一種智能通用調(diào)光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及調(diào)光器，特別涉及數(shù)字調(diào)光器。
【背景技術(shù)】
[0002]自從人類意識(shí)到一定要千方百計(jì)節(jié)能減排，才能解決大氣變暖的迫切問題后，如何減少照明用電就作為一個(gè)重要的問題提到日程上來。因?yàn)檎彰饔秒娬伎偰芎牡?0%。如果燈具采樣可調(diào)光的方式，并且采樣各種照明效率更高新型的燈具如鹵素?zé)簟ED燈將會(huì)在照明方面節(jié)省較多的能量。
[0003]傳統(tǒng)的照明只有開關(guān)控制，沒有任何故障檢測(cè)和控制、亮度調(diào)節(jié)、遠(yuǎn)程通訊控制等功能。隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、節(jié)能減排和建筑智能化的要求，調(diào)光器成為必不可少的器件。現(xiàn)有技術(shù)下的調(diào)光器大都基于大功率可控硅器件的調(diào)光器?？煽毓枵{(diào)光器存在如下缺陷:
首先，調(diào)光輸出方式不可調(diào)，只能以前沿切相的形式輸出，即在電壓過零點(diǎn)之后打開輸出，在下一個(gè)過電壓零點(diǎn)關(guān)閉。這種前沿切相的調(diào)光方式只適合用于感性負(fù)載的控制，對(duì)容性負(fù)載控制時(shí)每個(gè)周波在切相的邊沿都會(huì)出現(xiàn)較大的沖擊電流?？上У氖牵壳按蠖鄶?shù)高效節(jié)能照明燈具，比如鹵素?zé)簟ED燈，這些燈具設(shè)有電子變壓器將市電轉(zhuǎn)換成燈具所需的電源形式，這些電子變壓器大多呈容性。即便對(duì)于普通的白熾燈，由于常溫下初始電阻較小也會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊電流。這種沖擊電流除了對(duì)調(diào)光器本身和負(fù)載產(chǎn)生較大的損害之外，還產(chǎn)生電磁波輻射對(duì)周邊的精密設(shè)備造成干擾。
[0004]其次，由于可控硅自身的特性，可控硅一旦被觸發(fā)后，可控硅將會(huì)一直處于導(dǎo)通狀態(tài)一直到電流小于其維持電流才會(huì)關(guān)斷。這使得可控硅一旦導(dǎo)通后即使發(fā)生過載也不能及時(shí)關(guān)斷，只能通過保險(xiǎn)絲來保護(hù)輸出回路，而保險(xiǎn)絲熔斷后需要專業(yè)人員更換，維護(hù)非常困難。
[0005]最后，由于可控娃維持電流的存在，使其只能應(yīng)用于大功率的負(fù)載。對(duì)于額定功率只有幾瓦的負(fù)載，比如LED燈，由于其工作電流小于可控硅的維持電流使得調(diào)光器無法調(diào)光。
[0006]上述可控硅調(diào)光器的缺陷是其本身固有特性造成的，難以改變。盡管現(xiàn)有很多技術(shù)可以減弱上述的缺陷，但是無法從根本上解決，甚至還帶來額外的問題。
[0007]當(dāng)前有些新型的調(diào)光器采用了大功率高頻開關(guān)控制器件(如IGBT)控制產(chǎn)品輸出幅度可調(diào)節(jié)的正弦交流電，通過較高頻率的PWM波來實(shí)現(xiàn)輸出功率的控制輸出的正弦波的幅度可以解決可控硅切相調(diào)光中遇到的沖擊電流問題，但是這對(duì)輸出回路的濾波要求較高，否則會(huì)產(chǎn)生較大的輻射干擾和傳導(dǎo)干擾，因而體積會(huì)較大，特別是在輸出功率較大時(shí)。開關(guān)器件工作在較高頻率的開關(guān)狀態(tài)時(shí)，開關(guān)損耗會(huì)增加，導(dǎo)致調(diào)光器發(fā)熱嚴(yán)重，損耗大，這在輸出功率較大時(shí)也會(huì)更嚴(yán)重。所以，此種方案多數(shù)用于功率較小的LED燈的調(diào)光。用于功率較大的負(fù)載調(diào)光時(shí)需要較大的設(shè)備體積和較好的散熱條件。所以當(dāng)前這種方案還比較難以做成通用設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的問題:現(xiàn)有技術(shù)下調(diào)光器的調(diào)光輸出方式不可調(diào)的問題以及調(diào)光器的過載問題和小功率負(fù)載調(diào)光的問題以及調(diào)光器功率和體積、發(fā)熱量的矛盾。
[0009]為解決上述問題，本發(fā)明采用的方案如下:
一種智能通用調(diào)光器，其特征在于，包括市電接口、負(fù)載接口、調(diào)光電路、電流過零點(diǎn)檢測(cè)電路、電壓過零點(diǎn)檢測(cè)電路和控制器；所述調(diào)光電路連接在所述市電接口和負(fù)載接口的火線上，控制端連接所述控制器，用于通過控制器控制其每個(gè)市電周期內(nèi)的導(dǎo)通時(shí)間和區(qū)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載設(shè)備的調(diào)控；所述電流過零點(diǎn)檢測(cè)電路連接所述調(diào)光電路，并通過信號(hào)線連接所述控制器，用于采集市電火線上的電流過零點(diǎn)信號(hào)輸入至所述控制器；所述電壓過零點(diǎn)檢測(cè)電路連接所述市電接口的火線和零線，并通過信號(hào)線連接所述控制器，用于采集電壓過零點(diǎn)信號(hào)輸入至所述控制器；所述控制器用于通過對(duì)所述電流過零點(diǎn)信號(hào)和電壓過零點(diǎn)信號(hào)分析，判斷當(dāng)前連接在負(fù)載接口上的設(shè)備屬于容性設(shè)備還是屬于感性設(shè)備，當(dāng)連接在負(fù)載接口上的設(shè)備屬于感性設(shè)備時(shí)采用前沿切相的方式控制所述調(diào)光電路，否則采用后沿切相的方式控制所述調(diào)光電路。
[0010]進(jìn)一步，所述調(diào)光電路包括負(fù)半周輸出控制MOS管、負(fù)半周柵極驅(qū)動(dòng)MOS管、正半周輸出控制MOS管、正半周柵極驅(qū)動(dòng)MOS管、負(fù)半周采樣電阻、正半周采樣電阻、負(fù)半周保護(hù)電阻和正半周保護(hù)電阻；所述負(fù)半周輸出控制MOS管的漏極連接所述負(fù)載接口的火線；所述負(fù)半周輸出控制MOS管的源極連接負(fù)半周采樣電阻再經(jīng)正半周采樣電阻連接所述正半周輸出控制MOS管的源極；所述正半周輸出控制MOS管的漏極連接所述市電接口的火線；所述負(fù)半周采樣電阻和正半周采樣電阻的中間接地；所述負(fù)半周輸出控制MOS管的柵極通過負(fù)半周保護(hù)電阻連接驅(qū)動(dòng)電源；所述正半周輸出控制MOS管的柵極通過正半周保護(hù)電阻連接驅(qū)動(dòng)電源；所述負(fù)半周柵極驅(qū)動(dòng)MOS管的漏極與所述負(fù)半周輸出控制MOS管的柵極相連；所述正半周柵極驅(qū)動(dòng)MOS管的漏極與所述正半周輸出控制MOS管的柵極相連；所述負(fù)半周柵極驅(qū)動(dòng)MOS管的源極和正半周柵極驅(qū)動(dòng)MOS管的源極接地；所述負(fù)半周柵極驅(qū)動(dòng)MOS管的柵極和正半周柵極驅(qū)動(dòng)MOS管的柵極通過控制線連接所述控制器；正半周輸出控制MOS管的源級(jí)作為正半周輸出采樣端；負(fù)半周輸出控制MOS管的源級(jí)作為負(fù)半周輸出采樣端；所述電流過零點(diǎn)檢測(cè)電路包括電壓比較器；所述正半周輸出采樣端和負(fù)半周輸出采樣端分別連接所述電壓比較器的輸入端；所述電壓比較器的輸出端連接所述控制器。
[0011]進(jìn)一步，所述電壓過零點(diǎn)檢測(cè)電路包括:光電耦合器、光耦保護(hù)電阻、光耦保護(hù)二極管、輸出限流電阻；所述光電耦合器的發(fā)光二極管通過光耦保護(hù)電阻連接在所述市電接口的火線和零線之間；所述光耦保護(hù)二極管與所述光電耦合器的發(fā)光二極管極性相反的并聯(lián)；所述光電耦合器的次級(jí)三極管的集電極通過輸出限流電阻連接驅(qū)動(dòng)電源；所述光電耦合器的次級(jí)三極管的發(fā)射極接地；所述光電耦合器的次級(jí)三極管的集電極接出用于連接所述控制器的輸出端口。
[0012]進(jìn)一步，所述用于連接所述控制器的輸出端口與地之間還連接有濾波電容。
[0013]進(jìn)一步，它還包括短路控制電路；所述調(diào)光電路還包括負(fù)半周短路控制MOS管、正半周短路控制MOS管；所述負(fù)半周短路控制MOS管的漏極與所述負(fù)半周輸出控制MOS管的柵極相連；所述正半周短路控制MOS管的漏極與所述正半周輸出控制MOS管的柵極相連；所述負(fù)半周短路控制MOS管的源極和正半周短路控制MOS管的源極接地；所述短路控制電路包括輸入端、輸出端、參考電壓產(chǎn)生電路和短路比較器電路；所述短路控制電路的輸入端和所述參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端連接所述短路比較器電路的輸入端；所述短路比較器電路的輸出端為所述短路控制電路的輸出端；所述短路控制電路有兩個(gè)；所述兩個(gè)短路控制電路分別為負(fù)半周短路控制電路和正半周短路控制電路；所述負(fù)半周短路控制電路的輸入端連接所述負(fù)半周輸出采樣端；所述負(fù)半周短路控制電路的輸出端連接所述負(fù)半周短路控制MOS管的柵極；所述正半周短路控制電路的輸入端連接所述正半周輸出采樣端；所述正半周短路控制電路的輸出端連接所述正半周短路控制MOS管的柵極。
[0014]進(jìn)一步，所述負(fù)半周短路控制電路的輸出端和所述正半周短路控制電路的輸出端還分別連接所述控制器。
[0015]進(jìn)一步，所述參考電壓產(chǎn)生電路包括參考開關(guān)MOS管、第一分壓電阻和第二分壓電阻；所述參考開關(guān)MOS管的源極接地；所述參考開關(guān)MOS管的漏極經(jīng)第二分壓電阻和第一分壓電阻連接驅(qū)動(dòng)電源；所述第二分壓電阻和第一分壓電阻之間接出參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端；所述參考開關(guān)MOS管的柵極連接所述控制器。
[0016]進(jìn)一步，它還包括過載采集電路；所述過載采集電路包括過載電壓比較器；所述過載電壓比較器的兩個(gè)輸入端分別連接所述控制器和所述正半周輸出采樣端或負(fù)半周輸出采樣端；所述過載電壓比較器的輸出端連接所述控制器。
[0017]進(jìn)一步，它還包括負(fù)載檢測(cè)電路；所述負(fù)載檢測(cè)電路包括第一負(fù)載采樣電阻、第二負(fù)載采樣電阻、負(fù)載過橋電阻、第一橋接二極管、第二橋接二極管；所述第一負(fù)載采樣電阻和第二負(fù)載采樣電阻串聯(lián)在所述市電接口和負(fù)載接口的火線之間；所述第一負(fù)載采樣電阻和第二負(fù)載采樣電阻的中間連接所述負(fù)載過橋電阻后接地；所述第一橋接二極管的正極和第二橋接二極管的正極接地；所述第一橋接二極管的負(fù)極接所述市電接口的火線；所述第二橋接二極管的負(fù)極接所述負(fù)載接口的火線；所述第一負(fù)載采樣電阻和第二負(fù)載采樣電阻的中間作為信號(hào)采集點(diǎn)連接所述控制器。
[0018]進(jìn)一步，它還包括KNX通訊模塊；所述KNX通訊模塊與所述控制器相連，用于通過KNX總線與連接在該KNX總線上的設(shè)備進(jìn)行通訊交互。
[0019]本發(fā)明的技術(shù)效果如下:
1、本發(fā)明的調(diào)光器是一種純數(shù)字調(diào)光器，通過控制器控制其每個(gè)市電周期內(nèi)的導(dǎo)通時(shí)間和區(qū)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載設(shè)備的調(diào)光控制，避免了可控硅調(diào)光器固有的缺陷，避免了短路過載問題導(dǎo)致的損壞及人為維護(hù)工作。
[0020]2、本發(fā)明的調(diào)光器可以自適配調(diào)光方式，通過檢測(cè)負(fù)載是感性還是容性的，再調(diào)整輸出方式，使其能夠適應(yīng)于容性負(fù)載和感性負(fù)載。結(jié)合電流過載檢測(cè)，避免了調(diào)光器沖擊電流的產(chǎn)生。減少了電磁波輻射干擾，延長(zhǎng)了負(fù)載設(shè)備和調(diào)光器的使用壽命。并且降低了無功功率的比例，提高了有功功率的比例，提高了能耗的利用率。
[0021]3、本發(fā)明的調(diào)光器可實(shí)現(xiàn)對(duì)小額功率的負(fù)載實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，同時(shí)可以采用較小的體產(chǎn)品體積實(shí)現(xiàn)大功率設(shè)備的調(diào)光。
[0022]4、本發(fā)明的調(diào)光器可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明智能通用調(diào)光器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2是本發(fā)明的調(diào)光電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖3是本發(fā)明的電壓過零點(diǎn)檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖4是本發(fā)明的電流過零點(diǎn)檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖5