一种HID驱动的逐级调光电路的制作方法

本实用新型涉及电子信息
技术领域：
，尤其涉及一种hid驱动的逐级调光电路。
背景技术：
：现有的调光技术主要有三种，分别为：1、现有调压调光法,由于其调光深度较低，在调光范围要求不高的情况下，为一种简单易行的电路，控制也比较简单。但是在大部分情况下都不能满足调光要求。2、现有调相调光法是通过调整全桥电路中4个功率开关管的导通时间，使之在串联电路产生不同的电压有效值，从而改变hid灯输出功率。这种调光法不适用于半桥逆变电路。3、现有调占空比调光法是通过调节半桥逆变电路的占空比，从而改变hid灯输出功率。这种调光法会造成输出的灯电流波峰因数很大(波峰因数即峰值与有效值之比)，对灯寿命有严重的影响。可见现有技术的缺点如下：1、调光范围不宽：使用调压调光法是在交流输入端通过triac触发控制输入电流的相位，降低电压有效值，达到调光目的。但这种电路没有有源功率因数校正，电流畸变很大，且由于灯的工作电压范围受限，输入电压的有效值不能很低，所以调光范围也不宽。2、易影响灯的寿命：使用调占空比调光法会造成灯管中的离子运动距离不完全与电流积分成正比，在这样的激励下,大部分离子仍然会往一个方向运动,灯会有严重的极化现象。同时输出的灯电流波峰因数会很大(波峰因数即峰值与有效值之比)，对灯寿命有严重的影响。技术实现要素：本实用新型的目的在于提供一种hid驱动的逐级调光电路。本实用新型采用的技术方案是：一种hid驱动的逐级调光电路，其包括单片机、调节半桥逆变电路控制器，单片机具有rtc定时器提供精确的实时时间，单片机基于实时时间确定是否进行逐级调光，单片机提供逐级调光所需的调光数据包，单片机基于调光数据包控制dac通道的输出电压的大小；半桥逆变电路控制器提供输出脉冲驱动hid灯，半桥逆变电路控制器的输出脉冲的频率大小与单片机dac通道的输出电压大小成反比，hid灯的输出功率与半桥逆变电路控制器输出脉冲的频率的大小成反比，单片机通过逐级调节dac通道的输出电压实现hid灯的逐级调光；单片机的一个dac通道的输出端连接三极管的基极，单片机的该dac通道的输出电压为可变电压，单片机通过其adc采样通道检测获取该dac通道的输出电压，三极管的发射极通过一可变电阻连接半桥逆变电路控制器的rt引脚，三极管的集电极接地，半桥逆变电路控制器的ct引脚通过一电容接地。进一步地，单片机的dac通道的输出端通过一保护电阻连接三极管的基极。进一步地，保护电阻的取值位2kω。进一步地，逐级调光数据包分为由大至小分为至少八级调光数据包。进一步地，电容的容值为3300pf，三极管的型号为s9015。进一步地，单片机的该dac通道的输出可变电压范围为1.2v～2v。进一步地，单片机采用stm32f103rct6单片机，半桥逆变电路控制器的型号为sg3525。进一步地，所述单片机还与一光敏传感器电连接，光敏传感器探测当前环境的光强。进一步地，本实用新型还公开了一种hid驱动的逐级调光方法，其包括以下步骤：步骤1，单片机通过rtc定时器提供精确的实时时间，步骤2，单片机基于当前时间所处时间段分段控制hid灯；当前时间在早上7点和下午6点之间时，执行步骤3，当前时间在下午6点和凌晨0点之间时，开启hid灯且全功状态工作，并执行步骤1；当前时间在凌晨0点和早上7点之间时，执行步骤4进行逐级调光；步骤3，单片机通过光敏传感器探测当前光照强度并判断光照强度是否大于设定的开灯光强；当光照强度小于或等于开灯光强时，开启hid灯且全功状态工作，并执行步骤1；当光照强度大于开灯光强时，则保持hid灯关闭并执行步骤1；步骤4，单片机逐级调光数据包由大至小分为至少八级调光，在一小时内使灯逐级达到半功状态；步骤5，单片机基于当前调光数据包的调光等级执行对应阶段调光动作并通过dac通道输出对应的输出电压，步骤6，半桥逆变电路控制器基于步骤5输出电压的输出对应阶段的频率使得hid灯功率达到目标功率，并执行步骤1。进一步地，步骤3中开灯光强为20。本实用新型采用以上技术方案，采用调频调光法调节hid灯的功率从而实现逐级调光。应用单片机stm32f103rct6的rtc实时时钟检测得到精确的时间，结合hid驱动电路，可定时对特定时段(如半夜)将hid驱动电路的输出功率在一定时间内逐级降低到50％。不仅能避免灯光亮度突变造成的人眼不适，还能减少因路面人员稀少而造成的照明能源浪费。附图说明以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明；图1为本实用新型一种hid驱动的逐级调光电路的结构示意图；图2为本实用新型的hid灯功率减小方式示意图；图3为本实用新型的hid灯功率增大方式示意图；图4为本实用新型对应八级调光时的流程示意图；图5为本实用新型的rt输入电压与hid灯输出功率与频率关系图。具体实施方式如图1-5之一所示，本实用新型一种hid驱动的逐级调光电路，其包括单片机、调节半桥逆变电路控制器，单片机具有rtc定时器提供精确的实时时间，单片机基于实时时间确定是否进行逐级调光，单片机提供逐级调光所需的调光数据包，单片机基于调光数据包控制dac通道的输出电压的大小；半桥逆变电路控制器提供输出脉冲驱动hid灯，半桥逆变电路控制器的输出脉冲的频率大小与单片机dac通道的输出电压大小成反比，hid灯的输出功率与半桥逆变电路控制器输出脉冲的频率的大小成反比，单片机通过逐级调节dac通道的输出电压实现hid灯的逐级调光；如图1所示，单片机的一个dac通道的输出端连接三极管的基极，单片机的该dac通道的输出电压为可变电压，单片机通过其adc采样通道检测获取该dac通道的输出电压，三极管的发射极通过一可变电阻连接半桥逆变电路控制器的rt引脚，三极管的集电极接地，半桥逆变电路控制器的ct引脚通过一电容接地。进一步地，单片机的dac通道的输出端通过一保护电阻连接三极管的基极。进一步地，保护电阻的取值位2kω。进一步地，逐级调光数据包分为由大至小分为至少八级调光数据包。进一步地，电容的容值为3300pf，三极管的型号为s9015。进一步地，单片机的该dac通道的输出可变电压范围为1.2v～2v。进一步地，单片机采用stm32f103rct6单片机，半桥逆变电路控制器的型号为sg3525。进一步地，所述单片机还与一光敏传感器电连接，光敏传感器探测当前环境的光强。进一步地，本实用新型还公开了一种hid驱动的逐级调光方法，其包括以下步骤：步骤1，单片机通过rtc定时器检测实时时间，步骤2，单片机基于当前时间所处时间段分段控制hid灯；当前时间在早上7点和下午6点之间时，执行步骤3，当前时间在下午6点和凌晨0点之间时，开启hid灯且全功状态工作，并执行步骤1；当前时间在凌晨0点和早上7点之间时，执行步骤4进行逐级调光；步骤3，单片机通过光敏传感器探测当前光照强度并判断光照强度是否大于设定的开灯光强；当光照强度小于或等于开灯光强时，开启hid灯且全功状态工作，并执行步骤1；当光照强度大于开灯光强时，则保持hid灯关闭并执行步骤1；步骤4，单片机向上位机请求逐级调光数据包，逐级调光数据包由大至小分为至少八级调光，在一小时内使灯逐级达到半功状态；步骤5，单片机基于当前调光数据包的调光等级执行对应阶段调光动作并通过dac通道输出对应的输出电压，步骤6，半桥逆变电路控制器基于步骤5输出电压的输出对应阶段的频率使得hid灯功率达到目标功率，并执行步骤1。进一步地，步骤3中开灯光强为20。下面就本实用新型的具体工作原理做详细的说明：逐级调光电路主要是通过调节hid灯的功率来达到调光的目的，hid输出功率由半桥逆变电路控制器芯片sg3525的输出频率决定，如图1所示，sg3525的输出频率可通过调节sg3525第6脚(rt)的接入电阻来改变输出频率。具体地，实现hid灯功率的减小如图2所示，增大hid灯功率如图3所示，两者均与控制sg3525的rt脚有关，通过控制单片机stm32dac的输出来影响pnp管s9015放大区，从而使rt脚接入的可变电阻发生变化，即为rt脚的可变电阻区。rt脚的可变电阻区的改变直接或间接影响hid灯的输出功率。因此，通过控制dac输出调节sg3525rt脚可变电阻区的值，此功率调节方式为逐级调光。如图1所示，单片机stm32f103rct6的rtc实时时钟检测得到精确的时间，结合hid驱动电路，可定时对特定时段(如半夜)将hid驱动电路的输出功率在一定时间内逐级降低到50％，不仅能避免灯光亮度突变造成的人眼不适，还能减少因路面人员稀少而造成的照明能源浪费。利用stm32内部dac的通道1来输出电压，通过adc1的通道1采集dac的输出电压，将dac的输出电压作为三极管s9015的基极输入电压，dac输出电压不同会影响三极管的放大区，从而改变sg3525的rt脚的可变电阻区的值，三极管起到电流放大作用。增加单片机dac输出电压，电路中的电流增大，rt脚的可变电阻区的值减小，sg3525输出频率减小，hid灯的输出功率随之增大，从而变亮。反之，减少单片机dac输出电压，电路中的电流减小，rt脚的可变电阻区的值变大，sg3525输出频率增大，hid灯的输出功率减小，从而变暗。通过单片机dac控制输出电压的大小，从而达到调光的目的。单片机dac输出电压经测试在2v～1.2v之间，输出电压为2v，hid灯功率为全功状态，输出电压为1.2v，hid灯功率为半功状态。如图4所示，逐级调光主要是通过控制单片机stm32dac的输出来影响pnp管s9015放大区，从而改变sg3525rt脚的可变电阻区，调节hid驱动的输出功率进行调光。由于生活中电网电压起伏很大，在电网电压高时，与电感镇流器配合工作的hid灯功率变大，寿命减小。在用电量比较小的后半夜，照度不需要这么高，从节约能源方面考虑，设置在特定时段(如半夜)逐级降低hid灯的功率到半功状态。终端由rtc实时监控，系统进入初始化后，判断当前时刻处在哪个时间段，若时间在早上7点到傍晚6点，由光敏传感器实时监控光照强度，当光照强度<＝20,说明此时是阴天或傍晚，可提前开启hid灯；若是晚上18时到凌晨，人流量处于高峰期时，hid灯达到全功状态；凌晨之后进行逐级调光达到半功状态。逐级调光测试结果:通过控制单片机stm32dac的输出来影响pnp管s9015放大区，从而改变sg3525rt脚的可变电阻区。因此，调节sg3525的rt脚的可变电阻区可以直接或间接影响到hid灯的输出功率和频率。由表1和图3可以得出：(1)rt输入电压增大，hid灯输出功率随之增大，输出频率减小；反之，rt输入电压减小，hid灯输出功率随之减小，输出频率增大；(2)rt输入电压与hid灯输出电压呈一定线性关系。(3)rt输入电压为2v时,hid灯为全功状态；rt输入电压为1.2v时，hid灯为半功状态。表1rt输入电压与hid灯输出功率与频率对照表rt输入电压(v)hid灯输出功率(w)hid灯输出频率(khz)225030.91.9248.433.11.8242.434.91.7222.436.51.6198.537.71.5180.5401.415741.81.3140.843.91.212546.3本实用新型采用以上技术方案，采用单片机stm32f103rct6的rtc实时时钟检测得到精确的时间，结合hid驱动电路，可定时对特定时段(如半夜)将hid驱动电路的输出功率在一定时间内逐级降低到50％。不仅能避免灯光亮度突变造成的人眼不适，还能减少因路面人员稀少而造成的照明能源浪费。并采用调频调光法来调节hid灯的功率从而实现逐级调光，hid输出功率由sg3525的输出频率决定，sg3525的输出频率与rt脚的可变电阻区的值有关。因此，本实用新型通过控制单片机stm32dac的输出来影响pnp管s9015放大区，从而改变sg3525rt脚的可变电阻区。进而，通过控制dac输出来调节sg3525rt脚的可变电阻区的值，增加单片机dac输出电压，电路导通电流增大，rt脚的可变电阻区的值减小，sg3525输出频率减小，hid灯的输出功率随之增大，从而变亮。反之，减少单片机dac输出电压，电路导通电流减小，rt脚的可变电阻区的值变大，sg3525输出频率增大，hid灯的输出功率减小，从而变暗。本实用新型的采用调频调光法调节sg3525rt脚的可变电阻区的值从而改变sg3525的输出频率，hid灯的输出频率也随之变化,达到逐级调光的目的，较容易实现。当前第1页12