CN204206530U - 调光器、调光系统和照明系统 - Google Patents

Abstract

为了提供低成本、易于部署的调光方案，本实用新型提供了调光器、调光系统和照明系统。该调光器包括：驱动器接口(20)，用于接收来自驱动器的功率信号；调光输入接口(24)，用于获得与调光等级相关的PWM调光信号；调光单元，用于将所述PWM调光信号与所述功率信号调制在一起，产生PWM功率信号；光源接口(18)，用于将所述PWM功率信号提供给光源。优选地，还包括调光输出接口，用于连接到外部的调光器，并用于将所述PWM调光信号发送给所述外部的调光器，进而使得调光器组成网络，例如串联网络或星型网络。

Description

调光器、调光系统和照明系统

技术领域

本实用新型涉及调光器。

背景技术

LED灯带是市场上销量很高的产品之一。由于LED灯带本身的形状和安装灵活性，以及LED光源本身具有的调光能力，LED灯带获得了市场的青睐。但是，为了与专业照明使用中的传统产品相兼容，需要提供调光功能。目前市场上的调光器是基于1～10V调光接口，或者根据DALI协议。这些类型的调光器安装起来比较复杂，且成本较高。

具体来说，DALI和1～10V调光接口都是传统的调光接口，能够用于LED。DALI是基于一定的数字通信协议，1～10V调光接口是基于给定的调光电压。所以，相应的LED驱动器也需要能够兼容这些接口，因而成本较高。图1示出了LED驱动器以及调光结构的示意图。如图所示，LED驱动器具有电源输入，以接收220V或者110V的AC输入。LED驱动器还具有调光输入，用于接收基于现有调光协议DALI或者1～10V的调光信号。LED驱动器内部具有该调光接口的接口电路，例如DALI模块或者电压检测器ADC，以获得与调光信号对应的调光等级。LED驱动器继而将AC输入转换为具有相应调光功率的DC输出，提供给LED灯带，从而将LED灯带的亮度调整至该调光等级。

实用新型内容

现有的兼容传统调光协议的驱动器中，DALI模块和电压检测器ADC都增加了驱动器的成本。因此十分希望能够一种低成本的调光方案。

并且，在LED灯带的实际应用中，很多时候需要将布置数个、甚至数十个LED灯带以形成LED灯带系统。并且用户经常需要对这些LED灯带进行统一地调光，即将它们调光至相同调光等级。因此十分希望能够获得针对这种调光需求的、简便、价格低廉的调光系统。

进一步来说，也希望调光对于用户来说易于操作。

出于以上至少一个目的，本实用新型的一个方面提供了一种调光器，其特征在于，包括：驱动器接口，用于接收来自驱动器的功率信号；调光输入接口，用于获得与调光等级相关的PWM调光信号；调光单元，用于将所述PWM调光信号与所述功率信号调制在一起，产生PWM功率信号；光源接口，用于将所述PWM功率信号提供给光源。

该方面的优点在于，提供了一种处于驱动器和光源之间的调光器插件，它能够兼容现有的不具有调光功能的驱动器，而为光源提供PWM调光功率信号，以使得光源能够得到调光。不需要更改现有的驱动器和光源，即插即用，十分方便。

根据一个具体的实施方式，该调光器还包括：调光输出接口，用于连接到外部的调光器，并用于将所述PWM调光信号发送给所述外部的调光器。

该实施方式的优点在于，提供了调光器之间进行组网连接的功能，调光器能够将PWM调光信号转发给外部的另一个调光器。这允许同一调光等级的PWM调光信号在多个调光器之间传播，所以能够满足前述的需要部署多个LED灯带/光源并且对它们统一进行调光的需求。进一步来说，该调光器和外部调光器两两之间形成串联的结构。对于多个调光器而言，可以整体形成串联结构，也可以形成以一个调光器为中心的星型结构。

根据一个具体的实施方式，所述调光输入接口包括：外部接口，用于接收来自外部的、指示了调光等级的调光输入；PWM信号产生器，用于根据所述调光输入，产生所述PWM调光信号；其中，所述外部接口包括人机结构或机机接口。

该实施方式的优点在于，为调光器设置了接收调光等级的人机结构或机机接口，以及PWM信号产生器，使得调光器具有完善的、响应外部调光需求而进行调光控制的功能。

根据一个具体的实施方式，所述调光输入接口用于连接到外部设备，并用于接收来自所述外部设备的所述PWM调光信号。

该实施方式的优点在于，调光器的PWM调光信号并非由自己产生，而是接收外部的设备而得到，从而提供了该调光器和该外部设备进行互联组网的功能。

根据一个具体的实施方式，所述外部设备包括：外部调光器，本调光器的调光输入接口用于连接到所述外部调光器的调光输出接口；或者，外部的PWM信号产生器。

该实施方式中，调光器之间可以进行互联，或者调光器能够与外部的PWM信号产生器进行互联，提供了多种多样的调光器组网方式，特别有利于满足前述部署多个LED灯带/光源并且对它们统一进行调光的需求。

根据一个具体的实施方式，所述光源接口用于连接到LED灯带。该实施方式提供了本实用新型的实施方式在LED灯带领域中的应用。

根据本实用新型的一个系统级应用，提供了一种调光系统，其特征在于，包括多个根据前述方面所述的调光器，还包括：外部接口，用于接收来自外部的、指示了调光等级的调光输入；PWM信号产生器，用于根据所述调光输入，产生所述PWM调光信号；其中，所述外部接口和所述PWM信号产生器属于一个调光控制器，并且，

该调光控制器独立于各个所述调光器，并且各个所述调光器的所述调光输入接口都连接到所述PWM信号产生器，获得所述PWM调光信号；或者，该调光控制器属于所述多个调光器中的一个调光器，并且其他调光器的所述调光输入接口都耦接到所述PWM信号产生器。

该应用提供了一种以调光控制器为中心的集中式结构，或称星型结构：外部接口和PWM信号产生器构成调光控制器作为该结构的中心，与外部调光需求交互而进行调光控制的功能。该调光控制器可以是一个独立设备或者整合于某个调光器之中。调光器作为受控设备进行运作。

根据本实用新型的另一个系统级应用，提供了一种调光系统，包括多个根据前述方面所述的调光器，还包括：外部接口，用于接收来自外部的、指示了调光等级的调光输入；PWM信号产生器，用于根据所述调光输入，产生所述PWM调光信号；其中，所述外部接口和所述PWM信号产生器属于一个调光控制器。

并且，该调光控制器独立于各个所述调光器，一个调光器的所述调光输入接口连接到所述PWM信号产生器并获得所述PWM调光信号，且各调光器通过各自的所述调光输出接口以及所述调光输入接口相互串联；或者，该调光控制器属于所述多个调光器中的一个调光器，且各调光器通过各自的所述调光输出接口以及所述调光输入接口相互串联。

该应用提供了一种多个调光器相互串联的结构。外部接口和PWM信号产生器构成的调光控制器作为该串联结构的起点，与外部调光需求交互而进行调光控制的功能。调光器作为受控设备进行运作。并且调光器还作为信号转发单元来转发PWM调光信号，形成调光器网络。

基于前述系统级应用，本实用新型还提供了该调光系统和LED灯带相组合的照明系统，包括多个LED灯带，还包括所述的调光系统，其中各个调光器耦合到一个LED灯带，用于将所述PWM功率信号提供给所述LED灯带。进一步地，还提供了具有多个驱动器的照明系统，其中每个驱动器通过一个调光器连接到一个LED灯带。

附图说明

通过参照下面的实施例的详细阐述，本实用新型的上述和其它方面将变得更为清楚。

图1是现有的具有调光接口的驱动器和LED灯带的示意图；

图2是根据本实用新型的实施方式的调光器，以及与其相连的驱动器和LED灯带的示意图；

图3是根据实用新型的实施方式的、用户接口和PWM信号产生器整合而成的调光控制器的模块框图；

图4是调光器以调光控制器为起点形成串联结构的示意图；

图5是调光器以调光控制器为中心形成星型结构的示意图。

具体实施方式

本实用新型的实施方式提供了一种调光器，其特征在于，包括：

-驱动器接口，用于接收来自驱动器的功率信号；

-调光输入接口，用于获得与调光等级相关的PWM调光信号；

-调光单元，用于将所述PWM调光信号与所述功率信号调制在一起，产生PWM功率信号；

-光源接口，用于将所述PWM功率信号提供给光源。

图2示出了以插件的形式附加在驱动器和LED灯带之间的调光器，该LED灯带作为光源的一个示例，可以理解，其他类型的光源也可以适用于本实用新型，例如LED灯管等。

如图2所示，调光器具有驱动器接口20，接收来自驱动器的功率信号。还具有调光输入接口24，用于获得与调光等级相关的PWM调光信号，且该接口的多种实现方式将在下文中详述。调光器内部具有调光单元(图2中未示出)，它将所述PWM调光信号与所述功率信号调制在一起，产生PWM功率信号。调光器还具有光源接口28，它用于将所述PWM功率信号提供给光源，即LED灯带。

具体实现来说，驱动器接口20可以是正负端子，用于与驱动器的DC输出相连。调光单元可以是一个功率开关及其周边电路，该功率开关串联在驱动器接口和光源接口之间，且该功率开关的控制端耦接至调光输入接口并获得PWM调光信号。功率开关根据所获得的PWM调光信号来选择性地控制将来自驱动器的DC功率信号提供至光源接口进行输出或者不提供，因此在光源接口上得到PWM功率信号。附加地，调光单元也可以包括具有功率转换功能的DC-DC转换器，例如升压(Boost)、降压(Buck)。基于前述的功能模块的各自功能，本领域的一般技术人员能够设计出实现这些功能的更具体的电路结构或软/固件，因此本说明书在此不再赘述。

下面通过几个实施方式来描述调光输入接口24的几个实现方式：

第一实施方式

调光输入接口24包括：

外部接口240，用于接收来自外部的、指示了调光等级的调光输入；以及

PWM信号产生器242，用于根据所述调光输入，产生所述PWM调光信号；

其中，所述外部接口包括：人机结构或机机接口。

如图3所示，外部接口是人机接口，例如一个拨盘调光接口，例如是一个具有供电的滑动变阻器，其输出的电流或电压信号与变阻器阻值有关。用户通过调节拨盘来改变该滑动变阻器的阻值，以提供用户所需的调光输入。滑动变阻器获得这一输入，并将其电子化。可以理解，该人机接口也可以是触摸板、按钮或电子化的图形用户界面。可以理解，外部接口也可以是一个机机接口，例如该机机接口与另一个能够提供可变的、指示调光等级的电流或电压信号的管理设备交互，接收该电流或电压信号，该管理设备可以是楼宇照明管理系统，等等。

PWM信号产生器根据电子化后的调光输入，例如一定的电流或电压，进一步产生PWM调光信号。该PWM调光信号是具有一定占空比的方波信号，其占空比表示了调光等级，例如100％占空比，即恒压信号表示100％亮度；25％占空比表示25％的亮度，等等。具体来说，该PWM信号产生器可以通过MCU来实现，该MCU具有内部时钟并运行着相应的软件/固件，以检测来自外部接口的电子化的电流或电压信号的幅值，获得调光输入所对应的调光等级，并产生相应占空比的PWM调光信号。可以理解，该PWM信号产生器也可以替代地通过数字电路或其他实施方式来实现，本说明书不再赘述。

外部接口和PWM信号产生器可以被认为构成调光控制器。

第二实施方式

与第一实施方式不同的，调光控制器被实现为一个单独的设备40，该调光控制器40包括前述类似的外部接口240和PWM信号产生器242。且调光器的调光接口24与PWM信号产生器242相连，获得PWM信号产生器242产生的PWM调光信号。这种连接关系的一个示例如图4所示，其中，调光控制器连接到串联调光器中的第一个调光器，为其提供PWM调光信号。并且，图4中多个调光器串联在一起，形成串联结构。图5示出了这种连接关系的另一个示例，调光控制器作为中心，PWM信号产生器242分别连接到各个调光器，形成星型结构。可以理解，也可以仅具有一个调光器。调光器和调光控制器之间的物理连接以及调光器之间的物理连接可以通过RJ11线缆来实现。可以理解，其他线缆也是可以适用的，只要能够传输高低电平的PWM信号即可。

除了以上描述的作为插件存在的形式外，本实用新型的实施方式还提供了调光器之间进行组网的实现。如图4所示，多个调光器串联在一起，形成串联结构。其中，每个调光器具有调光输出接口，如图2中的调光输出接口26所示，用于连接到外部的调光器，并用于将所述PWM调光信号发送给所述外部的调光器。对于串联结构中的第一个调光器来说，它所获得PWM调光信号的来源可以是外部，例如来自外部的调光控制器，如图4所示。替代地，串联结构中的第一个调光器所获得PWM调光信号的来源可以是本调光器自己产生的，如以上第一实施方式那样，那么与图4的不同之处，调光控制器整合在串联结构的第一个调光器之中。相应的，上一级调光器具有调光输出接口26，下一级调光器具有的调光输入接口24，连接到串联结构中的上一级调光器的调光输出接口26，以接收来自该上一级调光器的PWM调光信号。换句话说，各调光器通过各自的所述调光输出接口以及所述调光输入接口相互串联。

可替代地，如图5所示，多个调光器的调光输入接口24都连接到调光控制器的PWM信号产生器。并且，当如以上第一实施方式那样将调光控制器整合在某个调光器中时，可以以该调光器作为星型结构的中心，其中，该中心调光器具有输出PWM调光信号的调光输出接口26，其他多个调光器的调光输入接口24都连接到该中心调光器的调光输出接口26，获得PWM调光信号。

在以上调光网络的基础上，增加与每个调光器各自相连的LED灯带，能够形成照明系统。附加地，该照明系统还具有与每个调光器各自相连的驱动器。

本领域的技术人员应当理解：提供上述说明是为了举例说明的目的而非限制。本领域的技术人员应当明白本实用新型可以以脱离这些具体细节的其它实现方式来实现。而且为了不模糊本实用新型，在当前的说明中省略了已知的功能和结构的并非必要的细节。

虽然在这里已图解和描述了特定的实施例，但本领域技术人员会认识到，可以用旨在达到同样目的的任何安排来替换所显示的特定实施例，且本实用新型在其它环境下具有其它的应用。本申请旨在覆盖本实用新型的任何改变或变例。以下的权利要求决不应被理解为本实用新型的范围被限制于这里描述的特定实施例。

Claims (10)

1.一种调光器，其特征在于，包括： 

-驱动器接口(20)，用于接收来自驱动器的功率信号； 

-调光输入接口(24)，用于获得与调光等级相关的PWM调光信号； 

-调光单元，用于将所述PWM调光信号与所述功率信号调制在一起，产生PWM功率信号； 

-光源接口(28)，用于将所述PWM功率信号提供给光源。 

2.根据权利要求1所述的调光器，其特征在于，还包括： 

-调光输出接口(26)，用于连接到外部的调光器，并用于将所述PWM调光信号发送给所述外部的调光器。 

3.根据权利要求1所述的调光器，其特征在于，所述调光输入接口包括： 

-外部接口，用于接收来自外部的、指示了调光等级的调光输入； 

-PWM信号产生器，用于根据所述调光输入，产生所述PWM调光信号； 

其中，所述外部接口包括：人机结构或机机接口。 

4.根据权利要求1所述的调光器，其特征在于，所述调光输入接口用于连接到外部设备，并用于接收来自所述外部设备的所述PWM调光信号。 

5.根据权利要求4所述的调光器，其特征在于，所述外部设备包括： 

-外部的、根据权利要求2所述的调光器，本调光器的调光输入接口用于连接到所述外部调光器的调光输出接口；或者 

-外部的PWM信号产生器。 

6.根据权利要求1所述的调光器，其特征在于，所述光源接口用于连接到LED灯带。 

7.一种调光系统，其特征在于，包括多个根据权利要求1所述 的调光器，还包括： 

-外部接口，用于接收来自外部的、指示了调光等级的调光输入； 

-PWM信号产生器，用于根据所述调光输入，产生所述PWM调光信号； 

其中，所述外部接口和所述PWM信号产生器属于一个调光控制器， 

并且，该调光控制器独立于各个所述调光器，并且各个所述调光器的所述调光输入接口都连接到所述PWM信号产生器，获得所述PWM调光信号；或者 

该调光控制器属于所述多个调光器中的一个调光器，并且其他调光器的所述调光输入接口都耦接到所述PWM信号产生器。 

8.一种调光系统，其特征在于，包括多个根据权利要求2所述的调光器，还包括： 

-外部接口，用于接收来自外部的、指示了调光等级的调光输入； 

-PWM信号产生器，用于根据所述调光输入，产生所述PWM调光信号； 

其中，所述外部接口和所述PWM信号产生器属于一个调光控制器， 

并且，该调光控制器独立于各个所述调光器，一个调光器的所述调光输入接口连接到所述PWM信号产生器并获得所述PWM调光信号，且各调光器通过各自的所述调光输出接口以及所述调光输入接口相互串联；或者 

该调光控制器属于所述多个调光器中的一个调光器，且各调光器通过各自的所述调光输出接口以及所述调光输入接口相互串联。 

9.一种基于LED灯带的照明系统，包括多个LED灯带，其特征在于，还包括： 

-根据权利要求7或8中任一项所述的调光系统，其中各个调光器耦合到一个LED灯带，用于将所述PWM功率信号提供给所述LED灯带。 

10.根据权利要求9所述的照明系统，其特征在于，还包括： 

-多个驱动器，其中每个驱动器通过一个调光器连接到一个LED灯带。