CN206149577U - 一种低成本的电子镇流器集群控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种低成本的电子镇流器集群控制电路，包括检测电路，驱动电路；还包括隔离所述的检测电路和驱动电路的隔离电路，将检测电路检测到的直流电信号转换成PWM信号的PWM信号产生电路，将PWM信号还原成电压信号的积分电路；在PWM信号产生电路与积分电路之间设置有隔离电路，所述的隔离电路包括光耦U4，所述的PWM信号产生电路输出端接光耦U4的原边，光耦U4的副边接所述的积分电路，所述的驱动电路根据积分电路输出的电压大小产生控制电子镇流器输出功率的控制信号与电子镇流器的控制信号输入端相连。本实用新型中，采用光耦隔离电路将检测电路与驱动电路隔离，以免损坏驱动电路的单片机。

Description

一种低成本的电子镇流器集群控制电路

技术领域

本实用新型涉及低成本的电子镇流器集群控制电路。

背景技术

HID(高强度放电High Intensity Discharge)电子镇流器因其显著的节能效果，体积小、重量轻、高可靠性，已经在紧凑荧光灯、日光灯、一体化灯等广泛应用，取得良好的经济效益和社会效益，随着电子技术不断发展，电子元器件可靠性不断提高，而成本大幅度降低，HID灯电子镇流器将成为绿色照明工程的重要部分。

目前，电子镇流器的应用已经十分广泛，广泛的应用于植物照明、路灯照明、舞台灯照明、紫外灯杀菌等等各种需要HID灯的场合。

由于用户使用需求的增加，有时候需要布置一个区域范围内的电子镇流器群进行集群统一控制。例如植物棚，为了模仿太阳光光照，需要统一把整个植物棚的电子镇流器进行开机、调大功率、调小功率、或者关机，以适应于不同的光照需求。对于此类需求，如何开发出成本低廉、可靠性高的产品，将成为电子镇流器设计企业的追求，成为提高产品竞争力的关键。

目前，对电子镇流器进行集群控制的方式有很多种，如电闸总开关，此方法只需要将电子镇流器的输入端接在一个电闸开关控制的线路即可，虽然成本低廉，但是此种方式只能控制电子镇流器开机、关机，不能控制电子镇流器的输出不同的功率。又如电力载波控制系统，开发复杂，受电网波动干扰严重；又如无线控制系统，WIFI、蓝牙、ZigBee等等，虽然技术高端，但是成本高昂。

目前，有一种集群控制电子镇流器的装置，采用一对导线传送控制信号，控制信号是加到一对导线之间的直流电压信号，如设定直流电压为10VDC时，镇流器控制照明灯以最大输出功率照明，如果是8VDC则控制以80％的功率输出照明，这样，只需要一个检测这一对导线上的电压的检测电路就可以，通过检测电路检测输出电压，然后，驱动控制电路利用其输出的DRH、DRL信号输出的高频方波信号控制灯输出功率。这样的电子镇流器集群控制电路，由于只需要检测一对导线上的电压信号就可以获得控制信号，较上面无线控制系统，WIFI、蓝牙、ZigBee等等简单多了，根本上就不需要调制解调等。

但是这样的集群控制电路由于检测电路直接与电子镇流器的驱动电路相连，可能会导致驱动电路的单片机损坏，所以本实用新型采取了光电耦合隔离器，将检测电路与电子镇流器的驱动电路实现电气隔离。

实用新型内容

本实用新型针对目前采用一对导线传送直流电压信号的形式传送控制信号的方式时，检测电路直接与驱动电路相连时，可能会导致驱动电路的单片机损坏的不足，提供一种低成本的电子镇流器集群控制电路，该集群控制电路中采用光耦隔离电路将检测电路与驱动电路隔离，以免损坏驱动电路的单片机。

本实用新型所采用的技术方案是：一种低成本的电子镇流器集群控制电路，包括传送作为控制信号的直流电信号的一对导线，对导线上的直流电信号进行检测的检测电路，控制电子镇流器的输出功率的驱动电路；还包括隔离所述的检测电路和驱动电路的隔离电路，将检测电路检测到的直流电信号转换成PWM信号的PWM信号产生电路，将PWM信号还原成电压信号的积分电路；在PWM信号产生电路与积分电路之间设置有隔离电路，所述的隔离电路包括光耦U4，所述的PWM信号产生电路输出端接光耦U4的原边，光耦U4的副边接所述的积分电路，所述的驱动电路根据积分电路输出的电压大小产生控制电子镇流器输出功率的控制信号与电子镇流器的控制信号输入端相连。

本实用新型中，采用光耦隔离电路将检测电路与驱动电路隔离，以免损坏驱动电路的单片机。

进一步的，上述的低成本的电子镇流器集群控制电路中：所述的一对导线上的直流电信号为0－10VDC。

进一步的，上述的低成本的电子镇流器集群控制电路中：所述的检测电路包括依次串连在+15VDC电源与地之间的电阻R1、电阻R2、电阻R3；所述的一对导线上的正极接电阻R1与电阻R2之间，所述的一对导线上的负极接地；电阻R2和电阻R3之间形成检测电路的输出信号。

进一步的，上述的低成本的电子镇流器集群控制电路中：在所述的一对导线上的正极与负极之间设置有电解电容E1、电容C1和钳位二极管D1，电解电容E1的正极、钳位二极管D1的阴极接一对导线上的正极；在电阻R3的两端并联有电容C3。

进一步的，上述的低成本的电子镇流器集群控制电路中：PWM信号产生电路包括型号为PIC12F683的单片机U1、型号为L7805的线性稳压芯片U2、电容C2和电容C4；

+15V电源直接接线性稳压芯片U2的Vin端，线性稳压芯片U2的Gnd端接地，线性稳压芯片U2的Uout端接单片机U1的第一引脚，电容C2设置在性稳压芯片U2的Vin端和Gnd端之间，电容C4设置在单片机U1的第一引脚与第8引脚之间，单片机U1的第8引脚接地；

检测电路的输出信号接单片机U1的第3引脚，单片机U1的第5引脚输出PWM信号。

进一步的，上述的低成本的电子镇流器集群控制电路中：所述的积分电路包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C6、电容C7、电容C8；

光耦U4的副边的集电极通过电阻R5接电源VCC，光耦U4的副边的发射极接地；

光耦U4的副边的集电极依次与电阻R6、电阻R7和电阻R8串连，电阻R6和电阻R7之间通过电容C6接地，电阻R7和电阻R8之间通过电容C7接地，电阻R8与电阻R7相连的对面通过电容C8接地形成积分电路的输出。

进一步的，上述的低成本的电子镇流器集群控制电路中：所述的驱动电路包括型号为PIC16F1508的单片机U3，积分电路的输出接单片机U3第3引脚，单片机U3的第5和第6引脚输出驱动方波。

以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的原理框图。

图2为本实用新型实施例1电路原理图。

具体实施方式

本实施例是一种低成本的电子镇流器可集群控制电路，采用一对导线，利用导线上的直流电压大小控制信号，对电子镇流器进行有效的控制，该控制电路通过检测电路检测导线对上的电压，然后利用单片机将检测到的电压信号转换成PWM信号，然后通过光耦隔离电路将PWM信号传送到驱动电路，在进入驱动电路之前，还需要将PWM信号还原成电压信号，这是采用积分电路完成的，驱动电路的单片机根据积分电路输出的电压高低产生控制镇流器输出功率的控制信号，执行相应的开机、关机、增大输出功率、减小输出功率的动作。

本实施例中的一种低成本的电子镇流器可集群控制电路，包括对线性电源输出在控制总线上的电压进行检测的检测电路，PWM信号生成电路、隔离电路、积分电路和驱动电路。

如图2所示，对一对导线上的电压进行检测的检测电路包括电阻R1、电阻R2和电阻R3，一对导线上接入0-10V之间变化的电压。通过电阻R1、电阻R2、电阻R3实现对一对导线上的电压进行分压处理，三个电阻R1、电阻R2、电阻R3的阻值取值相等，电阻R1的一端接+15V，该电压由镇流器辅助电源一个独立的绕组实现，另一端与电阻R2相接，在电阻R1与电阻R2的连接一对导线的正极，电阻R2的另一端与电阻R3的一端相接，电阻R3的另一端接地，在电阻R2与电阻R3的连接处实现可供单片机检测的电压，保证这个被单片机检测电压小于5V，以免损坏单片机。当这一对导线悬空时，在电阻R2和电阻R3的连接处将得到+15V电压的三分之一+5V，以保证当线性电源未进行接入时，镇流器可以正常的以满功率工作。在接入线性电源的控制总线处加入了一个电解电容E1，对控制总线上的电压进行滤波平滑处理，同时，并接了一个电容C1，进一步的对控制电压进行滤波处理，同时，还在此处并接了一个钳位二极管D1，二极管D1的阴极接控制电压的正极，二极管D1的阳极接地。

PWM信号生成电路包括单片机U1和对单片机U1供电的稳压电路芯片U2，给作为PWM信号生成器的单片机供电的稳压电路是采用了一个线性稳压IC型号是L7805，该IC将前端+15V电压降低到+5V电压，给单片机供电。电容C2、电容C4分别对L7805的输入电压和输出电压进行滤波处理。这里用于产生PWM信号的单片机U1是一个低成本的8引脚8位CMOS单片机PIC12F683，从控制总线上接入的经过分压处理的被检测电压由PIN3脚输入，PIN3脚可以通过内部程序配置为ADC检测脚，在程序中对该电压进行数字转化识别。PWM信号从第5脚输出。本实施例中，单片机U1通过检测第3引脚的电压从0V-5V间变化，相应的在第5脚输出0％-100％的PWM信号。

如图2所示，光耦U4的连接方式是：U4是一个光电耦合器PC817，光电耦合器U4的PIN1通过电阻R4接到+5V，电阻R4起到限流的作用，PWM信号接入光电耦合器U4的PIN2脚，光电耦合器U4的PIN3脚接镇流器端的地VGND，PWM信号产生电路输出的PWM信号的地是GND，如此起到隔离的作用，U4的PIN4接一个电阻R5到VCC，VCC是镇流器端单片机U3的供电电压，当在U4的PIN2脚输入高电平时，由于U4内部的二极管不能导通发光，于是U4内部的三极管将不能导通，在PIN4处得到高电平信号，当在U4的PIN2脚输入低电平时，由于U4内部的二极管导通发光，于是U4内部的三极管将导通，在PIN4处得到低电平信号，即U4的PIN4脚将得到与PIN2脚的输入信号保持一致的隔离信号。

如图2所示，将隔离后的PWM信号进行积分处理的积分电路，积分电路有三个电阻R6、R7、R8和三个电容C6、C7、C8组成，电阻R6的一端接入U4的PIN4，作为积分电路的输入，将PWM信号从此处输入积分电路，电阻R6的另一端与电容C6相连，电容C6的另一端接地，在电阻R6和电容C6的连接处产生第一级积分电路的积分信号；同样的，电阻R7接入电阻R6和电容C6的连接处，作为第二级积分电路的输入，电阻R7的另一端与电容C7相连，电容C7的另一端接地，在电阻R7和电容C7的连接处产生第二级积分电路的积分信号；电阻R8接入电阻R7和电容C7的连接处，作为第三级积分电路的输入，电阻R8的另一端与电容C8相连，电容C8的另一端接地，在电阻R8和电容C8的连接处产生第三级积分电路的积分信号，该积分信号将得到一个平滑的电压信号，与PWM的占空比对应，100％-0％对应5V-0V。

如图2所示，积分电路的输出端接驱动电路，三级积分电路积分后的电压接入单片机U3的PIN3脚，单片机U3是一个20引脚的8位单片机PIC16F1508，主要用来控制镇流器，这里只简单叙述相关的电路部分，PIN3脚可以通过内部程序配置为ADC检测脚，在程序中对该电压进行数字转化识别。

如图2所示，MCU控制电子镇流器的驱动输出的输出电路，U3的PIN5脚和PIN6脚输出控制镇流器工作的驱动方波。

在本实施例中，我们设定，当线性电源输出在控制总线(一对导线)上的电压小于3V时，镇流器关机，单片机U3将关闭PIN5和PIN6的驱动输出；当线性电源输出在控制总线上的电压大于3V时，镇流器重新开机，单片机U3将在PIN5和PIN6的输出驱动方波；当线性电源输出在控制总线上的电压介于3V到10V时，镇流器执行增大或减小输出驱动频率的操作，以达到控制镇流器的功率在30％-100％之间变化。当控制总线上布置多台电子镇流器时，将可以实现对电子镇流器的集群控制。

Claims (7)

1.一种低成本的电子镇流器集群控制电路，包括传送作为控制信号的直流电信号的一对导线，对导线上的直流电信号进行检测的检测电路，控制电子镇流器的输出功率的驱动电路；其特征在于：还包括隔离所述的检测电路和驱动电路的隔离电路，将检测电路检测到的直流电信号转换成PWM信号的PWM信号产生电路，将PWM信号还原成电压信号的积分电路；在PWM信号产生电路与积分电路之间设置有隔离电路，所述的隔离电路包括光耦U4，所述的PWM信号产生电路输出端接光耦U4的原边，光耦U4的副边接所述的积分电路，所述的驱动电路根据积分电路输出的电压大小产生控制电子镇流器输出功率的控制信号与电子镇流器的控制信号输入端相连。

2.根据权利要求1所述的低成本的电子镇流器集群控制电路，其特征在于：所述的一对导线上的直流电信号为0－10VDC。

3.根据权利要求2所述的低成本的电子镇流器集群控制电路，其特征在于：所述的检测电路包括依次串连在+15VDC电源与地之间的电阻R1、电阻R2、电阻R3；所述的一对导线上的正极接电阻R1与电阻R2之间，所述的一对导线上的负极接地；电阻R2和电阻R3之间形成检测电路的输出信号。

4.根据权利要求3所述的低成本的电子镇流器集群控制电路，其特征在于：在所述的一对导线上的正极与负极之间设置有电解电容E1、电容C1和二极管D1，电解电容E1的正极、二极管D1的阴极接一对导线上的正极；在电阻R3的两端并联有电容C3。

5.根据权利要求3所述的低成本的电子镇流器集群控制电路，其特征在于：PWM信号产生电路包括型号为PIC12F683的单片机U1、型号为L7805的线性稳压芯片U2、电容C2和电容C4；

+15V电源直接接线性稳压芯片U2的Vin端，线性稳压芯片U2的Gnd端接地，线性稳压芯片U2的Uout端接单片机U1的第一引脚，电容C2设置在线性稳压芯片U2的Vin端和Gnd端之间，电容C4设置在单片机U1的第一引脚与第8引脚之间，单片机U1的第8引脚接地；

检测电路的输出信号接单片机U1的第3引脚，单片机U1的第5引脚输出PWM信号。

6.根据权利要求2所述的低成本的电子镇流器集群控制电路，其特征在于：所述的积分电路包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C6、电容C7、电容C8；

光耦U4的副边的集电极通过电阻R5接电源VCC，光耦U4的副边的发射极接地；

光耦U4的副边的集电极依次与电阻R6、电阻R7和电阻R8串连，电阻R6和电阻R7之间通过电容C6接地，电阻R7和电阻R8之间通过电容C7接地，电阻R8与电阻R7相连的对面通过电容C8接地形成积分电路的输出。

7.根据权利要求6所述的低成本的电子镇流器集群控制电路，其特征在于：所述的驱动电路包括型号为PIC16F1508的单片机U3，积分电路的输出接单片机U3第3引脚，单片机U3的第5和第6引脚输出驱动方波。