一种电量和调光控制二合一电路的制作方法

本实用新型涉及电子电路领域，尤其涉及一种电量和调光控制二合一电路。

背景技术：

随着科技的发展，电量测量及调光控制的运用越来越广泛，但目前的产品，电量及调光控制模块的供电及接口部分基本上都没有做隔离处理。如对电源的ac交流部分电进行电压及电流测量，同时对电源次级进行调光控制时，有绝缘系统被破坏的安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种电量和调光控制二合一电路，该电量和调光控制二合一电路包括调光电量模块，所述调光电量模块包括第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、电量模块、第一光耦、第二光耦，所述第一光耦包括第一发光器、第一受光器，所述第二光耦包括第二发光器、第二受光器；所述电量模块的pwm端与所述第十电阻一端相连，所述第十电阻另一端与所述第一发光器一端相连；所述电量模块的det-in端与所述第二受光器一端相连；所述电量模块的gnd端分别与第二受光器另一端、次级地agnd、所述第一发光器另一端相连；所述第二受光器另一端与所述第一发光器另一端相连，且所述第二受光器另一端、所述第一发光器另一端分别与次级地agnd相连；所述电量模块的vdd端与vmcu相连；所述电量模块的vin+端分别与所述第十三电阻一端、所述第十四电阻一端相连，所述第十三电阻另一端与a相连，a是要测量的电压的一个端子；所述电量模块的vin-端、所述电量模块iin-端分别与所述第十二电阻一端相连，所述第十二电阻另一端分别与所述第十四电阻另一端、所述第十五电阻另一端、b_in端相连；所述第十四电阻另一端分别与所述第十二电阻另一端、所述第十五电阻另一端、b_in端相连；所述第十五电阻另一端分别与所述第十四电阻另一端、所述第十二电阻另一端、b_in端相连；所述电量模块的iin+端分别与所述第十五电阻一端、b_load端相连；所述第一受光器一端与dim_pwm+端相连，所述第一受光器另一端与dim_pwm-端相连；所述第二发光器一端与所述第十一电阻一端相连，所述第二发光器另一端与det_in-相连；所述第十一电阻另一端与det_in+相连。

作为本实用新型的进一步改进，该电量和调光控制二合一电路包括绝缘隔离电源转换模块，所述调光电量模块与所述绝缘隔离电源转换模块相连；

所述绝缘隔离电源转换模块包括第一电容、电源ic、隔离及能量转换变压器、二极管、第二电容、第三电阻、第四电阻、光耦，所述光耦包括发光器、受光器；

所述电源ic的gnd端连接初级地gnd；

所述电源ic的sw端与所述隔离及能量转换变压器相连；所述电源ic的vin端分别与所述受光器一端、所述隔离及能量转换变压器、vin端、所述第一电容一端相连；

所述第一电容一端分别与所述vin端、所述隔离及能量转换变压器、所述受光器一端、所述电源ic的vin端相连，所述第一电容另一端接地；

所述电源ic的fb端与所述受光器另一端相连；

所述隔离及能量转换变压器与次级地agnd相连；

所述二极管一端与所述隔离及能量转换变压器相连，所述二极管另一端分别与所述第二电容一端、vout端、所述第三电阻一端相连；

所述第二电容一端分别与所述二极管另一端、vout端、所述第三电阻一端相连，所述第二电容另一端与次级地agnd相连；

所述第三电阻一端分别与所述二极管另一端、所述第二电容一端、vout端相连，所述第三电阻另一端与所述第四电阻一端相连；

所述第四电阻另一端与次级地agnd相连；

所述发光器一端连接在所述第三电阻和所述第四电阻之间，所述发光器另一端分别与所述第四电阻另一端及次级地agnd相连；或者，所述发光器一端分别与所述第三电阻一端、vout端、所述第二电容一端、所述二极管另一端相连，所述发光器另一端连接在所述第三电阻和所述第四电阻之间。

作为本实用新型的进一步改进，所述绝缘隔离电源转换模块包括第二三极管，所述第二三极管的基极连接于所述第三电阻和所述第四电阻之间，所述第二三极管的发射极分别与所述第二电容一端、所述二极管另一端、vout端、所述第三电阻一端相连，所述第二三极管的集电极与所述发光器一端相连，所述发光器另一端分别与所述第四电阻另一端、次级地agnd相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述绝缘隔离电源转换模块包括电压基准源ic，所述电压基准源ic第1脚分别与次级地agnd、所述第四电阻另一端相连，所述电压基准源ic的第3脚连接在所述第三电阻和所述第四电阻之间，所述电压基准源ic的第2脚与所述发光器另一端相连，所述发光器一端分别与所述第三电阻一端、vout端、所述第二电容一端、所述二极管另一端相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述绝缘隔离电源转换模块还包括第七电阻，所述第七电阻一端与所述发光器另一端相连，所述第七电阻另一端与所述电压基准源ic的第2脚相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述绝缘隔离电源转换模块包括第七电阻，所述第七电阻一端与所述发光器另一端相连，所述第七电阻另一端分别与所述第四电阻另一端、次级地agnd相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述绝缘隔离电源转换模块包括第二三极管、电压基准源ic、第八电阻、第七电阻，所述电压基准源ic的第2脚与所述第八电阻一端相连；所述第二三极管的基极与所述第八电阻另一端相连，所述第二三极管的发射极分别与所述第二电容一端、所述二极管另一端、vout端、所述第三电阻一端相连，所述第二三极管的集电极与所述发光器一端相连，所述发光器另一端与所述第七电阻一端相连，所述第七电阻另一端分别与所述第四电阻另一端、所述电压基准源ic的第1脚、次级地agnd相连；所述电压基准源ic第1脚分别次级地agnd、所述第四电阻另一端、第七电阻另一端相连，所述电压基准源ic的第3脚连接在所述第三电阻和所述第四电阻之间。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种电量和调光控制二合一电路，通过对调光电量模块的调光输出、检测输入及电量模块三者之间进行隔离处理，避免了在对不同的绝缘区域的模块分别进行测量、控制时，绝缘系统被破坏的安全隐患，通过采用高度绝缘隔离电源转换模块，及对调光电量模块进行高度绝缘隔离处理，提供了一种高度绝缘隔离的电量和调光控制二合一电路。

附图说明

图1是绝缘隔离电源转换模块的实施例1的第一种实施方式电路图；

图2是绝缘隔离电源转换模块的实施例1的第二种实施方式电路图；

图3是绝缘隔离电源转换模块的实施例2的电路图；

图4是绝缘隔离电源转换模块的实施例3的电路图；

图5是绝缘隔离电源转换模块的实施例4的电路图；

图6是绝缘隔离电源转换模块的实施例5的电路图；

图7是绝缘隔离电源转换模块的实施例6的电路图；

图8是本实用新型的调光电量模块的电路图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种电量和调光控制二合一电路，具体实施方式如下：

如图8所示，该电量和调光控制二合一电路包括调光电量模块，所述调光电量模块包括第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第十五电阻r15、电量模块u4、第一光耦u5、第二光耦u6，所述第一光耦u5包括第一发光器u5-b、第一受光器u5-a，所述第二光耦u6包括第二发光器u6-b、第二受光器u6-a；所述电量模块u4的pwm端与所述第十电阻r10一端相连，所述第十电阻r10另一端与所述第一发光器u5-b一端相连；所述电量模块u4的det-in端与所述第二受光器u6-a一端相连；所述电量模块u4的gnd端分别与第二受光器u6-a另一端、次级地agnd、所述第一发光器u5-b另一端相连；所述第二受光器u6-a另一端与所述第一发光器u5-b另一端相连，且所述第二受光器u6-a另一端、所述第一发光器u5-b另一端分别与次级地agnd相连(接电源模块的次级地agnd)；所述电量模块u4的vdd端与vmcu相连，vmcu相当于电源模块的vout；所述电量模块u4的vin+端分别与所述第十三电阻r13一端、所述第十四电阻r14一端相连，所述第十三电阻r13另一端与a相连；a、b-in接要测量的电压，a、b_load接负载，这样第十五电阻r15就等于串联在负载电路中，用来测试电流。a是要测量的电压的一个端子，相当于万用表的+表笔。所述电量模块u4的vin-端、所述电量模块u4的iin-端分别与所述第十二电阻r12一端相连，所述第十二电阻r12另一端分别与所述第十四电阻r14另一端、所述第十五电阻r15另一端、b_in端相连，b_in是要测量的电压的另一个点，相当于万用表的-表笔；所述第十四电阻r14另一端分别与所述第十二电阻r12另一端、所述第十五电阻r15另一端、b_in端相连；所述第十五电阻r15另一端分别与所述第十四电阻r14另一端、所述第十二电阻r12另一端、b_in端相连；所述电量模块u4的iin+端分别与所述第十五电阻r15一端、b_load端相连，b_load是用在要测试电流的电路中，和a一起接要测试的用电设备的两个输入端，相当于万用表的电流档的表笔；所述第一受光器u5-a一端与dim_pwm+端相连，所述第一受光器u5-a另一端与dim_pwm-端相连；dim_pwm+和dim_pwm-一起接到被调光控制的设备的调光输入端；所述第二发光器u6-b一端与所述第十一电阻r11一端相连，所述第二发光器u6-b另一端与det_in-相连；所述第十一电阻r11另一端与det_in+相连；det_in+和det_in-一起接到其它设备的输输出端；

电量模块u4可以对vin+/vin-的输入信号的电压、相位及iin+/iin-的输入电流进行测量，计算输出负载功率，耗电量等数据，并通过led显示或通过无线、有线输出到相关设备；目前有的运用主要是测量；本实用新型在测量的基础上把电量模块的部分i/o口用做控制输出及其它设备的输出信号的输入检测，把普通的电量模块改变为带检查输入的调光、电量模块，为调光电量一体化及负载的自动恒功率控制创造了条件；调光、电量、输入检测三部分的高度绝缘隔离，消除了在复杂运用中的绝缘系统被破坏的安全隐患，杜绝了运用中的触电风险。例如，系统或负载的电量一般对交流电也就是隔离电源系统的初级进行测量比较准确，电源的调光控制一般是初级和次级都有，其它设备的输出信号是初级和次级都有，如果不对调光、电量、输入检测三部分进行高度绝缘隔离处理，很容易出现原来的负载或系统，因为接入了本设备而出现绝缘系统被破坏，绝缘的变成了非绝缘的。

本实用新型主要内容是通过对调光电量模块的调光输出及检测输入进行隔离处理，避免了绝缘系统被破坏的安全隐患。

该电量和调光控制二合一电路包括绝缘隔离电源转换模块，所述调光电量模块与所述绝缘隔离电源转换模块相连；-

作为绝缘隔离电源转换模块的实施例1：

所述绝缘隔离电源转换模块包括：第一电容c1、电源icu1、隔离及能量转换变压器t1、二极管d1、第二电容c2、第三电阻r5、第四电阻r6、光耦u2，所述光耦u2包括发光器u2-b、受光器u2-a；所述电源icu1的gnd端连接初级地gnd；所述电源icu1的sw端与所述隔离及能量转换变压器t1相连；所述电源icu1的vin端分别与所述受光器u2-a一端、所述隔离及能量转换变压器t1、vin端、所述第一电容c1一端相连；所述第一电容c1一端分别与所述vin端、所述隔离及能量转换变压器t1、受光器u2-a一端、所述电源icu1的vin端相连，所述第一电容c1另一端接地；所述电源icu1的fb端与所述受光器u2-a另一端相连；所述隔离及能量转换变压器t1与次级地agnd相连；所述二极管d1一端与所述隔离及能量转换变压器t1相连，所述二极管d1另一端分别与所述第二电容c2一端、vout端、所述第三电阻r5一端相连；所述第二电容c2一端分别与所述二极管d1另一端、vout端、所述第三电阻r5一端相连，所述第二电容c2另一端与次级地agnd相连；所述第三电阻r5一端分别与所述二极管d1另一端、所述第二电容c2一端、vout端相连，所述第三电阻r5另一端与所述第四电阻r6一端相连；所述第四电阻r6另一端与次级地agnd相连；

在该实施例1中，如图1所示，作为一种实施方式，所述发光器u2-b一端连接在所述第三电阻r5和所述第四电阻r6之间，所述发光器u2-b另一端分别与所述第四电阻r6另一端及次级地agnd相连。

在该实施例1中，如图2所示，作为另一种实施方式，所述发光器u2-b一端分别与所述第三电阻r5一端、vout端、所述第二电容c2一端、所述二极管d1另一端相连，所述发光器u2-b另一端连接在所述第三电阻r5和所述第四电阻r6之间。

作为绝缘隔离电源转换模块的实施例2：

如图3所示，在实施例1的基础上，该电路包括第二三极管q2，所述第二三极管q2的基极连接于所述第三电阻r5和所述第四电阻r6之间，所述第二三极管q2的发射极分别与所述第二电容c2一端、所述二极管d1另一端、vout端、所述第三电阻r5一端相连，所述第二三极管q2的集电极与所述发光器u2-b一端相连，所述发光器u2-b另一端分别与所述第四电阻r6另一端、次级地agnd相连。

作为绝缘隔离电源转换模块的实施例3：

如图4所示，在实施例1的基础上，该电路包括电压基准源icu3，所述电压基准源icu3第1脚分别与次级地agnd、所述第四电阻r6一端相连，所述电压基准源icu3的第3脚连接在所述第三电阻r5和所述第四电阻r6之间，所述电压基准源icu3的第2脚与所述发光器u2-b另一端相连，所述发光器u2-b一端分别与所述第三电阻r5一端、vout端、所述第二电容c2一端、所述二极管d1另一端相连。

如图5所示，作为绝缘隔离电源转换模块的实施例4：

在实施例3的基础上，该电路还包括第七电阻r9，所述第七电阻r9一端与所述发光器u2-b另一端相连，所述第七电阻r9另一端与所述电压基准源icu3的第2脚相连。

如图6所示，作为绝缘隔离电源转换模块的实施例5：

在实施例2的基础上，该电路还包括第七电阻r9，所述第七电阻r9一端与所述发光器u2-b另一端相连，所述第七电阻r9另一端分别与所述第四电阻r6另一端、次级地agnd相连。

如图7所示，作为绝缘隔离电源转换模块的实施例6：

在实施例1的基础上，该电路还包括第二三极管q2、电压基准源icu3、第八电阻r8、第七电阻r9，所述电压基准源icu3的第2脚与所述第八电阻r8一端相连；

所述第二三极管q2的基极与所述第八电阻r8另一端相连，所述第二三极管q2的发射极分别与所述第二电容c2一端、所述二极管d1另一端、vout端、所述第三电阻r5一端相连，所述第二三极管q2的集电极与所述发光器u2-b一端相连，所述发光器u2-b另一端与所述第七电阻r9一端相连，所述第七电阻r9另一端分别与所述第四电阻r6另一端、所述电压基准源icu3的第1脚、次级地agnd相连；

所述电压基准源icu3第1脚分别与次级地agnd、所述第四电阻r6另一端、第七电阻r9另一端相连，所述电压基准源icu3的第3脚连接在所述第三电阻r5和所述第四电阻r6之间。

工作时，输入电压接到vin和初级地gnd，第一电容c1起滤波作用，电源icu1是内部有集成功率mosfet或三极管的电源ic，电路启动控制信号通过第一电阻r1加到电源ic的使能端en；电路工作时，隔离及能量转换变压器t1转换过来的能量通过二极管d1整流后送第二电容c2滤波，然后vout和次级地agnd输出恒压；第三电阻r5和第四电阻r6组成输出电压的分压取样电路，取样到的电压信号送到电压基准源icu3进行比较放大,然后控制第二三极管q2导通，第八电阻r8是限流电阻防止电流过大损毁u3；第七电阻r9起限流作用，防止光耦u2电流过大损毁。光耦u2的受光器u2-a收到光信号后导通，vin通过第二电阻r2加到电源icu1的开关控制反馈脚fb,使u1停止工作或减少输出，达到稳压的目的。第十三电阻r3主要是起到在受光器u2-a截止时，把u1的fb脚接地，防止干扰信号使电源icu1误动作。

本实用新型主要内容是通过采用高度绝缘隔离电源转换模块，及对调光电量模块进行高度绝缘隔离处理，提供了一种高度绝缘隔离的电量和调光控制二合一电路。

绝缘隔离电源转换模块，能量转换采用隔离及能量转换变压器t1，输出部分的电压检测检测信号通过第三光耦u2反馈回电源icu1,保证了输入和输出的完全隔离。工作时，输入电压接到vin和初级地gnd,第一电容c1起滤波作用，电源icu1是内部有集成功率mosfet或三极管的电源ic。电路工作时，隔离及能量转换变压器t1转换过来的能量通过二极管d1整流后送第二电容c2滤波，然后vout和次级地agnd输出恒压。第五电阻r5和第六电阻r6组成输出电压的分压取样电路，取样vout电压信号送到电压基准源icu3进行比较放大，然后控制三极管q2导通，第八电阻r8是限流电阻，防止电流过大损毁电压基准源icu3；如果电压精度要求不高的电路可以不要电压基准源icu3，取样到的电压信号直接送到三极管q2的基极，三极管q2导通后对第三光耦u2的发光器u2-b供电使其对受光器u2-a发出光信号，第九电阻r9起限流作用，防止第三光耦u2电流过大损毁；如果输出电压较高，可以不要三极管q2，第三光耦u2的发光器u2-b和第九电阻r9直接串联在电压基准源icu3的2脚和vout之间，三极管q2可以降低输出电压。第三光耦u2的受光器u2-a收到光信号后导通，vin通过第二电阻r2加到电源icu1的开关控制反馈脚fb,使电源icu1停止工作或减少输出，达到稳压的目的。第三电阻r3主要是起到在第三光耦u2的受光器u2-a截止时，把电源icu1的fb脚接地，防止干扰信号使电源icu1误动作。

电量测量时，a，b之间的电压信号通过第十三电阻r13，第十四电阻r14衰减后，从第十四电阻r14两端取出，送到模块u4的电压比较器vin+和vin-，其中vin-接ic内部基准电压源；第十二电阻r12取值等于第十四电阻r14，起到阻抗匹配作用。r15是电流检测电阻，b_in通过第十五电阻r15后标识为b_load和a同步接到负载。负载工作时消耗的电流通过第十五电阻r15取样，送到模块u4的电流比较器iin+和iin-，其中iin-接ic内部基准电压源。(比如接ac时，a接l，b_in接n，b_load接负载标注为n的点)。

电量模块u4的控制部分的外部检测输入通过第二光耦u6的隔离处理，pwm调光信号的输出通过第一光耦u5隔离处理，有效保证了分接不同的设备或设备的不同绝缘区域时的绝缘性能。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种电量和调光控制二合一电路，通过对调光电量模块的调光输出、检测输入及电量模块三者之间进行隔离处理，避免了在对不同的绝缘区域的模块分别进行测量、控制时，绝缘系统被破坏的安全隐患，通过采用高度绝缘隔离电源转换模块，及对调光电量模块进行高度绝缘隔离处理，提供了一种高度绝缘隔离的电量和调光控制二合一电路。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。