CN204180346U - 一种可编程灯光驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可编程灯光驱动装置。该装置以MCU微控制器为核心，采用基于可控硅调光的前沿相控技术，通过控制可控硅的导通角来实现调光。该装置内部程序采用模块式数据表结构，通过上位机软件可读写数据表内容，重新配置每个开关的类型、灯光输出的类型、输入输出的对应关系，实现开关输入功能的灵活配置。所有灯光输出与电源过零同步，能够按照约定的Modbus通信协议及内部数据表，完成上位机下达的查询、控制等各类指令功能，并且每一个灯光驱动装置都具备地址设定功能，可以实现多台灯光驱动装置与上位机的组网功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种灯光驱动装置，特别是一种可编程灯光驱动装置，属于智能照明控制技术领域。
背景技术
随着计算机技术、通信技术、自动控制技术和微电子技术的迅速发展和相互渗透，照明已经进入了智能化控制的时代。然而现有的智能照明控制装置价格昂贵，控制方式单一，只能实现集中控制、区域控制、定时控制、开关控制等功能，而没有实现开关输入功能重配置、场景预设等功能，无法支持多种开关输入控制面板，且控制方法具有一定的局限性。随着照明控制应用场合的不断变化，迫切地需要照明控制也能够自由灵活地改变，以满足实际应用的需要。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种可编程灯光驱动装置，该灯光驱动装置可以通过上位机软件重新配置开关输入功能，实现场景预设；具备通信接口，可以实现多台灯光驱动装置与上位机的组网功能。
为解决以上技术问题，本实用新型的构思是：
该装置以MCU微控制器为核心，采用基于可控硅调光的前沿相控技术，通过控制可控硅的导通角来实现调光。该装置内部程序采用模块式数据表结构，可以实现开关输入功能的灵活配置。所有灯光输出与电源过零同步，能够按照约定的Modbus通信协议及内部数据表，完成上位机下达的查询、控制等各类指令功能，并且每一个灯光驱动装置都具备地址设定功能，可以实现多台灯光驱动装置与上位机的组网功能。
根据上述发明构思，本实用新型采取的技术方案是：
一种可编程灯光驱动装置，包括MCU微控制器、RS485通信接口、电源过零同步电路、开关输入电路、灯光驱动电路和电源模块，其中，
所述MCU微控制器，分别与所述RS485通信接口、电源过零同步电路、开关输入电路和灯光驱动电路连接，用于实现数据的接收、输入的采集、输出的控制；
所述RS485通信接口，用于按约定的Modbus通信协议实现所述MCU微控制器与上位机的通信；
所述电源过零同步电路，该电路由正极性桥式整流电路、运算放大比较电路和电源隔离电路组成，用于实现对市电过零点的检测，产生可控硅调光的电源过零同步信号；
所述开关输入电路，该电路由开关、光电隔离电路组成，用于检测开关输入状态；
所述灯光驱动电路，该电路由光电隔离电路和可控硅组成，用于实现可控硅调光；
所述电源模块，该模块包括电源转换电路，用于给灯光驱动装置提供工作电源；
所述MCU微控制器，该控制器内部包含有高耐用EEPROM存储器，用于存储用户配置的数据表；
所述开关输入电路，该电路的开关为机械开关、薄膜开关、光电开关或电磁开关。
本实用新型与现有技术相比较，具有如下实质性特点和优点：
1. 本实用新型的该装置内部程序采用模块式数据表结构，通过上位机软件可读写数据表内容，重新配置每个开关的类型、灯光输出的类型、输入输出的对应关系，实现开关输入功能的灵活配置。
2. 本实用新型的该装置具备地址设定功能，可以设置一个独立的8位数字地址作为通信的识别码，可以实现多台灯光驱动装置与上位机的组网功能。
附图说明
图1为本实用新型实施例一可编程灯光驱动装置的电路结构框图。
图2为本实用新型实施例三的电源过零同步电路原理图。
图3为本实用新型实施例三的开关输入电路原理图。
图4为本实用新型实施例三的灯光驱动电路原理图。
图5为本实用新型实施例三的程序工作流程示意图。
具体实施方式
本实用新型的优选实施例结合附图说明如下：
实施例一：
参见图1，本可编程灯光驱动装置包括MCU微控制器1、RS485通信接口2、电源过零同步电路3、开关输入电路4、灯光驱动电路5和电源模块6，其中，所述MCU微控制器1分别与所述RS485通信接口2、电源过零同步电路3、开关输入电路4和灯光驱动电路5连接，所述电源模块6连接MCU微控制器1、电源过零同步电路3、开关输入电路4和灯光驱动电路5。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处是：所述MCU微控制器1内部包含有高耐用EEPROM存储器，所述开关输入电路4为机械开关、或薄膜开关、或光电开关、或电磁开关。
实施例三：
参见图1，本可编程灯光驱动装置包括MCU微控制器1、RS485通信接口2、电源过零同步电路3、开关输入电路4、灯光驱动电路5、电源模块6，其中，
所述MCU微控制器1，分别与所述RS485通信接口2、电源过零同步电路3、开关输入电路4、灯光驱动电路5连接，用于实现数据的接收、输入的采集、输出的控制；
所述RS485通信接口2，用于按约定的Modbus通信协议实现所述MCU微控制器1与上位机的通信；
所述电源过零同步电路3，该电路由正极性桥式整流电路、运算放大比较电路和电源隔离电路组成，用于实现对市电过零点的检测，产生可控硅调光的电源过零同步信号；
所述开关输入电路4，该电路由开关、光电隔离电路组成，用于检测开关输入状态；
所述灯光驱动电路5，该电路由光电隔离电路和可控硅组成，用于实现可控硅调光；
所述电源模块6，该模块包括电源转换电路，用于给灯光驱动装置提供工作电源；
所述MCU微控制器1，该控制器内部包含高耐用EEPROM存储器，用于存储用户配置的数据表；
所述开关输入电路4，该电路的开关为机械开关、薄膜开关、光电开关或电磁开关。
图2所示为本实施例的电源过零同步电路原理图。本实施例电源过零同步电路由变压器T1、整流桥BG1、运算放大器U1、光电耦合器U2、电容C1、C2、C3、C4、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、二极管D1、三极管Q1、场效晶体管Q2、热敏电阻F1组成。变压器T1、电容C1、整流桥BG1构成正极性桥式整流电路，将输入的220V市电转换成正极性单向脉动直流电压，然后通过运算放大器U1比较输出，得到PWM过零窄脉冲。三极管Q1、光电耦合器U2、场效晶体管Q2、电阻R3、R9、R10、热敏电阻F1构成电源隔离电路，PWM过零窄脉冲通过该电源隔离电路，将得到的电源过零同步信号SYNC输出给MCU微控制器1，用以控制可控硅导通角实现调光。
图3所示为本实施例的开关输入电路原理图。本实施例开关输入电路由光电耦合器U3、开关K1、ESD保护二极管D2、电阻R11、R12组成。ESD保护二极管D2可以消除ESD脉冲、电源瞬变、浪涌等问题，有效地保护装置内部芯片。同时，在开关输入端与内部电路之间通过光电耦合器U3实现电隔离，增强装置的抗干扰能力。
图4所示为本实施例的灯光驱动电路原理图。本实施例采用基于可控硅调光的前沿相控技术，通过控制可控硅的导通角实现调光。灯光驱动电路由反相器U4、可控硅输出光电耦合器U5、可控硅TRIAC1、电阻R13、R14、R15、R16、R17、电容C5、C6、压敏电阻YMR1构成。由MCU微控制器1输出相应触发高电平，使可控硅输出光电耦合器U5导通，从而触发可控硅TRIAC1。电阻R15、电容C5构成可控硅输出光电耦合器U5的干扰抑制电路，提高光电耦合器抗干扰能力。电阻R17、电容C6、压敏电阻YMR1构成可控硅TRIAC1输出保护电路，降低或消除电源瞬变对可控硅TRIAC1的损坏，同时也能降低或消除可控硅TRIAC1对电源的污染。
图5所示为本实施例的程序工作流程示意图。在本实施例中，可编程灯光驱动装置上电后先进行系统初始化，配置相应的参数，采用轮询的方式处理接收到的RS485数据，再通过内部自定义协议转换程序，进行相应的逻辑分析、推理、判断、并对分析结果按要求的形式存储在程序内部的数据表，最后驱动可控硅输出，以达到预期的控制效果。数据表定义在MCU微控制器1内部的EEPROM存储器中，掉电不丢失，能够按要求的形式存储每个开关的类型（拨动式、按钮式、接触式）、灯光输出的类型（3级调光、5级调光、10级调光、连续调光）、输入输出的对应关系（一开关一输出、一开关多输出、多开关一输出），实现开关输入功能的灵活配置。程序在处理开关输入功能时，先查询数据表中定义的开关的类型、灯光输出的类型、输入输出的对应关系，然后再对灯光驱动电路做出相应的输出控制。RS485数据采用中断的方式接收，每个可编程灯光驱动装置都可以设置一个独立的8位数字地址作为通信的识别码，当RS485接收到的地址与系统匹配时，程序接收并存储数据。电源过零同步信号通过MCU微控制器1的I/O口触发系统的外部中断，然后MCU微控制器1通过控制可控硅的导通角实现调光，驱动外部电灯LAMP。
上述实施例虽然对本实用新型作了比较详细的文字描述，但这些文字只是对本实用新型构思的部分描述，并不构成对可编程灯光驱动装置技术方案构思的限制，任何符合可编程灯光驱动装置技术方案构思的组合、增加或修改，均落入本实用新型的保护范围内。
Claims (3)
1. 一种可编程灯光驱动装置，包括MCU微控制器（1）、RS485通信接口（2）、电源过零同步电路（3）、开关输入电路（4）、灯光驱动电路（5）和电源模块（6），其特征在于：所述MCU微控制器（1）分别与所述RS485通信接口（2）、电源过零同步电路（3）、开关输入电路（4）和灯光驱动电路（5）连接，所述电源模块（6）连接MCU微控制器（1）、电源过零同步电路（3）、开关输入电路（4）和灯光驱动电路（5）。
2.根据权利要求1所述的可编程灯光驱动装置，其特征在于：所述MCU微控制器（1）内部包含有高耐用EEPROM存储器。
3.根据权利要求1所述的可编程灯光驱动装置，其特征在于：所述开关输入电路（4）为机械开关、或薄膜开关、或光电开关、或电磁开关。
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|---|---|---|---|---|
| CN106016079A (zh) * | 2016-07-22 | 2016-10-12 | 福建船政交通职业学院 | 隧道灯及其控制方法 |
| CN107172752A (zh) * | 2017-06-22 | 2017-09-15 | 中山市智观照明科技有限公司 | 一种兼容电压范围广的电子调光器 |
| CN108289358A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-07-17 | 广东工业大学 | 一种兼容多重调光信号的调光电路及方法 |
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