本發(fā)明涉及LED照明控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于LED驅(qū)動(dòng)電源的調(diào)光信號(hào)處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著LED照明技術(shù)的不斷發(fā)展，目前LED驅(qū)動(dòng)電源的調(diào)光功能已較為完善，大多數(shù)調(diào)光型LED驅(qū)動(dòng)電源的調(diào)光電路都能支持0至10V的電壓調(diào)光信號(hào)和PWM調(diào)光信號(hào)。例如，在專利號(hào)為CN104684155A的發(fā)明專利中公開了LED驅(qū)動(dòng)電源調(diào)光電路以及燈具，包括：恒流單元，其用于提供恒定的電流，恒流單元的第一輸入端接收該調(diào)光控制信號(hào)；控制單元，其用于根據(jù)該調(diào)光控制信號(hào)控制供電電源的電壓輸出；輸出保護(hù)單元，其用于確保供電電壓的平穩(wěn)輸出，輸出保護(hù)單元的輸入端連接控制單元，輸出保護(hù)單元的輸出端連接下級(jí)電路。該發(fā)明采用光耦隔離信號(hào)與控制回路會(huì)造成0.6V以下的輸入調(diào)光信號(hào)，無法傳遞到調(diào)光電路中，調(diào)光深度會(huì)受到影響，不支持電阻調(diào)光信號(hào)的調(diào)光功能。

現(xiàn)有技術(shù)中還出現(xiàn)了能支持多種調(diào)光信號(hào)的LED驅(qū)動(dòng)電源調(diào)光電路，例如，在專利號(hào)為CN104837247A的發(fā)明專利中公開了四合一LED電源線性調(diào)光控制電路，包括：穩(wěn)壓電源電路，將直流供電穩(wěn)壓并輸出穩(wěn)壓后的電壓；智能控制電路，與穩(wěn)壓電源電路連接用于接收穩(wěn)壓后的電壓信號(hào)并輸出PWM信號(hào)；線性修正電路，接收智能控制電路輸出的PWM信號(hào)并輸出隨PWM占空比變化的對(duì)應(yīng)電壓信號(hào)；電壓放大電路，放大線性修正電路輸出的電壓信號(hào)；防反二極管D1，用于輸出經(jīng)電壓放大電路放大后的電壓信號(hào)；電壓跟隨器及電阻、電壓調(diào)光輸入電路，接收經(jīng)由防反二極管D1輸出的電壓信號(hào)，做電壓跟隨后濾波輸出相對(duì)應(yīng)的線性控制電壓信號(hào)至調(diào)光控制輸出端口。該發(fā)明電路較復(fù)雜，且采用線性控制電壓作調(diào)光控制信號(hào)輸出，不方便連接光偶傳遞到初級(jí)單元進(jìn)行調(diào)光控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種用于LED驅(qū)動(dòng)電源的調(diào)光信號(hào)處理系統(tǒng)，該調(diào)光信號(hào)處理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)三種調(diào)光方式，通過軟件程序修改線性度，輸出的PWM控制信號(hào)傳遞至調(diào)光電路時(shí)可以做到0至100%的無級(jí)調(diào)節(jié)，可適應(yīng)更多LED驅(qū)動(dòng)電源的控制方案。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，設(shè)計(jì)一種用于LED驅(qū)動(dòng)電源的調(diào)光信號(hào)處理系統(tǒng)，包括：信號(hào)處理單元，信號(hào)處理單元的輸入端接收調(diào)光信號(hào)并轉(zhuǎn)換成模擬電壓。信號(hào)控制單元，信號(hào)控制單元的輸入端與信號(hào)處理單元的輸出端連接，將模擬電壓轉(zhuǎn)換成PWM信號(hào)。線性修正單元，線性修正單元的輸入端與信號(hào)控制單元的輸出端連接，修正初級(jí)PWM信號(hào)的占空比形成PWM控制信號(hào)，線性修正單元的輸出端為調(diào)光控制輸出端口。供電單元，供電單元給信號(hào)處理單元、信號(hào)控制單元及線性修正單元供電。

其中，調(diào)光信號(hào)包括電壓調(diào)光信號(hào)、電阻調(diào)光信號(hào)以及PWM調(diào)光信號(hào)。

優(yōu)選的，信號(hào)處理單元、信號(hào)控制單元和線性修正單元可設(shè)置在多個(gè)芯片上或集成在一個(gè)單片機(jī)上，線性修正單元采用軟件程序?qū)崿F(xiàn)。

信號(hào)處理單元包括：輸入端、二極管、第一電阻、第二電阻、三極管、第三電阻、第四電阻、電容、穩(wěn)壓二極管及輸出端，二極管的陰極和第一電阻的第一端并聯(lián)至輸入端，第二電阻的第一端和三極管的基極并聯(lián)至二極管的陽(yáng)極，第一電阻的第二端、第二電阻的第二端和三極管的集電極接電源，第三電阻的第一端連接至三極管的發(fā)射極，第三電阻的第二端、第四電阻的第一端、電容的第一端、穩(wěn)壓二極管的陰極并聯(lián)至輸出端，第四電阻的第二端、電容的第二端、穩(wěn)壓二極管的陽(yáng)極均接地。

信號(hào)控制單元包括：用于將模擬電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的ADC模塊和用于將數(shù)字信號(hào)換算成初級(jí)PWM信號(hào)的PWM計(jì)算模塊。

優(yōu)選的，信號(hào)處理單元將調(diào)光信號(hào)并轉(zhuǎn)換成0-5V的模擬電壓輸出，信號(hào)控制單元按照以下規(guī)律將模擬電壓轉(zhuǎn)換成初級(jí)PWM信號(hào)：

當(dāng)模擬電壓小于0.5V時(shí)，初級(jí)PWM信號(hào)為0%；

當(dāng)模擬電壓不小于0.5V且不大于0.7V時(shí)，初級(jí)PWM信號(hào)為1%；

當(dāng)所述模擬電壓在0.7V至5V之間時(shí)，初級(jí)PWM信號(hào)在1%至100%范圍內(nèi)呈線性化增加。

優(yōu)選的，線性修正單元按照以下規(guī)律線性化修正初級(jí)PWM信號(hào)：

初級(jí)PWM信號(hào)在0%至30%時(shí)，PWM控制信號(hào)為初級(jí)PWM信號(hào)的0.75倍；

初級(jí)PWM信號(hào)在80%至100%時(shí)，PWM控制信號(hào)為初級(jí)PWM信號(hào)的2倍。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、調(diào)光信號(hào)處理系統(tǒng)能兼容三種調(diào)光信號(hào)的調(diào)光功能，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)高度集成化，減少元件使用數(shù)量；

2、線性修正單元的動(dòng)作通過軟件程序?qū)崿F(xiàn)，充分利用單片機(jī)資源，降低開發(fā)成本。

附圖說明

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，其中：

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)控制示意圖；

圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)流程示意圖；

圖3是本發(fā)明中信號(hào)處理單元的電路連接示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1、2所示，本發(fā)明提出的調(diào)光信號(hào)處理系統(tǒng)，包括：信號(hào)處理單元、信號(hào)控制單元、線性修正單元及供電單元。信號(hào)處理單元的輸入端接收調(diào)光信號(hào)并轉(zhuǎn)換成模擬電壓，信號(hào)控制單元的輸入端與信號(hào)處理單元的輸出端連接，將模擬電壓轉(zhuǎn)換成PWM信號(hào)，線性修正單元的輸入端與信號(hào)控制電源的輸出端連接，修正初級(jí)PWM信號(hào)的占空比形成PWM控制信號(hào)，線性修正單元的輸出端即為調(diào)光控制輸出端口，調(diào)光控制輸出端口連接有信號(hào)傳遞單元，通過信號(hào)傳遞單元把PWM控制信號(hào)傳遞至調(diào)光回路中，信號(hào)傳遞單元可以采用例如現(xiàn)有技術(shù)CN104684155A中光耦傳遞調(diào)光控制信號(hào)到初級(jí)調(diào)光的方式，本發(fā)明支持0-10V電壓調(diào)光信號(hào)、0-100K電阻調(diào)光信號(hào)以及0%-100%PWM調(diào)光信號(hào)三種調(diào)光信號(hào)，將調(diào)光信號(hào)計(jì)算修正后可消除0.6V壓差問題，做到0-100%的無級(jí)調(diào)節(jié)。

下面詳細(xì)說明本發(fā)明的處理修正過程。

如圖3所示，信號(hào)處理單元采用采集轉(zhuǎn)換電路，包括：輸入端IN、二極管D1、第一電阻R1、第二電阻R2、三極管Q1、第三電阻R3、第四電阻R4、電容C1、穩(wěn)壓二極管D2及輸出端OUT，二極管D1的陰極和第一電阻R1的第一端并聯(lián)至輸入端IN，第二電阻R2的第一端和三極管Q1的基極并聯(lián)至二極管D1的陽(yáng)極，第一電阻R1的第二端、第二電阻R2的第二端和三極管Q1的集電極接電源，第三電阻R3的第一端連接至三極管Q1的發(fā)射極，第三電阻R3的第二端、第四電阻R4的第一端、電容C1的第一端、穩(wěn)壓二極管D2的陰極并聯(lián)至輸出端OUT，第四電阻R4的第二端、電容C1的第二端、穩(wěn)壓二極管D2的陽(yáng)極均接地。輸入端IN接收三種調(diào)光信號(hào)，通過二極管D1和三極管Q1射極跟隨放大，到電容C1上產(chǎn)生0-5V的模擬電壓，從輸出端OUT輸出到信號(hào)控制單元轉(zhuǎn)換成初級(jí)PWM信號(hào)。

如圖1、2所示，信號(hào)控制單元包括：ADC模塊和PWM計(jì)算模塊，信號(hào)處理單元的輸出端連接到ADC模塊的接口上，將ADC模塊對(duì)模擬電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)在傳遞至PWM計(jì)算模塊，由PWM計(jì)算模塊將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成初級(jí)PWM信號(hào)。

信號(hào)處理單元將調(diào)光信號(hào)并轉(zhuǎn)換成0-5V的模擬電壓輸出，燈的調(diào)光信號(hào)灰度等級(jí)設(shè)定為255級(jí)，所以10bit及以上的ADC模塊即可滿足應(yīng)用，信號(hào)控制單元按照以下規(guī)律將模擬電壓轉(zhuǎn)換成初級(jí)PWM信號(hào)：當(dāng)模擬電壓小于0.5V時(shí)，初級(jí)PWM信號(hào)為0%，實(shí)現(xiàn)關(guān)燈效果，防止低調(diào)光值時(shí)的IC工作不穩(wěn)定造成的輸出閃爍；當(dāng)模擬電壓不小于0.5V且不大于0.7V時(shí)，初級(jí)PWM信號(hào)為1%，實(shí)現(xiàn)開燈效果，加入電壓回差，防止開燈閃爍；當(dāng)模擬電壓在0.7V至5V之間時(shí)，初級(jí)PWM信號(hào)在1%至100%范圍內(nèi)呈線性化增加，即為（100-1）/（5-0.7）=23%每伏的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，例如，當(dāng)調(diào)光電壓從0.7變化到0.8V時(shí)，輸出的初級(jí)PWM信號(hào)=1%+2.3%=3.3%。

在本發(fā)明中可采用將信號(hào)處理單元設(shè)置在信號(hào)處理芯片上、將信號(hào)控制單元和線性修正單元設(shè)置在同一單片機(jī)上的多芯片方法，或者將信號(hào)處理單元、信號(hào)控制單元及線性修正單元高度集成在一個(gè)單片機(jī)上的單芯片方法。其中，線性修正單元是利用單片機(jī)的內(nèi)部資源，通過設(shè)置軟件程序?qū)崿F(xiàn)，大大降低開發(fā)成本。整個(gè)系統(tǒng)需要消耗12V電壓和5V（或3.3V）兩種電壓，由于消耗電流很低，故供電單元可由LDO供電單元提供。

燈具的調(diào)光線性度一般是指輸出光通量與調(diào)光信號(hào)之間對(duì)應(yīng)的比例關(guān)系，分為線性調(diào)光曲線和對(duì)數(shù)調(diào)光曲線。在線性調(diào)光曲線中，當(dāng)調(diào)光信號(hào)為5%時(shí)，燈的輸出光通量也應(yīng)該為5%，實(shí)際上受燈珠以及電源IC的影響，在調(diào)光信號(hào)<30%時(shí)，輸出光通量偏高達(dá)到40%，而在調(diào)光信號(hào)80%-100%時(shí)，輸出光通量偏低達(dá)到90%-100%，所以需要進(jìn)行線性化修正。線性修正單元按照以下規(guī)律線性化修正初級(jí)PWM信號(hào)：初級(jí)PWM信號(hào)在0%至30%時(shí)，PWM控制信號(hào)為初級(jí)PWM信號(hào)的0.75倍；初級(jí)PWM信號(hào)在超過30%又至不到80%之間的范圍時(shí)直接輸出；初級(jí)PWM信號(hào)在80%至100%時(shí)，PWM控制信號(hào)為初級(jí)PWM信號(hào)的2倍。若在實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要對(duì)數(shù)調(diào)光曲線，可以依照以上原理類推。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。