一种单火线远距离控制多个led灯亮度的电路的制作方法_2

文档序号:8546733阅读:来源:国知局
[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M0C3053。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Vl的两个阳极端;可控硅输出光耦U3的输出可控硅与电阻R2串联,其串联支路连接至双向晶闸管Vl的第一阳极和控制极;可控硅输出光耦U3的输入发光二极管与电阻R3串联,其串联支路一端连接至直流工作电源VDD,另外一端为触发信号输入端。
[0048]过零检测模块为半波整流分压电路,由二极管D2、电阻R4、电阻R5、稳压管DWl组成。电阻R4的两端分别连接至二极管D2阴极和稳压管DWl阴极;二极管D2阳极连接至单火线输出端ACl ;稳压管DWl阳极连接至壁控开关单元的模拟地;电阻R5并联在稳压管DWl两端。过零信号从稳压管DWl阴极输出。
[0049]实施例的亮度给定模块能够提供4个亮度给定信号给单片机控制模块,控制4个LED灯的亮度。实施例的亮度给定模块由4个BCD旋转编码器SWl — SW4组成,分别控制1- 4# LED灯的亮度。B⑶旋转编码器输出的B⑶编码是0000 — 1001,其中,B⑶编码0001 - 1001代表亮度I 一 9,B⑶编码为0000时,代表亮度I。4个B⑶旋转编码器的B⑶编码输出端并联后连接至单片机控制模块的编码输入端;每个BCD旋转编码器的公共端连接至单片机控制模块的编码输入控制端。
[0050]亮度给定模块也可以采用多个电位器对直流工作电源VDD进行分压,输出范围在O - 3.3V的亮度给定电压。将电位器输出的O — 3.3V的亮度给定电压平均分成10个区间,最低电压区间与BCD旋转编码器的编码0000对应,最高电压区间与BCD旋转编码器的编码1001对应。
[0051]单片机控制模块包括控制单片机U4、晶振XT1。控制单片机U4的型号是MSP430G2553。过零信号从控制单片机U4的P2.0输入,触发信号从控制单片机U4的Pl.0输出,编码输入端是P2.4 - P2.1,编码输入控制端包括4个控制端子Pl.4 — Pl.1,分别控制4个B⑶旋转编码器SWl - SW4的B⑶编码输入。
[0052]如果亮度给定模块采用电位器,则4个电位器的输出电压连接至控制单片机U4的4个模拟电压输入端。
[0053]单片机控制模块每次控制编码输入控制端Pl.4 — Pl.1中的I个有效,依次输入4个B⑶旋转编码器SWl - SW4的B⑶编码并从编码输入端P2.4 — P2.1读取。图3所示实施例中,编码输入控制端Pl.4 - Pl.1为低电平有效,例如,控制Pl.1为低电平,Pl.4 一Pl.2为高电平,则从编码输入端P2.4 - P2.1输入的是B⑶旋转编码器SWl的B⑶编码,相应读取的是1# LED灯的亮度给定信号。
[0054]如果亮度给定模块采用电位器,则分别对各个模拟电压输入端输入的亮度给定电压进行A/D转换,得到4个LED灯的亮度给定信号。
[0055]壁控开关单元通过控制单火线输出端ACl输出的电压波形来发送亮度控制信号,当壁控开关单元维持不发出亮度控制信号状态时,单片机控制模块持续输出低电平触发信号,双向晶闸管Vl除过零点外持续导通,单火线输出端ACl输出的电压波形为连续完整的单相正弦波。
[0056]当壁控开关单元需要发送一次亮度控制信号时,一次亮度控制信号的波形由引导波形+地址波形+数据波形组成;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。
[0057]地址波形由一个周波的移相波形组成,负半波为移相角Y1,正半波为移相角Y。;移相角Y1、移相角γ(!的值可以分别为移相角α 2、Cip Citl中的一个,移相角α 2、a 1、
分别对应三进制数码值2、1、0。地址波形代表的是LED灯调节驱动单元的地址码,地址码由2位三进制地址数据组成,最多可以控制9个LED灯调节驱动单元。I 一 9 # LED灯调节驱动单元按顺序对应的2位三进制地址码是00、01、02、10、11、12、20、21、22。
[0058]数据波形由一个周波的移相波形组成,负半波为移相角P1,正半波为移相角β。;移相角、移相角β ο的值可以分别为移相角α的一个,移相角α 2、a ^ α及别对应三进制数码值2、1、0。每个LED灯有从低到高9档不同的亮度等级,即亮度I 一 9,由2位三进制亮度数据表示;与亮度I 一 9对应的2位三进制亮度数据依次是00、01、02、10、11、12、20、21、22 ;移相角β 2位三进制亮度数据的高位,移相角β ^为2位三进制亮度数据的低位。
[0059]移相角α 2、α ρ α。满足α 2〈 α丨〈α。的关系,典型值取α 2 = 30。,α丨=60。,α0=90。,如图4所示。移相角€12、(11、(1(|也可以取值(12=0° , α: =45°,α。= 90°,或者是取值 α 2 = 0° ,Ci1 =30°,α。= 60°。
[0060]如图5所示的是发送一次亮度控制信号的波形示例图1,其中,图5 Ca)为单火线输出端ACl输出的亮度控制信号电压波形,图5 (b)为过零信号电压波形,图5 (c)为亮度控制信号负半波整流整形后电压波形,图5 Cd)为亮度控制信号正半波整流整形后电压波形。
[0061]单火线输出端ACl输出连续完整的单相正弦波时,单火线输出端ACl与单火线输入端AC之间的电压差很小,过零检测模块不会输出过零信号,过零信号维持为低电平状
??τ O
[0062]单片机控制模块需要发送一次亮度控制信号时,随机停止触发信号输出。当停止输出触发信号的时刻在交流电源正半波期间时,该正半波双向晶闸管Vl已经导通,接下来的负半波双向晶闸管Vl不导通,过零检测模块在整个负半波输出过零信号,过零信号为对应交流电源负半波的正脉冲,如图5中的脉冲I所示,脉冲I宽度接近10ms。单片机控制模块在脉冲I的下降沿处发出一个不超过1ms的触发脉冲,控制双向晶闸管Vl接下来的正半波导通;同时将脉冲I的下降沿处作为过零计时起点,1ms后为移相角γ i的过零点,20ms后为移相角γ。的过零点,30ms后为移相角β i的过零点,40ms后为移相角β。的过零点。图5 (a)中,波形2 — 5对应的分别是移相角Y1、移相角Ytl、移相角P1、移相角移相角Y1的值为a ^,移相角Ytl的值为a i,代表的地址码是01,对应的LED灯调节驱动单元是2#;移相角P
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