专利名称：多重调光输入电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多重调光电路，尤其是指一种具有多重输入模式的调光输入电路。
背景技术：
目前，照明灯具已成为生活必需品，可以在夜间提供灯光，或作为指标、安全警示等等用途。随着社会经济发展，如今大城市不论日夜都是灯火通明，大量的照明装置逐渐对电力供应造成负担。一般情况下的照明灯具经常是固定在最高能耗最高亮度下使用，不论使用人数多少，使用用途为何，周围环境明暗。因此会带来很多的能源浪费、折损灯泡寿命并产生较多的废热。最近，多数节能灯具可搭配调光控制器改变输出亮度。使用者通过控制调光控制器，照明灯具可根据使用者的需求提供不同的亮度级方案。然而，由于制造厂商不同或电路设计的考量不同，调光控制器的输出讯号也具有各种不同的输出规格。同时因上述不同种类的调光控制器，调光驱动电路经常需要相对应调整的不同的电路输入设计，才能接收到不同种类的输入控制讯号，从而以不同的电力设计驱动发光源 (如LED灯)，调光控制器与灯具上的驱动电路无法对应时，将可能使调光功能失效或导致电路损毁。
实用新型内容为解决上述问题，，本实用新型提供一种具有多重输入模式的调光输入电路。为实现本实用新型的目的，本实用新型提供的多重调光输入电路，包括一输入端，藕接于一输入节点；一输出端，用于传送所述类比电压输出；一定电流源，藕接于所述输入节点；一电压调整单元，藕接于所述输入节点与一接地端之间；一滤波单元，藕接于所述输入节点与一接地端之间；以及一输出缓动单元，藕接于所述滤波单元与所述输出端之间；其中，当所述输入端输入一类比电压输入时，所述类比电压输出正比于所述类比电压输入的一电压准位；当所述输入端输入一脉宽调变信号时，所述类比电压输出正比于所述脉宽调变信号的一占空比；当所述输入端与一接地端之间藕接一可变电阻时，所述类比电压输出正比于所述可变电阻的一电阻阻值。本实用新型提供的一种多重调光输入电路，将多种类型(如类比电压输入，脉宽调变信号、可变电阻)的输入信号，转换为类比电压输出，以作为灯具上调光驱动电路的调光控制讯号。并且，输出的类比电压类比须为线性且正比于类比电压输入之输入电压、脉宽调变讯号之占空比或可变电阻阻值的电阻值。
附图1为本实用新型一种多重调光输入电路的示意图；附图2为本实用新型多重调光输入电路对应类比电压输入或脉宽调变信号时的电路示意图；附图3为本实用新型多重调光输入电路对应可变电阻时的电路示意图；附图4为定电流源分别在不同可变电阻阻值下的定电流特性模拟图；附图5A为在可变电阻或类比电压输入模式下相对类比电压输出关系的实验结果图；附图5B为在无源脉宽调变信号模式下相对类比电压输出关系的实验结果图；附图5C为在脉宽调变信号模式下相对类比电压输出关系的实验结果图；附图5D为在另一脉宽调变信号模式下相对类比电压输出关系的实验结果图。元件符号说明多重调光输入电路100 ；定电流源120 ；电压调整电路140 ；滤波单元160; 输出缓动单元180; 灯光关断单元190 ；回授电路200 ； 输入节点附；输入端INl ；输出端OUTl ； 类比电压输入Va; 脉宽调变信号Vpwm ；系统电压端Vdd;参考电压端Vref; 运算放大器OPl ；滤波电阻Rl; 滤波电容Cl;限流电阻R2;输入滤波电容C2;可变电阻Ra; 定电流Ic。
具体实施方式
为了更好的理解本实用新型内容，下面将结合附图对本实用新型进一步说明。由于制造厂商不同或电路设计的考量不一，市面上调光控制器的输出讯号也具有各种不同的输出规格。目前常见的调光控制器产生之控制讯号主要分为下列三种(1)类比电压输入通常为IV IOV(或Ov IOv)的类比电压输入，利用电压准位的大小代表不同的亮度级，由于输出信号也是采用类比方式，因此输入若采用1 IOV输入，电路只需做放大或衰减、缓动即可。在设计上并无太大问题；(2)脉宽调变信号通常为12v 24V之间的PWM讯号，利用PWM输入讯号所带有不同占空间比(duty cycle)代表不同的亮度级。采用PWM讯号输入讯号时，类比电压输出须正比于PWM输入讯号的duty比率，因此可以采用RC滤波器将PWM输入讯号滤为类比信号。现有的调光控制器的PWM输入讯号采用12 24V的系统，因此若采用电阻-电容滤波须排除PWM输入讯号其电压准位的影响；以及(3)直接可变电阻调整采用可调整的可变电阻器，利用可变电阻器之电阻阻值代表不同的亮度级，此方式为直接连接一颗可变电阻(通常为IOOk欧姆，线性型)，不需额外信号、电源就可以调光。 一般常用电阻分压方式来设计，但随着可变电阻阻值不同，类比电源输出呈现非线性，会导致灯光亮度变化也呈现非线性。因此，本实用新型提出一种多重调光输入电路，其设计的目的在于，将多种类型的输入信号，转换为线性的类比电压输出，以作为灯具上调光驱动电路的调光控制讯号。请参阅第1图，为一种多重调光输入电路100的示意图。如第1图所示，多重调光输入电路100包含输入端IN1、输出端OUTl/定电流源120、电压调整单元140、滤波单元 160以及输出缓动单元180。此外，在此实施列之多重调光输入电路100中可进一步包含灯光关断单元190，但本实用新型并不以此为限。如第1图所示，输入端mi藕接至输入节点Ni.输出端OUTl用传送类比电压输出至后续的调光驱动电路(图未示)。定电流源120藕接至输入节点m。电压调整单元140 藕接于输入节点m与接地端之间。滤波单元160藕接于输入节点m与接地端之间。输出缓动单元180藕接于滤波单元160与输出端OUTl之间。灯光关断单元190的一端藕接于滤波单元160与输出缓动单元180之间，并且，灯光关断单元190另一端藕接于回授电路200 与系统电压端Vcc之间。请一并参阅第2图，为多重灯光输入电路100对应类比电压输入Va或脉宽调变信号Vpwm时的电路示意图。如第2图所示，于此实施列中，输出缓动单元180包含一运算放大器OPl，于此实施列中，运算放大器OPl主要用以形成电压随藕器作为输出缓动之用。优选的，滤波单元160包含滤波电阻Rl以及滤波电容Cl，滤波电阻Rl藕接于输入节点W与输出缓动单元180之间，滤波电容Cl的一端电性连接于滤波电阻Rl与输出缓动单元180之间，滤波电容Cl的另一端电性连接至接地端。优选的，在此实施列中，电压调整单元140包含积纳二极体9 (zener diode)，于此实施列中可采用崩溃电压为Iiv的积纳二极体。优选的，在此实施列中，多重调光输入电路100进一步包含一限流电阻R2以及输入滤波电容C2，限流电阻R2藕接于输入端mi与输入节点m之间，输入滤波电容C2的一端电性连接于输入端mi与限流电阻R2之间，滤波电容C2的另一端电性连接至接地端，实际应用中，输入滤波电容C2 —电容值可大致约为IOOOpF,但本实用新型并不以此为限。当输入端mi连接的是类比电压输入Va (如1 IOV的定电压输入)时，此时，直流定电压的类比电压输入Va可将输入节点m的电压准位提升至类比电压输入Va的电压准位，随后经过输出缓动单元180中运算放大器OPl的等增益(imi-gain)处理，并形成经类比电压输出至输出端0UT1。也就是说，此实施列中的输出端OUTl上的类比电压输出大致上与原类比电压输入Va相等，如此一来，类比电压输出即正比于类比电压输入Va的电压准位。当输入端mi连接的是脉宽调变信号Vpwm(如12 MV的PWM输入)时，此时脉宽调变信号Vpwm收到电压调整单元140中积纳二极体的崩溃电压(在此列中为11V)限制， 脉宽调变信号Vpwm的讯号电压先经电压调整单元140(即本实施列中，崩溃电压为IlV的积纳二极体)处理至约IlV后，再经由滤波单元160中滤波电阻Rl以及滤波电容Cl组成的RC滤波器，将其转换为正比于脉宽调变的占空比(duty cycle)的类比电压输出。此外，请参与第3图，为多种调光输入电路100对应可变电阻Ra时的电路示意图。 如第3图所示，输入端mi与接地端之间藕接可变电阻Ra。[0051]当输入端mi藕接可变电阻Ra时，为了现有技术中采用电阻分压方式产生的类比电压出入与可变电阻Ra的阻值呈现非线性问题。本实用新型通过定电流源120对应可变电阻Ra进行电压取样，定电流源120产生的定电流Ic通过可变电阻Va并于输入端mi上形成可变输入电压，透过欧姆定律V = I*R可知，输入端mi上形成的可变输入电压大小为 Ic*Ra。由此可知，当Ic为定电流时，可变输入电压于可变电阻Ra之值呈线性关系。与可变电阻Ra之阻值呈线性关系。实际应用中，可变电阻Va可采用IOOk欧姆的可变电阻，若要在可变电阻Va 二端产生0-10V的电压，此定电流须为IOOuA,在此列中可利用参考电压端Vref提供2. 5V电压来产生定电流，但本实用新型并不此为限。请参阅第4图，其绘示定电流源120分别在不同可变电阻Va阻值下的定电流特性模疑图，如第4图所示，定电流源120的输出电流可保持在100uA+/-0. 5uA左右。在可变电阻Va 二端产生0-10V电压，即输入端mi上的可变输入电压。接着，可变输入电压便经过输出缓动单元180于输出端OUTl上形成类比电压输出，其形成类比电压输出至路经与流程，即与前述段落中所揭露采用类比电压输入Va时相似，请参与第2图与有关采用类比电压输入Va时的详细说明，在此不另赘述。此外，当输入端mi为开路(floating)时，定电流源120会流向输入滤波电容C2 与滤波电容Cl，使电容电压提高，同时积纳二极体的端电压也会提高，最终至积纳二极体的崩溃电压11V。因此，此电路若采用无源(open collector)方式的脉宽调变信号，也可以在输入端产生脉宽调变信号电压波形，之后就以脉宽调变信号形式处理。其中要注意的是，当输入滤波电容选用过大时，定电流120对输入滤波电容C2充电的时间会增加，造成非理想的脉宽调变波形，实际应用中，输入滤波电容C2的选用可以IOOOPf为参考值。此外，优选的，本实用新型的多重调光输入电路100除了对类比电压输入、脉宽调变信号端mi为短路(Short)或极低电压时，则进一步加入将灯光开断的功能，藉此，可实现透过调光控制直接开关的功能、节省能耗、并避免灯管在低电压驱动下发生恼人亮暗闪烁的情形。于此实施列中，当该输入端mi的电压准位小于基准值(例如0.6V)时，该灯光关断单元190便可导通，将回授电路200开断。接着，请参照第5A图至第5D图，为在不同输入模式下本实用新型的多重调光输入电路的类比电压输出与各种输入之间关系的实验结果图。由第5A图至第5D图可知，各种不同输入方式输出电压均为输入(电压、电阻、duty)呈线性关系。以此线性的类比信号作为调光模组或驱动电路的参考命令，即可实现多重输入的调光功能，实际应用中，可广泛应用于发光二极体(light emitting diode, LED)的调光电路上。综上所述，本实用新型提出的多重调光输入电路其设计的目的在于，将多种类型的输入信号转换为类比电压输出，以作为灯具上调光驱动电路的调光控制讯号，并且，输出的类比电压输出须为线性且正比于类比电压的输入电压，脉宽调变讯号的占空比或可变电阻阻值的电阻值。综上所述，实施例不过是本实用新型的优选最佳实施方案，不可理解为对本实用新型的保护范围限定，对于本领域的技术工作人员根据本实用新型所做的不超出本实用新型技术方案的调整和改动，应该认为落在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种多重调光输入电路，用以产生一类比电压至一调光驱动电路，其特征在于所述多重调光输入电路包括一输入端，藕接于一输入节点；一输出端，用于传送所述类比电压输出；一定电流源，藕接于所述输入节点；一电压调整单元，藕接于所述输入节点与一接地端之间；一滤波单元，藕接于所述输入节点与一接地端之间；以及一输出缓动单元，藕接于所述滤波单元与所述输出端之间；其中，当所述输入端输入一类比电压输入时，所述类比电压输出正比于所述类比电压输入的一电压准位；当所述输入端输入一脉宽调变信号时，所述类比电压输出正比于所述脉宽调变信号的一占空比；当所述输入端与一接地端之间藕接一可变电阻时，所述类比电压输出正比于所述可变电阻的一电阻阻值。
2.如权利要求1所述的多重调光输入电路，其特征在于所述输出缓动单元包括一运算放大器；所述运算放大器形成一电压随藕器。
3.如权利要求1所述的多重调光输入电路，其特征在于所述滤波单元包括一滤波电阻以及一滤波电容，所述滤波电阻藕接于所述输入节点与所述输出缓动单元之间；所述滤波电容的一端电性连接于所述滤波电阻与所述输出缓动单元之间，所述滤波单元的另一端电性连接一接地端。
4.如权利要求1所述的多重调光输入电路，其特征在于所述电压调整单元包含一积纳二极体，当所述输入端输入所述脉宽调变信号时，所述电压调整单元用于将所述脉宽调变信号的电压最大值处理至所述积纳二极体的崩溃电压。
5.如权利要求1所述的多重调光输入电路，其特征在于进一步包括一限流电阻以及一输入滤波电容，所述限流电阻藕接于所述输入端与所述输入节点之间；所述输入滤波电容的一端电性连接于所述输入端与所述限流电阻之间，所述滤波电容的另一端电性连接至一接地端。
6.如权利要求1所述的多重调光输入电路，其特征在于所述输入滤波电容的电容值为 1000pF。
7.如权利要求1所述的多重调光输入电路，其特征在于当所述输入端与一接地端之间藕接所述可变电阻时，所述定电流源产生一定电流，所述定电流通过所述可变电阻并于所述输入端上形成一可变输入电压。
8.如权利要求1所述的多重调光输入电路，其特征在于进一步包括一灯光关断单元， 所述灯光关断单元的一端藕接于所述滤波单元与所述输出缓动单元之间。
9.如权利要求9所述的多重调光输入电路，其特征在于所述灯光关断单元另一端藕接于一回授电路与一系统电压端之间，当所述输入端的电压准位小于一基准值时；所述灯光关断单元将所述回授电路关断。
专利摘要本实用新型提供一种多重调光输入电路，用于产生类比电压输出至调光驱动电路；其中多重调光输入电路包含输入端、输出端、定电流源、电压调整单元、滤波单元。
文档编号H05B37/02GK202276494SQ201120162580
公开日2012年6月13日 申请日期2011年5月13日 优先权日2011年5月13日
发明者彭希和 申请人:明纬(广州)电子有限公司