一種單火線控制led燈亮度的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種照明燈具技術，尤其是一種單火線控制LED燈亮度的方法。
【背景技術】
[0002]由于LED燈的非線性特性，LED燈的亮度不能采用調節電壓的方式來實現。
[0003]采用可控恒流源來調節LED燈的亮度時，工作電流的改變會帶來LED燈的色譜偏移，同時，低亮度下LED燈負載電流也變得很低，會使可控恒流源效率降低及溫升增高，損耗在驅動芯片上的功耗越大，從而會損害恒流源及LED光源的壽命。
[0004]采用PWM (脈寬調制)調光方式控制LED燈亮度，可以避免調壓方式和調電流方式帶來的問題。目前常用的LED燈調光方法有三種:
一是采用遙控器控制。LED燈控制電路裝有遙控器接收裝置，可以通過遙控器對LED燈進行有級調光或者是無級調光，其缺點是一個LED燈需要配備一個遙控器，造成遙控器數量多，管理麻煩，成本也偏高。
[0005]二是采用數字控制技術。例如，采用DALI (數字可尋址的照明接口)技術，DALI系統軟件可對同一強電回路或不同回路上的單個或多個LED燈具進行獨立尋址，通過DALI系統軟件對單燈或任意的燈組進行精確的調光及開關控制。該方案技術先進，但成本很高，系統除需要布設電力線外，還需要布設控制線。
[0006]三是采用單火線開關通斷控制技術。例如，采用NU102專用芯片，即可利用普通墻面開關在規定的時間內的開關動作，實現LED燈的亮度調節。但該方法只能提供4檔LED燈的調節亮度，且開關動作有時間要求。

【發明內容】

[0007]本發明的目的旨在提供一種在不改變現有照明線路布線的情況下，利用單火線對LED燈進行調光的方法。
[0008]為達到上述目的，本發明方法由LED燈單火線調光電路實現。
[0009]所述LED燈單火線調光電路由亮度壁控單元、亮度調節驅動單元組成；所述亮度壁控單元設有單火線輸入端、單火線輸出端，所述單火線輸入端連接至交流電源火線；所述亮度調節驅動單元設有火線輸入端、零線輸入端，其中，所述火線輸入端連接至亮度壁控單元的單火線輸出端，所述零線輸入端連接至交流電源零線；所述交流電源為單相220V交流電。
[0010]所述亮度壁控單元通過控制單火線輸出端輸出電壓波形的移相角來發送亮度控制信號，亮度控制信號由引導波和數據波組成。
[0011]所述發送亮度控制信號的方法是:
步驟A，設定亮度控制信號的亮度等級為亮度I ;
步驟B，發出一次亮度控制信號；
步驟C，判斷亮度是否發生改變，亮度發生改變，返回步驟B ;亮度沒有發生改變，維持不發出亮度控制信號狀態，返回步驟C。
[0012]所述維持不發出亮度控制信號狀態，單火線輸出端輸出正負半波移相角都為α的單相正弦半波。
[0013]所述引導波為連續個移相角為β的單相正弦半波，7為大于等于I的整數；所述數據波為^個移相角可單獨為α或β的單相正弦半波，ζ為大于等于2的整數。
[0014]所述亮度控制信號共有亮度I 一況共許亮度等級；Λ為大于等于2、小于等于2 "的整數。Λ韻典型值為8。
[0015]所述移相角β大于移相角α ;所述移相角α =4° ，移相角β =30° 。
[0016]所述亮度調節驅動單元由亮度信號接收模塊接收亮度控制信號并調節LED燈亮度，其方法是:
步驟一，設定亮度控制信號的亮度等級為亮度I ;
步驟二，調節LED亮度；
步驟三，判斷單火線上是否有亮度控制信號；沒有亮度控制信號，返回步驟三；有亮度控制信號，轉到步驟四；
步驟四，接收亮度控制信號，確定亮度等級；
步驟五，返回步驟二。
[0017]所述判斷單火線上是否有亮度控制信號，方法為判斷火線輸入端是否有引導波；所述接收亮度控制信號，方法是依次接收引導波和數據波；所述確定亮度等級，是將接收的數據波轉換為ζ位二進制亮度碼，再由ζ位二進制亮度碼得到亮度等級。
[0018]所述引導波和數據波中移相角為β的單相正弦半波采取移相取樣脈沖觸發方式；所述數據波中移相角為α的單相正弦半波采取提前觸發方式；所述單火線輸出端輸出正負半波移相角都為α的單相正弦半波采取不間斷觸發方式。
[0019]所述采取提前觸發方式，其觸發脈沖的起始時刻在過零點之前，結束時刻在過零點后的α角度之后。
[0020]所述采取移相取樣脈沖觸發方式，其觸發脈沖的起始時刻在移相取樣脈沖之后。
[0021]所述亮度壁控單元由單火線電源模塊、整流移相驅動模塊、波形取樣整形模塊、單片機控制模塊、觸發控制模塊、亮度給定模塊組成。
[0022]所述單片機控制模塊為壁控單片機最小系統，具有亮度給定信號輸入端、移相取樣脈沖輸入端、觸發信號輸出端。
[0023]所述整流移相驅動模塊為單向晶閘管交流移相開關電路，由單向晶閘管和單相橋式整流電路組成；單相橋式整流電路的2個交流輸入端分別為單火線輸入端、單火線輸出端；單相橋式整流電路的整流輸出正端為全波整流端，整流輸出負端為公共地；單向晶閘管的陽極、陰極分別連接至全波整流端、公共地。
[0024]所述單火線電源模塊為DC/DC穩壓電路，輸入端連接至全波整流端，輸出端輸出單火線控制電源向單片機控制模塊供電；所述DC/DC穩壓電路具有寬范圍的電壓輸入特性。
[0025]所述波形取樣整形模塊為電阻分壓電路，輸入端連接至全波整流端，輸出端輸出移相取樣脈沖；移相取樣脈沖由穩壓管限幅并連接至單片機控制模塊。
[0026]所述亮度給定模塊輸出亮度給定信號送至單片機控制模塊。
[0027]所述觸發控制模塊的觸發信號輸入端連接至單片機控制模塊，輸出端連接至單向晶閘管控制極。
[0028]所述亮度調節驅動單元由單相整流穩壓電源模塊、亮度信號接收模塊、亮度驅動模塊組成。
[0029]所述單相整流穩壓電源模塊由單相變壓器、單相整流橋電路、濾波穩壓電路組成；單相變壓器輸入端連接至火線輸入端、零線輸入端；單相變壓器輸出端連接至單相整流橋電路交流輸入端；單相整流橋電路整流輸出正端為直流工作電源、負端為參考地；濾波穩壓電路輸入端連接至直流工作電源Γ濾波穩壓電路輸出端輸出調節直流電源向亮度信號接收模塊供電。
[0030]所述亮度信號接收模塊由調節單片機最小系統、亮度信號取樣整形電路組成。
[0031]所述調節單片機最小系統設有脈沖捕捉輸入端和PWM脈沖輸出端。
[0032]所述亮度信號取樣整形電路由全波整流電路、穩壓管限幅電路組成；全波整流電路輸入端連接至單相變壓器輸出端；穩壓管限幅電路輸入端連接至全波整流電路輸出端、輸出端連接至調節單片機最小系統的脈沖捕捉輸入端。
[0033]所述LED驅動模塊設有直流輸入端、LED燈驅動端、PWM亮度調節信號輸入端；LED驅動模塊的直流輸入端連接至直流工作電源，PWM亮度調節信號輸入端連接至調節單片機最小系統的PWM脈沖輸出端，LED燈驅動端連接至LED燈。
[0034]本發明的有益效果是，采用單火線方式控制LED燈亮度，無需遙控器，無需控制線，也不用重新敷設電源線，可以實現普通照明燈的替代升級；LED燈亮度可以根據需要分成任意個等級；亮度控制信號僅在改變亮度時采用小角度移相方式發送，輸出由有限個數量的正弦半波組成的亮度控制信號，時間短，不會造成LED燈閃爍。
【附圖說明】
[0035]圖1是系統結構框圖。
[0036]圖2是亮度壁控單元結構圖。
[0037]圖3是亮度壁控單元實施例電路圖。
[0038]圖4是亮度壁控單元維持不發送亮度控制信號狀態時波形示例。