一种通用型高功率因数多功能调光驱动电源方法及设备与流程

本发明涉及调光驱动电源，具体是一种通用型高功率因数多功能调光驱动电源方法及设备。

背景技术：

1、现有的调光电源具有固定的pwm频率输出调光功能，通过切相调光器或者模拟信号调光器来对调光电源进行调光，但该调光电源只能单独配套切相调光器或单独配套模拟信号调光器，不具备切相调光功能和模拟信号调光功能同时存在同一个调光电源上，进行单独的色温或亮度调节，并具有1条或2条内置的曲线供选择，然而，该电源的母线电压无法调节，且缺乏过温降压保护和多路独立输出功能。此外，它不支持同时兼容切相调光和模拟信号调光，无法满足同时调光和调色的需求，且功能单一、输入电压局限性大等问题存在，因此，在应用中可能会面临一些兼容性、通用性和灵活性方面的挑战。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种通用型高功率因数多功能调光驱动电源方法及设备，通过集成高功率因数校正电路，减小谐波产生，降低对电网的干扰，提高电源的功率因数，通过集成切相输入信号模块和两路模拟信号输入模块，实现切相调光和模拟信号调光功能，用户可以根据需求调节led灯具的亮度和色温，通过引入mcu控制模块，实时监测和调节电源输出，控制mosfet驱动电路，确保调光更柔顺、无频闪，通过温度传感器模块监测电源温度，进行智能调节，保护电源和负载。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、本技术提供了一种通用型高功率因数多功能调光驱动电源方法，包括如下步骤：

4、s1：设计电源输入模块，集成高功率因数校正电路，采用高功率因数校正电路，减小谐波产生；

5、s2：ac/dc转换，通过ac/dc转换电路将输入的交流电转换成直流电，再集成负载控制模块，连接led灯带或led灯具作为负载；

6、s3：添加切相调光功能，集成切相输入信号模块，当切相调光器接入时，获取信号进行调光或调色温功能；集成模拟信号调光功能，添加2路模拟信号输入模块，进行调光和调色温；

7、s4：引入mcu控制模块，通过mcu控制模块对ac/dc输出电压进行智能调节，控制mosfet驱动电路，监测温度传感器模块；

8、s5：添加多档切换装置，引入多档切换装置，切换输出色温、输出频率和输出曲线，集成mosfet驱动电路，控制led灯具的亮度和色温；

9、s6：引入旋转电位器装置，通过旋转电位器来调节ac/dc输出电压，对输出母线电压的调节，添加温度传感器模块，获取电源本身的温度信息。

10、作为优选的，根据步骤s1所述的采用高功率因数校正电路，电源在满载情况下功率因数大于0.95，谐波以及纹波极小，其中高功率因数矫正电流包括整流桥，将输入的交流电转换成直流电，整流桥采用具有低导通损耗和快速恢复特性的二极管；

11、输入滤波电容，用于滤除输入电压中的高频噪声和纹波；

12、pfc控制器，功率因数校正pfc控制器用于控制输入电流与输入电压之间的相位差；

13、pfc电感，通过连接到pfc控制器的电感，使输入电流跟随输入电压，并调整其相位；

14、输出滤波电容，用于滤除输出电压中的纹波和噪声；

15、控制电路，包括反馈回路和控制芯片，用于监测和调节输出电压。

16、作为优选的，根据步骤s2所述的集成负载控制模块，连接led负载，通过负载控制模块，对led负载的调光，通过切相调光或模拟信号调光的方式，控制led负载的亮度变化，切相调光通过切换电源输入的相位来改变亮度，而模拟信号调光通过模拟输入信号来调节亮度，负载控制模块对led负载的进行调色温，通过控制led负载的不同颜色的灯珠或不同的光源组合，调节led负载的色温。

17、作为优选的，根据步骤s3所述的集成切相输入信号模块，通过切换电源输入的相位来改变led负载的亮度，在集成切相输入信号模块中，切相角度的计算公式为，切相角度＝(输入相位/360°)*周波数；

18、其中，输入相位是从切相调光器接收到的信号，表示要调整的亮度级别，周波数是ac输入电压的频率；

19、切相输入信号模块将接收到的切相调光器信号转换为切相角度，并将其作为控制参数传递给mcu控制模块，mcu控制模块根据切相角度来控制mosfet驱动电路的工作；mcu控制模块根据切相角度生成相应的pwm信号，控制mosfet驱动电路的开关时间和关闭时间，当切相角度较小时，mosfet驱动电路会更长时间地导通；当切相角度较大时，mosfet驱动电路会更长时间关断。

20、作为优选的，根据步骤s3所述的集成模拟信号调光功能，其中调光功能通过调节模拟信号的电压或电流，led灯具的亮度与其输入电流或电压呈线性关系，调光参数计算公式为，

21、调光参数＝(模拟信号/最大模拟信号)*最大亮度

22、其中，模拟信号是从模拟信号输入模块接收到的信号值，最大模拟信号是模拟信号输入模块所能接收的最大信号值，最大亮度表示led灯具的最大亮度值；

23、模拟信号输入模块将接收到的模拟信号转换为对应的调光参数，并将其作为控制参数传递给mcu控制模块，mcu控制模块根据调光参数来调节led负载的亮度；

24、在实现调色温功能时，利用不同色温的led灯珠或不同光源组合来实现，每个色温对应一个特定的模拟信号范围，调色温参数计算公式为，

25、调色温参数＝(模拟信号-最小模拟信号)/(最大模拟信号-最小模拟信号)*(最大色温-最小色温)+最小色温；

26、其中，模拟信号是从模拟信号输入模块接收到的信号值，最小模拟信号和最大模拟信号分别表示模拟信号输入模块所能接收的最小和最大信号值，最小色温和最大色温表示led灯具的调色温范围；

27、模拟信号输入模块将接收到的模拟信号转换为对应的调色温参数，并将其作为控制参数传递给mcu控制模块，mcu控制模块根据调色温参数来调节led负载的色温。

28、作为优选的，根据步骤s4所述的监测温度传感器模块，mcu控制模块实时获取电源的温度信息，当温度超过设定的安全阈值时，mcu控制模块会采取智能调节措施，

29、其中智能调节包括：

30、降低输出电压，当温度过高时，mcu控制模块通过控制ac/dc转换电路降低输出电压，减少功耗和热量的产生；

31、调整pwm调光参数，mcu控制模块根据温度变化，pwm调光通过调节mosfet开关时间和关闭时间来控制led灯具的亮度变化，使得led负载的亮度调节更加柔顺；

32、频率调节，在温度过高的情况下，mcu控制模块通过调整多档切换装置中的输出频率，降低电源的工作频率，减少电源产生的热量；

33、温度保护机制，当温度达到临界值时，mcu控制模块自动切断电源输出。

34、作为优选的，根据步骤s5所述的多档切换装置，选择多种不同的色温值，多种不同的调光曲线与线性，多种不同的输出频率，其频率值在250hz到25khz之间，不同档位对应不同的输出色温值，色温值在1800k到7000k，并还使用外部调光器，切相调光器或模拟信号调光器进行亮度调节，所述集成mosfet驱动电路,通过pwm进行调光和调色温，pwm调色温则通过调节mosfet的开关频率和占空比来对led灯具进行色温调节。

35、作为优选的，根据步骤s6所述得的引入旋转电位器装置，通过电源上的旋转电位器装置，调节母线电压进行光衰补偿，根据线路电阻和电源传输损耗导致的电压降来确定补偿的电压值，测量输入电源的电压值和负载的电流值，用来判断负载对电源的电流需求；再通过调节旋转电位器装置上的旋钮或滑动条控制装置，改变其电阻值，调节电位器的输出电压；

36、在计算衰补偿后的电压值，根据下述公式计算光衰补偿后的电压值：

37、v_comp＝v_in-i_load\timesr_comp；

38、其中，v_in是输入电源的电压值，i_load是负载所需的电流值，r_comp是旋转电位器装置的电阻值。

39、一种通用型高功率因数多功能调光驱动电源设备，电源包括ac输入、高功率因数校正电路、ac/dc转换电路、负载、切相输入信号、两路模拟输入信号、mcu控制模块、多档切换装置、mosfet驱动电路、旋转电位器和温度传感器模块，所述两路模拟输入信号、mosfet驱动电路、切相输入信号、旋转电位器和温度传感器模块的输出端与mcu控制模块的输入端连接，所述ac输入的输入端分别与高功率因数校正电路和切相输入信号的输入端连接，所述高功率因数校正电路的输出端与ac/dc转换电路输入端连接，所述ac/dc转换电路的输出端与负载的输入端连接，所述mcu控制模块的输出端还与ac/dc转换电路的输入端连接。

40、作为优选的，所述ac输入的电压为通用型电压，电压值在110-277ac或200-347ac之间，高功率因数校正电路，谐波小，对电网干扰低，ac/dc转换电路是把ac交流转换成直流的dc电压，负载指led灯带或者led灯具；切相输入信号是当有切相调光器接入时，获取信号进行控制调光或者调色温功能；路模拟信号输入实现双模拟信号进行调光调色温功能；mcu控制模块控制ac/dc输出的电压，还控制mosfet驱动信号，使调光更柔顺和无频闪；还检测温度传感器模块，当温度过高时，作出相对应的智能调节，使电源的寿命更长；还通过接收旋转电位器信号来控制ac/dc输出的电压；还有通过读取多档切换装置来切换输出色温、输出频率和输出曲线；多档切换装置切换输出色温、输出频率和输出曲线；mosfet驱动电路进行pwm调光，调色温；旋转电位器可实现控制ac/dc输出电压，调节输出母线电压；温度传感器模块获取该电源本身的温度。

41、本发明的有益效果为：

42、(1)通过电源上的多档切换装置，选择切换不同的输出色温、输出频率和输出曲线，通用性强，特别体现在对输入频率有要求的灯具，不需特殊订制，可大规模量产，降本增效，该电源拥有单回路或双回路的模拟调光信号，和切相调光的功能，满足既可调亮度又能调色温值的用户需求，既可以调光又可以调色的用户需求，调光柔顺且无频闪，一机多用，可自定义多种不同的调光曲线，较好的适配由不同灯珠串并方案组成的灯具，同时针对配套的调光器也大幅提高兼容性；

43、(2)通过旋转电位器来实现调节输出母线电压，解决了输出压降问题，同时灯具产生光衰后，可通过电源上的旋转电位器装置，调节母线电压进行光衰补偿，并且在用户不使用外部调光器调节亮度时，可利用该微调装置来实现调节输出电压，从而达到改变亮度的目的，不仅可以通过ac输入开关切换亮度或色温，还可以通过电源上的多档切换装置，选择不同的色温值，不同档位对应不同的输出色温值，还能使用外部调光器进行亮度调节；

44、(3)多台调光电源集中控制时，用户在使用开关切换色温的过程发现色温不一致，可以利用ac输入开关解决一致性的问题，电源温度过高时，输出通过算法程序识别，自动降低电流，达到平衡或控制降低电源温度，使电源寿命得到极大的保障，其过程不会出现闪烁、灭灯等情况，能给用户带来极其良好的体验，该电源自动识别是ac输入开关切换色温功能还是输入ac断电，解决t24标准问题和反复快速开关机，在反复开关机中保证灯光柔顺效果，灯光没有对肉眼进行一个视觉冲击。