CN117835483B - 支持多调光方式的调光控制电路及其调光方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及调光电源技术领域，公开了一种支持多调光方式的调光控制电路及其调光方法，方法包括步骤：S1：控制单元接收多个调光信号处理电路输出的调光信号，并记录每个调光信号的接收时间；S2：控制单元查询同一控制窗口中接收到的多个调光信号对应的优先级，并以其中优先级最高的调光信号作为实际采用的调光信号；S3：控制单元将实际采用的调光信号转化为对应的期望调光值，并将期望调光值输送至电源管理单元调节输出至发光负载的电能功率。上述调光方法，通过采用同一控制窗口中优先级最高的调光信号，支持多种调光方式对同一光源调光的同时，避免短时间内对光源进行频繁调光导致控制混乱，同时避免优先级高的用户需求不能被及时响应。

Description

支持多调光方式的调光控制电路及其调光方法

技术领域

本发明涉及调光电源领域，具体涉及一种支持多调光方式的调光控制电路及其调光方法。

背景技术

随着LED照明产业的快速发展，越来越多的客户的户外照明会选择采用LED光源。现有的LED电源的调光方式包括可控硅调光、DALI调光、DMX调光和0-10V调光等，随着客户对调光光源的要求越来越高，仅支持单一调光方式的调光光源难以满足客户的需求。市面上现有的支持多种调光方式的调光光源，仅能实现对多种调光信号输入形式的支持，同一时间往往只能采用同一种调光方式进行调光，多种调光方式同时进行调光时，无法判断具体采用哪一个调光信号进行调光，存在控制混乱，容易导致光源亮度出现波动闪烁的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种支持多调光方式的调光方法，通过对不同调光信号处理电路接收的调光信号设置优先级，避免多种调光方式同时调光导致控制混乱，容易导致光源亮度出现波动闪烁的问题。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：一种支持多调光方式的调光方法，包括如下步骤：S1：控制单元接收多个调光信号处理电路输出的调光信号，并记录每个调光信号的接收时间；S2：控制单元查询同一控制窗口中接收到的多个调光信号对应的优先级，并以其中优先级最高的调光信号作为实际采用的调光信号；S3：控制单元将实际采用的调光信号转化为对应的期望调光值，并将期望调光值输送至电源管理单元调节输出至发光负载的电能功率。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：通过为每个调光信号处理电路接收的调光信号设定优先级，当不同调光方式的调光信号同时被控制单元接收时，通过采用优先级最高的调光信号来进行调光，避免对光源进行频繁调光导致光源的亮度出现波动或者闪烁，并能确保优先级较高的调光信号被采用执行，保证优先级较高的用户需求能被及时满足。

上述的的支持多调光方式的调光方法，所述步骤S2包括：

S2.1：控制单元计算接收时间相邻的两个调光信号之间的时间间隔；

S2.2：若相邻的两个调光信号之间的时间间隔大于预设的间隔阈值，则两个调光信号不属于同一控制窗口，控制单元按照两个调光信号的接收时间顺序，顺次采用两个调光信号；

S2.3：若相邻的两个调光信号之间的时间间隔小于等于预设的间隔阈值，则两个调光信号属于同一控制窗口，控制单元查询两个调光信号对应的优先级，并采用其中优先级更高的调光信号。

上述的的支持多调光方式的调光方法，所述步骤S2中，同一控制窗口中，从相同的调光信号处理电路先后接收的多个调光信号，仅考虑采用从该调光信号处理电路中最后接收的调光信号。

上述的的支持多调光方式的调光方法，所述步骤S2中，同一控制窗口中，从不同的调光信号处理电路先后接收的多个优先级相同的调光信号，仅考虑采用其中对应的调光值最小的调光信号。

上述的的支持多调光方式的调光方法，所述步骤S3中，相邻的期望调光值输送至电源管理单元的输送时间间隔需要大于预设的控制间隔。

一种支持多调光方式的调光控制电路，包括：电源管理单元，输入端与外部电源电性连接，输出端与发光负载电性连接，用于控制调节输出至发光负载的电能的功率；调光信号处理单元，包括多个调光信号处理电路，多个所述调光信号处理电路的输入端分别与多个不同形式的调光信号连接，多个所述调光信号处理电路用于将多个不同形式的调光信号转化为同一形式的调光信号；控制单元，与多个所述调光信号处理电路的输出端及所述电源管理单元电性连接，用于根据多个所述调光信号处理电路输出的同一形式的调光信号控制所述电源管理单元输出的电能的功率，实现对发光负载的亮度的调节；其中所述控制单元包括存储介质，所述存储介质中存储有各个所述调光信号处理电路的优先级信息和计算机程序，所述计算机程序被设置为运行时实现上述的支持多调光方式的调光方法。

上述的支持多调光方式的调光控制电路，所述电源管理单元包括电磁滤波电路、电源管理电路和反馈调节环路，所述电源管理电路的输入端通过所述电磁滤波电路与外部电源连接，所述电源管理电路的输出端与发光负载电性连接，所述反馈调节环路的输入端与所述电源管理电路的输出端连接，所述反馈调节环路的输出端与所述电源管理电路的反馈端连接，所述反馈调节环路的控制端与所述控制单元连接。

上述的支持多调光方式的调光控制电路，所述电源管理单元包括电磁滤波电路、电源管理电路、反馈调节环路和控制MOS管，所述电源管理电路的输入端通过所述电磁滤波电路与外部电路连接，所述控制MOS管的漏极和源极串联于所述电源管理电路和发光负载之间，所述控制MOS管的栅极与所述控制单元连接，所述反馈调节环路的输入端与所述电源管理电路的输出端连接，所述反馈调节环路的输出端与所述电源管理电路的反馈端连接。

上述的支持多调光方式的调光控制电路，所述控制单元包括单片机电路和PWM驱动电路，所述单片机电路通过所述PWM驱动电路与所述控制MOS管的栅极电性连接，所述单片机电路中的单片机与多个所述调光信号处理电路的输出端连接。

上述的支持多调光方式的调光控制电路，所述电源管理电路包括电源控制芯片及其外围电路，所述反馈调节环路包括第一运算放大器U2A和第二运算放大器U2B，第二运算放大器U2B的同相输入端通过电阻R12与控制单元连接，第二运算放大器U2B的同相输入端通过电容C4接地，第二运算放大器U2B的反相输入端连接其输出端，第二运算放大器U2B的输出端通过电阻R8与第一运算放大器U2A的反相输入端连接，第一运算放大器U2A的同相输入端通过电阻R5接地，第一运算放大器U2A的同相输入端通过电阻R7连接工作电压，第一运算放大器U2A的反相输入端通过电阻R6连接所述电源管理电路的输出端，第一运算放大器U2A的反相输入端通过电阻R10接地，第一运算放大器U2A的反相输入端通过电阻C2和电阻R11连接其输出端，电容C3并联于电阻C2和电阻R11的两端，第一运算放大器U2A的输出端通过二极管D5连接光电耦合器U3的输入端，第一运算放大器U2A的输出端与二极管D5的负极连接，光电耦合器U3的输出端与所述电源管理电路的反馈端连接。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例的支持多调光方式的调光方法的流程图。

图2为本发明第一实施例的支持多调光方式的调光控制电路的原理框图。

图3为本发明第二实施例的支持多调光方式的调光控制电路的原理框图。

图4为本发明第二实施例的电源管理单元的电路原理图。

图5为本发明第三实施例的支持多调光方式的调光控制电路的原理框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参照图1，本发明的实施例提供了一种支持多调光方式的调光方法，具体包括如下步骤：

S1：控制单元接收多个调光信号处理电路输出的调光信号，并记录每个调光信号的接收时间；

S2：控制单元查询同一控制窗口中接收到的多个调光信号对应的优先级，并以其中优先级最高的调光信号作为实际采用的调光信号；

S3：控制单元将实际采用的调光信号转化为对应的期望调光值，并将期望调光值输送至电源管理单元调节输出至发光负载的电能功率。

本发明实施例的调光方法，通过预先对接收处理不同调光方式的调光信号的调光信号处理电路预设优先级，使得在同一个控制窗口中接收到多种不同调光方式的调光信号时，控制单元可以按照不同调光方式的优先级，选择采用其中优先级最高的调光信号进行调光控制。上述的调光方法，可以避免多种不同调光方式的调光信号同时被接收，导致控制单元无法判断应该按照哪一种调光方式进行调光，导致控制混乱。可以避免出现上述情况时，短时间执行全部的调光信号导致对发光负载进行频繁调光，导致光源的亮度出现波动或者闪烁。也可以避免对相近时间接收到的调光信号按顺序执行，导致重要的调光信号被滞后采用，导致用户的重要需求没有被及时响应。

可以理解的是，判断接收时间相近的调光信号是否属于同一个控制窗口，可以预设一个窗口时间，将连续的时间划分为若干个长度相同的连续窗口，落入到同一窗口中的调光信号属于同一个控制窗口；也可以采用以最先接收到的调光信号为基准，计算随后接收到的调光信号与先接收到的调光信号之间的时间间隔，如果时间间隔小于预设的间隔阈值，则判断两个调光信号属于同一个控制窗口，反之则不属于，参照图1。具体的判断方式可以根据实际需要选择。可以理解的是，在后一判断方式中，当有多个调光信号的接收时间接近，导致多个调光信号与同一调光信号的时间间隔均小于预设的间隔阈值时，计算时间间隔时应该忽略其中优先级低于前后相邻的调光信号的调光信号。

具体的，假设控制单元在一段时间中接收到A、B和C三个接收时间相近的三种不同调光方式的调光信号，且调光信号A和B之间，以及B和C之间的时间间隔均小于预设的间隔阈值。若B对应的调光方式的优先级低于A和C，由于调光信号B不可能被采用，所以不需要判断调光信号C和调光信号B是否属于同一个控制窗口，此时若调光信号A和C之间的时间间隔仍然小于预设的间隔阈值，则采用调光信号A和C中优先级较高的调光信号；若调光信号A和C之间的时间间隔大于预设的间隔阈值，则调光信号A和C均被采用，以预设的控制间隔，按照接收时间的先后顺次转化为对应的调光值，并发送给电源管理单元对发光负载的功率进行调节。

在一些实施例中，可能存在复数个调光方式的优先级相同，若恰好同一控制窗口中，控制单元接收到多个优先级相同的调光信号，则控制单元选择其中对应的调光值最大或最小的调光信号采用，优选选择调光值最小的调光信号进行采用。

在一些实施例中，同一调光信号处理电路可能连续发送多个调光信号至控制单元，若同一调光信号处理电路发送的多个调光信号之间的时间间隔很小，落入到同一控制窗口中，则以其中最先接收到的或者最后接收到的调光信号进行采用，优选采用最后接收到的调光信号。如同一控制窗口内控制单元先后接收到调光信号Xt1、Yt1和Xt2,其中Xt1和Xt2由同一调光信号处理电路接收处理。若其中调光信号Xt1和Xt2对应的调光方式的优先级高于调光信号Yt1的优先级，则最终应该采用调光信号Xt2来进行调光。

在一些实施例中，为了避免对具体控制输出至发光负载的电能功率的电源管理单元频繁输送调光值，导致输送至光源的电能难以稳定，相邻控制窗口的期望调光值输送至电源管理单元之间的时间间隔需要大于预设的控制间隔，避免调光动作过于频繁导致电源管理单元难以对输出至发光负载的电压形成稳定的闭环控制。

在一些实施例中，为了便于控制单元识别比较多种不同调光方式的调光信号，不同调光方式的调光信号经过对应的调光信号处理电路处理转化成预设的统一形式的调光信号后，再输送至控制单元。

参照图2，本发明实施例的支持多种调光方式的调光控制电路，包括电源管理单元、调光信号处理单元和控制单元。电源管理单元的输入端与外部电源电性连接，输出端与发光负载电性连接，用于控制调节输出至发光负载的电能的功率。调光信号处理单元包括多个调光信号处理电路，多个调光信号处理电路的输入端与多种不同形式的调光信号连接，输出端与控制单元电性连接，将多个不同形式的调光信号转化为同一形式的调光信号后传递给控制单元。控制单元根据多个调光信号处理单元输出的调光信号，控制电源管理单元输出至发光负载的功率，实现对发光负载的亮度的调节。其中控制单元包括存储介质，存储介质中存储有各个调光信号处理电路对应的调光方式的优先级信息，存储介质中还存储有计算机程序，控制单元中的控制器可以通过调用存储介质中的计算机程序，实现本发明实施例的调光方法，根据存储介质中存储的各个调光方式的优先级，从多个邻近接收到的不同的调光方式的调光信号中选择其中一个采用，以避免调光信号集中被接收时可能会产生的控制混乱，避免多种调光方式对同一光源的控制之间发生冲突竞争。

可以理解的是，多个调光信号处理电路可以分别将DMX调光方式和DALI调光方式的数字调光信号、可控硅调光方式的PWM信号或者模拟调光的电压转换为同一形式的调光信号，转换后的统一的调光信号的形式也可以为数字调光信号、PWM信号或者模拟调光电压。为了方便控制单元比较判断不同形式的调光信号对应的调光值，调光信号处理电路宜将多个不同形式的调光信号统一转化为一定区间范围内的模拟电压，调光信号处理电路可以为可调电源，可将数字调光信号、PWM信号或者模拟电压信号转换为统一区间内的模拟电压值，其具体结构为本领域内的公知常识，在此不做赘述。

参照图3和图5，电源管理单元包括电磁滤波电路、电源管理电路和反馈调节环路。电源管理电路的输入端通过电磁滤波电路与外部电源连接，电磁滤波电路用于对外部电源输入的电能进行滤波。电源管理电路的输出端与发光负载电性连接，用于对外部电源输入的电能进行调节，转化为与控制单元接收的调光信号的调光值对应的电能输出至发光负载，将发光负载的亮度调节成需要的亮度。反馈调节环路的输入端与电源管理电路的输出端连接，输出端与电源管理电路的反馈端连接，形成对电源管理电路的闭环控制，保证电源管理电路输出至发光负载的电能的稳定。

参照图3和图5，控制单元可以通过PWM信号或者模拟电压值控制电源管理单元。参照图3，当采用模拟电压值控制电源管理单元时，控制单元中的单片机直接输出期望的调光值对应的模拟电压值至反馈调节环路的控制端。参照图5，当采用PWM控制时，控制单元包括单片机电路和PWM驱动电路，电源管理单元还包括控制MOS管，控制MOS管的漏极和源极串联在电源管理电路和发光负载之间，PWM驱动电路的输入端与单片机电路中的单片机连接，输出端与控制MOS管的栅极连接，通过调节PWM驱动电路输出的PWM信号的占空比，调节控制MOS管的占空比，调节输出至发光负载的电能的功率。存储介质可以为FLASH存储器或者EEPROM存储器等，与单片机电路中的单片机电性连接，单片机通过读取加载存储介质中的计算机程序和优先级信息，按照上述的调光方法从多个调光信号处理电路中接收的调光信号中进行选择采用。各个调光信号处理电路的优先级信息宜采用易于单片机比较的字符形式存储于存储介质中，如自然数或者拉丁字母。

参照图4，电源管理电路包括电源芯片U1及其外围电路，电源芯片U1的输入端通过电阻R2与电磁滤波电路的输出端连接，电磁滤波电路的输出端并联有电解电容EC1，电源芯片U1的输出驱动信号通过电阻R3导通NMOS管Q2，NMOS管Q2导通后驱动变压器T1。同时电阻R4将NMOS管Q2流过的电流转化成电压信号，连接电源芯片U1的功率检测脚。变压器T1通过整流二极管D1、整流二极管D2和整流二极管D3对电解电容EC2、电解电容EC3和电解电容EC4进行整流滤波，并分别输出至电源供电端子V+、电源供电端子VCC和电源供电端子VDD。电源供电端子V+用于向发光负载供电，电源供电端子VDD和电源供电端子VCC用于给电路中的其他器件提供工作电压。

参照图4，反馈调节环路包括第一运算放大器U2A和第二运算放大器U2B。电源供电端子VCC通过电阻R7和电阻R5分压后连接到第一运算放大器U2A的同相输入端，产生基准电压VREF。电源供电端子V+通过电阻R6和电阻R10进行分压，连接到第一运算放大器U2A的反相输入端，与第一运算放大器U2A的同相输入端的基准电压VREF比较。第一运算放大器U2A的输出端通过二极管D5连接到光电耦合器U3的输入端，通过光电耦合器U3的输出端控制电源芯片的反馈脚，从而控制电源供电端子V+输出的电压稳定。电阻R11、电容C2和电容C3组成第一运算放大器U2A的环路补偿。单片机电路中的单片机输出的期望调光值对应的调光信号经过电阻R12和电容C4滤波后，通过第二运算放大器U2B处理，然后通过电阻R5连接至第一运算放大器U2A的反相输入端，经过第一运算放大器U2A处理后，输出至电源芯片U1的反馈端，改变输出电压的幅值，完成调光。

需要注意的是，在本发明的描述中，如有涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系的，均为基于附图所示的方位或位置关系，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、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一或第二等的，只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种支持多调光方式的调光方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：控制单元接收多个调光信号处理电路输出的调光信号，并记录每个调光信号的接收时间；

S2：控制单元查询同一控制窗口中接收到的多个调光信号对应的优先级，并以其中优先级最高的调光信号作为实际采用的调光信号；

S3：控制单元将实际采用的调光信号转化为对应的期望调光值，并将期望调光值输送至电源管理单元调节输出至发光负载的电能功率；

所述步骤S2包括：

S2.1：控制单元计算接收时间相邻的两个调光信号之间的时间间隔；

S2.2：若相邻的两个调光信号之间的时间间隔大于预设的间隔阈值，则两个调光信号不属于同一控制窗口，控制单元按照两个调光信号的接收时间顺序，顺次采用两个调光信号；

S2.3：若相邻的两个调光信号之间的时间间隔小于等于预设的间隔阈值，则两个调光信号属于同一控制窗口，控制单元查询两个调光信号对应的优先级，并采用其中优先级更高的调光信号；

其中，所述步骤S2中，同一控制窗口中，从不同的调光信号处理电路先后接收的多个优先级相同的调光信号，仅考虑采用其中对应的调光值最小的调光信号；

所述步骤S3中，相邻的期望调光值输送至电源管理单元的输送时间间隔需要大于预设的控制间隔。

2.根据权利要求1所述的支持多调光方式的调光方法，其特征在于，所述步骤S2中，同一控制窗口中，从相同的调光信号处理电路先后接收的多个调光信号，仅考虑采用从该调光信号处理电路中最后接收的调光信号。

3.一种用于实现根据权利要求1或2任一项所述的支持多调光方式的调光方法的调光控制电路，其特征在于，包括：

电源管理单元，输入端与外部电源电性连接，输出端与发光负载电性连接，用于控制调节输出至发光负载的电能的功率；

调光信号处理单元，包括多个调光信号处理电路，多个所述调光信号处理电路的输入端分别与多个不同形式的调光信号连接，多个所述调光信号处理电路用于将多个不同形式的调光信号转化为同一形式的调光信号；

控制单元，与多个所述调光信号处理电路的输出端及所述电源管理单元电性连接，用于根据多个所述调光信号处理电路输出的同一形式的调光信号控制所述电源管理单元输出的电能的功率，实现对发光负载的亮度的调节；

其中所述控制单元包括存储介质，所述存储介质中存储有各个所述调光信号处理电路的优先级信息和计算机程序，所述计算机程序被设置为运行时实现根据权利要求1至2任一项所述的支持多调光方式的调光方法。

4.根据权利要求3所述的调光控制电路，其特征在于，所述电源管理单元包括电磁滤波电路、电源管理电路和反馈调节环路，所述电源管理电路的输入端通过所述电磁滤波电路与外部电源连接，所述电源管理电路的输出端与发光负载电性连接，所述反馈调节环路的输入端与所述电源管理电路的输出端连接，所述反馈调节环路的输出端与所述电源管理电路的反馈端连接，所述反馈调节环路的控制端与所述控制单元连接。

5.根据权利要求3所述的调光控制电路，其特征在于，所述电源管理单元包括电磁滤波电路、电源管理电路、反馈调节环路和控制MOS管，所述电源管理电路的输入端通过所述电磁滤波电路与外部电路连接，所述控制MOS管的漏极和源极串联于所述电源管理电路和发光负载之间，所述控制MOS管的栅极与所述控制单元连接，所述反馈调节环路的输入端与所述电源管理电路的输出端连接，所述反馈调节环路的输出端与所述电源管理电路的反馈端连接。

6.根据权利要求5所述的调光控制电路，其特征在于，所述控制单元包括单片机电路和PWM驱动电路，所述单片机电路通过所述PWM驱动电路与所述控制MOS管的栅极电性连接，所述单片机电路中的单片机与多个所述调光信号处理电路的输出端连接。

7.根据权利要求4所述的调光控制电路，其特征在于，所述电源管理电路包括电源控制芯片及其外围电路，所述反馈调节环路包括第一运算放大器U2A和第二运算放大器U2B，第二运算放大器U2B的同相输入端通过电阻R12与控制单元连接，第二运算放大器U2B的同相输入端通过电容C4接地，第二运算放大器U2B的反相输入端连接其输出端，第二运算放大器U2B的输出端通过电阻R8与第一运算放大器U2A的反相输入端连接，第一运算放大器U2A的同相输入端通过电阻R5接地，第一运算放大器U2A的同相输入端通过电阻R7连接工作电压，第一运算放大器U2A的反相输入端通过电阻R6连接所述电源管理电路的输出端，第一运算放大器U2A的反相输入端通过电阻R10接地，第一运算放大器U2A的反相输入端通过电阻C2和电阻R11连接其输出端，电容C3并联于电阻C2和电阻R11的两端，第一运算放大器U2A的输出端通过二极管D5连接光电耦合器U3的输入端，第一运算放大器U2A的输出端与二极管D5的负极连接，光电耦合器U3的输出端与所述电源管理电路的反馈端连接。