专利名称：光源控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及控制领域，尤其涉及一种光源控制装置。
背景技术：
在照明领域，很多场合需要调节光源的亮度或颜色，这就要求照明系统具有调节功能。目前较为常用的是斩波调光技术，如图1所示为一种光源调节器的电路实现结构，该光源调节器包括作为调节开关的双向触发二极管Dl以及由可调电阻Rl和第一电容 Cl构成的触发电路。该光源调节器的工作原理为当双向触发二极管Dl工作在导通状态时，光源调节器的输出电压Vl为交流电源电压；当双向触发二极管Dl关断时，光源调节器的输出电压 Vl是零电压；第一电容Cl通过可调电阻Rl充电，当第一电容Cl上的电压上升到双向触发二极管Dl的导通电压时，双向触发二极管Dl被触发导通。从而，通过可调电阻Rl阻值的变化引起第一电容Cl的充电时间的变化，进而该充电时间的变化引起双向触发二极管Dl 导通角的变化，体现在光源调节器的输出电压Vl上，则形成例如图Ia所示的前沿式斩波电压等斩波电压。该斩波电压输出给后续的用于光源驱动的驱动器，从而通过驱动器对光源进行亮度的调节。对于以上的斩波调光技术，只能通过硬件方式进行光源亮度调节，无法同时实现例如彩色照明系统中光源颜色变化等其它调节功能。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是，提供一种光源控制装置，能够实现对于光源颜色和/或亮度等的调节功能。为此，本实用新型实施例采用如下技术方案本实用新型实施例提供一种光源控制装置，包括接收包含斩波电压的电能、检测所述斩波电压的预设特征参数的检测单元； 根据所述特征参数的取值和/或取值范围确定调光项目的第二确定单元，该第二确定单元与所述检测单元连接；所述调光项目由脉冲驱动信号的至少一个特征参数的取值和/或取值范围构成；根据所述调光项目确定光源控制策略、进而对光源进行所述光源控制策略指示的颜色和/或亮度控制的控制单元，该控制单元与所述第二确定单元连接。优选地，所述控制单元包括根据所述调光项目确定光源控制策略的确定子单元；[0015]根据光源控制策略中包含的目标电流值生成相应控制信号的生成子单元，该生成子单元与所述确定子单元连接；将控制信号输入光源控制器以便光源控制器根据所述控制信号进行自身向各个光源输出电流的调整、使其输出对应的目标电流值、从而实现对于光源颜色和/或亮度的调节的传输子单元，该传输子单元与所述生成子单元连接。对于上述技术方案的技术效果分析如下根据调节信号确定对应的调光项目，从而将调节信号转换为调光项目指示的脉冲驱动信号，通过脉冲驱动信号对调节开关进行控制，从而使得调节开关控制器输出调光项目对应的包含斩波电压的电压，通过所述斩波电压向光源驱动器进行调光项目的指示，以便光源驱动器对光源进行调光项目指示的颜色和/或亮度的控制。
图1为现有技术光源调节器的电路实现结构图；图Ia为本实用新型实施例适用光源控制系统结构示意图；图Ib为本实用新型对调节开关控制第一种方式下输出斩波电压示意图；图Ic为本实用新型对调节开关控制第二种方式下输出斩波电压示意图；图2为本实用新型实施例光源控制装置结构示意图；图3为本实用新型实施例另一种光源控制装置结构示意图；图3a 图3g为本实用新型实施例光源结构示例；图池为本实用新型实施例有保持电路时的光源控制系统结构示例；图3i为本实用新型实施例有保持电路时的光源模块的一种实现结构示例；图4为本实用新型实施例光源控制系统结构示意图。
具体实施方式
以下，结合附图详细说明本实用新型实施例光源控制装置及系统的实现。本实用新型实施例的光源控制装置可以适用于如图Ia所示的光源调节系统中， 该系统的结构包括集中驱动模块和与集中驱动模块连接的至少一个光源模块，所述光源模块可以为图Ia中所示的LED模块或其他光源模块；其中，所述集中驱动模块包括稳压变换器和串联在稳压变换器输出端的一个调节开关；所述调节开关在调节开关控制器的控制下，工作在导通和关断状态(即斩波状态)，从而使得向后级的LED模块输出的电压为斩波电压。通过控制调节开关的导通和关断时间，使得向LED模块输出的电压为相应特征参数的斩波电压。这里，所述稳压变换器输出的电压为直流电压。后级的LED模块中包括光源单元以及进行光源单元控制的光源驱动器，由所述光源驱动器进行斩波电压的检测，并相应的进行光源单元中光源的调节处理，而光源单元则接收所述斩波电压作为电能输入。图2为本实用新型实施例一种光源控制装置，该装置可以作为集中驱动模块中的所述调节开关控制器，包括第一确定单元210，用于获取调节信号，根据所述调节信号确定调光项目；所述调光项目由脉冲驱动信号的至少一个特征参数的取值和/或取值范围构成；[0034]转换单元220，用于将所述调节信号转换为所述调光项目指示的脉冲驱动信号；输出单元230，用于通过脉冲驱动信号对调节开关进行控制，以输出所述调光项目对应的包含斩波电压的电压。其中，所述特征参数包括占空比、频率、高电平时间、低电平时间。优选地，第一确定单元210可以包括预设子单元，用于预设调节信号与调光项目之间的对应关系；查找子单元，用于根据所述调节信号查找所述对应关系，得到调节信号对应的调光项目。转换单元220具体可以用于根据调光项目，直接将调节信号转换为对应的脉冲驱动信号；或者，将所述调节信号转换为直流脉冲信号；根据所述调光项目，将所述直流脉冲信号转换为对应的脉冲驱动信号。在图2的基础上，对本实用新型实施例所述的光源控制装置中各个单元的具体实现进行更为详细的说明。对于第一确定单元210:所述调节信号一般通过用户的调节操作进行调节指令的输入，进而根据用户的调节操作所输入的调节指令，由调节信号产生电路生成对应的调节信号。其中，所述调节信号产生电路可以由调光旋钮和/或调色旋钮构成，由调光旋钮和调色旋钮分别产生调节亮度的调节信号和调节颜色的调节信号，从而构成所述调节信号；或者，所述调节信号产生电路可以由遥控器类的调光装置实现，通过用户对于调光装置的操作，由所述调光装置产生调节信号；或者，所述调节信号也可以通过数字控制器实现， 由用户在数字控制器中输入的程序确定所需输出的调节信号；或者，所述调节信号也可以由DALI、DMX等调光系统的标准接口信号实现，这里不再赘述。调节信号产生电路产生的调节信号对应着用户输入的调节亮度指令和/或调节颜色指令；例如，输出的调节信号是范围为IV IOV的电平信号，设定调节信号为IV 5V 范围内的电平信号时表示调节亮度，调节信号为5V IOV范围内的电平信号时表示调节颜色；调节信号也可以为数字信号，由不同的数字信号区分调节亮度和调节颜色等，这里不赘述。在具体实现中，可以预先设定不同的调光项目，且调光项目与不同调光指令对应的调节信号具有对应关系，从而在本单元中，直接根据所生成的调节信号从所述对应关系中进行查找，即可得到所述调节信号对应的调光项目。本实用新型实施例的所述调光项目可以由脉冲驱动信号的至少一个特征参数的取值和/或取值范围构成。例如，调节信号也根据进行颜色和/或亮度调节，而划分为调节信号为1 3V ； 4 6V ;7 IOV三种信号，这三种调节信号分别对应着调节亮度、调节颜色、调节颜色和亮度三种调光指令；调光项目分为调光项目1、2、3，调节亮度对应调光项目1，调节颜色对应调光项目2，同时进行调节亮度和调节颜色为调光项目3 ；则，可以预先设定，调节信号为 1 3V对应调光项目1，调节信号为4 6V对应调光项目2，调节信号为7 IOV对应调光项目3，则在具体实现中，可以根据接收到的调节信号的幅值，相应的查找到对应的调光项目。对于转换单元220:所述调光项目中的所述特征参数可以包括占空比、频率、高电平时间、低电平时间等。例如，在具体实现中，可以通过一个特征参数的不同取值和/或取值范围来进行调光项目的划分，例如，调光项目由不同的占空比取值和/或取值范围构成，具体的，可以设定占空比为10% 30%为调光项目1，占空比为40% 60%为调光项目2，占空比为 70% 90%为调光项目3 ；或者，也可以通过两个特征参数或多个特征参数的不同取值和/或取值范围来进行调光项目的划分，例如，调光项目由频率和占空比的不同取值和/或取值范围来进行调光项目的划分。或者，也可以设定频率的不同取值和/或取值范围进行颜色的调节，而占空比的不同取值和/或取值范围进行亮度的调节。另外，对所述颜色和/或亮度的调节也可以划分为多个等级，从而可以根据需要设定调光项目的数目，进而合理的进行特征参数取值和/或取值范围的划分。例如，根据前述两个举例，调节颜色对应调光项目2，调光项目2由占空比为 10% 30%构成，则对调节颜色划分不同的等级，即在调光项目2的基础上设定调光项目 21、调光项目22和调光项目23分别代表红、绿和蓝三种颜色，则可以将占空比10% 30% 划分为三个范围，分别代表调光项目21、调光项目22和调光项目23。另外，转换单元220的实现还可以根据调节信号的实现划分为两种情况情况一所述调节信号如果为直流脉冲信号，则本单元的实现可以包括根据调光项目，直接将调节信号转换为对应的脉冲驱动信号。情况二 所述调节信号如果不为直流脉冲信号，则本单元的实现可以包括第一转换子单元，用于将所述调节信号转换为直流脉冲信号；第二转换子单元，用于根据所述调光项目，将所述直流脉冲信号转换为对应的脉冲驱动信号。例如，按照前述举例，调节信号为IV 3V范围内的电平信号时，则需要将IV 3V的电平信号转换为与10% 30%占空比相对应的脉冲驱动信号，用于控制调节开关；将 4V 6V的电平信号转换为40% 60%占空比相对应的脉冲驱动信号。对于输出单元230:所述对调节开关进行控制包括第一种方式在所有时间内均输出斩波电压，如图Ib所示。第二种方式在获取到调节信号的t2时间内的tl时间内对调节开关进行斩波控制；tl < t2，tl彡1/f, f为调节开关的开关频率，t2为本次获取到调节信号与下一次获取到调节信号之间的时间间隔。在获取到调节信号后的t2时间内所述11时间之外的时间中， 控制调节开关处于导通状态。如图Ic所示。所述斩波控制也即是说在所述tl之内生成调节信号对应的进行斩波控制的脉冲驱动信号，而在其他的时间段内生成使调节开关导通的驱动信号。进一步地，所述tl最好小于t2，甚至是远远小于t2。因为，对于集中驱动模块和光源模块来说，只要集中驱动模块输出的调节信号被光源模块接收并检测到即可实现调光指令的传输，而如果tl等于t2，也可以实现调光指令的传输，但是如现有技术般在进行光源亮度调节时，集中驱动模块持续输出斩波电压，则可能出现电磁干扰，因此，通过只在t2 中的tl中输出斩波电压即可以降低电磁干扰。与图2所述的光源控制装置相对应的，本实用新型实施例还提供另一种光源控制装置，该装置设置于光源模块中作为对光源单元进行驱动控制的光源驱动器。如图3所示， 该装置包括检测单元310，用于接收包含斩波电压的电能，检测所述斩波电压的预设特征参数；第二确定单元320，用于根据所述特征参数的取值和/或取值范围确定调光项目； 所述调光项目由脉冲驱动信号的至少一个特征参数的取值和/或取值范围构成；控制单元330，用于根据所述调光项目确定光源控制策略，进而对光源进行所述光源控制策略指示的控制。所述控制单元330可以包括确定子单元，用于根据所述调光项目确定光源控制策略；生成子单元，用于根据光源控制策略中包含的目标电流值，生成相应的控制信号；传输子单元，用于将控制信号输入光源控制器，以便光源控制器根据所述控制信号进行自身向各个光源输出电流的调整，使其输出对应的目标电流值，从而实现对于光源颜色和/或亮度的调节。图3所示的本实用新型实施例中，接收包含斩波电压的电能，检测所述斩波电压的预设特征参数；根据所述特征参数的取值和/或取值范围确定调光项目；根据所述调光项目确定光源控制策略，进而对光源进行所述光源控制策略指示的颜色和/或亮度的控制，从而光源驱动器能够通过斩波电压识别调光项目，进而实现对于光源单元中光源的颜色和/或亮度的控制。对于检测单元310:所述预设特征参数根据所述调光项目所包含的特征参数确定，例如，调光项目由占空比的取值和/或取值范围构成，则所述预设特征参数也为所述占空比即可；或者，所述调光项目由频率和高电平时间构成，则所述预设特征参数为所述频率和高电平时间。也即是说只要检测到所述预设特征参数，从而确定对应的调光项目即可。对于第二确定单元320:根据检测单元310中检测到的预设特征参数的具体取值，即可相应的查找各个调光项目，从而得到所述预设特征参数的具体取值所归属的调光项目。这里，光源驱动器中预设的所述调光项目应与对应的集中驱动模块中预设的调光项目相同，从而能够保证光源驱动器按照集中驱动模块中的调光指令进行光源的调节。例如，根据前述举例，检测到占空比为10% 30%，则，可以确定对应的调光项目为调光项目1，而调光项目1对应进行光源亮度的调节，相应的，在控制单元330中，将根据调光项目1对应的具体调节指令，进行光源的调节。对于控制单元330 在本单元中，可以预设不同调光项目与光源控制策略之间的对应关系，根据调光项目即可进行光源控制策略的确定。所述光源控制策略对应前述的调节指令，例如，光源控制策略可以包括对光源进行亮度和/或颜色的调节；或者，也可以包括对光源进行亮度和/或颜色调节的调节等级寸。一般的，可以预设不同的光源控制策略为不同的目标电流值，从而该单元的实现可以为根据所述调光项目确定光源控制策略；根据光源控制策略中包含的目标电流值，生成相应的控制信号；将控制信号输入光源控制器，以便光源控制器根据所述控制信号进行自身向各个光源输出电流的调整，使其输出对应的目标电流值，从而实现对于光源颜色和/或亮度的调节。另外，在所需控制的光源结构不同时，本单元中的控制方法可能会不同，主要在于向光源或光源控制器所输出的信号不同。以下，以光源模块为LED模块为例，对本单元的所述颜色和/或亮度控制进行更为详细的说明(1) LED模块的结构为一种颜色的LED灯或至少两种颜色的LED灯，每种颜色的 LED灯均对应一个DC/DC电路，DC/DC电路构成LED电流控制电路(即所述光源控制器)， 以通过电流进行各路LED灯的颜色和/或亮度的控制，而所述DC/DC电路则受光源驱动器输出信号的控制。例如，在图3a所示的光源结构下，一个LED模块包括三种颜色的灯R灯、G灯和B 灯，三个DC/DC电路，分别控制R灯、G灯和B灯三路LED灯的电流。具体的，光源驱动器根据光源控制策略生成相应的对于DC/DC电路的控制信号， 例如为某一光源控制策略对应的电流，DC/DC电路根据输入的所述控制信号相应控制各路 LED灯，例如，控制信号控制DC/DC电路中的电流基准信号或反馈信号，改变各路LED灯的电流，从而可以改变LED模块的亮度或颜色。图北为基于图3a的一种具体实现，在图北中，DC/DC电路采用BUCK电路拓扑及其控制电路，该控制电路控制BUCK主电路中的开关管S2，使输出的电流为设定值，该设定值受光源驱动器的控制。另外，图北所示的DC/DC电路还可以是其它非隔离型的DC/DC变换器，如Boost，或Buck-Boost等电路，这里不限定。图3c为基于图3a的第二种具体实现，LED电流控制电路采用隔离型Flyback电路拓扑及其控制电路。LED电流控制电路还可以是其它隔离型电路，如R)rWOrd，桥式电路， 推挽电路，或LLC类谐振电路等，这里并不限定。(2) LED模块的结构为一个恒流电路，和并联在恒流电路输出端的至少两种颜色的LED灯；LED电流控制电路包含恒流电路以及并联在LED灯两端的控制开关，通过电流进行各路LED灯的颜色和/或亮度的控制，而所述LED电流控制电路则受光源驱动器输出信号的控制。如图3d所示，LED模块包括一个恒流电路，恒流电路的输出端连接相串联的R灯、 G灯和B灯，控制开关Sri、Sr2和Sr3分别并联在R灯、G灯和B灯两端。所述的恒流电路可以是非隔离型的DC/DC电路，如Buck，Boost，或Buck-Boost等电路；也可以是隔离型的开关变换器电路，如Flyback，i^rword，桥式电路，推挽电路，或 LLC类谐振电路等，也可以是线性调整电路。所述光源驱动器分别输出控制信号给控制开关Sri、Sr2, Sr3,以及恒流电路。所述控制信号可以为脉冲信号。光源驱动器可以通过控制恒流电路，控制其输出的电流幅值，即调节LED模块的总亮度；可以通过控制控制开关Sri、Sr2, Sr3，控制每路R灯、G灯、B灯的电流占空比，从而控制LED灯模块的颜色。需要说明的是，一个LED模块中可以包括任意两种或两种颜色以上的LED灯，及相应的控制开关。图!Be为图3d的一种具体实现，恒流电路采用非隔离型Buck电路拓扑及其控制电路。图3f为图3d的另一种具体实现，恒流电路采用线性调整电路。其中S2为调整管。(3)LED模块的结构为每个LED模块包括光源驱动器，和光源驱动器输出端并联的一种颜色的灯或者至少两种不同颜色的LED灯，以及和每个支路的LED灯串联的限流电路；一个LED模块中的所有限流电路构成LED电流控制电路。另外，主回路中可以串联一种颜色的LE D灯，也可以不串联。如图3g所示，每个LED模块包括一个光源驱动器，和其输出端并联的一种颜色的灯或者至少两种不同颜色的LED灯，以及和每个支路的LED灯串联的限流电路；一个LED模块中的所有限流电路构成LED电流控制电路。主回路中可以串联一种颜色的LED灯，也可以不串联。W灯串联在总回路中，光源驱动器输出三个控制信号Isetl、Iset2和Isetl，分别控制R、G、B灯支路的电流，通过控制该三种负载支路电流实现调节颜色和/或亮度的目的。参照图3g，所述的限流电路可以为线性调整电路，以R灯支路的限流电路为例，包括限流控制电路，采样电阻Rsl，调整管Si。限流控制电路采样本负载支路电流II，并将采样信号与预先设定的值Isetl比较，输出驱动信号给调整管Si，通过控制调整管Sl阻抗的大小，使恒流模块输出恒定的电流。光源驱动器输出相应的控制信号控制限流电路，通过限流电路改变LED模块中各 LED支路的电流。另外，以上的本实用新型实施例中，由于集中驱动模块输出的为包含斩波电压的电压，因此，会对后级光源模块构成影响，因此，可以在集中驱动模块与光源模块(图池中以LED模块为例)之间增加电压保持电路，保持电路输出的信号为非脉动的直流电压，从而后级光源模块的输入电压经过电压保持电路后，为非脉动的直流电压，因此，集中驱动模块输出斩波电压时将不影响后级LED模块的正常工作。但是，所述光源驱动器输入的电压仍应为未经过电压保持电路的电压。例如，如图池中所示的电路中，集中驱动模块的输出电压经过电压保持电路，从而为LED模块提供稳定的电能；而集中驱动模块的输出电压还直接输入光源驱动器中，从而保证光源驱动器能够检测到斩波电压信号，执行光源颜色和/ 或亮度的调节控制。如图3i所示，所述电压保持电路可以通过二极管和电容实现；且图3i 为图3a在有电压保持电路下的实现结构，其他如图北 图3g等也可以增加电压保持电路，具体结构参考图池和图3i，这里不赘述。另外，以上的本实用新型所述光源控制装置还具有以下优点
9[0113]首先，如图1所示，图1中的调节开关通过打开和关断可以实现对于交流电压的斩波，而图Ia中所述的调节开关则实现对于直流电压的斩波。因此，图1中的斩波是对交流电压进行斩波，将斩波电压传输给图1中的驱动器，由驱动器进行对其后级光源的统一调节， 而当需要对某一驱动器对应的各个光源进行光源颜色和/或亮度的调节时，以上方法并不适用；而本实用新型所述的光源控制装置则可以适用于对同一驱动器中的不同光源分别进行颜色和/或亮度的调节。而且，对于图1所示的电路结构下，需要分别对不同的光源模块设置不同的驱动器，因此，最终实现的光源一般体积较大；而本实用新型中则通过集中驱动模块和多个光源模块实现了对于多个光源模块的调节处理，从而减小了光源的实现体积，降低了成本。其次，本实用新型中可以通过斩波得到脉冲方波，而脉冲方波的频率在一个较宽范围都是可行的，调节开关的占空比就是后级光源模块进行光源调节亮度的占空比，容易形成行业内的标准化设计；另外，和现有技术中对交流电压进行斩波相比，本实用新型的光源控制装置对于电网交流侧电磁兼容性好，功率因数高。另外，本实用新型实施例还提供一种光源控制系统，如图4所示，包括调节开关控制器410，用于获取调节信号，根据所述调节信号确定调光项目；所述调光项目由脉冲驱动信号的至少一个特征参数的取值和/或取值范围构成；将所述调节信号转换为所述调光项目指示的脉冲驱动信号；通过脉冲驱动信号对调节开关进行控制，以输出所述调光项目对应的包含斩波电压的电压；光源驱动器420，用于接收包含斩波电压的电能，检测所述斩波电压的预设特征参数；根据所述特征参数的取值和/或取值范围确定调光项目；所述调光项目由脉冲驱动信号的至少一个特征参数的取值和/或取值范围构成；根据所述调光项目确定光源控制策略，进而对光源进行所述光源控制策略指示的控制。图1 图4所示的装置和系统中，在集中驱动模块一侧，由调节开关控制器根据调节信号确定对应的调光项目，从而将调节信号转换为调光项目指示的脉冲驱动信号，通过脉冲驱动信号对调节开关进行控制，从而使得集中驱动模块输出调光项目对应的包含斩波电压的电压，通过所述斩波电压向光源模块进行调光项目的指示，以便光源模块中的光源驱动器对光源进行调光项目指示的颜色和/或亮度的控制；而在光源模块一侧，由光源驱动器接收包含斩波电压的电能，检测所述斩波电压的预设特征参数；根据所述特征参数的取值和/或取值范围确定调光项目；根据所述调光项目确定光源控制策略，进而对光源进行所述光源控制策略指示的颜色和/或亮度的控制，从而光源驱动器能够通过斩波电压识别调光项目，进而实现对于光源的颜色和/或亮度的控制。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种光源控制装置，其特征在于，包括接收包含斩波电压的电能、检测所述斩波电压的预设特征参数的检测单元；根据所述特征参数的取值和/或取值范围确定调光项目的第二确定单元，该第二确定单元与所述检测单元连接；所述调光项目由脉冲驱动信号的至少一个特征参数的取值和/ 或取值范围构成；根据所述调光项目确定光源控制策略、进而对光源进行所述光源控制策略指示的颜色和/或亮度控制的控制单元，该控制单元与所述第二确定单元连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制单元包括根据所述调光项目确定光源控制策略的确定子单元；根据光源控制策略中包含的目标电流值生成相应控制信号的生成子单元，该生成子单元与所述确定子单元连接；将控制信号输入光源控制器以便光源控制器根据所述控制信号进行自身向各个光源输出电流的调整、使其输出对应的目标电流值、从而实现对于光源颜色和/或亮度的调节的传输子单元，该传输子单元与所述生成子单元连接。
专利摘要本实用新型公开了一种光源控制装置，包括接收包含斩波电压的电能、检测所述斩波电压的预设特征参数的检测单元；根据所述特征参数的取值和/或取值范围确定调光项目的第二确定单元，该第二确定单元与所述检测单元连接；所述调光项目由脉冲驱动信号的至少一个特征参数的取值和/或取值范围构成；根据所述调光项目确定光源控制策略、进而对光源进行所述光源控制策略指示的颜色和/或亮度控制的控制单元，该控制单元与所述第二确定单元连接。该装置能够实现对于光源颜色和/或亮度的调节功能。
文档编号H05B37/02GK202178895SQ20112026530
公开日2012年3月28日 申请日期2010年10月28日 优先权日2010年10月28日
发明者任丽君, 华桂潮, 姚晓莉, 葛良安 申请人:英飞特电子(杭州)有限公司