r>[0071]调节单片机U4的型号是MSP430G2553。壁控单片机U3、调节单片机U4还可以选择其他的MSP430系列的低功耗单片机。
[0072]图9所示实施例中，亮度驱动模块由LED恒流驱动器U5、电感LG、电阻R8、快恢复二极管D2组成，LED恒流驱动器的型号为PT4115。电阻R8的两端分别连接至LED恒流驱动器U5的电源电压端VIN、输出电流感应端SEN ;快恢复二极管D2阴极连接至LED恒流驱动器U5的电源电压端VIN、阳极连接至LED恒流驱动器U5的开关输出端SW ；电感LG的一端连接至LED恒流驱动器U5的开关输出端SW ；LED恒流驱动器U5的输出电流感应端SEN和电感LG另外一端为LED灯驱动端；LED恒流驱动器U5的电源电压端VIN为LED驱动模块的直流输入端；LED恒流驱动器U5的调光控制端DM为PWM亮度调节信号输入端。
[0073]亮度调节驱动单元由亮度信号接收模块接收亮度控制信号并调节LED灯亮度，其方法是:
步骤一，设定亮度控制信号的亮度等级为亮度I;
步骤二，调节LED亮度；
步骤三，判断单火线上是否有亮度控制信号；没有亮度控制信号，返回步骤三；有亮度控制信号，转到步骤四；
步骤四，接收亮度控制信号；
步骤五，返回步骤二。
[0074]判断单火线上是否有亮度控制信号，方法为判断火线输入端LI是否有移相角为β的单相正弦半波；接收亮度控制信号，方法是判断连续的移相角为β的单相正弦半波的个数，有连续#个移相角为β的单相正弦半波，亮度控制信号为亮度L.亮度信号取样整形电路将火线输入端LI上的交流电压转换成矩形波，如图5 (d)所示。移相角α、移相角β与图5 (d)所示的负脉冲对应，其中移相角α对应脉冲4、脉冲8、脉冲9，为宽度较窄的负脉冲；移相角β对应脉冲5、脉冲6、脉冲7，为宽度较宽的负脉冲。亮度信号接收模块只需要判别送至调节单片机最小系统脉冲捕捉输入端负脉冲的宽度，即可判断火线输入端LI是否有移相角为β的单相正弦半波；计算移相角为β的单相正弦半波的数量，可以得到亮度控制信号。
[0075]图5中，单片机控制模块第I次停止发出触发信号的时刻在交流电源的正半波，因此，火线输入端LI上第I个移相角为β的单相正弦半波为负半波。由于单片机控制模块第I次停止发出触发信号的时刻是随机的，所以，第I次停止发出触发信号的时刻也可能在交流电源的负半波，此时，火线输入端LI上第I个移相角为β的单相正弦半波变为正半波。由于亮度信号取样整形电路对火线输入端LI上的交流电压先整流，再转换为矩形波，因此，第I个移相角为β的单相正弦半波是正半波，还是负半波，不影响亮度调节驱动单元对亮度控制信号的判断与接收。
【主权项】
1.一种LED灯壁控调光方法，由LED灯单火线调光电路实现，其特征在于: 所述LED灯单火线调光电路由亮度壁控单元、亮度调节驱动单元组成；所述亮度壁控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；所述亮度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亮度壁控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； 所述亮度壁控单元通过控制单火线输出端输出电压波形的移相角来发送亮度控制信号，亮度控制信号共有亮度I 一况共亮度等级；Λ为大于等于2的整数； 所述发送亮度控制信号的方法是: 步骤Α，设定亮度控制信号的亮度等级为亮度I ; 步骤B，发出一次亮度控制信号； 步骤C，判断亮度是否发生改变，亮度发生改变，返回步骤B ;亮度没有发生改变，维持不发出亮度控制信号状态，返回步骤C ; 所述维持不发出亮度控制信号状态，单火线输出端输出正负半波移相角都为α的单相正弦半波； 所述发出一次亮度控制信号，单火线输出端连续^个半波输出移相角都为β的单相正弦半波，发出的亮度控制信号的亮度等级为亮度K' A为大于等于1、小于等于_整数； 所述移相角β大于移相角α ； 所述亮度调节驱动单元由亮度信号接收模块接收亮度控制信号并调节LED灯亮度，其方法是: 步骤一，设定亮度控制信号的亮度等级为亮度I ; 步骤二，调节LED亮度； 步骤三，判断单火线上是否有亮度控制信号；没有亮度控制信号，返回步骤三；有亮度控制信号，转到步骤四； 步骤四，接收亮度控制信号，确定亮度等级； 步骤五，返回步骤二 ； 所述判断单火线上是否有亮度控制信号，方法为判断火线输入端是否有移相角为β的单相正弦半波；所述接收亮度控制信号，确定亮度等级，方法是判断连续的移相角为β的单相正弦半波的个数，有连续#个移相角为β的单相正弦半波，亮度控制信号的亮度等级为亮度L.
2.根据权利要求1所述的LED灯壁控调光方法，其特征在于:所述移相角为β的单相正弦半波采取移相取样脉冲触发方式；所述单火线输出端输出正负半波移相角都为α的单相正弦半波采取不间断触发方式。
3.根据权利要求2所述的LED灯壁控调光方法，其特征在于:所述采取移相取样脉冲触发方式，其触发脉冲的起始时刻在移相取样脉冲之后。
4.根据权利要求2所述的LED灯壁控调光方法，其特征在于:所述采取不间断触发方式，方法是触发信号一直维持有效。
5.根据权利要求1所述的LED灯壁控调光方法，其特征在于:所述移相角α=4° ，移相角β =30° 。
6.根据权利要求1所述的LED灯壁控调光方法，其特征在于:所述N=8。
7.根据权利要求1所述的LED灯壁控调光方法，其特征在于:所述亮度壁控单元由单火线电源模块、整流移相驱动模块、波形取样整形模块、单片机控制模块、触发控制模块、亮度给定模块组成。
8.根据权利要求7所述的LED灯壁控调光方法，其特征在于:所述单片机控制模块为壁控单片机最小系统，具有亮度给定信号输入端、移相取样脉冲输入端、触发信号输出端； 所述整流移相驱动模块为单向晶闸管交流移相开关电路，由单向晶闸管和单相桥式整流电路组成；单相桥式整流电路的2个交流输入端分别为单火线输入端、单火线输出端；单相桥式整流电路的整流输出正端为全波整流端，整流输出负端为公共地；单向晶闸管的阳极、阴极分别连接至全波整流端、公共地； 所述单火线电源模块为DC/DC稳压电路，输入端连接至全波整流端，输出端输出单火线控制电源向单片机控制模块供电；所述DC/DC稳压电路具有宽范围的电压输入特性；所述波形取样整形模块为电阻分压电路，输入端连接至全波整流端，输出端输出移相取样脉冲；移相取样脉冲由稳压管限幅并连接至单片机控制模块； 所述亮度给定模块输出亮度给定信号送至单片机控制模块； 所述触发控制模块的触发信号输入端连接至单片机控制模块，输出端连接至单向晶闸管控制极。
9.根据权利要求1所述的LED灯壁控调光方法，其特征在于:所述亮度调节驱动单元由单相整流稳压电源模块、亮度信号接收模块、亮度驱动模块组成。
10.根据权利要求9所述的LED灯壁控调光方法，其特征在于:所述单相整流稳压电源模块由单相变压器、单相整流桥电路、滤波稳压电路组成；单相变压器输入端连接至火线输入端、零线输入端；单相变压器输出端连接至单相整流桥电路交流输入端；单相整流桥电路整流输出正端为直流工作电源、负端为参考地；滤波稳压电路输入端连接至直流工作电源；滤波稳压电路输出端输出调节直流电源向亮度信号接收模块供电； 所述亮度信号接收模块由调节单片机最小系统、亮度信号取样整形电路组成； 所述调节单片机最小系统设有脉冲捕捉输入端和PWM脉冲输出端； 所述亮度信号取样整形电路由全波整流电路、稳压管限幅电路组成；全波整流电路输入端连接至单相变压器输出端；稳压管限幅电路输入端连接至全波整流电路输出端、输出端连接至调节单片机最小系统的脉冲捕捉输入端； 所述LED驱动模块设有直流输入端、LED灯驱动端、PWM亮度调节信号输入端；LED驱动模块的直流输入端连接至直流工作电源，PWM亮度调节信号输入端连接至调节单片机最小系统的PWM脉冲输出端，LED灯驱动端连接至LED灯。
【专利摘要】一种LED灯壁控调光方法，由亮度壁控单元、亮度调节驱动单元组成的LED灯单火线调光电路实现调光。需要调节亮度时，亮度壁控单元控制改变单火线输出电压波形的移相角来发送亮度控制信号，亮度控制信号中，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；亮度调节驱动单元依据亮度控制信号中的亮度等级改变LED灯的亮度。亮度壁控单元发出亮度控制信号时，单火线输出端连续输出相同移相角的半波数量为亮度控制信号的亮度等级。所述LED灯调光方法可以用于普通单火线控制照明灯的替代升级。
【IPC分类】H05B37-02
【公开号】CN104837257
【申请号】CN201510229502
【发明人】凌云, 陈刚, 孔玲爽, 郭艳杰, 曾红兵
【申请人】湖南工业大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月8日