WM信号周期的Tw(i)，即计算每个PWM信号周期Tp各自的脉宽值，以使得组合出来的实际有效工作时间t eff可以实现调光信号Lin所表达的调光等级。一个控制信号中的各个PWM信号周期的Tw(i)可以是任意的，只要其满足Tw(i)为Td的整数倍，即如前文所述Tw=p*T d，但是优选的，在一个控制信号周期中各PWM信号周期的Tw(i)最多相差一个Td，即是由p*Td和(p+l)*Td组合而成。也就是说单个控制信号周期是由m个(m为正整数，I ^m^N) Tw=p*Td的PWM信号周期和N_m个Tw=(p+1)*T^^PWM信号周期组合而成。这样的好处是调光装置输出电压的波动不会太大，而且P*T# (p+x) *T d的组合(这里的X为大于等于2的整数)，完全可以通过调整m的数量来实现，如在本实施例中，采用I个4Td的P丽信号周期和3个2Td的PWM信号周期组合来实现50%的调光等级，完全可以通过2个31^^ PWM信号周期和2个2T ,的PWM信号周期组合来实现，而采用后一种组合输出电压的波动明显要小于前者，不会有明显的明暗闪烁。
[0030]如图3所示，步骤B可进一步细化分解为以下步骤:
[0031]步骤BI计算最接近的PWM信号脉宽。由于我们是采用p*Td和(p+l)*Td的组合，也就是说是由两个相邻的PWM基础调光等级组合而成，这样我们需要的调光等级必定要位于这两个PWM基础调光等级之间，这里我们以图5所示的具体波形数据为例子来说明，当我们需要25%的调光等级，而我们的PWM基础调光等级只有20%、40%、60%、80%、100%这些选择，如果只能采用相邻的两个调光等级来进行组合，那么我们只能选择20%和40%组合采用实现25%的调光等级，如果将这个调光等级折算成脉宽，即P需要满足如下公式p*Td< (L JLmax) *Tp< (p+1) *T d。其中Lmax为最大调光值，L in^P L 的单位必须统一，如果输入调光信号Lin为亮度值，则Lmax为系统可实现的最大亮度；如输入调光信号L in为调光等级，则Lmax为系统可实现的最多调光等级数；如输入调光信号Lin为最大亮度的百分比，则Lmax为I。换言之即P的取值为小于Lin所需调光等级且最接近的值，这个步骤就是要计算P值，通过上面公式的变换我们可以得出P=INT ((Ld/LMX) *LPJ，这里INT表示取整函数，因为p只能为整数当计算出现小数的时候就去除小数部分，以实际数值为例，25%的调光亮度在基础等级为5时p=INT((25%/l)*5)=INT(l.25)=1,这样我们就可以得出25%的调光亮度应该由ITd和2Td组合而成。
[0032]步骤B2计算m值。既然单个控制信号周期是由m个Tw=p*Td的PWM信号周期和N-m个Tw= (p+1) PWM信号周期组合而成的，那么m也是一个需要计算的重要数值。由等式(m*p*Td+ (N-m) * (p+1) *Td) /N= (Lin/LMX) *TP进行变换可得出 m= N* (p+1-(L in/Lmx) * (Tp/Tb))，但是在实际应用中无法保证m的计算值正好为整数，需要对结构进行四舍五入，那么计算公式则变换成为 m=INT (N* (p+1-(Lin/Lmx) * (Tp/Tb)) +0.5)。
[0033]步骤B3进行编组，确定m个Tw=p*Td的所述PWM信号周期和N-m个Tw=(p+1) *T d的所述PWM信号周期的排列序列。既然有了 m个Tw=p*Td的PWM信号周期和N_m个Tw=(p+1) *1的PWM信号周期，那么这些PWM信号周期该如何排列也是需要通过运算来确定的。我们可以简单地先发出m个Tw=p*Td的PWM信号周期，然后发出N-m个Tw= (p+1) *T d的PWM信号周期，但是这样会使输出电压的变化比较明显，优选的方式是将不同脉宽的PWM信号周期间错排列。在这里我们可以将这些信号均匀分布，具体算法如下:当PWM信号周期的中位置i=j*INT(N/m)，则Tw(i)=p*Td, j为I到m的正整数，不符合该等式的其他位置则Tw(i) = (p+l)*Td。以一个具体数值说明，当由10个PWM信号周期组成的编组中，有 3 个 Tw=p*Td的 PWM 信号，那么 j 代入 1、2、3，则 i 等于 1*INT(10/3)、2*INT(10/3)、3*INT(10/3)这3个位置分布3个Tw=p*Td的PWM信号，分别为第3、第6、第9位，其余位置则为Tw=(p+1)*I^^PWM信号。本步骤可选用的另一种算法为，起始位置选择占少数的脉宽作为起始信号，后面的信号逐一间隔排列直到这个占少数的脉宽数用完，后续则全部为另一种脉宽，还是用上面的数值为例:10个PWM信号周期组成编组，如Tw=p*I^9PWM信号的信号有3个，Tw=(p+l)*Td的PWM信号有7个，则第一位Tw⑴=p*Td，随后的Tw (2) = (p+1) *Td、Tw (3) =p*Td、Tw (4) = (p+1) *Td、Tw (5) =p*Td这时 3 个 Tw=p*T ,的 PWM 信号已经分布完成，后面的Tw(6)到Tw(1)就全部为(p+l)*Td，若信号占多数，那么第一位Tw(l) = (p+l)*Td后一位为p*T d交替编列直至Tw=(p+1)*T d的信号用尽，其余全部为Tw=p*Td的信号。也就是说当m彡N/2时，如i彡2*m，则奇数位Tw(i)=p*T d、偶数位Tw(i) = (p+l)*Td,当 i > 2*m 时 Tw (i) = (p+1) *Td;当 m > N/2 时，如 i < 2* (N-m)，则奇数位丁界(；0 = (?+1)*1'(1、偶数位1?^:0=?*1'(1，当 i > 2* (N-m)时 Tw⑴=p *Td。
[0034]如图3所示，步骤C也可进一步细化分解，我们结合图2中的硬件结构模块来具体讲解步骤C:
[0035]步骤Cl对i赋值为0，计数器2304清零；
[0036]步骤C2定时器2303执行一个定时周期，所述定时周期等于Tp，Tp预先设置在定时器2303中，一个定时周期完成，硬件上定时器2303触发读写模块2302工作，程序中执行后续步骤C3 ；
[0037]步骤C3计数器执行加一操作，则i=i+l，读写模块2302从存储单元22读取Tw(i)，PWM信号发生器2301根据Tw⑴修改所述PWM信号的占空比并输出该PWM信号；
[0038]步骤C4判断i是否等于N，即判断计数器2304是否溢出，如i=N执行步骤Cl，i ^ N则执行步骤C2。
[0039]前面所描述的PWM调光方法是本实用新型的实施例一，在上面的调光执行步骤中是先接收调光信息，再通过运算并输出控制信号，这是一个基本的步骤。但是在实际应用中用户的调光需求是不可预测的，必须经常检查是否有调光需求，因此我们这里提供了实施例二，如图4所示。在实施例二中大部分的操作步骤和实施例一类似，但是步骤A包括两个子步骤，即检测调光控制信号，将调光控制信号和当前的亮度值比较，如有变化执行步骤B，无变化则继续检测，也就是说仅在亮度需要改变时才执行运算步骤。系统首次运行时，当前的亮度值为零，这样只要打开灯具就会有亮度信息过来从而进入运算步骤，具体运算方法同实施例一。而在本实例中运算完成后执行步骤C，步骤C的具体内容同实施例一，但是不同的是，在本实施例中，步骤C开始执行后就处于单独的执行状态，应为步骤C是一个循环执行程序，只要没有关灯就按照当前存储的PWM信号特征值不断输出，从而实现固定的一个特定的亮度。在步骤C执行的同时，步骤A也继续不断地检测，一旦发现调光亮度的变化就开始执行步骤B。由于这种步骤A和步骤C并行执行的模式，在步骤B完成后还有一个Tw (i)写入步骤，因为步骤B完成后需要将运算结果写入存储单元22，而此时步骤C正在不停地读取存储单元中的数据，直接写入的话会产生读写错误，且在一个控制信号周期执行到一半的时候使得后续的PWM信号周期的脉宽发生巨变无法实现平滑的调光变化。因此在Tw(i)写入步骤中首先发出一个中断命令，中断步骤C的执行，然后将步骤B的运算结果写入存储单元22。这样的中断只是停止运行步骤C但是PWM信号的输出并不会停止，不过由于不进行计数及读取操作，在中断期间PWM信号的脉宽不会发生变化，始终保持当前的Tw值输出PWM信号。当写入完成则重启步骤C，也就是从步骤C的开始点P处开始运行步骤C，不管调光之前步骤C运行到何处，此时都将计数器2304清零，并重新进行定时触发，从第I位置开始读取Tw (i)，并逐一输出实现新的调光亮度。
[0040]上文对本实用新型优选实施例的描述是为了说明和描述，并非想要把本实用新型穷尽或局限于所公开的具体形式，显然，可能做出许多修改和变化，这些修改和变化可能对于本领域技术人员来说是显然的，应当包括在由所附权利要求书定义的本发明的范围之内。
【主权项】
1.一种PWM调光装置，包括: 调光信号接口电路，接收调光信号； 驱动电路，输出驱动电压或驱动电流，其工作周期为Td ; 驱动电源输出接口电路，连接负载； 控制电路，所述控制电路从所述调光信号接口电路接收所述调光信号，生成控制信号，输出至所述驱动电路，其特征在于所述控制电路包括运算模块和P丽信号执行模块，所述运算模块根据所述调光信号计算PWM信号特征值，所述PWM信号执行模块根据所述PWM信号特征值生成控制信号。
2.根据权利要求1所述的PWM调光装置，其特征在于所述PWM信号执行模块将一组所述PWM信号特征值循环输出，形成所述控制信号。
3.根据权利要求1所述的PWM调光装置，其特征在于所述控制电路还包括存储单元，所述PWM信号特征值存储于所述存储单元。
4.根据权利要求3所述的PWM调光装置，其特征在于所述PWM信号执行模块包括PWM信号发生器、读写模块、定时器、计数器，所述定时器触发所述读写模块从所述存储单元读取特定位置的PWM信号特征值传输给所述PWM信号发生器，所述PWM信号特征值的位置由所述计数器的数值决定，所述PWM信号发生器根据所述PWM信号特征值生成相应的PWM信号，连续的N个所述PWM形成控制信号向所述驱动电路输出。
5.根据权利要求1到4任一所述的PWM调光装置，其特征在于所述PWM信号特征值为脉宽值或占空比值。
【专利摘要】本实用新型提供一种PWM调光装置，通过将多个PWM周期组合形成控制信号来对照明设备的亮度进行控制，采用了这样的设计之后，可以在提高PWM信号的频率同时不影响调光精度，同时通过组合方案的变化，还可以获得更多的调光等级，从而实现调光精度更高以及更为平顺柔和的调光效果。
【IPC分类】H05B37-02
【公开号】CN204272462
【申请号】CN201420803380
【发明人】张俊, 于同华
【申请人】欧普照明股份有限公司
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年12月18日