本發(fā)明涉及智能照明領(lǐng)域，尤其涉及一種語音識別的多路調(diào)光調(diào)色LED驅(qū)動電路。

背景技術(shù)：

LED的驅(qū)動逐漸從模擬向數(shù)字化智能化的方向發(fā)展，主要是因?yàn)閿?shù)字集成電路微控制器和數(shù)字信號處理器DSP等芯片的成本下降，使用數(shù)字化的微控制器和傳統(tǒng)的模擬驅(qū)動芯片來做開關(guān)電源的驅(qū)動控制，其成本差異逐漸減小，而且數(shù)字化的解決方案具有更大的靈活性，它是基于微控制器的平臺通過軟件算法來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動控制，因此可以根據(jù)客戶的需求，很容易的實(shí)現(xiàn)軟件的升級或根據(jù)輸入輸出條件的變化，變更軟件算法等來滿足客戶對智能照明的需要。利用微控制器芯片自身豐富的接口，可以很方便的實(shí)現(xiàn)與外部的各種通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化的控制和智能化的調(diào)光調(diào)色。

近幾年，隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、高性能計(jì)算硬件技術(shù)的成熟，尤其是機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域深度學(xué)習(xí)(deep learning，DL)理論以及自動特征學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的成熟，深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在人工智能領(lǐng)域，尤其是智能語音識別領(lǐng)域已經(jīng)廣泛研究應(yīng)用。然后，在照明領(lǐng)域，現(xiàn)有技術(shù)中依然只停留在聲感控制，也即只能通過判斷有無聲音來控制燈具的開關(guān)，并不能通過識別語音語義，進(jìn)行更加智能燈光控制。因此，市場上急需一種能夠語音識別的LED驅(qū)動器，以應(yīng)用于各種燈具中，從而極大提升照明智能化，進(jìn)一步滿足用戶對高品質(zhì)生活的需求。

故，針對目前現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，實(shí)有必要進(jìn)行研究，以提供一種方案，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，確有必要提供一種語音識別的多路調(diào)光調(diào)色LED驅(qū)動電路，采用智能語音神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理芯片，將智能語音識別集成在LED驅(qū)動器中，從而能夠?qū)崿F(xiàn)智能語音照明控制。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種語音識別的多路調(diào)光調(diào)色LED驅(qū)動電路，包括恒壓源、并接在所述恒壓源輸出端的多個(gè)獨(dú)立恒流源、電源模塊、聲音采集模塊和語音識別模塊，其中，

所述恒壓源與交流市電輸入相連接，用于輸出恒定電壓給多路恒流源提供供電電壓；

每路恒流源均受控于所述語音識別模塊并均與所述恒壓源的輸出端相連接，輸出恒流驅(qū)動與其串接的R-LED串、G-LED串或B-LED串，所述R-LED串用于發(fā)出紅光；所述G-LED串用于發(fā)出綠光；所述B-LED串用于發(fā)出藍(lán)光；

所述聲音采集模塊用于采集用戶的語音信號；

所述語音識別模塊與所述聲音采集模塊相連接，用于利用內(nèi)置的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行語音識別并根據(jù)所識別語義控制輸出多路PWM信號，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)每路恒流源獨(dú)立的恒流輸出控制；

所述電源模塊與交流市電輸入相連接，用于為所述聲音采集模塊和所述語音識別模塊提供供電電壓；

所述語音識別模塊采用智能語音神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理芯片CI1006；

所述恒壓源進(jìn)一步包括整流濾波模塊、功率因數(shù)校正模塊、NCL30051控制模塊、諧振半橋模塊和恒壓恒流反饋模塊，其中，

所述整流濾波模塊與交流市電輸入相連接，用于將交流市電進(jìn)行整流濾波后輸出給所述功率因數(shù)校正模塊；

所述功率因數(shù)校正模塊與所述NCL30051控制模塊和諧振半橋模塊相連接，用于進(jìn)行功率因數(shù)校正并輸出直流高壓信號至所述諧振半橋模塊；

所述諧振半橋模塊與所述NCL30051控制模塊和恒壓恒流反饋模塊，用于通過LLC諧振輸出恒定電壓給多路恒流源提供供電電壓；

所述恒壓恒流反饋模塊用于監(jiān)測所述諧振半橋模塊輸出信號的電壓的變化和電流的變化并反饋至所述NCL30051控制模塊；

所述NCL30051控制模塊用于根據(jù)所述恒壓恒流反饋模塊的反饋信號和所述功率因數(shù)校正模塊的輸出信號調(diào)節(jié)所述功率因數(shù)校正模塊和所述諧振半橋模塊的工作使所述諧振半橋模塊的輸出信號維持恒定電壓。

所述NCL30051控制模塊包括NCL30051芯片、第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5和第一二極管D1，其中，所述NCL30051芯片的VREF引腳與第一電容C1的一端相連接，所述NCL30051芯片的PCT引腳與第二電容C2的一端相連接，所述NCL30051芯片的OSC引腳與第三電容C3的一端相連接，所述NCL30051芯片的HVS引腳與第四電容C4的一端相連接，所述第四電容C4的另一端與所述NCL30051芯片的HBoost引腳和所述第一二極管D1的負(fù)端相連接，所述第一二極管D1的正端與所述NCL30051芯片的VCC引腳和所述第五電容C5的一端相連接，所述第五電容C5的另一端與功率因數(shù)校正模塊的輔助供電端相連接；所述NCL30051芯片的PCS引腳、PDRV引腳、PZCD引腳、HV引腳、PFB引腳與所述功率因數(shù)校正模塊相連接，所述第一電容C1的另一端、所述第二電容C2的另一端、所述第三電容C3的另一端、所述NCL30051芯片的GND引腳、PGND引腳與地端相連接；所述NCL30051芯片的PControl引腳與所述恒壓恒流反饋模塊的輸出端相連接；所述NCL30051芯片的HDRVh引腳、HVS引腳、HDRVlo引腳與所述諧振半橋模塊相連接；

所述功率因數(shù)校正模塊包括第六電容C6、第七電容C7、第八電容C8、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第一變壓器T1、第一MOS管Q1、第二二極管D2、第三二極管D3和第四二極管D4，其中，所述第六電容C6并接在所述整流濾波模塊的輸出端，所述第六電容C6的一端與所述第一變壓器T1的第一引腳、所述第一電阻R1的一端、所述第三二極管D3的正端相連接，所述第一電阻R1的另一端與所述NCL30051芯片的HV引腳相連接；所述第一變壓器T1的第二引腳與所述第四二極管D4的正端、所述第一MOS管Q1的漏極相連接，所述第四二極管D4的負(fù)端與所述第三二極管D3的負(fù)端、所述第七電容C7的一端、所述第五電阻R5的一端相連接并作為PFC輸出端與所述諧振半橋模塊相連接，所述第五電阻R5的另一端與所述第六電阻R6的一端相連接并共同與所述NCL30051芯片的PFB引腳相連接；所述第一變壓器T1的第四引腳與所述第二二極管D2的正端、所述第二電阻R2的一端相連接，所述第二電阻R2的另一端與所述NCL30051芯片的PZCD引腳相連接，所述第二二極管D2的負(fù)端作為輔助供電端；所述第一MOS管Q1的柵極與所述NCL30051芯片的PDRV引腳相連接；所述第一MOS管Q1的源極與所述第三電阻R3的一端、所述第四電阻R4的一端相連接，所述第三電阻R3的另一端與所述第八電容C8的一端相連接共同與所述NCL30051芯片的PCS引腳相連接；所述第六電容C6的另一端、所述第四電阻R4的另一端、所述第六電阻R6的另一端、所述第七電容C7的另一端、所述第八電容C8的另一端以及所述第一變壓器T1的第三引腳共同與地端相連接；

所述諧振半橋模塊包括第二MOS管Q2、第三MOS管Q3、第九電容C9、第十電容C10、第十一電容C11、第五二極管D5、第六二極管D6、第七二極管D7、第八二極管D8、第七電阻R7、第一電感L1、第二電感L2和第二變壓器T2，其中，所述第二MOS管Q2的柵極與所述NCL30051芯片的HDRVhi引腳相連接，所述第二MOS管Q2的漏極與所述第十電容C10的一端、第八二極管D8的負(fù)端相連接共同與所述功率因數(shù)校正模塊的PFC輸出端相連接，所述第十電容C10的另一端與所述第八二極管D8的正端、所述第一電感L1的一端所述第九電容C9的一端、所述第七二極管D7的負(fù)端相連接，所述第一電感L1的另一端與所述第二電感L2的一端、所述第二變壓器T2的第一引腳相連接；所述第二MOS管Q2的源級與所述第三MOS管Q3的源級、所述第二電感L2的另一端、所述第二變壓器T2的第二引腳相連接并共同與所述NCL30051芯片的HVS引腳相連接；所述第三MOS管Q3的柵極與所述NCL30051芯片的HDRVlo引腳相連接，所述第三MOS管Q3的漏極與所述第九電容C9的另一端、所述第七二極管D7的正端相連接并共同與地端相連接；所述第二變壓器T2的第三引腳與所述第六二極管D6的正端相連接，所述第六二極管D6的負(fù)端與所述第五二極管D5的負(fù)端、所述第十一電容C11的一端相連接并作為輸出正端與所述恒流源相連接；所述第二變壓器T2的第五引腳與所述第五二極管D5的正端相連接；所述第二變壓器T2的第四引腳與所述第七電阻R7的一端相連接，所述第七電阻R7的另一端作為輸出地端與所述恒流源相連接，所述第十一電容C11的另一端與輸出地端相連接；

所述恒流源包括第二芯片U2、第八電阻R8、第九電阻R9、第十二電容C12、第十三電容C13、第三電感L3和第一穩(wěn)壓管Z1，其中，所述第二芯片U2采用集成LED控制芯片NCL30160；所述第一穩(wěn)壓管Z1的負(fù)端與所述諧振半橋模塊的輸出正端相連接，所述第一穩(wěn)壓管Z1的正端與所述第三電感L3的一端和所述第二芯片U2的第八引腳相連接，所述第三電感L3的另一端與LED光源相連接；所述第二芯片U2的第七引腳與所述第十三電容C13的一端相連接；所述第二芯片U2的第六引腳與所述調(diào)光接口的PWM控制端相連接；所述第二芯片U2的第五引腳與所述第九電阻R9的一端相連接，所述第九電阻R9的另一端與所述第二芯片U2的第四引腳和所述第十二電容C12的一端相連接，所述第十二電容C12的另一端、所述第八電阻R8的一端、所述第二芯片U2的第三引腳、所述第十三電容C13的另一端共同與輸出地端相連接；所述第八電阻R8的另一端與所述第二芯片U2的第一引腳和第二引腳相連接。

優(yōu)選地，所述恒壓恒流反饋模塊包括恒壓反饋控制環(huán)和恒流反饋控制環(huán)，所述恒壓反饋控制環(huán)用于監(jiān)測所述諧振半橋模塊輸出信號的電壓的變化并將其反饋至所述NCL30051芯片的PControl引腳，所述恒流反饋控制環(huán)用于監(jiān)測所述諧振半橋模塊輸出信號的電流的變化并將其反饋至所述NCL30051芯片的PControl引腳。

優(yōu)選地，還包括WIFI模塊，所述WIFI模塊與所述語音識別模塊相連接，用于無線WIFI與云端相連接并通過云端連接實(shí)現(xiàn)自然人機(jī)交互。

優(yōu)選地，所述WIFI模塊采用有人科技USR-WIFI232-G2Wi-Fi模塊。

優(yōu)選地，所述WIFI模塊與所述語音識別模塊之間采用串口通訊方式。

優(yōu)選地，所述聲音采集模塊采用麥克風(fēng)實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選地，所述聲音采集模塊進(jìn)一步包括由多個(gè)麥克風(fēng)組成的麥克風(fēng)陣列和音頻處理模塊，其中，

所述麥克風(fēng)陣列中多個(gè)麥克風(fēng)呈一定幾何形狀且每個(gè)麥克風(fēng)具有唯一標(biāo)識ID；

所述音頻處理模塊用于同步獲取并標(biāo)識每個(gè)麥克風(fēng)采集的語音信號并對所述語音信號進(jìn)行處理后發(fā)送給所述語音識別模塊。

優(yōu)選地，所述音頻處理模塊內(nèi)置語音定位模塊。

優(yōu)選地，所述音頻處理模塊通過I2S通訊方式向所述語音識別模塊發(fā)送語音信號。

優(yōu)選地，所述語音識別模塊通過I2C通訊方式向所述音頻處理模塊發(fā)送控制信號。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明采用智能語音神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理芯片CI1006，將智能語音識別集成在LED驅(qū)動器中，采用內(nèi)置深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)語音識別，在不增加驅(qū)動器的尺寸情況下集成語音識別并提高離線語音識別精度；同時(shí)CI1006芯片內(nèi)置9路PWM輸出，通過獨(dú)立控制恒流源輸出實(shí)現(xiàn)各種LED照明模式；并采用WIFI模塊接入云端，實(shí)現(xiàn)在線自然語音識別，進(jìn)一步提高語音識別精度。

附圖說明

圖1為智能語音神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理芯片CI1006的架構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明語音識別的多路調(diào)光調(diào)色LED驅(qū)動電路的原理框圖。

圖3為本發(fā)明中恒壓源的原理框圖。

圖4為本發(fā)明中NCL30051控制模塊的電路原理圖。

圖5為本發(fā)明中功率因數(shù)校正模塊的電路原理圖。

圖6為本發(fā)明中諧振半橋模塊的電路原理圖。

圖7為本發(fā)明中恒壓恒流反饋模塊的原理示意圖。

圖8為本發(fā)明中恒流源的電路原理圖。、

圖9為本發(fā)明聲音采集模塊的原理框圖。

圖10為本發(fā)明麥克風(fēng)陣列排布的示意圖。

如下具體實(shí)施例將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。

在智能語音識別領(lǐng)域，成都啟英泰倫科技新近推出一款智能語音神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理芯片CI1006，參見圖1，所示為智能語音神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理芯片CI1006的架構(gòu)圖，是基于ASIC架構(gòu)的人工智能語音識別芯片，包含了深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理硬件單元，能夠完美支持DNN運(yùn)算架構(gòu)，進(jìn)行高性能的數(shù)據(jù)并行計(jì)算，可極大的提高人工智能深度學(xué)習(xí)語音技術(shù)對大量數(shù)據(jù)的處理效率；CI1006采用本地的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理可降低產(chǎn)品對于網(wǎng)絡(luò)的依賴，提升智能語音識別響應(yīng)及控制速度。該芯片從語音輸入開始，語音檢測，語音特征提取及DNN運(yùn)算完全采用硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)，軟件主要進(jìn)行語音解碼和語音播報(bào)，相較于AP芯片軟件DNN方案，具有更高的運(yùn)算性能及低成本、低功耗、小尺寸等優(yōu)勢。該芯片可以支持本地語音檢測、喚醒，以及數(shù)百條離線命令詞條的識別。還可以直接通過本芯片的通用控制接口替換設(shè)備原有的控制MCU，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的語音智能化。該芯片還具有豐富的外設(shè)接口，可以通過SPI、UART等接口外接WIFI芯片連接到云端，在本地喚醒后，可通過云端連接實(shí)現(xiàn)自然人機(jī)交互，或者對接云端的各類應(yīng)用服務(wù)。如處于離網(wǎng)狀態(tài)，則自動切換到本地離線命令詞識別功能。

本發(fā)明將智能語音神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理芯片CI1006應(yīng)用在LED驅(qū)動器中，實(shí)現(xiàn)通過語音控制LED照明模式的切換，彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)中智能語音識別LED驅(qū)動器的空白，有廣闊的市場前景。

參見圖2，所示為本發(fā)明語音識別的多路調(diào)光調(diào)色LED驅(qū)動電路的原理框圖，包括恒壓源、并接在恒壓源輸出端的多個(gè)獨(dú)立恒流源、電源模塊、聲音采集模塊和語音識別模塊，其中，

恒壓源與交流市電輸入相連接，用于輸出恒定電壓給多路恒流源提供供電電壓；

每路恒流源均受控于語音識別模塊并均與恒壓源的輸出端相連接，輸出恒流驅(qū)動與其串接的R-LED串、G-LED串或B-LED串，R-LED串用于發(fā)出紅光；G-LED串用于發(fā)出綠光；B-LED串用于發(fā)出藍(lán)光；

聲音采集模塊用于采集用戶的語音信號；

語音識別模塊與聲音采集模塊相連接，用于利用內(nèi)置的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行語音識別并根據(jù)所識別語義控制輸出多路PWM信號，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)每路恒流源獨(dú)立的恒流輸出控制；

電源模塊與交流市電輸入相連接，用于為聲音采集模塊和語音識別模塊提供供電電壓；由于采用獨(dú)立的電源模塊為語音識別模塊和WIFI模塊提供供電電壓，從而提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，即便恒壓源、恒流源出現(xiàn)故障，語音識別模塊和WIFI模塊也能獨(dú)立穩(wěn)定的工作。

語音識別模塊采用智能語音神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理芯片CI1006。

上述技術(shù)方案中，智能語音神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理芯片CI1006內(nèi)置語音活動檢測單元、語音特征提取單元、深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)陣列運(yùn)算單元以及最多9路PWM輸出，可以在芯片內(nèi)設(shè)置數(shù)百條離線命令詞條的識別，配合多路PWM輸出，用戶通過語音控制指令就能輕松實(shí)現(xiàn)調(diào)光調(diào)色。語音識別模塊產(chǎn)生多路獨(dú)立的PWM信號分別控制多路恒流源，進(jìn)而分別驅(qū)動多串RGB LED串，由于每路LED串可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的PWM調(diào)光控制，語音識別模塊識別語音控制信息更新PWM參數(shù)，改變PWM占空比，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)每路LED串的亮度，由于采用多路RGB不同色溫的LED串，不同LED串亮度的調(diào)節(jié)又可以實(shí)現(xiàn)色溫的調(diào)節(jié)。從而能夠通過語音識別控制多種LED照明模式，滿足各種應(yīng)用場合的照明需求。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，還包括WIFI模塊，WIFI模塊與語音識別模塊相連接，用于無線WIFI與云端相連接并通過云端連接實(shí)現(xiàn)自然人機(jī)交互。同時(shí)，外部智能設(shè)備也可以接入云端，進(jìn)而通過云端實(shí)現(xiàn)對LED燈的遠(yuǎn)程控制。外部智能設(shè)備為智能手機(jī)、IPAD、智能家居控制終端等智能設(shè)備。

在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，WIFI模塊采用有人科技USR-WIFI232-G2Wi-Fi模塊。有人科技USR-WIFI232-G2Wi-Fi模塊是一款一體化的802.11b/g/n Wi-Fi的低功耗嵌入式Wi-Fi模塊。此Wi-Fi模塊用于實(shí)現(xiàn)串口到Wi-Fi的數(shù)據(jù)包的收發(fā)，用戶在使用時(shí)不需要關(guān)心詳細(xì)的過程，模塊內(nèi)部自動完成各種協(xié)議的轉(zhuǎn)換，方便用戶使用，也可以通過串口使用AT指令進(jìn)行，方便開發(fā)調(diào)試時(shí)使用。所選擇的WI-Fi模塊具有以下功能，滿足智能LED控制的需要。其特點(diǎn)有：

(1)支持802.11b/g/n無線標(biāo)準(zhǔn)。

(2)支持UART/PWM/GPIO數(shù)據(jù)通訊接口。

(3)支持STA/AP/STA+AP共存工作模式。

(4)支持Smart Link智能聯(lián)網(wǎng)功能；

(5)支持聲波智能聯(lián)網(wǎng)配置。

(6)支持WPS聯(lián)網(wǎng)配置。

(7)支持5路TCP Client連接。

(8)3.3V單電源供電。

在一種優(yōu)先實(shí)施方式中，參見圖3，所示為本發(fā)明中恒壓源的結(jié)構(gòu)框圖，恒壓源進(jìn)一步包括整流濾波模塊、功率因數(shù)校正模塊、NCL30051控制模塊、諧振半橋模塊和恒壓恒流反饋模塊，其中，

整流濾波模塊與交流市電輸入相連接，用于將交流市電進(jìn)行整流濾波后輸出給功率因數(shù)校正模塊；

功率因數(shù)校正模塊與NCL30051控制模塊和諧振半橋模塊相連接，用于進(jìn)行功率因數(shù)校正并輸出直流高壓信號至諧振半橋模塊；

諧振半橋模塊與NCL30051控制模塊和恒壓恒流反饋模塊，用于通過LLC諧振輸出恒定電壓給多路恒流源提供供電電壓；

恒壓恒流反饋模塊用于監(jiān)測諧振半橋模塊輸出信號的電壓的變化和電流的變化并反饋至NCL30051控制模塊；

NCL30051控制模塊用于根據(jù)恒壓恒流反饋模塊的反饋信號和功率因數(shù)校正模塊的輸出信號調(diào)節(jié)功率因數(shù)校正模塊和諧振半橋模塊的工作使諧振半橋模塊的輸出信號維持恒定電壓。

NCL30051是一款專用電源集成電路(IC)，能夠?yàn)榻祲褐绷?直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器/LED驅(qū)動器提供恒定電壓。這器件集成了一個(gè)臨界導(dǎo)電模式(CrM)PFC控制器及一個(gè)半橋諧振控制器，并內(nèi)置600伏(V)驅(qū)動器，針對離線電源應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化，具備了所有實(shí)現(xiàn)高能效、小外形因數(shù)設(shè)計(jì)所需的特性。NCL30051的半橋段采用固定頻率工作。這器件通過調(diào)節(jié)PFC段的輸出電壓來穩(wěn)壓，且集成了反饋環(huán)路開路保護(hù)，再加PFC過壓和欠壓檢測機(jī)制，以及可以最高設(shè)定為75千赫茲(kHz)的可調(diào)節(jié)頻率振蕩器。正是由于NCL30051芯片集成了上述功能單元，能夠以最少的所需外部元件簡化電源電路設(shè)計(jì)，為空間受限且講究高能效的電源應(yīng)用提供極佳解決方案。

本發(fā)明中功率因數(shù)校正模塊和諧振半橋模塊共用一個(gè)反饋控制，這與傳統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中兩個(gè)階段的反饋控制相互獨(dú)立是完全不同的，同時(shí)，由于采用NCL30051，諧振半橋模塊工作在固定頻率，這就意味著，輸出電壓的調(diào)整依賴于功率因數(shù)校正模塊輸出電壓的調(diào)整，功率因數(shù)校正模塊的輸出與諧振半橋模塊的輸出保持固定的比例不變，這種改進(jìn)簡化了控制的復(fù)雜性。諧振半橋模塊工作在固定頻率下，這又減輕了電源電磁干擾的問題，簡化了EMI濾波器的設(shè)計(jì)。

參見圖4，所示為本發(fā)明中NCL30051控制模塊的電路原理圖，NCL30051控制模塊包括NCL30051芯片、第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5和第一二極管D1，其中，NCL30051芯片的VREF引腳與第一電容C1的一端相連接，NCL30051芯片的PCT引腳與第二電容C2的一端相連接，NCL30051芯片的OSC引腳與第三電容C3的一端相連接，NCL30051芯片的HVS引腳與第四電容C4的一端相連接，第四電容C4的另一端與NCL30051芯片的HBoost引腳和第一二極管D1的負(fù)端相連接，第一二極管D1的正端與NCL30051芯片的VCC引腳和第五電容C5的一端相連接，第五電容C5的另一端與功率因數(shù)校正模塊的輔助供電端相連接；NCL30051芯片的PCS引腳、PDRV引腳、PZCD引腳、HV引腳、PFB引腳與功率因數(shù)校正模塊相連接，第一電容C1的另一端、第二電容C2的另一端、第三電容C3的另一端、NCL30051芯片的GND引腳、PGND引腳與地端相連接；NCL30051芯片的PControl引腳與恒壓恒流反饋模塊的輸出端相連接；NCL30051芯片的HDRVh引腳、HVS引腳、HDRVlo引腳與諧振半橋模塊相連接。

由于NCL30051芯片集成了一個(gè)臨界導(dǎo)電模式(CrM)PFC控制器及一個(gè)半橋諧振控制器，因此，其外圍電路結(jié)構(gòu)相對簡單。

參見圖5，所示為本發(fā)明中功率因數(shù)校正模塊的電路原理圖，功率因數(shù)校正模塊包括第六電容C6、第七電容C7、第八電容C8、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第一變壓器T1、第一MOS管Q1、第二二極管D2、第三二極管D3和第四二極管D4，其中，第六電容C6并接在整流濾波模塊的輸出端，第六電容C6的一端與第一變壓器T1的第一引腳、第一電阻R1的一端、第三二極管D3的正端相連接，第一電阻R1的另一端與NCL30051芯片的HV引腳相連接；第一變壓器T1的第二引腳與第四二極管D4的正端、第一MOS管Q1的漏極相連接，第四二極管D4的負(fù)端與第三二極管D3的負(fù)端、第七電容C7的一端、第五電阻R5的一端相連接并作為PFC輸出端與諧振半橋模塊相連接，第五電阻R5的另一端與第六電阻R6的一端相連接并共同與NCL30051芯片的PFB引腳相連接；第一變壓器T1的第四引腳與第二二極管D2的正端、第二電阻R2的一端相連接，第二電阻R2的另一端與NCL30051芯片的PZCD引腳相連接，第二二極管D2的負(fù)端作為輔助供電端；第一MOS管Q1的柵極與NCL30051芯片的PDRV引腳相連接；第一MOS管Q1的源極與第三電阻R3的一端、第四電阻R4的一端相連接，第三電阻R3的另一端與第八電容C8的一端相連接共同與NCL30051芯片的PCS引腳相連接；第六電容C6的另一端、第四電阻R4的另一端、第六電阻R6的另一端、第七電容C7的另一端、第八電容C8的另一端以及第一變壓器T1的第三引腳共同與地端相連接。

在上述電路中，由于NCL30051芯片內(nèi)部集成了一個(gè)臨界導(dǎo)電模式(CRM)PFC控制器，功率因數(shù)校正模塊通過架構(gòu)外圍電路實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正。其電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：

(1)NCL30051芯片PFB腳和R5,R6組成的電阻分壓網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)PFC過壓告警保護(hù)功能。當(dāng)最高PFC電壓設(shè)置為430Vdc時(shí)，要求當(dāng)PFC輸出電壓高于430V時(shí)就使PFC驅(qū)動信號關(guān)閉；

(2)PFC輸出電壓的大小由諧振半橋輸出電壓信號通過恒壓恒流反饋模塊反饋到Pcontrol腳來實(shí)現(xiàn)；

(3)PFC MOSFET(第一MOS管Q1)的設(shè)計(jì)主要考慮漏源極耐壓大小，漏極負(fù)載電流大小，導(dǎo)通阻抗引起的散熱問題等。PFC電壓最大設(shè)置為430Vdc，因此所選MOSFET的耐壓為600V或以上便可以滿足要求，而額定電流主要考慮在MOSFET導(dǎo)通期間，PFC電感最大峰值電流的值，所選擇的MOSFET的額定電流需要大于電感電流峰值即可。因?yàn)镃RM PFC模式可以實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)，因此MOSFET的損耗主要是通態(tài)電阻和漏極電流引起的導(dǎo)通損耗。綜合考慮后，選擇650V，9A的MOSFET,IPA60R385CP,其導(dǎo)通阻抗為25度時(shí)為0.385Ω；

(4)CRM PFC模式的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是PFC二極管(第四二極管D4)工作在零電流關(guān)斷模式，因此，對二極管D4的反向恢復(fù)現(xiàn)象沒有嚴(yán)格的要求，一般超快恢復(fù)二極管就能滿足要求。二極管的耐壓與MOSFET的耐壓要求一致，選擇600V或以上耐壓的二極管即可。為了改善效率，降低二極管的導(dǎo)通損耗，可以考慮選擇額定電流稍高的二極管以降低二極管導(dǎo)通壓降Vf。因此選擇600V 3A的超快恢復(fù)二極管MURS360遍可以滿足設(shè)計(jì)要求。

為了使PFC控制器工作在核實(shí)的頻率范圍，選擇電感為650μH-700μH較為合理。因此，第一變壓器T1的初級電感值設(shè)定為650μH-700μH。為了提供一路15Vdc-18Vdc之間的輔助電壓，第一變壓器T1的次級輔助線圈匝比選擇10:1較為合適。為了維持整個(gè)設(shè)計(jì)選材盡量一致的原則，選擇PQ-2020鐵氧體磁芯作為PFC電感和諧振半橋隔離變壓器的磁芯?；?.83A輸入RMS電流，選擇三股AWG#30勵磁線用于主繞組線圈以減小交流損耗。其線徑為0.61mm。磁芯的骨架內(nèi)部繞線寬度約為12mm。這表明每層繞制18圈，一共繞制4或5層的話，可以繞制75匝。

參見圖6，所示為諧振半橋模塊的原理框圖，諧振半橋模塊包括第二MOS管Q2、第三MOS管Q3、第九電容C9、第十電容C10、第十一電容C11、第五二極管D5、第六二極管D6、第七二極管D7、第八二極管D8、第七電阻R7、第一電感L1、第二電感L2和第二變壓器T2，其中，第二MOS管Q2的柵極與NCL30051芯片的HDRVhi引腳相連接，第二MOS管Q2的漏極與第十電容C10的一端、第八二極管D8的負(fù)端相連接共同與功率因數(shù)校正模塊的PFC輸出端相連接，第十電容C10的另一端與第八二極管D8的正端、第一電感L1的一端第九電容C9的一端、第七二極管D7的負(fù)端相連接，第一電感L1的另一端與第二電感L2的一端、第二變壓器T2的第一引腳相連接；第二MOS管Q2的源級與第三MOS管Q3的源級、第二電感L2的另一端、第二變壓器T2的第二引腳相連接并共同與NCL30051芯片的HVS引腳相連接；第三MOS管Q3的柵極與NCL30051芯片的HDRVlo引腳相連接，第三MOS管Q3的漏極與第九電容C9的另一端、第七二極管D7的正端相連接并共同與地端相連接；第二變壓器T2的第三引腳與第六二極管D6的正端相連接，第六二極管D6的負(fù)端與第五二極管D5的負(fù)端、第十一電容C11的一端相連接并作為輸出正端與恒流源相連接；第二變壓器T2的第五引腳與第五二極管D5的正端相連接；第二變壓器T2的第四引腳與第七電阻R7的一端相連接，第七電阻R7的另一端作為輸出地端與恒流源相連接，第十一電容C11的另一端與輸出地端相連接。

上述電路設(shè)計(jì)中，為了開發(fā)高效率和高開關(guān)頻率的LED驅(qū)動電源，以實(shí)現(xiàn)較高的功率密度和較小的體積，采用LLC諧振軟開關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了開關(guān)電源高頻高效高功率密度的要求。本發(fā)明的諧振半橋模塊的功能是將PFC輸出電壓轉(zhuǎn)換為38.5Vdc的恒定直流電壓。其關(guān)鍵器件的設(shè)計(jì)與選型如下：

(1)半橋諧振變壓器(第二變壓器T2)的功率為60W，工作頻率為35KHz，磁芯類型為鐵氧體PQ-2020,材料為PC40,原邊感量最小6mH,原邊漏感：90μH-100μH,骨架類型為PQ-2020 14腳PC材質(zhì)；原邊組線圈為2,5腳，96匝，2股AWG#28勵磁線并饒3層，每層32匝；副邊繞組線圈為7-10,11-14腳，帶中心抽頭，19匝，兩股AWG#26線繞制兩層。繞制好的電感需要抽真空，浸凡立水工藝，并且需要進(jìn)行3000Vdc以上的安全耐壓測試；

(2)諧振半橋功率開關(guān)(第二MOS管Q2和第三MOS管Q3)的選取，主要考慮諧振半橋輸入電壓的大小以及半橋諧振拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)中功率MOSFET所承受的電壓應(yīng)力和電流應(yīng)力大小以及MOSFET導(dǎo)通阻抗的大小。諧振半橋中的功率MOSFET所承受的電壓應(yīng)力等于輸入電壓，即385到430Vdc，因此選用耐壓600Vdc及以上的功率MOSFFET可以滿足耐壓要求。而輸入電流峰值遠(yuǎn)小于1A，選擇額定電流為3A及以上的功率MOSFET可以滿足電流應(yīng)力的要求。而對于導(dǎo)通阻抗的選取，主要考量其造成的導(dǎo)通損耗大小。在滿足耐壓和額定電流的前提下，導(dǎo)通阻抗越小越好。根據(jù)上面的分析，本發(fā)明中選用的600V N溝道功率MOSFETNDD04N60Z,其額定電流為4.1A，其最大導(dǎo)通阻抗為2Ω。這一選擇比較合理的滿足了設(shè)計(jì)的要求；

(3)諧振半橋模塊輸出整流二極管(第五二極管D5和第六二極管D6)工作在帶中心抽頭輸出的半波整流模式，因?yàn)闆]有輸出電感，每一個(gè)整流二極管承受兩倍的輸出電壓的應(yīng)力，考慮一定的裕量的情況下，選擇150V耐壓的肖特基整流二極管能滿足設(shè)計(jì)的需要。同時(shí)，肖特基二極管具有很低的正向?qū)▔航担@降低了導(dǎo)通損耗，而肖特基二極管的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它沒有反向恢復(fù)現(xiàn)象。這都有助于效率的提升。而輸出整流二極管額定電流的大小必須大于輸出電流，同時(shí)考慮一定的設(shè)計(jì)裕量。本發(fā)明中第五二極管D5和第六二極管D6選擇耐壓150V，額定電流為10A的肖特基整流二極管MBRF10H150。

參見圖7，所示為恒壓恒流反饋模塊的原理示意圖，恒壓恒流反饋模塊包括恒壓反饋控制環(huán)和恒流反饋控制環(huán)，恒壓反饋控制環(huán)用于監(jiān)測諧振半橋模塊輸出信號的電壓的變化并將其反饋至NCL30051芯片的PControl引腳，恒流反饋控制環(huán)用于監(jiān)測諧振半橋模塊輸出信號的電流的變化并將其反饋至NCL30051芯片的PControl引腳。反饋信號是通過光耦反饋到NCL30051芯片的PControl引腳。

在上述電路中的恒壓和恒流兩部分在同一時(shí)刻只有一部分器作用，當(dāng)負(fù)載電流小于最大容許的負(fù)載電流Ioutmax時(shí)，恒壓反饋控制環(huán)器作用，確保輸出電壓恒定在正常輸出電壓容許的波動范圍之內(nèi)。當(dāng)輸出負(fù)載電流達(dá)到設(shè)定的最大負(fù)載電流Ioutmax時(shí)，電壓反饋控制環(huán)路被恒流反饋控制環(huán)路取代，此時(shí)輸出將保持恒定的電流大小。

參見圖8，所示為本發(fā)明中恒流源的電路原理圖，恒流源進(jìn)一步包括第二芯片U2、第八電阻R8、第九電阻R9、第十二電容C12、第十三電容C13、第三電感L3和第一穩(wěn)壓管Z1，其中，第二芯片U2采用集成LED控制芯片NCL30160；第一穩(wěn)壓管Z1的負(fù)端與諧振半橋模塊的輸出正端相連接，第一穩(wěn)壓管Z1的正端與第三電感L3的一端和第二芯片U2的第八引腳相連接，第三電感L3的另一端與LED光源相連接；第二芯片U2的第七引腳與第十三電容C13的一端相連接；第二芯片U2的第六引腳與語音識別模塊的PWM控制端相連接；第二芯片U2的第五引腳與第九電阻R9的一端相連接，第九電阻R9的另一端與第二芯片U2的第四引腳和第十二電容C12的一端相連接，第十二電容C12的另一端、第八電阻R8的一端、第二芯片U2的第三引腳、第十三電容C13的另一端共同與GND地端相連接；第八電阻R8的另一端與第二芯片U2的第一引腳和第二引腳相連接。

在本發(fā)明中，恒流源采用集成LED控制芯片NCL30160實(shí)現(xiàn)。NCL30160是一款用于集成LED的開關(guān)穩(wěn)壓器，從而僅需很少的外圍器件就實(shí)現(xiàn)為LED光源提供恒定電流，大大簡化了電路結(jié)構(gòu)同時(shí)縮減LED驅(qū)動電路的體積。NCL30160內(nèi)部集成僅55毫歐(mΩ)的低導(dǎo)通阻抗內(nèi)部MOSFET，最高1.4兆赫茲(MHz)的高開關(guān)頻率使設(shè)計(jì)人員可采用更小的外部元件，幫助將電路板尺寸減至最小及成本降至最低。NCL30160支持輸入電壓范圍為6.3V到40V，此控制芯片具有專用于PWM調(diào)光的輸入引腳，可以實(shí)現(xiàn)寬范圍的PWM調(diào)光。芯片具有電阻編程調(diào)整恒流大小的輸入腳。具有短路保護(hù)，欠壓保護(hù)和過熱保護(hù)關(guān)機(jī)等保護(hù)功能。而且其外圍電路及其簡單，只需要少量的幾顆零件就可以驅(qū)動LED光源，最大輸出電流為1A。

圖8是采用NCL30160芯片驅(qū)動LED光源的完整電路原理圖。1，2腳CS是電流偵測反饋腳，通過連接一個(gè)電阻R8在CS腳和地之間來設(shè)置流過LED光源的電流大小。NCL30160是電流模式控制的，當(dāng)內(nèi)部FET導(dǎo)通時(shí)，電流從輸入經(jīng)過電感和LED光源和FET，然后到地。當(dāng)FET關(guān)斷時(shí)，電流連續(xù)的通過電感和LED和二極管。輸出電流控制電路是通過CS比較器閾值的設(shè)置提供10％的紋波電流來實(shí)現(xiàn)的。峰值電流比較器閾值為220mV，設(shè)置為比均值電流高10％，而谷值電流比較器的閾值為180mV，設(shè)置為比均值低10％。當(dāng)FET導(dǎo)通時(shí)，在電感中的電流按斜波上升。這個(gè)電流通過CS腳與地之間的外部電阻R8來偵測。當(dāng)CS腳的電壓達(dá)到220mV時(shí)，峰值電流比較器將關(guān)斷功率FET。一個(gè)傳統(tǒng)的滯后控制器繼續(xù)監(jiān)控負(fù)載電流，并且當(dāng)負(fù)載電流降低直到CS電壓達(dá)到180mV時(shí)，谷值比較器將FET開通。但是當(dāng)FET關(guān)斷時(shí)，電流信息無法獲取，因此設(shè)置合適的FET關(guān)斷時(shí)間，并且當(dāng)FET在此導(dǎo)通時(shí)通過校正信號去調(diào)整關(guān)斷時(shí)間是必要的。短路保護(hù)也是通過CS比較器來實(shí)現(xiàn)的，用于短路保護(hù)的CS比較器的閾值為500mV，即均值電流的2.5倍。當(dāng)CS腳偵測到短路電流大于正常輸出均值電流的2.5倍時(shí)，用于短路保護(hù)的CS比較器將關(guān)斷FET。起到短路保護(hù)的功能。

NCL30160芯片的ROT腳是關(guān)斷時(shí)間設(shè)置電阻連接引腳。外接電阻連接在ROT腳和VCC腳之間來設(shè)置滯后控制器的關(guān)斷時(shí)間。而在后續(xù)開關(guān)周期中，當(dāng)FET導(dǎo)通時(shí)CS腳偵測到的電壓，而當(dāng)FET關(guān)斷時(shí)，依據(jù)CS電壓變化的幅度調(diào)整器閾值。

NCL30160芯片的DIM/EN腳是PWM調(diào)光控制或使能引腳。連接一個(gè)邏輯高低電平的PWM信號到這個(gè)引腳來使能或關(guān)閉功率MOSFET和LED光源的電流。使輸出電流在正常值及以下根據(jù)占空比變動。從而實(shí)現(xiàn)對LED亮度的調(diào)節(jié)。PWM的頻率必須高于100Hz以上，否則LED光源會出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。但PWM頻率也不易過高，過高會導(dǎo)致EMI嚴(yán)重。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，可以選擇245Hz的PWM頻率。

NCL30160芯片的LX腳是與內(nèi)部功率MOSEFET的漏極相連的。外部的第三電感L3與LX腳相連。第三電感L3的值決定了工作過程中，輸出電流斜坡上升和下降的斜率。而電感電流的斜坡決定了當(dāng)FET導(dǎo)通時(shí)，電流從紋波的谷值到峰值需要多長的時(shí)間；以及當(dāng)FET截止時(shí)，電流從紋波電流的峰值到谷值需要多長的時(shí)間。更高的電感值降低了輸出電流上升和下降的斜率，這使得實(shí)際的輸出電流的紋波和期望值之間的誤差變小。但電感的選擇應(yīng)使輸出峰值電流值不超過電流的飽和電流值。電感值變大，頻率降低，而頻率降低之后，MOSFET的開關(guān)損耗響應(yīng)也會降低。所以電感值的選擇需要綜合考慮，成本，體積和損耗的需求。

在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述聲音采集模塊采用麥克風(fēng)實(shí)現(xiàn)。參見圖9，所示為本發(fā)明中聲音采集模塊的原理框圖，聲音采集模塊進(jìn)一步包括由多個(gè)麥克風(fēng)組成的麥克風(fēng)陣列和音頻處理模塊，其中，

麥克風(fēng)陣列中多個(gè)麥克風(fēng)呈一定幾何形狀且每個(gè)麥克風(fēng)具有唯一標(biāo)識ID；

音頻處理模塊用于同步獲取并標(biāo)識每個(gè)麥克風(fēng)采集的語音信號并對所述語音信號進(jìn)行處理后發(fā)送給所述語音識別模塊。

采用上述技術(shù)方案，通過音頻處理模塊同步采集麥克風(fēng)陣列的音頻信號，任一個(gè)ID的麥克風(fēng)都采集連續(xù)的音頻信息，由于設(shè)置多個(gè)麥克風(fēng)，從而保證所采集語音信號的完整性；同時(shí)，多個(gè)麥克風(fēng)呈一定幾何形狀固定設(shè)置，參見圖10，所示為麥克風(fēng)陣列排布的示意圖，多個(gè)唯一標(biāo)識麥克風(fēng)呈圓形設(shè)置且同步采樣，理論上，當(dāng)區(qū)域內(nèi)有聲源發(fā)出聲音時(shí)，由于聲源距離每個(gè)麥克風(fēng)距離不一樣，因此每個(gè)麥克風(fēng)接收到信號的強(qiáng)度以及信號到達(dá)的時(shí)間會出現(xiàn)差異，因此，根據(jù)每個(gè)麥克風(fēng)收到的差異性信號以及每個(gè)麥克風(fēng)確定的相對位置信息，便能確定聲源所處的位置。

在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，為了確定語音的具體位置，同時(shí)根據(jù)聲音的方位進(jìn)行相應(yīng)的LED燈光控制，進(jìn)一步滿足人性化照明需求。音頻處理模塊進(jìn)一步包括語音定位模塊，用于獲取語音的具體位置并將位置信息發(fā)送給語音識別模塊，語音定位模塊并根據(jù)每個(gè)麥克風(fēng)固定的位置關(guān)系以及每個(gè)麥克風(fēng)在該時(shí)間信息中對應(yīng)音頻信息的參數(shù)信息確定碰撞聲所處的具體位置。進(jìn)一步，參數(shù)信息為每個(gè)麥克風(fēng)在該時(shí)間信息中對應(yīng)音頻信息的峰值強(qiáng)度以及每個(gè)麥克風(fēng)在峰值強(qiáng)度對應(yīng)的時(shí)間差。語音識別模塊根據(jù)所識別的語義控制信息以及語音位置信息控制多路恒流源的恒流輸出，從而實(shí)現(xiàn)更加智能的照明控制。

在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述音頻處理模塊通過I2S通訊方式向所述語音識別模塊發(fā)送語音信號。

在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述語音識別模塊通過I2C通訊方式向所述音頻處理模塊發(fā)送控制信號。

以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。