CN201352870Y - 智能后沿调光控制器 - Google Patents

Abstract

一种智能后沿调光控制器，包括PCB板金手指接口、SPI信号解码单元、后沿控制/前沿控制转换单元、过零信号检测单元、过零信号输入接口、负载输出接口、开/关时序锁存单元、高/低压隔离单口元、功率输出单元、过流保护单元，其中后沿控制/前沿控制转换单元分别经SPI信号解码单元接PCB板金手指接口，经过零信号检测单元接过零信号输入接口和负载输出接口，经开/关时序锁存单元、高/低压隔离单元、功率输出单元、过流保护单元接过零信号输入接口和负载输出接口。

Description

智能后沿调光控制器

技术领域

本发明专利涉及调光器，主要是指一种智能纯硬件的后沿调光器，同时具有前沿调光功能，适用于阻性、感性、容性负载，并且适用于具有SPI总线的智能调光系统。

背景技术

传统调光器采用可控硅，是前沿调光器，不能在容性负载时正常工作，目前已有的后沿调光器，多数是独立工作的单一调光器，不能用于智能调光系统，还有的后沿调光器是使用了单片机实现的，开发周期长，成本高。本发明的后沿调光器，是完全由硬件实现的，既可以后沿调光，又可以前沿调光，可以在阻性、感性、容性负载下工作，既：适用于任何一种负载。并且可以与任何具有SPI总线的智能调光系统直接连接，组成智能调光系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种纯硬件的调光器，可实现连接在SPI总线上工作，还可以由多个该调光器组成智能调光系统，并且可以工作在任何一种负载，实现宽范围负载的智能调光系统。

实现本发明的技术方案是：这种智能后沿调光控制器包括PCB板金手指接口、SPI信号解码单元、后沿控制/前沿控制转换单元、过零信号检测单元、过零信号输入接口、负载输出接口、开/关时序锁存单元、高/低压隔离单元、功率输出单元、过流保护单元，其中后沿控制/前沿控制转换单元分别经SPI信号解码单元接PCB板金手指接口，经过零信号检测单元接过零信号输入接口和负载输出接口，经开/关时序锁存单元、高/低压隔离单元、功率输出单元、过流保护单元接过零信号输入接口和负载输出接口。

该技术方案还包括：

所述开/关时序锁存单元包括时钟单元。

所述功率输出单元由MOS/IGBT管和桥组成。

所述SPI信号解码单元(纯硬件智能指令解读/翻译单元)包括芯片U6和U4，智能灯光控制系统发出的调光比率数据信号接到U6的2脚、启动信号接到U6的1脚、智能灯光控制系统发出的时钟通过芯片U2-B和U3-E接到U6的3脚；所述的U4芯片1脚所用的时钟信号由U2-D和U2-E组成的时钟单元产生；所述过零信号检测单元包括U1和U2-A，过零信号由U2-A的2脚输出。

所述前沿/后沿调光转换单元由接口J4完成，当J4在开关K1的位置，即，J4的脚3和脚5连接，同时J4的脚6和脚4连接时，是后沿调光状态；当J4在开关K2的位置，既，J4的脚3和脚1连接，同时J4的脚2和脚4连接时，是前沿调光状态；前/后沿状态及导通/关断状态锁存由芯片U11完成，后沿控制时的过零导通信号由U11的1脚输入，后沿控制时由U6和U4解读产生的关断信号由U11的2，3脚输入，锁存后的导通/关断信号在U11的4脚输出。

所述后沿调光器的高/低压隔离单元由芯片U10完成，隔离后的开/关调光信号由U10的6脚输出到功率单元的控制端。

所述后沿调光器的功率输出单元(功率驱动单元)采用的是桥式单元和单个MOS管(或IGBT管)组成的，实现了由单一MOS管(或IGBT管)控制驱动正弦波的正负二个半周，实现了低成本和占用空间小。

所述后沿调光器具有过流、短路保护，过流保护由F1实现，并且具有自恢复功能；短路保护由智能灯光控制系统中的保险丝实现，使用的是专门保护MOS管或IGBT管的速熔保险。

本发明具有的有益效果：可以在不改动原有调光系统的前提下，实现与各种具有SPI总线的系统的智能连接，组成智能调光系统，可以对阻性、感性、容性负载进行调光。

附图说明

图1是本发明的电路框图，共有9个单元，3个接口。3个接口是：1 PCB板金手指接口(也叫内存条接口)，12备用排线接口是(J3)，5/6共用一个接口(J1)，9个单元是：2内部时钟单元(由U2-D、U2-E、U2-F组成)，3开/关时序锁存单元(由U11-A实现)，4高/低压隔离单元(由U10完成)，7 MOS/IGBT管，8桥，9过零信号检测单元(由U1完成)，11 SPI信号解码单元(由U4、U6实现)，13过流保护单元(由F1完成)，14后沿控制/前沿控制转换单元(由J4实现)。

图2是图1的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图所示，这种智能后沿调光器用于接收智能调光控制系统发出的各种调光指令，例如：按系统发出的指令对负载进行单一开/关、按系统发出的指令在一定调光比率下开/关、按系统发出的指令由一个初始调光比率自动按一定速率调光到指定调光比率、按系统发出的指令由一个确定的开通调光比率自动按一定速率降低到关状态、还可以按系统发出的指令进行各种调光比率各种速率的由低到高以及由高到低的不同组合的变化性调光，既可以连续调光，又可以跳跃闪烁调光。

智能后沿调光控制器与外部有3个物理接口，由于备用排线接口是(J3)12是PCB板金手指接口1的备用接口，因此，按功能分是2个接口；1是工作电源和数字通信接口，+5V和+12V工作电源由1输入，SPI总线也是由1与外部智能控制系统连接的，这个接口是低压接口；(5、6)是在J1上，5是被控制的照明电路的过零信号输入，6是对被控制负载的输出，为负载提供相电压，这个接口是高压/功率接口。

过零信号在J3输入到过零信号检测单元，当过零点到来时，产生一个过零脉冲，该脉冲在后沿调光时是开功能，使MOS/IGBT管导通，在前言调光时是关功能，使MOS/IGBT管关断；使用哪个功能，由J4决定。

智能调光系统对后沿智能调光器发出的指令输入到SPI总线信号解码单元，由U6对数字信号进行锁存并译码，U4按照收到的指令决定何时给出关断脉冲(后沿控制时)或开通脉冲(前沿控制时)。

过零脉冲和译码后的到时脉冲同时送到J4后沿控制/前沿控制转换单元，经过转换的二个脉冲再送到开/关时序锁存单元锁存，产生对MOS/IGBT的控制信号，该信号要通过高/低压隔离单元后才输入到MOS/IGBT管。

为了节省空间和减少成本，使用一个MOS/IGBT管实现正负2个半周的控制，在功率输出单元加入了桥，实现了单个MOS/IGBT管控制2个半周的输出。

本发明还具有过流保护功能，是由过流保护单元的F1实现的，该F1具有自恢复功能，当过流解除后，可以自动恢复到工作状态。

本发明的短路保护功能，是在系统中实现的，在系统的保险丝位置，使用MOS/IGBT管短路保护专用的速熔保险丝实现的。

Claims (8)

1、一种智能后沿调光控制器，其特征是包括PCB板金手指接口、SPI信号解码单元、后沿控制/前沿控制转换单元、过零信号检测单元、过零信号输入接口、负载输出接口、开/关时序锁存单元、高/低压隔离单元、功率输出单元、过流保护单元，其中后沿控制/前沿控制转换单元分别经SPI信号解码单元接PCB板金手指接口，经过零信号检测单元接过零信号输入接口和负载输出接口，经开/关时序锁存单元、高/低压隔离单元、功率输出单元、过流保护单元接过零信号输入接口和负载输出接口。

2、如权利要求1所述的智能后沿调光控制器，其特征是所述开/关时序锁存单元包括时钟单元。

3、如权利要求1所述的智能后沿调光控制器，其特征是所述功率输出单元由MOS/IGBT管和桥组成。

4、如权利要求1所述的智能后沿调光控制器，其特征是所述SPI信号解码单元包括芯片U6和U4，其中智能灯光控制系统发出的调光比率数据信号接到U6的(2)脚，启动信号接到U6的(1)脚；所述智能灯光控制系统发出的时钟通过芯片U2-B和U3-E接到U6的(3)脚；所述的U4芯片(1)脚所用的时钟信号由U2-D和U2-E组成的时钟单元产生；所述过零信号检测单元包括芯片U1和U2-A，过零信号由U2-A的(2)脚输出。

5、如权利要求1所述的智能后沿调光控制器，其特征是所述后沿控制/前沿控制转换单元包括接口J4，当J4在开关K1的位置，J4的脚(3)和脚(5)连接，同时J4的脚(6)和脚(4)连接时，是后沿调光状态；当J4在开关K2的位置，J4的脚(3)和脚(1)连接，同时J4的脚(2)和脚(4)连接时，是前沿调光状态；前/后沿状态及导通/关断状态锁存包括芯片U11，后沿控制时的过零导通信号由U11的(1)脚输入，后沿控制时由芯片U6和U4解读产生的关断信号由U11的(2)(3)脚输入，锁存后的导通/关断信号在U11的(4)脚输出。

6、如权利要求1所述的智能后沿调光控制器，其特征是所述高/低压隔离单元包括芯片U10，隔离后的开/关调光信号由U10的(6)脚输出到功率单元的控制端。

7、如权利要求1所述的智能后沿调光控制器，其特征是所述功率输出单元由桥式单元和单个MOS管或IGBT管组成，MOS管或IGBT管控制驱动正弦波的正负二个半周。

8、如权利要求1所述的智能后沿调光控制器，其特征是所述过流保护单元包括自恢复断路器F1；短路保护包括保护MOS管或IGBT管的速熔保险丝。

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