一种单火线控制led灯亮度的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种照明灯具技术，尤其是一种单火线控制LED灯亮度的方法。
【背景技术】
[0002]由于LED灯的非线性特性，LED灯的亮度不能采用调节电压的方式来实现。
[0003]采用可控恒流源来调节LED灯的亮度时，工作电流的改变会带来LED灯的色谱偏移，同时，低亮度下LED灯负载电流也变得很低，会使可控恒流源效率降低及温升增高，损耗在驱动芯片上的功耗越大，从而会损害恒流源及LED光源的寿命。
[0004]采用PWM (脉宽调制)调光方式控制LED灯亮度，可以避免调压方式和调电流方式带来的问题。目前常用的LED灯调光方法有三种:
一是采用遥控器控制。LED灯控制电路装有遥控器接收装置，可以通过遥控器对LED灯进行有级调光或者是无级调光，其缺点是一个LED灯需要配备一个遥控器，造成遥控器数量多，管理麻烦，成本也偏高。
[0005]二是采用数字控制技术。例如，采用DALI (数字可寻址的照明接口)技术，DALI系统软件可对同一强电回路或不同回路上的单个或多个LED灯具进行独立寻址，通过DALI系统软件对单灯或任意的灯组进行精确的调光及开关控制。该方案技术先进，但成本很高，系统除需要布设电力线外，还需要布设控制线。
[0006]三是采用单火线开关通断控制技术。例如，采用NU102专用芯片，即可利用普通墙面开关在规定的时间内的开关动作，实现LED灯的亮度调节。但该方法只能提供4档LED灯的调节亮度，且开关动作有时间要求。
【发明内容】
[0007]本发明的目的旨在提供一种在不改变现有照明线路布线的情况下，利用单火线对LED灯进行调光的方法。
[0008]为达到上述目的，本发明方法由LED灯单火线调光电路实现。
[0009]所述LED灯单火线调光电路由亮度壁控单元、亮度调节驱动单元组成；所述亮度壁控单元设有单火线输入端、单火线输出端，所述单火线输入端连接至交流电源火线；所述亮度调节驱动单元设有火线输入端、零线输入端，其中，所述火线输入端连接至亮度壁控单元的单火线输出端，所述零线输入端连接至交流电源零线；所述交流电源为单相220V交流电。
[0010]所述亮度壁控单元通过控制单火线输出端输出电压波形的移相角来发送亮度控制信号，亮度控制信号由引导波和数据波组成。
[0011]所述发送亮度控制信号的方法是:
步骤A，设定亮度控制信号的亮度等级为亮度I ;
步骤B，发出一次亮度控制信号；
步骤C，判断亮度是否发生改变，亮度发生改变，返回步骤B ;亮度没有发生改变，维持不发出亮度控制信号状态，返回步骤C。
[0012]所述维持不发出亮度控制信号状态，单火线输出端输出正负半波移相角都为α的单相正弦半波。
[0013]所述引导波为连续个移相角为β的单相正弦半波，7为大于等于I的整数；所述数据波为^个移相角可单独为α或β的单相正弦半波，ζ为大于等于2的整数。
[0014]所述亮度控制信号共有亮度I 一况共許亮度等级；Λ为大于等于2、小于等于2 "的整数。Λ韵典型值为8。
[0015]所述移相角β大于移相角α ;所述移相角α =4° ，移相角β =30° 。
[0016]所述亮度调节驱动单元由亮度信号接收模块接收亮度控制信号并调节LED灯亮度，其方法是:
步骤一，设定亮度控制信号的亮度等级为亮度I ;
步骤二，调节LED亮度；
步骤三，判断单火线上是否有亮度控制信号；没有亮度控制信号，返回步骤三；有亮度控制信号，转到步骤四；
步骤四，接收亮度控制信号，确定亮度等级；
步骤五，返回步骤二。
[0017]所述判断单火线上是否有亮度控制信号，方法为判断火线输入端是否有引导波；所述接收亮度控制信号，方法是依次接收引导波和数据波；所述确定亮度等级，是将接收的数据波转换为ζ位二进制亮度码，再由ζ位二进制亮度码得到亮度等级。
[0018]所述引导波和数据波中移相角为β的单相正弦半波采取移相取样脉冲触发方式；所述数据波中移相角为α的单相正弦半波采取提前触发方式；所述单火线输出端输出正负半波移相角都为α的单相正弦半波采取不间断触发方式。
[0019]所述采取提前触发方式，其触发脉冲的起始时刻在过零点之前，结束时刻在过零点后的α角度之后。
[0020]所述采取移相取样脉冲触发方式，其触发脉冲的起始时刻在移相取样脉冲之后。
[0021]所述亮度壁控单元由单火线电源模块、整流移相驱动模块、波形取样整形模块、单片机控制模块、触发控制模块、亮度给定模块组成。
[0022]所述单片机控制模块为壁控单片机最小系统，具有亮度给定信号输入端、移相取样脉冲输入端、触发信号输出端。
[0023]所述整流移相驱动模块为单向晶闸管交流移相开关电路，由单向晶闸管和单相桥式整流电路组成；单相桥式整流电路的2个交流输入端分别为单火线输入端、单火线输出端；单相桥式整流电路的整流输出正端为全波整流端，整流输出负端为公共地；单向晶闸管的阳极、阴极分别连接至全波整流端、公共地。
[0024]所述单火线电源模块为DC/DC稳压电路，输入端连接至全波整流端，输出端输出单火线控制电源向单片机控制模块供电；所述DC/DC稳压电路具有宽范围的电压输入特性。
[0025]所述波形取样整形模块为电阻分压电路，输入端连接至全波整流端，输出端输出移相取样脉冲；移相取样脉冲由稳压管限幅并连接至单片机控制模块。
[0026]所述亮度给定模块输出亮度给定信号送至单片机控制模块。
[0027]所述触发控制模块的触发信号输入端连接至单片机控制模块，输出端连接至单向晶闸管控制极。
[0028]所述亮度调节驱动单元由单相整流稳压电源模块、亮度信号接收模块、亮度驱动模块组成。
[0029]所述单相整流稳压电源模块由单相变压器、单相整流桥电路、滤波稳压电路组成；单相变压器输入端连接至火线输入端、零线输入端；单相变压器输出端连接至单相整流桥电路交流输入端；单相整流桥电路整流输出正端为直流工作电源、负端为参考地；滤波稳压电路输入端连接至直流工作电源Γ滤波稳压电路输出端输出调节直流电源向亮度信号接收模块供电。
[0030]所述亮度信号接收模块由调节单片机最小系统、亮度信号取样整形电路组成。
[0031]所述调节单片机最小系统设有脉冲捕捉输入端和PWM脉冲输出端。
[0032]所述亮度信号取样整形电路由全波整流电路、稳压管限幅电路组成；全波整流电路输入端连接至单相变压器输出端；稳压管限幅电路输入端连接至全波整流电路输出端、输出端连接至调节单片机最小系统的脉冲捕捉输入端。
[0033]所述LED驱动模块设有直流输入端、LED灯驱动端、PWM亮度调节信号输入端；LED驱动模块的直流输入端连接至直流工作电源，PWM亮度调节信号输入端连接至调节单片机最小系统的PWM脉冲输出端，LED灯驱动端连接至LED灯。
[0034]本发明的有益效果是，采用单火线方式控制LED灯亮度，无需遥控器，无需控制线，也不用重新敷设电源线，可以实现普通照明灯的替代升级；LED灯亮度可以根据需要分成任意个等级；亮度控制信号仅在改变亮度时采用小角度移相方式发送，输出由有限个数量的正弦半波组成的亮度控制信号，时间短，不会造成LED灯闪烁。
【附图说明】
[0035]图1是系统结构框图。
[0036]图2是亮度壁控单元结构图。
[0037]图3是亮度壁控单元实施例电路图。
[0038]图4是亮度壁控单元维持不发送亮度控制信号状态时波形示例。