CN117320228A - 一种调光控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调光控制方法，包括恒流装置，恒流装置同时与多个负载单元相连；每个负载单元均包括光源和与光源串联的电子开关；各个电子开关均连接控制装置；确定各个电子开关的工作时序，对每个电子开关分配相等的工作时域段，不同电子开关所对应的工作时域段之间不发生重叠；控制装置接收各个光源的输入参数并根据输入参数控制对应的电子开关在工作时域段内的开启时长。本发明通过将多个光源以并联的方式连接恒流装置，并通过对应的电子开关控制相对应的光源在工作时域段内的发光时长，实现了用一个恒流装置驱动多个光源并实现对多个光源的单点控制，降低了产品的制造成本和价格，提升了产品的竞争力。

Description

一种调光控制方法

技术领域

本发明涉及灯光控制技术领域，特别涉及一种调光控制方法。

背景技术

现有的LED灯，按灯珠的连接控制方式分为串控和点控两种。串控是指一个驱动器控制一组串联的多颗灯珠；点控是指一个驱动器只单独控制一颗灯珠。

串控是将所有的灯珠与驱动器直接串联，其特点是所有串联的灯珠同时发亮，无法单独对个各个灯珠的发光进行控制，因此不能实现动态跑马灯效果。

点控的特点是每个灯珠作为一个像素点，每个灯珠对应一个驱动器并由该驱动器对其进行独立控制，按不同的排列组合控制各基色的独立像素点（灯珠），实现不同的色彩混色、实现不同的图案效果和动态效果。

由此可见，点控最终呈现的灯光效果要远超串控，且能够进行个性化的灯光设置，因此点控比串控更受欢迎。

但是由于点控的方式，需要使用多个驱动器，当基色较多及灯珠数量较多时，所用到的驱动器也越多，会使产品的制造成本和价格大大上升，导致产品失去市场竞争力。

因此亟需开发一种减少驱动器的使用并降低灯具成本的调光控制方法。

发明内容

本发明的目的是解决传统的LED灯珠的点控方式需要通过多个驱动器分别对LED灯珠进行控制，导致产品成本和价格大大上升、产品竞争力差的问题，提供一种减少驱动器的使用并降低产品成本的调光控制方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种调光控制方法，包括恒流装置，恒流装置同时与多个负载单元相连；每个负载单元均包括光源和与光源串联的电子开关；各个电子开关均连接控制装置；

确定各个电子开关的工作时序，对每个电子开关分配相等的工作时域段，不同电子开关所对应的工作时域段之间不发生重叠；

控制装置接收各个光源的输入参数并根据输入参数控制对应的电子开关在工作时域段内的开启时长。

作为优选，所述光源为LED光源。

作为优选，所述电子开关为MOSFET晶体管或IGBT晶体管。

作为优选，所述输入参数为亮度占空比；亮度占空比为电子开关在工作时域段内的开启时长占整个工作时域段的比值。

作为优选，每个工作时域段的时长为500微秒。

作为优选，在相邻工作时域段之间设置死区时间段，死区时间段的时长t_d由以下公式确定：

；

式中，为电子开关最大关断延迟时间，/>为电子开关最小导通延迟时间。

作为优选，负载单元还包括抑振装置，抑振装置连接在光源和电子开关之间。

作为优选，所述抑振装置为RC电路，RC电路的电阻值R和电容值C通过以下方法确定：

S1：在未安装抑振装置时，用示波器测量负载单元的原始电流振荡频率f₀；

S2：取一个电容值已知的临时电容，获取该临时电容的电容值C₁，将该临时电容焊接到负载单元中抑振装置的安装位置处，通过示波器测量该负载单元的临时电流振荡频率f₁；

S3：拆除临时电容，通过以下公式计算电阻值R：

；

通过以下公式计算电容值C：

。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过将多个光源以并联的方式连接恒流装置，并通过对应的电子开关控制相对应的光源在工作时域段内的发光时长，实现对发光效果的控制，实现了用一个恒流装置（驱动器）驱动多个光源并实现对多个光源的单点控制，节省了恒流装置（驱动器）的数量，且实现了良好的调光效果，降低了产品的制造成本和价格，提升了产品的竞争力。

2、本发明通过在相邻的工作时域段之间设置死区时间段，死区时间段能够将相邻工作时域段隔开，避免了两个光源之间的无缝切换，保证了发光效果。

3、本发明通过在光源与电子开关之间的节点上接入抑振装置，以抑制振荡电流的产生，降低振荡电流对光源寿命的影响。

附图说明

图1为本发明实施例1的电路图。

图2为本发明实施例1中各个电子开关的工作时序示意图。

图3为本发明实施例2中各个电子开关的工作时序示意图。

图4为本发明实施例3的电路图。

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，所描述的实施例仅仅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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

实施例1：

如图1所示，一种调光控制方法，包括恒流装置，恒流装置同时与多个负载单元相连。其中，每个负载单元均包括光源和与光源串联的电子开关；各个电子开关均连接控制装置。

确定各个电子开关的工作时序，对每个电子开关分配相等的工作时域段，不同电子开关所对应的工作时域段之间不发生重叠，即在任何时刻下，最多只有一个电子开关和光源处于开启状态。

控制装置接收各个光源的输入参数并根据输入参数控制对应的电子开关在工作时域段内的开启时长。

本发明中，光源为LED光源。电子开关为MOSFET晶体管或IGBT晶体管。恒流装置即为驱动器，用于为各个负载单元上的光源提供恒定电流，驱动光源发光。

如图2所示，每个工作时域段的时长为T。本发明中，每个工作时域段的时长T为500微秒。第n时序所对应的电子开关的工作时域段包括一个开启时间段t_{on_n}和一个关闭时间段t_{off_n}。例如，第一时序的电子开关所对应的工作时域段包括开启时间段t_{on_1}和关闭时间段t_{off_1}，第二时序的电子开关所对应的工作时域段包括开启时间段t_{on_2}和关闭时间段t_{off_2}，以此类推。

输入参数为亮度占空比，亮度占空比为电子开关在工作时域段内的开启时长占整个工作时域段的比值，第n时序的电子开关的亮度占空比为D_n，则有：

；

各个电子开关的亮度占空比可由客户根据最终发光效果进行设定。由于电子开关开启后与其对应的光源则通电发光，电子开关关闭后与其对应的光源则关闭，光源的开启或关闭时长是与相对应的电子开关的开启和关闭时长一致的。当电子开关的亮度占空比D_n确定后，各个光源的发光时长也就确定了。

当亮度占空比D_n确定后，则有：

；

其中，亮度占空比D_n的范围为：0≤D_n≤1。

在实际中，不同的光源将具有不同的发光颜色；各个电子开关的亮度占空比D_n将直接决定各个光源在工作时域段内的发光占比，进而决定LED灯具的最终发光效果。当各个光源按照确定的时序依次完成一次发光后完成一个发光周期，对发光周期进行循环重复，通过人眼视觉惰性就看到稳定的亮度及混色，从而实现对灯光的调制。

特殊地，当有R（红色）、G（绿色）、B（蓝色）三个光源时，通过本发明中的这种调光控制方法，只用一个恒流装置（驱动器），就能独立调光和混色。

本发明通过将多个光源以并联的方式连接恒流装置，并通过对应的电子开关控制相对应的光源在工作时域段内的发光时长，实现对发光效果的控制，实现了用一个恒流装置（驱动器）驱动多个光源并实现对多个光源的单点控制，节省了恒流装置（驱动器）的数量，且实现了良好的调光效果，降低了产品的制造成本和价格，提升了产品的竞争力。

实施例2：

在实施例1中，在任何时刻，只有一个电子开关导通，其原因在于恒流装置输出恒定电流，若有多个电子开关同时导通，就出现支路分流情况，导致部分光源达不到预期的电流，混色时会产生色彩漂移。

而实施例1中，若某个光源调光且占空比在100%时，当该光源刚关闭的那一瞬间，下一个时序的光源便立即打开，两个光源存在无缝切换的情况，在切换的一瞬间，恒流装置的电流会同时流向两个光源，出现电流分流的情况，从而达不到预期电流激励光源。

为解决这个技术问题，本实施例中，在实施例1的基础上，增加了以下技术方案：

如图2所示，在相邻工作时域段之间设置死区时间段，死区时间段的时长t_d由以下公式确定：

；

式中，为电子开关最大关断延迟时间，/>为电子开关最小导通延迟时间。

通过在相邻的工作时域段之间设置死区时间段，死区时间段能够将相邻工作时域段隔开，避免了两个光源之间的无缝切换，保证了发光效果。

实施例3：

在实施例1中，由于光源采用LED光源，不同的LED光源可能具有不同的正向电压V_f（正向电压V_f是LED的特性参数），当控制相邻光源切换时，如果相邻光源的正向电压V_f差异大，高速切换瞬间可能会产生电流振荡尖峰，电流振荡尖峰对光源寿命有一定影响。

为解决这问题，在光源与电子开关之间的节点上接入抑振装置，以抑制振荡电流的产生，如图4所示。

本实施例中，抑振装置为RC电路，RC电路由一个电阻和一个电容串联而成，RC电路的一端接入负载单元的光源和电子开关之间，另一端接地。其中，RC电路的电阻值R和电容值C通过以下方法确定：

S1：在未安装抑振装置时，用示波器测量负载单元的原始电流振荡频率f₀；

S2：取一个电容值已知的临时电容，获取该临时电容的电容值C₁，将该临时电容焊接到负载单元中抑振装置的安装位置处，通过示波器测量该负载单元的临时电流振荡频率f₁；

S3：拆除临时电容，通过以下公式计算电阻值R：

；

通过以下公式计算电容值C：

。

通过上述方法，能够精准确定相匹配的抑振装置的参数，从而将抑制电流振荡的效果发挥至最佳，从而降低电流振荡对光源的寿命影响。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种调光控制方法，其特征在于，包括恒流装置，恒流装置同时与多个负载单元相连；每个负载单元均包括光源和与光源串联的电子开关；各个电子开关均连接控制装置；

确定各个电子开关的工作时序，对每个电子开关分配相等的工作时域段，不同电子开关所对应的工作时域段之间不发生重叠；

控制装置接收各个光源的输入参数并根据输入参数控制对应的电子开关在工作时域段内的开启时长。

2.根据权利要求1所述的一种调光控制方法，其特征在于，所述光源为LED光源。

3.根据权利要求1所述的一种调光控制方法，其特征在于，所述电子开关为MOSFET晶体管或IGBT晶体管。

4.根据权利要求1所述的一种调光控制方法，其特征在于，所述输入参数为亮度占空比；亮度占空比为电子开关在工作时域段内的开启时长占整个工作时域段的比值。

5.根据权利要求1所述一种调光控制方法，其特征在于，每个工作时域段的时长为500微秒。

6.根据权利要求1-5任意一项所述一种调光控制方法，其特征在于，在相邻工作时域段之间设置死区时间段，死区时间段的时长t_d由以下公式确定：

；

式中，为电子开关最大关断延迟时间，/>为电子开关最小导通延迟时间。

7.根据权利要求1-5任意一项所述一种调光控制方法，其特征在于，负载单元还包括抑振装置，抑振装置连接在光源和电子开关之间。

8.根据权利要求1所述一种调光控制方法，其特征在于，所述抑振装置为RC电路，RC电路的电阻值R和电容值C通过以下方法确定：

S1：在未安装抑振装置时，用示波器测量负载单元的原始电流振荡频率f₀；

S2：取一个电容值已知的临时电容，获取该临时电容的电容值C₁，将该临时电容焊接到负载单元中抑振装置的安装位置处，通过示波器测量该负载单元的临时电流振荡频率f₁；

S3：拆除临时电容，通过以下公式计算电阻值R：

；

通过以下公式计算电容值C：

。