；当1个工频周期区间的取样脉冲为低电平时，相应的该位二进制亮度码为1 ;当1个工频周期区间的取样脉冲为1个占空比小于50%的矩形波时，相应的该位二进制亮度码为0。或者是，取样脉冲中接收到宽度为r个工频周期区间的低电平后的连续X个工频周期区间为与数据波对应的X个工频周期区间；当1个工频周期区间的取样脉冲为低电平时，相应的该位二进制亮度码为0 ;当1个工频周期区间的取样脉冲为1个占空比小于50%的矩形波时，相应的该位二进制亮度码为1。
[0114]X位二进制亮度码转换为亮度等级可以使用计算、查表等方法。实施例中，3位二进制亮度码的范围是000 — 111，代表的亮度等级范围是亮度1 一 8 ;亮度码为000时，亮度等级为亮度1 ;亮度码为001时，亮度等级为亮度2 ;以此类推，亮度码为111时，亮度等级为亮度8。
[0115]可控整流电压向LED灯亮度调节单元的调节电源模块、LED驱动模块和波形取样模块直接供电，其中的调节电源模块、LED驱动模块首先对可控整流电压进行整流，再经电容滤波后，向相关电路提供电源；可控整流电压为零时，调节电源模块、LED驱动模块的电源电流也为零；波形取样模块为非线性电阻性负载，可控整流电压为零时，波形取样模块的电源电流为零。因此，可控整流电压为零时，其向LED灯亮度调节单元提供的电源电流为零。所以，整流控制单元在第二交流电源的过零点进行停止交流输出、开始整流输出，或者是停止整流输出、开始交流输出的切换时，双向晶闸管V1、双向晶闸管V2与双向晶闸管V3、双向晶闸管V4之间可以成功换流，不致造成电源短路。
[0116]单片机MCU1根据亮度给定模块给出的模拟电压形式或者是数字形式的亮度给定信号和接收到的过零脉冲，控制发出触发信号，以及单片机MCU2根据脉冲捕捉输入端输入的取样脉冲的宽度或数量来识别亮度控制信号，发出PWM信号控制LED灯的亮度，是本领域技术人员所掌握的常规技术。
[0117]本发明具有如下特点:
[0118]①采用电源线远距离控制LED灯亮度，无需遥控器，无需控制线；
[0119]②LED灯亮度可以根据需要分成多个等级；
[0120]③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。
【主权项】
1.一种可控整流波远距离调节LED灯亮度的装置，其特征在于: 由整流控制单元和LED灯亮度调节单元组成； 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； 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； 所述整流控制单元由变压器、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； 所述变压器的两个输入端子分别为相线输入端子、零线输入端子，两个输出端子分别为第一交流端子、第二交流端子；所述第一交流端子、第二交流端子输出第二交流电源；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，输出第一直流工作电源；所述控制电源单相整流桥的两个交流输入端分别连接至第一交流端子、第二交流端子；所述控制电源单相整流桥的整流负极性端为公共地； 所述可控整流模块由整流桥UR1、双向晶闸管V1、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UR1的2个交流输入端分别连接至第一交流端子和第二交流端子，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VI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VI的第二阳极连接至第一交流端子；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的第二阳极连接至第二交流端子； 所述触发控制模块由过零触发光耦U1、过零触发光耦U2、过零触发光耦U3、过零触发光耦U4、输入限流电阻R1、输入限流电阻R2、输入限流电阻R3、输入限流电阻R4、输出限流电阻R5、输出限流电阻R6、输出限流电阻R7、输出限流电阻R8组成，设有交流控制输入端、整流控制输入端； 所述过零触发光耦U1、过零触发光耦U2、过零触发光耦U3、过零触发光耦U4的内部包括有输入发光二极管和输出光控双向晶闸管； 所述输入限流电阻R1与过零触发光耦U1的输入发光二极管串联后再并联至第一直流工作电源和交流控制输入端；输入限流电阻R2与过零触发光耦U2的输入发光二极管串联后再并联至第一直流工作电源和交流控制输入端；输入限流电阻R3与过零触发光耦U3的输入发光二极管串联后再并联至第一直流工作电源和整流控制输入端；输入限流电阻R4与过零触发光耦U4的输入发光二极管串联后再并联至第一直流工作电源和整流控制输入端; 所述输出限流电阻R5与过零触发光耦U1内部输出光控双向晶闸管串联后再并联至双向晶闸管VI的控制极和第一阳极；输出限流电阻R6与过零触发光耦U2内部输出光控双向晶闸管串联后再并联至双向晶闸管V2的控制极和第一阳极；输出限流电阻R7与过零触发光耦U3内部输出光控双向晶闸管串联后再并联至双向晶闸管V3的控制极和第一阳极；输出限流电阻R8与过零触发光耦U4内部输出光控双向晶闸管串联后再并联至双向晶闸管V4的控制极和第一阳极； 所述过零检测模块由二极管D1、电阻R9、稳压管DW1组成，设有过零电压输入端、过零脉冲输出端；电阻R9的两端分别连接至二极管D1阴极与稳压管DW1阴极；二极管D1阳极为过零电压输入端，连接至第一交流端子；稳压管DW1阳极连接至公共地；稳压管DW1阴极为过零脉冲输出端； 所述亮度给定模块设有亮度给定信号输出端；所述亮度给定模块为电位器； 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；所述单片机控制模块的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； 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； 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，由二极管D2、电阻R12、稳压管DW2组成；电阻R12的两端分别连接至二极管D2阴极与稳压管DW2阴极；二极管D2阳极为取样波形输入端，连接至第二可控整流输入端子；稳压管DW2阳极连接至参考地；稳压管DW2阴极为取样脉冲输出端； 所述单片机调节模块具有捕捉输入端和PWM脉冲输出端，单片机调节模块的捕捉输入端连接至波形取样模块的取样脉冲输出端； 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。2.根据权利要求1所述的可控整流波远距离调节LED灯亮度的装置，其特征在于:所述控制电源模块由二极管DO 1、二极管D02、二极管D03、二极管D04、电容C1、三端稳压器U5组成；二极管D01、二极管D02、二极管D03、二极管D04组成控制电源单相整流桥；电容C1并联在控制电源单相整流桥的直流电压输出端；三端稳压器U5输入端VIN连接至控制电源单相整流桥的整流正极性端；第一直流工作电源从三端稳压器U5输出端V0UT输出。3.根据权利要求1所述的可控整流波远距离调节LED灯亮度的装置，其特征在于:所述调节电源模块由二极管D05、二极管D06、二极管D07、二极管D08、电容C2、三端稳压器U6组成；二极管D05、二极管D06、二极管D07、二极管D08组成调节电源单相整流桥；电容C2并联在调节电源单相整流桥的直流电压输出端；三端稳压器U6输入端VIN连接至调节电源单相整流桥的整流正极性端；第二直流工作电源从三端稳压器U6输出端V0UT输出。4.根据权利要求1所述的可控整流波远距离调节LED灯亮度的装置，其特征在于:所述单片机控制模块由单片机MCU1、晶体振荡器XT1组成；所述单片机MCU1的型号是MSP430G2553。5.根据权利要求1所述的可控整流波远距离调节LED灯亮度的装置，其特征在于:所述单片机调节模块由单片机MCU2、晶体振荡器XT2组成；所述单片机MCU2的型号是MSP430G2553。6.根据权利要求1所述的可控整流波远距离调节LED灯亮度的装置，其特征在于:所述LED驱动模块由LED恒流驱动器、二极管D11、二极管D12、二极管D13、二极管D14、电容C3、电感LG、电阻R14、快恢复二极管D15组成；所述LED恒流驱动器的型号为PT4115。
【专利摘要】一种可控整流波远距离调节LED灯亮度的装置，由整流控制单元、LED灯亮度调节单元组成。整流控制单元由变压器、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，输入单相220V交流电源，输出电压有效值低于220V的可控整流电压，在可控整流电压中发送由引导波和数据波组成的亮度控制信号；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，并根据可控整流电压中的亮度控制信号控制LED灯的亮度。所述装置无需遥控器，无需单独敷设控制线，直接利用单相电源线传输亮度控制信号，可实现远距离LED灯亮度的控制调节。
【IPC分类】H05B37/02
【公开号】CN205124040
【申请号】CN201520475552
【发明人】凌云, 曾红兵, 陈刚, 孔玲爽, 文定都, 聂辉
【申请人】湖南工业大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年7月6日