CN219718552U - 一种后沿切相调光的无线控制模块 - Google Patents
一种后沿切相调光的无线控制模块 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供一种后沿切相调光的无线控制模块，所述无线控制模块包括：AC‑DC电路模块，用于输出两路12V直流电压；交流输入过零点检测电路模块，电性连接于所述AC‑DC电路模块；单片机，电性连接于所述AC‑DC电路模块和所述交流输入过零点检测电路模块；以及切相电路模块，电性连接于所述单片机和所述AC‑DC电路模块。本实用新型提供一种后沿切相调光的无线控制模块，该无线控制模块可以解决目前市场上很多灯具不能同时实现调光、无线控制和提高智能化的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED照明技术领域，尤其涉及一种后沿切相调光的无线控制模块。
背景技术
随着我们生活水平的提高，工作及家居的灯光效果在我们生活中的地位越来越重要。灯光效果不仅要能为工作、生活提供良好的视觉条件，还要利用环境自然光及各种灯具，来创造具有一定美感的室内环境，来满足人们的生理和精神上的需求。调光经常用于高级酒店、餐厅、会议室、报告大厅和影剧院，用来营造气氛，创造亲密的感觉，用来愉悦观众和食客。对于日常家居环境来说，调光还可以降低能耗和增强空间的功能，动态变化创造不同的照明气氛，保护我们的视力。
常见的调光方式大致分为四种：0/1～10V调光；无线控制调光；DALI调光；切相调光。切相调光是一种通过调节电流供电的导通角来改变电流输入有效值，以此实现调光目的的。其又可分为前沿切相调光和后沿切相调光两种。本次发明就属于后沿切相调光，如图1。市场上很多灯具没有预留调光接口，仅仅只有两根交流供电线，不能同时实现调光、无线控制和提高智能化(光敏感应和人体感应)的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种后沿切相调光的无线控制模块，该无线控制模块可以解决目前市场上很多灯具不能同时实现调光、无线控制和提高智能化的问题。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：
本实用新型提供一种后沿切相调光的无线控制模块，所述无线控制模块包括：
AC-DC电路模块，用于输出两路12V直流电压；
交流输入过零点检测电路模块，电性连接于所述AC-DC电路模块；
单片机，电性连接于所述AC-DC电路模块和所述交流输入过零点检测电路模块；以及
切相电路模块，电性连接于所述单片机和所述AC-DC电路模块。
在本实用新型的一个实施例中，所述无线控制模块还包括蓝牙电路模块，所述蓝牙电路模块的一端与所述AC-DC电路模块电性连接，所述蓝牙电路模块的另一端与所述单片机电性连接。
在本实用新型的一个实施例中，所述切相电路模块电性连接于负载灯具，所述负载灯具还与所述AC-DC电路模块电性连接。
在本实用新型的一个实施例中，所述负载灯具的L端与所述AC-DC电路模块的L端共用，所述负载灯具的N端与所述切相电路模块连接。
在本实用新型的一个实施例中，其中一路所述12V直流电压通过降压处理后变成3.3V直流电压，用于给所述蓝牙电路模块和所述单片机供电。
综上所述，本实用新型提供一种后沿切相调光的无线控制模块，该无线控制模块可以解决目前市场上很多灯具不能同时实现调光、无线控制和提高智能化的问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是本实用新型现有技术中灯具的电压与相位角的曲线关系图；
图2是本实用新型的整体结构框图；
图3是本实用新型AC-DC电路模块的电路示意图；
图4是本实用新型交流输入过零点检测电路模块的电路示意图；
图5是本实用新型交流输入过零点检测电路模块的波形仿真图；
图6是本实用新型交流输入过零点检测电路模块的波形测试图；
图7是本实用新型加入运放比较电路后交流输入过零点检测电路模块的波形仿真图；
图8是本实用新型加入运放比较电路后交流输入过零点检测电路模块的波形测试图；
图9是本实用新型120V/60Hz的实际输出波形；
图10是本实用新型120V/50Hz的实际输出波形；
图11是本实用新型单片机的电路示意图；
图12是本实用新型蓝牙电路模块的电路示意图；
图13是本实用新型切相电路模块的电路示意图；
图14是本实用新型切相电路模块的波形仿真图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。
请参阅图2和图3，本实用新型提供一种后沿切相调光的无线控制模块，该无线控制模块可以解决目前市场上很多灯具不能同时实现调光、无线控制和提高智能化的问题。具体的，该无线控制模块包括AC-DC电路模块，用于输出两路12V直流电压。AC-DC电路模块包括保险丝F1和压敏电阻MOV1，保险丝F1用于大电流保护，压敏电阻MOV1用于抑制瞬态浪涌电压。压敏电阻MOV1上连接有整流桥BD1，整流桥BD1的4号引脚接地，整流桥BD1的1号引脚连接有电感L1，电感L1上连接有电阻R2，电阻R2上连接有电容C3和电容C4，电容C4上连接有互相连接的电阻R27、电阻R28、电阻R29以及电阻R30，电阻R28上连接有电源EC1和电源EC3，电源EC3接地，电源EC1上还连接有互相连接的电阻R1、电阻R5和电阻R8，电阻R8上连接有电源EC4，电源EC4的一端接地，电源EC4的另一端连接有电容C9，电阻R8上还连接有电阻R9和二极管D3，二极管D3上连接有电阻R10和电阻R12后接地，电源E4上连接有芯片U2,芯片U2的1号引脚和芯片U2的2号引脚连接后连接有二极管D2，二极管D2的一端连接有电容C1和电阻R4，二极管D2的另一端连接有变压器T1，芯片U2的4号引脚和5号引脚与电源EC4连接，芯片U2的7号引脚和8号引脚连接后连接有电阻R11且接地，芯片U2的6号引脚连接有电容C8，电容C8上连接有电阻R12后接地，变压器T1的5号引脚接地，变压器T1的7号引脚连接有二极管D1，二极管D1的两端并联有弧形串联的电阻R3和电容C2，变压器T1的6号引脚上连接有电源EC2，电源EC2的两端连接有电阻R7，电阻R7的两端连接有电阻R6，电阻R6的两端连接有电阻R21，电阻R21的两端连接有电容C7，电容C7的一端接地，电容C7的另一端与12V电压的正极连接。变压器T1的9号引脚连接有二极管D5，二极管D5的连接两端并联有互相串联的电阻R31和电容C25，变压器T1的8号引脚连接有电源EC6，电源EC6的两端连接有电阻R32，电阻R32的两端连接有电阻R33，电阻R33的两端连接有电容C26，电容C26的一端接地，电容C26的另一端与12V电压的负极连接。整流桥BD1可以将交流电压进行全坡整流，然后经过电感L1、电阻R2、电容C3、电容C4、电源EC1、电源EC3、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30进行滤波，进而输出一个直流电压，然后经过电阻R1、电阻R5、电阻R8、电容C9、电源EC4给芯片U2进行开启供电，然后打开内部的MOS管；电流将会从变压器TI的1号引脚到3号引脚，然后从芯片U2的1号引脚、2号引脚到8号引脚经过采样电阻R11到地，进行储能，此时变压器T1的两个副边和VCC绕组因为二极管D1、二极管D5和二极管D3的存在，将不能导通，电流会被芯片U2的7号引脚采样，当达到阈值时，芯片U2会自行关闭内部的MOS管，此时变压器T1原边结束储能，此时变压器T1将会从两个副边和VCC绕组进行泄能，变压器的4号引脚将会经二极管D3、电阻R9、电容C9、电源EC4继续给芯片U2进行充电；变压器T1的7号引脚经过电容D1给电源EC2进行充电，并回到变压器T1的6号引脚；变压器T1的9号引脚经过二极管D5给电源EC6进行充电，并回到变压器T1的8号引脚。其中电阻R3和电容C2是用于吸收二极管D1导通关断时产生的尖峰电压，电阻R31和电容C25也是同样原理。电阻R7、电阻R6、电阻R21、电阻R32、电阻R33是用作死负载用途。
请参阅图2和图4，在本实用新型的一个实施例中，该无线控制模块还包括交流输入过零点检测电路模块，交流输入过零点检测电路模块电性连接于AC-DC电路模块，可以输出一个占空比很窄的一个脉冲信号。具体的，交流输入过零点检测电路模块包括双向光耦U4和芯片U8，双向光耦U4的1号引脚连接有电阻R14，双向光耦U4的2号引脚连接有电阻R13，双向光耦U4的4号引脚连接有电阻R22后与3.3V电压连接，双向光耦U4的4号引脚还与芯片U8的1号引脚连接，双向光耦U4的3号引脚接地，双向光耦U4的3号引脚还与芯片U8的2号引脚连接。芯片U8的3号引脚上连接有电阻R18和电阻R19，电阻R18的一端与3.3V电压连接，电阻R19的一端接地。芯片U8的5号引脚的一端连接有电容C6后接地，芯片U8的5号引脚的另一端与3.3V电压连接。芯片U8的4号引脚连接有电阻R29后接地。输入信号L和输入信号N经过电阻R14和电阻R13连接到双向光耦U4的1号引脚和2号引脚，双向光耦U4的4号引脚上拉到3.3V，当输入信号L和输入信号N之间有压差时，双向光耦U4的1号引脚和2号引脚之间是有电流流过的，将会使双向光耦U4内部三极管基极和发射极之间打开，进而使双向光耦U4内部的集电极和发射极导通，即双向光耦U4的4号引脚被拉到地；当输入信号L和输入信号N之间没有压差时，双向光耦U4的1号引脚和2号引脚之间是没有电流流过的，将会使双向光耦U4内部三极管基极和发射极之间不导通，进而使双向光耦U4内部的集电极和发射极断开，即双向光耦U4的4号引脚被上拉到3.3V。仿真如图5：a波形为输入信号L和输入信号N的波形，b波形就是双向光耦U4输出的波形。由于输入电压范围是120V～347Vac，会造成双向光耦U4的输入电流不同，也就会导致双向光耦U4的输出波形脉宽不同；单片机检测该波形后，由于长脉宽会导致单片机一旦检测到高电平就开始进行切相处理。实际测试如图6。d波形就是光耦输出的波形，c波形为切相波形，可以明显看出在过零点前就开始切相了。为了能适应在不同电压下都能正常工作，正常调光，需要将双向光耦U4的输出信号再进行处理，然后给到单片机。这里加入了运放比较电路。将双向光耦U4输出信号与3.2V基准电压进行比较，当高于3.2V时，输出一个高电平；当低于3.2V时，输出一个低电平。交流输入信号在零点时，运放将会正好输出一个高电平，在其余时间输出一个低电平。仿真如图7所示：e波形为交流输入信号，f波形为运放输出信号。实际波形如图8所示：g波形为光耦输出信号，h波形为运放输出信号。后沿切相控制器为了适应不同频率下都能够输出同样的占空比，就需要对交流输入的频率进行侦测。单片机采样一段时间的运放脉冲输出，然后算出此时交流输入的频率，然后单片机通过算法控制开关周期。如图9为120V/60Hz的实际输出波形：i为输入AC波形，j为输出切相波形；如图10为120V/50Hz的实际输出波形：k为输入AC波形，l为输出切相波形，可以发现两个波形输出占比接近。
请参阅图2和图11，在本实用新型的一个实施例中，该无线控制模块还包括单片机、切相电路模块和蓝牙电路模块，单片机电性连接于AC-DC电路模块和交流输入过零点检测电路模块。单片机包括芯片U6，芯片U6的1号引脚连接有电容C16后接地，电容C16的一端与3.3V电压连接，芯片U6的4号引脚连接有电容C17，芯片U6的16号引脚接地。单片机由3.3V供电，芯片U6的5号引脚和号引6脚与蓝牙电路模块进行串口通讯，得到蓝牙的调光信号，13号引脚为交流输入过零点检测电路模块的信号输入，14号引脚为切相电路模块的输出信号，内部运作由单片机程序进行。
请参阅图2和图12，在本实用新型的一个实施例中，蓝牙电路模块的一端与AC-DC电路模块电性连接，蓝牙电路模块的另一端与单片机电性连接。蓝牙电路模块包括芯片U3，芯片U3的1号引脚、2号引脚以及20号引脚连接后接地，芯片U3的8号引脚连接有电阻R15后与3.3v电压连接，芯片U3的8号引脚还连接有电容C19，电容C19与电阻R15之间通过开关SW1连接，芯片U3的9号引脚连接有电容C12，片U3的9号引脚连接有电容C13，电容C19、电容C12以及电容C13连接后接地。蓝牙由3.3V供电，电阻R15、开关SW1、电容C19构成了蓝牙匹配电路，当按下按键后，蓝牙就会进入匹配状态，就可以与手机app继续连接，手机app进行调光动作，就可以通过蓝牙的第好引11脚和第12号引脚将调光信息传输到单片机。
请参阅图2和图13，在本实用新型的一个实施例中，切相电路模块电性连接于单片机和AC-DC电路模块。切相电路模块电性连接于负载灯具，负载灯具还与AC-DC电路模块电性连接。负载灯具的L端与AC-DC电路模块的L端共用，负载灯具的N端与切相电路模块连接。其中一路12V直流电压通过降压处理后变成3.3V直流电压，用于给蓝牙电路模块和单片机供电。切相电路模块包括光耦U7，光耦U7的一端连接有电阻R38，光耦U7的一端接地，光耦U7的一端连接有电阻R39后与12V电压连接，光耦U7的另一端接地。电阻R39上连接有电阻R40，电阻R40的一端连接有电阻R44后接地，电阻R40的一端还连接有三极管Q2，三极管Q2的一端连接有电阻R41后与12V电压连接，三极管Q2的另一端与电阻R44连接，三极管Q2的一端连接有MOS管Q4，MOS管Q4的一端连接有稳压二极管ZD1，稳压二极管ZD1还与三极管Q2的一端连接，MOS管Q4的一端还连接有MOS管Q5，MOS管Q5的一端接地，MOS管Q5的一端还连接有稳压二极管ZD2,稳压二极管ZD2的一端连接有三极管Q3，三极管Q3的一端连接有电阻R43后与12V电压连接，三极管Q3的一端接地，三极管Q3的另一端连接有电阻R42后与电阻R40连接，电阻R42上还连接有电阻R45，电阻R45的另一端接地。单片机输出PWM切相信号通过电阻R38给到光耦U7的输入端，光耦U7也输出一个PWM信号用于控制后端电路，这里使用光耦是为了保护前端电路而进行隔离。当单片机输出一个低电平时，光耦将不会导通，光耦输出不会被拉到地，此时输出会通过电阻R39拉到12V，此时通过电阻R40和电阻R44可以使三极管Q2导通，将MOS管Q4的栅极拉倒地，MOS管Q4将不会导通，此时将没有输出。电阻R42、电阻R45、三极管Q3、MOS管Q5同理；当单片机输出一个高电平时，通过电阻R38光耦将会导通，此时光耦将会被达到地，通过电阻R40和电阻R44将不会使三极管Q2导通，此时MOS管Q4的栅极将会通过电阻R41被拉倒12V，此时MOS管Q4的源极和漏极将会导通。电阻R42、电阻R45、三极管Q3、电阻R43、MOS管Q5同理。仿真如图14：m波形为L、N输入，n波形为控制模块输出，也是负载灯具的输入。通过调节切相脉宽，可以调整负载灯具的亮度。
综上所述，本实用新型提供一种后沿切相调光的无线控制模块，该无线控制模块将处理过的N线接到负载灯具的N输入端，负载L端与控制模块的L端共用，交流输入转换成两路独立的12V直流电压，其中一路又降压到3.3V给蓝牙和单片机供电，单片机根据蓝牙电路模块调光信号和过零信号输出调光信号给到切相电路模块，另一路12V直接给切相电路模块供电，根据前端的切相信号然后控制N的输出，以达到调光的目的。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。
Claims (5)
1.一种后沿切相调光的无线控制模块，其特征在于，所述无线控制模块包括：
AC-DC电路模块，用于输出两路12V直流电压；
交流输入过零点检测电路模块，电性连接于所述AC-DC电路模块；
单片机，电性连接于所述AC-DC电路模块和所述交流输入过零点检测电路模块；以及
切相电路模块，电性连接于所述单片机和所述AC-DC电路模块。
2.根据权利要求1所述的无线控制模块，其特征在于，所述无线控制模块还包括蓝牙电路模块，所述蓝牙电路模块的一端与所述AC-DC电路模块电性连接，所述蓝牙电路模块的另一端与所述单片机电性连接。
3.根据权利要求1所述的无线控制模块，其特征在于，所述切相电路模块电性连接于负载灯具，所述负载灯具还与所述AC-DC电路模块电性连接。
4.根据权利要求3所述的无线控制模块，其特征在于，所述负载灯具的L端与所述AC-DC电路模块的L端共用，所述负载灯具的N端与所述切相电路模块连接。
5.根据权利要求2所述的无线控制模块，其特征在于，其中一路所述12V直流电压通过降压处理后变成3.3V直流电压，用于给所述蓝牙电路模块和所述单片机供电。
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