CN112654114A - 一种交流切相数字化调光控制装置及控制方法 - Google Patents

一种交流切相数字化调光控制装置及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112654114A
CN112654114A CN202011575623.3A CN202011575623A CN112654114A CN 112654114 A CN112654114 A CN 112654114A CN 202011575623 A CN202011575623 A CN 202011575623A CN 112654114 A CN112654114 A CN 112654114A
Authority
CN
China
Prior art keywords
zero
crossing
signal
unit
compensation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011575623.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112654114B (zh
Inventor
丁平
周润根
刘芳荣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Amb Optoelectronics Technology Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Amb Optoelectronics Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Amb Optoelectronics Technology Co ltd filed Critical Shenzhen Amb Optoelectronics Technology Co ltd
Priority to CN202011575623.3A priority Critical patent/CN112654114B/zh
Publication of CN112654114A publication Critical patent/CN112654114A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112654114B publication Critical patent/CN112654114B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/31—Phase-control circuits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Abstract

本发明涉及一种交流切相数字化调光控制装置及控制方法，所述装置包括过零检测电路、MCU主控电路、驱动电路和切相调光电路，所述MCU主控电路用于接收所述过零检测电路检测的过零信号，并根据所述过零信号输出过零补偿控制信号；所述驱动电路用于接收所述MCU主控电路输出的过零补偿控制信号，并对过零补偿控制信号作电平幅值转换并输出MOS/IGBT驱动电平信号；所述切相调光电路用于接收所述驱动电路输出的MOS/IGBT驱动电平信号，并根据所述MOS/IGBT驱动电平信号输出切相控制信号至待调光灯具，以对待调光灯具作切相调光。本发明通过在下一个周期输出切相控制信号至待调光灯具，以对待调光灯具作切相调光可以实现精准调光，进而提高切相调光准确率。

Description

一种交流切相数字化调光控制装置及控制方法
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，特别是涉及一种交流切相数字化调光控制装置及控制方法。
背景技术
LED调光，是改变照明装置中光源的光通量、调节照度水平的一种方法。通常使用调光器，调光器的目的是调整灯光不同的亮度。通过减少或增加RMS电压促使平均功率的灯光产生的不同强度的光输出。虽然可变电压设备可用于各种目的，但是这种调控旨在控制照明。
目前，在对LED灯调光时，主要采用两种方式，一种为采用拨码开关的方式，在硬件上对50Hz和60Hz交流电分别配置。另一种为通过软件编程对50Hz交流电和60Hz交流电的分别配置。但是，目前的调光方式均存在操作不便的问题，对交流电的频率没有自适应，电网频率的波动可能会导致切相运算错误，进而影响调光准确率及导致切相调光失败的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高切相调光准确率的交流切相数字化调光控制装置及控制方法。
本发明技术方案如下：
一种交流切相数字化调光控制装置，包括过零检测电路、MCU主控电路、驱动电路和切相调光电路，其中，
所述过零检测电路，用于检测交流电的过零信号；
所述MCU主控电路，用于接收所述过零检测电路检测的过零信号，并根据所述过零信号输出过零补偿控制信号；
所述驱动电路，用于接收所述MCU主控电路输出的过零补偿控制信号，并对过零补偿控制信号作电平幅值转换并输出MOS/IGBT驱动电平信号；
所述切相调光电路，用于接收所述驱动电路输出的MOS/IGBT驱动电平信号，并根据所述MOS/IGBT驱动电平信号输出切相控制信号至待调光灯具，以对待调光灯具作切相调光。
具体地，所述MCU主控电路包括周期检测单元、过零点时刻捕获单元、运算单元和延时补偿单元，其中，
所述周期检测单元，与所述过零检测电路连接，并用于根据所述过零检测电路检测的过零信号计算交流电的信号周期；
所述过零点时刻捕获单元，与所述过零检测电路连接，并用于根据所述过零检测电路检测的过零信号捕获交流电的过零输入边沿；
所述运算单元，与所述周期检测单元和所述过零点时刻捕获单元均连接，并用于根据所述周期检测单元计算的信号周期和所述过零点时刻捕获单元捕获的过零输入边沿计算下一周期过零补偿延时值并输出；
所述延时补偿单元，与所述驱动电路连接，并用于接收所述下一周期过零补偿延时值，并根据下一周期过零补偿延时值输出所述过零补偿控制信号至所述驱动电路。
具体地，所述MCU主控电路还包括滤波单元，所述滤波单元的一端与所述过零检测电路连接，所述滤波单元的另一端与所述周期检测单元、所述过零点时刻捕获单元和所述延时补偿单元均连接。
具体地，所述滤波单元为数字低通滤波器，并用于滤除经所述过零检测电路输入的过零信号中的高频干扰脉冲。
具体地，所述MCU主控电路输出的过零补偿控制信号LVTTL电平信号。
本发明所述交流切相数字化调光控制装置的技术效果如下：
本发明所述交流切相数字化调光控制装置通过设置过零检测电路、MCU主控电路、驱动电路和切相调光电路，通过所述过零检测电路检测交流电的过零信号；所述MCU主控电路接收所述过零检测电路检测的过零信号，并根据所述过零信号输出过零补偿控制信号；所述驱动电路接收所述MCU主控电路输出的过零补偿控制信号，并对过零补偿控制信号作电平幅值转换并输出MOS/IGBT驱动电平信号；所述切相调光电路接收所述驱动电路输出的MOS/IGBT驱动电平信号，并根据所述MOS/IGBT驱动电平信号输出切相控制信号至待调光灯具，以对待调光灯具作切相调光，进而通过过零检测、数字化处理技术，公式算法的方式，结合数字滤波技术、滤除过零点的干扰信号，捕获到准确的交流电频率周期信号和过零点参考时刻信号，补偿相关延时，在下一个周期输出切相控制信号至待调光灯具，以对待调光灯具作切相调光可以实现精准调光，进而提高切相调光准确率。
一种自适应频率的交流切相数字化调光控制方法，所述调光控制方法基于上述的交流切相数字化调光控制装置，所述调光控制方法包括：
步骤S100：所述过零检测电路检测交流电的过零信号并将所述过零信号输出至所述MCU主控电路；
步骤S200：所述MCU主控电路接收所述过零检测电路检测的过零信号，并根据所述过零信号生成过零补偿控制信号，并将过零补偿控制信号输出至所述驱动电路；
步骤S300：所述驱动电路接收所述MCU主控电路输出的过零补偿控制信号，并对过零补偿控制信号作电平幅值转换并输出MOS/IGBT驱动电平信号；
步骤S400：所述切相调光电路接收所述驱动电路输出的MOS/IGBT驱动电平信号，并根据所述MOS/IGBT驱动电平信号输出切相控制信号至待调光灯具，并基于切相控制信号对待调光灯具作切相调光。
具体地，所述MCU主控电路包括滤波单元、周期检测单元、过零点时刻捕获单元、运算单元和延时补偿单元，所述滤波单元的一端与所述过零检测电路连接，所述滤波单元的另一端与所述周期检测单元、所述过零点时刻捕获单元和所述延时补偿单元均连接，所述运算单元与所述周期检测单元和所述过零点时刻捕获单元均连接；
步骤S200：所述MCU主控电路接收所述过零检测电路检测的过零信号，并根据所述过零信号生成过零补偿控制信号，并将过零补偿控制信号输出至所述驱动电路；具体包括：
步骤S210：所述滤波单元滤除经所述过零检测电路输入的过零信号中的高频干扰脉冲，并将滤除高频干扰脉冲后的过零信号发送至所述周期检测单元、所述过零点时刻捕获单元和所述延时补偿单元；
步骤S220：所述周期检测单元根据经滤波单元滤波后的过零信号计算交流电的信号周期；
步骤S230：所述过零点时刻捕获单元根据所述经滤波单元滤波后的过零信号捕获交流电的过零输入边沿；
步骤S240：所述运算单元根据所述周期检测单元计算的信号周期和所述过零点时刻捕获单元捕获的过零输入边沿计算下一周期过零补偿延时值并输出至所述延时补偿单元；
步骤S250：所述延时补偿单元接收所述下一周期过零补偿延时值，并根据下一周期过零补偿延时值计算得到所述过零补偿控制信号，并将所述过零补偿控制信号输出至所述驱动电路。
具体地，步骤S220：所述周期检测单元根据经滤波单元滤波后的过零信号计算交流电的信号周期；具体采用以下公式：
公式为：CYCLE＝[2*(CNTn-CNT1)*Timestep]|/(n-1)；
其中，CYCLE为交流电的信号周期，CNTn为计数器在第n次计数时的计数值，Timestep为计数器的时钟周期，n为计数器的计数次数值。
具体地，步骤S240：所述运算单元根据所述周期检测单元计算的信号周期和所述过零点时刻捕获单元捕获的过零输入边沿计算下一周期过零补偿延时值并输出至所述延时补偿单元；具体包括：
步骤S241：所述运算单元根据所述过零点时刻捕获单元捕获的过零输入边沿与理想状态下的过零时刻点作比较并计算生成固有延时时间；
步骤S241：所述运算单元根据所述周期检测单元计算的信号周期和所述固有延时时间计算所述下一周期过零补偿延时值并输出至所述延时补偿单元。
具体地，步骤S241：所述运算单元根据所述周期检测单元计算的信号周期和所述固有延时时间计算所述下一周期过零补偿延时值并输出至所述延时补偿单元；具体采用以下计算公式：
公式为：T补偿＝(CYCLE/2)-T延
其中，T补偿为下一周期过零补偿延时值，CYCLE为交流电的信号周期，T延为固有延时时间。
本发明所述自适应频率的交流切相数字化调光控制方法的技术效果如下：
上述自适应频率的交流切相数字化调光控制方法，首先通过所述过零检测电路检测交流电的过零信号并将所述过零信号输出至所述MCU主控电路；然后，所述MCU主控电路接收所述过零检测电路检测的过零信号，并根据所述过零信号生成过零补偿控制信号，并将过零补偿控制信号输出至所述驱动电路；接着，所述驱动电路接收所述MCU主控电路输出的过零补偿控制信号，并对过零补偿控制信号作电平幅值转换并输出MOS/IGBT驱动电平信号；最后，所述切相调光电路接收所述驱动电路输出的MOS/IGBT驱动电平信号，并根据所述MOS/IGBT驱动电平信号输出切相控制信号至待调光灯具，并基于切相控制信号对待调光灯具作切相调光，从而实现过零检测、数字化处理技术，公式算法的方式，结合数字滤波技术、滤除过零点的干扰信号，捕获到准确的交流电频率周期信号和过零点参考时刻信号，补偿相关延时，在下一个周期送出切相控制信号，可以实现精准调光，进而提高切相调光准确率。
附图说明
图1为一个实施例中交流切相数字化调光控制装置的结构框图；
图2为一个实施例中交流切相数字化调光控制装置的各信号的组合示意图；
图3为一个实施例中交流电与过零信号采集时的组合示意图；
图4为一个实施例中自适应频率的交流切相数字化调光控制方法的流程示意图。
附图标记：
过零检测电路100、MCU主控电路200、滤波单元210、周期检测单元220、过零点时刻捕获单元230、运算单元240、延时补偿单元250、驱动电路300、切相调光电路400。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，本发明提供一种交流切相数字化调光控制装置，包括过零检测电路100、MCU主控电路200、驱动电路300和切相调光电路400。
其中，所述过零检测电路100，用于检测交流电的过零信号。具体地，过零信号为交流信号幅值为零的那一时间的信号即交流信号的幅值由正转换为负，或由负转换为正的时刻的信号。
所述MCU主控电路200，用于接收所述过零检测电路200检测的过零信号，并根据所述过零信号输出过零补偿控制信号。具体地，所述过零补偿控制信号用于消除固有延时，在下一个周期送出实现精准切相的切相控制信号，可以实现精准调光。
所述驱动电路300，用于接收所述MCU主控电路200输出的过零补偿控制信号，并对过零补偿控制信号作电平幅值转换并输出MOS/IGBT驱动电平信号；
所述切相调光电路400，用于接收所述驱动电路300输出的MOS/IGBT驱动电平信号，并根据所述MOS/IGBT驱动电平信号输出切相控制信号至待调光灯具，以对待调光灯具作切相调光。
本发明所述交流切相数字化调光控制装置通过设置过零检测电路100、MCU主控电路200、驱动电路300和切相调光电路400，通过所述过零检测电路100检测交流电的过零信号；所述MCU主控电路200接收所述过零检测电路100检测的过零信号，并根据所述过零信号输出过零补偿控制信号；所述驱动电路300接收所述MCU主控电路200输出的过零补偿控制信号，并对过零补偿控制信号作电平幅值转换并输出MOS/IGBT驱动电平信号；所述切相调光电路400接收所述驱动电路300输出的MOS/IGBT驱动电平信号，并根据所述MOS/IGBT驱动电平信号输出切相控制信号至待调光灯具，以对待调光灯具作切相调光，进而通过过零检测、数字化处理技术，公式算法的方式，结合数字滤波技术、滤除过零点的干扰信号，捕获到准确的交流电频率周期信号和过零点参考时刻信号，补偿相关延时，在下一个周期输出切相控制信号至待调光灯具，以对待调光灯具作切相调光可以实现精准调光，进而提高切相调光准确率。
在一个实施例中，所述MCU主控电路200包括周期检测单元220、过零点时刻捕获单元230、运算单元240和延时补偿单元250，其中，
所述周期检测单元220，与所述过零检测电路100连接，并用于根据所述过零检测电路100检测的过零信号计算交流电的信号周期。具体地，所述周期检测单元220设置于所述MCU主控电路200内，用于计算交流电的信号周期。
所述过零点时刻捕获单元230，与所述过零检测电路100连接，并用于根据所述过零检测电路100检测的过零信号捕获交流电的过零输入边沿。具体地，所述过零输入边沿为图2中标示部分，通过检测过零输入边沿，以便为后续下一个周期送出精准切相控制信号提供数据基础。同时，亦可以计算出硬件设备的固有延时。
所述运算单元240，与所述周期检测单元220和所述过零点时刻捕获单元230均连接，并用于根据所述周期检测单元210计算的信号周期和所述过零点时刻捕获单元230捕获的过零输入边沿计算下一周期过零补偿延时值并输出；
所述延时补偿单元250，与所述驱动电路300连接，并用于接收所述下一周期过零补偿延时值，并根据下一周期过零补偿延时值输出所述过零补偿控制信号至所述驱动电路300。
在一个实施例中，所述MCU主控电路200还包括滤波单元210，所述滤波单元210的一端与所述过零检测电路100连接，所述滤波单元210的另一端与所述周期检测单元220、所述过零点时刻捕获单元230和所述延时补偿单元250均连接。具体地，通过设置所述滤波单元210，实现对干扰信号的滤除，滤除干扰，提升切相准确率和效率。
具体地，所述滤波单元210为数字低通滤波器，并用于滤除经所述过零检测电路100输入的过零信号中的高频干扰脉冲。
在一个实施例中，所述MCU主控电路200输出的过零补偿控制信号LVTTL电平信号。
在一个实施例中，如图4所示，本发明一种自适应频率的交流切相数字化调光控制方法，所述调光控制方法基于上述的交流切相数字化调光控制装置，所述调光控制方法包括：
步骤S100：所述过零检测电路100检测交流电的过零信号并将所述过零信号输出至所述MCU主控电路200；
具体地，本步骤中，所述过零检测电路100的一端输入AC110V-AC220V电网电压，且频率为60Hz/50Hz的不同交流电频率的交流电。所述过零检测电路100检测输入的交流电的过零信号。
步骤S200：所述MCU主控电路200接收所述过零检测电路100检测的过零信号，并根据所述过零信号生成过零补偿控制信号，并将过零补偿控制信号输出至所述驱动电路300；
具体地，所述过零补偿控制信号为克服了实际过零信号与理想过零信号之间的延时差的信号，通过所述过零补偿控制信号，实现了在下一个周期的实际过零点的时刻送出切相控制信号，进而实现精准切相及精准调光。
步骤S300：所述驱动电路300接收所述MCU主控电路200输出的过零补偿控制信号，并对过零补偿控制信号作电平幅值转换并输出MOS/IGBT驱动电平信号；
具体地，本步骤中，所述过零补偿信号为LVTTL电平信号，需经电平幅值转换，将LVTTL的电平转换为MOS/IGBT驱动的电平幅值，以实现后续切相信号需求。
步骤S400：所述切相调光电路400接收所述驱动电路300输出的MOS/IGBT驱动电平信号，并根据所述MOS/IGBT驱动电平信号输出切相控制信号至待调光灯具，并基于切相控制信号对待调光灯具作切相调光。
本发明所述自适应频率的交流切相数字化调光控制方法，首先通过所述过零检测电路100检测交流电的过零信号并将所述过零信号输出至所述MCU主控电路200；然后，所述MCU主控电路200接收所述过零检测电路100检测的过零信号，并根据所述过零信号生成过零补偿控制信号，并将过零补偿控制信号输出至所述驱动电路300；接着，所述驱动电路30接收所述MCU主控电路200输出的过零补偿控制信号，并对过零补偿控制信号作电平幅值转换并输出MOS/IGBT驱动电平信号；最后，所述切相调光电路400接收所述驱动电路300输出的MOS/IGBT驱动电平信号，并根据所述MOS/IGBT驱动电平信号输出切相控制信号至待调光灯具，并基于切相控制信号对待调光灯具作切相调光，从而实现过零检测、数字化处理技术，公式算法的方式，结合数字滤波技术、滤除过零点的干扰信号，捕获到准确的交流电频率周期信号和过零点参考时刻信号，补偿相关延时，在下一个周期送出切相控制信号，可以实现精准调光，进而提高切相调光准确率。
在一个实施例中，所述MCU主控电路200包括滤波单元210、周期检测单元220、过零点时刻捕获单元230、运算单元240和延时补偿单元250，所述滤波单元210的一端与所述过零检测电路100连接，所述滤波单元210的另一端与所述周期检测单元220、所述过零点时刻捕获单元230和所述延时补偿单元250均连接，所述运算单元240与所述周期检测单元220和所述过零点时刻捕获单元230均连接；
步骤S200：所述MCU主控电路200接收所述过零检测电路100检测的过零信号，并根据所述过零信号生成过零补偿控制信号，并将过零补偿控制信号输出至所述驱动电路300；具体包括：
步骤S210：所述滤波单元210滤除经所述过零检测电路100输入的过零信号中的高频干扰脉冲，并将滤除高频干扰脉冲后的过零信号发送至所述周期检测单元220、所述过零点时刻捕获单元230和所述延时补偿单元250；
具体地，本步骤中，通过所述滤波单元210先滤除经所述过零检测电路100输入的过零信号中的高频干扰脉冲，实现后续无干扰精准高效切相控制。通过将所述过零信号发送至所述延时补偿单元250，使所述延时补偿单元在补偿时知晓实际检测到的过零点，并以该过零点为参考点。
步骤S220：所述周期检测单元220根据经滤波单元滤波后的过零信号计算交流电的信号周期；
具体地，通过计算出交流电的信号周期，实现后续精准切相。
步骤S230：所述过零点时刻捕获单元230根据所述经滤波单元210滤波后的过零信号捕获交流电的过零输入边沿；
具体地，获取滤波后的过零信号即可捕获交流电的过零输入边沿，如图2中标示部分所示。
步骤S240：所述运算单元240根据所述周期检测单元220计算的信号周期和所述过零点时刻捕获单元230捕获的过零输入边沿计算下一周期过零补偿延时值并输出至所述延时补偿单元250；
具体地，通过根据所述周期检测单元220计算的信号周期和所述过零点时刻捕获单元230捕获的过零输入边沿计算下一周期过零补偿延时值，进而在将下一周期过零补偿延时值补偿后，使在下一个周期的实际过零点时，精准进行切相。
步骤S250：所述延时补偿单元250接收所述下一周期过零补偿延时值，并根据下一周期过零补偿延时值计算得到所述过零补偿控制信号，并将所述过零补偿控制信号输出至所述驱动电路300。
在一个实施例中，步骤S220：所述周期检测单元220根据经滤波单元210滤波后的过零信号计算交流电的信号周期；具体采用以下公式：
公式为：CYCLE＝[2*(CNTn-CNT1)*Timestep]/(n-1)；
其中，CYCLE为交流电的信号周期，CNTn为计数器在第n次计数时的计数值，Timestep为计数器的时钟周期，n为计数器的计数次数值。
具体地，如图3中所示，若用100KHz时钟计数，其计数时钟周期是10us，即Timestep为10us；
CNT1及CNT12是计数器的计数值，比如CNT1时刻计数器为1022，CNT2时刻计数器为2025,CNT1时刻计数器和CNT2时刻计数器的值分别为计数器在第1次及第2次计数时的计数值；
那么，(CNTn-CNT1)*Timestep的计算即为CNT2到CNT1的时间长度，计算则为(2025-1022)*10us。接着，再按照公式代入数值，即可求得CYCLE，也即交流电的信号周期。
需注意，上述公式仅为采用计数器计算交流电周期的方式，当然亦可以选用其他方式计算交流电的周期，上述仅为举例，并非限定仅此一种计算方式。
在一个实施例中，步骤S240：所述运算单元240根据所述周期检测单元220计算的信号周期和所述过零点时刻捕获单元230捕获的过零输入边沿计算下一周期过零补偿延时值并输出至所述延时补偿单元250；具体包括：
步骤S241：所述运算单元240根据所述过零点时刻捕获单元230捕获的过零输入边沿与理想状态下的过零时刻点作比较并计算生成固有延时时间；
具体地，如图2所示，过零输入边沿与理想状态下的过零时刻相比具有一个时间差，该时间差即为固有延时时间。计算方法为将根据所述过零点时刻捕获单元230捕获的过零输入边沿与理想状态下的过零时刻点作差值，即为图2中标示的T延。
进一步地，固有延时时间为硬件所导致，即不同的硬件设备具有不同的固有延时时间，而理想状态下的过零时刻为预先设置，即根据交流电的正负幅值变化的时刻处为理想过零信号值所得到。如图2所示。
进而，通过根据捕获的过零输入边沿与理想状态下的过零时刻点作差值即可生成当前硬件设备所带来的固有延时时间。
步骤S241：所述运算单元240根据所述周期检测单元220计算的信号周期和所述固有延时时间计算所述下一周期过零补偿延时值并输出至所述延时补偿单元。
在一个实施例中，步骤S241：所述运算单元240根据所述周期检测单元220计算的信号周期和所述固有延时时间计算所述下一周期过零补偿延时值并输出至所述延时补偿单元；具体采用以下计算公式：
公式为：T补偿＝(CYCLE/2)-T延
其中，T补偿为下一周期过零补偿延时值，CYCLE为交流电的信号周期，T延为固有延时时间。
具体地，如图2所示，当计算出所示固有延时时间时，即可知晓当前硬件设备所带来的延时，此时直接控制切相，则切相的起点亦是延时。
那么，如果需要对已经发生延时的情况进行弥补，则需要对下一个周期的切相进行相应控制，而对下一个周期的切相进行相应控制的前提需要知晓下一个周期的实际过零点，进而保证在下一个周期的实际过零点时刻开始切相。
此时，在已经知道所述固有延时时间及交流电周期的情况下，便可以根据所述上述公式T补偿＝(CYCLE/2)-T延来进行计算需要补偿的数值。
即为计算所述下一周期过零补偿延时值。
进一步地，根据图2所示，两个过两点之间的时间为半个周期，即为(CYCLE/2)，此时，此时下一个周期中已经过去了T延时间，故，再过(CYCLE/2)-T延的时间，即为理想状态下的过零点，即为所述下一周期过零补偿延时值，故，此时补偿所述下一周期过零补偿延时值时，并输出至所述延时补偿单元，使所述延时补偿单元250计算补偿了所述下一周期过零补偿延时值后的信号，该信号即为所述过零补偿控制信号，该过零补充信号经驱动电路300和所述切相控制电路400后输出切相控制信号，所述切相控制信号的起始点与交流电的过零点相对应，进而克服了硬件设备的固有延时，提升了切相的准确性和高效性。
进一步地，以下举例具体数值来说明：
假若计算得到的交流电的信号周期为20ms时，根据交流电得到的理想过零点为0ms、10ms、20ms...，也即理想且准确的切相应该在于过零点对应的时刻切相，即0ms、10ms、20ms...的时刻。
但因硬件设备存在固有延时，且固有延时时间为1ms，故检测到的实际过零点为1ms时刻，及检测到的过零输入边沿所在的时刻亦为1ms时刻，实际切相也是在1ms时刻，已经超过了应切相时刻0ms，此时切相不准确，。
故，接下来需要在下一个过零点准确切相，下一个理想过零点为10ms，此时根据公式T补偿＝(CYCLE/2)-T延，计算应为T补偿＝(20/2)-1，那么下一周期过零补偿延时值为9ms，9ms即为所述下一周期过零补偿延时值，接着所述延时补偿单元250接收所述下一周期过零补偿延时值，并将下一周期过零补偿延时值补偿至上一实际切相时刻，即将9ms补偿至上一个实际切相时刻1ms时刻，即1ms+9ms，即为10ms时刻，故当在此刻，即补偿了下一周期过零补偿延时值的时刻，亦为10ms时刻时切相，方位准确，故所述延时补偿单元250根据下一周期过零补偿延时值输出所述过零补偿控制信号至所述驱动电路300，从而使所述切相控制电路400输出的切相控制信号的起始点与交流电的理想过零点相对应，进而实现了消除了固有延时带来的切相影响，以对待调光灯具作切相调光可以实现精准调光，进而提高切相调光准确率。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种交流切相数字化调光控制装置，其特征在于，包括过零检测电路、MCU主控电路、驱动电路和切相调光电路，其中，
所述过零检测电路，用于检测交流电的过零信号；
所述MCU主控电路，用于接收所述过零检测电路检测的过零信号，并根据所述过零信号输出过零补偿控制信号；
所述驱动电路，用于接收所述MCU主控电路输出的过零补偿控制信号，并对过零补偿控制信号作电平幅值转换并输出MOS/IGBT驱动电平信号；
所述切相调光电路，用于接收所述驱动电路输出的MOS/IGBT驱动电平信号，并根据所述MOS/IGBT驱动电平信号输出切相控制信号至待调光灯具，以对待调光灯具作切相调光。
2.根据权利要求1所述的一种交流切相数字化调光控制装置，其特征在于，所述MCU主控电路包括周期检测单元、过零点时刻捕获单元、运算单元和延时补偿单元，其中，
所述周期检测单元，与所述过零检测电路连接，并用于根据所述过零检测电路检测的过零信号计算交流电的信号周期；
所述过零点时刻捕获单元，与所述过零检测电路连接，并用于根据所述过零检测电路检测的过零信号捕获交流电的过零输入边沿；
所述运算单元，与所述周期检测单元和所述过零点时刻捕获单元均连接，并用于根据所述周期检测单元计算的信号周期和所述过零点时刻捕获单元捕获的过零输入边沿计算下一周期过零补偿延时值并输出；
所述延时补偿单元，与所述驱动电路连接，并用于接收所述下一周期过零补偿延时值，并根据下一周期过零补偿延时值输出所述过零补偿控制信号至所述驱动电路。
3.根据权利要求2所述的一种交流切相数字化调光控制装置，其特征在于，所述MCU主控电路还包括滤波单元，所述滤波单元的一端与所述过零检测电路连接，所述滤波单元的另一端与所述周期检测单元、所述过零点时刻捕获单元和所述延时补偿单元均连接。
4.根据权利要求3所述的一种交流切相数字化调光控制装置，其特征在于，所述滤波单元为数字低通滤波器，并用于滤除经所述过零检测电路输入的过零信号中的高频干扰脉冲。
5.根据权利要求1所述的一种交流切相数字化调光控制装置，其特征在于，所述MCU主控电路输出的过零补偿控制信号LVTTL电平信号。
6.一种自适应频率的交流切相数字化调光控制方法，其特征在于，所述调光控制方法基于权利要求1-5任一项所述的交流切相数字化调光控制装置，所述调光控制方法包括：
步骤S100：所述过零检测电路检测交流电的过零信号并将所述过零信号输出至所述MCU主控电路；
步骤S200：所述MCU主控电路接收所述过零检测电路检测的过零信号，并根据所述过零信号生成过零补偿控制信号，并将过零补偿控制信号输出至所述驱动电路；
步骤S300：所述驱动电路接收所述MCU主控电路输出的过零补偿控制信号，并对过零补偿控制信号作电平幅值转换并输出MOS/IGBT驱动电平信号；
步骤S400：所述切相调光电路接收所述驱动电路输出的MOS/IGBT驱动电平信号，并根据所述MOS/IGBT驱动电平信号输出切相控制信号至待调光灯具，并基于切相控制信号对待调光灯具作切相调光。
7.根据权利要求6所述的一种自适应频率的交流切相数字化调光控制方法，其特征在于，所述MCU主控电路包括滤波单元、周期检测单元、过零点时刻捕获单元、运算单元和延时补偿单元，所述滤波单元的一端与所述过零检测电路连接，所述滤波单元的另一端与所述周期检测单元、所述过零点时刻捕获单元和所述延时补偿单元均连接，所述运算单元与所述周期检测单元和所述过零点时刻捕获单元均连接；
步骤S200：所述MCU主控电路接收所述过零检测电路检测的过零信号，并根据所述过零信号生成过零补偿控制信号，并将过零补偿控制信号输出至所述驱动电路；具体包括：
步骤S210：所述滤波单元滤除经所述过零检测电路输入的过零信号中的高频干扰脉冲，并将滤除高频干扰脉冲后的过零信号发送至所述周期检测单元、所述过零点时刻捕获单元和所述延时补偿单元；
步骤S220：所述周期检测单元根据经滤波单元滤波后的过零信号计算交流电的信号周期；
步骤S230：所述过零点时刻捕获单元根据所述经滤波单元滤波后的过零信号捕获交流电的过零输入边沿；
步骤S240：所述运算单元根据所述周期检测单元计算的信号周期和所述过零点时刻捕获单元捕获的过零输入边沿计算下一周期过零补偿延时值并输出至所述延时补偿单元；
步骤S250：所述延时补偿单元接收所述下一周期过零补偿延时值，并根据下一周期过零补偿延时值计算得到所述过零补偿控制信号，并将所述过零补偿控制信号输出至所述驱动电路。
8.根据权利要求7所述的一种自适应频率的交流切相数字化调光控制方法，其特征在于，步骤S220：所述周期检测单元根据经滤波单元滤波后的过零信号计算交流电的信号周期；具体采用以下公式：
公式为：CYCLE＝[2*(CNTn-CNT1)*Timestep]|/(n-1)；
其中，CYCLE为交流电的信号周期，CNTn为计数器在第n次计数时的计数值，Timestep为计数器的时钟周期，n为计数器的计数次数值。
9.根据权利要求8所述的一种自适应频率的交流切相数字化调光控制方法，其特征在于，步骤S240：所述运算单元根据所述周期检测单元计算的信号周期和所述过零点时刻捕获单元捕获的过零输入边沿计算下一周期过零补偿延时值并输出至所述延时补偿单元；具体包括：
步骤S241：所述运算单元根据所述过零点时刻捕获单元捕获的过零输入边沿与理想状态下的过零时刻点作比较并计算生成固有延时时间；
步骤S241：所述运算单元根据所述周期检测单元计算的信号周期和所述固有延时时间计算所述下一周期过零补偿延时值并输出至所述延时补偿单元。
10.根据权利要求9所述的一种自适应频率的交流切相数字化调光控制方法，其特征在于，步骤S241：所述运算单元根据所述周期检测单元计算的信号周期和所述固有延时时间计算所述下一周期过零补偿延时值并输出至所述延时补偿单元；具体采用以下计算公式：
公式为：T补偿＝(CYCLE/2)-T延
其中，T补偿为下一周期过零补偿延时值，CYCLE为交流电的信号周期，T延为固有延时时间。
CN202011575623.3A 2020-12-28 2020-12-28 一种交流切相数字化调光控制装置及控制方法 Active CN112654114B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011575623.3A CN112654114B (zh) 2020-12-28 2020-12-28 一种交流切相数字化调光控制装置及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011575623.3A CN112654114B (zh) 2020-12-28 2020-12-28 一种交流切相数字化调光控制装置及控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112654114A true CN112654114A (zh) 2021-04-13
CN112654114B CN112654114B (zh) 2022-07-08

Family

ID=75363235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011575623.3A Active CN112654114B (zh) 2020-12-28 2020-12-28 一种交流切相数字化调光控制装置及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112654114B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110210678A1 (en) * 2009-08-14 2011-09-01 Once Innovations, Inc. Spectral Shift Control for Dimmable AC LED Lighting
CN203504845U (zh) * 2013-10-21 2014-03-26 上海欧切斯实业有限公司 一种通过mosfet实现交流切相的控制装置
US20150257216A1 (en) * 2014-03-10 2015-09-10 Cree, Inc. Switched-mode converter control for lighting applications
CN108770130A (zh) * 2018-05-01 2018-11-06 上海晶丰明源半导体股份有限公司 功率控制电路及方法、驱动系统及方法、芯片
CN109246885A (zh) * 2018-09-11 2019-01-18 莱昊(上海)光电科技有限公司 一种led的切相调光装置
WO2019026023A1 (en) * 2017-08-04 2019-02-07 Ledvance Llc SYSTEM AND TECHNIQUES FOR SEMICONDUCTOR LIGHT SOURCE GRADATION
CN109922569A (zh) * 2019-03-25 2019-06-21 江苏能电科技有限公司 Led调光控制系统及方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110210678A1 (en) * 2009-08-14 2011-09-01 Once Innovations, Inc. Spectral Shift Control for Dimmable AC LED Lighting
CN203504845U (zh) * 2013-10-21 2014-03-26 上海欧切斯实业有限公司 一种通过mosfet实现交流切相的控制装置
US20150257216A1 (en) * 2014-03-10 2015-09-10 Cree, Inc. Switched-mode converter control for lighting applications
WO2019026023A1 (en) * 2017-08-04 2019-02-07 Ledvance Llc SYSTEM AND TECHNIQUES FOR SEMICONDUCTOR LIGHT SOURCE GRADATION
CN108770130A (zh) * 2018-05-01 2018-11-06 上海晶丰明源半导体股份有限公司 功率控制电路及方法、驱动系统及方法、芯片
CN109246885A (zh) * 2018-09-11 2019-01-18 莱昊(上海)光电科技有限公司 一种led的切相调光装置
CN109922569A (zh) * 2019-03-25 2019-06-21 江苏能电科技有限公司 Led调光控制系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112654114B (zh) 2022-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2720517A1 (en) Light dimming control device for led illumination
US8508147B2 (en) Dimmer circuit applicable for LED device and control method thereof
JP4272245B2 (ja) 負荷制御システム
JP4360805B2 (ja) 汎用のハードウエア／ソフトウエアによる高周波信号のフィードバック制御
CN108093534B (zh) 控制方法、控制器及led驱动装置
EP2387294B1 (en) Method and device for obtaining conduction angle, method and device for driving LED
EP2654379B1 (en) High stability dimmer
TWI434616B (zh) 適用於發光二極體照明設備之調光電路與控制方法
EP2384090A2 (en) Method and system for driving LED
US20130334980A1 (en) Led light dimming
US8350487B2 (en) Switch circuit
JP2015509275A (ja) 負荷、特には１以上のｌｅｄを有するｌｅｄユニットを駆動するドライバ装置及び駆動方法
EP2688369A1 (en) Integrated LED dimmer controller
KR20160039716A (ko) 발광 다이오드 구동 회로 및 이를 포함하는 발광 다이오드 조명 장치
CN1981564A (zh) 一种调光装置
CN101192376A (zh) 背光控制设备、显示装置、以及控制显示装置背光的方法
CN110022630B (zh) 一种pwm无闪烁数字调光装置及方法
US11330687B2 (en) System and method for invalid pulse rejection
US9425697B2 (en) Power supply and method for compensating low-frequency output voltage ripple thereof
CN112654114B (zh) 一种交流切相数字化调光控制装置及控制方法
CN109587882B (zh) 消除上电闪烁的led驱动电路、驱动装置和驱动方法
CN104124869B (zh) 一种升压电路及其信号输出方法
JP2008029107A (ja) 正弦波実効値検出装置、及びそれを用いた正弦波電源装置
CN105263242A (zh) 检测调光器导通相位角的方法
JPH08171992A (ja) ハロゲンランプ電力制御方法及び装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant