基于双总线控制的灯具电源及照明系统的制作方法

1.本实用新型涉及电源技术领域，具体涉及一种基于双总线控制的灯具电源及照明系统。


背景技术：

2.现在的照明电源市场，绝大多数是恒定电流输出，如此设计的好处在于，电子方面相对简单些、成本相对低些。但是，在输出发光二极管(light emitting diode,简称led)灯为固定的情况下，整个灯的功率、亮度等参数是无法改变的。若对整个灯的功率、亮度等参数有不同需求，于是需要购买、更换其他灯具、电源等方法。为了满足不同需求，也有带可调光的灯具；或是可以给灯具配置控制信息，以调整电子参数来实现不同需求的产品。当然，带可调光的产品，相对成本较高；而可给灯具配置控制信息以调整电子参数来实现不同客户的不同需求的产品，相对成本介于常规产品与可调光产品之间。
3.现有可给灯具配置控制信息/数据的产品电子架构100如图1所示，在给灯具电子配置控制信息/数据时，是需要额外配置(或引入)单独的两根信息/数据线(其只是配置控制信息之用)，控制器通过这两根信息/数据线给灯具电子配置控制信息/数据。
4.如图1所示，单独的两根用于给灯具配置控制信息的线，只是在给灯具配置控制信息/数据之时会被使用，而在其他时间均不会被使用，其利用率很低；而且存在生产适配、现场安装人员容易将输入线、输出线、配置线这些线混淆的风险(也就是说，若电源引出线越多越容易使得生产适配、现场安装人员产生混淆)；此外该方式还增加了工作量(例如，为了避免这两根配置控制信号线或与输入线/输出线等其他线发生碰线，需要完成包扎等防护措施)；而且若灯具为防水等级高的产品，若具有越多的端口，则也会给产品的防水性能带来更大的难度与风险。
5.因此，需要对现有技术问题提出解决方法。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于，本实用新型实施例提供一种基于双总线控制的灯具电源及照明系统，其旨在通过火线/零线(即l/n)双线以实现直接给灯具配置控制信息/数据，无需额外配置(或引入)两根信号/数据线，从而能够简化整个灯具电源的结构、降低成本、减轻生产人员的工作量(即提高生成率)，而且也能够减轻现场安装人员的工作量。
7.根据本实用新型的第一方面，本实用新型实施例提供一种基于双总线控制的灯具电源，包括用于提供交流电的输入模块、用于将输入的交流电转化为直流电的整流模块、用于控制负载驱动的驱动模块，所述输入模块、所述整流模块和所述驱动模块通过双总线连接，所述灯具电源还包括：检测模块，用于获取并检测所述整流模块所输出的总线电压；数据传输模块，用于传输配置控制信息；控制模块，用于当所述检测模块检测到总线电压小于第一预设电压时，发送开启信号至所述数据传输模块，以接收所述数据传输模块所提供的配置控制信息；其中，所述检测模块和所述数据传输模块分别通过各自的接线相应地连接
至所述双总线，使得所述检测模块和所述数据传输模块均与所述整流模块连接。
8.可选地，所述数据传输模块默认为关闭状态。
9.可选地，所述控制模块可依附于所述驱动模块设置或分离于所述驱动模块设置。
10.可选地，所述灯具电源还包括滤波模块，所述滤波模块设置于所述输入模块和所述整流模块之间，用于滤波交流电。
11.可选地，所述灯具电源还包括功率因素校正模块，所述功率因素校正模块设置于所述整流模块和所述驱动模块之间，用于调整所述驱动模块所接收的功率因素。
12.可选地，所述灯具电源还包括供电模块，所述供电模块通过相应的接线连接至所述双总线，使得所述供电模块与所述整流模块连接；所述供电模块用于将所述整流模块所提供的总线电压调整为供电电压，以给所述控制模块供电。
13.可选地，所述控制模块还用于当所述检测模块检测到总线电压大于或等于第一预设电压时，发送关闭信号至所述数据传输模块，以使所述数据传输模块进入关闭状态。
14.可选地，所述控制模块还用于在接收到所述数据传输模块所提供的配置控制信息之后，根据所述配置控制信息发送控制信号至所述驱动模块，以使所述驱动模块响应于所述控制信号而驱动输出模块中的负载，其中所述输出模块通过双总线与所述驱动模块连接。
15.可选地，所述控制模块包括：微控制器、第一稳压管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一开关管、第二开关管和第一电容；所述第一稳压管的第一端与所述控制模块的输入端连接，所述第一稳压管的第二端分别与所述第一电阻的第一端和第三电阻的第一端连接；所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第一端和所述微控制器的第一引脚连接；所述第二电阻的第一端与所述微控制器的第一引脚连接，所述第二电阻的第二端接地；所述第三电阻的第二端分别与所述第一开关管的控制端和所述第四电阻的第一端连接；所述第四电阻的第一端与所述第一开关管的控制端连接，所述第四电阻的第二端接地；所述第一开关管的第一端分别与所述第六电阻的第一端和所述第二开关管的控制端连接，所述第一开关管的第二端接地；所述第六电阻的第一端与所述第二开关管的控制端连接，所述第六电阻的第二端与所述微控制器的第二引脚连接；所述第二开关管的第一端与所述第五电阻的第一端连接，所述第二开关管的第二端与所述第七电阻的第一端连接；所述第五电阻的第二端与所述控制模块的输入端连接；所述第七电阻的第二端接地；所述微控制器的第七引脚接地，所述微控制器的第八引脚与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端接地。
16.可选地，所述灯具电源还包括连接于双总线的程序数据模块，所述程序数据模块包括具有烧录器的电路，所述烧录器用于通过广播式协议对多个微控制器执行烧录程序的操作，其中每一个微控制器集成于所述驱动模块的相应的驱动器中。
17.根据本实用新型的另一方面，本实用新型一实施例提供了一种照明系统，其包括本实用新型任一实施例所述的灯具电源以及与所述灯具电源相连的灯具。
18.本实用新型实施例所述基于双总线控制的灯具电源通过火线零线(即l/n)双线以实现直接给灯具或产品或设备配置控制信息/数据，无需额外配置(或引入)两根信号/数据线，从而能够简化结构，降低安全风险，而且能够减少线材，降低接错线的风险，以及减轻生产人员和现场安装人员的工作量。本实用新型实施例所述的照明系统亦是如此。
附图说明
19.下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式详细描述，将使本实用新型的技术方案及其它有益效果显而易见。
20.图1为现有的灯具电源的架构示意图。
21.图2为本实用新型一实施例所提供的一种基于双总线控制的灯具电源的架构示意图。
22.图3为本实用新型所述实施例的基于双总线控制的灯具电源处于配置控制信息时的走线示意图。
23.图4为本实用新型所述实施例的基于双总线控制的灯具电源处于正常工作时的走线示意图。
24.图5为图2所示的控制模块的电路连接示意图。
25.图6为本实用新型另一实施例中的基于双总线控制的灯具电源的架构示意图。
26.图7为本实用新型一实施例所提供的一种照明系统的架构图。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.文中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
31.图2为本实用新型一实施例所提供的一种基于双总线控制的灯具电源的架构示意图。图3为本实用新型所述实施例的基于双总线控制的灯具电源处于配置控制信息时的走线示意图。图4为本实用新型所述实施例的基于双总线控制的灯具电源处于正常工作时的走线示意图。
32.参阅图2至图4所示，本实用新型一实施例提供了一种基于双总线控制的灯具电源200，其包括用于提供交流电的输入模块210、用于将输入的交流电转化为直流电的整流模
块230、用于控制负载驱动的驱动模块250，所述输入模块210、所述整流模块230和所述驱动模块250通过双总线500连接，所述灯具电源200还包括：检测模块280，用于获取并检测所述整流模块230所输出的总线电压；数据传输模块300，用于传输配置控制信息；控制模块260，用于当所述检测模块280检测到总线电压小于第一预设电压时，发送开启信号至所述数据传输模块300，以接收所述数据传输模块300所提供的配置控制信息；其中，所述检测模块280和所述数据传输模块300分别通过各自的接线(如图2所示的510，530)相应地连接至所述双总线500，使得所述检测模块280和所述数据传输模块300均与所述整流模块230连接。
33.需说明的是，本文中所述的双总线500是指火线和零线(l/n)双总线，配置控制数据线为用于配置控制信息的接线或用于配置控制数据的接线这两者的简称，即表示该线可以传输所配置的控制信息，也可以传输所配置的控制数据，下文相同。
34.本实用新型所述基于双总线控制的灯具电源200通过火线/零线(即l/n)双线以实现直接给灯具或产品或设备配置控制信息/数据，无需额外配置(或引入)两根信号/数据线，从而能够简化结构，降低安全风险，而且能够减少线材，降低接错线的风险，以及减轻生产人员和现场安装人员的工作量。
35.以下将结合附图进一步描述基于双总线控制的灯具电源200。
36.具体地，所述输入模块210用于提供交流电。所述整流模块230可以包括整流电路231，用于将输入的交流电转化为直流电，并且为下文所述的检测模块280、供电模块290及数据传输模块300提供总线电压。所述驱动模块250可以包括驱动pwm(脉冲宽度调制)电路，用于通过一系列脉冲的宽度进行调制，以等效地获得所需要的波形(含形状和幅值)，从而控制负载驱动。所述输入模块210、所述整流模块230和所述驱动模块250通过双总线500连接。其中所述输入模块210连接至所述整流模块230之间的双总线500也可以称为主电输入线。
37.在一些实施例中，在所述输入模块210和所述整流模块230之间还设置有滤波模块220，所述滤波模块220通过双总线500分别与所述输入模块210和所述整流模块230连接。所述滤波模块220可以包括滤波电路221，用于滤波交流电。
38.在一些实施例中，在所述整流模块230和所述驱动模块250之间还设置有功率因素校正模块240，所述功率因素校正模块240通过双总线500分别与所述整流模块230和所述驱动模块250连接。所述功率因素校正模块240包括功率因素校正电路241，用于调整所述驱动模块250所接收的功率因素pf。
39.在本实施例中，所述灯具电源200还包括供电模块290，所述供电模块290通过相应的接线连接至所述双总线500，使得所述供电模块290与所述整流模块230连接。换言之，所述供电模块290通过从双总线500所引出的接线520(相当于总线)与所述整流模块230连接。所述供电模块290可以包括供电电路291，用于将所述整流模块230所提供的总线电压调整为供电电压，以给所述控制模块260供电。
40.继续参阅图2至图4所示，所述灯具电源200还包括：检测模块280和数据传输模块300。其中，所述检测模块280可以包括检测电路281，用于获取并检测所述整流模块230所输出的总线电压。所述数据传输模块300可以包括数据传输控制电路301，用于传输配置控制信息。
41.其中，所述检测模块280和所述数据传输模块300分别通过各自的接线相应地连接
至所述双总线500，使得所述检测模块280和所述数据传输模块300均与所述整流模块230连接。换言之，所述检测模块280通过从双总线500所引出的接线510(相当于总线)与所述整流模块230连接。同样，所述数据传输模块300通过从双总线500所引出的接线530(相当于总线)与所述整流模块230连接。由于双总线500为已安装的线路，且从双总线500引出接线比较容易，安装/连接比较方便，因此，相较于现有技术中通过设置专属的配置控制数据线相比，本实用新型所述灯具电源200如此设计，能够简化结构，降低安全风险，而且能够减少线材，降低接错线的风险，以及减轻生产人员和现场安装人员的工作量。
42.继续参阅图2至图4所示，所述控制模块260用于当所述检测模块280检测到总线电压小于第一预设电压时，发送开启信号至所述数据传输模块300，以接收所述数据传输模块300所提供的配置控制信息；所述控制模块260还用于当所述检测模块280检测到总线电压大于或等于第一预设电压时，发送关闭信号至所述数据传输模块300，以使所述数据传输模块300进入关闭状态。
43.具体地，所述数据传输模块300默认为关闭状态。如图3所示，当控制模块260中的微控制器261(或称微控制单元，即mcu)通过检测模块280检测到总线电压小于第一设定值时，微控制器261可以发送一开启信号至所述数据传输模块300，以开启数据传输控制电路301，使其工作，之后，数据传输控制电路301可以将配置控制信息传送给微控制器261，从而使得微控制器261可以根据配置控制信息进行配置操作，下文将进一步说明。而如图4所示，当微控制器261通过检测模块280检测到总线电压大于或等于第一设定值时，微控制器261可以发送一关闭信号(或者一空置信号)至所述数据传输模块300，以使数据传输控制电路301处于关闭状态，同时断开微控制器261与数据传输控制电路301之间的线路。当控制模块260中的微控制器261在接收到所述数据传输模块300所提供的配置控制信息之后，根据所述配置控制信息发送控制信号至所述驱动模块250，以使所述驱动模块250响应于所述控制信号而驱动输出模块270中的负载，其中所述输出模块270通过双总线500与所述驱动模块250连接。由于配置控制信息可以根据不同的需求而相应定制，因此，微控制器261根据这些不同的配置控制信息来控制所述驱动模块250中的驱动pwm电路251，使得驱动pwm电路251配合微控制器261一起工作时可以输出相应的输出参数，从而能够满足不同客户的不同需求。
44.如上文所述，在本实施例中，第一设定值可以为9v，在其他部分实施例中，第一设定值可以为其他的低电压值，不仅仅限于9v。而在本实施例中，大于第一设定值的总线电压可以例如为36v。
45.需说明的是，所述控制模块260可依附于所述驱动模块250设置或分离于所述驱动模块250设置。在本实施例中，所述控制模块260依附于所述驱动模块250设置，即这两个模块集成在一起而形成一体(如图2虚线所示)。具体的，控制模块260中的微控制器261可以集成于驱动模块250中的驱动器(图中未示)，如此设计，可以节省电路版图的面积，而且也可以降低材料成本。
46.图5为图2所示的控制模块260的电路连接示意图。
47.参阅图5所示，在本实施例中，所述控制模块260可以具体包括：微控制器261、第一稳压管zd1、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第一开关管q1、第二开关管q2和第一电容c1。所述第一稳压管zd1的第一端与
所述控制模块260的输入端连接，所述第一稳压管zd1的第二端分别与所述第一电阻r1的第一端和第三电阻r3的第一端连接。所述第一电阻r1的第二端分别与所述第二电阻r2的第一端和所述微控制器261的第一引脚连接。所述第二电阻r2的第一端与所述微控制器261的第一引脚连接，所述第二电阻r2的第二端接地gnd。所述第三电阻r3的第二端分别与所述第一开关管q1的控制端和所述第四电阻r4的第一端连接。所述第四电阻r4的第一端与所述第一开关管q1的控制端连接，所述第四电阻r4的第二端接地gnd。所述第一开关管q1的第一端分别与所述第六电阻r6的第一端和所述第二开关管q2的控制端连接，所述第一开关管q1的第二端接地gnd。所述第六电阻r6的第一端与所述第二开关管q2的控制端连接，所述第六电阻r6的第二端与所述微控制器261的第二引脚连接。所述第二开关管q2的第一端与所述第五电阻r5的第一端连接，所述第二开关管q2的第二端与所述第七电阻r7的第一端连接。所述第五电阻r5的第二端与所述控制模块260的输入端连接。所述第七电阻r7的第二端接地gnd。所述微控制器261的第七引脚接地gnd，所述微控制器261的第八引脚与所述第一电容c1的第一端连接，所述第一电容c1的第二端接地gnd。
48.在上述电路中，第一稳压管zd1用于保护微控制器261。第一电阻r1和第二电阻r2可以对总线电压进行分压操作，以得到ttl电平信号，并提供给微控制器261的第一引脚(即接收引脚，如图5所示的p34引脚，其用于接收srxd信号)。其中，ttl(晶体管-晶体管逻辑)电平信号以二进制来表示，例如低电平信号相当于逻辑“0”信号，高电平信号相当于逻辑“1”信号。
49.进一步而言，在控制模块260的微控制器261检测到总线电压小于第一设定值时，微控制器261可以发送一开启信号至所述数据传输模块300，使得数据传输控制电路301进入开启状态。接着,通过总线输入高电平信号,例如为36v时,第三电阻r3和第四电阻r4的公共节点的电位较高，使得第一开关管q1进入导通状态，此时微控制器261的第二引脚(该第二引脚为发送引脚，如图5所示的p35引脚，其用于发送stxd信号)、第六电阻r6和第一开关管q1之间形成导通，这个过程中相当于通过第一开关管q1的控制，所述微控制器261的第一引脚(该第一引脚为接收引脚)的电位实现由低电位至高电位(即由“0”至“1”)的变化，据此可以通过总线向微控制器261传输配置控制信息/数据。当总线电压被控制拉低,即总线输入低电平信号,例如小于9v时，第三电阻r3和第四电阻r4的公共节点的电位较低，使得第一开关管q1为截止状态，此时微控制器261的第二引脚、第六电阻r6和第二开关管q2之间形成导通，这个过程相当于通过第二开关管q2的控制，使得微控制器261通过总线回传数据，这样就能够实现总线与微控制器261之间的双向通讯。
50.因此，通过上述的电路设计，可以实现微控制器261通过检测模块280检测到总线电压小于第一设定值时，微控制器261可以发送一开启信号至所述数据传输模块300，以开启数据传输控制电路301，使其工作。之后利用微控制器261引脚所接收的逻辑“0”信号至逻辑“1”信号的变化,以实现通过总线给微控制器261传输信息,微控制器261随之也可以回传数据至总线。进一步地,总线与微控制器261之间可以通过特定的时序和协议进行通讯,从而实现数据的交互。因此，微控制器261根据不同的配置控制信息来控制所述驱动模块250中的驱动pwm电路251，使得驱动pwm电路251配合微控制器261一起工作时可以输出相应的输出参数，从而能够满足不同客户的不同需求。
51.本实用新型所述灯具电源200通过如此配置和设计,可以实现直接给灯具或产品
或设备配置控制信息/数据，无需额外配置两根信号/数据线，从而能够简化结构，降低安全风险，而且能够减少线材，降低接错线的风险，以及减轻生产人员和现场安装人员的工作量。
52.在一些实施例中，微控制器261接收到数据传输控制电路301所发送的配置控制信息后，并根据配置控制信息，对相对应的负载271(例如灯具)的配置控制信息(例如灯具的工作参数、灯具的地址信息等)进行在线更新，从而避免现有技术中需拆卸相关灯具及相关驱动器的情况，而且能够达到节省人力和物力的效果。
53.如图6所示，在一些实施例中，灯具电源200还包括程序数据模块400。程序数据模块400连接于双总线(即本文中的火线零线双线)。程序数据模块400包括具有烧录器401的电路，用于对集成于驱动器的微控制器261执行烧录程序操作，即可以烧写入与负载相关的参数或数据(例如灯具的地址信息、灯具的点亮/熄灭间隔周期时长等)，也可以烧写入与配置控制信息关联的信息或数据。进一步地，当微控制器261的数量为多个时，烧录器可以与集成微控制器261的多个驱动器相连，每一个驱动器对应一个微控制器261。烧录器401可以采用广播式协议来执行烧录程序操作，以实现对每一个微控制器的同时烧录，或者对指定微控制器的定向烧录，这样能够提高烧录效率。此外，在对同一类型微控制器烧录不同程序时，可以采用应答式协议来执行烧录程序操作，从而能够保证烧写数据的正确性。其中，烧录器401与微控制器261之间的双向通讯的工作机制可以采用类似于上文所述的总线与微控制器261之间的双向通讯的工作机制，即利用总线电压的变化(即高低电压的变化)来传输数据(例如烧录数据)或信息，当总线电压由低电压变为高电压时，从烧录器传输烧写数据至微控制器，而当总线电压低于预设值时(即总线输入低电平信号)，于是微控制器261通过总线回传数据，这样就能够实现烧录器与微控制器261之间的双向通讯。当然，烧录器401与微控制器261之间的通信方式也不限于此。这样，灯具电源200通过烧录器401和集成于驱动器的微控制器261，可以实现一个烧录器对应多个led驱动器的配置模式，从而提高了配置效率，而且节省人力和物力。
54.基于同一个技术构思,本实用新型一实施例还提供一种照明系统1000。
55.图7为本实用新型一实施例所提供的一种照明系统的架构图。
56.参阅图7所示，本实用新型实施例中的照明系统1000包括上文任意实施例所述的基于双总线控制的灯具电源200以及与灯具电源200相连的灯具500。其中，所述灯具电源200的具体结构和功能，请参阅上文的详述，在此不再赘述。所述灯具500可以为led灯具，但不限于此，也可以为与灯具电源200相配套的其他照明灯具。
57.本实用新型所述照明系统也能够通过火线/零线双线以实现直接给灯具配置控制信息/数据，无需额外配置两根信号/数据线，从而能够简化整个照明系统的结构，而且也能够降低成本。
58.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
59.以上对本实用新型实施例所提供的一种基于双总线控制的灯具电源及照明系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部
分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例的技术方案的范围。