专利名称：灯光亮度调节装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种照明装置，尤其是涉及一种灯光亮度调节装置及 其方法。
背景技术：
灯光的亮度调节俗称调光，就是指改变照明装置和光输出的过 程，调光可以是连续调光，也可以是步进调光。由于照明调光具有节 能，且能够很好地适应人眼视觉特性的优点，因此，调光装置正被广 泛地推广应用，目前，市场上的调光装置和调光方法主要有以下几种 1、采用可控硅导通角的相控调方法。通过改变晶闸管导通角来实现 调光，可控硅在电路中能够实现交流电的无触点控制，具有动作快、 可靠性好的优点，缺点就是对电网干扰太大，供电电源利用率很低， 且控制相对复杂，容量小，功耗大，发热严重，因此难以大规模推广 应用。2、通过在电路中增加一根控制线来实现调光，该方法成本较 低，但需要改变原有线路，相对较为麻烦。3、通过控制开关循环调 光，即在第一次开关动作时，灯被点亮，然后根据开关循环次数控制 亮度调节，该方法简单易操作，但缺点是多次循环后，开关的使用寿 命大大降低，且每次开关电流通过，对开关电流冲击较大。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种调光方便、节能、 使用寿命长的灯光亮度调节装置。为实现上述目的，本发明采取的技术方案为 一种灯光亮度调节 装置，包括整流滤波电路，主动功率因素校正电路(PFC)，振荡电 路，升压电路，灯管电路，内部电源，取样电路，单片机，检测电路 以及电源开关，其中
整流滤波电路与电源开关相连，将交流信号转化为直流信号，并 过滤电源杂波，使电源更加稳定，防止整流器内部的杂波向外辐射， 使整流器符合EMC标准。
主动功率因素校正电路(PFC)与整流滤波电路相连，用于提高 整流器功率因素，使整流器功能因素从0.5提高到0.98，大大降低电 压、电流谐波，电流谐波值小于10%，大大降低对电网的污染。
振荡电路与主动功率因素校正电路(PFC)相连，提供灯管所需 的振荡信号以及功率驱动。当对单支灯管进行调光时，可根据单片机 (MCU)的控制要求，改变振荡频率、脉宽等，来改变单支灯管的 功率即亮度；当需对多支灯管进行调光时，这时，根据单片机(MCU) 的控制要求，可增加若干路振荡电路、以及相应的升压电路，灯管电 路，这样，通过开关控制灯管的点亮路数，从而达到多支灯管下的亮 度调节的目的。
升压电路与振荡电路相连，根据振荡电路的功率输出，来满足(提 供)灯管点亮所需的升压或灯管关闭的降压。
灯管电路与升压电路相连，完成点亮或关闭。
取样电路与整流滤波电路相连，根据电源开关的开关时间与开关 次数，获取相应的电频、电压，并提供给单片机(MCU)。单片机即MCU， 一方面与取样电路相连，获取开关时间和开关 次数，并通过内部程序，决定开启、关闭、调整振荡，另一方面与振 荡电路相连，控制振荡电路的振荡频率、脉宽及路数，即通过调频、 调宽、调路数来实现本发明的亮度调节的目的，单片机另一方面还与 检测电路相连，接收检测电路对灯管是否正常工作的信号，并控制振 荡电路作出相应调整。
检测电路一方面与振荡电路、升压电路相连，根据其取样信号， 判定电路及灯管是否工作正常，另一方面与单片机相连，将检测信号 反馈到单片机中的程序并进行处理。
内部电源分别与主动功率因素校正电路(PFC)，振荡电路，单 片机相连，满足上述功能模块的供电。
电源开关提供本发明整个系统的供电。
本发明的另一个目的是提供一种灯光亮度调节方法，包括以下步
骤
1、 设置单片机中启动振荡的连续开关时间和连续开关次数的参
数；
2、 取样电路获取连续开关时间和连续开关次数的数据信息，并 将该数据信息输出至单片机；
3、 单片机根据连续开关时间和连续开关次数的数据信息，发出 是否启动振荡电路以及启动振荡电路的频率、脉宽、路数的控制信号;
4、 根据单片机的控制信号，通过振荡电路、灯管电路完成灯光 亮度调节。更进一步地，灯管电路工作时，检测电路获取振荡电路、升压电 路的工作数据，并将该数据反馈输给单片机，单片机根据该数据判定 电路及灯管是否工作正常，并对振荡频率、脉宽及路数作出相应调整。 本发明的有益效果是-
1、 根据电源开关的连续幵关次数，来控制灯管的输出功率或者灯 管点亮的数量，无须象原有技术那样循环断电控制，实现了快速调光 的目的。
2、 在连续开关期间，灯管未被点亮， 一方面提高了灯管的使用寿 命，另一方面，由于开关不再受到大功率电流的冲击，在连续开关期 间，开关电流小于原有的1/20,这样，开关的使用寿命也大大提高。
3、 使用本发明无需改造现有照明线路及开关，只需更换灯管或整 流器即可实现调光功能，改造成本低，适合工业应用和大规模推广的 需要。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明的硬件架构图； 图2为本发明的电路结构图； 图3为本发明的原理框图。
具体实施例方式
如图l、图2所示，本发明灯光亮度调节装置包括整流滤波电路 1，主动功率因素校正电路(PFC) 2，振荡电路3，升压电路4，灯 管电路5，内部电源6，取样电路7，单片机8，检测电路9以及电源开关IO，其中
整流滤波电路1与电源开关〖0相连，将交流信号转化为直流信 号，并过滤电源杂波，使电源更加稳定，防止整流器内部的杂波向外
辐射，使整流器符合EMC标准。
主动功率因素校正电路(PFC) 2与整流滤波电路1相连，用于 提高整流器功率因素，使整流器功能因素从0.5提高到0.98，大大降 低电压、电流谐波，电流谐波值小于10%，大大降低对电网的污染。
振荡电路3与主动功率因素校正电路(PFC) 2相连，提供灯管 所需的振荡信号以及功率驱动。当对单支灯管进行调光时，可根据单 片机(MCU)的控制要求，改变振荡频率、脉宽等，来改变单支灯 管的功率即亮度；当需对多支灯管进行调光时，这时，根据单片机 (MCU)的控制要求，可增加若干路振荡电路、以及相应的升压电 路4，灯管电路5，这样，通过开关控制灯管的点亮路数，从而达到 多支灯管下的亮度调节的目的。
升压电路4与振荡电路3相连，根据振荡电路3的功率输出，来
满足(提供)灯管点亮所需的升压或灯管关闭的降压。 灯管电路5与升压电路4相连，完成点亮或关闭。 取样电路7与整流滤波电路1相连，根据电源开关10的开关时
间与开关次数，获取相应的电频、电压，并提供给单片机(MCU) 8。 单片机8即MCU， 一方面与取样电路7相连，获取开关时间和
开关次数，并通过内部程序，决定开启、关闭、调整振荡，另一方面
与振荡电路3相连，控制振荡电路3的振荡频率、脉宽及路数，即通过调频、调宽、调路数来实现本发明的亮度调节的目的，单片机8另 一方面还与检测电路9相连，接收检测电路9对灯管是否正常工作的 信号，并控制振荡电路3作出相应调整。
检测电路9一方面与振荡电路3、升压电路4相连，根据其取样 信号，判定电路及灯管是否工作正常，另一方面与单片机8相连，将 检测信号反馈到单片机8中的程序并进行处理。
内部电源6分别与主动功率因素校正电路(PFC) 2，振荡电路3， 单片机8相连，满足上述功能模块的供电。
电源开关IO提供本发明整个系统的供电。
结合图3所示，本发明的工作原理如下产品在出厂时，会根据 用户的需要，设置MCU的参数，如连续开关时间，比如为1秒钟， 连续开关次数，比如为3次，完成MCU的初始设定后，即可投入使 用。当开关首次打开时，会给出一个电压信号，此时开关里只有很小 的电流通过，此时振荡电路不启动，取样电路将开关时间与开关次数 的电频、电压参数发送至MCU， MCU根据开关时间间隔，如开关时 间小于1秒钟，则关闭振荡继续等待下次开关，直到开关时间大于1 秒钟；当开关时间等待大于1秒钟时，MCU会启动振荡电路，并根 据计算的开关次数，发出振荡频率、脉宽(单支灯管亮度控制时)或 振荡路数(多支灯管亮度控制时)的控制电压信号，振荡电路根据 MCU的控制电压信号，提供灯管所需的振荡信号以及功率驱动，并 通过升压电路，点亮灯管。另一方面，灯管电路工作时，检测电路会 获取振荡电路、升压电路的数据信息，并将该数据反馈给单片机，单片机根据该数据判定电路及灯管是否工作正常，并对振荡频率、脉宽及路数作出相应调整。
这样，单支灯管的亮度调节由MCU控制振荡电路的振荡频率和脉冲即可完成，当设置有多支灯管时，这时相应设置有多路振荡电路及升压电路，其亮度调节由MCU控制振荡电路的路数来完成。具有调节方便，且连续开关时灯管无需被点亮，节约了能耗，提高了开关和灯管的使用寿命。
权利要求
1、一种灯光亮度调节装置，包括整流滤波电路(1)，振荡电路(3)，升压电路(4)，灯管电路(5)以及电源开关(10)，其特征在于，该调节装置还包括取样电路(7)，取样电路(7)与整流滤波电路(1)相连，获取电源开关(10)的连续开关时间和连续开关次数的数据信息，并将该数据信息输出至单片机(8)；单片机(8)，单片机(8)一方面与取样电路(7)相连，另一方面与振荡电路(3)相连，根据取样电路(7)获取的连续开关时间和连续开关次数的数据信息，发出是否启动振荡电路(3)以及启动振荡电路(3)的频率、脉宽、路数的控制信号给振荡电路(3)，控制灯光亮度调节。
2、 如权利要求1所述的一种灯光亮度调节装置，其特征在于整流滤波电路(1)与电源开关(10)相连，将交流信号转化为直流信号，并过滤电源杂波，使电源更加稳定，防止整流器内部的杂波向外辐射。
3、 如权利要求1所述的一种灯光亮度调节装置，其特征在于还包括有主动功率因素校正电路(2)，主动功率因素校正电路(2)与整流滤波电路(1)相连，用于提高整流器功率因素。
4、 如权利要求1所述的一种灯光亮度调节装置，其特征在于振荡电路(3)提供灯管所需的振荡信号以及功率驱动，根据单片机(8)的控制要求，改变振荡频率、脉宽、路数，以完成灯光亮度调
5、 如权利要求1或4所述的一种灯光亮度调节装置，其特征在于所述振荡电路(3)、升压电路(4)，灯管电路(5)皆设置为-一组，通过改变振荡频率、脉宽，完成灯光亮度调节。
6、 如权利要求1或4所述的一种灯光亮度调节装置，其特征在于所述振荡电路(3)、升压电路(4)，灯管电路(5)皆设置为多组，通过改变振荡路数，完成灯光亮度调节。
7、 如权利要求1所述的一种灯光亮度调节装置，其特征在于还包括有检测电路(9)，检测电路(9) 一方面与振荡电路(3)、升压电路(4)相连，获取取样信号，以判定电路及灯管是否工作正常，另一方面与单片机(8)相连，将检测到的信号反馈到单片机(8)中进行处理。
8、 如权利要求1所述的一种灯光亮度调节装置，其特征在于还包括有内部电源(6)，内部电源(6)分别与主动功率因素校正电路(2)，振荡电路(3)，单片机(8)相连，满足上述功能模块的供电。
9、 一种灯光亮度调节方法，包括以下步骤① 、设置单片机(8)中启动振荡的连续开关时间和连续开关次数的参数；② 、取样电路(7)获取连续开关时间和连续开关次数的数据信息，并将该数据信息输出至单片机(8);◎、单片机(8)根据连续开关时间和连续开关次数的数据信息，发出是否启动振荡电路(3)以及启动振荡电路(3)的频率、脉宽、路数的控制信号；④、根据单片机(8)的控制信号，通过振荡电路(3)、灯管电路(5)完成灯光亮度调节。
10、如权利要求9所述的一种灯光亮度调节方法，其特征在于所述灯管电路(3)工作时，检测电路(9)获取振荡电路(3)、升压电路(4)的工作数据，并将该数据反馈输给单片机(8),单片机(8)根据该数据判定电路及灯管是否工作正常，并对振荡频率、脉宽及路数作出相应调整。
全文摘要
本发明公开了一种灯光亮度调节装置及其方法，属于灯光调节技术领域，包括整流滤波电路，主动功率因素校正电路，振荡电路，升压电路，灯管电路，内部电源，取样电路，单片机，检测电路以及电源开关，本发明通过设置单片机中启动振荡的连续开关时间和连续开关次数的参数；取样电路获取连续开关时间和连续开关次数的数据信息，并将该数据信息输出至单片机；单片机根据连续开关时间和连续开关次数的数据信息，发出是否启动振荡电路以及启动振荡电路的频率、脉宽、路数的控制信号；根据单片机的控制信号，通过振荡电路、灯管电路完成灯光亮度调节。具有调光方便，且节约了能耗、提高了灯管及开关的使用寿命。
文档编号H05B41/392GK101478855SQ20091009561
公开日2009年7月8日 申请日期2009年1月10日 优先权日2009年1月10日
发明者吴广毅, 相少艾 申请人:吴广毅;相少艾