一种智能通用调光器的制造方法_3

文档序号:8757176阅读:来源:国知局
代表了一个市电电流过零点信号。控制器2也由此可以通过输出端口 IZERO的周期性电压变化信号获得市电交流电的电流过零点信号。
[0041]众所周知,容性负载下,电压相位滞后于电流相位;而在感性负载下,电流相位滞后于电压相位;在纯粹的阻性负载下,电流相位与电压相位同步。控制器2通过电压过零点检测电路4的输出端UZERO和电流过零点检测电路5的输出端IZERO可以分别采集到电压和电流的过零点信号。根据电压过零点信号与电流过零点信号之间的时间先后顺序,控制器2可以判断当前负载是容性负载、感性负载还是阻性负载。
[0042]本实施例中,短路控制电路6的结构如图5所示,包括:M0S管BQ7、4个电阻和电压比较器BUlCo 4个电阻分别为:BR14、BR17、BR4、BR7。电阻BR14、BR17和MOS管BQ7组成参考电压产生电路。电阻BR4、BR7和电压比较器BUlC组成短路比较器电路。MOS管BQ7即为前述的参考开关MOS管,选用的型号与前述MOS管BQ2、BQ3、BQ4、BQ5相同。电阻BR14即为前述的第一分压电阻,电阻BR17即为前述的第二分压电阻。MOS管BQ7的源极接地。MOS管BQ7的漏极经第二分压电阻BR17和第一分压电阻BR14连接5V驱动电源VDD。第二分压电阻BR17和第一分压电阻BR14之间接出参考电压产生电路的输出端IREFS。MOS管BQ7的栅极IREFC通过控制线连接控制器2。参考电压产生电路的输出端IREFS连接电压比较器BUlC的“一”输入端。短路比较器电路的输入端MX经电阻BR7连接电压比较器BUlC的“ + ”输入端。电压比较器BUlC的输出端为短路比较器电路的输出端SH0RTX。电压比较器BUlC的“ + ”输入端与输出端连有正反馈电阻BR4。短路比较器电路的输入端MX也即为短路控制电路6的输入端,短路比较器电路的输出端SHORTX也即为短路控制电路6的输出端。短路控制电路6的输入端MX连接采样点。第二分压电阻BR17选为IK欧左右的电阻,第一分压电阻BR14选为9.2K欧左右的电阻。电阻BR4和BR7选为IK欧的电阻。根据上述短路控制电路6的电路结构,当MOS管BQ7的源极和漏极完全导通时,参考电压产生电路的输出端IREFS的输出的参考电压Ur为0.5V。当输出回路运行正常,未发生过载时,电压比较器BUlC的输出端SHORTX为OV低电平,电压比较器BUlC的“ + ”输入端的电压U += Ui X Rbk4+ (RBK4+RBK7) = 0.5Ui。Ui为短路控制电路6的输入端MX的电压。当Ui超过2倍的参考电压Ur时,电压比较器BUlC的“ + ”输入端的电压U +大于电压比较器BUlC的“一”输入端的电压,使得输出端SHORTX电压发生翻转,成为5V高电平。当输出端SHORTX电压翻转成5V高电平时,电压比较器BUlC的“ + ”输入端的电压U + = (5V +Ui) XRbk4+ (RBK4+RBK7) = 2.5V + 0.5U1此时,只有当Ui小于一4V时,才可能使得电压比较器BUlC的“ + ”输入端的电压U +小于电压比较器BUlC的“ 一 ”输入端的0.5V而发生翻转。由此可以看出本实施例的短路控制电路6具有较强的回滞特性,上升和下降边沿错开了较大的电压,由于实际应用中Ui不可能低于一 4V,这就使电压比较器的过载状态得以保持,保证短路后短路控制电路6输出持续的5V高电平。本实施例中,短路控制电路6有两个,分别是负半周短路控制电路和正半周短路控制电路。负半周短路控制电路的输入端MX连接调光电路3中的接口 MN,也即前述负半周输出控制MOS管的源极。负半周短路控制电路的输出端SHORTX连接调光电路3中的接口 SH0RTN,也即前述负半周短路控制MOS管的栅极。正半周短路控制电路的输入端頂X连接调光电路3中的接口 MP,也即前述正半周输出控制MOS管的源极。正半周短路控制电路的输出端SHORTX连接调光电路3中的接口SH0RTP,也即前述正半周短路控制MOS管的栅极。由此,当市电火线中的电流过大,导致电阻BRlO或BR12两端的电压过高,使得短路控制电路6输出5V高电平,从而使得调光电路3中的MOS管BQ3或BQ4栅极为5V高电平,使得MOS管BQ3或BQ4的源级和漏级导通,进而使得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。相应地,MOS管BQl或BQ6的源极和漏极之间被截止。上述路控制电路6下,控制器2也很容易接收到短路状态,控制器2只需要通过控制线给予MOS管BQ7的栅极IREFC —个OV低电平信号,MOS管BQ7的源极和漏极之间被截止,参考电压产生电路的输出端IREFS的输出的参考电压Ur为5V,也即电压比较器BUlC的“一 ”输入端电压高于“ + ”输入端使得电压比较器BUlC输出发生翻转变成OV低电平,从而解除MOS管BQ3或BQ4的源极和漏极之间的导通状态,使得负半周输出控制MOS管BQl和正半周输出控制MOS管BQ6重新受MOS管BQ2和MOS管BQ5的管控。
[0043]本实施例中,过载采集电路7的结构如图6所示,包括电压比较器BU1D。电压比较器BUlD即为前述的过载电压比较器。过载电压比较器BUlD的“ + ”输入端连接调光电路3的接口 MP,也即正半周输出控制MOS管的源极。过载电压比较器BUlD的“一”输入端IREFO连接控制器2。过载电压比较器BUlD的输出端OVLD连接控制2。过载采集电路7的工作原理如下:控制器2给予过载电压比较器BUlD的“一”输入端IREFO参考电压,参考电压一般为0.03V-0.05V,具体由产品的额定输出功率和所述调光电路中的输出电流采样电阻的阻值决定,参考电压的生成可参照前述的参考电压产生电路,正常工作时,正半周输出控制MOS管的源极即接口 MP的电压一般低于参考电压,也即过载电压比较器BUlD的“ + ”输入端的电压低于“一”输入端,此时过载电压比较器BUlD的输出端OVLD电压为OV低电平;假如调光电路3过载,也即流过正半周采样电阻BR12的电流过大使得正半周输出控制MOS管的源极电压高于参考电压0.03V-0.05V,此时,过载电压比较器BUlD的“ + ”输入端的电压高于“一”输入端过载电压比较器BUlD的输出端OVLD电压为5V高电平。由此控制器可以根据过载电压比较器BUlD的输出端OVLD电压判断当前调光电路是否过载。
[0044]本实施例中,负载检测电路8的结构如图7所示,包括第一负载采样电阻BR2、第二负载采样电阻BR3、负载过桥电阻BR8、第一桥接二极管D1、第二桥接二极管D2,以及滤波电容BC2。第一负载采样电阻BR2和第二负载采样电阻BR3串联在接口 INPUT和接口 OUTPUT之间。这里的接口 INPUT和OUTPUT也即为前述调光电路3的接口 INPUT和OUTPUT。接口INPUT表示市电接口 11的火线,接口 OUTPUT表示负载接口 12的火线。也即第一负载采样电阻BR2和第二负载采样电阻BR3连接在市电接口 11和负载接口 12的火线之间。第一负载采样电阻BR2和第二负载采样电阻BR3的中间连接负载过桥电阻BR8和滤波电容BC2后接地。负载过桥电阻BR8和滤波电容BC2并联。第一桥接二极管Dl的正极和第二桥接二极管D2的正极接地。第一桥接二极管Dl的负极接市电接口 11的火线,即接口 INPUT。第二桥接二极管D2的负极接负载接口 12的火线,即接口 OUTPUT。第一负载采样电阻BR2和第二负载采样电阻BR3的中间作为信号采集点TLOAD连接控制器2。负载检测电路8的工作原理如下:当负载接口 12的火线和零线之间接有负载灯具时,在市电接口输入交流电的情形下,当交流电处于正半周时,电流流向为接口 INPUT —第一负载采样电阻BR2 —负载过桥电阻BR8 —第二桥接二极管D2 —接口 OUTPUT,信号采集点TLOAD的电压为I X Rbe8?当交流电处于负半周时,电流流向为接口 OUTPUT —第二负载采样电阻BR3 —负载过桥电阻BR8 —第一桥接二极管Dl —接口 INPUT,信号采集点TLOAD的电压为IXRBK8。即如果外部有负载接入,则TLOAD有正的电压,由于电容BC2的滤波作用,此电压趋向于直流,如果没有负载则回路没有电流,由于TLOAD通过RB8接地,所以TLOAD电压为OV。也就是控制器2通过信号采集点TLOAD的电压是否大于O可以判断负载接口是否连接有负载。
[0045]本实施例中,通讯模块9采用了 KNX通讯模块。KNX通讯模块9与控制器2相连,用于通过KNX总线与连接在该KNX总线上的设备进行通讯交互以及实现远程控制。KNX通讯是全球性的住宅和楼宇控制标准,为本领域技术人员所熟悉,KNX通讯模块9可以通过商业购买获得,无需赘述。
[0046]如前所述,控制器2由微处理器和辅助电路组成。微处理器即为单片机,可执行程序指令集。本实施例中,被单片机执行的程序指令由主程序和中断服务程序两个部分组成。系统启动后先从主程序开始执行,对系统进行初始化,主要包括输入输出端口的配置、ADC的配置、定时器的配置、外部输入中断的配置、串口通讯的配置等。系统外设模块配置好后,开始测量市电频率,市电频率的测量方法是配置电压过零点中断并且启动1ms中断一次的定时器定时,电压过零点中断服务程序中计数自身中断发生的次数,过零点中断每个市电周期发生两次,定时器中断也记录定时器发生中断的次数。定时器中断120次后,通过电压过零点中断的次数和发生这么多次电压过零点中断的所用的时间就可以计算出市电的频率了。测量到市电频率后,单片机开始检测负载是否存在。假如信号采集点TLOAD多次连续采样都低于0.5V则认为不存在负载,如果都高于0.5V则认为输出回路上已接入可靠的负载,如果不存在负载则一直检测负载是否存在,一直到有负载接入后才开始测量负载特性。负载特性检测过程是先配置电压过零点
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