一种单火调光器的自适应负载方法和单火调光器

摘要

本发明公开了一种单火调光器的自适应负载方法和单火调光器。一种单火调光器的自适应负载方法，调光器上电后处于后沿切相模式，并且在该模式下连续输出信号；在该输出信号的输出端，连续采集至少二个脉宽脉冲信号；对采集到的脉宽脉冲信号进行分析判断检测，如检测到的脉宽脉冲信号无异常则调光器处于后沿切相模式；如检测到的脉宽脉冲信号有异常则调光器转换为前沿切相模式。本发明通过在可调光的负载灯前设置调光器，使得可调光的负载的调光模式可以自动切换，使用方便。

说明书

技术领域

本发明涉及智能家居技术领域，更具体地说是一种单火调光器的自适应负载方法和单火调光器。

背景技术

在调光技术中，带负载的调光模式包括纯阻性负载、感性负载、LED前沿切相可调光负载、LED后沿切相可调光负载等。在传统的单火线调光器中，对灯具调光无法自动识别和自动控制，需手动进行切换调光模式，使用较为不方便。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种单火调光器的自适应负载方法和单火调光器。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种单火调光器的自适应负载方法，调光器上电后处于后沿切相模式，并且在该模式下连续输出信号；在该输出信号的输出端，连续采集至少二个脉宽脉冲信号；对采集到的脉宽脉冲信号进行分析判断检测，如检测到的脉宽脉冲信号无异常则调光器处于后沿切相模式；如检测到的脉宽脉冲信号有异常则调光器转换为前沿切相模式。

其进一步技术方案为：所述检测到的脉冲信号无异常并且LED调光器处于后沿切相模式，此时调光器LED输出高端亮度信号。

其进一步技术方案为：所述调光器处于输出高端亮度的信号时，继续对脉冲信号输出信号的输出端采集至少二个以上的脉冲幅度侦测，并且对脉冲幅度进行分析；如脉冲幅度无异常，则调光器保持后沿切相模式，如脉冲幅度异常，则调光器转换为前沿切相模式。

其进一步技术方案为：所述调光器LED转换为前沿切相模式后，对调光器LED进行重启，并且调光器LED的调光亮度信号恢复至原定值。

其进一步技术方案为：所述调光器上电后处于后沿切相模式，在后沿切相模式下输出低端亮度信号，并且在该信号下连续采集至少二个脉宽脉冲信号；然后在后沿切相模式下再输出高端亮度信号，在再该信号下连续采集至少二个脉宽脉冲信号。

其进一步技术方案为：所述调光器LED上电处于后沿切相模式前进行计时累计。

一种单火调光器，包括全桥整流模块，MCU，过零信号变换模块，自动识别脉冲变换模块；所述全桥整流模块的第一输出端通过过零信号变换模块与MCU电性连接，第二端通过自动识别脉冲变换模块与MCU电性连接；所述MCU通过设有的前置驱动模块输出信号。

其进一步技术方案为：所述全桥整流模块与串联在火线的半桥功率开关驱动模块电性连接；所述前置驱动模块输出的信号加载在半桥功率开关驱动模块，以输出控制LED的负载信号。

其进一步技术方案为：所述全桥整流模块设有供电端，以使分别给MCU、前置驱动模块提供电源。

其进一步技术方案为：所述全桥整流模块包括功率MOS管Q1、功率MOS管Q2，整流二极管D1、整流二极管D2；所述过零信号变换模块包括电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C12；所述自动识别脉冲变换模块包括电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C9。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过在可调光的负载灯前设置调光器，使得可调光的负载的调光模式可以自动切换，使用方便。通过检测脉冲信号的状态来控制调光模式的自动切换，实现单火线调光器自动识别可控硅调光驱动不同方案和感性负载类型的光源，并输出准确的相位控制波形达到真正的完全兼容的调光性能。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的一种单火调光器的自适应负载方法的流程图；

图2为本发明的一种单火调光器的电路方框图；

图3为本发明的一种单火调光器的电路图；

图4为本发明的一种单火调光器的连接图；

图5为本发明的一种单火调光器的电路采集点A、B、C、D负载适应后沿切相模式的信号波形图；

图6为本发明的一种单火调光器的电路采集点A、B、C、D负载适应后沿切相模式的信号波形图；

图7为本发明的一种单火调光器的电路采集点A、B、C、D负载不适应后沿切相模式的信号波形图；

图8为本发明的一种单火调光器的电路采集点A、B、C、D负载不适应后沿切相模式的信号波形图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

图纸1至8为本发明的图纸。

本实施提供了请参阅图1，一种单火调光器的自适应负载方法，调光器上电后处于后沿切相模式，并且在该模式下连续输出信号；在该输出信号的输出端，连续采集至少二个脉冲信号；对采集到的脉冲信号进行分析判断，如检测到的脉冲信号无异常则调光器处于后沿切相模式；如检测到的脉冲信号有异常则调光器转换为前沿切相模式。脉冲信号的是否异常，根据设定的脉冲波形来确定。脉冲信号可以从调光器电路上设定的输出端进行采集，并且设定点可以位多个，每个点的信号波形可以不相同。

其中，在后沿切相模式连续输出的输出信号为经过整形的脉冲信号。并且该输出信号为在不同亮度输出端进行采集：在后沿切相模式下，调光至高端亮度状态输出，并在输出端连续采集多个脉冲信号；然后再调节至低端亮度状态输出，并在输出端连续采集多个脉冲信号。在不同的状态下对脉冲信号进行采集检测，提高脉冲信号的准确性。

于其他实施例中，除了高端亮度与低端亮度的两个端点的状态下进行脉冲信号检测，还可以再采集两个状态之间的信号。

具体的，上述的步骤在调光器中完成，调光器中的电路执行上述步骤。

进一步的，所述检测到的脉冲信号无异常，调光器继续处于后沿切相模式，然后调光器输出高端亮度信号。上述的检测到的脉冲信号无异常即在后沿切相模式的状态下，对多个检测到的脉冲信号确认无异常后，调光器保持后沿切相模式，然后输出高端亮度信号。

再进一步的，所述调光器处于输出高端亮度信号时，对脉冲信号的脉冲幅度侦测，并且对脉冲幅度进行分析；如脉冲幅度无异常，则调光器保持后沿切相模式，如脉冲幅度异常，则调光器转换为前沿切相模式。在此过程中是对脉冲幅度进行检测，如果检测的脉冲幅度于设定的幅度有差距，则认为是有异常。

最后，所述调光器转换为前沿切相模式后，对调光器进行重启，并且调光器的调光亮度信号恢复至原定值。

具体的，上面所述调光器上电后处于后沿切相模式，在后沿切相模式下调光至低端亮度信号以供脉冲信号的采集；然后，在后沿切相模式下调光至高端亮度信号以供脉冲信号的采集；并且均对低端亮度信号和高端亮度信号采集的脉冲信号进行分析。上述是在两个条件下，分为两个步骤进行，上电后调光器处于后沿切相模式的并且输出低端亮度信号，此状态下对调光器电路上的多个点进行采集脉冲信号，然后调光器上电后处于后沿切相模式并且输出高端亮度信号，此状态下对调光器电路上的多个点进行采集脉冲信号，然后对高端亮度信号和低端亮度信号下的脉冲信号进行都分析，确当是有异常。

其中，所述调光器上电处于后沿切相模式前进行计时累计。

本方法在下述的调光器的电路中执行，并且电路部分为整个调光器的主要电路。

一种单火调光器，请参阅图2、3，包括全桥整流模块，MCU，过零信号变换模块，自动识别脉冲变换模块。全桥整流模块的第一输出端通过过零信号变换模块与MCU电性连接，第二端通过自动识别脉冲变换模块与MCU电性连接。MCU通过设有的前置驱动模块输出信号。

进一步的，所述全桥整流模块与串联在火线的半桥功率开关驱动模块电性连接。前置驱动模块输出的信号加载在半桥功率开关驱动模块，以输出负载信号。

所述全桥整流模块设有供电端，以使分别给MCU、前置驱动模块提供电源。在整流二极管D1和整流二极管D2之间的节点处连接二极管D3，然后二极管D3的负极端通过稳压芯片输出电压，形成所述的供电端。在本实施例中，输出的电压为5V、12V，分别给MCU、其他电路元件供电。

具体的，所述全桥整流模块包括功率MOS管Q1、功率MOS管Q2，整流二极管D1、整流二极管D2。功率MOS管Q1的漏极与整流二极管D1的正极电连接(功率MOS管Q1与整流二极管D1之间的结点为电压输入端L2)，源极接地，栅极与前置驱动模块电性连接；功率MOS管Q2的漏极与电压输入端连接与整流二极管D2的正极连接(功率MOS管Q2与整流二极管D2之间的结点为控制信号输出端LO)，源极接地，栅极与前置驱动模块电性连接；整流二极管D1的负极与整流二极管D2的负极电连接。其中，功率MOS管Q1的栅极与源极之间连接有电阻R1，功率MOS管Q2的栅极与源极之间连接有电阻R2。功率MOS管Q1、功率MOS管Q2还作为信号输出端的驱动开关。

整流二极管D1的负极端可以作为一个经过整形信号输出端，设置为采集点A。调光器的MCU可以对A点的输出信号的脉冲信号或脉冲幅度进行检测，脉冲信号或脉冲信号有异常与否，可以作为调光器的后沿切相模式或前沿切相模式切换的判断标准。过零信号变换模块包括电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C12。过零信号变换模块连接在整流二极管D1与整流二极管D2之间，作为过零信号变换模块的输入点，通过电阻R11、电阻R12串联后于MCU连接。电阻R13、电容C12一端与电阻R12一端连接，另一端接地。其中，电阻R12与电阻R13的连接点可以设置为采集点C，也即过零信号变换模块给MCU的信号。C点输出的信号传输给MCU，使得MCU的软件对采集点C信号的脉冲信号或脉冲幅度进行检测，脉冲信号或脉冲信号有异常与否，可以作为调光器的后沿切相模式或前沿切相模式切换的判断标准。

自动识别脉冲变换模块包括电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C9。自动识别脉冲变换模块连接在整流二极管D1与整流二极管D2之间，作为自动识别脉冲变换模块的输入点，通过电阻R14、电阻R15串联后于MCU连接。电阻R16、电容C19一端与电阻R15一端连接，另一端接地。全桥整流模块出来的电压经电阻R14，电阻R15，电阻R16，电容C9配合MCU内部的比较器变换成所需的脉冲信号变化信号。电阻R14、电阻R15的连接点可以设置为采集点B，也即自动识别脉冲变换模块给MCU的信号。B点输出的信号传输给MCU，使得MCU的软件对采集点C信号的脉冲信号或脉冲幅度进行检测，脉冲信号或脉冲信号有异常与否，可以作为调光器的后沿切相模式或前沿切相模式切换的判断标准。

MCU的信号输出端可以设置为采集点A。其中，A点输出的信号传输给MCU，使得MCU的软件对采集点C信号的脉冲信号或脉冲幅度进行检测，脉冲信号或脉冲信号有异常与否，可以作为调光器的后沿切相模式或前沿切相模式切换的判断标准。

上述采集点A、B、C及D的信号脉冲信号或脉冲幅度异常与否，是将采集点的信号与MCU的端脚连接，然后采集点的信号与MCU内部软件设定数值进行对比，如果信号脉冲信号或脉冲幅度与设定的数值不符合，则认为是异常。在本实施例中，采集点的信号波形基本是连续完整并且均匀的，则认为是没有发生异常；如果是信号波形的波长、波幅不一致、不连续等，则认为是脉冲信号、脉冲幅度发生异常。如图5、6为采集点A、B、C、D在负载适应后沿切相模式时的波形图；图7、8为采集点A、B、C、D在负载不适应后沿切相模式时的波形图。

其中，全桥整流模块出来的电压经电阻R9、电阻R10分压的信号作为脉冲幅度变化的判别。

请参阅图4，上述的自适应负载的方法通过本自适应负载的调光器来执行。调光器与可调光负载灯(LED、白炽灯等)串联在市电的火线上，通过调光器的自适应负载对可调光负载灯进行调节。MCU写入有相应的程序，执行上述的自适应负载的方法，使得调光更加方便。

自动识别脉冲变换模块输出的信号至MCU然后，MCU对自动识别脉冲变换模块输出的信号脉冲信号进行分析，然后执行后沿切相模式和前沿切相模式的自动切换。

与现有技术相比，本发明通过在可调光的负载灯前设置调光器，使得可调光的负载的调光模式可以自动切换，使用方便。通过检测脉冲信号的状态来控制调光模式的自动切换，实现单火线调光器自动识别可控硅调光驱动不同方案和感性负载类型的光源，并输出准确的相位控制波形达到真正的完全兼容的调光性能。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。