一种壁控led灯单火线调光电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种照明灯具技术，尤其是一种壁控LED灯单火线调光电路。
【背景技术】
[0002]由于LED灯的非线性特性，LED灯的亮度不能采用调节电压的方式来实现。
[0003]采用可控恒流源来调节LED灯的亮度时，工作电流的改变会带来LED灯的色谱偏移，同时，低亮度下LED灯负载电流也变得很低，会使可控恒流源效率降低及温升增高，损耗在驱动芯片上的功耗越大，从而会损害恒流源及LED光源的寿命。
[0004]采用PWM (脉宽调制)调光方式控制LED灯亮度，可以避免调压方式和调电流方式带来的问题。目前常用的LED灯调光方法有三种:
一是采用遥控器控制。LED灯控制电路装有遥控器接收装置，可以通过遥控器对LED灯进行有级调光或者是无级调光，其缺点是一个LED灯需要配备一个遥控器，造成遥控器数量多，管理麻烦，成本也偏高。
[0005]二是采用数字控制技术。例如，采用DALI (数字可寻址的照明接口)技术，DALI系统软件可对同一强电回路或不同回路上的单个或多个LED灯具进行独立寻址，通过DALI系统软件对单灯或任意的灯组进行精确的调光及开关控制。该方案技术先进，但成本很高，系统除需要布设电力线外，还需要布设控制线。
[0006]三是采用单火线开关通断控制技术。例如，采用NU102专用芯片，即可利用普通墙面开关在规定的时间内的开关动作，实现LED灯的亮度调节。但该方法只能提供4档LED灯的调节亮度，且开关动作有时间要求。
【发明内容】
[0007]本发明的目的旨在提供一种在不改变现有照明线路布线的情况下，利用单火线对壁控LED灯进行调光的电路。
[0008]为达到上述目的，本发明采取的技术方案是:一种壁控LED灯单火线调光电路，由壁控开关单元、LED灯调节驱动单元组成，所述壁控开关单元设有单火线输入端、单火线输出端，所述单火线输入端连接至交流电源火线；所述LED灯调节驱动单元设有火线输入端、零线输入端，其中，所述火线输入端连接至壁控开关单元的单火线输出端，所述零线输入端连接至交流电源零线；所述交流电源为单相220V交流电。
[0009]所述壁控开关单元由单火线电源模块、单片机控制模块、移相驱动模块、过零检测模块、亮度给定模块组成。
[0010]所述单火线电源模块具有单火线关态取电功能和开态取电功能，用于向壁控开关单元提供工作电源。
[0011]所述过零检测模块为半波整流分压电路，能够检测所述交流电源的过零信号，并提供给单片机控制模块。
[0012]所述亮度给定模块能够提供亮度给定信号给单片机控制模块。
[0013]所述移相驱动模块为双向晶闸管交流移相电路。
[0014]所述单片机控制模块依据亮度给定信号，发出触发信号控制移相驱动模块向LED灯调节驱动单元供电，并向LED灯调节驱动单元发出亮度控制信号。
[0015]所述LED灯调节驱动单元由单片机调节模块、LED驱动模块组成。
[0016]所述LED驱动模块设有交流输入端和LED灯驱动端，其中，交流输入端连接至LED灯调节驱动单元的火线输入端和零线输入端，LED灯驱动端连接至LED灯。
[0017]所述LED驱动模块还设有PWM亮度调节信号输入端。
[0018]所述单片机调节模块包括有调节单片机、正半波整流整形电路、负半波整流整形电路和整流稳压电路，设有交流输入端、PWM亮度调节信号输出端；所述交流输入端连接至LED灯调节驱动单元的火线输入端和零线输入端，PWM亮度调节信号输出端连接至LED驱动模块的PWM亮度调节信号输入端；所述正半波整流整形电路和负半波整流整形电路分别对火线输入端输入的交流电压进行正半波整流整形和负半波整流整形；所述正半波整流整形电路的输出、负半波整流整形电路的输出分别连接至调节单片机不同的脉冲捕捉输入端。
[0019]所述单火线电源模块由单火线稳压器MP-6V-02S及其外围元件二极管D1、电容Cl、电容C2、电感L1、电感L2，以及低压差稳压器HT7333及其外围元件电容C3、电容C4组成。
[0020]所述亮度给定模块采用B⑶旋转编码器。
[0021]所述移相驱动模块由双向晶闸管V1、可控硅输出光耦M0C3023、电阻R1、电阻R2、电阻R3组成。
[0022]所述过零检测模块由二极管D2、电阻R4、电阻R5、稳压管DWl组成。
[0023]所述单片机控制模块包括控制单片机、晶振XTl ;所述控制单片机型号为MSP430G2553。所述调节单片机型号为MSP430G2553。
[0024]所述壁控开关单元通过控制单火线输出端输出的电压波形来发送亮度控制信号；所述LED灯调节驱动单元由单片机调节模块接收亮度控制信号并控制亮度；所述亮度控制信号由引导波形和数据波形组成。
[0025]所述引导波形由一个不导通的负半波，紧接一个完整导通的正半波组成；引导波形也可以由一个不导通的完整周波，紧接一个完整导通的正半波组成。
[0026]所述数据波形中，亮度等级用连续个具有特定移相角的单相正弦半波的数量表示；数据波形中，亮度等级也可以用不同移相角的单相正弦半波表示进位计数制中的不同符号，连续个不同移相角的单相正弦半波组成数据波形，与数据波形对应的进位计数制数据表示亮度等级。
[0027]本发明的有益效果是，采用单火线方式控制LED灯亮度，无需遥控器，无需控制线，也不用重新敷设电源线，可以实现普通照明灯的替代升级；LED灯亮度调节采用旋钮装置调节，符合操作习惯；单火线上的亮度控制信号仅仅是在改变亮度时进行短时发送，不会造成LED灯亮度调节时闪烁；具有单火线电子开关关灯功能。
【附图说明】
[0028]图1是系统结构框图。
[0029]图2是壁控开关单元结构图。
[0030]图3是壁控开关单元实施例电路图。
[0031]图4是三进制对应的α角示意图。
[0032]图5是发送三进制值21的波形示例图。
[0033]图6是发送三进制值10的波形示例图。
[0034]图7是亮度控制信号发送控制方法。
[0035]图8是LED灯调节驱动单元结构图。
[0036]图9是单片机调节模块实施例电路图。
[0037]图10是LED驱动模块实施例电路图。
[0038]图11是亮度控制调节方法。
【具体实施方式】
[0039]下面通过附图并结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0040]本发明的实施例结构如图1所示，由壁控开关单元和LED灯调节驱动单元串联组成。壁控开关单元单火线AC进，单火线ACl出。LED灯调节驱动单元火线ACl进，零线N出。
[0041]壁控开关单元的结构如图2所示，由单火线电源模块、单片机控制模块、移相驱动模块、过零检测模块、亮度给定模块组成。单火线电源模块具有单火线关态取电功能，也具有开态取电功能，用于向壁控开关单元提供工作电源。
[0042]过零检测模块检测的交流电源过零信号被送给单片机控制模块，亮度给定模块提供亮度给定信号给单片机控制模块。单片机控制模块依据亮度给定信号，控制移相驱动模块向LED灯调节驱动单元供电，并向LED灯调节驱动单元发出亮度控制信号。
[0043]壁控开关单元的实施例电路如图3所示。
[0044]单火线电源模块由单火线稳压器Ul及其外围元件二极管D1、电容Cl、电容C2、电感L1、电感L2，以及低压差稳压器U2及其外围元件电容C3、电容C4组成。单火线稳压器Ul的型号为MP-6V-02S，低压差稳压器U2的型号为ΗΤ7333。
[0045]单火线输入端AC是壁控开关单元的模拟地，连接至单火线稳压器Ul的交流电压公共端COM ;电容Cl的两端分别连接至单火线稳压器Ul的滤波电容输入端FIL和交流电压公共端COM ;单火线稳压器Ul的直流输出电压地GND端为壁控开关单元的数字地，电感L2的两端分别连接至壁控开关单元的数字地和模拟地；二极管D1、电感LI和电容C2组成半波整流滤波电路，半波整流滤波电路的输入连接至单火线输出端AC1、输出连接至单火线稳压器Ul的直流高压输入端HDC。单火线稳压器Ul还设有直流电压输出端VCC、交流电压端AC。
[0046]低压差稳压器U2的输入端VIN连接至单火线稳压器Ul的直流电压输出端VCC，输出端VOUT输出+3.3V的直流工作电源VDD ;单火线稳压器Ul的地端GND连接至壁控开关单元的数字地；电容C3、电容C4分别为低压差稳压器U2的输入电压、输出电压滤波电容。
[0047]移相驱动模块为双向晶闸管交流移相电路，由双向晶闸管V1、可控硅输出光耦U3、电阻R1、电阻R2、电阻R3组成，可控硅输出光耦U3的型号为M0C3023。双向晶闸管Vl的两个阳极端分别连接至单火线输出端ACl和单火线稳压器Ul的交流电压端AC ;电阻Rl并联在双向晶闸管V