专利名称：可控制节能灯渐亮渐暗数码遥控调光开关的制作方法
技术领域：
本发明是一种对灯具进行通断控制，记忆调光，且具有渐亮，渐暗的软启动功能的电子开关。
背景技术：
传统的机械与电子开关，在开灯时，只是进行简单的通断控制，开灯时灯电流在极短的时间内突变到最大，灯电压有效值瞬升，造成环境亮度突变对人视觉产生强烈的冲击，此现象在夜间开灯时尤为突出，并且这种开灯模式也是造成负载灯泡损坏的主要原因。体现在绝大多数白炽灯灯丝烧断都发生在开灯瞬间，因白炽灯的物理特性为冷态电阻远小于热态电阻，开灯瞬间低电阻大电流所致。
另外，目前家用的电子开关，调光系统都是基于晶闸管可控硅，当其负载为节能灯等容性负载时，由于可控硅所需的导通维持电流，容性负载无法在整个市电周期内提供，负载仅在主电压峰值附近吸取电流容易造成闪烁，失控等观现象，即无法用可控硅元件对节能灯、电子镇流日光灯、容性负载进行控制和调光。
发明内容
为了克服目前家用的机械与电子开关开灯时对视觉的冲击及易损灯具，且不能对节能灯进行控制与调光的不足，本发明提供了一种开灯渐亮，关灯渐暗，并且能对普通白炽灯与节能灯，电子镇流日光灯进行控制和调光，带记忆功能的智能型电子开关。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是设有单片机控制脉冲发生电路，控制方波脉冲的占空比可调，控制脉冲驱动场效应管灯电流控制电路，当控制方波的脉冲宽改变时，控制场效管导通时间也随之改变，经整流电器方可加至负载上的电压也改变，从而实现控制与调光的目的，过零检测电路，给单片机提供实时过零比较信号，以保证控制脉冲相位的准确性，控制指令可通过单片机外围的本机按键S1 S2 S3产生，也可通过遥控器经接收解码电路产生。
本发明电路单元结构是
单片机控制脉冲发生电路(3)有单片机IC3，及存储器IC4，其中IC38脚为VSS端与地相连，12脚为VCC2端，与+5V电源相连接，单片机IC31脚接按键S3的一端，S3另一端与电阻R26一端相连接，R26另一端与电源+VCC2相连，IC1的1脚与下拉电阻R25一端相连，R25另一端接地。IC32脚PA2、3脚PA1、4脚PA0分别与排阻RP1的4、3、2脚及拨档开关的三个定端相连，排阻RP1的另一公共端接地，拨档开关的动端与R26的一端相连，IC3的5脚RP1与一排阻1端相连，同时与D3、D4及D5的负极相连，D3正极与D1正极及IC213脚相连，D4的正极与IC212脚相连，D5的正极与按键S2一端相连，S2另一端与R26一端相连，IC3的6脚，PB/-BZ与蜂鸣器BUZ一端相连，BUZ另一端与电阻R23一端相连，R23另一端与IC37脚PBO/BZ相连，IC39脚PCO-INT与电阻R25一端及C15的一端相连，IC310脚PC1-TMR，与电阻R29一端相连，IC3 11脚RZSET与电容C18、电阻R18一端相连，C18另一端接+VCC2，R18另一端与R17、C17一端相连，R17另一端接+VCC2，C17另一端接地，IC3的13脚OSC1与14脚OSC2分别与晶振XT1的两端连相接，IC3的15脚PA7与D1负极，C19正极，R22一端、D2负极相连，D1正极与D3正极及IC213脚相连，C19、R22另一端接地，D2正极与按键S1一端相连，S1另一端与R26一端相连，IC3的16脚PA6与R19一端及IC4的3脚DI、IC44脚DO相连，IC3的17脚PA5与IC42脚SK及电阻R20一端相连，IC3 18脚PA4与IC41脚CS及电阻R21的一端相连，R19、R20、R21另一端与+5V电源相连。
场效管灯电流控制电路(1)由驱动倒相管Q4、Q5、控制管Q3、整流二极管D10、D11、D12、D13、D14，偏置电阻R27、R28、R29、R30、R31组成，场效应管Q5的栅极与电阻R29一端相连，R29另一端与单片机IC3 10脚相连，Q5源极接地，Q5的漏极与电阻R31一端相连，R31另一端与三极管Q4的基极及电阻R28一端相连，R28一端接电源+VCC1，Q4发射极与电阻R27一端相连，R27另一端与+VCC1相连，Q4的集电极与控制场效应管Q3，栅极及R30的一端相连，R30的另一端接地，Q3的漏极与D11、D13、D14的负极相连，Q3的源极接地，D14正极接地，二极管D10、D12正极相连后接地，二极管D10负极与D11正极相连，经保险管接市电火线，二极管D12负极与D13正极与负载连接。
过零检测电路(2)由限流电阻R32，整流二极管D6、D7、D8、D9、电阻R25、R33、电容C15组成，二极管D8负极、D9正极与市电火线相连，二极管D6负极、D7正极，与电阻R32一端连接，R32另一端与市电零线相连，D6、D8的正极与光电耦合器，IC52脚相连，D7、D9的负极与光电耦合器IC5的一脚相连。IC5的4脚与+VCC1相连，IC53脚与电阻R33、R35的一端相连，R32另一端接地，R25另一端与单片机IC3的9脚相连，C15的一端与IC39脚相连，C15的另一端接地。
315MHz遥控射频接收电路(5)由三极管Q1、Q2、运放IC1及外围元件构成，其中三极管Q1，电阻R1、R2、R3，电容C1、C2、电感L1完成高频放大；三极管Q2，电阻R4、R5、R7，电容C4、C6、C7、C8，电感L0、L2组成变频电路；运放IC1及外围元器件组成放大电路，放大变频后的原碥码信号，增益约50dB，放大后的信号由IC1的1脚输出。
遥控解码电路由解码集成电路(4)IC2和电阻R12组成，IC2的1-8脚为编码脚，与SW2-SW9的动端连接，SW2-SW9的两个定端分别接+5V电源与地，IC2的9脚接地，IC210、11脚为空脚，IC2的12、13脚分别与D4、D3的正极相连，IC2的14脚与IC1的1脚相连，IC2的15、16脚与电阻R12的两端分别相连，IC2的18脚与+VCC2相连。
315MHz射频遥控发射电路(9)由编码集成电路IC7三极管Q7、Q8电阻R34、R35、R36、R37、电容C26三端陶瓷、滤波器BX，电感L、按键K1、K2组成，其中，IC7、9脚为VSS接地脚，18脚为+VCC2电源脚，A0、A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、A11为编码脚，A10、A11分别与按键，K1、K2连接，K1、K2另一端相连后与电阻R36相连，R36另一端与LED负极相连，LED正极与+12V+VCC1相连，IC2的X.Y脚分别与振荡电阻R34的两脚相连，IC217脚DO端与电阻R35相连后接于三端陶瓷滤波器1脚，三极管Q7基极与电阻R37一端及BXZ脚相接，集电极与BX3脚，R37一端，及C26一端相连，电感L一端与C26相连，另一端与+12V+VCC1相连。
电源电路(7)由变压器T1，桥式整流电路，IC6、三端稳压器Q6，滤波电容，C23、C24、C25构成，其中变压器初级经保险管与220V市电相连，变压次级与桥堆IC6的两输入端相连，IC6的+VCC输出端与C23正极及Q678L05 3脚输入端相连接，C23负极接地，Q62脚接地，Q61脚、+VCC1输出端与C24、C25的正极相连，C24、C25的负极接地，+VCC1输出端同时与各电路的供电端相连。
本发明的有益效果是通过渐亮、渐暗方式，避免在开关灯时亮度突变对视觉的强烈冲击，延长灯具使用寿命，可通过手动或遥控调光，负载灯具可以是白炽灯等阻性光源，也可以是节能灯，电子镇流日光灯类的容性光源，而且操作简单接线与普通的电子开关相同。
下面结合
实施例；附图1为本发明实施例方框图附图2为本发明实施例的电路原理图附图3为本发明实施例的遥控器原理图在图1中，单片机控制脉冲发生电路(3)与负载灯电流控制电路(1)连接，同时接受过零检测电路(2)的正弦交流电的过零比较信号，对负载灯具的控制指令可由面板功能按键，S1、S2、S3、产生，也可由遥控器编码，调制后经天线发射，315MHz射频接收电路(5)，接收、放大、变频、放大、集成解码电路(4)解码产生，负载灯具电流受控于灯电流控制电路(1)，通过本机功能按键及遥控器操作，可对负载进行亮暗、渐亮、渐暗，调光控制。
在图2所示实施例中，单片机控制脉冲性电路，IC310脚控制脉冲输出脚经电阻R29与驱动管Q5栅极连接，Q5漏极经R31与驱动管Q4为PNP型三极管，其集电极与控制管Q3栅极相连，IC310脚输出幅值为5V的方波控制脉冲，经Q5、Q4、二次倒相后，Q4集电极产生幅值90％VCC1方波控制脉冲，以达到使控制管Q3截止或饱和从而影响负载灯电流的目的，同时，为了保证控制脉冲在整个周期中相位的准确性，电路应向IC39脚，注入市电过零信号。
在控制电路中，D10、D11、D12、D13构成的整流桥，其交流输出端分别与市电火线及负载灯相连，直流输出端跨接于控制管Q3漏极与地之间，二极管D14负极与D10、D11、D12、D13构成整流桥的输出正端相连，D14的正极与地相连，在电路中负载灯，控制管及整流桥串联关系的，这种接法是使流过负载灯的为交流电流，而流过控制管的是直流电流。
另外在图2所示实施例中，IC3构成的控制脉冲发生电路可以产生0-9ms宽度的提制信号，这种宽度是基于系统供电的半个周期，即10ms，晶振接于IC3、13、14脚之间，提供2MHz的时钟频率，存储器、IC41、2、3、4脚分别与IC316、7、15脚相连，以实现记忆调光功能。
按键S1一端经二极管D2与IC315脚相连，S1另一端接到上拉电阻R26的一端，要S1可提供，亮状态按关灯，暗状态轻按开灯，及长按渐亮三种模式按键S2一端经D5与IC35脚相接，另一端与上拉电阻R26一端相连，S2可提供亮状态轻按关灯，暗状态轻按开灯，亮状态长按渐暗三种模式，时间选择开关SW三个位分别与IC3的2、3、4脚及下拉排除的三端相接，开关的刀接于上拉电阻R26，SW1可选择三种从暗到最亮的渐亮时间(即从最亮到暗的时间)，时间分别为5S、10S、15S按键SW3为记忆，清零键，可根据不同负载灯记忆初始控制脉冲宽度，即起始负载灯电压，也可定时清除系统记忆值，改为缺省值，S3轻按为记忆功能，长按为清零功能。
在附图2所示实施例中，上述特征功能实现可通过遥控编码发射与遥控接收解码电路。
在附图3，遥控射频发射电路设K1、K2两按键，K1、K2一端并接后与R36一端相接，K1另一端接，编码集成电路，IC217脚D0端经R35加至三极管Q8基极，对三极管Q7，三端陶瓷滤波器，BX、R37、C26、电感L振荡产生的315MHz射频信号进行调制后，经L发射。
在附图2实施例中，315MHz遥控接收电流由三极管Q1电阻R1、R2、R3电容L1、L2，电感L1，构成的高频放大器，三极管Q2、C4、C6、C7、C8、L0、L2，电阻R4、R5、R7，构成的变频电路，运算放大器，IC1电阻，R6、R8、R9、R10、R11、R13、R14、R15、R16，电容C11、C12、C13构成的放大，二极放大电路，所构成，其中，C3、C9、C10、C14为电源退耦电容，解码电路由IC2，电阻R12编码开关，SW2~SW9组成，控制电信号由IC212、13、脚经二极管D1、D4送至IC3的15、5脚，实现控制过程。
在实施例中，系统工作电源是通过，变压器T1、整流桥IC6、电容C23、C24，三端稳压器78L05得到的，T1初级与经保险管市电相连，次级与整流输入端相连，整流桥正输出端经滤波产生+18V的+VCC1电源，经78L05稳压后，产生+5V的VCC2系统主供电电压。
权利要求
1.一种渐亮渐暗数码遥控调光电子开关，其特征在于设有场效应管灯电流控制电路(1)，过零检测电路(2)，与灯电流控制电路相连接的有带记忆功能的单片机控制脉冲发生电路(3)，与单片机控制脉冲发生电路相连接的有遥控集成解码电路(4)，与解码电路连接的有315MHZ超再生射频信号接收电路(5)，315MHZ射频遥控信号发射电路(9)，与各电路相连的还有由降压、桥式整流、滤波、稳压构成的电源电路(7)。
2.据权利1要求所述的电子开关，其特征在于所述的场效管灯电流控制电路(1)由驱动倒相管Q4、Q5、控制管Q3、整流二极管D10、D11、D12、D13、D14，偏置电阻R27、R28、R29、R30、R31组成，场效应管Q5的栅极与电阻R29一端相连，R29另一端与单片机IC310脚相连，Q5源极接地，Q5的漏极与电阻R31一端相连，R31另一端与三极管Q4的基极及电阻R28一端相连，R28一端接电源+VCC1，Q4发射极与电阻R27一端相连，R27另一端与+VCC1相连，Q4的集电极与控制场效应管Q3，栅极及R30的一端相连，R30的另一端接地，Q3的漏极与D11、D13、D14的负极相连，Q3的源极接地，D14正极接地，二极管D10、D12正极相连后接地，二极管D10负极与D11正极相连，经保险管接市电火线，二极管D12负极与D13正极与负载连接。
3.根据权利要求1所述的电子开关，其特征在于单片机控制脉冲发生电路(3)有单片机IC3，及存储器IC4，其中IC38脚为VSS端与地相连，12脚为VDD端，与+5V电源相连接，单片机IC31脚接按键S3的一端，S3另一端与电阻R26一端相连接，R26另一端与电源+VDD相连，IC1的1脚与下拉电阻R25一端相连，R25另一端接地。IC32脚PA2、3脚PA1、4脚PA0分别与排阻RP1的4、3、2脚及拨档开关的三个定端相连，排阻RP1的另一公共端接地，拨档开关的动端与R26的一端相连，IC3的5脚RP1与一排阻1端相连，同时与D3、D4及D5的负极相连，D3正极与D1正极及IC213脚相连，D4的正极与IC212脚相连，D5的正极与按键S2一端相连，S2另一端与R26一端相连，IC3的6脚，PB/-BZ与蜂鸣器BUZ一端相连，BUZ另一端与电阻R23一端相连，R23另一端与IC37脚PBO/BZ相连，IC39脚PCO-INT与电阻R25一端及C15的一端相连，IC310脚PC1-TMR，与电阻R29一端相连，IC311脚RZSET与电容C18、电阻R18一端相连，C18另一端接+VDD，R18另一端与R17、C17一端相连，R17另一端接+VDD，C17另一端接地，IC3的13脚OSC1与14脚OSC2分别与晶振XT1的两端连相接，IC3的15脚PA7与D1负极，C19正极，R22一端、D2负极相连，D1正极与D3正极及IC213脚相连，C19、R22另一端接地，D2正极与按键S1一端相连，S1另一端与R26一端相连，IC3的16脚PA6与R19一端及IC4的3脚DI、IC44脚DO相连，IC3的17脚PA5与IC42脚SK及电阻R20一端相连，IC318脚PA4与IC41脚CS及电阻R21的一端相连，R19、R20、R21另一端与+5V电源相连。
4.根据权利要求所述的电子开关，其特征在于所述的过零检测电路(2)由限流电阻R32，整流二极管D6、D7、D8、D9、电阻R25、R33、电容C15组成，二极管D8负极、D9正极与市电火线相连，二极管D6负极、D7正极，与电阻R32一端连接，R32另一端与市电零线相连，D6、D8的正极与光电耦合器，IC52脚相连，D7、D9的负极与光电耦合器IC5的一脚相连。IC5的4脚与+VCC1相连，IC53脚与电阻R33、R35的一端相连，R32另一端接地，R25另一端与单片机IC3的9脚相连，C15的一端与IC39脚相连，C15的另一端接地。
全文摘要
一种开灯渐亮、关灯渐暗，适用于节能灯调光数码遥控电子开关，它是利用单片机产生宽度可调的方波脉冲，去控制由场效应管灯电流控制电路，改变控制管的导通来达到通断调光目的，同时提供面板手动与遥控两种操作方式。电路由单片机控制脉冲发生电路，灯电流控制电路，过零检测电路，遥控发射电路，315MHz超再生接收变频放大电路，遥控解码电路及电源电路构成。本发明提供对白炽灯、节能灯、电子镇流日光灯开关控制、调光控制并且通过渐亮、渐暗模式克服了传统机械开关及一般电子开关开关灯时环境亮度突变对视觉的强烈冲击，同时这种软启动功能也大大延长了灯具的使用寿命。
文档编号H05B41/36GK1705421SQ20041002738
公开日2005年12月7日 申请日期2004年6月1日 优先权日2004年6月1日
发明者林陈锋, 胡生华, 付景灿 申请人:深圳市日锋电子有限公司