一种交流三色照明灯具控制器

1.本实用新型涉及家用照明灯具色温控制技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种交流三色照明灯具控制器。


背景技术：

2.在家用照明灯具应用中，为了提高照明舒适度，改善用户体验，需要对照明光线的色温进行调节，常设置冷色调(白光)、暖色调(黄光)、中色调(混合光)三种色温模式，以满足用户照明色温需求，通常用户通过一个照明开关依次在三种色温模式中选取合适的色调。
3.现有产品和技术，三色照明灯具通常采用两种不同色调的led灯珠(如白色led、黄色led)实现，led照明往往需要将交流电源整流成直流恒压或恒流电源供给led灯珠，且其色温的控制需要采用微控制器或照明专用asic芯片进行逻辑控制。
4.另外一种色温调节的方式是：对于单相交流供电的灯具可在一个灯罩内设置两种不同色调的交流灯，如发黄光的白炽灯与发白光的荧光灯，从而实现三种色温的调节，直接采用交流灯具，无需大功率的ac/dc变换电源，成本较低，发光功率不受限制，但该种方式在色温调节逻辑控制上没有专用的asic芯片，而采用通用微控制器进行智能控制，电路较为复杂，成本较高，故目前交流灯具的色温调节尚没有成熟的应用实现。


技术实现要素：

5.为了克服上述问题，本实用新型提供了一种低成本的交流三色照明灯具控制器，采用该控制器可实现对交流照明灯具的色调控制。该控制器主要由初级电源模块、储能电源、脉冲整形电路、控制逻辑电路、驱动电路、延时复位电路、上电复位电路组成；
6.初级电源模块经由照明开关接至交流电源，初级电源模块的输出端接至储能电源及驱动电路的电源输入端，同时初级电源模块的输出端接至脉冲整形电路的信号输入端，储能电源的输出端接至脉冲整形电路、控制逻辑电路、延时复位电路以及上电复位电路的电源端，脉冲整形电路的第一信号输出端接至控制逻辑电路的时钟脉冲信号输入端，控制逻辑电路的信号输出端接至驱动电路的信号输入端，脉冲整形电路的第二信号输出端接至延时复位电路的触发信号输入端，延时复位电路及上电复位电路的信号输出端经过线与后接至控制逻辑电路的复位信号输入端。
7.控制器的工作原理为：由照明开关控制初级电源模块的输出状态，初级电源模块的输出电压经脉冲整形电路整形为方波脉冲；开灯瞬间产生的一路脉冲下降沿触发控制逻辑电路逻辑状态的切换，并经过驱动电路控制两个接入灯具回路的继电器动作，使得交流三色照明灯具在冷色调、暖色调、中色调三种色温模式中切换；关灯瞬间产生的另一路脉冲下降沿触发延时复位电路启动定时，当超过5s没有开灯动作时，延时复位电路输出一个复位脉冲，使得控制逻辑电路回到初始状态，下次开灯时，灯具回到初始的冷色调模式；此外，控制器设置了储能电源，为脉冲整形电路、控制逻辑电路、驱动电路、延时复位电路、上电复
位电路供电，保证控制器具有状态记忆、循环及关灯后计时、复位功能。
8.所述初级电源模块采用输入交流220v、输出直流5v的开关电源模块，并在其外部接有电容、电感构成的去耦、滤波电路，初级电源模块为储能电源及驱动电路供电。
9.所述储能电源由一个正向串联二极管及超级电容组成，所述二极管采用肖特基二极管，所述超级电容容量大于10mf。
10.所述脉冲整形电路由两个施密特反相器串联构成，输出两路整形方波脉冲信号，第一施密特反相器的输出端接至控制逻辑电路的时钟脉冲信号输入端，第二施密特反相器的输出端接至延时复位电路的触发信号输入端。
11.所述控制逻辑电路为由两个双稳态触发器构成的循环计数器，其复位状态为00，计数输出状态在01、10、11三个值范围内依次循环，从而使得交流三色照明灯具可在冷色调、暖色调、中色调三种色温模式中按顺序切换。
12.所述驱动电路主要由两个驱动三极管及两个继电器构成，两个继电器触点分别串入两个不同色调的交流照明灯具回路。
13.所述延时复位电路为主要由两个单稳态触发器串联构成的延时复位脉冲产生电路，其第一单稳态触发器的暂稳态时间设置为5s，其第二单稳态触发器的暂稳态时间设置为100ms。
14.所述上电复位电路主要由一个rc串联电路及一个施密特反相器组成，上电后施密特反相器输出端由低电平向高电平翻转的延时时间设置为100ms。
15.所述延时复位电路及上电复位电路的输出端采用两个三极管及一个上拉电阻构成线与逻辑输出。
16.本实用新型至少包括以下有益效果：
17.(1)该控制器适用于单相交流照明灯具，可使得交流三色照明灯具在冷色调、暖色调、中色调三种色温模式中切换。
18.(2)该控制器可使用现有的照明开关实现交流三色照明灯具的色温控制，其安装使用方便。
19.(3)该控制器具有状态记忆功能，关灯后5s内再开灯则可以实现三种色调循环切换，超过5s再开灯则恢复到初始色调。
20.(4)该控制器针对交流三色照明灯具色调控制，逻辑控制上无需专用的asic芯片或通用微控制器进行智能控制。
21.(5)该控制器电路简单，成本较低。
22.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
23.图1为本实用新型所述的一种交流三色照明灯具控制器的组成原理示意图；
24.图2为本实用新型所述的一种交流三色照明灯具控制器的具体实施电路图。
具体实施方式
25.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明
书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
26.为了解决所述技术问题，本实用新型提供了一种低成本的交流三色照明灯具控制器，采用该控制器可实现对交流照明灯具的色调控制。如图1所示，该控制器主要由初级电源模块1、储能电源2、脉冲整形电路3、控制逻辑电路4、驱动电路5、延时复位电路6、上电复位电路7组成。
27.如图1所示，初级电源模块1经由照明开关接至交流电源，初级电源模块1的输出端接至储能电源2及驱动电路5的电源输入端，同时初级电源模块1的输出端接至脉冲整形电路3的信号输入端，储能电源2的输出端接至脉冲整形电路3、控制逻辑电路4、延时复位电路6以及上电复位电路7的电源端，脉冲整形电路3的第一信号输出端接至控制逻辑电路4的时钟脉冲信号输入端，控制逻辑电路4的信号输出端接至驱动电路5的信号输入端，脉冲整形电路3的第二信号输出端接至延时复位电路6的触发信号输入端，延时复位电路6及上电复位电路7的信号输出端经过线与后接至控制逻辑电路4的复位信号输入端。
28.控制器的工作原理为：由照明开关控制初级电源模块1的输出状态，初级电源模块1的输出电压经脉冲整形电路3整形为方波脉冲；开灯瞬间产生的一路脉冲下降沿触发控制逻辑电路4逻辑状态的切换，并经过驱动电路5控制两个接入灯具回路的继电器动作，使得交流三色照明灯具在冷色调、暖色调、中色调三种色温模式中切换；关灯瞬间产生的另一路脉冲下降沿触发延时复位电路6启动定时，当超过5s没有开灯动作时，延时复位电路6输出一个复位脉冲，使得控制逻辑电路4回到初始状态，下次开灯时，灯具回到初始的冷色调模式；此外，控制器设置了储能电源2，为脉冲整形电路3、控制逻辑电路4、驱动电路5、延时复位电路6、上电复位电路7供电，保证控制器具有状态记忆、循环及关灯后计时、复位功能。
29.如图2所示，所述初级电源模块1采用输入交流220v、输出直流5v的开关电源模块ls01
‑
15b05ss，并在其外部接有电容、电感构成的去耦、滤波电路，即在输入端接入了l
11
、c
11
组成的差摸滤波器以及l
12
、c
12
、c
13
组成的共模滤波器，在输出端接入了l
13
、c
17
、c
18
、c
19
组成的π形滤波器，并在输入和输出回路之间接入了c
14
、c
15
、c
16
去耦电容，在输出端并接了esd保护二极管smf6v0a，从而提高电源的电磁兼容特性，初级电源模块1为储能电源2及驱动电路5供电。
30.如图2所示，所述储能电源2由一个正向串联二极管d2及超级电容c2组成，所述二极管采用肖特基二极管ss32，所述超级电容容量大于10mf，为了有足够裕量，具体采用1f/5.5v超级电容c2。
31.如图2所示，所述脉冲整形电路3由两个施密特反相器u
3a
、u
3b
串联构成，输出两路整形方波脉冲信号，第一施密特反相器u
3a
的输出端接至控制逻辑电路4的时钟脉冲信号输入端，第二施密特反相器u
3b
的输出端接至延时复位电路6的触发信号输入端。
32.如图2所示，所述控制逻辑电路4为由两个jk触发器单元74hc112构成的循环计数器，其中，高位计数器u
4a
的j输入端及k输入端并联接至低位计数器u
4b
的同相输出端q，u
4a
的置位端接复位信号rst，u
4a
的复位端接高电平；低位计数器u
4b
的j输入端接高电平，u
4b
的k输入端接高位计数器u
4a
的反相输出端u
4b
的置位端接高电平，u
4b
的复位端接复位信号rst。分别取高位计数器u
4a
及低位计数器u
4b
的同相输出端q作为循环计数器的输出端，循环计数器复位状态为00，计数输出状态在01、10、11三个值范围内依次循环，从而使得交
流三色照明灯具可在冷色调、暖色调、中色调三种色温模式中按顺序切换。
33.如图2所示，所述驱动电路5主要由两个驱动三极管q
51
、q
52
及两个继电器rly
51
、rly
52
构成，驱动三极管采用npn型三极管8050，继电器采用单刀单掷继电器hf41/05
‑
h，为了限制三极管基极电流分别在两个三极管的基极回路串联了10kω限流电阻r
51
、r
52
，同时，为了限制继电器关断时线圈两端的感应电压，分别在两个继电器的线圈两端反向并联了续流二极管d
51
、d
52
，两个继电器触点k1、k2分别串入两个不同色调的交流照明灯具回路。
34.所述延时复位电路6为主要由两个单稳态触发器74hc123串联构成的延时复位脉冲产生电路，其第一单稳态触发器u
6a
的暂稳态时间设置为5s，即外接阻容网络r
61
＝110kω、c
61
＝100μf，故暂稳态脉宽时间τ1＝0.45
×
110kω
×
100μf≈5s，第二路整形脉冲信号输入至u
6a
的下降沿触发端并将第一路整形脉冲信号输入至u
6a
的复位端使得照明开关关闭后延时电路开始5s计时；其第二单稳态触发器u
6b
的暂稳态时间设置为100ms，即外接阻容网络r
62
＝22kω、c
62
＝10μf，故暂稳态脉宽时间τ2＝0.45
×
22kω
×
10μf≈100ms，将第一单稳态触发器u
6a
同相输出端1q接至u
6b
的下降沿触发端并将第一路整形脉冲信号经两个串联的施密特反相器u
3c
、u
3d
缓冲后接至u
6b
的复位端以消除状态切换时的竞争现象，使得照明开关关闭再延时5s后u
6b
的同相输出端2q输出100ms宽度复位脉冲。
35.如图2所示，所述上电复位电路7主要由一个rc串联电路即r7＝11kω、c7＝10μf及一个施密特反相器u
3e
组成，上电后施密特反相器输出端由低电平向高电平翻转的延时时间设置为100ms。
36.如图2所示，所述延时复位电路6及上电复位电路7的输出端采用两个npn型三极管q6、q7及一个10kω上拉电阻r
64
构成线与逻辑输出，即将两个三极管q6、q7集电极并联后通过电阻r
64
上拉至电源端，并将并联的集电极接至控制逻辑电路4的复位信号输入端，为了限制三极管基极电流，在两个三极管基极回路分别串联了两个10kω电阻r
63
、r
72
，通过线与逻辑电路，使得延时复位电路6、上电复位电路7中任意一个电路输出复位脉冲时，均可输出复位脉冲信号rst。
37.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。