CN115734428A

CN115734428A - 一种恒功率无极调光控制系统

Info

Publication number: CN115734428A
Application number: CN202211693399.7A
Authority: CN
Inventors: 吴健; 李昌欣; 张帆; 马光耀; 庞啸龙; 冯毅
Original assignee: Weihai Cosco Marine Heavy Industry Technology Co ltd
Current assignee: Weihai Cosco Marine Heavy Industry Technology Co ltd
Priority date: 2022-12-28
Filing date: 2022-12-28
Publication date: 2023-03-03
Anticipated expiration: 2042-12-28
Also published as: CN115734428B

Abstract

本发明公开了一种恒功率无极调光控制系统，涉及智能灯具技术领域，包括调节模块，调节模块包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻，第一电阻一端和电源连接，第一电阻另一端和第一运算放大器反相端、第二电阻一端连接，第二电阻另一端和第二运算放大器同相端、第三电阻一端连接，第三电阻另一端和接地端连接，第一运算放大器同相端和第二运算放大器反相端连接。本发明以少量元件实现交变信号转数字信号，实现PWM调光信号的控制。

Description

一种恒功率无极调光控制系统

技术领域

本发明涉及智能灯具技术领域，特别涉及一种恒功率无极调光控制系统。

背景技术

附图1为现有技术中的一种调光控制电路，由电阻R1、电位器W、电容C1、电容C2、电阻R2、电阻R3组成延时控制电路，电位器W调节改变电容延时时长，AC交变信号正半周时，信号线经由T1和T2组成的双向可控硅二极管A极或K极，随后电容电位上升后，信号经双向可控硅二极管的G极、K极或A极使双向可控硅A极到K极导通，电源信号使负载做功，负半周时，信号反转，由于G极道A极或K极无电流使双向二极管截止，实现无极调光，但交变信号调节因负半周时需要双向可控硅二极管截止实现频率控制，导致负半周时无做功，同时因交变信号由于固定频率导致调节范围过低等问题，而通过PWM信号调节的方式也存在频率降低问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种恒功率无极调光控制系统，包括调节模块，所述调节模块包括第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3，所述第一电阻R1一端和电源连接，第一电阻R1另一端和第一运算放大器U1反相端、第二电阻R2一端连接，第二电阻R2另一端和第二运算放大器U2同相端、第三电阻R3一端连接，第三电阻R3另一端和接地端连接，第一运算放大器U1同相端和第二运算放大器U2反相端连接：

第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3串联分压为第一运算放大器U1反相端和第二运算放大器U2同相端提供频率跳变阈值电压信号，第一运算放大器U1同相端和第二运算放大器U2反相端和交变信号连接，通过调节交变信号的正负半周频率使第一运算放大器U1和第二运算放大器U2信号反转，第一运算放大器U1和第二运算放大器U2输出数字信号，实现交变信号转换数字信号控制调光的PWM信号占空比。

进一步的，所述调节模块还包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一三极管D1、第二三极管D2、第三发光二极管D3、第四三极管D4、第五三极管D5、第六二极管D6、第一输出端OUT1，所述第一三极管D1基极和第一运算放大器U1输出端连接，第一三极管D1集电极和电源连接，第一三极管D1发射极和第四电阻R4一端、第五电阻R5一端、第二三极管D2集电极、第三发光二极管D3阳极连接，第三发光二极管D3阴极和接地端连接，第四电阻R4另一端和第四三极管D4基极连接，第五电阻R5另一端和电源连接，第二三极管D2基极和第六电阻R6一端连接，第六电阻R6另一端和第七电阻R7一端、第四三极管D4集电极、第一输出端OUT1连接，第二三极管D2发射极和接地端连接，第四三极管D4发射极和接地端连接，第五三极管D5基极和第二运算放大器U2输出端连接，第五三极管D5集电极和电源连接，第五三极管D5发射极和第一输出端OUT1连接，第一输出端OUT1和第六二极管D6阳极连接，第六二极管D6阴极和接地端连接：

考虑到第一运算放大器U1和第二运算放大器U2跳变阈值区间无输出，降低整体频率，通过初始状态的第七电阻R7端电源信号一路经第七电阻R7到达第四三极管D4集电极，另一路经第七电阻R7、第六电阻R6到达第二三极管D2基极，第五电阻R5端电源信号一路经第五电阻R5、第四电阻R4到达第四三极管D4基极，另一路经第五电阻R5到达第二三极管D2集电极，同时经第七电阻R7信号还经第一输出端OUT1到达第六二极管D6阳极，经第五电阻R5信号还到达第三发光二极管D3阳极，到达第四三极管D4基极信号使第四三极管D4处于放大状态，信号经第五电阻R5、第四电阻R4、第四三极管D4基极、第四三极管D4发射极、接地端形成回路，因第三发光二极管D3门限阈值电位高于第四三极管D4基极电位，第三发光二极管D3无导通，到达第二三极管D2基极信号使第二三极管D2处于放大状态，信号经第七电阻R7、第六电阻R6、第二三极管D2基极、第二三极管D2发射极、接地端形成回路，第六二极管D6门限阈值电位高于第二三极管D2基极电位使第六二极管D6无导通，第一运算放大器U1输出端输出信号到达第一三极管D1基极时，第一三极管D1导通，第一三极管D1集电极电源信号经第一三极管D1集电极、发射极、第四电阻R4到达第四三极管D4基极，使第四三极管D4处于饱和状态，同时第三发光二极管D3导通，当第一运算放大器U1无输出时，第三发光二极管D3阳极电位低于第四三极管D4基极电位，第五电阻R5端电源信号经第五电阻R5、第三发光二极管D3、接地端形成回路，第二运算放大器U2端输出信号到达第五三极管D5基极时，第五三极管D5导通，电源信号经第五三极管D5集电极、发射极、第一输出端OUT1到达第六二极管D6阳极，使第六二极管D6导通，同时信号还经第六电阻R6到达第二三极管D2基极使第二三极管D2由放大状态进入饱和状态，使第二三极管D2集电极电位低于第三发光二极管D3阳极电位，第五电阻R5端电源信号经第五电阻R5、第二三极管D2集电极、发射极、接地端形成回路，第三发光二极管D3截止，第二运算放大器U2无输出时，因第六二极管D6导通电位低于第二三极管D2基极电位，第七电阻R7端电源信号经第一输出端OUT1、第六二极管D6、接地端形成回路，使第一运算放大器U1和第二运算放大器U2处于阈值区间时仍通过第三发光二极管D3进行信号输出。

进一步的，所述调节模块还包括第七发光二极管D7、第八三极管D8、第一电容C1、第八电位器R8，所述第七发光二极管D7阳极和第五三极管D5发射极连接，第七发光二极管D7阴极和接地端连接，第七发光二极管D7和第八三极管D8耦合封装，第八三极管D8集电极和电源连接，第八三极管D8发射极和第八电位器R8一端、第八电位器R8抽头端连接，第八电位器R8另一端和第一电容C1一端连接，第一电容C1另一端和接地端连接：

考虑到交流信号频率范围过低，通过第七发光二极管D7和第八三极管D8进行耦合封装，第一输出端OUT1不进行连接，由第七发光二极管D7代替第六二极管D6作为门限元件以及信号发当元件进行输出，第六二极管D6导通既第七发光二极管D7导通，第七发光二极管D7导通时，第七发光二极管D7和第八三极管D8耦合放大，第八三极管D8集电极电源信号经过第八三极管D8集电极、发射极、第八电位器R8抽头端、第八电位器R8另一端到达第一电容C1，随第一电容C1电位上升，使第二运算放大器U2反相端和同相端电压信号改变，调节第八电位器R8旋钮时会根据其抽头端距第八电位器R8两端的阻值改变其电压比，使第一电容C1电位上升时长变化，进而改变第一运算放大器U1和第二运算放大器U2输出端信号跳变频率，既占空比范围，代替交变信号输入。

进一步的，所述调节模块还包括第九光电三极管D9、第二输出端OUT2，所述第三发光二极管D3和第九光电三极管D9耦合封装，第九光电三极管D9集电极和电源连接，第九光电三极管D9发射极和第二输出端OUT2连接：

第三发光二极管D3和第九光电三极管D9进行耦合，第三发光二极管D3输出时第九光电三极管D9导通，电源信号经第九光电三极管D9集电极、发射极到达第二输出端OUT2，第二输出端OUT2输出PWM信号与灯源驱动电路连接进行调光。

进一步的，所述调节模块还包括第十光电三极管D10，所述第十光电三极管D10和第七发光二极管D7耦合封装，第十光电三极管D10集电极和电源连接，第十光电三极管D10发射极和第八三极管D8基极连接：

考虑到由第七发光二极管D7和第八三极管D8耦合放大后出现衰减，使第一电容C1电位无法持续上升，先通过第七发光二极管D7和第十光电三极管D10耦合放大后在由第十光电三极管D10发射极输出到第八三极管D8基极进行二级放大。

进一步的，所述调节模块还包括第九电阻R9，所述第九电阻R9一端和第八电位器R8一端、第八电位器R8抽头端连接，第九电阻R9另一端和第八三极管D8发射极连接：

通过第九电阻R9和第八电位器R8组合对第一电容C1充能时长进行调节，防止第八电位器R8抽头端距第一电容C1端调节至限位后第一电容C1出现击穿。

进一步的，所述调节模块还包括第十电阻R10，所述第十电阻R10一端第一电容C1一端连接，第十电阻R10另一端和接地端连接：

设置第十电阻R10防止第七发光二极管D7无导通时，第一电容C1无法泄荷。

进一步的，所述调节模块还包括第一开关S1，所述第一开关S1两端串接在第一电阻R1和电源之间：

通过第一开关S1对后级电路进行关断。

进一步的，所述第八电位器R8为数字电位器：

当第八电位器R8为数字电位器时，可通过搭建步进电路控制第八电位器R8阻值，实现步进调节或挡位调节，数字电位器使用方式为现有技术，在此不做阐述。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

以少量元件实现交变信号转数字信号进行控制PWM信号，具备直流电源控制PWM信号占空比的功能，防止交流信号频率低导致调光不平滑，并解决跳变无输出时会降低PWM占空比范围与调节不一致，降低整体频率的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的调光电路原理图。

图2、图3、图4为本发明提供的一种恒功率无极调光控制系统的调节模块电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明，应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

请参阅附图2-4，本发明是提供一种恒功率无极调光控制系统，包括调节模块，所述调节模块包括第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3，所述第一电阻R1一端和电源连接，第一电阻R1另一端和第一运算放大器U1反相端、第二电阻R2一端连接，第二电阻R2另一端和第二运算放大器U2同相端、第三电阻R3一端连接，第三电阻R3另一端和接地端连接，第一运算放大器U1同相端和第二运算放大器U2反相端连接：

具体地，所述调节模块还包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一三极管D1、第二三极管D2、第三发光二极管D3、第四三极管D4、第五三极管D5、第六二极管D6、第一输出端OUT1，所述第一三极管D1基极和第一运算放大器U1输出端连接，第一三极管D1集电极和电源连接，第一三极管D1发射极和第四电阻R4一端、第五电阻R5一端、第二三极管D2集电极、第三发光二极管D3阳极连接，第三发光二极管D3阴极和接地端连接，第四电阻R4另一端和第四三极管D4基极连接，第五电阻R5另一端和电源连接，第二三极管D2基极和第六电阻R6一端连接，第六电阻R6另一端和第七电阻R7一端、第四三极管D4集电极、第一输出端OUT1连接，第二三极管D2发射极和接地端连接，第四三极管D4发射极和接地端连接，第五三极管D5基极和第二运算放大器U2输出端连接，第五三极管D5集电极和电源连接，第五三极管D5发射极和第一输出端OUT1连接，第一输出端OUT1和第六二极管D6阳极连接，第六二极管D6阴极和接地端连接：

具体地，所述调节模块还包括第七发光二极管D7、第八三极管D8、第一电容C1、第八电位器R8，所述第七发光二极管D7阳极和第五三极管D5发射极连接，第七发光二极管D7阴极和接地端连接，第七发光二极管D7和第八三极管D8耦合封装，第八三极管D8集电极和电源连接，第八三极管D8发射极和第八电位器R8一端、第八电位器R8抽头端连接，第八电位器R8另一端和第一电容C1一端连接，第一电容C1另一端和接地端连接：

具体地，所述调节模块还包括第九光电三极管D9、第二输出端OUT2，所述第三发光二极管D3和第九光电三极管D9耦合封装，第九光电三极管D9集电极和电源连接，第九光电三极管D9发射极和第二输出端OUT2连接：

具体地，所述调节模块还包括第十光电三极管D10，所述第十光电三极管D10和第七发光二极管D7耦合封装，第十光电三极管D10集电极和电源连接，第十光电三极管D10发射极和第八三极管D8基极连接：

具体地，所述调节模块还包括第九电阻R9，所述第九电阻R9一端和第八电位器R8一端、第八电位器R8抽头端连接，第九电阻R9另一端和第八三极管D8发射极连接：

具体地，所述调节模块还包括第十电阻R10，所述第十电阻R10一端第一电容C1一端连接，第十电阻R10另一端和接地端连接：

具体地，所述调节模块还包括第一开关S1，所述第一开关S1两端串接在第一电阻R1和电源之间：

通过第一开关S1对后级电路进行关断。

具体地，所述第八电位器R8为数字电位器：

Claims

1.一种恒功率无极调光控制系统，包括调节模块，其特征在于，所述调节模块包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻，所述第一电阻一端和电源连接，第一电阻另一端和第一运算放大器反相端、第二电阻一端连接，第二电阻另一端和第二运算放大器同相端、第三电阻一端连接，第三电阻另一端和接地端连接，第一运算放大器同相端和第二运算放大器反相端连接。

2.根据权利要求1所述的恒功率无极调光控制系统，其特征在于，所述调节模块还包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一三极管、第二三极管、第三发光二极管、第四三极管、第五三极管、第六二极管、第一输出端，所述第一三极管基极和第一运算放大器输出端连接，第一三极管集电极和电源连接，第一三极管发射极和第四电阻一端、第五电阻一端、第二三极管集电极、第三发光二极管阳极连接，第三发光二极管阴极和接地端连接，第四电阻另一端和第四三极管基极连接，第五电阻另一端和电源连接，第二三极管基极和第六电阻一端连接，第六电阻另一端和第七电阻一端、第四三极管集电极、第一输出端连接，第二三极管发射极和接地端连接，第四三极管发射极和接地端连接，第五三极管基极和第二运算放大器输出端连接，第五三极管集电极和电源连接，第五三极管发射极和第一输出端连接，第一输出端和第六二极管阳极连接，第六二极管阴极和接地端连接。

3.根据权利要求2所述的恒功率无极调光控制系统，其特征在于，所述调节模块还包括第七发光二极管、第八三极管、第一电容、第八电位器，所述第七发光二极管阳极和第五三极管发射极连接，第七发光二极管阴极和接地端连接，第七发光二极管和第八三极管耦合封装，第八三极管集电极和电源连接，第八三极管发射极和第八电位器一端、第八电位器抽头端连接，第八电位器另一端和第一电容一端连接，第一电容另一端和接地端连接。

4.根据权利要求2所述的恒功率无极调光控制系统，其特征在于，所述调节模块还包括第九光电三极管、第二输出端，所述第三发光二极管和第九光电三极管耦合封装，第九光电三极管集电极和电源连接，第九光电三极管发射极和第二输出端连接。

5.根据权利要求3所述的恒功率无极调光控制系统，其特征在于，所述调节模块还包括第十光电三极管，所述第十光电三极管和第七发光二极管耦合封装，第十光电三极管集电极和电源连接，第十光电三极管发射极和第八三极管基极连接。

6.根据权利要求3所述的恒功率无极调光控制系统，其特征在于，所述调节模块还包括第九电阻，所述第九电阻一端和第八电位器一端、第八电位器抽头端连接，第九电阻另一端和第八三极管发射极连接。

7.根据权利要求3所述的恒功率无极调光控制系统，其特征在于，所述调节模块还包括第十电阻，所述第十电阻一端第一电容一端连接，第十电阻另一端和接地端连接。

8.根据权利要求1所述的恒功率无极调光控制系统，其特征在于，所述调节模块还包括第一开关，所述第一开关两端串接在第一电阻和电源之间。

9.根据权利要求3所述的恒功率无极调光控制系统，其特征在于，所述第八电位器为数字电位器。