信号转换电路、灯控器及照明控制系统的制作方法

1.本发明涉及led技术领域，尤其涉及信号转换电路、灯控器及照明控制系统。


背景技术：

2.随着科技日新月异，照明智能技术的高速发展，led智能照明逐渐成为绿色照明的主流。相应地，led在技术、功耗节能以及可利用率环保上都远远优于传统的照明产品。
3.市面的led灯具大多属于常规系列，主要用于照明，功能比较单一。然而，随着照明技术的深入，人们对照明的功能需求越来越多；其中，带调光控制功能的led灯具越来越被人们所青睐。
4.目前，市面上比较通用的调光技术有pwm调光、可控硅调光及0-10v/1-10v调光。但是，pwm调光技术存在信号长距离传输的失真问题，而0-10v/1-10v调光技术存在0-10v调光设备接入智能平台问题。
5.因此，对在一些场景下需要将不同的调光信号进行转换，有利于实现对应照明系统的控制和整合市面上的资源，增加通用性。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题在于，提供一种信号转换电路、灯控器及照明控制系统，可可精准的把pwm信号转换为电压调光信号。
7.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种信号转换电路，包括：积分电路、信号反馈电路、比对电路、电平转换电路及输出电路；所述积分电路的输入端连接pwm信号，所述积分电路的输出端连接所述对比电路的第一输入端，所述积分电路用于将所述pwm信号转换为直流信号并将所述直流信号输出至所述比对电路；所述信号反馈电路的输出端连接所述对比电路的第二输入端，所述信号反馈电路用于将反馈信号输出至所述对比电路；所述比对电路的输出端连接所述电平转换电路的输入端，所述比对电路用于根据所述直流信号及反馈信号向所述平转换电路输出电流信号；所述电平转换电路的输出端分别连接所述信号反馈电路的输入端及所述输出电路的输入端，所述电平转换电路用于根据所述电流信号生成反馈信号并将所述反馈信号通过所述信号反馈电路输出至所述对比电路以调整所述比对电路输出的电流信号，所述电平转换电路还用于将所述电流信号转为电压调光信号并将所述电压调光信号通过所述输出电路输出。
8.作为上述方案的改进，所述电平转换电路包括第一开关管及第二开关管；所述第一开关管的触发端连接所述对比电路输出端，所述第一开关管的第一端连接电源，所述第一开关管的第二端连接所述第二开关管的触发端；所述第二开关管的第一端接地，所述第二开关管的第二端分别连接所述信号反馈电路的输入端及所述输出电路的输入端。
9.作为上述方案的改进，所述电平转换电路包括第一开关管及第二开关管；所述第一开关管的第二端分别连接所述对比电路输出端及电源，所述第一开关管的第一端连接所述第二开关管的触发端；所述第二开关管的第一端接地，所述第二开关管的第二端分别连
接所述第一开关管的触发端、所述信号反馈电路的输入端及所述输出电路的输入端。
10.作为上述方案的改进，所述电平转换电路包括第一开关管及第二开关管；所述第一开关管的触发端连接所述对比电路输出端，所述第一开关管的第二端连接电源，所述第一开关管的第一端分别连接所述信号反馈电路的输入端及所述输出电路的输入端；所述第二开关管的触发端连接所述对比电路输出端，所述第二开关管的第二端接地，所述第二开关管的第一端分别连接所述信号反馈电路的输入端及所述输出电路的输入端。
11.作为上述方案的改进，所述比对电路包括运算放大器，所述运算放大器的第一输入端连接所述积分电路的输出端，所述运算放大器的第二输入端连接所述信号反馈电路的输出端，所述运算放大器的输出端连接所述电平转换电路的输入端。
12.作为上述方案的改进，所述信号反馈电路包括电阻组，所述电阻组包括至少一个电阻，所述电阻组的一端与所述电平转换电路的输出端连接，所述电阻组的另一端与所述比对电路的第二输入端连接。
13.作为上述方案的改进，所述积分电路包括第二电容、第三电容、第七电阻及第八电阻，所述第八电阻的一端通过所述第七电阻连接pwm信号并通过所述第三电容接地，所述第八电阻的另一端连接所述比对电路的第一输入端并通过所述第二电容接地。
14.作为上述方案的改进，所述输出电路包括第三电阻、第五电阻、第一电容及稳压二极管，所述第五电阻的一端连接所述电平转换电路的输出端，所述第五电阻的另一端通过所述第一电容接地、通过第所述稳压二极管接地并通过所述第三电阻连接电源。
15.相应地，本发明还提供了一种灯控器，包括信号接收器、信号解析器及上述信号转换电路，所述信号接收器、信号解析器及信号转换电路依次连接；所述信号接收器用于接收控制信号，并将所述控制信号发送至所述信号解析器；所述信号解析器用于解析所述控制信号以生成pwm信号，并将所述pwm信号发送至所述信号转换电路；所述信号转电路用于将所述pwm信号转换为电压调光信号。
16.相应地，本发明还提供了一种照明控制系统，包括至少一组led模块及上述灯控器，每组led模块均包括一一对应的led调光电源及led光源模组，每一led光源模组均通过对应的led调光电源与所述灯控器连接。
17.作为上述方案的改进，所述照明控制系统还包括传感器和/或灯控系统，所述传感器和/或灯控系统与所述灯控器连接。
18.实施本发明，具有如下有益效果：
19.本发明通过信号转换电路可将输入的pwm信号转为0-10v范围内的任意稳定电压值，从而解决pwm信号长距离传输失真问题，同时也解决了现有0-10v调光设备接入智能平台问题；
20.同时，本发明中信号反馈电路的输出端连接比对电路的第二输入端，比对电路的输出端连接电平转换电路的输入端，电平转换电路的输出端连接信号反馈电路的输入端，从而使信号反馈电路、比对电路及电平转换电路之间形成一个相对稳定的闭环控制系统，可实现电压调光信号的闭环控制，准确性高；
21.进一步，本发明可将多个led模块同时接入照明控制系统，可方便实现调光设备的智能化；同时，接入多个led模块时，通过本发明的电路也可以将低端电压拉到很低，实现led模块的关断控制。
附图说明
22.图1是本发明信号转换电路的结构示意图；
23.图2是本发明信号转换电路的第一实施例电路图；
24.图3是本发明信号转换电路的第二实施例电路图；
25.图4是本发明信号转换电路的第三实施例电路图；
26.图5是本发明灯控器的结构示意图；
27.图6是本发明照明控制系统的第一实施例结构示意图；
28.图7是本发明照明控制系统的第二实施例结构示意图。
具体实施方式
29.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
30.参见图1，图1显示了本发明信号转换电路的具体结构，其包括积分电路1、信号反馈电路2、比对电路3、电平转换电路4及输出电路5。具体地：
31.积分电路1的输入端连接pwm信号，积分电路1的输出端连接对比电路3的第一输入端，积分电路1用于将pwm信号转换为稳定的直流信号并将直流信号输出至比对电路3；
32.信号反馈电路2的输出端连接对比电路3的第二输入端，信号反馈电路2用于将反馈信号输出至对比电路3，从而保证信号转换电路稳定工作；
33.比对电路3的输出端连接电平转换电路4的输入端，比对电路3用于根据直流信号及反馈信号向平转换电路4输出电流信号；
34.电平转换电路4的输出端分别连接信号反馈电路2的输入端及输出电路5的输入端；电平转换电路4用于根据电流信号生成反馈信号，并将反馈信号通过信号反馈电路2输出至对比电路3以调整比对电路3输出的电流信号；电平转换电路4还用于将电流信号转为电压调光信号，并将电压调光信号通过输出电路5输出；
35.输出电路5用于提供稳定的电压调光信号，实现信号转换电路的有效保护。
36.工作时，积分电路1将输入的pwm信号转换为稳定的直流信号并将直流信号输出至比对电路3；同时，信号反馈电路2将反馈信号输出至对比电路3；此时，比对电路3可根据直流信号及反馈信号向平转换电路4输出电流信号；相应地，电平转换电路4根据电流信号生成反馈信号，并将反馈信号通过信号反馈电路2输出至对比电路3以调整比对电路3输出的电流信号；同时，电平转换电路4将电流信号转为电压调光信号，并将电压调光信号通过输出电路输出，从而向外提供稳定的电压调光信号。
37.由上可知，本发明中信号反馈电路2的输出端连接比对电路3的第二输入端，比对电路3的输出端连接电平转换电路4的输入端，电平转换电路4的输出端连接信号反馈电路2的输入端，从而使信号反馈电路2、比对电路3及电平转换电路4之间形成一个相对稳定的闭环控制系统，可实现电压调光信号的闭环控制，准确性高。
38.需要说明的是，所述电压调光信号为0-10v/1-10v电压调光信号，因此，通过本发明信号转换电路可将输入的pwm信号转为0-10v范围内的任意稳定电压值，从而解决pwm信号长距离传输失真问题，同时也解决了现有0-10v调光设备接入智能平台问题。
39.参见图2，图2显示了本发明信号转换电路的第一实施例，下面结合具体的电路图
分别对积分电路1、信号反馈电路2、比对电路3、电平转换电路4及输出电路5进行详细描述。
40.一、积分电路
41.积分电路1包括第二电容c2、第三电容c3、第七电阻r7及第八电阻r8，第八电阻r8的一端通过第七电阻r7连接pwm信号并通过第三电容c3接地，第八电阻r8的另一端连接比对电路3的第一输入端并通过第二电容c2接地。
42.二、信号反馈电路
43.信号反馈电路2包括电阻组，电阻组包括至少一个电阻，电阻组的一端与电平转换电路4的输出端连接，电阻组的另一端与比对电路3的第二输入端连接。
44.如图2所示，本实施例中，电阻组包括第二电阻r2，第二电阻r2的一端与电平转换电路3的输出端连接，第二电阻r2另一端与比对电路3的第二输入端连接并通过第四电阻r4接地。
45.三、比对电路
46.比对电路3包括运算放大器u1，运算放大器u1的第一输入端(即同相输入端)连接积分电路1的输出端，运算放大器u1的第二输入端(即反相输入端)连接信号反馈电路2的输出端，运算放大器u1的输出端连接电平转换电路4的输入端。
47.进一步，比对电路3还包括第六电阻r6、第九电阻r9及第四电容c4，运算放大器u1的输出端通过第六电阻r6连接电平转换电路4的输入端，运算放大器u1的接地端接地，运算放大器u1的电源端通过第四电容c4接地并通过第九电阻r9连接电源；本实施例中，所述电源电压为+12v。
48.四、电平转换电路
49.电平转换电路4包括第一开关管q1及第二开关管q2；其中，第一开关管q1的触发端连接对比电路3输出端，第一开关管q1的第一端连接电源，第一开关管q1的第二端连接第二开关管q2的触发端；第二开关管q2的第一端接地，第二开关管q2的第二端分别连接信号反馈电路2的输入端及输出电路5的输入端。
50.需要说明的是，电平转换电路4可由两个不同类型的三端半导体器件组成，其中，n型的三端半导体与输出电路相连。本实施中，第一开关管q1优选为pnp型三极管，第二开关管q2优选为npn型三极管，此时第一开关管q1的触发端为pnp型三极管的基极，第一开关管q1的第一端为pnp型三极管发射极，第一开关管q1的第二端为pnp型三极管的集电极；另外第二开关管q2同理，在此不再赘述。
51.进一步，电平转换电路4还包括第一电阻r1及第十电阻r10，第一开关管q1的第一端通过第一电阻r1连接电源，第二开关管q2的触发端通过第十电阻r10接地。本实施例中，所述电源电压为+12v。
52.五、输出电路
53.输出电路5包括第三电阻r3、第五电阻r5、第一电容c1及稳压二极管zd1，第五电阻r5的一端连接电平转换电路4的输出端，第五电阻r5的另一端通过第一电容c1接地、通过第稳压二极管zd1接地并通过第三电阻r3连接电源。
54.因此，输出电路5通过阻容器件(即第三电阻r3、第五电阻r5及第一电容c1)与半导体器件(即稳压二极管zd1)，可有效地保证输出的电平信号(即电压调光信号)稳定，并可防止信号接错所造成的损害。
55.由上可知，当一定量的pwm信号通过积分电路1的输入端输入积分电路1后，积分电路1对该pwm信号进行积分处理以形成直流信号；随后，直流信号被传输到运算放大器u1的同相输入端，同时，信号反馈电路2将反馈信号传输到运算放大器u1的反相输入端；此时，运算放大器u1根据直流信号及反馈信号生成电流信号；由于运算放大器u1的输出端连接到电平转换电路4的输入端，因此，运算放大器u1输出的电流信号可实时控制第一开关管q1的导通量；相应地，第一开关管q1的导通量又可有效控制第二开关管q2的导通量；此时，由于第二开关管q2的输出端连接输出电路5，因此可以通过第二开关管q2控制电平转换电路4的输出端的电压值在0-10v间工作；同时，由于第二开关管q2的输出端同时连接到了信号反馈电路2，因此第二开关管q2的导通量可以通过反馈电路控制运算放大器u1输出的电流信号，从而形成一个相对稳定的闭环控制系统，再次控制第一开关管q1和第二开关管q2的导通量,实现输出信号的稳定。
56.参见图3，图3显示了本发明信号转换电路的第二实施例，与图2所示的第一实施例不同的是，本实施例中，第一开关管q1的第二端连接对比电路3输出端并通过第一电阻r1连接电源，第一开关管q1的第一端连接第二开关管q2的触发端；第二开关管q2的第一端接地，第二开关管q2的第二端分别连接第一开关管q1的触发端、信号反馈电路2的输入端及输出电路5的输入端，第二开关管q2的触发端通过第十电阻接地。
57.本实施中，第一开关管q1优选为npn型三极管，第二开关管q2优选为npn型三极管。
58.参见图4，图4显示了本发明信号转换电路的第三实施例，与图2所示的第一实施例不同的是，本实施例中，第一开关管q1的触发端连接对比电路3输出端，第一开关管q1的第二端通过第一电阻r1连接电源，第一开关管q1的第一端分别连接信号反馈电路2的输入端及输出电路5的输入端；第二开关管q2的触发端连接对比电路3输出端，第二开关管q2的第二端接地，第二开关管q2的第一端分别连接信号反馈电路2的输入端及输出电路5的输入端；第十电阻的一端连接对比电路3输出端，另一端连接第一开关管q1及第二开关管q2的第一端。
59.本实施中，第一开关管q1优选为npn型三极管，第二开关管q2优选为pnp型三极管。
60.结合图2-4可知，本发明通过控制第一开关管q1及第二开关q2的导通量，从而控制电平转换电路4的输出端的电压值在0-10v间工作，并通过反馈电路控制运算放大器u1输出的电流信号，从而形成一个相对稳定的闭环控制系统，再次控制第一开关管q1和第二开关管q2的导通量,实现输出信号的稳定。
61.参见图5，图5显示了本发明灯控器100的具体结构，其包括信号接收器10、信号解析器20及上述信号转换电路30，信号接收器10、信号解析器20及信号转换电路30依次连接。具体地：
62.信号接收器10用于接收控制信号，并将控制信号发送至信号解析器20；优选地，所述控制信号可以为控制台发出无线控制信号或有线控制信号，但不以此为限制，可根据实际情况进行调整。
63.信号解析器20用于解析控制信号以生成pwm信号，并将pwm信号发送至信号转换电路30；
64.信号转电路30用于将pwm信号转换为电压调光信号。
65.参见图6，图6显示了本发明照明控制系统的第一实施例，其包括至少一组led模块
200及上述灯控器100，每组led模块200均包括一一对应的led调光电源201及led光源模组202，每一led光源模组202均通过对应的led调光电源210与灯控器100连接。
66.需要说明的是，所述灯控器10可同时连接1～8路led调光电源201及led光源模组202，但不以此为限制，可根据实际情况进行调整。
67.因此，通过信号转电路30可产生电压调光信号，从而有效调节调节led调光电源201的输出的电参数。
68.参见图7，图7显示了本发明照明控制系统的第二实施例，与图6所示的第一实施例不同的是，本实施例中，照明控制系统还包括传感器300和灯控系统400，传感器300和灯控系统400分别与灯控器100连接。
69.需要说明的是，可在照明控制系统中单独接入传感器300，或单独接入灯控系统400，或同时接入传感器300和灯控系统400。其中，接入传感器300后，可有效实现环境感知功能；而接入其他灯控系统400，可有效扩展控制数量，提升照明控制系统的功能。
70.综上，本发明可以实现光谱调控、照度调节、彩色氛围光照等应用需求场景，如办公照明，动植物照明，氛围照明等。具体地：
71.本发明可精准的把pwm信号的0-100％的占空比值转换为0-10v的任意电平值，从而解决了现有0-10v调光设备接入智能平台的问题；
72.本发明驱动能力强，在信号输出端接入多个0-10v的led模块时，也可以将低端电压拉到很低，实现led模块的关断控制；
73.同时，本发明可方便实现智能化，使得0-10v的led模块可接入其他灯控系统；
74.进一步，本发明还可以实现多路信号长距离的传输，且失真很小。
75.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。