一种智能通用调光器的制造方法_2

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路的结构示意图。
[0030]图5是本实用新型的短路控制电路的结构示意图。
[0031]图6是本实用新型的过载采集电路的结构示意图。
[0032]图7是本实用新型的负载检测电路的结构示意图。
[0033]图8是本实用新型的容性负载下后沿切相方式的电压输出波形图。
[0034]图9是本实用新型的感性负载下后前切相方式的电压和电流输出波形图。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
[0036]如图1所示,一种智能通用调光器,包括电源模块1、控制器2、市电接口 11、负载接口 12、调光电路3、电压过零点检测电路4、电流过零点检测电路5、短路控制电路6、过载采集电路7、负载检测电路8和通讯模块9。市电接口 11用于连接220V交流电,作为本实施例智能通用调光器的输入,包括火线和零线。负载接口 12用于连接各种可调光的灯具负载。负载接口 12是本实施例智能通用调光器的输出接口,输出为切相后的交流电,包括火线和零线。负载灯具连接在负载接口 12的火线和零线之间。市电接口 11的火线通过调光电路3与负载接口 12的火线相连,市电接口 11的零线和负载接口 12的零线直接相连。电源模块I连接市电接口 11,用于将220V的交流电转换成低压直流电,作为本实施例中其他各个模块的驱动电源。电源模块I输出的驱动电源有两个,一个是12V的驱动电源VCC,一个是5V的驱动电源VDD。12V驱动电源VCC主要用于驱动MOS管,5V驱动电源VDD主要用于驱动单片机及其外围电路的供电。控制器2由微处理器和辅助电路组成。
[0037]调光电路3的结构如图2所示,包括有6个MOS管、4个电阻和8个接口。6个MOS管分别为 BQ1、BQ2、BQ3、BQ4、BQ5、BQ6。4 个电阻分别为 BR9、BR1, BR12、BR15。8 个接口分别为 VCC、POC、SHORTN、SHORTP, IMP, IMN, INPUT、OUTPUT。接口 VCC 用于连接前述的 12V驱动电源VCC。接口 INPUT用于连接市电接口 11的火线,接口 OUTPUT用于连接负载接口 12的火线。调光电路3呈现市电端和负载端相互对称的结构。MOS管BQl即为前述的负半周输出控制MOS管,MOS管BQ6即为前述的正半周输出控制MOS管。电阻BRlO即为前述的负半周采样电阻,电阻BR12即为前述的正半周采样电阻。MOS管BQ1、电阻BR10、电阻BR12、MOS管BQ6呈串联。其中,MOS管BQl的漏极连接接口 OUTPUT,即连接负载接口 12的火线。MOS管BQl的源极连接电阻BRlO和电阻BR12,再连接MOS管BQ6的源极。MOS管BQ6的漏极连接接口 INTPUT,即连接市电接口 11的火线。电阻BRlO和电阻BR12的中间接地。MOS管BQl的栅极经电阻BR9连接12V的驱动电源VCC。MOS管BQ6的栅极经电阻BR15连接驱动电源VCC。电阻BR9即为前述的负半周保护电阻,电阻BR15即为前述的正半周保护电阻。MOS管BQl和BQ6的源级和漏级之间打开时有较大的负载电流流过,关断时需要承受较高的外部接入市电电压。因此,MOS管BQl和BQ6中需要按照调光器的输出负载额定功率的要求来选择MOS管BQl和BQ6的通断电流的能力,而且需要保证耐压值大于最大市电电压的峰值。本实施例中MOS管BQl和BQ6的最大耐电压600V,最大电流60A。由于电阻BRlO和电阻BR12上需要流过较大的输出电流,所以应该选用功率较大,电阻值较小的电阻,最好是阻值为毫欧级的功率电阻。一般来说,电阻BRlO和电阻BR12的电阻值不超过0.1欧。本实施例中,电阻BR9、BR15选用1K欧的电阻贴片。MOS管BQ2即为前述的负半周栅极驱动MOS管,MOS管BQ5即为前述的正半周栅极驱动MOS管。MOS管BQ2的漏极与MOS管BQl的栅极相连。MOS管BQ5的漏极与MOS管BQ6的栅极相连。MOS管BQ2的源极和MOS管BQ5的源极接地。MOS管BQ2的栅极和MOS管BQ5的栅极相互连接后连接接口 P0C。接口 POC通过控制线连接控制器2。MOS管BQ3和BQ4用于短路控制。MOS管BQ3即为前述的负半周短路控制MOS管,MOS管BQ4即为前述的正半周短路控制MOS管。MOS管BQ3的漏极与MOS管BQl的栅极相连。MOS管BQ4的漏极与MOS管BQ6的栅极相连。MOS管BQ3的源极和MOS管BQ4的源极接地。MOS管BQ3的栅极和MOS管BQ4的栅极分别连接接口 SHORTN和SH0RTP。接口 SHORTN和SHORTP用于连接短路控制电路6。MOS管BQl的源极和MOS管BQ6的源极分别连接接口 MN和頂P。接口 MP即为前述的正半周输出采样端。接口 MN即为前述的负半周输出采样端。接口 MN和IMP用于电流过零点采样和过载采集,连接短路控制电路6和过载采集电路7。由于在正常工作下,MOS管BQ2、BQ3、BQ4、BQ5的最大承受的电压为12V,因此MOS管BQ2、BQ3、BQ4、BQ5可以选用小功率MOS管,这几个MOS管的型号可以相同。
[0038]上述调光电路3的工作原理如下:当负载灯具工作时,MOS管BQl和BQ6的源级和漏级之间接通,电流的回路是市电接口 11的火线一 BQ6 - BR12 一 BRlO 一 BQl 一负载接口12的火线一负载灯具一零线。此时,MOS管BQl和BQ6的栅极要求处于12V高电平状态,MOS管BQ2、BQ3、BQ4、BQ5的源级和漏级之间断开。也即要求MOS管BQ2、BQ3、BQ4、BQ5的栅极处于OV的低电平状态。当控制器2欲使得电流回路断开时,控制器2可以通过接口 POC赋予MOS管BQ2和BQ5的栅极为5V高电平。MOS管BQ2和BQ5栅极的5V高电平使得MOS管BQ2和BQ5的源级和漏级接通,从而使得MOS管BQl和BQ6的栅极分别经MOS管BQ2和BQ5接地后处于OV低电平状态。MOS管BQl和BQ6栅极的OV低电平使得MOS管BQl和BQ6源级和漏级之间断开,从而切断整个电流回路。当短路控制电路6通过接口 MN或MP检测到短路时,通过接口 SHORTN或SHORTP赋予MOS管BQ3或BQ4的栅极为5V高电平。MOS管BQ3或BQ4栅极的5V高电平使得MOS管BQ3或BQ4的源级和漏级接通,从而使得MOS管BQl或BQ6的栅极分别经MOS管BQ3或BQ4接地后处于OV低电平状态。MOS管BQl或BQ6栅极的OV低电平使得MOS管BQl或BQ6源级和漏级之间断开,从而切断整个电流回路。也就是短路控制电路6未检测到短路或过载采集电路7未检测到过载时,控制器2可以通过接口 POC控制MOS管BQl和BQ6的源级和漏级的通断。由此,控制器2通过接口 POC控制MOS管BQl和BQ6的源级和漏级在每个市电周期内的导通时间和区间,从而实现对负载灯具的调节和控制。
[0039]上述电压过零点检测电路4的结构如图3所示,包括光电耦合器B01、光耦保护电阻BR1、光耦保护二极管BD3、输出限流电阻BR16。光电耦合器BOl的发光二极管通过光耦保护电阻BRl连接在市电接口 11的火线LLINE和零线NLINE之间。光耦保护二极管BD3与光电親合器BOl的发光二极管极性相反的并联。光电親合器BOl的次级三极管的集电极通过输出限流电阻BR16连接5V驱动电源VDD。光电耦合器BOl的次级三极管的发射极接地。光电耦合器BOl的次级三极管的集电极接出用于连接控制器2的输出端口 UZER0。输出端口 UZERO与地之间连接有滤波电容BCl。输出端口 UZERO通过信号线连接控制器2。电压过零点检测电路4的原理如下:当市电接口 11的火线LLINE和零线NLINE处于正半周期时,即当火线LLINE的电压高于零线NLINE的电压时,光电耦合器BOl的发光二极管发光使得光电耦合器BOl的次级三极管的集电极和发射极导通,从而使得输出端口 UZERO输出OV低电平。当市电接口 11的火线LLINE和零线NLINE处于负半周期时,即当火线LLINE的电压低于零线NLINE的电压时,反向相连的光耦保护二极管BD3导通,使得光电耦合器BOl的发光二极管的两端处于反向状态而无法发光,由此使得光电耦合器BOl的次级三极管的集电极和发射极断开,使得输出端口 UZERO输出5V高电平。由此,输出端口 UZERO总是在OV和5V之间周期性的变化,变化的周期与市电交流电的周期相同。输出端口 UZERO的每一次切换(从OV切换成5V或者从5V切换成0V)代表了一个市电电压过零点信号。控制器2也由此可以通过输出端口 UZERO的周期性电压变化信号获得市电交流电的电压过零点信号。
[0040]上述电流过零点检测电路5的结构如图4所示,包括电压比较器BU1B。电压比较器BUlB的“ + ”输入端连接上述调光电路3的接口 MN,电压比较器BUlB的“一”输入端连接上述调光电路3的接口 MP。调光电路3的接口 MN即为前述负半周输出控制MOS管的源极,调光电路3的接口 MP即为前述正半周输出控制MOS管的源极。电压比较器BUlB的输出端IZERO连接控制器2。电流过零点检测电路5的工作原理如下:当MOS管BQl和BQ6的源级和漏级之间导通,电流从MOS管BQl流向MOS管BQ6时,接口 MN的电平大于0,接口 MP的电平小于0,电压比较器BUlB的“ + ”输入端的电平高于“一”输入端使得输出端IZERO的电平为5V高电平;电流从MOS管BQ6流向MOS管BQl时,接口 MN的电平小于0,接口 MP的电平大于0,电压比较器BUlB的“ + ”输入端的电平低于“ 一 ”输入端使得输出端IZERO的电平为OV低电平。由此,输出端口 IZERO总是在OV和5V之间周期性的变化。当输出端口 IZERO的每一次切换(从OV切换成5V或者从5V切换成0V)
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