CN205946280U - 调光模块及其应用产品 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种调光模块及其应用产品。该调光模块包括前后级连的频率检测电路、单片机和PWM信号驱动电路；所述单片机根据检测到的灯具供电电源的频率变化，按系统预设的规则向所述PWM信号驱动电路发送相应的PWM控制信号。将本调光模块与荧光灯电子镇流器/LED驱动单元、或及变频器等配合使用即可形成照明调光系列产品；使用时，通过对灯具供电电源的频率进行调整，即可实现对荧光灯、LED灯的调光控制。本实用新型系列产品结构简单,安全可靠，易于实现远程及无级调光；易于实施，适用于新建照明系统及对现有照明系统进行改造，极其适宜用于节能推广应用。

Description

调光模块及其应用产品
技术领域
本实用新型涉及照明控制领域，更具体地说是涉及一种调光模块及其应用产品。
背景技术
荧光灯和LED灯是市面上极为常见的照明终端光源。工作时，荧光灯需要配置电子镇流器，用于将电网提供的工频交流电源经整流、逆变后转换成荧光灯发光所需的高频交流电源；而LED灯也需配置LED驱动单元，用于将电网提供的交流电源转换成LED灯发光所需的直流电源。常见的LED驱动单元有LED逆变驱动电源、LED高压驱动单元(如ACHV驱动芯片及其外围电路)等。
目前市场上荧光灯和LED灯的功能比较单一，通常不具备调光、尤其是远程调光功能。偶尔也散见有调光型荧光灯的技术方案公开：例如公开号为CN101646296A的中国发明专利文献，该方案通过电力载波进行通信控制，其缺点是设备比较复杂且控制信号质量无法保证，极可能受到干扰而发生误动作，同时，电子镇流器和荧光灯长时间满功率工作也导致电子镇流器和灯具的寿命受到影响。此外，LED由于需要恒流供电，否则容易老化损坏，因而无法采用常规的、直接调整灯具两端电压的方式对其进行调光。市场调查发现，现有的LED通常仍是采用恒功率输出即恒亮度工作。
实用新型内容
本实用新型的目的，即在于提供一种对终端光源为荧光灯及LED灯均适用，且便于对现有照明系统进行改造、易于帮助其实现远程调光功能的调光模块及应用有该调光模块的照明调光产品。
以下对本实用新型调光模块及其应用产品的各具体技术方案进行介绍：
一、调光模块
本实用新型调光模块，适用于荧光灯、LED灯等照明灯具的调光，所用荧光灯同常规需配置电子镇流器，LED灯同样需要配置有LED驱动单元；本实用新型调光模块包括设置有前后级连的频率检测电路、单片机和PWM信号驱动电路；所述频率检测电路用于对灯具供电主回路上供电电源的频率变化进行监测，其信号输出端与所述单片机的其中一个I/O口或A/D信号接收口相连；所述单片机设有与所述PWM信号驱动电路输入端相连的PWM信号输出端，用于根据检测到的所述供电电源的频率变化、按系统预先设定的规则通过所述PWM信号输出端向所述PWM信号驱动电路发送相应的PWM控制信号；所述PWM信号驱动电路的信号输出端，用于与照明灯具配套的电子镇流器/LED驱动单元的调光控制端相连。
所述供电电源的频率变化，可以是指具体频率值的变化，也可以是指频率波形的变化，具体指代参数包括但不限于频率波动幅值、频率波动时长、频率变化频度、两次相临频率波 动之间的时间间隔等。所述系统预先设定的规则，可以由所属领域技术人员根据应用现场实际结合现有技术自行选用，最简单的一种是设定单片机PWM输出信号与所述频率变化参数之间具有对应关系；根据计算机领域的基础常识，这类规则可以用内置数据表的方式预存于系统中，也可以用相关公式、程序计算获得或者用所属领域技术人员熟知的其它形式进行设计。
此外，根据所属领域技术人员的常识，本调光模块也可不采用PWM信号控制的形式，而通过单片机向所述电子镇流器/LED驱动单元的调光控制端发送0～10VDC信号的方式调整所述电子镇流器的输出频率及所述LED驱动单元的输出电流，进而实现对荧光灯、LED灯的调光,因此所述PWM信号驱动电路也可以用0～10VDC信号驱动电路替代，此时单片机的PWM信号输出端相应改为0～10VDC信号输出端。
由上可知，使用时将本调光模块与荧光灯电子镇流器或LED驱动单元相配合，通过对灯具供电主回路上供电电源的频率进行小幅调整，即可进而调整所述电子镇流器的输出频率、所述LED驱动单元的输出电流，实现对荧光灯/LED灯的调光控制。
二、荧光灯调光电子镇流器
本实用新型荧光灯调光电子镇流器，包括有现有技术中的常规电子镇流器电路，即前后级连的输入级滤波电路、整流电路、桥式逆变电路；所述桥式逆变电路中设有功率控制输入端，而桥式逆变电路的输出端用于与限流电感串接后与荧光灯灯具的灯丝相连；本实用新型荧光灯调光电子镇流器的特别之处在于在常规电子镇流器电路的基础上还包括采用有上面提及的调光模块，具体连接方案为：所述调光模块之PWM信号驱动电路/0～10VDC信号驱动电路的信号输出端与所述桥式逆变电路的功率控制输入端相连。
三、LED灯调光控制器
本实用新型LED灯调光控制器，是在常规LED灯具配置的LED驱动单元的基础上，加上了上面提及的调光模块；具体技术方案为：所述LED驱动单元按常规设有输出电流控制端；所述调光模块之PWM信号驱动电路/0～10VDC信号驱动电路的信号输出端与所述LED驱动单元的输出电流控制端相连。
其中，所述LED驱动单元既可以采用LED逆变驱动电源，也可以采用LED高压驱动单元。以下是调光模块与LED逆变驱动电源的一种具体连接方式：所述LED逆变驱动电源中按常规设有电流负反馈回路，所述调光模块之PWM信号驱动电路/0～10VDC信号驱动电路的信号输出端与所述电流负反馈回路相连。
四、照明调光控制系统
本系统适用的照明终端光源为荧光灯或LED灯，亦可适用于这两种灯具的复合应用环境；所用的荧光灯同样需要按常规配置有电子镇流器，LED灯同样需要配置有LED驱动单元。
本实用新型照明调光控制系统的具体技术方案为：包括有变频器，同时，根据终端光源的不同类型，配置有上面二所述的荧光灯调光电子镇流器和/或上面三所述的LED灯调光控制器；所述变频器串接在所述终端光源的供电主回路上，用于根据调光指令对终端光源灯具供电主回路上供电电源的频率进行相应的小幅调整。
当一个照明系统中所使用的荧光灯和/或LED灯有多个时，对系统中调光策略一致且就近的终端光源可以共用同一变频器。
根据所属领域技术人员的常识，本方案中小幅调整所述变频器输出电压的频率(亦即：灯具供电主回路上供电电源的频率)显然不会给用电设备的工作及寿命带来不利影响。根据本发明人的经验及实验：假如额定工作频率为50HZ,那么将变频器输出电压的频率调整在40HZ～60HZ范围内是可行的。当然，如果调整到其它频率，只要能满足电子镇流器/LED驱动单元的电源要求，同样也是可行的。
五、智能照明集成系统
本实用新型的智能照明集成系统，是上面四所述照明调光控制系统与终端光源的集成。如上所述，所述终端光源可以是荧光灯和/或LED灯；所述荧光灯需按常规配置有电子镇流器，所述LED灯需按常规配置有LED驱动单元。
由上，所属领域技术人员容易知道：上面方案一至五分别为调光模块及其在照明系统中不同程度的集成产品，可在新建及现有照明系统的不同应用场合进行使用，因而适合分别作为独立的产品进行生产和销售；同时，将不同程度的产品进行集成并制成芯片或作为模块化设计，还更方便于系统的安装、实施，同时降低系统建设成本，有助于提高系统的运行可靠性。
本实用新型调光模块及其应用产品的特点及优点：本实用新型对照明终端光源的调光控制不是通过直接调整终端光源两端的电压降进行，而是利用供电电源的小幅频率变化作为启动调光工作的控制指令，由调光模块输出PWM控制信号/0～10VDC控制信号，最终通过调整所述电子镇流器的输出频率及所述LED驱动单元的输出电流而实现荧光灯及LED灯的照明调光。从而，本实用新型技术方案虽然简单，但安全可靠；在某些场合如对现有道路及公共场合照明、景观亮化系统的新建及扩、改建升级改造时，由于调光控制是通过小幅调整供电电源的频率进行，调光输入控制信号可就地提供，因此无需额外增加控制信号线，可大大节约甚至避免重新布/埋线的施工成本，在便于实现远程调光及无级调光的同时，还能避免长距离布线可能带来的信号干扰，因而更能显其优势。
附图说明
图1是应用有本实用新型调光模块、荧光灯调光电子镇流器、照明调光控制系统的荧光灯智能照明集成系统的一个实施例的电路组成原理示意图。
图2是应用有本实用新型调光模块、LED灯调光控制器、照明调光控制系统的LED灯智 能照明集成系统的一个实施例的电路组成原理示意图。
图3是本实用新型智能照明集成系统(多灯具式)的一个实施例的电路组成原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型调光模块及其应用产品作进一步地说明：
图1是应用有本实用新型调光模块、荧光灯调光电子镇流器、照明调光控制系统的荧光灯智能照明集成系统的一个实施例的电路组成原理示意图。图2是应用有本实用新型调光模块、LED灯调光控制器、照明调光控制系统的的LED灯智能照明集成系统的一个实施例的电路组成原理示意图。
如图1、2中的最小虚框内所示，本实用新型调光模块包括设置有前后级连的频率检测电路、单片机和PWM信号驱动电路；所述频率检测电路的信号输入端与所述电子镇流器/LED驱动单元的电源输入端相连,用于对灯具供电主回路上供电电源的频率变化进行监测，其信号输出端与所述单片机的其中一个I/O口或A/D信号接收口相连；所述单片机设有与所述PWM信号驱动电路输入端相连的PWM信号输出端，用于根据检测到的所述供电电源的频率变化，按系统预设的PWM输出信号与所述频率变化参数之间的对应关系，通过所述PWM信号输出端向所述PWM信号驱动电路发送相应的PWM控制信号；所述PWM信号驱动电路的信号输出端，用于与照明灯具配套的电子镇流器/LED驱动单元的调光控制端相连。
本实用新型荧光灯调光电子镇流器的电路组成原理如图1中的中号虚框内所示。如图，本实用新型荧光灯调光电子镇流器包括有现有技术中的常规电子镇流器电路，即前后级连的输入级滤波电路、整流电路、(桥式)逆变电路；其中的(桥式)逆变电路设有功率控制输入端，其输出端串接限流电感(图略)后与荧光灯灯具的灯丝相连；还包括有最小虚框中所示的调光模块；该调光模块之PWM信号驱动电路的信号输出端与所述(桥式)逆变电路的功率控制输入端相连。
本实用新型LED灯调光控制器的电路组成原理如图2中的中号虚框内所示。如图，本实用新型LED灯调光控制器主要由小虚框中所示的调光模块和LED驱动单元组成。现有技术中为LED灯配套的LED驱动单元通常都设有输出电流控制端；所述调光模块之PWM信号驱动电路的信号输出端即与所述LED驱动单元的输出电流控制端相连。目前常见的LED驱动单元主要有LED逆变驱动电源、LED高压驱动单元两种。当LED驱动单元采用LED逆变驱动电源时，可将所述调光模块之PWM信号驱动电路的信号输出端与LED逆变驱动电源中的电流负反馈回路相连，以通过调整该电流负反馈回路的参数使输出到LED灯的电流发生改变从而实现LED灯的调光目的。
本实用新型照明调光控制系统的电路组成原理如图1、2中的大号虚框内所示。根据照明系统中采用的终端光源的不同，本实用新型照明调光控制系统可以如图1中的大号虚框内所 示，当终端光源为荧光灯时，主要由变频器和中号虚框内的荧光灯调光电子镇流器组成；或者，当终端光源为LED灯时，如图2中的大号虚框内所示，主要由变频器和中号虚框内的LED灯调光控制器组成。此时，所述变频器串接在所述终端光源的供电主回路上，用于根据调光指令对终端光源灯具供电主回路上供电电源的频率进行相应的小幅调整。
本实用新型智能照明集成系统的电路组成原理如图1、2所示，主要由终端光源和大虚框内的照明调光控制系统组成；当终端光源为荧光灯时，采用图1所示的照明调光控制系统；当终端光源为LED灯时，采用图2所示的照明调光控制系统。
事实上，本实用新型智能照明集成系统不但适用于单灯具照明系统，也适用于多灯具的复合照明系统，在此给出多灯具式本实用新型智能照明集成系统的一个实施例的电路组成原理示意图，如图3所示。在本实施例中，所用终端光源可以是荧光灯、LED灯，或者是这两种灯具均有的复合应用系统。每一个终端光源灯具的电子镇流器/LED驱动单元均配置有一个所述调光模块。本实施例中，只设有一个变频器，适用于灯具相近且调光策略一致的场合使用，例如同一线路的道路照明、同一小区的公共照明等。如果多个终端光源的调光策略不一致时，相应增加变频器即可。
以上内容仅为例举的本实用新型的一些较佳实施方式，不能视为用于限定本实用新型的实施形式。凡所属领域技术人员能依本实用新型技术方案作出的等同变化与改进，均应属于本实用新型技术方案的涵盖范围之内。例如，根据本领域技术人员的常识，本实用新型调光系列产品也可不采用PWM信号控制的形式，而通过单片机向所述电子镇流器/LED驱动单元的调光控制端发送0～10VDC信号的方式调整所述电子镇流器的输出频率及所述LED逆变驱动电源的输出电流，进而实现对荧光灯、LED灯的调光，此时，原PWM信号驱动电路改为用0～10VDC信号驱动电路替代，单片机原设的PWM信号输出端相应改为0～10VDC信号输出端，并相应调整系统预设的调光规则即可。

Claims (7)

1.调光模块，其特征在于：包括设置有前后级连的频率检测电路、单片机和PWM信号驱动电路；所述频率检测电路用于对灯具供电主回路上供电电源的频率变化进行监测，其信号输出端与所述单片机的其中一个I/O口或A/D信号接收口相连；所述单片机设有与所述PWM信号驱动电路输入端相连的PWM信号输出端，用于根据检测到的所述供电电源的频率变化、按系统预先设定的规则通过所述PWM信号输出端向所述PWM信号驱动电路发送相应的PWM控制信号；所述PWM信号驱动电路的信号输出端，用于与照明灯具配套的电子镇流器/LED驱动单元的调光控制端相连；
或者，上述方案中的所述PWM信号驱动电路用0～10VDC信号驱动电路替代，此时单片机的PWM信号输出端相应改为0～10VDC信号输出端。
2.荧光灯调光电子镇流器，包括有前后级连的输入级滤波电路、整流电路、桥式逆变电路；其特征在于：还包括有如权利要求1所述的调光模块；所述调光模块之PWM信号驱动电路/0～10VDC信号驱动电路的信号输出端与所述桥式逆变电路的功率控制输入端相连。
3.LED灯调光控制器，其特征在于：包括有LED驱动单元、以及如权利要求1所述的调光模块；所述LED驱动单元设有输出电流控制端；所述调光模块之PWM信号驱动电路/0～10VDC信号驱动电路的信号输出端与所述LED驱动单元的输出电流控制端相连。
4.根据权利要求3所述的LED灯调光控制器，其特征在于：所述LED驱动单元包含LED逆变驱动电源，或LED高压驱动单元。
5.根据权利要求4所述的LED灯调光控制器，其特征在于：所述LED逆变驱动电源设有电流负反馈回路；所述调光模块之PWM信号驱动电路/0～10VDC信号驱动电路的信号输出端与所述电流负反馈回路相连。
6.照明调光控制系统，其特征在于：包括有变频器、以及，如权利要求2所述的荧光灯调光电子镇流器和/或如权利要求3至5之一所述的LED灯调光控制器；所述变频器串接在所述终端光源的供电主回路上，用于根据调光指令对终端光源灯具供电主回路上供电电源的频率进行相应的小幅调整。
7.智能照明集成系统，包括设置有终端光源；所述终端光源为荧光灯和/或LED灯；所述荧光灯配置有电子镇流器，所述LED灯配置有LED驱动单元；其特征在于：还包括设置有如权利要求6所述的照明调光控制系统。
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