一种DALI电子镇流器的制作方法

本实用新型涉及DALI电子镇流器。

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。

HID高压钠灯优异的特性，使HID电子镇流器得以快速发展。特别在小区路灯及植物照明领域HID高频电子镇流器的应用尤为广泛。广泛的运用场合，即时通信、查询、改变HID电子镇流器工作状态需求越来越多。出现了，手动调光、1-10V调光、数字调光、网络/WIFI无线通讯等各种通讯方式作为人机交流。

然而由于路灯、植物照明运用场合相对复杂，以上几种方式各有缺陷。

手动调光：此方式成本最低，然对于大范围使用，不利于实际操作。

1-10V调光：由于场合相对较大，线长可达千米。1-10V电压范围太小，再加上线损，将导致近端与远端收到的电压不是同一数值，控制的一致性难以得到保证。

数字调光：由于通信电压比较低，通信距离有限，且容易被高频信号干扰。

网络/WIFI无线通讯：通讯质量问题得以解决，但电子镇流器必须安装获取通讯信号的模块电路，成本比较高。

技术实现要素：

本实用新型针对目前远程控制的电子镇流器的上述不足，提供一种DALI电子镇流器，该电子镇流器通过DALI控制信号线连接到DALI控制器，通过DALI控制器发出控制信号数据包，在电子镇流器一端通过解析数据包实现对电子镇流器的运程控制。

本实用新型所采用的技术方案是：一种DALI电子镇流器，对镇流器的主功率部分进行控制，包括接收远程DALI信号源发送DALI信号的DALI信号接收电路、对接收到的DALI信号进行转化使其成为高频方波信号的信号转化电路，对所述的信号转化电路输出的高频方波信号进行处理产生控制电子镇流器工作的信号的信号处理电路，根据信号处理电路输出的控制电子镇流器工作的信号执行对电子镇流器进行控制的驱动控制电路。

本实用新型中，电子镇流器通过DALI控制信号线连接到DALI控制器，通过DALI控制器发出控制信号数据包，在电子镇流器一端通过解析数据包实现对电子镇流器的运程控制。

进一步的，上述的DALI电子镇流器中：所述的信号转化电路包括电感L1和桥堆VD1组成的整流电路，光耦U4组成的隔离转化电路；所述的整流电路中的电感L1接DALI信号接收电路接收的远程输入信号(DALI1、DALI2)，通过桥堆VD1变成方波信号V,方波信号V通过光耦U4生成信号高频方波信号RX。

进一步的，上述的DALI电子镇流器中：还包括回传信号电路，所述的回传信号电路包括光耦U5、晶体管Q2；由信号处理电路产生的回传信号TX经过光耦U5传输，控制晶体管Q2的导通与关断，进而引起方波信号V的高低电频变化，并通过桥堆VD1、电感L1、DALI信号接收电路回传至远程DALI信号源。

进一步的，上述的DALI电子镇流器中：所述的信号处理电路包括单片机U1，所述的单片机U1接收所述的信号转化电路输出的高频方波信号RX，解析输出三路信号，其中一路经光电耦合器OPT1传递输出功率调节信号Pref；另一路经光电耦合器OPT2传递输出开关信号OFF，最后一路为回传信号TX。

进一步的，上述的DALI电子镇流器中：所述的单片机U1的型号为单片机16F1825；光电耦合器OPT1型号为PS8101，光电耦合器OPT2型号为PC357。

进一步的，上述的DALI电子镇流器中：还包括对经光电耦合器OPT1传递输出功率调节信号Pref进行整形的积分电路，所述的积分电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C3、电容C4、电容C5、基准信号Vref；

所述的基准信号Vref经过电阻R3接光电耦合器OPT1的副边集电极；

光电耦合器OPT1的副边发射极接地；

电阻R4一端与光电耦合器OPT1的副边集电极与电阻R3的接点相连，另一端与电阻R5的一端相连，电阻R5的另一端形成功率调节信号Pref；

在电阻R4与电阻R3的连接点与地之间连接电容C3；

在电阻R4与电阻R5的连接点与地之间连接电容C4；

在电阻R5的另一端与地之间连接电容C5。

进一步的，上述的DALI电子镇流器中：还包括对经光电耦合器OPT2传递输出开关信号OFF放大的放大电路；

所述的放大电路包括+15V电源、电阻R7、二极管D1，+15V电源输出的+15V信号通过电阻R7接光电耦合器OPT2副边集电极，光电耦合器OPT2副边发射极接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极输出为开关信号OFF。

进一步的，上述的DALI电子镇流器中：所述的驱动控制电路的输入信号是功率调节信号Pref、开关信号OFF和主功率部分的输出电流抽样信号Is；

开关信号OFF为高电平时驱动控制电路控制镇流器的主功率部分处于关闭输出状态；

开关信号OFF为为低电平时，驱动控制电路输出一组互补的高频方波LO、RO接主功率部分；

主功率部分的输出电流抽样信号Is转换的电压信号小于功率调节信号Pref时，输出的一组互补的高频方波LO、RO频率下降，控制抬升电子镇流器主功率部分的输出功率；

主功率部分的输出电流抽样信号Is转换的电压信号大于功率调节信号Pref时，输出的一组互补的高频方波LO、RO频率上升，控制降低电子镇流器主功率部分的输出功率。

进一步的，上述的DALI电子镇流器中：在主功率部分的输出电流抽样信号Is与功率调节信号Pref比较电路包括将主功率部分的输出电流抽样信号Is转换的电压信号的电路和比较器

将主功率部分的输出电流抽样信号Is转换的电压信号的电路包括运算放大器U2B；所述的主功率部分的输出电流抽样信号Is经过电阻R20接运算放大器U2B的反相端，运算放大器U2B的反相端经过电阻R21接运算放大器U2B的输出端，运算放大器U2B同相端接地；

比较器包括运算放大器U2A，运算放大器U2A的同相端和反相端分别与功率调节信号Pref和运算放大器U2B的输出端相连，在运算放大器U2A的输出端与反相端之间跨接电阻R9。

进一步的，上述的DALI电子镇流器中：在主功率部分的输出电流抽样信号Is与电阻R20连接处经过电容C17接地；

在运算放大器U2B的反相端与输出之间还并联有电容C18；

在运算放大器U2A的反相端与输出之间还并联有电容C7。

本实用新型中，DALI控制信号的有效数据传输速率为1200bit/s。提供了一种可适用一千米范围内，成本较低，可远程控制的HID高频电子镇流器。通过数字可寻址照明接口获取远程传输的控制指令，使用单片机处理通信指令并给出相对应的控制方式，改变HID电子镇流器开通、关断、功率大小调节等状态。使用者可远程更改，使用便捷，通讯信号稳定，且成本较低。

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信号转化电路部分原理图。

图3为本实用新型实施例1信号处理电路部分原理图。

图4为本实用新型实施例1驱动控制电路部分原理图。

具体实施方式

本实施例是一种DALI通信控制的HID电子镇流器，如图1所示，是一种能在千米范围内远程通信控制，通信质量优异，且成本较低的电子镇流器。

DALI(Digital Addressable Lighting Interface数字可寻址的照明的接口)电子镇流器通过DALI控制信号线连接到DALI控制器，通过DALI控制器发出控制信号数据包，DALI控制信号的有效数据传输速率为1200bit/s。

如图1框架图所示：本实用新型包括：信号转化电路、信号处理电路、驱动控制电路及主功率部分。通过信号转化电路，获取远程传递的数字可寻址DALI通讯信号，并可回传当前电子镇流器的状态。通过信号处理电路，将远程传递的DALI通讯信号转化为电子镇流器内部使用的控制信号，并传递至驱动控制电路，驱动控制电路接收驱动控制信号发出的控制指令，根据检测到的主功率部分的输出电流抽样信号Is，对主功率部分进行控制，控制主功率部分DC-AC逆变的开关与调节，进而控制电子镇流器输出功率。主功率部分由EMC电路、PFC升压电路、DC-AC逆变电路、镇流输出电路组成，与目前的HID电子镇流器一致，完成灯负载所需的能量传输，以及各类安规、EMC扰动等功能。

如图1所示，本实施例中的DALI通信控制的HID电子镇流器，包括信号转化电路、信号处理电路、驱动控制电路部分、主功率部分；信号转化部分接收来自远程控制的数字可寻址通讯信号，并将此信号转化为后端电路能识别的控制信号，同时也可回传信号。信号处理电路部分接收信号转化电路部分发送的指令，并对其做出分析，并给出相对应的指令发送至驱动控制电路部分。驱动控制电路部分接收到信号处理部分发送的控制信号后，根据信号的不同，可开通、关闭驱动，或者调节驱动频率大小，进而控制主功率部分的工作状态。主功率部分为HID电子镇流器的功率环路，由EMC电路、PFC升压电路、DC-AC逆变电路、及镇流输出四部分组成，完成电网交流输入至高压钠灯输出的能量传递。

本实用新型中：信号转化电路部分如图2所示：包括电感L1和桥堆VD1组成的整流电路，光耦U4、U5组成的隔离转化电路。所述的整流电路中L1接远程输入信号，通过桥堆VD1变成方波信号V,方波信号V通过光耦U4生成信号RX，RX为所述的信号处理部分的输入信号。同时所述的信号处理部分回传信号为TX，经过光耦U5传输，控制晶体管Q2的导通与关断，进而引起方波信号V的高低电频变化，并通过桥堆VD1，电感L1回传至DALI1、DALI2远程信号源。

信号转化电路具体电路图如图2所示，整个电路由共模电感L1、桥堆VD1、晶体管Q2、电阻R18、电阻R19、电阻R8、电阻R22、电容C13、电容C14、电容C15、光耦U4、光耦U5等器件组成。输入信号为DALI1、DALI2，输出信号为RX。远程控制信号DALI1、DALI2通过接收电路接收后，通过共模电感L1经过桥堆VD1整流后形成电压信号V，电压信号V为整流后的高频方波信号，此高频方波信号经过电阻R18过光电耦合器U4的原边，并在U4副边形成一个与之对应的高频方波信号RX，并传送至信号处理部分。

TX信号为信号处理部分的回传信号，TX经过光电耦合器U5原边，将信号发射到光电耦合器U5副边，并进一步控制晶体管Q2的导通与关断。由于晶体管Q2呈现导通与关断状态，则DALI1、DALI2信号将呈现开路与短路状态。远程信号源端可据此判断电子镇流器回传信号的具体内容。电阻R19为晶体管Q2驱动端的下拉电阻，可确保Q2驱动极无悬浮电压。电容C13为旁波电容，滤除晶体管Q2驱动级可能有的高频杂波，进一步确保晶体管Q2开关动作的准确性。ZD1为5V稳压管，确保光电耦合器U5工作时进入晶体管Q2驱动端的电压为5V。电容C14、电容C15为储能电容，确保稳压管ZD1电压的稳定。电阻R18、电阻R22为限流电阻，电阻R18调节高频方波信号V通过光电耦合器U4的电流大小，电阻R22则调节+5V流经光电耦合器U5的电流大小。

信号处理电路如图3所示，该电路由单片机U1接收RX、并产生发送回传信号RX，单片机U1通过接收信号转化电路的RX信号，产生三个信号分别是：功率调节信号Pref、开关信号OFF和回传信号TX，回传信号TX直接输入到如图2所示的信号转化电路。功率调节信号Pref和开关信号OFF均由光耦等外围电路整形。

同时给出对应的控制信号经过光耦OPT1形成功率控制信号Pref，通过光耦OPT2形成导通与关闭的控制信号OFF。

信号处理电路的单片机芯片U1，接收到信号转化部分传递的信号RX，由光电耦合器OPT1和OPT2传递输出信号OFF，及Pref。Pref为功率调节信号，可控制电子镇流器输出功率的大小；OFF为开关信号，可控制电子镇流器是否输出功率。本实施例中，对经光电耦合器OPT1传递输出功率调节信号Pref进行整形的积分电路，积分电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C3、电容C4、电容C5、基准信号Vref；基准信号Vref经过电阻R3接光电耦合器OPT1的副边集电极；光电耦合器OPT1的副边发射极接地；电阻R4一端与光电耦合器OPT1的副边集电极与电阻R3的接点相连，另一端与电阻R5的一端相连，电阻R5的另一端形成功率调节信号Pref；在电阻R4与电阻R3的连接点与地之间连接电容C3；在电阻R4与电阻R5的连接点与地之间连接电容C4；在电阻R5的另一端与地之间连接电容C5。电阻R3为限流电阻，电阻R4、电容C4、电阻R5、电容C5组成积分电路。单片机产生的方波信号加到光电耦合器OPT1的原边时，在光电耦合器OPT1副边形成能断信号，当光电耦合器OPT1副边断开时，光电耦合器副边集电极为高电频5V；当光电耦合器OPT1副边导通时，副边集电极电为低电平0V，这就形成了一个0V或者5V的高频方波信号，这个方波经过所述的积分电路整形形成一个直流电平Pref。

对经光电耦合器OPT2传递输出开关信号OFF放大的放大电路；放大电路包括+15V电源、电阻R7、二极管D1，+15V电源输出的+15V信号通过电阻R7接光电耦合器OPT2副边阳极，光电耦合器OPT2副边阴极二极管D1的阳极，二极管D1的阴极输出为开关信号OFF。

如图3所示，电容C1为旁波电容，滤除+5V的高频杂波。芯片U1的型号为单片机16F1825，电阻R2与电阻R6为限流电阻，控制流经光电耦合器OPT1、与光电耦合器OPT2的电流。光电耦合器OPT1型号为PS8101，光电耦合器OPT2型号为PC357。基准电压信号Vref为直流电压5V，用于将光电耦合器OPT1耦合的高频方波信号积分成功率基准电压Pref，调节Pref的电压大小，可调节后端所述驱动控制信号的频率大小，进而调节电子镇流器的输出功率大小。R7为限流电阻，D1为二极管LL4148，当PC357工作时，+15V流经R7，经过PC357而后从D1二极管负极输出OFF信号，OFF高电平有效，当OFF为高电平时，可关闭后端所述的驱动控制电路中芯片U3的输出。

驱动控制电路如图4所示，中U2A为差分比较功能，判别功率控制信号Pref与电子镇流器工作时的实时功率信号Is之间的差值，由于电子镇流器工作时的实时功率信号Is是电流信号，因此需要将其变换成电压信号才能与功率控制信号Pref进行比较，

将主功率部分的输出电流抽样信号Is转换的电压信号的电路包括运算放大器U2B；主功率部分的输出电流抽样信号Is经过电阻R20接运算放大器U2B的反相端，运算放大器U2B的反相端经过电阻R21接运算放大器U2B的输出端，运算放大器U2B同相端接地；

比较器包括运算放大器U2A，运算放大器U2A的同相端和反相端分别与功率调节信号Pref和运算放大器U2B的输出端相连，在运算放大器U2A的输出端与反相端之间跨接电阻R9。

如图4所示，本实施例中，驱动控制电路的输入信号是功率调节信号Pref、开关信号OFF和主功率部分的输出电流抽样信号Is；

开关信号OFF为高电平时驱动控制电路控制镇流器的主功率部分处于关闭输出状态；

开关信号OFF为为低电平时，驱动控制电路输出一组互补的高频方波LO、RO接主功率部分；

主功率部分的输出电流抽样信号Is转换的电压信号小于功率调节信号Pref时，输出的一组互补的高频方波LO、RO频率下降，控制抬升电子镇流器主功率部分的输出功率；

主功率部分的输出电流抽样信号Is转换的电压信号大于功率调节信号Pref时，输出的一组互补的高频方波LO、RO频率上升，控制降低电子镇流器主功率部分的输出功率。

如图4所示，比较信号连接到U3第六脚。U3的输出信号LO、RO为驱动信号，控制主功率部分中的DC-AC逆变电路，而U3第六脚电压的高低可决定RO、LO的频率高低。驱动控制电路另外一个输入信号OFF，连接到U3第10脚，控制U3是处于运行或者停止状态。

如图4所述，由差分比较电路U2A，以及芯片U3组成驱动控制电路。其输入信号为Is，Pref，OFF，输出信号为LO，RO。OFF信号控制芯片U3是否工作，当OFF为高电平时，LO、RO关闭。电子镇流器处于关闭输出状态。当OFF为低电平时，LO、RO则输出一组互补的高频方波。电子镇流器输出功率的对应基准信号为Pref，当所述的主功率部分的输出电流抽样信号Is小于Pref时，芯片U2A的第一脚增加电压，D2二极管关闭，U3第六脚的电压上升，进而降低LO、RO的频率，而后抬升电子镇流器的输出功率，直到Is信号大于Pref时，U2A的第一脚减小电压，D2二极管导通，U3的第六脚电压下降，进而LO、RO频率上升，电子镇流器减小输出功率。这就达成了一个完整的循环，Is小于Pref时，输出频率降低，输出功率上升，Is上升，直到Is大于Pref时，输出频率上升，输出功率下降，Is降低，到Is小于Pref时重复上述循环。这就使电子镇流器维持在一个以Pref为中心的状态下稳定运行，而调节Pref的大小，则能调整电子镇流器的输出功率大小。