一种调光灯状态检测电路的制作方法

1.本发明属于调光灯的检测技术领域，尤其涉及一种调光灯状态检测电路。


背景技术：

2.目前市面上led调光设备调光方式日趋丰富，如dali调光、dmx调光、0/1-10v调光、电阻调光、pwm调光等皆相继问世。市场上led灯应用中涉及组控制及场景控制需要一定数量的灯进行控制，例如dali调光可分别控制16组灯以及16个场景。
3.存在的技术问题：对于一些楼宇照明控制，如商场超市等场合灯光控制器无法对灯的运行状态进行检测并反馈给主机来实现对灯精准控制，原来调光灯的调光程度最低为1％，现在出现了调光深度为千分之一，以至万分之一的调光深度的电子产品出现，而原有技术无法检测千分之一以下的调光深度，调光检测的精度较低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，提供一种调光灯状态检测电路，以解决上述技术问题。
5.本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
6.一种调光灯状态检测电路，包括：
7.一第一晶体管(q13)，于一led灯的负极(led-)的电压的控制下可控制地连接于一电压输出端(vout)和一接地端(gnd)之间；
8.一第二晶体管(q11)，于第一晶体管(q13)的漏极电压的控制下可控制地连接于一第一参考结点(n1)和所述接地端(gnd)之间；
9.一第三晶体管(q7)，于一第一分压支路的分压结点(n3)的电压的控制下可控制地连接于所述电压输出端(vout)和一第四晶体管(q9)的发射极之间，所述第一分压支路连接于所述led灯的正极(led+)和所述接地端(gnd)之间；
10.所述第四晶体管(q9)，于第一参考结点(n1)的电压控制下可控制地连接于所述第三晶体管(q7)的集电极和一第二分压支路的分压结点(n2)之间，所述第二分压支路连接于所述电压输出端(vout)和所述接地端(gnd)之间，所述第二分压支路的分压结点(n2)作为一检测信号输出端输出一调光状态检测信号。
11.优选地，所述第二分压支路的分压结点(n2)将所述调光状态检测信号输入到一单片机进行信号处理，所述单片机将所述led灯的状态反馈给一主机控制所述led灯。
12.优选地，所述第一晶体管(q13)的漏极和所述电压输出端(vout)之间连接一第一电阻(r18)，所述栅极和所述led灯的正极(led+)之间连接一第一二极管(d6)，所述第一晶体管(q13)的源极连接所述接地端(gnd)，所述第一晶体管(q13)的栅极和所述接地端(gnd)之间连接一第二电容(c11)和一第五电阻(r35)，所述第二电容(c11)和所述第五电阻(r35)并联。
13.优选地，所述第二晶体管(q11)的集电极和所述第一参考结点(n1)之间连接一第三电阻(r25)，所述第二晶体管(q11)的基极连接所述第一晶体管(q13)的漏极，所述第二晶
体管(q11)的发射极连接所述接地端(gnd)，所述第一参考结点(n1)和所述电压输出端(vout)之间连接一第四电阻(r16)，所述第三电阻(r25)和所述第四电阻(r16)串联。
14.优选地，所述第三晶体管(q7)的发射极连接所述电压输出端(vout)，所述第三晶体管(q7)的基极和所述第一分压支路的分压结点(n3)之间连接一第二电阻(r14)，所述第一分压支路的分压结点(n3)和所述接地端(gnd)之间连接一第一电容(c9)，所述第一分压支路的分压结点(n3)和所述led灯的正输入端(led+)之间连接一第七电阻(r36)和一第二二极管(d3)，所述第七电阻(r36)和所述第二二极管(d3)串联，所述第一分压支路的第一分压结点(n3)和所述接地端(gnd)之间连接一第八电阻(r28)，所述第三晶体管(q7)的集电极连接所述第四晶体管(q9)的发射极。
15.优选地，所述第四晶体管(q9)的基极连接所述第一参考结点(n1)，所述第四晶体管(q9)的集电极和所述第二分压支路的分压结点(n2)之间连接一第三电阻(r27)，所述第二分压支路的分压结点(n2)和所述电压输出端(vout)之间连接一第六电阻(r21)，所述第二分压支路的分压结点(n2)和所述接地端(gnd)之间连接一第四电阻(r31)。
16.优选地，还包括一电源调光电路，所述电源调光电路包括：
17.一变压器(t2)，包括所述变压器(t2)的一次绕组和所述变压器(t2)
18.的二次绕组；
19.一电感(l5)，连接于一第五参考结点(n5)和所述变压器(t2)的一次绕组的第一端(1)之间；
20.一第三电容(c18)，连接于所述变压器(t2)的一次绕组的第二端(2)
21.和所述接地端(gnd)之间。
22.优选地，所述电源调光电路还包括：
23.一第三二极管(d7)，连接于所述变压器(t2)的二次绕组的第一端(3)和所述led灯的正极(led+)之间；
24.所述变压器(t2)二次绕组的第二端(4)连接所述接地端(gnd)；
25.一第四二极管(d9)，连接于所述变压器(t2)二次绕组的第三端(5)和所述第三二极管(d7)的负极之间；
26.一第四电容(c19)，连接于所述第四二极管(d9)的负极和所述接地端(gnd)之间。
27.优选地，所述电源调光电路还包括：
28.一第五晶体管(q1)，在第一栅极控制电压(vg1)的作用下可控制地连接于一电源输入端(hv)和所述第五参考结点(n5)之间；
29.一第六晶体管(q4)，在第二栅极控制电压(vg2)的作用下可控制地连接于所述第五参考结点(n5)和所述接地端(gnd)之间；
30.一第七晶体管(q5)，可控制地连接于所述led灯的负极(led-)和所述接地端(gnd)之间。
31.有益效果：通过上述的调光灯状态检测电路从第二分压支路的分压结点将检测信号送至单片机进行信号处理，并将所述led灯的状态反馈给一主机处理，使得系统主机能及时响应并报告led灯的故障状态，实现了调光状态的高精度检测。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显然，以下描述中的附图仅为本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
33.图1为本发明的一种led灯的调光状态检测回路的拓扑结构示意图；
34.图2为本发明的一种led灯的电源调光回路的结构示意图。
35.参考附图标记：q13、第一晶体管；q11、第二晶体管；q7、第三晶体管；q9、第四晶体管；c9、第一电容；c11、第二电容；c18、第三电容；c19、第四电容；d6、第一二极管；d3、第二二极管；d7、第三二极管；d9、第四二极管；r18、第一电阻；r14、第二电阻；r27、第三电阻；r31、第四电阻；n1、第一参考结点；n3、第一分压支路的分压结点；n2、第二分压支路的分压结点；n4、第四参考结点；led+、led灯正极；led-、led灯负极；hv、电压输入端；vout、电压输出端；vg1、第一栅极控制信号端；vg2、第二栅极控制信号端。
具体实施方式
36.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
38.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
39.如图1所示，本发明提供了一种调光灯状态检测电路，包括：
40.一第一晶体管q13，于一led灯的负极led-的信号的控制下可控制地连接于一电压输出端vout和一接地端gnd之间；
41.一第二晶体管q11，于第一晶体管q13的漏极电压的控制下可控制地连接于一第一参考结点n1和接地端gnd之间；
42.一第三晶体管q7，于一第一分压支路的分压结点n3的电压的控制下可控制地连接于电压输出端vout和一第四晶体管q9的发射极之间，第一分压支路连接于led灯的正极led+和接地端gnd之间；
43.第四晶体管q9，于第一参考结点n1的控制下可控制地连接于第三晶体管q7的集电极和一第二分压支路的分压结点n2之间，第二分压支路连接于电压输出端vout和接地端gnd之间，第二分压支路的分压结点n2作为一检测信号输出端输出一调光状态检测信号。通过上述的调光灯状态检测电路实现了对led灯调光状态的精确检测。
44.优选的，第一晶体管q13的漏极和电压输出端vout之间连接一第一电阻r18，栅极和led灯的正极led+之间连接一第一二极管d6，第一晶体管q13的源极连接接地端gnd，第一晶体管q13的栅极和接地端gnd之间连接一第二电容c11和一第五电阻r35，第二电容c11和第五电阻r35并联。
45.优选的，第二晶体管q11的集电极和第一参考结点n1之间连接一第三电阻r25，第
二晶体管q11的基极连接第一晶体管q13的漏极，第二晶体管q11的发射极连接接地端gnd，第一参考结点n1和电压输出端vout之间连接一第四电阻r16，第三电阻r25和第四电阻r16串联。
46.优选的，第三晶体管q7的发射极连接电压输出端vout，第三晶体管q7的基极和第一分压支路的分压结点n3之间连接一第二电阻r14，第一分压支路的分压结点n3和接地端gnd之间连接一第一电容c9，第一分压支路的分压结点n3和led灯的正输入端led+之间连接一第七电阻r36和一第二二极管d3，第七电阻r36和第二二极管d3串联，第一分压支路的第一分压结点n3和接地端gnd之间连接一第八电阻r28，第三晶体管q7的集电极连接第四晶体管q9的发射极。
47.优选的，第四晶体管q9的基极连接第一参考结点n1，第四晶体管q9的集电极和第二分压支路的分压结点n2之间连接一第三电阻r27，第二分压支路的分压结点n2和电压输出端vout之间连接一第六电阻r21，第二分压支路的分压结点n2和接地端gnd之间连接一第四电阻r31。
48.一般地，led灯作为负载和受测试对象，在其运行过程中可能会出现的工作状态包括：满载、调光、开路状态。在某一优选的实施例中，当led灯状态为满载状态时，第一晶体管q13的栅极电压为0，第一晶体管q13截止，第二晶体管q11导通，满载时led灯的正极led+的电压会高于输出电压，第三晶体管q7和第七晶体管q5截止，第二分压支路的分压节点n2上的电压即为第六电阻r21和第四电阻r31的分压。
49.如图2所示，进一步地，上述的调光灯状态检测电路中，还包括一电源调光电路，该电源调光电路包括：
50.一变压器t2，包括变压器t2的一次绕组和变压器t2的二次绕组；一电感l5，连接于一第四参考结点n4和变压器t2的一次绕组的第一端1之间；一第三电容c18，连接于变压器t2的一次绕组的第二端2和接地端gnd之间。
51.优选地，电源调光电路还包括：
52.一第三二极管d7，连接于变压器t2的二次绕组的第一端3和led灯的正极led+之间；变压器t2二次绕组的第二端4连接接地端gnd；
53.一第四二极管d9，连接于变压器t2二次绕组的第三端5和第三二极管d7的负极之间；一第四电容c19，连接于第四二极管d9的负极和接地端gnd之间。
54.优选地，电源调光电路还包括：一第五晶体管q1，在第一栅极控制信号端vg1输入控制信号的作用下可控制地连接于一电源输入端hv和第四参考结点n4之间；一第六晶体管q4，在第二栅极控制信号端vg2输入控制信号的作用下可控制地连接于第四参考结点n4和接地端gnd之间；一第七晶体管q5，可控制地连接于led灯的负极led-和接地端gnd之间。其中，上述的第五晶体管q1和第六晶体管q4采用mos管，本电源调光电路采用pwm斩波调光，通过一单片机控制输出mos管的占空比进行调光，当第七晶体管q5导通时，第七晶体管q5漏极电压为0，当第七晶体管q5关断时，在led灯的作用下，led灯有2v的电位差，当第五晶体管q1和第六晶体管q4的栅极为pwm调光信号时，上述晶体管的电压波形为一互为相反(即反相，两波形相位之间差180
°
)的pwm波形，led灯的正极测得的波形为脉冲波形，当led灯的负载越小，脉冲波形的占空比越小。通过上述的led灯电源调光电路，实现了对led灯的稳定供电和精准调光。
55.在某一优选的实施例中，当led灯为调光状态时，第一晶体管q13的栅极电压经上述电路中电感和电容整流滤波后呈现高电平，于是第一晶体管q13导通，第二晶体管q11截止(相当于开关断开)，由于第二晶体管q11截止，所以无论第七晶体管q5是否导通，第三晶体管q7始终截止，此时第二分压支路的分压节点n2的电压仍为该第二分压支路上第六电阻r21和第四电阻r31的分压。
56.在某一优选的实施例中，当led灯为开路状态时，由于led灯的正极led+的脉冲波形占空比较低，通过第七电阻r36和第八电阻r28的分压调节使第三晶体管q7基极的端电压低于电压输出端vout的电压，从而使第三晶体管q7导通，由于led灯开路造成第一晶体管q13的栅极电压为0并截止，第二晶体管q11导通，此时第七晶体管q5也导通，所以第二分压支路的分压节点n2两端的电压为第三电阻r27和第六电阻r21并联再和第四电阻r31分压，led灯开路时第二分压支路的分压节点n2的电压高于led灯处于pwm调光及满载时的电压。
57.结合图1、图2和上述的电路调光及调光状态检测控制原理可以看到，通过上述的三极管q7、q9、q11及小信号mos管q1、q4、q5、q13设计成调光灯状态检测电路，能够检测电源在空载、满载及调光状态下的各种状态包括灯的开路和短路。在一些需要控制多组灯状态的应用中，该电路可以在当其中某一路灯发生开路或者短路等故障时，精准地检测灯的故障情况并报告灯故障信息。
58.上述对led灯调光状态的检测过程结束后，检测电路产生一调光状态检测信号经上述第二分压支路的分压结点n2输入到一单片机进行信号处理，该单片机将led灯的状态反馈给一主机来控制上述的led灯。通过上述单片机对该状态检测信号进行分析处理，并将该处理结果输入上述主机进行控制，实现了对led灯光学调节的自动化、智能化控制，显著减少了led灯运行异常时的人工干预及其附加成本，经济方便，通过上述设计可以实现万分之一调光深度的灯故障检测，提高了对led灯调光功能实时运行状态的检测的精度，准确性高。
59.综上，本发明的优势特征在于：通过上述的led灯电源调光电路，实现了对led灯的稳定供电和精准调光；通过上述的调光灯状态检测电路从第二分压支路的分压结点将检测信号送至单片机进行信号处理，并将led灯的状态反馈给主机处理，使得系统主机能及时响应并报告灯故障状态，并实现了调光能力的高精度检测以达到精准控制。
60.以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。