图；

图11为图7中D部分的放大图；

图12为本发明第二实施例的调光器接线图；

图13为本发明第三实施例的调光器接线图；

图14为本发明第四实施例的调光器接线图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

需要说明的是，术语“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一

请参阅图5，本发明实施例提供一种无线多频调光系统，包括一个负载和多个用于控制负载的调光器，多个调光器相互并联，且所有的调光器均与负载和交流源串联连接，各个调光器之间通过无线传输的方式进行信号互传。在本实施例中，负载为照明负载，如LED灯等等，各个调光器不分主从机，可单独调节又相互关联，各调光器轮流工作，大大延长了调光器的使用时间，可在市场上广泛推广；同时调光器只有输入和输出两根导线不需要额外搭配数据线，用无线传输的方式实现各个调光器之间的信号传递，从而实现多路调光器对一路照明负载进行调光。

在本实施例中，调光器包括用于接收用户控制指令的控制面板和和用于控制负载亮度的调光器电路，用户可通过调光器上的控制面板输入控制指令或者调解调光器的参数设置。如用户通过控制面板输入负载的期望亮度，控制面板发送相应的控制指令给调光器电路，通过调光器电路调节负载的亮度，使负载达到用户期望的亮度。在一实施例中，控制面板可为是调光器的旋钮，该旋钮连接到旋转编码器。旋转编码器响应于用户旋转调光器的旋钮而提供用户控制指令，从而使负载达到用户期望的亮度。

此外，本领域技术人员可以理解，图5的调光系统可以代表具有多个入口通道的房间，每个入口通道上均设置有一个或者多个调光器，通过每个入口通道上的调光器来控制房间中LED灯的亮度。

需要理解的是，负载可以是电感性、电容性或电阻性负载。例如，在一个实施例中，负载为发光二极管(LED)灯，并且是电容性负载。在另一实施例中，调光器为二线制前沿相位控制调光器，并且负载为电感性。在又一实施例中，负载为白炽灯并且为电阻性负载。

请参阅图6，在本实施例中，调光器电路包括开关电路、降压稳压电路、电压取样电路、功率跟踪电路、功率驱动电路、过载保护取样电路、RF无线收发电路及微电脑控制器。交流源的火线端通过第一二极管分别与降压稳压电路的输入端、电压取样电路的输入端及功率跟踪电路的输入端连接，交流源的零线端通过第二二极管分别与降压稳压电路的输入端、电压取样电路的输入端及功率跟踪电路的输入端连接，降压稳压电路的输出端、电压取样电路的输出端及功率跟踪电路的输出端均与微电脑控制器连接，开关电路分别与交流源的火线端、交流源的零线端、功率驱动电路的输入端及过载保护取样电路的输入端连接，功率驱动电路的输出端和过载保护取样电路的输出端均与微电脑控制器连接，微电脑控制器还分别与RF无线收发电路和控制面板连接。优选的，交流源为市电AC220V（AV110V）、50Hz（60Hz），开关电路为MOS管大功率开关电路或者IGBT晶体管大功率开关电路。

降压稳压电路，用于将整流后的交流信号进行降压，稳压后为微电脑控制器和RF无线收发电路提供稳定的供电电压。

电压取样电路用于把取样信号发送至微电脑控制器，以保证微电脑控制器输出的调光信号（PWM信号）与市电AC220V（AV110V）/50Hz（60Hz）同步达到最好的调光效果。

功率跟踪电路为A/D转换功率跟踪电路，用于把负载的功率高压模拟信号高精确度转换成低压数字信号，并把得到的低压数字信号发送至微电脑控制器存储记忆。由于各调光器的微电脑控制器同时存储记忆功率数字信号，所以达到了多路调光器相互控制同一照明负载的目的。

功率驱动电路为PWM功率驱动电路，用于将微电脑芯片输出的PWM信号（调光信号）放大，使其能够驱动开关电路。

过载保护取样电路，用于当负载的电流大于某预设值时，关闭调光器，或者输出反馈信号给微电脑控制器，让微电脑控制器即时变更输出合适的PWM信号。

RF无线收发电路，用于接收和发送控制信号给其他调光器，从而实现多个调光器对一个负载进行调光。RF无线收发电路包括RF无线收发芯片、晶体振荡器、选频网络及RF天线，RF无线收发芯片分别与晶体振荡器、选频网络及微电脑控制器连接，选频网络还与RF天线连接，通过晶体振荡器、选频网络对无线信号进行GFSK\FSK\MSK调制，从而为提高无线传输效率与抗干扰性。

微电脑控制器为整个电路的大脑，用于处理调光器的送入发送指令。

请参阅图7至图11，具体的，在调光器电路中，降压稳压电路由保险管F1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、电感L1、降压芯片U1、二极管D4、电感L2、电容C6、降压芯片U2及电容C9等核心元器件组成，交流信号经过保险管F1过温保险，二极管D1、二极管D2、二极管D3整流后由电感L1、降压芯片U1、二极管D4、电感L2、电容C6、降压芯片U2及电容C9等核心元器件降压，稳压后向微电脑芯片U1、RF收发芯片U4提供稳定的电压电流；

电压取样电路由二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R3等核心元器件组件，通上述电压取样电路把用于把取样信号发送至微电脑芯片U1，以保证微电脑芯片U1输出的调光信号（PWM信号）与市电AC220V（AV110V）/50Hz（60Hz）同步达到最好的调光效果；

开关电路由MOS管Q1、MOS管Q2、双向二极管D6、双向二极管D7及过载保护取样电阻R28等核心元器件组成；

RF无线收发电路由RF无线收发芯片U4、晶体振荡器XT、选频网络（由电感L3、电感L4、电感L5、电容C25及电容C26等组成）及RF天线等核心元器件组成，通过RF无线接收和发送相应的无线信号，晶体振荡器XT、选频网络对无线信号进行调制，从而提高无线传输效率与抗干扰性；

微电脑控制器为微电脑芯片U1，是整个电路的大脑，用于处理调光器的送入发送指令。

在本实施例中，为了防止多用户时造成同频干扰，每个调光器均设置有多个频点，且每个频点相隔2MHz以上，每个调光器均可通过其控制面板设置不同的频点。例如，当A用户调光器使用的频率为2.402GHZ，B用户调光器就可设置为2.404GHZ，C用户调光器就可设置为2.406GHZ，等等以此类推。本发明通过采用多频道技术，有效解决了多用户时造成同频干扰的问题，保证无线信号传输的稳定性。

实施例二

请参阅图12，本发明实施例提供一种无线多频调光系统，包括一个负载和多个用于控制负载的调光器，多个调光器相互并联，且仅有一个调光器与负载和交流源串联连接，各个调光器之间通过无线传输的方式进行信号互传。该实施例中的调光系统，各个调光器只有输入与输出两根导线不需要额外搭配数据线，也只要有一路接负载即可，这种接线方式安装简易，负载与调光器出现故障，其他支路均不受影响。

实施例三

请参阅图13，本发明实施例提供一种无线多频调光系统，包括多个负载和多个用于控制负载的调光器，多个调光器相互并联，且每一个调光器均与一个负载和交流源串联连接，各个调光器之间通过无线传输的方式进行信号互传。该实施例中的调光系统，各个调光器只有输入与输出两根导线不需要额外搭配数据线，且各路调光器都可单独接负载，这种接线方式带负载能力更强，各负载与调光器出现故障其它支路均不受影响，同时这种接线方式用无线传输实现起来是现阶段最好的方案。

实施例四

请参阅图14，本发明实施例提供一种无线多频调光系统，包括多个负载、多个用于控制负载的调光器和中央控制系统，多个调光器相互并联，且每一个调光器均与一个负载和交流源串联连接，各个调光器之间通过无线传输的方式进行信号互传，同时中央控制系统通过无线传输的方式与每一个调光器连接，通过中央控制系统对各个区域的调光器进行综合管控。该实施例中的调光系统，将多路负载的开关集中在一处，减少了布线长度，且安装方便，实现了家居照明智能化的目的。

在本实施中，为了实现中央控制，在同频道的情况下，各区域既能全部执行动作，又能独立执行动作，故每一个区域的调光器既设置有供中央控制系统控制的公共地址，又设置有各自的独立地址。当中央控制系统发送公共地址时，所有的调光器全部执行动作；当中央控制系统发送独立地址时，该独立地址对应的调光器执行动作。

具体的，例如，每一个区域的调光器的公共地址为0000 0000 0000 0000，区域1中调光器的独立地址为0000 0000 0000 0001，区域2中调光器的独立地址为0000 0000 00000011，区域3中调光器的独立地址为0000 0000 0000 0111，区域4中调光器的独立地址为0000 0000 0000 1111，当中央控制系统发送0000 0000 0000 0000地址时，各个区域的调光器全部执行动作；当中央控制系统发送0000 0000 0000 0001地址时，仅区域1中调光器执行动作。本发明通过采用多区分址技术，实现了家居照明智能化的目的，各区域既能全部执行动作，又能独立执行动作。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种无线多频调光系统，其特征在于，包括负载和多个用于控制所述负载的调光器，多个所述调光器相互并联，且至少一个所述调光器与所述负载和交流源串联连接，各个所述调光器之间通过无线传输的方式进行信号互传；

所述调光器包括用于接收用户控制指令的控制面板和用于控制所述负载的调光器电路；

所述调光器电路包括开关电路、降压稳压电路、电压取样电路、功率跟踪电路、功率驱动电路、过载保护取样电路、RF无线收发电路及微电脑控制器；

所述交流源的火线端通过第一二极管分别与所述降压稳压电路的输入端、所述电压取样电路的输入端及所述功率跟踪电路的输入端连接，所述交流源的零线端通过第二二极管分别与所述降压稳压电路的输入端、所述电压取样电路的输入端及所述功率跟踪电路的输入端连接，所述降压稳压电路的输出端、所述电压取样电路的输出端及所述功率跟踪电路的输出端均与所述微电脑控制器连接，所述开关电路分别与所述交流源的火线端、所述交流源的零线端、所述功率驱动电路的输入端及所述过载保护取样电路的输入端连接，所述功率驱动电路的输出端和所述过载保护取样电路的输出端均与所述微电脑控制器连接，所述微电脑控制器还分别与所述RF无线收发电路和所述控制面板连接；

所述RF无线收发电路包括RF无线收发芯片、晶体振荡器、选频网络及RF天线，所述RF无线收发芯片分别与所述晶体振荡器、所述选频网络及所述微电脑控制器连接，所述选频网络还与所述RF天线连接，通过所述晶体振荡器、所述选频网络对无线信号进行调制；

每个所述调光器均设置有多个频点，且每个频点相隔2MHz以上，每个所述调光器通过其控制面板设置不同的频点；

当所述负载的个数为一个时，所有的所述调光器均与所述负载和所述交流源串联连接；

当所述负载的个数为多个时，每一个所述调光器均与一个所述负载和所述交流源串联连接；所述无线多频调光系统还包括中央控制系统，所述中央控制系统通过无线传输的方式与每一个所述调光器连接，通过所述中央控制系统对所有的所述调光器进行综合管控；每一个所述调光器均设置有供所述中央控制系统控制的公共地址和独立地址，当所述中央控制系统发送公共地址时，所有的所述调光器全部执行动作；当所述中央控制系统发送独立地址时，该独立地址对应的所述调光器执行动作。

2.根据权利要求1所述的无线多频调光系统，其特征在于，所述开关电路为MOS管大功率开关电路或者IGBT晶体管大功率开关电路。

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