一种可控整流远距离led灯调光方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种照明灯具技术，尤其是一种可控整流远距离LED灯调光方法。
【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增加控制信号线和不使用遥控器的情况下，利用单相电源线远距离对LED灯进行调光的方法。
[0008]为达到上述目的，本发明采取的技术方案是:
一种可控整流远距离LED灯调光方法，由整流控制单元和LED灯亮度调节单元组成的电路实现。
[0009]所述整流控制单元设有相线输入端子、零线输入端子、第一可控整流输出端子、第二可控整流输出端子；所述相线输入端子、零线输入端子输入单相220V交流电源；所述第一可控整流输出端子、第二可控整流输出端子输出可控整流电压。
[0010]所述LED灯亮度调节单元设有第一可控整流输入端子、第二可控整流输入端子，所述第一可控整流输入端子、第二可控整流输入端子分别连接至整流控制单元的第一可控整流输出端子、第二可控整流输出端子。
[0011]所述整流控制单元由控制电源模块、可控整流模块、过零检测模块、单片机控制模块、触发控制模块、亮度给定模块组成。
[0012]所述控制电源模块由控制电源单相整流桥和第一滤波稳压电路组成，输入单相220V交流电源、输出第一直流工作电源；所述控制电源单相整流桥的整流负极性端为公共地。
[0013]所述可控整流模块由整流桥URl、双向晶闸管Vl、双向晶闸管V2、双向晶闸管V3、双向晶闸管V4组成；所述整流桥URl的2个交流输入端分别连接至相线输入端子和零线输入端子，整流输出正端连接至双向晶闸管V3的第二阳极，整流输出负端连接至双向晶闸管V4的第二阳极；双向晶闸管Vl的第一阳极与双向晶闸管V3的第一阳极并联后连接至第一可控整流输出端子；双向晶闸管Vl的第二阳极连接至相线输入端子；双向晶闸管V2的第一阳极与双向晶闸管V4的第一阳极并联后连接至第二可控整流输出端子；双向晶闸管V2的第二阳极连接至零线输入端子。
[0014]所述触发控制模块设有交流控制输入端、整流控制输入端；所述交流控制输入端输入的交流控制信号有效时，触发控制模块控制双向晶闸管Vl和双向晶闸管V2过零时触发导通；所述交流控制输入端输入的交流控制信号无效时，触发控制模块控制双向晶闸管Vl和双向晶闸管V2过零后截止；所述整流控制输入端输入的整流控制信号有效时，触发控制模块控制双向晶闸管V3和双向晶闸管V4过零时触发导通；所述整流控制输入端输入的整流控制信号无效时，触发控制模块控制双向晶闸管V3和双向晶闸管V4过零后截止。
[0015]所述过零检测模块设有过零电压输入端、过零脉冲输出端；所述过零电压输入端连接至相线输入端子；所述过零脉冲输出端输出的过零脉冲是正脉冲；所述过零脉冲与整流控制单元输入的单相220V交流电源正半波对应；所述过零脉冲的宽度小于单相220V交流电源正半波宽度。
[0016]所述亮度给定模块设有亮度给定信号输出端；所述亮度给定信号的亮度等级有亮度O — /7，/7为大于等于2的整数。
[0017]所述单片机控制模块包括有亮度给定信号输入端、捕捉信号输入端和两路电平信号输出端；所述亮度给定信号输入端连接至亮度给定模块的亮度给定信号输出端；所述捕捉信号输入端连接至过零检测模块的过零脉冲输出端；所述两路电平信号输出端分别为交流控制输出端、整流控制输出端；所述交流控制输出端、整流控制输出端分别连接至触发控制模块的交流控制输入端、整流控制输入端。
[0018]所述LED灯亮度调节单元由调节电源模块、波形取样模块、单片机调节模块、LED驱动模块组成。
[0019]所述调节电源模块输入可控整流电压、输出第二直流工作电源，由调节电源单相整流桥和第二滤波稳压电路组成；所述调节电源单相整流桥的整流负极性端为参考地；
所述波形取样模块设有取样波形输入端和取样脉冲输出端；所述取样波形输入端连接至第二可控整流输入端子；所述波形取样模块将第一可控整流输入端子电位低于第二可控整流输入端子电位的波形检出并限幅得到取样脉冲；所述取样脉冲的正脉冲与第一可控整流输入端子电位低于第二可控整流输入端子电位的波形相对应。
[0020]所述单片机调节模块具有捕捉输入端和PWM脉冲输出端，捕捉输入端连接至波形取样模块的取样脉冲输出端。
[0021]所述LED驱动模块用于驱动LED灯点亮，设有PWM亮度调节信号输入端；所述PWM亮度调节信号输入端连接至单片机调节模块的PWM脉冲输出端；所述LED驱动模块的输入直流电压上限大于300V。
[0022]所述整流控制单元通过控制可控整流电压中连续的整流波形周期数来发送不同亮度等级的亮度控制信号。
[0023]所述亮度控制信号中，亮度等级用连续的整流波形周期数表示；所述亮度控制信号共有亮度I 一 /?，共个亮度等级。
[0024]单片机控制模块发出一次亮度等级为亮度施]亮度控制信号的步骤是，
步骤1，等待，直到接收到过零脉冲的上升沿时进入步骤2 ;
步骤2，停止交流输出，开始整流输出；
步骤3，对接收到的过零脉冲上升沿计数，计数值达到卻寸进入步骤4 ;
步骤4，停止整流输出，开始交流输出。
[0025]整流控制单元发送亮度控制信号的方法是，
步骤A，读取亮度给定信号；
步骤B，判断是否关闭LED灯，是则控制关闭LED灯，转到步骤D ;否则转到步骤C ; 步骤C，发出一次亮度控制信号；
步骤D，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，返回步骤D。
[0026]所述LED灯亮度调节单元接收可控整流电压中的亮度控制信号并调节LED灯亮度，方法是，
步骤一，初始化，设定LED灯的初始亮度等级；
步骤二，调节LED亮度；
步骤三，判断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；
步骤五，返回步骤二。
[0027]所述判断是否有亮度控制信号，方法为判断从第一可控整流输入端子、第二可控整流输入端子输入的可控整流电压是否为整流电压。
[0028]所述接收亮度控制信号，方法是判断可控整流电压中连续的整流波形周期数；可控整流电压中有连续^个周期整流波形时，亮度控制信号的亮度等级为亮度K。
[0029]所述判断可控整流电压中连续的整流波形周期数的方法是，单片机调节模块对取样脉冲中超过20ms的低电平脉冲测量宽度，设测量得到的超过20ms的低电平脉冲宽度为7；则可控整流电压中连续的整流波形周期数为J= INT ( TA^, INT函数的功能是舍去小数部分取整。
[0030]所述停止交流输出，是指控制交流控制输出端输出无效信号；所述开始整流输出，是指控制整流控制输出端输出有效信号；所述开始交流输出，是指控制交流控制输出端输出有效信号；所述停止整流输出，是指控制整流控制输出端输出无效信号。
[0031]所述判断是否关闭LED灯的方法是，判断亮度给定信号的亮度等级是否为亮度O ;判断亮度是否发生改变的方法是，判断亮度给定信号的亮度等级是否发生改变。
[0032]所述控制关闭LED灯的方法是，停止整流输出，停止交流输出。
[0033]本发明的有益效果是，直接采用单相电源线远距离控制LED灯亮度，无需遥控器，无需控制线；LED灯亮度调节可分多个档位，具有关灯功能；采用整流波传送亮度控制信号，不会造成LED灯亮度调节时闪烁以及功率因数的降低。
【附图说明】
[0034]图1是系统结构框图。
[0035]图2是整流控制单元结构图。
[0036]图3是可控整流模块实施例电路图。
[0037]图4是触发控制模块实施例电路图。
[0038]图5是整流控制单元中控制部分实施例电路图。
[0039]图6是发送亮度等级为亮度3的亮度控制信号时波形示意图。
[0040]图7是亮度控制信号发送方法。
[0041 ]图8是LED灯亮度调节单元结构图。
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