本實(shí)用新型涉及調(diào)光技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種基于編碼信號的LED調(diào)光裝置及采用該LED調(diào)光裝置的LED調(diào)光系統(tǒng)。
背景技術(shù):
隨著LED在照明、通訊和傳感技術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展,基于LED照明光源的可見光通訊(visible light communication,VLC)技術(shù)由于能夠同時(shí)用于照明和通訊,并且具有覆蓋范圍廣、節(jié)能降耗、健康安全、定向輻射、布設(shè)簡單、成本低廉、電磁兼容性良好等突出優(yōu)點(diǎn),在室內(nèi)定位領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。目前,基于LED可見光的室內(nèi)定位技術(shù)需要多個(gè)LED燈具作為定位節(jié)點(diǎn),每個(gè) LED燈具都需要不同的ID,利用光學(xué)傳感器技術(shù)檢測出具有PWM信號的LED 燈具ID。
普遍使用的PWM調(diào)光通常使用如下兩種方式:
一種方式是直接將PWM信號加到控制電路的控制端,此時(shí)LED驅(qū)動器的輸出電流也是PWM型的,即LED燈珠會在高頻下亮滅,根據(jù)不同的占空比來調(diào)整平均亮度。這種方式能夠用于VLC技術(shù)的室內(nèi)定位,然而,由于照明燈具通常需要一定的光通量,需要LED燈珠在亮的狀態(tài)時(shí)具有較大的電流,因此需要較高功率的驅(qū)動器和較大額定電流的LED燈珠,這將會增加產(chǎn)品的體積和成本。
另一種方式是將PWM信號通過濾波電路轉(zhuǎn)換成直流電壓信號傳遞到控制電路的控制端。這種方式由于PWM信號已經(jīng)濾波為直流電壓控制信號,LED 驅(qū)動器的輸出電流為直流電流,因此不適合用于VLC技術(shù)的室內(nèi)定位。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
基于此,有必要提供一種基于編碼信號的LED調(diào)光裝置及系統(tǒng),能夠保證 LED燈具的光通量,而且相對傳統(tǒng)調(diào)光電源,能夠減小體積和成本。
一種基于編碼信號的LED調(diào)光裝置,其包括AC-DC穩(wěn)壓電路、編碼輸入轉(zhuǎn)換電路、PWM信號處理電路及受控調(diào)光電路;
所述AC-DC穩(wěn)壓電路的輸入端用于接入市電,所述AC-DC穩(wěn)壓電路的第一輸出端連接所述編碼輸入轉(zhuǎn)換電路的第一電源端,所述AC-DC穩(wěn)壓電路的第二輸出端連接所述PWM信號處理電路的第二電源端,所述AC-DC穩(wěn)壓電路的第三輸出端連接所述受控調(diào)光電路的輸入端;
所述編碼輸入轉(zhuǎn)換電路的輸入端用于連接編碼發(fā)送裝置,所述編碼輸入轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接所述PWM信號處理電路的輸入端;
所述PWM信號處理電路的輸出端連接所述受控調(diào)光電路的控制端,所述受控調(diào)光電路的輸出端用于連接LED燈具。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述編碼輸入轉(zhuǎn)換電路包括編碼輸入子電路、單片機(jī)芯片U5、晶振Y1、電容C24、電容C25、電容C26及電容C27;
所述編碼輸入子電路的輸入端用于連接編碼發(fā)送裝置,所述編碼輸入子電路的輸出端連接所述單片機(jī)芯片U5的信號輸入引腳;
所述單片機(jī)芯片U5的片內(nèi)振蕩電路輸入引腳和所述單片機(jī)芯片U5的片內(nèi)振蕩電路輸出引腳分別連接所述晶振Y1的兩端,所述單片機(jī)芯片U5的片內(nèi)振蕩電路輸入引腳還通過所述電容C26接地,所述單片機(jī)芯片U5的片內(nèi)振蕩電路輸出引腳還通過所述電容C27接地,所述單片機(jī)芯片U5的電源輸入引腳連接所述AC-DC穩(wěn)壓電路的第一輸出端,所述單片機(jī)芯片U5的電源輸入引腳還用于通過所述電容C24接地,所述單片機(jī)芯片U5的復(fù)位引腳用于通過所述電容C25 接地,所述單片機(jī)芯片U5的第一輸出引腳連接所述PWM信號處理電路的第一輸入端,所述單片機(jī)芯片U5的第二輸出引腳連接所述PWM信號處理電路的第二輸入端。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述編碼輸入子電路包括通訊連接座J3,所述通訊連接座J3的電源引腳連接所述AC-DC穩(wěn)壓電路的第一輸出端,所述通訊連接座J3的兩個(gè)輸出引腳分別連接所述單片機(jī)芯片U5的兩個(gè)信號輸入引腳。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述編碼輸入子電路包括無線通訊模塊J4、按鍵 SW1、發(fā)光二極管LED1及電阻R46;
所述無線通訊模塊J4的電源引腳連接所述AC-DC穩(wěn)壓電路的第一輸出端,所述無線通訊模塊J4的第一輸入引腳連接所述發(fā)光二極管LED1的陰極,所述發(fā)光二極管LED1的陽極通過所述電阻R46連接所述AC-DC穩(wěn)壓電路的第一輸出端,所述無線通訊模塊J4的第二輸入引腳連接所述按鍵SW1的一端,所述按鍵SW1的另一端用于接地,所述無線通訊模塊J4的兩個(gè)輸出引腳分別連接所述單片機(jī)芯片U5的兩個(gè)信號輸入引腳。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述PWM信號處理電路包括電阻R32、電阻R33、電阻R34、電阻R35、電阻R36、電阻R37、電阻R38、電容C12、電容C12及 MOS管Q4;
所述MOS管Q4的柵極連接所述編碼輸入轉(zhuǎn)換電路的第一輸出端,所述 MOS管Q4的柵極還通過所述電阻R37連接所述AC-DC穩(wěn)壓電路的第二輸出端,所述MOS管Q4的柵極還用于通過所述電阻R38接地,所述MOS管Q4 的漏極依次通過串聯(lián)的所述電阻R36、所述電阻R34及所述電阻R32連接所述 AC-DC穩(wěn)壓電路的第二輸出端,所述MOS管Q4的源極用于接地;
所述電阻R35的一端連接所述電阻R36和所述電阻R34之間的連接節(jié)點(diǎn),所述電阻R35的另一端用于接地;
所述電容C12的一端通過所述電阻R33連接所述編碼輸入轉(zhuǎn)換電路的第二輸出端,所述電容C12的一端還連接所述電阻R34和所述電阻R32之間的連接節(jié)點(diǎn),所述電容C12的另一端用于接地;
所述電阻R34與所述電阻R36之間的連接節(jié)點(diǎn)作為所述PWM信號處理電路的輸出端,連接所述受控調(diào)光電路的控制端。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述受控調(diào)光電路包括恒流芯片U2、MOS管Q5、采樣電阻RS、電阻R22、電阻R30、電阻R33、電阻R331、電容C10、電容C11、電容C13、共模電感L4、電感L5、二極管D7;
所述恒流芯片U2的輸入引腳連接所述AC-DC穩(wěn)壓電路的第三輸出端,所述恒流芯片U2的輸入引腳還連接所述二極管D7的陰極,所述恒流芯片U2的電源引腳通過所述電容C11接地,所述恒流芯片U2的控制引腳連接所述PWM 信號處理電路的輸出端,所述恒流芯片U2的電流采樣引腳通過所述采樣電阻RS連接所述AC-DC穩(wěn)壓電路的第三輸出端,所述恒流芯片U2的電流采樣引腳還分別連接所述電容C13第一端和所述共模電感L4的第一輸入端,所述恒流芯片U2的輸出引腳通過所述電阻R30分別連接所述電阻R31第一端和所述MOS 管Q5的柵極;
所述電阻R31第二端和所述MOS管Q5的源極分別用于接地,所述MOS 管Q5的漏極通過所述電感L5分別連接所述二極管D7的陽極、所述電容C13 第二端和所述共模電感L4的第二輸入端;
所述電阻R22的兩端分別連接所述共模電感L4的第一輸出端和所述共模電感L4的第二輸出端,所述電容C10與所述電阻R22并聯(lián);
所述共模電感L4的第一輸出端和所述共模電感L4的第二輸出端分別作為所述受控調(diào)光電路的兩個(gè)輸出端,用于連接LED燈具。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述AC-DC穩(wěn)壓電路包括輸入濾波整流子電路、變壓器子電路、電源開關(guān)子電路、芯片供電子電路、第一輸出子電路及第二輸出子電路,所述變壓器子電路包括初級繞組、第一次級繞組、第二次級繞組及第三次級繞組;
所述輸入濾波整流子電路的輸入端用于接入市電,所述輸入濾波整流子電路的輸出端分別連接所述初級繞組的第一端和所述電源開關(guān)子電路的第三電源端;
所述電源開關(guān)子電路的輸出端連接所述初級繞組的第二端;
所述第一次級繞組的第一端連接所述第一輸出子電路的輸入端,所述第一次級繞組的第二端用于接地,所述第一輸出子電路的第一輸出端連接所述編碼輸入轉(zhuǎn)換電路的第一電源端,所述第一輸出子電路的第二輸出端連接所述PWM 信號處理電路的第二電源端;
所述第二次級繞組的第一端通過所述芯片供電子電路連接所述第三電源端,所述第二次級繞組的第二端用于接地;
所述第三次級繞組的第一端連接所述第二輸出子電路的輸入端,所述第三次級繞組的第二端用于接地,所述第二輸出子電路的輸出端連接所述受控調(diào)光電路的輸入端。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述第一輸出子電路包括穩(wěn)壓芯片U6、二極管D6、穩(wěn)壓二極管ZD2、三極管Q3、電阻R19、電容EC2、并聯(lián)的電容C9和電容C20 及并聯(lián)的電容C21和電容C22;
所述二極管D6的陽極連接所述第一次級繞組的第一端,所述二極管D6的陰極通過所述電阻R20分別連接所述電容EC2的第一端和所述三極管Q3的集電極,所述三極管Q3的發(fā)射極連接所述穩(wěn)壓芯片U6的第二輸出引腳,所述三極管Q3的基極通過所述電阻R19連接所述電容EC2的第一端,所述三極管Q3 的基極還連接所述,所述穩(wěn)壓二極管ZD2的陽極和所述電容EC2的第二端分別用于接地;
所述并聯(lián)的電容C9和電容C20一端連接所述穩(wěn)壓芯片U6的第二輸出引腳,所述并聯(lián)的電容C9和電容C20另一端用于接地;
所述并聯(lián)的電容C21和電容C22一端連接所述穩(wěn)壓芯片U6的第一輸出引腳,所述并聯(lián)的電容C21和電容C22另一端用于接地;
所述穩(wěn)壓芯片U6的第一輸出引腳為所述第一輸出子電路的第一輸出端;所述穩(wěn)壓芯片U6的第二輸出引腳為所述第一輸出子電路的第二輸出端。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述第二輸出子電路包括二極管D5、串聯(lián)的電阻R21 和電容C4,以及并聯(lián)的電容EC3和電容EC4;
所述串聯(lián)的電阻R21和電容C4與所述二極管D5并聯(lián),所述二極管D5的陽極連接所述第三次級繞組的第一端,所述二極管D5的陰極連接所述并聯(lián)的電容EC3和電容EC4一端,所述并聯(lián)的電容EC3和電容EC4另一端用于接地,所述二極管D5的陰極作為所述第二輸出子電路的輸出端,還連接所述受控調(diào)光電路的輸入端。
一種基于編碼信號的LED調(diào)光系統(tǒng),其包括LED燈具及如上述任一項(xiàng)所述的LED調(diào)光裝置,其中所述LED燈具與所述LED調(diào)光裝置的受控調(diào)光電路的輸出端連接。
上述LED調(diào)光裝置及系統(tǒng),通過編碼輸入轉(zhuǎn)換電路將外部編碼信號轉(zhuǎn)換為 PWM信號,根據(jù)PWM信號輸出電流對LED光源進(jìn)行調(diào)光,使得LED光源能作為定位節(jié)點(diǎn),應(yīng)用于VLC技術(shù)。由于將外部編碼信號轉(zhuǎn)換為占空比可調(diào)的PWM信號,從而能夠通過調(diào)節(jié)占空比來提高輸出電流,以保證LED燈具的光通量;由于無需另外設(shè)置高功率的驅(qū)動器,從而相對傳統(tǒng)調(diào)光電源,能夠減小體積和成本。因此,上述LED調(diào)光裝置,能夠在保持相同等光通量的情況下有效減小電源的體積和成本。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的基于編碼信號的LED調(diào)光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2a為本實(shí)用新型一實(shí)施例的基于編碼信號的LED調(diào)光裝置的電路圖;
圖2b為本實(shí)用新型一實(shí)施例的基于編碼信號的LED調(diào)光裝置的電路圖;
圖3為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的基于編碼信號的LED調(diào)光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本實(shí)用新型一實(shí)施例的內(nèi)部編碼信號PWM_code的波形圖;
圖5為本實(shí)用新型一實(shí)施例的PWM調(diào)光信號PWM_dim及調(diào)光基準(zhǔn)電壓 DIM_ref的波形圖;
圖6為本實(shí)用新型一實(shí)施例的控制信號DIM的波形圖;
圖7為本實(shí)用新型一實(shí)施例的恒流芯片U2的輸出電流波形圖;
圖8為本實(shí)用新型一實(shí)施例的基于編碼信號的LED調(diào)光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂,下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型。但是本實(shí)用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下做類似改進(jìn),因此本實(shí)用新型不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
此外,術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中,“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè),例如兩個(gè),三個(gè)等,除非另有明確具體的限定。
例如,一種基于編碼信號的LED調(diào)光裝置,其包括AC(Alternating current,交流電)-DC(Direct current,直流電)穩(wěn)壓電路、編碼輸入轉(zhuǎn)換電路、PWM(Pulse Width Modulation,脈沖寬度調(diào)制)信號處理電路及受控調(diào)光電路;其中,AC-DC 穩(wěn)壓電路的輸入端用于接入市電,AC-DC穩(wěn)壓電路的第一輸出端連接編碼輸入轉(zhuǎn)換電路的第一電源端,AC-DC穩(wěn)壓電路的第二輸出端連接PWM信號處理電路的第二電源端,AC-DC穩(wěn)壓電路的第三輸出端連接受控調(diào)光電路的輸入端;編碼輸入轉(zhuǎn)換電路的輸入端用于連接編碼發(fā)送裝置,編碼輸入轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接PWM信號處理電路的輸入端;PWM信號處理電路的輸出端連接受控調(diào)光電路的控制端,受控調(diào)光電路的輸出端用于連接LED燈具,例如,受控調(diào)光電路的兩個(gè)輸出端分別用于連接LED燈具的正極和負(fù)極。
請參閱圖1,其為本實(shí)用新型一實(shí)施例的基于編碼信號的LED調(diào)光裝置100 的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示,所述LED調(diào)光裝置包括AC-DC穩(wěn)壓電路110、編碼輸入轉(zhuǎn)換電路120、PWM信號處理電路130及受控調(diào)光電路140,其中,AC-DC 穩(wěn)壓電路的輸入端用于接入市電,AC-DC穩(wěn)壓電路的第一輸出端連接編碼輸入轉(zhuǎn)換電路的第一電源端,AC-DC穩(wěn)壓電路的第二輸出端連接PWM信號處理電路的第二電源端,AC-DC穩(wěn)壓電路的第三輸出端連接受控調(diào)光電路的輸入端;編碼輸入轉(zhuǎn)換電路的輸入端用于連接編碼發(fā)送裝置,編碼輸入轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接PWM信號處理電路的輸入端;PWM信號處理電路的輸出端連接受控調(diào)光電路的控制端,受控調(diào)光電路的輸出端用于連接LED燈具,例如,受控調(diào)光電路的兩個(gè)輸出端分別用于連接LED燈具的正極和負(fù)極。
在本實(shí)施例中,AC-DC穩(wěn)壓電路對接入的交流市電進(jìn)行整流、電壓轉(zhuǎn)換及穩(wěn)壓處理,得到至少三路穩(wěn)定的直流電壓輸出,該至少三路穩(wěn)定的直流電壓分別為編碼輸入轉(zhuǎn)換電路、PWM信號處理電路及受控調(diào)光電路供電。
編碼輸入轉(zhuǎn)換電路用于獲取外部編碼信號,將外部編碼信號解碼轉(zhuǎn)換為內(nèi)部編碼信號和PWM調(diào)光信號,并將內(nèi)部編碼信號和PWM調(diào)光信號輸出至PWM 信號處理電路。其中,編碼輸入轉(zhuǎn)換電路通過通訊連接座或無線通訊模塊接收外部的編碼發(fā)送裝置所發(fā)送的外部編碼信號。例如,外部的編碼發(fā)送裝置為上位機(jī)。
作為一種實(shí)施方式,編碼輸入轉(zhuǎn)換電路包括單片機(jī)芯片,通過單片機(jī)芯片將外部編碼信號解碼轉(zhuǎn)換為內(nèi)部編碼信號和PWM調(diào)光信號。例如,該P(yáng)WM調(diào)光信號為占空比可調(diào)的PWM信號。
PWM信號處理電路根據(jù)內(nèi)部編碼信號和PWM調(diào)光信號調(diào)節(jié)其輸出的控制信號電壓值,并將該控制信號發(fā)送至受控調(diào)光電路,受控調(diào)光電路根據(jù)該控制信號的電壓值對LED燈具進(jìn)行調(diào)光。例如,控調(diào)光電路根據(jù)該控制信號的電壓值調(diào)整其輸出的電流值,以對LED燈具進(jìn)行調(diào)光。
上述LED調(diào)光裝置,通過編碼輸入轉(zhuǎn)換電路將外部編碼信號轉(zhuǎn)換為PWM 信號,根據(jù)PWM信號輸出電流對LED光源進(jìn)行調(diào)光,使得LED光源能作為定位節(jié)點(diǎn),應(yīng)用于VLC技術(shù)。由于將外部編碼信號轉(zhuǎn)換為占空比可調(diào)的PWM信號,從而能夠通過調(diào)節(jié)占空比來提高輸出電流,以保證LED燈具的光通量;由于無需另外設(shè)置高功率的驅(qū)動器,從而相對傳統(tǒng)調(diào)光電源,能夠減小體積和成本。因此,上述LED調(diào)光裝置,能夠在保持相同等光通量的情況下有效減小電源的體積和成本。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,如圖2b所示,編碼輸入轉(zhuǎn)換電路120包括編碼輸入子電路121、單片機(jī)芯片U5、晶振Y1、電容C24、電容C25、電容C26及電容 C27;其中編碼輸入子電路的輸入端用于連接編碼發(fā)送裝置,編碼輸入子電路的輸出端連接單片機(jī)芯片U5的信號輸入引腳;單片機(jī)芯片U5的片內(nèi)振蕩電路輸入引腳和單片機(jī)芯片U5的片內(nèi)振蕩電路輸出引腳分別連接晶振Y1的兩端,單片機(jī)芯片U5的片內(nèi)振蕩電路輸入引腳還通過電容C26接地,單片機(jī)芯片U5的片內(nèi)振蕩電路輸出引腳還通過電容C27接地,單片機(jī)芯片U5的電源輸入引腳連接AC-DC穩(wěn)壓電路的第一輸出端,單片機(jī)芯片U5的電源輸入引腳還用于通過電容C24接地,單片機(jī)芯片U5的復(fù)位引腳用于通過電容C25接地,單片機(jī)芯片U5的第一輸出引腳連接PWM信號處理電路的第一輸入端,單片機(jī)芯片U5 的第二輸出引腳連接PWM信號處理電路的第二輸入端。
其中,電容C26、電容C27和晶振Y1構(gòu)成單片機(jī)芯片U5的振蕩電路,該振蕩電路結(jié)合單片機(jī)芯片U5內(nèi)部的電路產(chǎn)生單片機(jī)芯片U5所需的時(shí)鐘頻率。電容C25和電容C24分別用于濾波。
具體地,單片機(jī)芯片U5將外部編碼信號編碼轉(zhuǎn)換為內(nèi)部編碼信號 PWM_code和PWM調(diào)光信號PWM_dim,單片機(jī)芯片U5的第一輸出引腳將內(nèi)部編碼信號PWM_code發(fā)送至PWM信號處理電路的第一輸入端,單片機(jī)芯片 U5的第二輸出引腳將PWM調(diào)光信號PWM_dim發(fā)送至PWM信號處理電路的第二輸入端。其中,內(nèi)部編碼信號PWM_code由多個(gè)不同周期的方波信號按設(shè)定的要求排序得到。例如,如圖4所示,內(nèi)部編碼信號PWM_code由周期分別為t0、t1、t2、t3等多個(gè)方波信號順序排列得到,其中t0表示代碼0,t1表示代碼1,t2表示代碼2,t3表示代碼3,由于每個(gè)代碼的周期不同,各個(gè)代碼根據(jù)預(yù)設(shè)位數(shù)的一種排列組合可構(gòu)成一個(gè)ID(identification,身份標(biāo)識),例如上述4 個(gè)代碼構(gòu)成的其中一個(gè)7位的ID為[0,1,3,1,0,3,2]。其中,當(dāng)預(yù)設(shè)位數(shù)為N、代碼個(gè)數(shù)為M時(shí),可構(gòu)成N的M次方個(gè)N位ID,例如上述4個(gè)代碼可構(gòu)成7的4次方共2401個(gè)ID。
其中,外部編碼信號從外部編碼發(fā)送裝置獲取得到。例如,編碼輸入子電路121包括通訊連接模塊121a及無線通訊模塊121b中至少一種,由通訊連接座121a接收上位機(jī)等外部編碼發(fā)送裝置傳輸?shù)耐獠烤幋a信號,或者由無線通訊模塊121b接收上位機(jī)等外部編碼發(fā)送裝置通過無線方式發(fā)送的外部編碼信號。
例如,如圖2b所示,編碼輸入子電路包括通訊連接座J3,通訊連接座J3 的電源引腳連接AC-DC穩(wěn)壓電路的第一輸出端,通訊連接座J3的兩個(gè)輸出引腳分別連接單片機(jī)芯片U5的兩個(gè)信號輸入引腳。又如,通訊連接座J3通過UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用異步收發(fā)器)協(xié)議將外部編碼信號發(fā)送給單片機(jī)芯片U5。又如,外部編碼信號包括UART_RX信號和 UART_TX信號,單片機(jī)芯片U5包括至少兩個(gè)信號輸入引腳,UART_RX信號和UART_TX信號分別輸入至單片機(jī)芯片U5中不同的兩個(gè)信號輸入引腳。
又如,如圖2b所示,編碼輸入子電路包括無線通訊模塊J4、按鍵SW1、發(fā)光二極管LED1及電阻R46;無線通訊模塊J4的電源引腳8連接AC-DC穩(wěn)壓電路的第一輸出端,無線通訊模塊J4的第一輸入引腳4連接發(fā)光二極管LED1的陰極,發(fā)光二極管LED1的陽極通過電阻R46連接AC-DC穩(wěn)壓電路的第一輸出端,無線通訊模塊J4的第二輸入引腳3連接按鍵SW1的一端,按鍵SW1的另一端用于接地,無線通訊模塊J4的兩個(gè)輸出引腳6和7分別連接單片機(jī)芯片U5 的兩個(gè)信號輸入引腳。當(dāng)按鍵SW1被按下時(shí),無線通訊模塊J4啟動,接收上位機(jī)等編碼發(fā)送裝置發(fā)送的外部編碼信號,該外部編碼信號包括UART_RX信號和UART_TX信號,無線通訊模塊J4通過輸出引腳6和輸出引腳7,分別向單片機(jī)芯片U5的兩個(gè)信號輸入引腳發(fā)送該UART_RX信號和UART_TX信號。
其中,發(fā)光二極管LED1用于指示無線通訊模塊J4的狀態(tài),例如,當(dāng)無線通訊模塊J4處于工作狀態(tài)時(shí),發(fā)光二極管LED1導(dǎo)通發(fā)光。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,如圖2b所示,PWM信號處理電路包括電阻R32、電阻R33、電阻R34、電阻R35、電阻R36、電阻R37、電阻R38、電容C12、電容C12及MOS管Q4;其中MOS管Q4的柵極作為所述PWM信號處理電路的第一輸入端,連接編碼輸入轉(zhuǎn)換電路的第一輸出端,MOS管Q4的柵極還通過電阻R37連接AC-DC穩(wěn)壓電路的第二輸出端,MOS管Q4的柵極還用于通過電阻R38接地,MOS管Q4的漏極依次通過串聯(lián)的電阻R36、電阻R34及電阻 R32連接AC-DC穩(wěn)壓電路的第二輸出端,MOS管Q4的源極用于接地;電阻 R35的一端連接電阻R36和電阻R34之間的連接節(jié)點(diǎn),電阻R35的另一端用于接地;電容C12的一端通過電阻R33連接編碼輸入轉(zhuǎn)換電路的第二輸出端,電容C12的一端還連接電阻R34和電阻R32之間的連接節(jié)點(diǎn),電容C12的另一端用于接地;電阻R34與電阻R36之間的連接節(jié)點(diǎn)作為PWM信號處理電路的輸出端,連接受控調(diào)光電路的控制端。
本實(shí)施例中,編碼輸入轉(zhuǎn)換電路的第一輸出端輸出內(nèi)部編碼信號 PWM_code,編碼輸入轉(zhuǎn)換電路的第二輸出端輸出PWM調(diào)光信號PWM_dim。其中,如圖5所示,PWM調(diào)光信號PWM_dim經(jīng)由電阻R33和電容C12組成的RC濾波電路濾波后,在電容C12兩端形成調(diào)光基準(zhǔn)電壓DIM_ref,
該調(diào)光基準(zhǔn)電壓DIM_ref經(jīng)R34、R35分壓后決定輸出電流的最大值。內(nèi)部編碼信號PWM_code傳送到MOS管Q4的柵極,控制MOS管Q4的漏源極電壓,當(dāng)MOS管Q4截止時(shí),PWM信號處理電路的輸出端電壓較高,輸出高電平;當(dāng)MOS管Q4導(dǎo)通時(shí),電阻R36與電阻R35并聯(lián),PWM信號處理電路的輸出端(即電阻R34、電阻R35、電阻R36三者之間的連接節(jié)點(diǎn))的電壓降低,輸出低電平。如圖6所示,PWM信號處理電路的輸出端輸出的控制信號DIM 在高低電平之間切換,該控制信號DIM與內(nèi)部編碼信號PWM_code的周期和占空比對應(yīng)。
其中,控制信號DIM在低電平時(shí)的電壓值與電阻R36的阻值有關(guān),通過調(diào)節(jié)電阻R36阻值,能夠設(shè)置控制信號DIM低電平時(shí)的電壓值,從而調(diào)整受控調(diào)光電路的輸出電流。例如,通過調(diào)節(jié)電阻R36阻值,使得控制信號DIM為低電平時(shí),受控調(diào)光電路的輸出電流能夠大于最大輸出電流的50%,從而提高LED 光源的光通量。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,如圖2b所示,受控調(diào)光電路包括恒流芯片U2、MOS 管Q5、采樣電阻RS、電阻R22、電阻R30、電阻R33、電阻R331、電容C10、電容C11、電容C13、共模電感L4、電感L5、二極管D7;其中恒流芯片U2的輸入引腳連接AC-DC穩(wěn)壓電路的第三輸出端,恒流芯片U2的輸入引腳還連接二極管D7的陰極,恒流芯片U2的電源引腳通過電容C11接地,恒流芯片U2 的控制引腳作為受控調(diào)光電路的控制端,連接PWM信號處理電路的輸出端,恒流芯片U2的電流采樣引腳通過采樣電阻RS連接AC-DC穩(wěn)壓電路的第三輸出端,恒流芯片U2的電流采樣引腳還分別連接電容C13第一端和共模電感L4的第一輸入端,恒流芯片U2的輸出引腳通過電阻R30分別連接電阻R31第一端和MOS管Q5的柵極;電阻R31第二端和MOS管Q5的源極分別用于接地, MOS管Q5的漏極通過電感L5分別連接二極管D7的陽極、電容C13第二端和共模電感L4的第二輸入端;電阻R22的兩端分別連接共模電感L4的第一輸出端和共模電感L4的第二輸出端,電容C10與電阻R22并聯(lián);共模電感L4的第一輸出端和共模電感L4的第二輸出端分別作為受控調(diào)光電路的兩個(gè)輸出端,用于連接LED燈具。
恒流芯片U2根據(jù)其控制引腳(DIM腳)的電壓輸出相應(yīng)大小的電流。即,當(dāng)恒流芯片U2的DIM腳接收到編碼轉(zhuǎn)換后PWM信號處理電路輸出的控制信號DIM的高低電平時(shí),根據(jù)高低電平的電壓值輸出對應(yīng)的電流。例如,當(dāng)編碼信號的代碼序列為[0,1,3,1,0,3,2]時(shí),恒流芯片U2輸出如圖7所示的電流波形。如圖6所示,低電平時(shí)的電流可以設(shè)置為最大電流的0-70%,這樣,即使在低電平時(shí),仍然能夠保持較高的輸出電流,從而能夠在保持相同等光通量的情況下有效減小電源的體積和成本。
在一個(gè)實(shí)施例中,如圖3所示,AC-DC穩(wěn)壓電路110包括輸入濾波整流子電路111、變壓器子電路112、電源開關(guān)子電路113、芯片供電子電路114、第一輸出子電路115及第二輸出子電路116,其中變壓器子電路包括初級繞組T1a、第一次級繞組T1b、第二次級繞組T1c及第三次級繞組T1d;輸入濾波整流子電路的輸入端用于接入市電,輸入濾波整流子電路的輸出端分別連接初級繞組的第一端和電源開關(guān)子電路的第三電源端;電源開關(guān)子電路的輸出端連接初級繞組的第二端;第一次級繞組的第一端連接第一輸出子電路的輸入端,第一次級繞組的第二端用于接地,第一輸出子電路的第一輸出端連接編碼輸入轉(zhuǎn)換電路的第一電源端,第一輸出子電路的第二輸出端連接PWM信號處理電路的第二電源端;第二次級繞組的第一端通過芯片供電子電路連接第三電源端,第二次級繞組的第二端用于接地;第三次級繞組的第一端連接第二輸出子電路的輸入端,第三次級繞組的第二端用于接地,第二輸出子電路的輸出端連接受控調(diào)光電路的輸入端。其中,第二輸出子電路的輸出端即所述AC-DC穩(wěn)壓電路的第三輸出端。可以理解,第一電源端、第二電源端與第三電源端是為了便于區(qū)分的名稱,編碼輸入轉(zhuǎn)換電路的第一電源端即為編碼輸入轉(zhuǎn)換電路的電源端,PWM信號處理電路的第二電源端即為PWM信號處理電路的電源端,電源開關(guān)子電路的第三電源端即為電源開關(guān)子電路的電源端。
在本實(shí)施例中,電源開關(guān)子電路包括電源芯片U1和開關(guān)管Q1,在電源芯片U1啟動前,輸入濾波整流子電路111的輸出端上的電壓經(jīng)分壓后輸出至電源芯片U1的電源引腳,為電源芯片U1供電以啟動電源芯片U1。電源芯片U1啟動后,第一次級繞組T1b、第二次級繞組T1c及第三次級繞組T1d分別感應(yīng)到電壓,由芯片供電子電路114對第二次級繞組T1c的感應(yīng)電壓進(jìn)行處理,為電源芯片U1供電。其中,第一次級繞組T1b的感應(yīng)電壓經(jīng)第一輸出子電路處理后,分別為編碼輸入轉(zhuǎn)換電路和PWM信號處理電路供電,第二次級繞組T1c的感應(yīng)電壓經(jīng)芯片供電子電路處理后,為電源芯片U1供電。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,如圖2a所示,第一輸出子電路包括穩(wěn)壓芯片U6、二極管D6、穩(wěn)壓二極管ZD2、三極管Q3、電阻R19、電容EC2、并聯(lián)的電容C9 和電容C20及并聯(lián)的電容C21和電容C22;二極管D6的陽極作為所述第一輸出子電路的輸入端,連接第一次級繞組的第一端,二極管D6的陰極通過電阻 R20分別連接電容EC2的第一端和三極管Q3的集電極,三極管Q3的發(fā)射極連接穩(wěn)壓芯片U6的第二輸出引腳,三極管Q3的基極通過電阻R19連接電容EC2 的第一端,三極管Q3的基極還連接,穩(wěn)壓二極管ZD2的陽極和電容EC2的第二端分別用于接地;并聯(lián)的電容C9和電容C20一端連接穩(wěn)壓芯片U6的第二輸出引腳,并聯(lián)的電容C9和電容C20另一端用于接地;并聯(lián)的電容C21和電容 C22一端連接穩(wěn)壓芯片U6的第一輸出引腳,并聯(lián)的電容C21和電容C22另一端用于接地;穩(wěn)壓芯片U6的第一輸出引腳為第一輸出子電路的第一輸出端;穩(wěn)壓芯片U6的第二輸出引腳為第一輸出子電路的第二輸出端。例如,穩(wěn)壓芯片 U6的第一輸出引腳輸出+3.3V的恒壓,穩(wěn)壓芯片U6的第二輸出引腳輸出+12V 的恒壓。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,第二輸出子電路包括二極管D5、串聯(lián)的電阻R21和電容C4,以及并聯(lián)的電容EC3和電容EC4;其中串聯(lián)的電阻R21和電容C4與二極管D5并聯(lián),二極管D5的陽極連接第三次級繞組的第一端,二極管D5的陰極連接并聯(lián)的電容EC3和電容EC4一端,并聯(lián)的電容EC3和電容EC4另一端用于接地,二極管D5的陰極作為第二輸出子電路的輸出端,還連接受控調(diào)光電路的輸入端。
其中,二極管D5用于整流。例如,為了加強(qiáng)整流效果,二極管D5由至少兩個(gè)正向并聯(lián)的二極管組成。串聯(lián)的電阻R21和電容C4,以及并聯(lián)的電容EC3 和電容EC4用于濾波,例如,為了加強(qiáng)濾波效果,電容EC3和電容EC4采用電解電容,其中電解電容EC3和EC4的正極分別連接二極管D5的陰極,電解電容EC3和EC4的負(fù)極分別用于接地。
本實(shí)用新型還公開了一種基于編碼信號的LED調(diào)光系統(tǒng),如圖8所示,該 LED調(diào)光系統(tǒng)包括LED燈具及如上述任一實(shí)施例所述的LED調(diào)光裝置,其中LED燈具與LED調(diào)光裝置連接。例如,LED燈具與LED調(diào)光裝置的受控調(diào)光電路的輸出端連接。
上述基于編碼信號的LED調(diào)光系統(tǒng),由于將外部編碼信號轉(zhuǎn)換為占空比可調(diào)的PWM信號,從而能夠通過調(diào)節(jié)占空比來提高輸出電流,以保證LED燈具的光通量;由于無需另外設(shè)置高功率的驅(qū)動器,從而相對傳統(tǒng)調(diào)光電源,能夠減小體積和成本。因此,上述LED調(diào)光裝置,能夠在保持相同等光通量的情況下有效減小電源的體積和成本。
需要說明的是,以上實(shí)施例中,當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件,可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在中間元件。相反,當(dāng)元件為稱作“直接”與另一元件連接時(shí),不存在中間元件。
以上實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合,為使描述簡潔,未對上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述,然而,只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾,都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。
以上實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式,其描述較為具體和詳細(xì),但并不能因此而理解為對實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是,對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn),這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此,本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。