一种带回路开关的模拟调光装置制造方法
一种带回路开关的模拟调光装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种带回路开关的模拟调光装置，它包括MCU微控制器、RS485通信接口、模拟调光电路、继电器输出电路和电源模块，所述MCU微控制器分别与所述RS485通信接口和模拟调光电路相连，模拟调光电路与继电器输出电路相连，所述电源模块分别与MCU微控制器、模拟调光电路和继电器输出电路相连。该装置以MCU微控制器为核心，驱动器AC回路带继电器输出电路，可以在模拟量为0V时关断驱动器的AC回路输出，保证调光的质量。同时，该装置还具备标准通信接口，能够按照约定的Modbus通信协议与上位机通信，并且每一个装置都具备地址设定功能，可以设置一个独立的8位数字地址作为通信的识别码，可以实现多装置与上位机的组网功能。
【专利说明】一种带回路开关的模拟调光装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种模拟调光装置，特别是一种带回路开关的模拟调光装置，属于智能照明控制【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前的调光技术主要有三种:PWM调光、可控硅调光和模拟调光。PWM调光是一种利用简单的数字脉冲，反复开关灯光驱动器的调光技术，但驱动器中的电感和电容容易产生声学噪声。可控硅调光是一种通过控制可控硅的导通角来实现的调光技术，但输出的功率因数低，电路的复杂度高。而模拟调光使用0-10V的模拟量来代表亮度0%-100%，通过改变一个0-10V的电压信号，从而控制灯具的亮度。模拟调光只需要一个DC电压就可以在连续调光时实现无闪烁。模拟调光技术简单，方便，成本低的特点，使其一直使用到现在。然而，传统的模拟调光装置智能化程度低，无法接入现代楼宇控制系统，且存在在模拟量为OV时无法关断驱动器的AC回路输出的问题，影响调光的输出范围和性能。
实用新型内容
[0003]本实用新型要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种带回路开关的模拟调光装置，该模拟调光装置带回路开关，可以在模拟量为OV时关断驱动器的AC回路输出，具备标准通信接口，可以实现与上位机的通信、组网功能。
[0004]为解决以上技术问题，本实用新型的构思是:
[0005]该装置以MCU微控制器为核心，驱动器AC回路带继电器输出电路，可以在模拟量为OV时关断驱动器的AC回路输出，具备标准通信接口，能够按照约定的Modbus通信协议与上位机通信，并且每一个装置都具备地址设定功能，可以实现多台装置与上位机的组网功能。
[0006]根据上述发明构思，本实用新型采取的技术方案是:
[0007]一种带回路开关的模拟调光装置，包括MCU微控制器、RS485通信接口、模拟调光电路、继电器输出电路和电源模块，其中，所述MCU微控制器分别与所述RS485通信接口和模拟调光电路相连，模拟调光电路与继电器输出电路相连，所述电源模块分别与MCU微控制器、模拟调光电路和继电器输出电路相连。
[0008]所述模拟调光电路由多个并列的模拟调光电路单元构成，每个模拟调光电路单元由反相器U1、光电耦合器似、运算放大器诎州4、电阻1?1、1?2、1?3、1?4、1?5、1?6、1?7、电容(:1、〇2构成。
[0009]所述反相器Ul的输入端与MCU微控制器的PWM信号输出端相连,反相器Ul的输出端通过电阻Rl与光电I禹合器U2的输入端相连,光电I禹合器U2的输出端通过电阻R2接地，电阻R3与电容Cl串联，电容Cl与C2并联，电阻R4与R5串联，电阻R4、R5相连的一端与运算放大器U3的正相输入端相连，运算放大器U3的反相输入端分别通过电阻R6接地、电阻R7与U3的输出端相连，运算放大器U3的输出端与运算放大器U4的正相输入端相连，运算放大器U4的反相输入端与U4的输出端相连。
[0010]所述继电器输出电路由多个并列的继电器输出电路单元构成，每个继电器输出电路单元由运算放大器U5、电阻R8、R9、R10、R11、R12、R13、压敏电阻YMR1、二极管D1、三极管Ql、继电器KDl构成。
[0011]所述运算放大器U5的正相输入端通过电阻R8与运算放大器U3的输出端相连，电阻R9与RlO串联，电阻R9、RlO相连的一端与运算放大器U5的反相输入端相连，运算放大器U5的输出端分别通过电阻Rll与电源VCC2相连、电阻R12与三极管Ql的基极相连，三极管Ql的基极通过电阻R13接地，三极管Ql的发射极接地，二极管Dl的正极与三极管Ql的集电极相连，二极管Dl的负极与电源VCC2相连，继电器KDl的输入端与三极管Ql的集电极相连，压敏电阻YMRl与继电器KDl的输出端并联。
[0012]本实用新型与现有技术相比较，具有如下显而易见的实质性特点和优点:
[0013]1.本实用新型的该装置带回路开关，可以实现在模拟量为OV时关断驱动器的AC回路输出，保证调光的质量。
[0014]2.本实用新型的该装置具备地址设定功能，可以设置一个独立的8位数字地址作为通信的识别码，可以实现多装置与上位机的组网功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型实施例带回路开关的模拟调光装置的电路结构框图。
[0016]图2为图1中的模拟调光电路单元和继电器输出电路单元的原理图。
【具体实施方式】
[0017]本实用新型的优选实施例结合【专利附图】
【附图说明】如下:
[0018]实施例一:
[0019]参见图1，本带回路开关的模拟调光装置包括MCU微控制器1、RS485通信接口2、模拟调光电路3、继电器输出电路4、电源模块5，其中，所述MCU微控制器I分别与所述RS485通信接口 2和模拟调光电路3相连，模拟调光电路3与继电器输出电路4相连，所述电源模块5分别与MCU微控制器1、模拟调光电路3和继电器输出电路4相连。
[0020]实施例二:
[0021]本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下:
[0022]所述RS485通信接口 2，用于按约定的Modbus通信协议实现所述MCU微控制器I与上位机的通信。
[0023]所述模拟调光电路3，该电路由RC积分电路、滤波电路、同相放大电路和电压跟随电路组成，用于实现0-10V模拟量输出。
[0024]所述继电器输出电路4，该电路由运算比较电路和继电器驱动电路组成，用于实现在模拟量为OV时关断驱动器的AC回路输出。
[0025]所述电源模块5，该模块包括电源转换电路，用于给模拟调光装置提供工作电源。
[0026]实施例三:
[0027]本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下:
[0028]图2所示为本实施例的模拟调光电路单元和继电器输出电路单元的原理图。其中，模拟调光电路3由8个模拟调光电路单元并列构成，每个模拟调光电路单元由反相器U1、光电耦合器U2、运算放大器U3、U4、电阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、电容Cl、C2构成。
[0029]所述反相器Ul的输入端与MCU微控制器I的PWM信号输出端相连,反相器Ul的输出端通过电阻Rl与光电I禹合器U2的输入端相连,光电I禹合器U2的输出端通过电阻R2接地，电阻R3与电容Cl串联，电容Cl与C2并联，电阻R4与R5串联，电阻R4、R5相连的一端与运算放大器U3的正相输入端相连，运算放大器U3的反相输入端分别通过电阻R6接地、电阻R7与U3的输出端相连，运算放大器U3的输出端与运算放大器U4的正相输入端相连，运算放大器U4的反相输入端与U4的输出端相连。
[0030]继电器输出电路4也由8个继电器输出电路单元并列构成，每个继电器输出电路单元由运算放大器U5、电阻R8、R9、R1、Rll、R12、R13、压敏电阻YMR1、二极管D1、三极管Ql、继电器KDl构成。
[0031]所述运算放大器U5的正相输入端通过电阻R8与运算放大器U3的输出端相连，电阻R9与RlO串联，电阻R9、RlO相连的一端与运算放大器U5的反相输入端相连，运算放大器U5的输出端分别通过电阻Rll与电源VCC2相连、电阻R12与三极管Ql的基极相连，三极管Ql的基极通过电阻R13接地，三极管Ql的发射极接地，二极管Dl的正极与三极管Ql的集电极相连，二极管Dl的负极与电源VCC2相连，继电器KDl的输入端与三极管Ql的集电极相连，压敏电阻YMRl与继电器KDl的输出端并联。
[0032]本实施例工作原理:如图2所示，由MCU微控制器I输出PWM脉冲波，控制光电耦合器U2的通断，从而对由C1、R3构成的RC积分电路进行充放电，将矩形脉冲波转换为锯齿波，再通过电容C2滤波输出直流电平。运算放大器U3、电阻R6、R7构成同相放大电路，运算放大器U4构成电压跟随电路，该电路具有极高的输入阻抗和极低的输出阻抗，几乎不从信号源汲取电流，向负载输出电流时几乎不在电路内部引起电压降。运算放大器U5、电阻R8、R9、R10构成运算比较电路，当运算放大器U5的正相输入端的电信号趋于零时输出低电平，继电器关断，当正相输入端的电信号大于零时输出高电平，继电器导通。
[0033]上述实施例虽然对本实用新型作了比较详细的文字描述，但这些文字只是对本实用新型构思的部分描述，并不构成对带回路开关的模拟调光装置技术方案构思的限制，任何符合带回路开关的模拟调光装置技术方案构思的组合、增加或修改，均落入本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种带回路开关的模拟调光装置，包括MCU微控制器(1)、RS485通信接口(2)、模拟调光电路(3)、继电器输出电路(4)和电源模块(5)，其特征在于:所述MCU微控制器(I)分别与所述RS485通信接口( 2)和模拟调光电路(3)相连，模拟调光电路(3)与继电器输出电路(4)相连，所述电源模块(5)分别与MCU微控制器(I)、模拟调光电路(3)和继电器输出电路(4)相连。
2.根据权利要求1所述的带回路开关的模拟调光装置，其特征在于:所述模拟调光电路(3)由多个并列的模拟调光电路单元构成，每个模拟调光电路单元由反相器U1、光电耦合器U2、运算放大器U3、U4、电阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、电容Cl、C2构成； 所述反相器Ul的输入端与MCU微控制器(I)的PWM信号输出端相连，反相器Ul的输出端通过电阻Rl与光电I禹合器U2的输入端相连,光电I禹合器U2的输出端通过电阻R2接地，电阻R3与电容Cl串联，电容Cl与C2并联，电阻R4与R5串联，电阻R4、R5相连的一端与运算放大器U3的正相输入端相连，运算放大器U3的反相输入端分别通过电阻R6接地、电阻R7与U3的输出端相连，运算放大器U3的输出端与运算放大器U4的正相输入端相连，运算放大器U4的反相输入端与U4的输出端相连。
3.根据权利要求1所述的带回路开关的模拟调光装置，其特征在于:所述继电器输出电路(4)由多个并列的继电器输出电路单元构成，每个继电器输出电路单元由运算放大器U5、电阻R8、R9、R10、R11、R12、R13、压敏电阻YMR1、二极管D1、三极管Q1、继电器KDl构成； 所述运算放大器U5的正相输入端通过电阻R8与运算放大器U3的输出端相连，电阻R9与RlO串联，电阻R9、RlO相连的一端与运算放大器U5的反相输入端相连，运算放大器U5的输出端分别通过电阻RlI与电源VCC2相连、电阻R12与三极管Ql的基极相连，三极管Ql的基极通过电阻R13接地，三极管Ql的发射极接地，二极管Dl的正极与三极管Ql的集电极相连，二极管Dl的负极与电源VCC2相连，继电器KDl的输入端与三极管Ql的集电极相连，压敏电阻YMRl与继电器KDl的输出端并联。
【文档编号】H05B37/02GK204180347SQ201420602472
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】唐湘, 秦霆镐 申请人:上海大学, 上海星鸣电子科技有限公司
【专利摘要】本实用新型公开了一种带回路开关的模拟调光装置，它包括MCU微控制器、RS485通信接口、模拟调光电路、继电器输出电路和电源模块，所述MCU微控制器分别与所述RS485通信接口和模拟调光电路相连，模拟调光电路与继电器输出电路相连，所述电源模块分别与MCU微控制器、模拟调光电路和继电器输出电路相连。该装置以MCU微控制器为核心，驱动器AC回路带继电器输出电路，可以在模拟量为0V时关断驱动器的AC回路输出，保证调光的质量。同时，该装置还具备标准通信接口，能够按照约定的Modbus通信协议与上位机通信，并且每一个装置都具备地址设定功能，可以设置一个独立的8位数字地址作为通信的识别码，可以实现多装置与上位机的组网功能。
【专利说明】一种带回路开关的模拟调光装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种模拟调光装置，特别是一种带回路开关的模拟调光装置，属于智能照明控制【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前的调光技术主要有三种:PWM调光、可控硅调光和模拟调光。PWM调光是一种利用简单的数字脉冲，反复开关灯光驱动器的调光技术，但驱动器中的电感和电容容易产生声学噪声。可控硅调光是一种通过控制可控硅的导通角来实现的调光技术，但输出的功率因数低，电路的复杂度高。而模拟调光使用0-10V的模拟量来代表亮度0%-100%，通过改变一个0-10V的电压信号，从而控制灯具的亮度。模拟调光只需要一个DC电压就可以在连续调光时实现无闪烁。模拟调光技术简单，方便，成本低的特点，使其一直使用到现在。然而，传统的模拟调光装置智能化程度低，无法接入现代楼宇控制系统，且存在在模拟量为OV时无法关断驱动器的AC回路输出的问题，影响调光的输出范围和性能。
实用新型内容
[0003]本实用新型要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种带回路开关的模拟调光装置，该模拟调光装置带回路开关，可以在模拟量为OV时关断驱动器的AC回路输出，具备标准通信接口，可以实现与上位机的通信、组网功能。
[0004]为解决以上技术问题，本实用新型的构思是:
[0005]该装置以MCU微控制器为核心，驱动器AC回路带继电器输出电路，可以在模拟量为OV时关断驱动器的AC回路输出，具备标准通信接口，能够按照约定的Modbus通信协议与上位机通信，并且每一个装置都具备地址设定功能，可以实现多台装置与上位机的组网功能。
[0006]根据上述发明构思，本实用新型采取的技术方案是:
[0007]一种带回路开关的模拟调光装置，包括MCU微控制器、RS485通信接口、模拟调光电路、继电器输出电路和电源模块，其中，所述MCU微控制器分别与所述RS485通信接口和模拟调光电路相连，模拟调光电路与继电器输出电路相连，所述电源模块分别与MCU微控制器、模拟调光电路和继电器输出电路相连。
[0008]所述模拟调光电路由多个并列的模拟调光电路单元构成，每个模拟调光电路单元由反相器U1、光电耦合器似、运算放大器诎州4、电阻1?1、1?2、1?3、1?4、1?5、1?6、1?7、电容(:1、〇2构成。
[0009]所述反相器Ul的输入端与MCU微控制器的PWM信号输出端相连,反相器Ul的输出端通过电阻Rl与光电I禹合器U2的输入端相连,光电I禹合器U2的输出端通过电阻R2接地，电阻R3与电容Cl串联，电容Cl与C2并联，电阻R4与R5串联，电阻R4、R5相连的一端与运算放大器U3的正相输入端相连，运算放大器U3的反相输入端分别通过电阻R6接地、电阻R7与U3的输出端相连，运算放大器U3的输出端与运算放大器U4的正相输入端相连，运算放大器U4的反相输入端与U4的输出端相连。
[0010]所述继电器输出电路由多个并列的继电器输出电路单元构成，每个继电器输出电路单元由运算放大器U5、电阻R8、R9、R10、R11、R12、R13、压敏电阻YMR1、二极管D1、三极管Ql、继电器KDl构成。
[0011]所述运算放大器U5的正相输入端通过电阻R8与运算放大器U3的输出端相连，电阻R9与RlO串联，电阻R9、RlO相连的一端与运算放大器U5的反相输入端相连，运算放大器U5的输出端分别通过电阻Rll与电源VCC2相连、电阻R12与三极管Ql的基极相连，三极管Ql的基极通过电阻R13接地，三极管Ql的发射极接地，二极管Dl的正极与三极管Ql的集电极相连，二极管Dl的负极与电源VCC2相连，继电器KDl的输入端与三极管Ql的集电极相连，压敏电阻YMRl与继电器KDl的输出端并联。
[0012]本实用新型与现有技术相比较，具有如下显而易见的实质性特点和优点:
[0013]1.本实用新型的该装置带回路开关，可以实现在模拟量为OV时关断驱动器的AC回路输出，保证调光的质量。
[0014]2.本实用新型的该装置具备地址设定功能，可以设置一个独立的8位数字地址作为通信的识别码，可以实现多装置与上位机的组网功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型实施例带回路开关的模拟调光装置的电路结构框图。
[0016]图2为图1中的模拟调光电路单元和继电器输出电路单元的原理图。
【具体实施方式】
[0017]本实用新型的优选实施例结合【专利附图】
【附图说明】如下:
[0018]实施例一:
[0019]参见图1，本带回路开关的模拟调光装置包括MCU微控制器1、RS485通信接口2、模拟调光电路3、继电器输出电路4、电源模块5，其中，所述MCU微控制器I分别与所述RS485通信接口 2和模拟调光电路3相连，模拟调光电路3与继电器输出电路4相连，所述电源模块5分别与MCU微控制器1、模拟调光电路3和继电器输出电路4相连。
[0020]实施例二:
[0021]本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下:
[0022]所述RS485通信接口 2，用于按约定的Modbus通信协议实现所述MCU微控制器I与上位机的通信。
[0023]所述模拟调光电路3，该电路由RC积分电路、滤波电路、同相放大电路和电压跟随电路组成，用于实现0-10V模拟量输出。
[0024]所述继电器输出电路4，该电路由运算比较电路和继电器驱动电路组成，用于实现在模拟量为OV时关断驱动器的AC回路输出。
[0025]所述电源模块5，该模块包括电源转换电路，用于给模拟调光装置提供工作电源。
[0026]实施例三:
[0027]本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下:
[0028]图2所示为本实施例的模拟调光电路单元和继电器输出电路单元的原理图。其中，模拟调光电路3由8个模拟调光电路单元并列构成，每个模拟调光电路单元由反相器U1、光电耦合器U2、运算放大器U3、U4、电阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、电容Cl、C2构成。
[0029]所述反相器Ul的输入端与MCU微控制器I的PWM信号输出端相连,反相器Ul的输出端通过电阻Rl与光电I禹合器U2的输入端相连,光电I禹合器U2的输出端通过电阻R2接地，电阻R3与电容Cl串联，电容Cl与C2并联，电阻R4与R5串联，电阻R4、R5相连的一端与运算放大器U3的正相输入端相连，运算放大器U3的反相输入端分别通过电阻R6接地、电阻R7与U3的输出端相连，运算放大器U3的输出端与运算放大器U4的正相输入端相连，运算放大器U4的反相输入端与U4的输出端相连。
[0030]继电器输出电路4也由8个继电器输出电路单元并列构成，每个继电器输出电路单元由运算放大器U5、电阻R8、R9、R1、Rll、R12、R13、压敏电阻YMR1、二极管D1、三极管Ql、继电器KDl构成。
[0031]所述运算放大器U5的正相输入端通过电阻R8与运算放大器U3的输出端相连，电阻R9与RlO串联，电阻R9、RlO相连的一端与运算放大器U5的反相输入端相连，运算放大器U5的输出端分别通过电阻Rll与电源VCC2相连、电阻R12与三极管Ql的基极相连，三极管Ql的基极通过电阻R13接地，三极管Ql的发射极接地，二极管Dl的正极与三极管Ql的集电极相连，二极管Dl的负极与电源VCC2相连，继电器KDl的输入端与三极管Ql的集电极相连，压敏电阻YMRl与继电器KDl的输出端并联。
[0032]本实施例工作原理:如图2所示，由MCU微控制器I输出PWM脉冲波，控制光电耦合器U2的通断，从而对由C1、R3构成的RC积分电路进行充放电，将矩形脉冲波转换为锯齿波，再通过电容C2滤波输出直流电平。运算放大器U3、电阻R6、R7构成同相放大电路，运算放大器U4构成电压跟随电路，该电路具有极高的输入阻抗和极低的输出阻抗，几乎不从信号源汲取电流，向负载输出电流时几乎不在电路内部引起电压降。运算放大器U5、电阻R8、R9、R10构成运算比较电路，当运算放大器U5的正相输入端的电信号趋于零时输出低电平，继电器关断，当正相输入端的电信号大于零时输出高电平，继电器导通。
[0033]上述实施例虽然对本实用新型作了比较详细的文字描述，但这些文字只是对本实用新型构思的部分描述，并不构成对带回路开关的模拟调光装置技术方案构思的限制，任何符合带回路开关的模拟调光装置技术方案构思的组合、增加或修改，均落入本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种带回路开关的模拟调光装置，包括MCU微控制器(1)、RS485通信接口(2)、模拟调光电路(3)、继电器输出电路(4)和电源模块(5)，其特征在于:所述MCU微控制器(I)分别与所述RS485通信接口( 2)和模拟调光电路(3)相连，模拟调光电路(3)与继电器输出电路(4)相连，所述电源模块(5)分别与MCU微控制器(I)、模拟调光电路(3)和继电器输出电路(4)相连。
2.根据权利要求1所述的带回路开关的模拟调光装置，其特征在于:所述模拟调光电路(3)由多个并列的模拟调光电路单元构成，每个模拟调光电路单元由反相器U1、光电耦合器U2、运算放大器U3、U4、电阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、电容Cl、C2构成； 所述反相器Ul的输入端与MCU微控制器(I)的PWM信号输出端相连，反相器Ul的输出端通过电阻Rl与光电I禹合器U2的输入端相连,光电I禹合器U2的输出端通过电阻R2接地，电阻R3与电容Cl串联，电容Cl与C2并联，电阻R4与R5串联，电阻R4、R5相连的一端与运算放大器U3的正相输入端相连，运算放大器U3的反相输入端分别通过电阻R6接地、电阻R7与U3的输出端相连，运算放大器U3的输出端与运算放大器U4的正相输入端相连，运算放大器U4的反相输入端与U4的输出端相连。
3.根据权利要求1所述的带回路开关的模拟调光装置，其特征在于:所述继电器输出电路(4)由多个并列的继电器输出电路单元构成，每个继电器输出电路单元由运算放大器U5、电阻R8、R9、R10、R11、R12、R13、压敏电阻YMR1、二极管D1、三极管Q1、继电器KDl构成； 所述运算放大器U5的正相输入端通过电阻R8与运算放大器U3的输出端相连，电阻R9与RlO串联，电阻R9、RlO相连的一端与运算放大器U5的反相输入端相连，运算放大器U5的输出端分别通过电阻RlI与电源VCC2相连、电阻R12与三极管Ql的基极相连，三极管Ql的基极通过电阻R13接地，三极管Ql的发射极接地，二极管Dl的正极与三极管Ql的集电极相连，二极管Dl的负极与电源VCC2相连，继电器KDl的输入端与三极管Ql的集电极相连，压敏电阻YMRl与继电器KDl的输出端并联。
【文档编号】H05B37/02GK204180347SQ201420602472
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】唐湘, 秦霆镐 申请人:上海大学, 上海星鸣电子科技有限公司
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