CN202551416U

CN202551416U - 调光控制装置和使用该调光控制装置的照明设备

Info

Publication number: CN202551416U
Application number: CN2012200284688U
Authority: CN
Inventors: 李艳; 戴雪维; 蒋春军; 林达炘
Original assignee: Osram Co Ltd
Current assignee: Osram GmbH; Osram Co Ltd
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2022-01-20

Abstract

本实用新型提供一种调光控制装置和使用该调光控制装置的照明设备。用于照明设备的调光控制装置，包括：输入单元，耦合在照明设备的电源模块中的变压器的输出端，用于从输出端提取能够反映变压器的输出电压的通断变化的信号；控制信号产生单元，用于从信号中识别预定的通断变化序列，并产生用于设置照明设备的亮度的控制信号，亮度由所识别的通断变化序列指定。该调光控制装置使用器件数量小，成本低，体积小，连线布局容易。

Description

调光控制装置和使用该调光控制装置的照明设备

技术领域

本实用新型涉及照明领域，尤其涉及一种调光控制装置和使用该调光控制装置的照明设备。

背景技术

通过开关的通断操作来调节灯的亮度的技术被广泛应用。惯用地，对灯的电源模块中的整流桥的输出进行采样，以实现对开关的通断的采样。然后，例如对开关次数进行计数来产生控制灯的亮度的脉宽调制信号，作为调光控制信号。在这种情况下，为了满足隔离要求，光电耦合器是必不可少的。

图1示出根据现有技术的调光控制器100的电路结构以及其与灯的电源模块的连接。调光控制器100耦合到灯的电源模块的整流桥10的输出端，以对整流桥的输出，进而对灯的开关的通断状态进行采样。微处理器MCU 101被用作信号处理器对采样的开关次数进行计数，并根据计数结果输出脉宽调制(PWM)的调光控制信号。整流桥10是电源模块所包含的部件之一，其对交流电进行整流，以得到半波波形的电流信号，并将该信号输出到电源模块所包含的变压器(未示出)中，以获得所需的直流信号。调光控制器100中包括的光电耦合器102在电源模块与调光控制器100之间起隔离作用，产生适合于MCU 101管脚的电压，并避免对电源模块的干扰。

实用新型内容

现有技术的电路结构会带来一系列问题。例如：光电耦合器的使用提高了调光控制器乃至灯的成本；光电耦合器的体积较大，而诸如T8型灯的电源模块形状细长，使得器件布局困难；整流桥通常位于电源模块的较前端，也就是说，调光控制器的输入位于电源模块较前端，而调光控制信号要输出到电源模块的近输出端，从而使得引线过长。

本实用新型的目的是提供一种体型小、成本低、连接布局容易的调光控制装置和使用该调光控制装置的照明设备。

本实用新型的一个方面提供一种用于照明设备的调光控制装置，包括：输入单元，耦合在照明设备的电源模块中的变压器的输出端，用于从该输出端提取能够反映变压器的输出电压的通断变化的信号；控制信号产生单元，用于从信号中识别预定的通断变化序列，并产生用于设置照明设备的亮度的控制信号，亮度由所识别的通断变化序列指定。

本实用新型的另一个方面提供一种照明设备，其使用如上所述的调光控制装置。

应用本实用新型，使得调光控制装置使用的器件数量最小，降低了成本，减小了体积，降低了连线布局难度。

附图说明

参照下面结合附图对本实用新型的实施例的说明，会更加容易地理解本实用新型的以上和其它目的、特点和优点。在附图中，相同的或对应的技术特征或部件将采用相同或对应的附图标记来表示。在附图中不必依照比例绘制出单元的尺寸和相对位置。

图1是示出根据现有技术的调光控制器的电路结构以及其与电源模块的连接的电路图。

图2是示出根据本实用新型的实施例的调光控制器的结构以及其与电源模块的连接的框图。

图3是示出根据本实用新型的实施例的调光控制器的结构以及其与电源模块的连接的框图。

图4是示出根据本实用新型实施例的调光控制器的实例的电路图。

图5是示出根据本实用新型实施例的调光控制器的另一个实例的电路图。

图6是示出根据本实用新型实施例的调光控制器的另一个实例的电路图。

具体实施方式

下面参照附图来说明本实用新型的实施例。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本实用新型无关的、本领域技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

考虑到灯的电源模块中的变压器的输出端电压的通断变化同样可以反映出灯的开关的通断变化，且只有不大于100ms的延迟时间，因而进行本发明。图2是示出根据本实用新型的实施例的调光控制器200的结构以及其与电源模块的连接的框图。调光控制器200包括输入单元201和控制信号产生单元202。输入单元201耦合在灯的电源模块中的变压器20的输出端，用于从该输出端提取能够反映变压器20的输出电压的通断变化的信号。控制信号产生单元202从该信号中识别预定的通断变化序列，并产生用于设置灯的亮度的控制信号cnt，并将其输出。要设置的亮度由所识别的通断变化序列指定。

将调光控制器200耦合在灯的电源模块中的变压器20的输出端，使其对变压器20的输出进行采样，带来了很多优点。首先，将调光控制器耦合在变压器的输出端，与将调光控制器耦合在电源模块中的整流桥的输出端相比，由于调光控制器接收到的信号已经是数值较恒定的直流电流，因而不需要再对输入信号进行进一步的整形处理；此外，由于变压器有隔离作用，变压器的输出端不再需要隔离，因而，可以省略光电耦合器的使用。这大大降低了调光控制器的成本，并减小了其体积，使调光控制器中电路的布局变得容易。

在一些实施例中，亮度控制信号cnt可以是脉宽调制(PWM)信号。此外，在很多电源模块芯片中已经集成了用PWM信号控制芯片的输出电流，以控制光的亮度的功能。在这种情况下，控制信号产生单元202可以将PWM信号发送到电源模块的PWM信号接收管脚。当然，控制信号产生单元202也可以将亮度控制信号cnt发送到其它响应于控制信号调节灯的亮度的装置或模块。

在使用诸如T8型灯的形状细长的电源模块时，电源模块的上述PWM信号接收管脚通常位于电源模块的近输出端。在将调光控制器耦合在灯的电源模块中的变压器的输出端的情况下，由于相比于整流桥，变压器也设置于电源模块的近输出端，因而即使将亮度控制信号发送到电源模块的PWM接收管脚，也不会发生引线过长的情形。

在一个应用实例中，使用220V的交流电为灯供电。灯的电源模块将220V的交流电转换为适用于驱动该灯的直流电，诸如驱动LED组的35V电压，用来驱动10颗串联LED串。此时，调光控制器200耦合在电源模块中的变压器的输出处。调光控制器200的输入单元201从变压器的输出端提取能够反映变压器的输出电压的通断变化，进而反映灯的开关通断变化的信号，并对其波形进行平滑，并使其电压降低到适合于诸如以各种微处理器实现的控制信号产生单元202所使用的输入电压，诸如3至5V。

控制信号产生单元202获得由输入单元201进行了平滑和降压等转换处理的信号，并对该信号中反映的预定通断变化序列进行识别。然后，控制信号产生单元202根据识别的通断变化序列产生用于设置照明设备亮度的控制信号cnt。

控制信号产生单元202从来自输入单元201的信号中识别预定的通断变化序列，并产生用于设置与所识别序列相对应的亮度的控制信号的处理可以适用本领域公知的各种处理方法和方式，只要能够根据需要产生适当的亮度控制信号即可。

在一些实施例中，控制信号产生单元202从信号中识别以通断变化的次数为特征的特定序列，并根据所识别的次数产生控制信号。例如，控制信号产生单元202可以对灯的开关通断次数进行计数，然后根据计数结果产生亮度控制信号。

在另一些实施例中，控制信号产生单元202可以从信号中识别通断变化具有特定时长关系的序列，并根据所识别的时长关系产生控制信号。例如，在预定时间段内的3次接通时间分别为长、短、长的序列可以对应于灯的50％最大亮度。

此外，在一些实施例中，控制信号产生单元202可以产生控制信号，使得灯的亮度从当前亮度或最大亮度开始以一定步长递增或递减。例如，当计数到1次通断时，产生用于设置对应于100％最大亮度的控制信号；当计数到2次通断时，产生用于设置对应于75％最大亮度的控制信号；以此类推。

总体来说，按照功能划分，调光控制器的输入单元可以包括波形整理与保护单元和分压单元。图3是示出根据本实用新型的实施例的调光控制器300的结构以及其与电源模块的连接的框图。

如图3所示，输入单元301包括波形整理与保护单元301a和分压单元301b。波形整理与保护单元301a用于对接收到的电源模块中的变压器的输出的波形进行平滑，并防止接收的电流反向流回电源模块。分压单元301b用于将平滑后的信号降低到控制信号产生单元的适用电压，诸如3V至5V。

图4是示出根据本实用新型实施例的调光控制器的实例400的电路图。左侧虚线框中简略示出了灯的电源模块中的变压器40的输出端的电路结构。调光控制器400中，二极管D1的正极耦合到变压器40的输出端，负极耦合到电容器C1的一端，且电容器C1的另一端接地。在本实例中，示例性地，C1采用电解电容器，其正极与二极管D1的负级耦合，其负极接地。

二极管D1起整流作用，其布置保证电流沿从二极管D1的正极向负极的方向单向流动。电容器C1对来自电源模块的电流起到滤波的作用，使得流向控制信号产生单元(本例中用微处理器MCU 401实现)的电流更平滑。

在图4所示的实施例中，二极管D1的参数可以根据设计需要来确定。电容器C1的取值可以在1μF左右，优选是1μF。C1的取值也可以是100nF～10μF，可以根据设计需要来确定。

在本例中，用二极管D1和电容器C1组成了调光控制器400的输入单元中的波形整理与保护单元。但波形整理与保护单元不限于此，还可以根据设计需要增加其它元件或设置其它电路结构。

在本实施例中，串联连接的电阻器R1和R2构成了最简单的分压电路。具体来说，电阻器R1的一端耦合到二极管D1和电容器C1的连接点，另一端与电阻器R2串联连接，电阻器R2的另一端接地。R1和R2可以分别是几kΩ，它们的比值根据灯的变压器40的输出电压和微处理器MCU 401的ADC采样的精度来确定。例如，当变压器40的输出电压是30V，而微处理器MCU 401的管脚标称电压是3V时，R1∶R2＝9∶1。当然，分压单元的例子不限于此，可以包含更多电阻器和其它电路组件，只要达到将变压器输出电压调整为适合MCU的管脚的电压的目的即可。

图5是示出根据本实用新型实施例的调光控制器的另一个实例500的电路图。图5中实施例与图4中实施例的区别只在于：在电阻R1和R2的连接点与地之间连接有电容器C2。因此，省略其它元件的说明，只对电容器C2的作用进行说明。

电容器C2的一端耦合于MCU 501的管脚中接收由输入单元(这里由D1、C1、R1、R2和C2以图5所示连接方式组成)提取的反映电源模块中的变压器的输出的通断变化的信号的输入管脚(图5中为管脚2)，另一端接地。其作用在于对微处理器MCU 501的输入信号进行滤波，以一定程度上消除输入信号中的干扰。

图6是示出根据本实用新型实施例的调光控制器的另一个实例600的电路图。

通常，用于产生调光控制信号的各种微处理器或其它信号处理装置的电力同样由灯的电源模块提供。而当灯的开关被断开时，电源模块的供电被中止，因而微处理器或其它信号处理装置也被停止供电，从而会引起不能正常识别通断变化序列的问题。在现有技术中，采用光耦方案，从图4所示电容器C6为微处理器供电。然而，当灯的亮度被调得很低时，由于C6电压很低，会出现这部分电路消耗电量过大的情况，从而影响灯，诸如LED正常发光，从而使灯具在低亮度时不能正常工作。

根据图6中所示实施例，提供一种用于MCU 601的电源管理单元，其与MCU 601共享电源(图6中所示VCC)，并且，在切断对MCU 601的供电的一段时间内，该电源管理单元能够以自身存储电力为MCU 601供电，使得MCU 601能够工作在正常状态。其中，VCC由电源管理模块的输出端提供。

具体来说，电源管理单元可以包括电力存储单元，用于在MCU 601能够得到供电时存储电能，从而在MCU的供电被切断时为其供电，使得该MCU能够工作在正常状态。

如图6中所例示的，电阻器R3和电容器C3组成了一个最简单的电力存储单元。当MCU 601被供电的同时，电容器C3被充电。当MCU 601的供电被切断时，电容器C3通过电阻器R3所在路径放电，从而为MCU601提供必要的电力，使得MCU 601能够在断电后的一段时间内正常地进行工作。电容器C3需要采用电容值较大的电容器，才能使得MCU 601维持正常工作的时间足够长，例如，能够在灯的开关断开后维持MCU 601正常工作2-3秒，直到用户再次接通开关。一般地，电容器C3的取值取决于MCU 601的耗电量，以及其识别信号变化序列等信号处理所需的时间值。例如，电容器C3可以取值为10μF。相应地，电阻器R3的取值可以是2MΩ。

电阻器R3和电容器C3只是电力存储单元的一个具体实例。还可以采用任何结构来实现该电力存储单元，例如采用任何电阻器-电容器组合电路。

此外，电源管理单元还可以包括电流限制单元。该电流限制单元包括二极管，用于在电力存储单元为作为控制信号产生单元的微处理器供电时，防止从电源管理单元的电力输入端(图6中的VCC处)放电。

在图6所示实例中，电流限制单元是二极管D2。D2的阴极耦合到MCU 601的电源输入端，D2的阳极耦合到VCC。在VCC停止供电时，充满电的C3开始通过R3放电，D2的布置保证了放电电流不会反向流动到VCC，而通过VCC端流走。D2只是电流限制单元最简单的例子。根据不同的设计需要，还可以包含其它电路组件和结构。

在前面的说明书中参照特定实施例描述了本实用新型。然而本领域的普通技术人员理解，在不偏离如权利要求书限定的本实用新型的范围的前提下可以进行各种修改和改变。

Claims

1.一种用于照明设备的调光控制装置，包括：

输入单元，耦合在所述照明设备的电源模块中的变压器的输出端，用于从所述输出端提取能够反映所述变压器的输出电压的通断变化的信号；

控制信号产生单元，用于从所述信号中识别预定的通断变化序列，并产生用于设置所述照明设备的亮度的控制信号，所述亮度由所识别的通断变化序列指定。

2.根据权利要求1所述的调光控制装置，其中，所述输入单元包括：

波形整理与保护单元，用于对所述变压器的输出进行平滑，并且其包括至少一个二极管，用于防止电流的反向流动；

分压单元，用于对进行平滑后的所述变压器的输出进行分压。

3.根据权利要求2所述的调光控制装置，其中，所述波形整理与保护单元包括二极管D1和电容器C1，所述二极管D1的正极耦合到所述变压器的输出端，负极耦合到所述电容器C1的一端，所述电容器C1的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的调光控制装置，其中，所述分压单元至少包括电阻器R1和R2，R1的一端耦合到二极管D1和电容器C1的连接点，另一端耦合到电阻器R2的一端，电阻器R2的另一端接地。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的调光控制装置，还包括电源管理单元，其与所述控制信号产生单元共享电源，

其中，在切断对所述控制信号产生单元的供电的一段时间内，所述电源管理单元以自身存储电力为所述控制信号产生单元供电，使得所述控制信号产生单元工作在正常状态。

6.根据权利要求5所述的调光控制装置，其中，所述电源管理单元包括电力存储单元，用于在所述控制信号产生单元得到供电时存储电能，在所述控制信号产生单元的供电被切断时，为所述控制信号产生单元供电。

7.根据权利要求6所述的调光控制装置，其中，所述电力存储单元是电阻器-电容器组合电路。

8.根据权利要求5所述的调光控制装置，其中，所述电源管理单元还包括电流限制单元，所述电流限制单元包括二极管，用于在所述电力存储单元为所述控制信号产生单元供电时，防止从所述电源管理单元的电力输入端放电。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的调光控制装置，其中，所述控制信号产生单元被配置为从所述信号中识别以所述通断变化的次数为特征的特定序列，并根据所识别的次数产生所述控制信号。

10.根据权利要求1-4中任一项所述的调光控制装置，其中，所述控制信号产生单元被配置为从所述信号中识别所述通断变化具有特定时长关系的序列，并根据所识别的时长关系产生所述控制信号。

11.根据权利要求1-4中任一项所述的调光控制装置，其中，所述控制信号产生单元被配置为产生所述控制信号，使得所述照明设备的亮度从当前亮度或最大亮度开始以一定步长递增或递减。

12.一种照明设备，其包括根据权利要求1-11之一所述的调光控制装置。