一种照明设备及其控制电路的制作方法

本发明涉及照明技术领域，尤其涉及一种照明设备及其控制电路。

背景技术：

照明是生活中必不可少的组成部分。电力照明经过长时间的发展，从最原始的弧光灯到白炽灯、日光灯、荧光灯以及led灯等等，技术越来越成熟。

现有技术中，照明设备在电源开关瞬间由于冲击电流非常大造成器件损耗，还有在调光时由于电压不稳定会造成灯光闪烁，影响使用寿命。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种照明设备及其控制电路，旨在解决现有技术中照明设备在电源开关瞬间由于冲击电流非常大造成器件损耗，还有在调光时由于电压不稳定会造成灯光闪烁，影响使用寿命的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种照明设备的控制电路，连接在灯具和电源之间，照明设备的控制电路包括电压转换模块、降压模块、继电开关模块、电压调节模块、计量模块、控制模块、存储模块和通信模块。

电压转换模块分别连接电源、降压模块、继电开关模块和电压调节模块；降压模块分别连接控制模块和计量模块；继电开关模块分别连接电源、灯具和控制模块；电压调节模块分别连接控制模块和灯具；计量模块分别连接电源和控制模块；控制模块还分别连接存储模块和通信模块。

电源输出交流电；电压转换模块接收交流电经过交流-直流转换后输出第一直流电，分别给继电开关模块和电压调节模块供电；降压模块接收第一直流电进行降压处理后输出第二直流电，分别给控制模块和计量模块供电；继电开关模块在控制模块的控制下导通或断开电源和灯具之间的连接；电压调节模块在控制模块的控制下输出不同电压的驱动信号给灯具，以调节灯具的亮度；计量模块采集电源的电压参数和电流参数发送给控制模块；存储模块用于存储控制模块中的数据；通信模块在控制模块的控制下与外部通信装置进行无线通信。

在一个实施例中，电压转换模块包括保护单元、整流单元和开关电源单元。

保护单元的第一输入端接电源的火线端，保护单元的第二输入端接电源的零线端，保护单元的第一输出端和第二输出端分别与整流单元的第一输入端和第二输入端一一对应连接，整流单元的第一输出端和第二输出端分别与开关电源单元的第一输入端和第二输入端一一对应连接，开关电源单元的输出端为电压转换模块的输出端。

在一个实施例中，降压模块包括降压转换器。

在一个实施例中，继电开关模块包括继电器单元和开关控制单元。

继电器单元的输入端接电源，继电器单元的输出端接灯具，继电器单元的第一受控端和第二受控端分别与开关控制单元的第一输出端和第二输出端一一对应连接，开关控制单元的第一输入端接控制模块，开关控制单元的第二输入端接电压转换模块的输出端。

在一个实施例中，电压调节模块包括运算放大器。

在一个实施例中，计量模块包括电压采集单元、电流采集单元和计量单元。

电压采集单元的输入端接电源，电压采集单元的输出端接计量单元，电流采集单元的输出端接计量单元，计量单元的数据通信端接控制模块的计量数据端。

在一个实施例中，控制模块包括arm处理器。

在一个实施例中，存储模块包括可编程存储器。

在一个实施例中，通信模块包括射频通信接口。

本发明实施例的第二方面提供了一种照明设备，包括灯具，还包括与灯具连接的如上所述的照明设备的控制电路。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过继电开关模块在控制模块的控制下导通或断开电源和灯具之间的连接，继电开关模块可以为灯具在开关瞬间提供稳定的电压。电压调节模块在控制模块的控制下输出不同电压的驱动信号给灯具，可以稳定调节灯具的亮度，避免了灯光闪烁的情况。计量模块用于计量本装置和灯具的用电量。用电量还可以保存在存储模块中，或者通过通信模块发送给外部通信装置，以便用户查看。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一个实施例提供的照明设备及其控制电路的结构示意图；

图2为本发明的一个实施例提供的图1中电压转换模块的电路结构示意图；

图3为本发明的一个实施例提供的图1中降压模块的电路结构示意图；

图4为本发明的一个实施例提供的图1中继电开关模块的电路结构示意图；

图5为本发明的一个实施例提供的图1中电压调节模块的电路结构示意图；

图6为本发明的一个实施例提供的图1中计量模块的电路结构示意图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述：

图1示出了本发明一实施例所提供的一种照明设备的控制电路100的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，本发明实施例所提供的一种照明设备的控制电路100，连接在灯具300和电源200之间，照明设备的控制电路100包括电压转换模块110、降压模块120、继电开关模块130、电压调节模块140、计量模块150、控制模块160、存储模块170和通信模块180。

电压转换模块110分别连接电源200、降压模块120、继电开关模块130和电压调节模块140；降压模块120分别连接控制模块160和计量模块150；继电开关模块130分别连接电源200、灯具300和控制模块160；电压调节模块140分别连接控制模块160和灯具300；计量模块150分别连接电源200和控制模块160；控制模块160还分别连接存储模块170和通信模块180。

电源200输出交流电；电压转换模块110接收交流电经过交流-直流转换后输出第一直流电+15v，分别给继电开关模块130和电压调节模块140供电；降压模块120接收第一直流电+15v进行降压处理后输出第二直流电+3.3v，分别给控制模块160和计量模块150供电；继电开关模块130在控制模块160的控制下导通或断开电源200和灯具300之间的连接；电压调节模块140在控制模块160的控制下输出不同电压的驱动信号v_cl给灯具300，以调节灯具300的亮度；计量模块150采集电源200的电压参数和电流参数发送给控制模块160；存储模块170用于存储控制模块160中的数据；通信模块180在控制模块160的控制下与外部通信装置进行无线通信。

本实施例中，交流电一般为220v的市电，第一直流电+15v的电压为+15v，第二直流电+3.3v的电压为+3.3v，驱动信号v_cl为电压区间在0-10v之间的可调信号。继电开关模块130在控制模块160的控制下导通或断开电源200和灯具300之间的连接，继电开关模块130可以为灯具在开关瞬间提供稳定的电压。电压调节模块140在控制模块160的控制下输出不同电压的驱动信号v_cl给灯具300，可以稳定调节灯具300的亮度，避免了灯光闪烁的情况。计量模块150用于计量本装置和灯具的用电量。用电量还可以保存在存储模块170中，或者通过通信模块180发送给外部通信装置，以便用户查看。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，图1中的电压转换模块110包括保护单元111、整流单元112和开关电源单元113。

保护单元111的第一输入端接电源200的火线端ua，保护单元111的第二输入端接电源200的零线端un，保护单元111的第一输出端和第二输出端分别与整流单元112的第一输入端和第二输入端一一对应连接，整流单元112的第一输出端和第二输出端分别与开关电源单元113的第一输入端和第二输入端一一对应连接，开关电源单元113的输出端为电压转换模块110的输出端。

本实施例中，电源200的火线端ua和零线端un之间输出交流电，电压转换模块110将交流电转换为第一直流电+15v。

在一个实施例中，参见图2，保护单元111包括电阻r2、压敏电阻rv1和热敏电阻ptc1。

电阻r2的第一端为保护单元111的第一输入端，电阻r2的第二端与压敏电阻rv1的第一端共接形成保护单元111的第一输出端，压敏电阻rv1的第二端与热敏电阻ptc1的第一端共接形成保护单元111的第二输入端，热敏电阻ptc1的第二端为保护单元111的第二输出端。

本实施例中，保护单元111起到过压和过流保护作用，当其输入端的交流电过压或者过流时，保护单元111断开。压敏电阻rv1两端的电压过大时(例如大于800v)，其发生短路。热敏电阻ptc1的作用相当于保险丝，电流过大时发热，过热熔断。

在一个实施例中，参见图2，整流单元112包括整流桥d2、电感l2、电感l3、电阻r11、电阻r12、电解电容c12和电解电容c15。

整流桥d2的第一输入端为整流单元112的第一输入端，整流桥d2的第二输入端为整流单元112的第二输入端，整流桥d2的正向输出端与电感l2的第一端、电阻r11的第一端和电解电容c12的正极共接，电感l2的第二端、电阻r11的第二端和电解电容c15的正极共接形成整流单元112的第一输出端，整流桥d2的反向输出端与电感l3的第一端、电阻r12的第一端和电解电容c12的负极共接于地，电感l3的第二端、电阻r12的第二端和电解电容c15的负极共接形成整流单元112的第二输出端。

在具体应用中，整流桥d2的型号为md7s。

在一个实施例中，参见图2，开关电源单元113包括开关电源芯片u4、变压器t1、电阻r21、电阻r22、电阻r23、电阻r24、电阻r38、电阻r28、电阻r39、电阻r27、电阻r29、电阻r31、电阻r36、电容c22、电容c28、电容c24、电容c36、电容c39、电容c23、电解电容c33、电解电容c19、第三二极管d3、第四二极管d4、第六二极管d6。

电阻r21的第一端、电阻r23的第一端、电阻r24的第一端与变压器t1的第一脚共接形成开关电源单元113的第一输入端，电阻r21的第二端接电阻r22的第一端，电阻r22的第二端、第三二极管的阴极、电解电容c19的正极和开关电源芯片u4的第一脚共接，电阻r23的第二端与电容c22的第一端和第四二极管d4的阴极共接，电阻r24的第二端接电容c22的第二端，第四二极管d4的阳极和变压器t1的第二脚与开关电源芯片u4第五脚和第六脚共接，变压器t1的第七脚与电阻r38的第一端和第六二极管d6的阳极共接，电阻r38的第二端接电容c28的第一端，电容c28的第二端与第六二极管d6的阴极、电解电容c33的正极、电容c36的第一端和电容c39的第一端共接形成开关电源单元113的输出端，变压器t1的第六脚与电容c24的第一端、电解电容c33的负极、电容c36的第二端和电容c39的第二端共接于地，变压器t1的第四脚与电容c24的第二端共接于地，变压器t1的第五脚与电阻r28的第一端和电阻r39的第一端共接，电阻r28的第二端接第三二极管d3的阳极，开关电源芯片u4的第二脚接电容c23的第一端，电容c23的第二端与电解电容c19的负极共接于地，开关电源芯片u4的第三脚与电阻r39的第二端、电阻r31的第一端和电阻r36的第一端共接，开关电源芯片u4的第四脚与电阻r27的第一端和电阻r29的第一端共接，电阻r27的第二端与电阻r29的第二端、电阻r31的第二端和电阻r36的第二端共接形成开关电源单元113第二输入端。

在具体应用中，开关电源芯片u4的型号为sp5713f。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，图1中的降压模块120包括降压转换器u2。

在一个实施例中，参见图3，降压模块120包括降压转换器u2、电阻r49、电阻r50、电阻r51、电阻r53、电容c43、电容c37、电容c41、电容c34、电容c27、电容c31、电感l4和第八稳压管d8。

降压转换器u2的第一脚接电阻r50的第一端，电阻r50的第二端接电容c43的第一端，降压转换器u2的第二脚与电阻r51的第一端共接于地，降压转换器u2的第三脚与电阻r51的第二端和电阻r53的第一端共接，降压转换器u2的第四脚接电阻r49的第一端，降压转换器u2的第五脚与电阻r49的第二端、电容c37的第一端和电容c41的第一端共接形成降压模块120的输入端，降压转换器u2的第六脚与电容c43的第二端、第八稳压管d8的阳极和电感l4的第一端共接，电感l4的第二端与电容c34的第一端、电容c27的第一端、电容c31的第一端和电阻r53的第二端共接形成降压模块120的输出端，电容c37的第二端与电容c41的第二端、电容c34的第二端、电容c27的第二端和电容c31的第二端共接于地。

在具体应用中，降压转换器u2的型号为mp2359。

本实施例中，降压模块120的输入端接入第一直流电+15v，将第一直流电+15v转换为第二直流电+3.3v后，其输出端输出第二直流电+3.3v。

如图4所示，在本发明的一个实施例中，图1中的继电开关模块130包括继电器单元131和开关控制单元132。

继电器单元131的输入端接电源200，继电器单元132的输出端接灯具300，继电器单元131的第一受控端和第二受控端分别与开关控制单元132的第一输出端和第二输出端一一对应连接，开关控制单元132的第一输入端接控制模块160，开关控制单元132的第二输入端接电压转换模块110的输出端。

本实施例中，继电器单元131的输入端接电源200的火线端ua，继电器单元132的输出端接灯具300的电源端l-out，开关控制单元132的第一输入端接入控制模块160输出的开关控制信号r_ctl，开关控制单元132的第二输入端接入电压转换模块110输出的第一直流电+15v。

在一个实施例中，参见图4，继电器单元131包括继电器j1。

在具体应用中，继电器j1的型号为rz03-1c3-d。

在一个实施例中，参见图4，开关控制单元132包括第一二极管d1、第一三极管q1、电阻r3、电阻r5和电阻r6。

电阻r6的第一端为开关控制单元132的第一输入端，电阻r6的第二端与电阻r5的第一端和第一三极管q1的基极共接，电阻r5的第二端和第一三极管q1的发射极共接于地，电阻r3的第一端为开关控制单元132的第二输入端，第一三极管q1的集电极与第一二极管d1的阳极共接形成开关控制单元132的第一输出端，第一二极管d1的阴极与电阻r3的第二端共接形成开关控制单元132的第二输出端。

如图5所示，在本发明的一个实施例中，图1中的电压调节模块140包括运算放大器u5。

在一个实施例中，参见图5，电压调节模块140包括运算放大器u5、电阻r61、电阻r62、电阻r63、电阻r64、电阻r65、电阻r66、电阻r67、电阻r68、电阻r69、电阻r70、电阻r71、电容c26、电容c30、第七二极管d7、第二三极管q2和第三三极管q3。

电阻r61的第一端与电阻r62的第一端共接控制模块160，电阻r61的第二端与电阻r63的第一端、第七二极管d7的阴极和第二三极管q2的集电极共接形成电压调节模块140的输出端，电阻r62的第二端接电阻r63的第二端，第二三极管q2的发射极与电阻r65的第一端共接于地，第二三极管q2的基极与电阻r65的第二端和电阻r64的第一端共接，电阻r64的第二端接第二直流电+3.3v，运算放大器u5的第一脚与第七二极管d7的阳极和电阻r66的第一端共接于地，运算放大器u5的第二脚与电阻r66的第二端、电阻r67的第一端和电阻r68的第一端共接，运算放大器u5的第三脚与电阻r70的第一端和电容c30的第一端共接，电阻r70的第一端与电阻r69的第一端和电容c26的第一端共接，电容c30的第二端与电容c26的第二端和第三三极管q3的集电极共接，第三三极管q3的基极接电阻r71的第一端，第三三极管q3的发射极接地，电阻r67的第二端、电阻r68的第二端、电阻r69的第二端和电阻r71的第二端分别接控制模块160，运算放大器u5的第四脚接地，运算放大器u5的第五脚接第二直流电+15v。

在具体应用中，运算放大器u5的型号为lm2904。

本实施例中，电压调节模块140的输出端输出驱动信号v_cl给灯具300，用来调节灯具300的亮度。

如图6所示，在本发明的一个实施例中，图1中的计量模块150包括电压采集单元151、电流采集单元152和计量单元153。

电压采集单元151的输入端接电源200，电压采集单元151的输出端接计量单元153，电流采集单元152的输出端接计量单元153，计量单元153的数据通信端接控制模块160的计量数据端。

在一个实施例中，参见图6，电压采集单元151包括电压互感器pt1、电阻r13、电阻r15和电容c14。

电压互感器pt1的输入端为电压采集单元151的输入端，其中，电压互感器pt1的第一输入端接电源200的火线端ua，电压互感器pt1的第二输入端接电源200的零线端un，电压互感器pt1的第一输出端与电阻r13的第一端和电容c14的第一端共接于地，电压互感器pt1的第二输出端与电阻r13的第二端和电阻r15的第一端共接，电阻r15的第二端与电容c14的第二端共接形成电压采集单元151的输出端。

在具体应用中，电压互感器pt1的型号为cy-hpt-001。

在一个实施例中，参见图6，电流采集单元152包括电流互感器ct1、电阻r17、电阻r18、电阻r19、电阻r20、电容c16和电容c17。

电流互感器ct1的第一输出端与电阻r17的第一端和电阻r19的第一端共接，电阻r19的第二端与电容c16的第一端共接形成电流采集单元152的第一输出端，电流互感器ct1的第二输出端与电阻r18的第一端和电阻r20的第一端共接，电阻r20的第二端与电容c17的第一端共接形成电流采集单元152的第二输出端，电阻r17的第二端、电容c16的第二端、电阻r18的第二端与电容c17的第二端共接于地。

在一个实施例中，计量单元153包括计量芯片。

在具体应用中，计量芯片的型号为att7053au。

在一个实施例中，控制模块160包括arm处理器。

在具体应用中，arm处理器的型号为stm32f070c6。

在一个实施例中，存储模块170包括可编程存储器。

在具体应用中，可编程存储器的型号为at24c16bn-sh。

在一个实施例中，通信模块180包括射频通信接口。

在具体应用中，射频通信接口的型号为mhdr1x16。

在本发明的一个实施例中还提供了一种照明设备，包括灯具300，还包括与灯具300连接的如上所述的照明设备的控制电路100。

本发明实施例提供的照明设备的控制电路100的工作参数如下表所示。

需要说明的是，本发明说明书和附图中标号相同的端口或引脚即为连通。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。