CN215010773U - 蓝牙分段定时调光电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蓝牙分段定时调光电源，以解决现有的调光电源无法同时满足供电、调光和定时控制的技术问题。本实用新型包括含有反馈端的开关电源供电单元，输出端用于连接对应的用电负载；还包括定时单元、调压单元、蓝牙主控单元；定时单元包括LDO稳压供电模块和实时时钟模块，定时单元和蓝牙主控单元对应连接；调压单元包括PWM输出模块，其输入端和蓝牙主控单元对应连接，调压单元的输出端和开关电源供电单元的反馈端对应连接。本实用新型集定时、调光于一体，控制精准且有利于节能降耗、减少光污染；安装接线简单，运营维护成本低。

Description

蓝牙分段定时调光电源

技术领域

本实用新型涉及照明电源技术领域，具体涉及一种蓝牙分段定时调光电源。

背景技术

随着人们节能环保意识的逐渐增强，广告招牌照明及LED灯亮化等领域也逐渐要求在特定时段实现不同的调光亮度，以及实现在不同时间或时段开启和关闭电源的控制，进而达到节能降耗、降低光污染的目标。

当前现有的广告照明及亮化电源及调光产品，主要包括以下几类：

1.普通开关电源：没有调光功能，没有分段定时自动调光功能，只有通过物理开关进行手动操作，但其操作费时费力，且无法做到精准调控；

2.调光器：可以调节灯光的亮度，但是不能分段定时自动调光，不能直接给灯供电，需要配合开关电源和定时开关使用，设备成本高，且安装使用不便；

3.蓝牙调光器：可以远程调节灯光亮度，但是不能实现分段定时开关调光，不能直接给灯供电，也需要配合开关电源和定时开关使用，也存在安装使用不便、设备成本较高的问题。

发明内容

本实用新型提供一种蓝牙分段定时调光电源，以解决现有的调光电源无法同时满足供电、调光和定时控制需求的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

设计一种蓝牙分段定时调光电源，包括供电单元、定时单元、调压单元、蓝牙主控单元，所述蓝牙主控单元包括蓝牙模块；所述定时单元和所述蓝牙主控单元对应电连接；所述调压单元包括PWM输出模块输入端和所述蓝牙主控单元对应电连接，所述调压单元的输出端和所述供电单元的电源管理芯片稳压单元对应连接，所述供电单元的次级输出端用于电连接对应的用电负载。

优选的，所述定时单元包括RTC实时时钟电路。

优选的，所述实时时钟电路包括PCF8563芯片和后备电池，其输出端和所述蓝牙主控单元对应电连接。

优选的，所述RTC实时时钟电路的供电端通过稳压芯片和所述供电电源的输出端电性连接。

优选的，所述供电单元包括交流电输入接口、整流桥、滤波器、变压器，使用时电流依次通过所述交流电输入接口、整流桥、滤波器、变压器后由所述变压器的次级输出端流入对应的用电负载。

优选的，所述变压器连接有电源管理芯片，所述电源管理芯片包括输出端和供电端，所述电源管理芯片的输出端通过开关管和所述变压器对应电连接。

优选的，所述变压器包括第一输入线圈、第二输入线圈和次级输出线圈，所述第一输入线圈通过所述开关管和所述电源管理芯片对应电连接，所述第二输入线圈通过二极管和所述电源管理芯片的供电端对应电性连接。

优选的，所述电源管理芯片包括稳压反馈端，用于控制所述电源管理芯片的输出端的输出信号，所述稳压反馈端通过MOS管和所述蓝牙主控单元的PWM输出模块对应电连接。

优选的， 所述电源管理芯片和稳压反馈端通过光电耦合器电性连接。

优选的，所述光电耦合器的输入端和稳压反馈端电性连接。

与现有技术相比，本实用新型的主要有益技术效果在于：

1. 本实用新型能够实现与手机等移动终端的互连，基于对应的小程序或APP对多个电源设备实现一键远程无线同步设置，操作使用方便，省工省时。

2. 本实用新型通过设置RTC实时时钟输入蓝牙主控模块，实现分段定时功能，以及实现分段调整亮度功能在每日特定时间开、关灯或者改变亮度，同时也可以根据季节变化调节、设定定时开关的时间和亮度，以实现基于环境变化的精准控制。

3. 本实用新型通过设置带有反馈端口的电源管理芯片，其反馈端的电压信号由蓝牙主控模块进行控制，通过改变反馈端的电压进而改变电源管理芯片输出端的电压，该输出端的电压通过MOS管控制变压器的输出电压，进而调节灯光亮度，能够实现宽范围内的无级调变，可满足多场景下的调光要求，而且控制更加精准高效。

4. 本实用新型整体上能够降低运营使用成本，电能利用效率得到有效提高，以实现绿色节能，也利于光污染的控制，而且其安装接线施工简单，易于普及推广。

附图说明

图1为本实用新型蓝牙分段定时调光电源的电路图。

图2为本实用新型蓝牙分段定时调光电源的供电单元电路图。

图3为本实用新型蓝牙分段定时调光电源的LDO稳压电路图。

图4为本实用新型蓝牙分段定时调光电源的蓝牙主控电路图。

图5为本实用新型蓝牙分段定时调光电源的RTC实时时钟电路图。

图6为本实用新型蓝牙分段定时调光电源的电压调整电路图。

图7为本实用新型蓝牙分段定时调光电源的电压反馈电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。

以下实施例中所涉及或依赖的程序均为本技术领域的常规程序或简单程序，本领域技术人员均能根据具体应用场景做出常规选择或者适应性调整。

实施例1：一种蓝牙分段定时调光电源，参见图1至图7，包括供电单元、定时单元、调压单元、蓝牙主控单元四个部分，定时单元为蓝牙主控单元提供实时时钟，蓝牙主控单元输出PMW信号通过调压单元控制供电单元的输出电压，进而调节负载LED的亮度；其中，供电单元包括开关电源主控及整流输出，定时单元包括LDO稳压供电和RTC实时时钟，调压单元包括光耦隔离电压采样反馈、电压调整，主控单元为蓝牙IC主控。

（1）开关电源主控及功率输出

开关电源主控及功率输出部分包括顺次连接的全桥整流单元、滤波单元、反激电源控制芯片、变压器辅助绕组供电、MOS管开关激励、初级峰值电流检测、次级功率输出单元。

从AC220V输入端子输入交流电，经二极管D101、D102、D103、D104组成的全桥整流电路整流为直流后，再经电容C101滤波为约310V的直流电压，上电瞬间启动电阻R103给主控芯片供电脚的滤波电容C103充电，当电压达到电压管理芯片OB2263启动电压后，OB2263开始启动，第6脚输出PMW信号，当第6脚输出高电平脉冲时，MOS管Q101导通，N3绕组电流升高，变压器储能增加，当6脚输出低电平脉冲时，MOS管Q101关断，此时变压器的储能一部分经N2辅助绕组和D106单向整流到C103从而对OB2263持续供电，一部分经N1主输出绕组和大电流二极管D107（MBR10100）整流直流电压做功率输出，输出端Uo外接LED灯光设备。在输出电压未达到设定值之前OB2263输出的PWM占空比逐渐增加，输出电压逐渐升高，当U102的TL431的3脚采样电压高于2.5V时，TL431电流增大使光耦U103内部的发光二极管电流增大，光耦的输出脚电流也增大使OB2263的FB脚电压变低，则OB2263输出65KHz频率的PWM信号占空比开始变小，最终使电压下降完成指定电压的稳压输出。 当蓝牙主控芯片根据设定的时间节点对应的亮度值，通过电压采样比例调整单元调整电压采样的比例来改变采样值，从而改变开关电源的输出电压。

（2）光耦隔离电压采样反馈

光耦隔离电压采样反馈部分主要将次级输出的电压经R109和R110与比例调整电路分压后到TL431的输入端做电压采样信号，当分压后采样电压高于TL431内部基准电压2.5V时，TL431输出电流变大，所接光耦内部的发光二极管电流变大，光耦隔离输出的电流也变大，反馈到OB2263反激电源主控芯片的反馈脚电压变低，OB2263输出驱动MOS开关管Q101的PWM占空比变小，使得变压器输出的电压变小，实现了亮度调节的功能。

（3）LDO稳压供电

LDO稳压供电单元用于将开关电源输出的电压，经稳压芯片BL9153-3.3降为RTC时钟电路和蓝牙主控需要的3.3V电压。

（4）蓝牙主控

蓝牙主控部分主要用于同手机移动终端设备进行蓝牙BLE通讯，同时，通过外接的RTC电路PCF8563通讯获取实时时间，并根据读取内部记忆的时间值和亮度值信息，在指定时间输出相应亮度对应的PWM信号调整电压采样的比例值，以调整开关电源输出电压来调整亮度；内置存储器用来存放手机等终端发送的时间及亮度调节数据信息。

（5）RTC实时时钟

RTC实时时钟单元由RTC时钟芯片PCF8563及外部晶振和后备记忆电池供电电路组成，用于提供年月日、时分秒、星期等实时时间数据，PCF8563芯片在有电时使用输出电压经稳压芯片后的3.3V供电，后备记忆电池用于保证在断电后时钟不间断计时运行。

（6） 电压调整电路调光原理

电压调整电路是蓝牙IC主控将相应时间点对应亮度值对应的PWM信号，经MOS管Q401和阻容分压组件的模拟可调电阻电路来调整采样比例，进而调整开关电源的输出电压从而改变灯亮度实现无极调光。以12V的LED照明模组调光电源为例：

PWM信号占空比在0%时，MOS管Q401完全不导通，电压采样比例调整电路等效为高阻，输出电压 Uo=((R109+R110)/R110)*2.5=((12K+12K)/12K)*2.5=5V； PWM信号占空比在100%时，MOS管Q401完全导通，电压采样比例调整电路等效为R401和R402的串联总阻值4K，其与R110的并联等效阻值为(R110*4K)/(R110+4K)=(12K*4K)/(12K+4K)=3K，输出电压 Uo=((R109+3K)/3K)*2.5=((12K+3K)/3K)*2.5=12.5V；当蓝牙IC输出的PWM信号在0%-100%之间调节时，对应的输出的电压在5V-12.5V之间调整电压，因为额定电压12V的LED模组灯起始工作电压约5.5-6V额定亮度电压12V，故可以实现由蓝牙IC控制的PWM的值来调整开关电源输出指定电压，进而改变LED模组灯的亮度。

本实施例分段定时开关控制原理为：

当蓝牙主控发出分段定时关的PWM持续低电平灭灯信号时，MOS管Q401完全不导通电源输出电压最低，且低于负载点亮电压，从而实现灭的控制，当蓝牙主控发出分段定时开的PWM持续高电平点亮信号时，MOS管Q401完全导通电源输出电压达到负载发光电压条件，从而点亮实现开的控制。

本实施例可通过使用移动终端设备，如智能手机，进行远程控制，方法如下：

开启移动终端的蓝牙功能，使用相应的小程序或APP进入设备操作界面后，控制软件将自动搜索附近的蓝牙分段定时调光电源设备，在设备列表区域勾选需要调节亮度的设备，拖动亮度条即可对选中的设备进行亮度调节，移动终端会逐个通过蓝牙BLE连接设备并发送设置指令，此时同步设置完成后的设备进入强制手动亮度设置状态；点击单个设备设置好定时和亮度后，点击“一键同步”按钮即可将主页面选中的设备一键同步为该设备相同的定时及亮度信息，移动终端会逐个通过蓝牙BLE连接设备并发送设置指令，此时同步设置完成后的设备进入自动分段定时自动调光状态。

本实施例蓝牙分段定时调光电源一台可以完成定时开关、开关电源、调光器多种设备组合才能实现的工作，降低了整体成体；直接调整电源的电压来调光，不经过调光器降低了损耗，提高了整体电能利用效率；简化了接线施工简单；易操作易使用；分时间段调光利于减少光污染及绿色节能。通过移动终端设备与蓝牙分段定时调光电源无线连接，对灯光进行分时间段定时设置亮度并记忆于蓝牙芯片内；蓝牙主控IC和RTC实时时钟组合到开关电源的方式，通过直接调整电源电压的方式省去了电源后接调光器增加的损耗，从而提高了效率，降低了整体成本并简化了应用的复杂度；使用电压采样比例调整电路将PWM数字信号转换为可调整开关电源输出电压的分压采样比例信号，实现了数字信号到指定电压的信号转换。

上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，或者是在相关元件、电路结构及材料等方面进行等同替代，从而形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (9)

1.一种蓝牙分段定时调光电源，其特征在于：包括开关电源供电单元、蓝牙主控单元、RTC实时时钟单元、调压单元；所述蓝牙主控单元用于和终端设备通讯、存储定时亮度信息及输出控制信号；所述实时时钟模块单元包括后备电池供电模块和定时单元，所述定时单元和所述蓝牙主控单元对应连接；所述调压单元包括PWM输出模块，其输入端和所述蓝牙主控单元对应连接，所述调压单元的输出端和所述开关电源供电单元的反馈端对应连接。

2.根据权利要求1所述的蓝牙分段定时调光电源，其特征在于：所述实时时钟模块包括PCF8563时钟芯片与后备电池，所述PCF8563时钟芯片的输出端和所述蓝牙主控单元对应电连接，所述后备电池与所述蓝牙主控单元对应电连接。

3.根据权利要求2所述的蓝牙分段定时调光电源，其特征在于：所述RTC实时时钟电路的供电端通过稳压芯片和所述开关电源供电单元的输出端电性连接。

4.根据权利要求1所述的蓝牙分段定时调光电源，其特征在于：所述供电单元包括交流电输入接口、整流桥、滤波器、变压器，运行时电流依次通过所述交流电输入接口、整流桥、滤波器、变压器后由所述变压器的次级整流输出端流入对应的用电负载。

5.根据权利要求4所述的蓝牙分段定时调光电源，其特征在于：所述变压器电性连接有电源管理芯片，所述电源管理芯片包括输出端和供电端，所述电源管理芯片的输出端通过开关管和所述变压器对应电性连接。

6.根据权利要求5所述的蓝牙分段定时调光电源，其特征在于：所述变压器包括第一输入线圈、第二输入线圈和次级输出线圈，所述第一输入线圈通过所述开关管和所述电源管理芯片对应连接，所述第二输入线圈通过二极管和所述电源管理芯片的供电端对应电连接，所述次级输出线圈通过二极管和所述用电负载对应电连接。

7.根据权利要求5所述的蓝牙分段定时调光电源，其特征在于：所述电源管理芯片包括稳压单元，用于控制所述电源管理芯片的输出端的输出信号，所述稳压单元通过MOS管和所述蓝牙主控单元的PWM输出模块对应电连接。

8.根据权利要求7所述的蓝牙分段定时调光电源，其特征在于：所述MOS管和所述电源管理芯片和稳压单元通过光电耦合器电性连接。

9.根据权利要求8所述的蓝牙分段定时调光电源，其特征在于：所述稳压单元的输入端和所述MOS管的漏极电性连接。

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