CN203554773U - 组合调光电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种组合调光电路,应用于高强度气体放电(HID)灯的电子镇流器,包括:用于输出分档调光信号的分档调光电路;用于输出0-10V调光信号的0-10V调光电路;用于当判断到所述分档调光单元处于最高档位或者停止工作时,使用所述0-10V调光信号以对所述电子镇流器进行调光,当判断到所述分档调光单元工作并不处于最高档位时,使用所述分档调光信号以对所述电子镇流器进行调光的调光控制电路,分别与所述分档调光电路和所述0-10V调光电路连接。本实用新型所述的组合调光电路采用了调光控制电路,以可以选择对电子镇流器进行分档调光或0-10V调光。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种调光电路,尤其涉及一种应用于HID(High intensitydischarge,高强度气体放电)灯的电子镇流器的组合调光电路。
背景技术
用于HID(High intensity Discharge,高强度气体放电)灯(如高压钠灯、金卤灯等)的电子镇流器,在很多场合有调光要求。调光有很多种方式,包括数字调光和模拟调光,模拟调光例如可以为分档调光和0-10V调光。
数字调光方式由调光器(或计算机)发给镇流器的调光信号,DALI调光协议是使用曼彻斯特编码的交流信号,电子镇流器内部的MCU(MicroController Unit,微控制单元)对该调光信号进行解码,再将解码后的调光命令送往电子镇流器内部的主控MCU(或控制电路)执行调光动作。数字调光系统的调光是对数曲线响应,而不是线性调光曲线或根据客户要求的定制曲线。
分档调光电路是使用电阻分压,将分得的电压经滤波直接送到内部PFM(Pulse Frequency Modulation,脉冲频率调制器)的恒功率控制电路,改变基准电压,这种方式的一致性和稳定性都存在一定问题。并且不同的调光分档数需不同的MCU软件进行判断位置,换一种分档模式即需换一个相应软件,比较繁琐。
考虑到隔离问题,0-10V调光电路采用VF(Voltage-Frequency,电压频率)变换器,将调光信号变成相应的频率信号,并由光电耦合器送入镇流器内部的相关电路以达到强弱隔离之目的。0-10V调光方式的转换速度和精度存在矛盾,如果需要较高精度,VF变换器必须校准,否则精度达不到要求。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种组合调光电路,应用于HID灯的电子镇流器,可以选择对电子镇流器进行分档调光或0-10V调光。
为了达到上述目的,本实用新型提供了一种组合调光电路,应用于高强度气体放电HID灯的电子镇流器,包括:
用于输出分档调光信号的分档调光电路;
用于输出0-10V调光信号的0-10V调光电路;
用于当判断到所述分档调光单元处于最高档位或者停止工作时,使用所述0-10V调光信号以对所述电子镇流器进行调光,当判断到所述分档调光单元工作并不处于最高档位时,使用所述分档调光信号以对所述电子镇流器进行调光的调光控制电路,分别与所述分档调光电路和所述0-10V调光电路连接。
实施时,所述分档调光电路,包括:
分档开关、n个分压电阻、输出插座和滤波电容;n为大于1的整数;
所述分档开关为单刀n+1掷开关,包括n+1个端口;
所述分压电阻分别连接于所述分档开关的相邻的两端口之间;
所述输出插座包括第一引脚、第二引脚和第三引脚;
所述分档开关连接于所述第一引脚和所述第三引脚之间;
所述滤波电容连接于所述第二引脚和所述第三引脚之间。
实施时,所述0-10V调光电路包括:
用于对该0-10V调光电压进行衰减的衰减电路;
用于对衰减后的0-10V调光电压进行滤波的第一滤波电路,与所述衰减电路连接;
用于根据滤波后的0-10V调光电压输出0-10V模拟调光信号的调光电路,与所述第一滤波电路连接;
用于对该0-10V模拟调光信号进行滤波的第二滤波电路,与所述调光电路连接;
所述调光电路,包括运算放大器、第一调光电阻、第二调光电阻和调光电容,其中,
所述运算放大器,正向输入端接入滤波后的0-10V调光电压,反向输入端通过所述调光电容与所述运算放大器的输出端连接;
所述第一调光电阻与所述调光电容并联;
所述第二调光电阻连接于所述运算放大器的反向输入端和地端之间。
实施时,所述衰减电路包括第一电阻、第二电阻、第一二极管和第二二极管;
所述第一电阻,第一端接入0-10V调光电压,第二端与所述第一滤波电路的输入端连接;
所述第二电阻,连接于所述第一电阻的第二端和地端之间;
所述第一二极管,正极与所述第一滤波电路的输入端连接,负极接入电源电压;
所述第二二极管,正极接地,负极与所述第一滤波电路的输入端连接。
实施时,所述第一滤波电路包括第三电阻和第一电容,其中,
所述第三电阻连接于所述第一二极管的正极与所述运算放大器的正向输入端之间;
所述第一电容,连接于所述运算放大器的正向输入端与地端之间。
实施时,所述第二滤波电路包括第四电阻和第二电容,其中,
所述第四电阻,第一端与所述运算放大器的输出端连接,第二端与所述调光控制电路连接;
所述第二电容,连接于所述第四电阻的第二端和地端之间。
实施时,所述调光控制电路包括微控制芯片和调光控制电阻,其中,
该微控制芯片的第一模/数转换引脚与所述第四电阻的第二端连接;
该微控制芯片的第二模/数转换引脚与所述输出插座的第二引脚连接;
所述调光控制电阻,第一端接入电源电压,第二端与该微控制芯片的第二模/数转换引脚连接;
所述输出插座的第一引脚接入电源电压;
所述输出插座的第三引脚接地。
实施时,本实用新型所述的组合调光电路还包括第一光电隔离器,连接于所述微控制芯片的第一通信接口和所述电子镇流器的主控微控制单元之间。
实施时,本实用新型所述的组合调光电路还包括第二光电隔离器,连接于所述微控制芯片的第二通信接口和外部计算机之间。
与现有技术相比,本实用新型所述的组合调光电路,采用了调光控制电路,以可以选择对电子镇流器进行分档调光或0-10V调光。
附图说明
图1是本实用新型实施例所述的应用于HID灯的电子镇流器的组合调光电路的结构框图;
图2是本实用新型所述的应用于HID灯的电子镇流器的组合调光电路包括的分档调光电路的实施例的电路图;
图3是本实用新型所述的应用于HID灯的电子镇流器的组合调光电路包括的0-10V调光电路的实施例的电路图。
具体实施方式
如图1所示,本实用新型实施例所述的应用于HID灯的电子镇流器的组合调光电路,包括调光控制电路11、分档调光电路12和0-10V调光电路13;
所述分档调光电路12,包括调光模式选择单元和分档调光单元;
所述调光模式选择单元,用于向所述调光控制电路11发送调光选择信号;
所述分档调光单元,用于向所述调光控制电路11发送分档调光信号;
所述0-10V调光电路13,用于向所述调光控制电路11发送0-10V调光信号;
所述调光控制电路11,用于根据该调光选择信号,而选择所述分档调光信号或所述0-10V调光信号,以对所述电子镇流器进行调光。
本实用新型实施例所述的应用于HID灯的电子镇流器的组合调光电路,采用了调光控制电路,以可以选择对电子镇流器进行分档调光或0-10V调光。
根据一种具体实施方式,所述分档调光电路包括:
分档开关、n个分压电阻、输出插座和滤波电容;n为大于1的整数;
所述分档开关为单刀n+1掷开关,包括n+1个端口;
所述分压电阻分别连接于所述分档开关的相邻的两端口之间;
所述输出插座包括第一引脚、第二引脚和第三引脚;
所述分档开关连接于所述第一引脚和所述第三引脚之间;
所述滤波电容连接于所述第二引脚和所述第三引脚之间。
如图2所示,具体的,在本实用新型实施例所述的应用于HID灯的电子镇流器的组合调光电路中,所述分档调光电路包括:
分档开关K、标号为RD1到RDn的n个分压电阻、输出插座P1和滤波电容CL;n为大于1而小于等于32的整数;
所述分档开关K为单刀n+1掷开关,包括n+1个端口;该n+1个端口的标号为Kp0至Kpn;
所述分压电阻分别连接于所述分档开关的相邻的两端口之间;
所述输出插座P1包括第一引脚P1-1、第二引脚P1-2和第三引脚P1-3;
所述分档开关连接于所述第一引脚P1-1和所述第三引脚P1-3之间;
所述滤波电容连接于所述第二引脚P1-2和所述第三引脚P1-3之间;
在本实用新型实施例所述的应用于HID灯的电子镇流器的组合调光电路中,当所述分档开关K的动端处于标号为Kp0的端口时,该组合调光电路关机;当所述分档开关K的动端处于标号为Kpn的端口时,由分档调光模式转换至0-10V调光模式;加入不需要关机以及0-10V调光功能,则使得Kp0和Kpn变为空位即可。
具体的,在本实用新型实施例所述的组合调光电路中,如图3所示,所述0-10V调光电路包括:衰减电路31、第一滤波电路32、调光电路33和第二滤波电路34,其中,
0-10V调光电压经过依次连接的所述衰减电路31和所述第一滤波电路32进入所述调光电路33;
所述衰减电路31,用于对该0-10V调光电压进行衰减;
所述第一滤波电路32,用于对衰减后的0-10V调光电压进行滤波;
所述调光电路33,用于根据滤波后的0-10V调光电压输出0-10V模拟调光信号;
所述调光电路33,包括运算放大器OP_AMP、第一调光电阻RF、第二调光电阻RA和调光电容CF,其中,
所述运算放大器OP_AMP,正向输入端接入滤波后的0-10V调光电压,反向输入端通过所述调光电容CF与所述运算放大器OP_AMP的输出端OUT连接;
所述第一调光电阻RF与所述调光电容CF并联;
所述第二调光电阻RA连接于所述运算放大器OP_AMP的反向输入端和地端GND之间;
所述第二滤波电路34,用于对该0-10V模拟调光信号进行滤波。
在具体实施时,0-10V调光电压由调光端J1的正输入端进入,调光端J1的负输入端接地端GND;注意调光端J1有正输入端和负输入端的分别,接错不会损坏镇流器,同时,该正输入端可以允许错接入220V交流电,长期不会损坏,该输入端的输入电阻约150千欧,在调光电压最高时,负载电流约为67uA。
在本实用新型该实施例所述的组合调光电路中,如图3所示,所述衰减电路31包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一二极管D1和第二二极管D2;
所述第一电阻R1,第一端接入0-10V调光电压,第二端与所述第一滤波电路32的输入端连接;
所述第二电阻R2,连接于所述第一电阻R1的第二端和地端GND之间;
所述第一二极管D1,正极与所述第一滤波电路32的输入端连接,负极接入电源电压VDD;
所述第二二极管D2,正极接地端GND,负极与所述第一滤波电路32的输入端连接;
R1和R2构成约2:100分压器,同时保证长期承受220V交流电的功率;
D1和D2提供负压、超过+5V电压的保护。
在本实用新型该实施例所述的组合调光电路中,如图3所示,所述第一滤波电路32包括第三电阻R3和第一电容C1,其中,
所述第三电阻R3连接于所述第一二极管D1的正极与所述运算放大器AMP的正向输入端之间;
所述第一电容C1,连接于所述运算放大器AMP的正向输入端与地端GND之间;
R3和C1构成简单的积分滤波器,其输出电压送入运算放大器OP_AMP放大补偿分压器的损失,同时进行积分,进一步提高抗干扰能力。
在本实用新型该实施例所述的组合调光电路中,如图3所示,所述第二滤波电路34包括第四电阻R4和第二电容C2,其中,
所述第四电阻R4,第一端与所述运算放大器OP_AMP的输出端连接,第二端与所述调光控制电路11连接;
所述第二电容C2,连接于所述第四电阻R4的第二端和地端GND之间;
R4和C2再次简单积分,使得微控制芯片U1的A/D(数/模)转换器对输入端0-10V的直流电压进行正确转换,转换误差小于1.5%(包括运放误差)。
在本实用新型该实施例所述的组合调光电路中,如图3所示,所述调光控制电路11包括微控制芯片U1和调光控制电阻RM,其中,
该微控制芯片U1的第一模/数转换引脚A1与所述第四电阻R4的第二端连接;
该微控制芯片U1的第二模/数转换引脚A2与所述输出插座P1的第二引脚P1-2连接;
所述调光控制电阻RM,第一端接入电源电压VDD,第二端与该微控制芯片U1的第二模/数转换引脚A2连接;
所述输出插座P1的第一引脚P1-1接入电源电压VDD;
所述输出插座P1的第三引脚P1-3接地端GND。
由于本实用新型使用的电源电压VDD为参考电压VREF,则不论VREF是2.5V还是5V,以3档开关为例(n=3),当所述分档开关K的动端处于Kp1时,10位A/D转换器的MCU所读取的电压值均一致,而与参考电压VREF的具体数值无关,这就避免了参考电压VREF不同而造成的档位误判。
由于所述分档开关K的动端处于标号为Kp0和Kpn的端口(输入电压值分别为0和VREF),则得到的电压读数分别为0x0,0x3FF(不管电压如何,只要求在MCU允许的范围内),这两个位置分别作为关机和0-10V转换位,最大误差±0.5LSB(Least Significant Bit,最低有效位)。
以抗干扰容错软件配合本实用新型所述的应用于HID灯的电子镇流器的组合调光电路,档位误判的概率基本为零。考虑环境干扰问题,本实用新型所述的应用于HID灯的电子镇流器的组合调光电路适合档位n≤32。
0-10V调光模式是当分档开关K打到n档,或拔掉分档开关K即进入该模式。如果分档开关与0-10v调光电压均不接入电路,电子镇流器按设计输出额定功率。
根据一种具体实施方式,如图3所示,本实用新型该实施例所述的组合调光电路还包括第一光电隔离器OPT1,连接于所述微控制芯片U1的第一通信接口COM1和所述电子镇流器的主控MCU(微控制单元)10之间。
根据一种具体实施方式,如图3所示,本实用新型该实施例所述的组合调光电路还包括第二光电隔离器OPT2,连接于所述微控制芯片U1的第二通信接口COM2和外部计算机20之间。
根据一种具体实施方式,所述电源电压VDD由稳压器提供。
具体的,本实用新型对电源电压VDD要求使用三端稳压器78M05来供电,对于不使用0-10V调光的机型,电源电压VDD在2.5~5.1V均可,不需要稳压。
通信电路401和402完全相同,由TLP621构成隔离电路,由于使用廉价MCU无USART端口,因此401和402分别用2条数字I/O口模拟成通用串口,用查询方式发送,中断方式接收。
第一光电隔离器OPT1和第二光电隔离器OPT2完全相同,由TLP621构成隔离电路,由于有些MCU无USART(通用异步串口通讯)端口,因此第一光电隔离器OPT1和第二光电隔离器OPT2分别采用2条输入I/O(输入/输出)口模拟成通用串口,用查询方式发送,中断方式接收。
以上所述是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种组合调光电路,应用于高强度气体放电HID灯的电子镇流器,其特征在于,包括:
用于输出分档调光信号的分档调光电路;
用于输出0-10V调光信号的0-10V调光电路;
用于当判断到所述分档调光单元处于最高档位或者停止工作时,使用所述0-10V调光信号以对所述电子镇流器进行调光,当判断到所述分档调光单元工作并不处于最高档位时,使用所述分档调光信号以对所述电子镇流器进行调光的调光控制电路,分别与所述分档调光电路和所述0-10V调光电路连接。
2.如权利要求1所述的组合调光电路,其特征在于,所述分档调光电路,包括:
分档开关、n个分压电阻、输出插座和滤波电容;n为大于1的整数;
所述分档开关为单刀n+1掷开关,包括n+1个端口;
所述分压电阻分别连接于所述分档开关的相邻的两端口之间;
所述输出插座包括第一引脚、第二引脚和第三引脚;
所述分档开关连接于所述第一引脚和所述第三引脚之间;
所述滤波电容连接于所述第二引脚和所述第三引脚之间。
3.如权利要求2所述的组合调光电路,其特征在于,所述0-10V调光电路包括:
用于对该0-10V调光电压进行衰减的衰减电路;
用于对衰减后的0-10V调光电压进行滤波的第一滤波电路,与所述衰减电路连接;
用于根据滤波后的0-10V调光电压输出0-10V模拟调光信号的调光电路,与所述第一滤波电路连接;
用于对该0-10V模拟调光信号进行滤波的第二滤波电路,与所述调光电路连接;
所述调光电路,包括运算放大器、第一调光电阻、第二调光电阻和调光电容,其中,
所述运算放大器,正向输入端接入滤波后的0-10V调光电压,反向输入端通过所述调光电容与所述运算放大器的输出端连接;
所述第一调光电阻与所述调光电容并联;
所述第二调光电阻连接于所述运算放大器的反向输入端和地端之间。
4.如权利要求3所述的组合调光电路,其特征在于,所述衰减电路包括第一电阻、第二电阻、第一二极管和第二二极管;
所述第一电阻,第一端接入0-10V调光电压,第二端与所述第一滤波电路的输入端连接;
所述第二电阻,连接于所述第一电阻的第二端和地端之间;
所述第一二极管,正极与所述第一滤波电路的输入端连接,负极接入电源电压;
所述第二二极管,正极接地,负极与所述第一滤波电路的输入端连接。
5.如权利要求4所述的组合调光电路,其特征在于,所述第一滤波电路包括第三电阻和第一电容,其中,
所述第三电阻连接于所述第一二极管的正极与所述运算放大器的正向输入端之间;
所述第一电容,连接于所述运算放大器的正向输入端与地端之间。
6.如权利要求5所述的组合调光电路,其特征在于,所述第二滤波电路包括第四电阻和第二电容,其中,
所述第四电阻,第一端与所述运算放大器的输出端连接,第二端与所述调光控制电路连接;
所述第二电容,连接于所述第四电阻的第二端和地端之间。
7.如权利要求6所述的组合调光电路,其特征在于,所述调光控制电路包括微控制芯片和调光控制电阻,其中,
该微控制芯片的第一模/数转换引脚与所述第四电阻的第二端连接;
该微控制芯片的第二模/数转换引脚与所述输出插座的第二引脚连接;
所述调光控制电阻,第一端接入电源电压,第二端与该微控制芯片的第二模/数转换引脚连接;
所述输出插座的第一引脚接入电源电压;
所述输出插座的第三引脚接地。
8.如权利要求7所述的组合调光电路,其特征在于,还包括第一光电隔离器,连接于所述微控制芯片的第一通信接口和所述电子镇流器的主控微控制单元之间。
9.如权利要求8所述的组合调光电路,其特征在于,还包括第二光电隔离器,连接于所述微控制芯片的第二通信接口和外部计算机之间。
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