CN220156692U - 一种灯具供电的多路控制装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及灯具控制领域，具体涉及一种灯具供电的多路控制装置及系统。所述多路控制装置包括控制电路、电源端、N个控制输入端和N组供电端组，所述控制电路包括主控控制单元、N路供电支路和N个通断模块，所述主控控制单元分别与N个通断模块连接，每一所述供电支路分别连接电源端和至少一个供电端，且均串联有一通断模块，所述控制输入端接入外部控制设备且与对应的通断模块关联，所述供电端接入外部灯具。本实用新型可以有效地解决传统控制装置的不足之处，实现多路、多种类型灯具的控制，同时提高了信号传输质量和控制管理能力，该装置还具有体积小、功耗低、易于安装和使用等优点。

Description

一种灯具供电的多路控制装置及系统

技术领域

本实用新型涉及灯具控制领域，具体涉及一种灯具供电的多路控制装置及系统。

背景技术

传统的灯具控制装置通常只能实现单路或少数几路灯具的控制，而且在多路供电输出的兼容性方面，存在一些问题。

虽然已经有一路控制多路供电的中转控制设备，但是也无法满足当今多样化、智能化的控制需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种灯具供电的多路控制装置及系统，解决现有无法满足当今多样化、智能化的控制需求的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种灯具供电的多路控制装置，所述多路控制装置包括控制电路、电源端、N个控制输入端和N组供电端组，每一组所述供电端组均设置有至少一个供电端，所述控制电路包括主控控制单元、N路供电支路、N个通断模块和插入识别模块，所述主控控制单元分别与N个通断模块连接，每一所述供电支路分别连接电源端和至少一个供电端，且均串联有一通断模块，所述控制输入端接入外部控制设备且与对应的通断模块关联，所述供电端接入外部灯具；其中，

所述主控控制单元根据控制输入端所接收的第一控制信号，控制所关联的通断模块的通断，从而控制对应供电支路的通断。

其中，较佳方案是：所述通断模块包括具有电源输入端、控制端和电源输出端的开关元件，所述开关元件通过电源输入端与电源端连接，且通过控制端与主控控制单元连接，且通过电源输出端与供电端连接；所述开关元件根据控制端的第二控制信号，控制电源输出状态的开关状态；所述开关元件为继电器、场效应管、双向可控硅中的一种。

其中，较佳方案是：所述通断模块还包括通断驱动电路、滤波电路和保护电路，所述通断驱动电路设置在主控控制单元和控制端之间，且将第二控制信号转换为适合驱动开关元件的高低电平或脉冲信号；所述滤波电路为开关元件所产生的高频干扰进行滤波，所述保护电路保护开关元件免受过压或/和过流的影响。

其中，较佳方案是：所述开关元件为场效应管，所述通断模块包括由场效应管构成的单极性开关或双极性开关，所述单极性开关包括单个场效应管，所述场效应管的栅极作为控制端，所述场效应管的源极与漏极分别作为电源输入端和电源输出端，通过控制栅极电压控制源极与漏极之间的电阻以实现导通或断开；

所述双极性开关包括一个N型场效应管和一个P型场效应管，所述N型场效应管的源极作为电源输入端的正极，所述N型场效应管的漏极作为电源输出端的正极，所述P型场效应管的源极作为电源输入端的负极，所述P型场效应管漏极作为电源输出端的负极，所述N型场效应管和P型场效应管的栅极均作为控制端，以实现对正反向开、关的控制。

其中，较佳方案是：所述供电支路包括正极支路和负极，多个所述供电端的正极端并联至正极支路，且所属供电端的负极端并联至负极负极；或者，所述控制电路还包括设置在供电支路和多个供电端之间的分配器，并采用分配电路的方式将供电支路分别连接到多个供电端，使得每个所述供电端均得到适当的电源供应。

其中，较佳方案是：所述多路控制装置包括壳体以及设置在壳体上的N个第一接口，作为控制输入端，还包括设置在壳体上的N组第二接口组，每一组所述第二接口组至少包括一个作为供电端的第二接口；还包括设置在壳体内的电路板，所述电路板上布设有控制电路，所述控制电路获取第一接口的接入情况，以实现一第一接口控制N组第二接口组或者N个第一接口分别控制N组第二接口组。

其中，较佳方案是：所述第一接口设置有第一识别引脚，所述第一识别引脚与主控控制单元的第二识别引脚连接。

其中，较佳方案是：所述多路控制装置包括选择切换开关，所述选择切换开关与主控控制单元连接，以选择一控制输入端控制所有供电端还是N个控制输入端分别控制N组供电端组。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种灯具供电的多路控制系统，包括所述的多路控制装置，以及控制设备和灯具，所述控制设备通过控制输入端接入多路控制装置，所述灯具通过供电端接入多路控制装置，所述多路控制装置根据控制设备的第一控制信号，控制所关联的通断模块的通断，从而控制对应灯具的通断。

其中，较佳方案是：所述控制设备为感应器模组、开关键模组、遥控感应模组和无线通信模组中的一种。

本实用新型的有益效果在于，与现有技术相比，本实用新型可以有效地解决传统控制装置的不足之处，实现多路、多种类型灯具的控制，同时提高了信号传输质量和控制管理能力；此外，该装置还具有体积小、功耗低、易于安装和使用等优点，可以广泛应用于家庭、商业和公共环境中，改善人们的生活和工作环境，节约能源成本，降低对环境造成的污染和损害，便于走线布局。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型多路控制系统的结构示意图；

图2是本实用新型多路控制装置的电路原理示意图；

图3是图1的具体示意图；

图4是本实用新型通断模块的电路原理示意图；

图5是本实用新型多路控制装置的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

如图1至3所示，本实用新型提供一种灯具300供电的多路控制装置100的较佳实施例。

一种灯具300供电的多路控制装置100，所述多路控制装置100包括控制电路、电源端106、N个控制输入端102和N组供电端组，每一组所述供电端组均设置有至少一个供电端104，所述控制电路包括主控控制单元101、N路供电支路和N个通断模块103，所述主控控制单元101分别与N个通断模块103连接，每一所述供电支路分别连接电源端106和至少一个供电端104，且均串联有一通断模块103，所述控制输入端102接入外部控制设备200且与对应的通断模块103关联，所述供电端104接入外部灯具300；其中，所述主控控制单元101根据控制输入端102所接收的第一控制信号，控制所关联的通断模块103的通断，从而控制对应供电支路的通断。

具体地，控制电路包括主控控制单元101、N路供电支路和N个通断模块103。其中，主控控制单元101采用人工智能芯片或相关的逻辑控制电路，根据所接收到的第一控制信号产生不同的控制信号，以控制通断模块103，实现所对应的供电支路的电源通断。电源端106用于连接电源400，优选市电，当然可以增加对应的电源适配器，将市电转化为供电电压，为该多路控制装置100提供运行所需的电力支持。

在使用该装置时，用户可以通过外部控制设备200向控制输入端102发送第一控制信号，主控控制单元101会根据该信号来控制相应的通断模块103通断，从而实现对应供电支路的通断。这样，就能够实现对多个外部灯具300的有序控制。此外，为了提高传输信号的稳定性和可靠性，该装置还采用了嵌入式系统技术，并将控制信号转换为数字信号进行传输，有效避免了传统的模拟信号传输中存在的干扰、失真等问题。

其中，在逻辑控制电路中，通过逻辑门、触发器等基本逻辑元件的组合和连接，可以构建出复杂的逻辑电路。通过这些逻辑电路，可以实现对输入第一控制信号的处理和转换，并输出对应的控制信号。当然，在实际应用中，为了更加精确和可靠的控制信号，且优化整体电路体积，也可以使用更加高级的电子元件，如微控制器、单片机等，即主控控制单元101。、

其中，电源端106所接入的电能还可以为接入的控制设备200供电，提供控制设备200工作所需的电能。

其中，N优选为2以上的数目，每一组所述供电端组均设置有四个供电端104。

在一个实施例中，参考图3，提供一种灯具300供电的多路控制系统，包括所述的多路控制装置100，以及控制设备200和灯具300，所述控制设备200通过控制输入端102接入多路控制装置100，所述灯具300通过供电端104接入多路控制装置100，所述多路控制装置100根据控制设备200的第一控制信号，控制所关联的通断模块103的通断，从而控制对应灯具300的通断。

其中，所述控制设备200为感应器模组、开关键模组、遥控感应模组和无线通信模组中的一种。感应器模组是一个集成了传感器、放大器、滤波器等组件的设备，它可以接收周围环境中的各种物理量信息，并将其转化为数字信号输出，如温度、湿度、压力等；开关键模组是一个基于机械式或电子式开关设计的模块，实现开关功能，可以进行手动或自动控制；遥控感应模组是一种基于红外线或无线电磁波进行信号传输的设备；无线通信模组是一种基于无线通信技术进行数据传输和交互的设备，它能够实现设备之间的无线连接和通信，如蓝牙、WIFI等，无线通信模组通常配备有天线和调制解调器等组件。

如图4所示，本实用新型提供一种通断模块103的较佳实施例。

所述通断模块103包括具有电源输入端1032、控制端1033和电源输出端1034的开关元件1031，所述开关元件1031通过电源输入端1032与电源端106连接，且通过控制端1033与主控控制单元101连接，且通过电源输出端1034与供电端104连接；所述开关元件1031根据控制端1033的第二控制信号，控制电源输出状态的开关状态；所述开关元件1031为继电器、场效应管、双向可控硅中的一种。

开关元件1031具有快速控制、节能环保、提高安全性和增强灵活性等优点，可以在电路应用中发挥重要作用。通过控制开关元件1031的通断状态，能够快速地控制电路的供电状态，控制电源供电电路通断的开关元件1031可以有效地节约能源和减少碳排放，通过控制开关元件1031的通断状态，可以有效避免电路因过载、短路等原因导致的安全事故，通过控制开关元件1031的通断状态，可以实现电路的灵活布局和应用。本申请提供开关元件1031的三个不同具体方案。

方案一，关于继电器，继电器作为开关元件1031，具有可靠性高、操作简单、不易受干扰、适用性广和成本相对较低等优点。继电器具有较高的机械稳定性和耐久性，可以长时间运行且不易出现故障，继电器的操作比较简单，只需要通过电磁绕组来控制其通断状态，由于继电器内部的接点是物理连接，因此在电路中使用继电器可以避免一些数字电路存在的抗干扰问题，相对于其他电子元件，继电器的成本相对较低。

继电器的布局也非常简单，一个简单的继电器控制电路可以由一个开关和一个直流电源组成，当开关闭合时，控制电压被加到继电器上，使其动作，从而控制被控负载的通断。

方案二，关于场效应管，所述开关元件1031为场效应管，所述通断模块103包括由场效应管构成的单极性开关或双极性开关，所述单极性开关包括单个场效应管，所述场效应管的栅极作为控制端1033，所述场效应管的源极与漏极分别作为电源输入端1032和电源输出端1034，通过控制栅极电压控制源极与漏极之间的电阻以实现导通或断开；所述双极性开关包括一个N型场效应管和一个P型场效应管，所述N型场效应管的源极作为电源输入端1032的正极，所述N型场效应管的漏极作为电源输出端1034的正极，所述P型场效应管的源极作为电源输入端1032的负极，所述P型场效应管漏极作为电源输出端1034的负极，所述N型场效应管和P型场效应管的栅极均作为控制端1033，以实现对正反向开、关的控制。

具体地，相对于继电器，场效应管具有以下几个优势：体积小，重量轻：场效应管仅由半导体材料构成，而继电器需要包含线圈、机械开关等组件，因此体积和重量都要比继电器小。响应速度快：场效应管无机械运动部分，其响应速度可以达到微秒级别，而继电器的响应速度则受限于机械部分的操作时间。能耗低：场效应管的控制电路功耗极低，而继电器的线圈功耗较高，尤其是在大功率负载下。寿命长：场效应管没有机械运动部分，因此寿命长，可靠性高。控制精度高：场效应管能够在不同的电压、电流范围内实现精确的控制，而继电器的控制精度相对较低。

其中，单极性开关是一种只能断开单向电流的电子开关。单极性开关与双极性开关不同，单极性开关只能阻止电流流过一个方向，而不能阻止反向电流。双极性开关还具有以下优势，双极性开关的控制精度较高，能够实现对电流大小、方向等多种参数的精确调节。双极性开关能够阻止反向电流，避免了由于反向电流产生的电压峰值和电感电流损耗等问题，提高了系统的效率。

方案三，关于双向可控硅，双向可控硅在性能上，相对于继电器和场效应管，双向可控硅体积小，能够节省空间，适用于高密度电路板设计，双向可控硅的响应速度快，可以达到微秒级别，适用于需要快速响应的场合，双向可控硅在恶劣环境下的稳定性好。

双向可控硅在供电电路的通断上，可形成单相半桥和全桥电路，双向可控硅的单相半桥电路通常由两个双向可控硅组成，一个双向可控硅接在电源的正极和单相半桥的负载之间，另一个双向可控硅接在电源的负极和单相半桥的负载之间，通过对这两个双向可控硅的触发角控制，可以实现单相半桥电路的正/反向导通和断开控制；双向可控硅的全桥电路由四个双向可控硅组成，两个双向可控硅接在电源的正负极和全桥的负载之间，另外两个双向可控硅接在电源的负正极和全桥的负载之间，通过对这四个双向可控硅的触发角控制，可以实现全桥电路中各个支路的正/反向导通和断开控制。

在一个实施例中，所述通断模块103还包括通断驱动电路、滤波电路和保护电路，所述通断驱动电路设置在主控控制单元101和控制端1033之间，且将第二控制信号转换为适合驱动开关元件1031的高低电平或脉冲信号；所述滤波电路为开关元件1031所产生的高频干扰进行滤波，所述保护电路保护开关元件1031免受过压或/和过流的影响。

关于通断驱动电路，是根据开关元件1031的类型进行对应设置，如继电器驱动电路，包括三极管驱动电路、MOSFET驱动电路、双向可控硅驱动电路，使用NPN型三极管作为驱动开关，通过控制基极电压实现继电器的开关，使用N沟道MOSFET作为驱动开关，通过控制栅极电压实现继电器的开关。使用双向可控硅作为驱动开关，在交流电路或直流电路中进行通断控制。又如场效应管驱动电路，保护芯片并提供足够的输出电流，包括BJT驱动电路和MOSFET驱动电路，BJT驱动电路使用NPN型或PNP型三极管作为驱动开关，通过基极电流控制场效应管的导通或截止，MOSFET驱动电路，使用N沟道或P沟道MOSFET作为驱动开关，通过控制栅极电压实现场效应管的导通或截止。又如双向可控硅的驱动电路与场效应管驱动电路相似，在此不再一一描述。

在一个实施例中，所述供电支路包括正极支路和负极，多个所述供电端104的正极端并联至正极支路，且供电端104的负极端并联至负极；或者，所述控制电路还包括设置在供电支路和多个供电端104之间的分配器，并采用分配电路的方式将供电支路分别连接到多个供电端104，使得每个所述供电端104均得到适当的电源供应。

具体地，通过供电支路，将电源输出连接到分配器的输入端，一般为直流或交流电源，分配器的输出端口连接对应的供电端104，以便于连接对应的外部灯具300，针对不同的灯具300的供电输出要求，还可通过分配器设置不同供电端104的功率需求和电流负载等参数，配置对应的输出电压、输出电流等参数，以满足各个灯具300的电源供应需求，当然也可以设置相同的输出参数，在分配器的输出端口上设置电流、电压等监测装置，以实时监测各个灯具300的电源供应情况，并进行调整和优化。

如图5所示，本实用新型提供壳体、第一接口112和第二接口114的较佳实施例。

所述多路控制装置100包括壳体以及设置在壳体上的N个第一接口112，作为控制输入端102，还包括设置在壳体上的N组第二接口组，每一组所述第二接口组至少包括一个作为供电端104的第二接口114；还包括设置在壳体内的电路板，所述电路板上布设有控制电路。其中，所述控制电路获取第一接口112的接入情况，以实现一第一接口112控制N组第二接口组或者N个第一接口分别控制N组第二接口组。

具体地，壳体保护内部电路不受机械损坏和环境影响，同时也可以在壳体上设置安装结构，便于安装至对应的位置，第一接口112作为控制输入端102，通常为数字信号输入接口，用于接收指令信号，以便被主控控制单元101识别到，第二接口114作为供电端104，通常为电源输入接口，用于连接外部灯具300，电路板坐落在壳体内部，上面布设有控制电路和相关元器件，实现多路控制装置100的各种功能，控制电路主要由处理器、存储器、输入输出接口等组成，实现对数据的采集、处理、存储和输出等操作，并控制多路控制装置100的各个部分进行工作。其中，一第一接口112控制N组第二接口组是指只有一个第一接口112被插入时，控制电路可根据第一接口112的控制信号直接控制所有的第二接口组工作，例如供电操作。N个第一接口分别控制N组第二接口组是指多个第一接口112被插入时，控制电路可根据每一个第一接口112的控制信号，分别控制所对应的第二接口组工作。

第一接口112的类型主要包括以下几种，模拟信号接口、数字信号接口、CAN总线接口和USB接口，模拟信号接口的输出精度较高，但容易受到噪声和干扰影响，数字信号接口的输出可靠性高，但精度略低于模拟信号接口，CAN总线接口具有高效、稳定的特点，并能够实现节点之间的实时数据交换和协同工作，USB接口具有高速、多设备支持、即插即用等特点，并可用于多种终端设备的连接和集成。优选地，第一接口112接入的是PWM调光信号，例如采用analog输入接口和digital输入接口。

第二接口114有多种类型，常见的包括USB Type-A、USB Type-C、DC插头(圆形或方形等不同规格)、HDMI、DisplayPort、VGA、Thunderbolt 3等。优选地，输出信号接恒压灯具负载、LED灯条等。

在本实施例中，所述第一接口112设置有第一识别引脚，所述第一识别引脚与主控控制单元101的第二识别引脚连接。第一识别引脚和第二识别引脚是用于外部控制设备200与主控控制单元101间通信和交互的引脚，其作用是标识设备身份和功能信息。如果外部控制设备200没有插入第一接口112，第一接口112的第一识别引脚没有被占用，主控控制单元101根据第二识别引脚的信号特征，暂停工作；如果外部控制设备200插入第一接口112，第一接口112的第一识别引脚已经被占用，以判断当前接入设备的身份和功能信息，并输出对应的控制指令进行控制和操作。通过第一识别引脚和第二识别引脚之间的连接，多路控制装置100可以实现自动识别和智能化控制，增强了系统的可靠性和易用性。

其中，第一接口112的第一识别引脚可以是专用识别信号的引脚，也可以是传输信号的D+引脚、D-引脚，也可以是VCC供电引脚。若第一识别引脚是专用识别信号的引脚，在第一接口112被插入外部控制设备200且连通的情况下，主控控制单元101可快速识别出来；若第一识别引脚是传输信号的D+引脚、D-引脚，当第一接口112被插入时，主控控制单元101会检测到D+和D-两个数据线的电压变化，从而判断第一接口112已经被插入；同理，若第一识别引脚是VCC供电引脚，主控控制单元101也会检测到与外部控制设备200通电连接。

在一个实施例中，所述多路控制装置100包括选择切换开关，所述选择切换开关与主控控制单元101连接，以选择一控制输入端102控制所有供电端104还是N个控制输入端102分别控制N组供电端104。具体地，在选择一控制输入端102控制所有供电端104的模式下，主控控制单元101会通过第一个输入通道来控制所有的电源输出接口，实现全局控制。而在N个控制输入端102分别控制N组供电端104的模式下，则需要按照相应的输入通道和输出通道的联系，将每个输入通道指定为相应的控制通道，以实现对相应输出通道的控制。通过选择切换开关的灵活配置和切换功能，多路控制装置100可以适应不同的控制场景和要求，并实现灵活高效的控制和管理。

以上所述者，仅为本实用新型最佳实施例而已，并非用于限制本实用新型的范围，凡依本实用新型申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本实用新型所涵盖。

Claims (10)

1.一种灯具供电的多路控制装置，其特征在于，所述多路控制装置包括控制电路、电源端、N个控制输入端和N组供电端组，每一组所述供电端组均设置有至少一个供电端，所述控制电路包括主控控制单元、N路供电支路、N个通断模块，所述主控控制单元分别与N个通断模块连接，每一所述供电支路分别连接电源端和至少一个供电端，且均串联有一通断模块，所述控制输入端接入外部控制设备且与对应的通断模块关联，所述供电端接入外部灯具；其中，

所述主控控制单元根据控制输入端所接收的第一控制信号，控制所关联的通断模块的通断，从而控制对应供电支路的通断。

2.根据权利要求1所述的多路控制装置，其特征在于：所述通断模块包括具有电源输入端、控制端和电源输出端的开关元件，所述开关元件通过电源输入端与电源端连接，且通过控制端与主控控制单元连接，且通过电源输出端与供电端连接；所述开关元件根据控制端的第二控制信号，控制电源输出状态的开关状态；所述开关元件为继电器、场效应管、双向可控硅中的一种。

3.根据权利要求2所述的多路控制装置，其特征在于：所述通断模块还包括通断驱动电路、滤波电路和保护电路，所述通断驱动电路设置在主控控制单元和控制端之间，且将第二控制信号转换为适合驱动开关元件的高低电平或脉冲信号；所述滤波电路为开关元件所产生的高频干扰进行滤波，所述保护电路保护开关元件免受过压或/和过流的影响。

4.根据权利要求2所述的多路控制装置，其特征在于：所述开关元件为场效应管，所述通断模块包括由场效应管构成的单极性开关或双极性开关，所述单极性开关包括单个场效应管，所述场效应管的栅极作为控制端，所述场效应管的源极与漏极分别作为电源输入端和电源输出端，通过控制栅极电压控制源极与漏极之间的电阻以实现导通或断开；

所述双极性开关包括一个N型场效应管和一个P型场效应管，所述N型场效应管的源极作为电源输入端的正极，所述N型场效应管的漏极作为电源输出端的正极，所述P型场效应管的源极作为电源输入端的负极，所述P型场效应管漏极作为电源输出端的负极，所述N型场效应管和P型场效应管的栅极均作为控制端，以实现对正反向开、关的控制。

5.根据权利要求1所述的多路控制装置，其特征在于：所述供电支路包括正极支路和负极，多个所述供电端的正极端并联至正极支路，且所属供电端的负极端并联至负极负极；或者，所述控制电路还包括设置在供电支路和多个供电端之间的分配器，并采用分配电路的方式将供电支路分别连接到多个供电端，使得每个所述供电端均得到适当的电源供应。

6.根据权利要求1至5任一所述的多路控制装置，其特征在于：所述多路控制装置包括壳体以及设置在壳体上的N个第一接口，作为控制输入端，还包括设置在壳体上的N组第二接口组，每一组所述第二接口组至少包括一个作为供电端的第二接口；还包括设置在壳体内的电路板，所述电路板上布设有控制电路，所述控制电路获取第一接口的接入情况，以实现一第一接口控制N组第二接口组或者N个第一接口分别控制N组第二接口组。

7.根据权利要求6所述的多路控制装置，其特征在于：所述第一接口设置有第一识别引脚，所述第一识别引脚与主控控制单元的第二识别引脚连接。

8.根据权利要求6所述的多路控制装置，其特征在于：所述多路控制装置包括选择切换开关，所述选择切换开关与主控控制单元连接，以选择一控制输入端控制所有供电端还是N个控制输入端分别控制N组供电端组。

9.一种灯具供电的多路控制系统，其特征在于：包括如权利要求1-8任一所述的多路控制装置，以及控制设备和灯具，所述控制设备通过控制输入端接入多路控制装置，所述灯具通过供电端接入多路控制装置，所述多路控制装置根据控制设备的第一控制信号，控制所关联的通断模块的通断，从而控制对应灯具的通断。

10.根据权利要求9所述的多路控制系统，其特征在于：所述控制设备为感应器模组、开关键模组、遥控感应模组和无线通信模组中的一种。