专利名称：一种新型的灯光控制发送和接收电路的制作方法
技术领域：
一种新型的灯光控制发送和接收电路技术领域：
本实用新型属于一种直接采用网络变压器进行数据传输的灯光控制器，尤其是使用在LED灯具，及LED显示屏的控制系统中用于信号接收和发射部分的 专用电路。背景技术：
随着经济技术的发展LED灯及其它灯具在城市亮化，照明，商业广告， 招牌显示等领域的日趋广泛，对灯光控制系统也提出了更髙的要求。灯光控制 器的关键技术是数据传输技术，传输技术决定了控制器性能。目前市场上的控 制器的数据传输方式有三种-1. 直接传输法即直接用TTL电平传输数据(如图l);2. 差分传输法把TTL电平变换成差分信号传输数据(如图2);3. 以太网物理层传输法用以太网物理层专用控制驱动芯片(PHY)控制 驱动网络变压器进行数据传输(如图3)。方法1容易受现场电气环境干扰，实用传输距离一般不超过5米。由于传输距 离短应用范围较小。方法2由于是差分传输抗干扰能力较强，传输距离较远，但数据速率不能太高， 且需要电气隔离及防雷防静电保护。由于成本较低应用简单目前使用较多。方法3由于采用以太网专用技术，所以具备较强的抗干扰抗静电能力，但 只能够在百米内实现十兆，百兆，千兆3个传输速率。由于技术复杂，成本高， 灵活性较差不利于在大量的小工程应用。上述的这三种传输控制方式，都具有各自的优点和缺点，其中效果最好的 技术技术以太网物理层传输法，其使用的成本非常髙，明显的和其他的两种方 式拉开了很大的价格差距，正式由于成本问题， 一直限制了这种方法的推广和 使用。但是经过详细的市场考察，始终没有一种成本相对低廉，其具有较好使 用效果的传输方法出现。
实用新型内容为解决上述的数据传输问题，本实用新型目的是采用一种简单可靠的数据 传输技术提供具有成本低廉，应用简单，性能优良的灯光控制器。为了达到上述的技术目的，本实用新型采用的技术解决方案包括以下技术 内容一种新型的灯光控制发送和接收电路，包括通用控制逻辑器件和网络变压器基 本功能器件，其主要的改进是以通用控制逻辑器件作为控制中心，并由该通用 控制逻辑器件直接连接传输单元网络变压器，构成具备信号发送，信号接收功 能的电路。采用通用控制器件(如MCU,CLPD，FPGA等)直接驱动网络变压器 的传输技术。网络变压器具备极强的电气隔离能力，所以具备极好的抗干扰防 静电能力，并且可以根据现场需求实现5兆至200兆间的任意传输速率，在不 同速率下传输距离可达500米。所述由通用控制逻辑器件作为控制单元通过缓冲器，放大器或差分转换器 件连接到驱动网络变压器传输单元的电路组成结构。所述的驱动传输单元为网 络变压器，或具备相同，相似功能的脉冲变压器。通用控制逻辑器件包括 MCU,CLPD，FPGA单片机，可编程逻辑器件，现场可编程门阵列。工作原理是由通用控制器件(如MCU，CLPD,FPGA等)将要发送的数据变 换成一定速率的串行脉冲驱动发送端网络变压器的输入端，在发送端网络变压 器的输出端感应出相应脉冲信号，通过与网络变压器相连接导线对传输到接收 端的网络变压器，接收端的网络变压器感应出与发送端网络变压器相应脉冲信 号，接收端的通用控制器件(如MCU,CLPD,FPGA等)根据接收脉冲的电平与 相位进行解码，得到与发送端通用控制器件(如MCU，CLPD,FPGA等)发出的 相同的数据。通过采用上述的技术解决方案，本实用新型获得了以下技术优点和效果 首先，本实用新型与现有技术现比，采用了使用通用控制逻辑器件作为控制中 心，并由该通用控制逻辑器件直接连接传输单元网络变压器，去掉了传输方法3 中的以太网物理层专用控制驱动芯片(PHY),而直接驱动网络变压器，省去了 以太网物理层专用控制驱动芯片(PHY)及其辅助电路，大幅度降低元器件成 本。其次，由于以太网物理层专用控制驱动芯片(PHY)的固有特性只能够在 百米内实现十兆，百兆，千兆3个传输速率，而本实用新型的网络变压器直接
传输的速率根据实际需要可在5兆至200兆间灵活调节，从而可以实现更长的 传输距离。第三，由于省去了控制驱动芯片(PHY)，避免了以太网物理层专 用控制驱动芯片(PHY)控制比较复杂的问题，直接驱动网络变压器法简化了 控制方法，降低了系统等复杂程度，应用极其简单灵活，故障率降低，生产维 护方便。总之，本实用新型通过采用通过使用通用控制逻辑器件直接控制网络 变压器的技术方案，提供了一种具备以太网物理层传输法优点的新技术方案， 且使用的成本非常低廉的新的电路控制方式，可以广泛的应用在led发光二极管 灯光控制中。
图1,图2，图3为现有的数据传方式示意图；图4为本实用新型的数据传方式示意图；图5，图6,图7为本实用新型实际控制连接方法图；具体实施方式.
以下结合附图对本实用新型迸行进一步的描述-首先说明一下附图中的具体部件的名称和功能；图中的1为MCU,CLPD,FPGA (单片机，可编程逻辑器件，现场可编程门 阵列)等构成的发送端控制逻辑单元，是控制器的核心部件，作用是组织发送 数据，控制数据发送单元发送数据，连接发送单元，可同时具备控制数据接收 单元接收数据，连接接收单元；图中的2为MCU,CLPD，FPGA (单片机，可编程逻辑器件，现场可编程门 阵列)等构成的接收端控制逻辑单元，是控制器的核心部件，控制数据接收单 元接收数据，连接接收单元。可同时具备控制数据发送单元发送数据，连接发 送单元；图中的3为发送端光电隔离器件，对发送端和接收端进行电气隔离，保护 电路不受现场电气干扰。连接控制逻辑单元；图中的4为差分驱动器件，由于采用差分传输，具备较强的抗共模干扰能
力。连接控制逻辑单元，或通过光电隔离器件连接控制遲辑单元； 图中的5为差分接受器件，功能同4; 图中的6接收端光电隔离器件，功能同3;图中的7为发送端以太网物理层专用控制驱动器件(PHY)，具备特殊的编 解码，电平变换功能，能在十兆，百兆，千兆3个传输速率传输数据。受控制 逻辑单元控制，连接控制逻辑单元；图中的8为发送端网络变压器，在输入，输出端进行电脉冲变换，实现接 受发送的电气隔离。连接以太网物理层专用控制驱动器件(PHY)，或直接连接 控制逻辑单元；图中的9为接收端网络变压器，功能同8;图中的10为接收端以太网物理层专用控制驱动器件(PHY)，功能同7;本实用新型公开的是一种采用简单可靠的数据传输方法的光控制器。由通 用控制器件(如MCU,CLPD，FPGA等)直接驱动网络变压器进行数据传输。 如图4所示，本实用新型的工作原理为，采用通用控制器件(如MCU，CLPD,FPGA 等)直接驱动网络变压器的传输技术。网络变压器具备极强的电气隔离能力， 所以具备极好的抗干扰防静电能力，并且可以根据现场需求实现5兆至200兆 间的任意传输速率，在不同速率下传输距离可达500米。工作原理是由通用控 制器件(如MCU，CLPD,FPGA等)1将要发送的数据变换成一定速率的串行脉 冲驱动发送端网络变压器8的输入端，在发送端网络变压器8的输出端感应出 相应脉冲信号，通过与网络变压器相连接导线对传输到接收端的网络变压器9, 接收端的网络变压器9感应出与发送端网络变压器8相应脉冲信号，接收端的 通用控制器件(如MCU,CLPD，FPGA等)2根据接收脉冲的电平与相位进行解 码，得到与发送端通用控制器件(如MCU,CLPD，FPGA等)1发出的相同的数 据。如图5所示如果通用器件具备差分驱动能力可直接连接到网络变压器；工作原理是由通用控制器件(现场可编程门阵列A3P250VQ100) 1将要发 送的数据变换成一定速度的串行脉冲驱动通过两个引脚以差分电平驱动发送网 络变压器(MS01231) 8的输入端，在发送网络变压器8的输出端感应出相应脉 冲信号，通过与网络变压器8相连接的双绞导线对传输到接收网络变压器 (MS01231) 9,接收网络变压器9感应出与发送网络变压器8相应脉冲信号， 将接收网络变压器9脉冲输出端接到接收通用控制器件(现场可编程门阵列 A3P250VQ100) 2的两个差分接收引脚，接收通用控制器件2根据接收脉冲的电 平与相位进行解码，得到与发送端用控制器件1发出的相同的数据。如图6所示如果不具备差分驱动能力可通过差分驱动器件转换后驱动网络 变压器；工作原理是由通用控制器件(现场可编程门阵列A3P250VQ1OO) 1将要发送 的数据变换成一定速度的串行脉冲通过器件的一个引脚连接到差分驱动器件 (MS3487) 4，再由差分驱动器件4输出的差分电平驱动发送网络变压器 (MS01231) 8的输入端，在发送网络变压器8的输出端感应出相应脉冲信号， 通过与网络变压器8连接的双绞导线传输到接收网络变压器(MS01231) 9，接 收网络变压器9感应出与发送网络变压器8相应脉冲信号，将接收网络变压器 脉冲输出端接到差分接受器件(MS3486) 5的两个差分接收引脚，由差分接受 器件5转换成单边信号再送给接收通用控制器件(现场可编程门阵列 A3P250VQ100) 2，接收通用控制器件2根据接收脉冲的电平与相位进行解码， 得到与发送端通用控制器件1发出的相同的数据。如图7所示如果不具备差分驱动能力也可用单边驱动信号对地驱动网络变 压器的一个输入端。工作原理是由通用控制器件(现场可编程门阵列A3P250VQ100) 1将要发送 的数据变换成一定速度的串行脉冲通过器件的一个引脚连接发送网络变压器 (MS01231) 8的一个输入端，另一个接地，在发送网络变压器8的输出端感应 出相应脉冲信号，通过与网络变压器8相连接的双绞导线传输到接收网络变压 器(MS01231) 9，接收网络变压器感应出与发送网络变压器8相应的脉冲信号， 将接收网络变压器9的一个输出端接地，另一个输出端接到接收通用控制器件 (现场可编程门阵列A3P250VQ100) 2的一个输入引脚，接收通用控制器件2根 据接收脉冲的电平与相位进行解码，得到与发送通用控制器件1发出的相同的 数据。综上所述，针对本实用新型在上述部分中所公开的技术内容，熟悉本技术 领域的技术人员可以对这具体设备以及从它出发，以及这里揭示的技术进行各 类使用和修改，只要不背离本实用新型的原理。结果，本实用新型将如此构成, 一般包含这里揭示的设备和技术所拥有的每一个和各个新特点和目前特点的新 组合，并且仅仅由所附的权利要求的主旨和范围确定。
权利要求1、一种新型的灯光控制发送和接收电路，包括通用控制逻辑器件和网络变压器基本功能器件，其特征在于由通用控制逻辑器件作为控制中心，并由该通用控制逻辑器件直接连接传输单元网络变压器，构成具备信号发送，信号接收功能的电路。
2、 根据权利要求1所述的一种新型的灯光控制发送和接收电路，其特征在于 所述由通用控制逻辑器件作为控制单元通过缓冲器，放大器或差分转换器 件连接到驱动网络变压器传输单元的电路组成结构。
3、 根据权利要求1或者2任意一个所述的一种新型的灯光控制发送和接收电 路，其特征在于所述的驱动传输单元为网络变压器，或具备相同，相似 功能的脉冲变压器。
4、 根据权利要求1所述的一种新型的灯光控制发送和接收电路，其特征在于 通用控制逻辑器件包括MCU,CLPD，FPGA单片机，可编程逻辑器件，现 场可编程门阵列。
专利摘要本实用新型属于一种直接采用网络变压器进行数据传输的灯光控制器，尤其是使用在LED灯具，及LED显示屏的控制系统中用于信号接收和发射部分的专用电路。一种新型的灯光控制发送和接收电路，包括通用控制逻辑器件和网络变压器基本功能器件，其主要的改进是以通用控制逻辑器件作为控制中心，并由该通用控制逻辑器件直接连接传输单元网络变压器，构成具备信号发送，信号接收功能的电路，为解决上述的数据传输问题，本实用新型是采用一种简单可靠的数据传输技术提供具有成本低廉，应用简单，性能优良的灯光控制器。
文档编号H05B37/02GK201054840SQ20072012051
公开日2008年4月30日 申请日期2007年6月1日 优先权日2007年6月1日
发明者李卫华 申请人:李卫华