CN206932433U - 基于输入电压控制的调光调色控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及基于输入电压控制的调光调色控制器，包括输入单元、供电单元、输入电压检测单元、主控芯片U1、输出单元及假负载控制单元；输入单元，其与LED驱动电源连接，输入电压至主控芯片U1；输入电压检测单元，其检测LED驱动电源的输入电压，并输入至主控芯片U1，由主控芯片U1输出信号控制假负载控制单元，以间接控制输出单元；输出单元，其与灯具连接；假负载控制单元，其在主控芯片U1的控制下，输出信号控制LED驱动电源进行放电。本实用新型确保在最短的时间内准确地判断到LED驱动电源的交流开关的关灯动作，既能实现LED的色温和亮度切换，灵活性好，匹配LED驱动电源和调光调色控制器方便。

Description

基于输入电压控制的调光调色控制器

技术领域

本实用新型涉及调光调色控制器的技术领域，尤其是基于输入电压控制的调光调色控制器。

背景技术

随着智能家居的普及，LED灯具的智能化也越来越受到人们的重视，LED灯具的智能化具体体现在调光调色的过程中，而LED灯具的调光调色主要是由调光调色控制器完成。

目前市场上流行的调光调色控制器主要为按键、触摸或红外感应控制方式，基本上能满足一部分灯具对于调光调色功能的需求。但在很多类型的灯具，譬如吸顶灯、面包灯等离使用者距离较远的灯具，无法使用触控或感应的方式实现控制，在不增加遥控器的情况下，使用墙壁开关控制灯具是比较理想的手段。使用墙壁开关控制LED灯具的方案有两种方式：第一种为LED驱动电源和调光调色控制器一体化；第二种为LED驱动电源和调光调色控制器作为两个独立的模块，两者匹配好后进行装配接线。对于第一种方式，针对性较强但缺乏灵活性；对于第二种方式，灵活性好但需要匹配好LED驱动电源和调光调色控制器才能正常工作，但目前市面上的LED驱动电源类型纷繁复杂，匹配好两者显得异常困难。

因此，有必要设计基于输入电压控制的调光调色控制器，既能实现LED的色温和亮度切换，灵活性好，匹配LED驱动电源和调光调色控制器方便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供基于输入电压控制的调光调色控制器。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：基于输入电压控制的调光调色控制器，包括输入单元、供电单元、输入电压检测单元、主控芯片U1、输出单元以及假负载控制单元；所述输入单元，其与LED驱动电源连接，输入电压至所述主控芯片U1；所述供电单元分别为所述输入电压检测单元、主控芯片U1、输出单元以及假负载控制单元提供电源；所述输入电压检测单元，其检测LED驱动电源的输入电压，并输入至所述主控芯片U1，由所述主控芯片U1输出信号控制所述假负载控制单元，以间接控制输出单元；所述输出单元，其与灯具连接；所述假负载控制单元，其在所述主控芯片U1的控制下，输出信号控制LED驱动电源进行放电。

其进一步技术方案为：所述输入电压检测单元包括电阻R1、R2、R3，其中，所述电阻R2、R3并联后接地，所述电阻R1分别与所述电阻R2、R3串联，所述电阻R1分别与所述主控芯片U1的AD检测端脚以及供电单元连接。

其进一步技术方案为：所述输入单元包括与供电单元连接的输入端子P1。

其进一步技术方案为：所述输出单元包括输出端子P2以及MOS管Q1、Q2、三极管Q3，所述MOS管Q1、Q2分别与所述输入端子P1之间通过输出电解电容C14、C13连接，所述MOS管Q1、Q2的基极与所述主控芯片U1连接，所述MOS管Q1、Q2的发射极分别与输出端子P2连接，所述MOS管Q1的集电极接地，所述MOS管Q2的集电极接地，且所述MOS管Q2的基极通过电阻R21接地，所述MOS管Q2的集电极还连接有与所述主控芯片U1连接的三极管Q3。

其进一步技术方案为：所述假负载控制单元包括MOS管Q4以及电阻R12、R25、R13，所述MOS管Q4的发射极通过电阻R12与输出端子P2连接，所述MOS管Q4的集电极与所述三极管Q3的发射极连接，所述MOS管Q4的基极通过电阻R25与所述MOS管Q4的集电极连接，且所述MOS管Q4的基极通过电阻R12与所述主控芯片U1的输出端脚连接，通过控制MOS管Q4的导通以控制LED驱动电源的放电。

其进一步技术方案为：所述供电单元包括隔离二极管D3和电解电容C2，所述隔离二极管D3与所述电解电容C2串联。

其进一步技术方案为：所述供电单元还包括三极管Q5，所述三极管Q5并联于所述电解电容C2上。

本实用新型还提供了基于输入电压控制的调光调色控制方法，所述方法包括：

主控芯片U1及其外围电路上电后延时较短的一段时间，等待LED驱动电源空载电压稳定后，通过AD检测端脚判断LED驱动电源的电压值并输出默认的色温和亮度；当LED驱动电源的交流开关断开后，LED驱动电源的输出电解电容放电，输出电压开始下降，当输入电压检测单元到此下降趋势后，将信号传递于AD检测端脚，单片机U1第11脚输出高电平，MOS管Q4导通，放电电阻R13对LED驱动电源的输出电解电容进行快速放电并使之下降到一个较低的电压值Vlow；当LED驱动电源的交流开关在断开后指定时间内再次接通后，LED驱动电源的输出电压又重新迅速上升至正常电压值，主控芯片U1检测到LED驱动电源输出电压的下降和上升过程后，立即调整主控芯片U1的PWM1和PWM2的占空比，切换LED的色温和亮度。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型的基于输入电压控制的调光调色控制器，通过设置假负载控制单元、输入电压检测单元以及电解电容C2和隔离二极管D3组成的供电单元，利用输入电压检测单元检测LED驱动电源的输入电压，并由主控芯片U1控制假负载控制单元内的MOS管Q4的导通，进而控制放电电阻R13的接通或断开，确保在最短的时间内准确地判断到LED驱动电源的交流开关的关灯动作，不需要大电容的情况下调光调色控制器的宽范围输入，既能实现LED的色温和亮度切换，灵活性好，匹配LED驱动电源和调光调色控制器方便。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1是本实施例提供的基于输入电压控制的调光调色控制器的电路原理图；

图2是本实施例提供的输入电压检测单元的电路原理图；

图3是本实施例提供的假负载控制单元的电路原理图；

图4是本实施例提供的供电单元的电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。

参照图1～4，为本实用新型提供的较佳实施例。

本实施例提供的基于输入电压控制的调光调色控制器，可以运用在灯具控制的过程中，既能实现LED的色温和亮度切换，灵活性好，匹配LED驱动电源和调光调色控制器方便。

基于输入电压控制的调光调色控制器，包括输入单元、供电单元、输入电压检测单元、主控芯片U1、输出单元以及假负载控制单元；输入单元，其与LED驱动电源连接，输入电压至主控芯片U1；供电单元分别为输入电压检测单元、主控芯片U1、输出单元以及假负载控制单元提供电源；输入电压检测单元，其检测LED驱动电源的输入电压，并输入至主控芯片U1，由主控芯片U1输出信号控制假负载控制单元，以间接控制输出单元；输出单元，其与灯具连接；假负载控制单元，其在主控芯片U1的控制下，输出信号控制LED驱动电源进行放电。

更进一步的，输入电压检测单元包括电阻R1、R2、R3，其中，电阻R2、R3并联后接地，所述电阻R1分别与所述电阻R2、R3串联，电阻R1分别与所述主控芯片U1的AD检测端脚以及供电单元连接。

具体地，上述的输入电压检测单元其分压值通过单片机U1第5脚(P52口)进行AD检测。

另外，输入单元包括与供电单元连接的输入端子P1，输入端子P1的正负极连接至LED驱动器的输出正负极。

更进一步的，输出单元包括输出端子P2以及MOS管Q1、Q2、三极管Q3，MOS管Q1、Q2分别与所述输入端子P1之间通过输出电解电容C14、C13连接，MOS管Q1、Q2的基极与主控芯片U1连接，MOS管Q1、Q2的发射极分别与输出端子P2连接，MOS管Q1的集电极接地，MOS管Q2的集电极接地，且所述MOS管Q2的基极通过电阻R21接地，MOS管Q2的集电极还连接有与主控芯片U1连接的三极管Q3。

具体地，上述的输出端子P2的“VO+”接白光灯串和黄光灯串的正极；输出端子P2的“W-”接白光灯串的负极；输出端子P2的“Y-”接黄光灯串的负极。

假负载控制单元包括MOS管Q4以及电阻R12、R25、R13，MOS管Q4的发射极通过电阻R12与输出端子P2连接，MOS管Q4的集电极与所述三极管Q3的发射极连接，MOS管Q4的基极通过电阻R25与MOS管Q4的集电极连接，且MOS管Q4的基极通过电阻R12与主控芯片U1的输出端脚连接，通过控制MOS管Q4的导通以控制LED驱动电源的放电。

其中，电阻R13为放电电阻。

另外，上述的基于输入电压控制的调光调色控制器还包括EEPROM单元，其包括读写芯片U3，读写芯片U3与所述主控芯片U1连接。

另外，在MOS管Q1的发射极与集电极之间连接有TVS管TVS1，在MOS管Q2的发射极与集电极之间连接有TVS管TVS2，TVS管TVS1与TVS管TVS2分别起到防反接的作用，并且瞬间吸收极大电压，以保证整个输出单元的安全。

在输入端子P1的正负极之间也并联有TVS管TVS0，起到防反接的作用，并且瞬间吸收极大电压，以保证整个输入单元的安全。

在运行时，调光调色控制器第一次上电时，主控芯片U1及外围电路上电后延时较短的一段时间(一般为0.4-0.5秒)，等待LED驱动电源空载电压稳定后，通过AD检测端脚(P71口)判断LED驱动电源的电压值并输出默认的色温和亮度。调光调色控制器在上电后，主控芯片U1启动计时程序。可以设定，如果上电时间未超过1.5秒，设置主控芯片U1的标志位flg为0，如果上电时间超过1.5秒，主控芯片U1的标志位flg为1。当LED驱动电源的交流开关断开后，LED驱动电源的输出电解电容放电，输出电压开始下降，当调光调色控制器检测到此下降趋势后，主控芯片U1第11脚(P71口)输出高电平，MOS管Q4导通，放电电阻R13对LED驱动电源的输出电解电容进行快速放电并使之下降到一个较低的电压值Vlow；主控芯片U1判断到电压值Vlow后，启动写EEPROM程序。将标志位flg的值写入U3相应位置中。当LED驱动电源的交流开关重新接通，调光调色控制器重新上电后，主控芯片U1启动读EEPROM程序，读取读写芯片U3相应位置的值并更新到标志位flg中。如果标志位flg的值为0则说明前一次的上电时间没有超过1.5秒，主控芯片U1立即调整PWM1和PWM2的占空比，切换LED的色温和亮度。原则上可以切换N种不同的色温和亮度；如果标志位flg的值为1则说明前一次的上电时间超过1.5秒，单片机则保持掉电前的PWM1和PWM占空比，对应的LED色温和亮度不变。单片机启动读EEPROM程序后接着启动计时程序，记录调光调色控制器的上电时间。

按使用者的使用习惯,在打开墙壁开关开灯后就不会立即按墙壁开关去关灯，如果需要切换LED的色温和亮度状态，只需要在打开墙壁开关1.5秒内再关掉墙壁开关，等再次打开墙壁开关时即可切换LED的色温和亮度状态。得益于EEPROM单元的利用，再次打开墙壁开关的动作不需要在关掉墙壁开关后立即进行。

更进一步的，供电单元包括隔离二极管D3和电解电容C2，所述隔离二极管D3与所述电解电容C2串联。隔离二极管D3和电解电容C2组成相对独立的供电，为主控芯片U1及其外围电路提供维持供电，确保在LED驱动电源的交流开关断开时，调光调色控制器的主控芯片U1及其外围电路能维持一段时间的供电，主控芯片U1能准确判断LED驱动电源的交流开关断开的动作.

另外，供电单元还包括三极管Q5，所述三极管Q5并联于所述电解电容C2上。

主控芯片U1的上电计时和EEPROM存储计时的标志位信息，本调光调色控制器不需要用大容量电解电容(如电解电容C2)就可实现调光调色控制器的宽范围输入，如果使用传统的方式，在输入电压(对应LED驱动器的输出电压)较低的情况下,需要用到较大的电解电容才能实现在掉电时主控芯片U1及其外围电路的供电在1-2秒内维持正常，确保主控芯片U1能够判断到LED驱动电源的交流开关的通断动作，从而实现LED的色温和亮度切换。

主控芯片U1及其外围电路上电后延时较短的一段时间，等待LED驱动电源空载电压稳定后，通过AD检测端脚判断LED驱动电源的电压值并输出默认的色温和亮度；当LED驱动电源的交流开关断开后，LED驱动电源的输出电解电容放电，输出电压开始下降，当输入电压检测单元到此下降趋势后，将信号传递于AD检测端脚，单片机U1第11脚输出高电平，MOS管Q4导通，放电电阻R13对LED驱动电源的输出电解电容进行快速放电并使之下降到一个较低的电压值Vlow；当LED驱动电源的交流开关在断开后指定时间内再次接通后，LED驱动电源的输出电压又重新迅速上升至正常电压值，主控芯片U1检测到LED驱动电源输出电压的下降和上升过程后，立即调整主控芯片U1的PWM1和PWM2的占空比，切换LED的色温和亮度。

上述的基于输入电压控制的调光调色控制器，通过设置假负载控制单元、输入电压检测单元以及电解电容C2和隔离二极管D3组成的供电单元，利用输入电压检测单元检测LED驱动电源的输入电压，并由主控芯片U1控制假负载控制单元内的MOS管Q4的导通，进而控制放电电阻R13的接通或断开，确保在最短的时间内准确地判断到LED驱动电源的交流开关的关灯动作，不需要大电容的情况下调光调色控制器的宽范围输入，既能实现LED的色温和亮度切换，灵活性好，匹配LED驱动电源和调光调色控制器方便。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于输入电压控制的调光调色控制器，其特征在于，包括输入单元、供电单元、输入电压检测单元、主控芯片U1、输出单元以及假负载控制单元；所述输入单元，其与LED驱动电源连接，输入电压至所述主控芯片U1；所述供电单元分别为所述输入电压检测单元、主控芯片U1、输出单元以及假负载控制单元提供电源；所述输入电压检测单元，其检测LED驱动电源的输入电压，并输入至所述主控芯片U1，由所述主控芯片U1输出信号控制所述假负载控制单元，以间接控制输出单元；所述输出单元，其与灯具连接；所述假负载控制单元，其在所述主控芯片U1的控制下，输出信号控制LED驱动电源进行放电。

2.如权利要求1所述的基于输入电压控制的调光调色控制器，其特征在于，所述输入电压检测单元包括电阻R1、R2、R3，其中，所述电阻R2、R3并联后接地，所述电阻R1分别与所述电阻R2、R3串联，所述电阻R1分别与所述主控芯片U1的AD检测端脚以及供电单元连接。

3.如权利要求1所述的基于输入电压控制的调光调色控制器，其特征在于，所述输入单元包括与供电单元连接的输入端子P1。

4.如权利要求3所述的基于输入电压控制的调光调色控制器，其特征在于，所述输出单元包括输出端子P2以及MOS管Q1、Q2、三极管Q3，所述MOS管Q1、Q2分别与所述输入端子P1之间通过输出电解电容C14、C13连接，所述MOS管Q1、Q2的基极与所述主控芯片U1连接，所述MOS管Q1、Q2的发射极分别与输出端子P2连接，所述MOS管Q1的集电极接地，所述MOS管Q2的集电极接地，且所述MOS管Q2的基极通过电阻R21接地，所述MOS管Q2的集电极还连接有与所述主控芯片U1连接的三极管Q3。

5.如权利要求4所述的基于输入电压控制的调光调色控制器，其特征在于，所述假负载控制单元包括MOS管Q4以及电阻R12、R25、R13，所述MOS管Q4的发射极通过电阻R12与输出端子P2连接，所述MOS管Q4的集电极与所述三极管Q3的发射极连接，所述MOS管Q4的基极通过电阻R25与所述MOS管Q4的集电极连接，且所述MOS管Q4的基极通过电阻R12与所述主控芯片U1的输出端脚连接，通过控制MOS管Q4的导通以控制LED驱动电源的放电。

6.如权利要求1至5任一项所述的基于输入电压控制的调光调色控制器，其特征在于，所述供电单元包括隔离二极管D3和电解电容C2，所述隔离二极管D3与所述电解电容C2串联。

7.如权利要求6所述的基于输入电压控制的调光调色控制器，其特征在于，所述供电单元还包括三极管Q5，所述三极管Q5并联于所述电解电容C2上。