CN203504829U - 嵌入式led灯线控/遥控调光与开关灯控制装置 - Google Patents

嵌入式led灯线控/遥控调光与开关灯控制装置 Download PDF

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宋丙钊
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Abstract

嵌入式LED灯线控/遥控调光与开关灯控制装置,包括依次相连的AC降压限压、半波整流滤波与LDO稳压,分别进行线性降压、一级稳压和二级稳压后给MCU控制器等负载供电;MCU控制器通过控制电源管理给无线接收供电,并根据AC采样采集的来自AC降压限压的电压变化,或根据无线接收收到的编码信息,并通过PWM调光驱动恒流串联LED灯,以实现对LED灯的线控调光、关开灯操作或者遥控调光、关开灯操作。上述MCU控制器还连接有调光模式选择。本实用新型电路简单、可靠、无EMI电磁干扰问题、PCB设计小型模块化易于与LED灯集成、低成本可规模化生产、嵌入该装置的LED灯调光、开关灯更加方便。便于安装、节能、可无需开关布线、可调光具有广泛普及使用的意义。

Description

嵌入式LED灯线控/遥控调光与开关灯控制装置
技术领域
[0001] 本发明涉及通用照明LED灯都具备有线无线调光、开关灯功能的问题,尤其涉及一种嵌入式LED灯线控/遥控调光与开关灯控制装置,属于LED照明技术领域。
背景技术
[0002] LED灯高效节能、长寿、显色性好是今后未来的主要照明,同时LED灯还是非常适合于调光的灯,通过调光手段实现环境的预期亮度,在各种环境下按需配置环境照度,做到最佳配置灯的功率合理节能照明。
[0003]目前LED灯的内置调光开关主要有两种:一种是线控调光主要是墙壁开关调光,该方法实际是固定位子调光需要有墙壁开关布线使用不如遥控调光开关方便,另一种是通用遥控器调光开关其中包括红外调光和RF无线调光,调光开关可以做到无布线,使用方便。但目前此遥控器调光开关关灯后都有一定的待机功耗约0.5瓦以上有的甚至超过I瓦。
[0004] 我们知道任何一个遥控接收部分都是由电源、负载(接收控制器)两部分组成,负载可以设计为工作状态(开灯调光状态)和非工作状态(遥控关灯状态),而非工作状态控制器可以工作于睡眠定期唤醒查询模式以降低功耗。灯关闭后为非工作状态(待机状态)这时候的功耗主要取决于电源的功耗,所谓的待机功耗就是负载的非工作状态加上电源的功耗,而目前的遥控器电源均为固定功耗电源,不能随负载的工作状态变化而变化,因此具有相对较闻的待机功耗。
[0005] 做为家庭及公共场所每个房间都需要灯光照明,而且灯的非工作时间都远大于工作时间,如果每盏灯都集成了上述待机功耗的遥控接收装置取代机械开关,其灯的累计待机功耗就非常可观,做为一个城市来讲也是非常严重的事。因此,该遥控调光开关只能在一定的场合做部分遥控功能使用,不能集成到灯上大面积普及用于替代机械开关(免布线)使用。
[0006] 只有功耗随负载同步变化的电源(负载非工作状态,电源部分也处于微功耗状态),系统待机(微安级电流消耗),无功耗才有意义,才能达到基本上无消耗电能、无计量功耗。这样集成到灯上的遥控调光开关替代机械开关,免布线开关调光节能灯才具有广泛普及的意义。
发明内容
[0007] 本实用新型目的是提供了一种嵌入式LED灯线控/遥控调光与开关灯控制装置,可利用墙壁开关或遥控装置进行调光、开关灯。
[0008] 一种嵌入式LED灯线控/遥控调光与开关灯控制装置,其特征在于该装置包括用于进行线性降压的AC降压限压,与上述AC降压限压相连的、用于一级稳压的半波整流滤波,与上述半波整流滤波相连的、用于二级稳压的LDO (低压差)稳压,该LDO稳压给MCU控制器供电,该MCU控制器通过控制电源管理给无线接收供电;
[0009] 所述的MCU控制器根据AC采样采集的来自AC降压限压的电压变化,或者根据无线接收收到的编码信息,并通过PWM调光驱动恒流串联LED灯,以实现对LED灯的线控调光、关开灯操作或者遥控调光、遥控关开灯操作。
[0010] 上述MCU控制器还连接有调光模式选择。
[0011] 该调光模式选择用于选择是否记忆当前亮度值,主要用于下次开灯时若使用线控开关进行开灯是否以该亮度进行起始照明。
[0012] 所述的无线接收包括红外接收方式、RF无线接收方式、2.4G射频接收方式。
[0013] 上述无线接收为RF无线接收方式时,上述MCU控制器还连接有自学习编码按键。该自学习编码按键与遥控器对码,实现遥控器与该灯的操作控制。
[0014] 当上述无线接收为红外接收时,由于红外遥控采用固定码,所以不需要自学习编码按键。
[0015] MCU控制器是采用纳瓦技术的超低功耗CMOS闪存单片机。
[0016] 本实用新型的有益效果在于:1、采用MCU微处理器智能控制实现线控/遥控同步调光、开关灯。2、通过软硬件的匹配设计使得该装置超低功耗的特性进而选择线性电源供电方式其优点是:电路简单、可靠、无EMI电磁干扰问题、PCB设计小型模块化易于与LED灯集成。3、低成本可规模化生产。4、嵌入该装置的LED灯调光、开关灯更加方便。5、调光的记忆功能可实现按环境匹配照度更加节能。6、遥控功能关灯的超低功耗待机(无计量功耗)可实现灯开关的免布线(替代机械开关)。7、综上所述的嵌入式LED灯安装方便、节能、可无需开关布线、可调光具有广泛普及使用的意义。
附图说明
[0017] 图1为本实用新型嵌入高压恒流直驱LED灯的结构原理图(无线接收70采用红外接收方式)。
[0018] 图2为本实用新型嵌入高压恒流直驱LED灯的结构原理图(无线接收70采用RF无线接收方式)。
[0019] 图3为本实用新型嵌入带有无源PFC高压恒流直驱LED灯的结构原理图。
[0020] 图4为本实用新型嵌入带有有源升压PFC恒流驱动LED灯的结构原理图。
[0021 ] 其中,10、AC降压限压,20、半波整流滤波,30、LDO稳压,40、AC采样,50、MCU控制器,60、电源管理,70、无线接收,80、PWM,调光90、调光模式选择,100、自学习编码按键。
具体实施方式
[0022] 如图1所示,一种嵌入式LED灯线控/遥控调光与开关灯控制装置,其特征在于该装置包括用于进行线性降压的AC降压限压10,与上述AC降压限压10相连的、用于一级稳压的半波整流滤波20,与上述半波整流滤波20相连的、用于二级稳压的LDO (低压差)稳压30,该LDO (低压差)稳压30给MCU控制器50等负载供电,该MCU控制器50通过控制电源管理60给无线接收70供电;
[0023] 所述的MCU控制器50根据AC采样40采集的来自AC降压限压10的电压变化,或者根据无线接收70收到的编码信息,并通过PWM调光80驱动恒流串联LED灯,以实现对LED灯的线控调光、关开灯操作或者遥控调光、关开灯操作。
[0024] 如图1所示,上述MCU控制器50还连接有调光模式选择90。[0025] 该调光模式选择90用于选择是否记忆当前亮度值,主要用于下次开灯时若使用线控开关进行开灯是否以该亮度进行起始照明。
[0026] 所述的无线接收70包括红外接收方式、RF无线接收方式、2.4G射频接收方式。
[0027] 如图2所示,上述无线接收70为RF无线接收方式时,上述MCU控制器50还连接有自学习编码按键100。该自学习编码按键与遥控器对码,实现遥控器与该灯的操作控制。
[0028] 当上述无线接收70为红外接收时,由于红外遥控采用固定码,所以不需要自学习编码按键。
[0029] MCU控制器(50)是采用纳瓦技术的超低功耗CMOS闪存单片机。
[0030] 本装置适用于交流220伏或110伏直接整流高压串联恒流的LED电路驱动,并且适用PFC无源(填谷式)LED电路驱动,见附图3,也适用PFC有源LED电路驱动,见附图4 ;还同时实现两种开关(线控)、遥控调光开关灯功能。通过嵌入该装置的LED灯调光方式为PWM脉寛调制不改变灯的色温及显色性。本装置电源部分为线性电源无EMI电磁干扰问题,由于灯与恒流、调光开关高度集成为一体,不需要外置恒流.调光与开关灯控制装置,其灯的安装使用非常方便。
[0031] 为了实现超低微功耗,见图1无线接收70如果选用红外接收方式时接收单元选用低功耗红外接收器,通过电源管理60管理红外接收器工作状态,工作采用间歇式,非工作状态电流为0,接收器休眠与工作时间比为不小于20:1。
[0032] 为了实现超低微功耗,见图2无线接收70如果选用RF无线接收方式时接收单元选用有使能(CE)端控制的低功耗超外差接收器,工作采用间歇式,CE置O休眠状态I u A,接收器休眠与工作时间比为不小于60:1。
[0033] 为了实现超低微功耗,遥控关灯后MCU控制器50的MCU进入休眠定时唤醒工作模式,休眠与唤醒时间比为不小于60:1 (RF无线接收方式)。
[0034] 为了实现超低微功耗,遥控关灯后MCU控制器50的MCU进入休眠定时唤醒工作模式,休眠与唤醒时间比为不小于20:1 (红外接收方式)。
[0035] 为了实现超低微功耗,电源管理60、PWM调光80驱动部分,采用MOSFET驱动。
[0036] 为了实现超低微功耗,遥控关灯后MCU控制器50的MCU进入休眠定时唤醒工作模式时,线性电源部分同步降至无计量能耗。
[0037] 在RF无线接收模式下采用自学习编码方式,启动发射与接收对码功能,实现点对点控制调光、开关灯。
[0038] 由于本发明的低功耗设计使得进一步减化了电源设计进而提供了一种低成本、小体积、高性能、可嵌入灯内线控/遥控同步调光与开关灯控制装置
[0039] 实施例1开关线控调光、开关灯。
[0040] 如图1,当电源开关接通后,AC采样电路40检测到高电平且符合持续时间要求以上则认为已上电,进而MCU控制器单元50判断调光模式选择90读E2 (数据存储器)。
[0041] 当电源开关接通后,AC采样电路40检测上电正常后如果在要求的时间内没有检测到高电平信号则认为已掉电。
[0042] 当电源开关断电后在要求的时间内,AC采样电路40再次检测到高电平信号则认为调光,进而MCU控制器单元50改变输出PWM值。
[0043] 当电源开关断电达到设定时间后MCU控制器单元50将当前调光值进行写E2 (数据存储器),之后AC采样电路40没再检测到高电平信号则认为开关关灯。
[0044] 实施例2线控/红外遥控同步调光、开关灯。
[0045] 如图1当电源开关接通,AC采样电路40检测上电正常后,红外接收通过电源管理单元60管理控制给红外接收器供电,工作采用间歇式查询接收遥控信号进行调光。
[0046] 红外接收器工作采用间歇式,非工作状态电流为0,接收器非工作与工作时间比为不小于20:1,接收器收到正确波形信息后自动延长工作时间以便捕捉一组完整操作信息。
[0047] 红外发射遥控器发码为了保证红外接收70在工作时间段内最少能够完整地接收一组正确码,发码一个时长应大于红外接收的一个间歇时长。
[0048] 红外发射遥控器发码为了保证红外接收70在工作时间段内最少能够完整地接收一组正确码,发码一个时长内应发不少于3组完整的数据,每组数据时长小于I / 3接收器工作时长。
[0049] 图1中红外接收70为固定码接收方式,发射与接收不需要对码。
[0050] 红外遥控关灯后MCU控制器单元50进入休眠定时唤醒工作模式,休眠与唤醒时间比为不小于20:lo
[0051] 实施例3线控/ RF无线遥控同步调光、开关灯。
[0052] 如图2当电源开关接通,AC采样电路40检测上电正常后,RF无线接收通过控制无线接收器的CE端管理工作,接收器如无CE端则通过电源管理单元60管理工作(见图3),工作采用间歇式查询接收遥控信号进行调光。
[0053] RF无线接收器工作采用间歇式,非工作(休眠)状态电流小于I u Α,接收器休眠与工作时间比为不小于60:1,接收器收到正确波形信息后自动延长工作时间以便捕捉一组完整操作信息。
[0054] RF无线发射遥控器发码为了保证RF无线接收70在工作时间段内最少能够完整地接收一组正确码,发码一个时长应大于无线接收的一个间歇时长。
[0055] RF无线发射遥控器发码为了保证RF无线接收70在工作时间段内最少能够完整地接收一组正确码,发码一个时长内应有不少于5组完整的数据,每组数据时长小于I / 3接收器工作时长。
[0056] 图2中RF无线接收70为对码接收方式,LED灯接收通过自学习编码按键100与遥控器对码后方可遥控操作,对码键也可设计到遥控器上完成对码。
[0057] RF无线遥控关灯后MCU控制器单元50进入休眠定时唤醒工作模式,休眠与唤醒时间比为不小于60:1。
[0058] 无线接收单元70适用于各种RF射频接收方案。

Claims (5)

1.一种嵌入式LED灯线控/遥控调光与开关灯控制装置,其特征在于该装置包括用于进行线性降压的AC降压限压(10),与上述AC降压限压(10)相连的、用于一级稳压的半波整流滤波(20 ),与上述半波整流滤波(20 )相连的、用于二级稳压的LDO稳压(30 ),该LDO稳压(30)给MCU控制器(50)供电,该MCU控制器(50)通过控制电源管理(60)给无线接收(70)供电; 所述的MCU控制器(50)根据AC采样(40)采集的来自AC降压限压(10)的电压变化,或者根据无线接收(70)收到的编码信息,并通过PWM调光(80)驱动恒流串联LED灯,以实现对LED灯的线控调光、关开灯操作或者遥控调光、关开灯操作。
2.根据权利要求1所述的嵌入式LED灯线控/遥控调光与开关灯控制装置,其特征在于上述MCU控制器(50)还连接有调光模式选择(90)。
3.根据权利要求1所述的嵌入式LED灯线控/遥控调光与开关灯控制装置,其特征在于所述的无线接收(70)包括红外接收方式、RF无线接收方式、2.4G射频接收方式。
4.根据权利要求3所述的嵌入式LED灯线控/遥控调光与开关灯控制装置,其特征在于上述无线接收(70)为RF无线接收方式时,上述MCU控制器(50)还连接有自学习编码按键(100)。
5.根据权利要求1所述的嵌入式LED灯线控/遥控调光与开关灯控制装置,其特征在于MCU控制器(50)是采用纳瓦技术的超低功耗CMOS闪存单片机。
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CN104486863A (zh) * 2014-11-17 2015-04-01 河北农业大学 一种平板式无极遥控调光led植物补光灯
CN105960078A (zh) * 2016-06-28 2016-09-21 欧普照明股份有限公司 一种基于微处理器控制发光源状态的方法及装置

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