可控制節能燈漸亮漸暗數碼遙控調光開關的製作方法
2023-11-10 22:47:32 1
專利名稱：可控制節能燈漸亮漸暗數碼遙控調光開關的製作方法
技術領域：
本發明是一種對燈具進行通斷控制，記憶調光，且具有漸亮，漸暗的軟啟動功能的電子開關。
背景技術：
傳統的機械與電子開關，在開燈時，只是進行簡單的通斷控制，開燈時燈電流在極短的時間內突變到最大，燈電壓有效值瞬升，造成環境亮度突變對人視覺產生強烈的衝擊，此現象在夜間開燈時尤為突出，並且這種開燈模式也是造成負載燈泡損壞的主要原因。體現在絕大多數白熾燈燈絲燒斷都發生在開燈瞬間，因白熾燈的物理特性為冷態電阻遠小於熱態電阻，開燈瞬間低電阻大電流所致。
另外，目前家用的電子開關，調光系統都是基於晶閘管可控矽，當其負載為節能燈等容性負載時，由於可控矽所需的導通維持電流，容性負載無法在整個市電周期內提供，負載僅在主電壓峰值附近吸取電流容易造成閃爍，失控等觀現象，即無法用可控矽元件對節能燈、電子鎮流日光燈、容性負載進行控制和調光。
發明內容
為了克服目前家用的機械與電子開關開燈時對視覺的衝擊及易損燈具，且不能對節能燈進行控制與調光的不足，本發明提供了一種開燈漸亮，關燈漸暗，並且能對普通白熾燈與節能燈，電子鎮流日光燈進行控制和調光，帶記憶功能的智能型電子開關。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是設有單片機控制脈衝發生電路，控制方波脈衝的佔空比可調，控制脈衝驅動場效應管燈電流控制電路，當控制方波的脈衝寬改變時，控制場效管導通時間也隨之改變，經整流電器方可加至負載上的電壓也改變，從而實現控制與調光的目的，過零檢測電路，給單片機提供實時過零比較信號，以保證控制脈衝相位的準確性，控制指令可通過單片機外圍的本機按鍵S1 S2 S3產生，也可通過遙控器經接收解碼電路產生。
本發明電路單元結構是
單片機控制脈衝發生電路(3)有單片機IC3，及存儲器IC4，其中IC38腳為VSS端與地相連，12腳為VCC2端，與+5V電源相連接，單片機IC31腳接按鍵S3的一端，S3另一端與電阻R26一端相連接，R26另一端與電源+VCC2相連，IC1的1腳與下拉電阻R25一端相連，R25另一端接地。IC32腳PA2、3腳PA1、4腳PA0分別與排阻RP1的4、3、2腳及撥檔開關的三個定端相連，排阻RP1的另一公共端接地，撥檔開關的動端與R26的一端相連，IC3的5腳RP1與一排阻1端相連，同時與D3、D4及D5的負極相連，D3正極與D1正極及IC213腳相連，D4的正極與IC212腳相連，D5的正極與按鍵S2一端相連，S2另一端與R26一端相連，IC3的6腳，PB/-BZ與蜂鳴器BUZ一端相連，BUZ另一端與電阻R23一端相連，R23另一端與IC37腳PBO/BZ相連，IC39腳PCO-INT與電阻R25一端及C15的一端相連，IC310腳PC1-TMR，與電阻R29一端相連，IC3 11腳RZSET與電容C18、電阻R18一端相連，C18另一端接+VCC2，R18另一端與R17、C17一端相連，R17另一端接+VCC2，C17另一端接地，IC3的13腳OSC1與14腳OSC2分別與晶振XT1的兩端連相接，IC3的15腳PA7與D1負極，C19正極，R22一端、D2負極相連，D1正極與D3正極及IC213腳相連，C19、R22另一端接地，D2正極與按鍵S1一端相連，S1另一端與R26一端相連，IC3的16腳PA6與R19一端及IC4的3腳DI、IC44腳DO相連，IC3的17腳PA5與IC42腳SK及電阻R20一端相連，IC3 18腳PA4與IC41腳CS及電阻R21的一端相連，R19、R20、R21另一端與+5V電源相連。
場效管燈電流控制電路(1)由驅動倒相管Q4、Q5、控制管Q3、整流二極體D10、D11、D12、D13、D14，偏置電阻R27、R28、R29、R30、R31組成，場效應管Q5的柵極與電阻R29一端相連，R29另一端與單片機IC3 10腳相連，Q5源極接地，Q5的漏極與電阻R31一端相連，R31另一端與三極體Q4的基極及電阻R28一端相連，R28一端接電源+VCC1，Q4發射極與電阻R27一端相連，R27另一端與+VCC1相連，Q4的集電極與控制場效應管Q3，柵極及R30的一端相連，R30的另一端接地，Q3的漏極與D11、D13、D14的負極相連，Q3的源極接地，D14正極接地，二極體D10、D12正極相連後接地，二極體D10負極與D11正極相連，經保險管接市電火線，二極體D12負極與D13正極與負載連接。
過零檢測電路(2)由限流電阻R32，整流二極體D6、D7、D8、D9、電阻R25、R33、電容C15組成，二極體D8負極、D9正極與市電火線相連，二極體D6負極、D7正極，與電阻R32一端連接，R32另一端與市電零線相連，D6、D8的正極與光電耦合器，IC52腳相連，D7、D9的負極與光電耦合器IC5的一腳相連。IC5的4腳與+VCC1相連，IC53腳與電阻R33、R35的一端相連，R32另一端接地，R25另一端與單片機IC3的9腳相連，C15的一端與IC39腳相連，C15的另一端接地。
315MHz遙控射頻接收電路(5)由三極體Q1、Q2、運放IC1及外圍元件構成，其中三極體Q1，電阻R1、R2、R3，電容C1、C2、電感L1完成高頻放大；三極體Q2，電阻R4、R5、R7，電容C4、C6、C7、C8，電感L0、L2組成變頻電路；運放IC1及外圍元器件組成放大電路，放大變頻後的原碥碼信號，增益約50dB，放大後的信號由IC1的1腳輸出。
遙控解碼電路由解碼集成電路(4)IC2和電阻R12組成，IC2的1-8腳為編碼腳，與SW2-SW9的動端連接，SW2-SW9的兩個定端分別接+5V電源與地，IC2的9腳接地，IC210、11腳為空腳，IC2的12、13腳分別與D4、D3的正極相連，IC2的14腳與IC1的1腳相連，IC2的15、16腳與電阻R12的兩端分別相連，IC2的18腳與+VCC2相連。
315MHz射頻遙控發射電路(9)由編碼集成電路IC7三極體Q7、Q8電阻R34、R35、R36、R37、電容C26三端陶瓷、濾波器BX，電感L、按鍵K1、K2組成，其中，IC7、9腳為VSS接地腳，18腳為+VCC2電源腳，A0、A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、A11為編碼腳，A10、A11分別與按鍵，K1、K2連接，K1、K2另一端相連後與電阻R36相連，R36另一端與LED負極相連，LED正極與+12V+VCC1相連，IC2的X.Y腳分別與振蕩電阻R34的兩腳相連，IC217腳DO端與電阻R35相連後接於三端陶瓷濾波器1腳，三極體Q7基極與電阻R37一端及BXZ腳相接，集電極與BX3腳，R37一端，及C26一端相連，電感L一端與C26相連，另一端與+12V+VCC1相連。
電源電路(7)由變壓器T1，橋式整流電路，IC6、三端穩壓器Q6，濾波電容，C23、C24、C25構成，其中變壓器初級經保險管與220V市電相連，變壓次級與橋堆IC6的兩輸入端相連，IC6的+VCC輸出端與C23正極及Q678L05 3腳輸入端相連接，C23負極接地，Q62腳接地，Q61腳、+VCC1輸出端與C24、C25的正極相連，C24、C25的負極接地，+VCC1輸出端同時與各電路的供電端相連。
本發明的有益效果是通過漸亮、漸暗方式，避免在開關燈時亮度突變對視覺的強烈衝擊，延長燈具使用壽命，可通過手動或遙控調光，負載燈具可以是白熾燈等阻性光源，也可以是節能燈，電子鎮流日光燈類的容性光源，而且操作簡單接線與普通的電子開關相同。
下面結合
實施例；附圖1為本發明實施例方框圖附圖2為本發明實施例的電路原理圖附圖3為本發明實施例的遙控器原理圖在圖1中，單片機控制脈衝發生電路(3)與負載燈電流控制電路(1)連接，同時接受過零檢測電路(2)的正弦交流電的過零比較信號，對負載燈具的控制指令可由面板功能按鍵，S1、S2、S3、產生，也可由遙控器編碼，調製後經天線發射，315MHz射頻接收電路(5)，接收、放大、變頻、放大、集成解碼電路(4)解碼產生，負載燈具電流受控於燈電流控制電路(1)，通過本機功能按鍵及遙控器操作，可對負載進行亮暗、漸亮、漸暗，調光控制。
在圖2所示實施例中，單片機控制脈衝性電路，IC310腳控制脈衝輸出腳經電阻R29與驅動管Q5柵極連接，Q5漏極經R31與驅動管Q4為PNP型三極體，其集電極與控制管Q3柵極相連，IC310腳輸出幅值為5V的方波控制脈衝，經Q5、Q4、二次倒相後，Q4集電極產生幅值90％VCC1方波控制脈衝，以達到使控制管Q3截止或飽和從而影響負載燈電流的目的，同時，為了保證控制脈衝在整個周期中相位的準確性，電路應向IC39腳，注入市電過零信號。
在控制電路中，D10、D11、D12、D13構成的整流橋，其交流輸出端分別與市電火線及負載燈相連，直流輸出端跨接於控制管Q3漏極與地之間，二極體D14負極與D10、D11、D12、D13構成整流橋的輸出正端相連，D14的正極與地相連，在電路中負載燈，控制管及整流橋串聯關係的，這種接法是使流過負載燈的為交流電流，而流過控制管的是直流電流。
另外在圖2所示實施例中，IC3構成的控制脈衝發生電路可以產生0-9ms寬度的提制信號，這種寬度是基於系統供電的半個周期，即10ms，晶振接於IC3、13、14腳之間，提供2MHz的時鐘頻率，存儲器、IC41、2、3、4腳分別與IC316、7、15腳相連，以實現記憶調光功能。
按鍵S1一端經二極體D2與IC315腳相連，S1另一端接到上拉電阻R26的一端，要S1可提供，亮狀態按關燈，暗狀態輕按開燈，及長按漸亮三種模式按鍵S2一端經D5與IC35腳相接，另一端與上拉電阻R26一端相連，S2可提供亮狀態輕按關燈，暗狀態輕按開燈，亮狀態長按漸暗三種模式，時間選擇開關SW三個位分別與IC3的2、3、4腳及下拉排除的三端相接，開關的刀接於上拉電阻R26，SW1可選擇三種從暗到最亮的漸亮時間(即從最亮到暗的時間)，時間分別為5S、10S、15S按鍵SW3為記憶，清零鍵，可根據不同負載燈記憶初始控制脈衝寬度，即起始負載燈電壓，也可定時清除系統記憶值，改為預設值，S3輕按為記憶功能，長按為清零功能。
在附圖2所示實施例中，上述特徵功能實現可通過遙控編碼發射與遙控接收解碼電路。
在附圖3，遙控射頻發射電路設K1、K2兩按鍵，K1、K2一端並接後與R36一端相接，K1另一端接，編碼集成電路，IC217腳D0端經R35加至三極體Q8基極，對三極體Q7，三端陶瓷濾波器，BX、R37、C26、電感L振蕩產生的315MHz射頻信號進行調製後，經L發射。
在附圖2實施例中，315MHz遙控接收電流由三極體Q1電阻R1、R2、R3電容L1、L2，電感L1，構成的高頻放大器，三極體Q2、C4、C6、C7、C8、L0、L2，電阻R4、R5、R7，構成的變頻電路，運算放大器，IC1電阻，R6、R8、R9、R10、R11、R13、R14、R15、R16，電容C11、C12、C13構成的放大，二極放大電路，所構成，其中，C3、C9、C10、C14為電源退耦電容，解碼電路由IC2，電阻R12編碼開關，SW2~SW9組成，控制電信號由IC212、13、腳經二極體D1、D4送至IC3的15、5腳，實現控制過程。
在實施例中，系統工作電源是通過，變壓器T1、整流橋IC6、電容C23、C24，三端穩壓器78L05得到的，T1初級與經保險管市電相連，次級與整流輸入端相連，整流橋正輸出端經濾波產生+18V的+VCC1電源，經78L05穩壓後，產生+5V的VCC2系統主供電電壓。
權利要求
1.一種漸亮漸暗數碼遙控調光電子開關，其特徵在於設有場效應管燈電流控制電路(1)，過零檢測電路(2)，與燈電流控制電路相連接的有帶記憶功能的單片機控制脈衝發生電路(3)，與單片機控制脈衝發生電路相連接的有遙控集成解碼電路(4)，與解碼電路連接的有315MHZ超再生射頻信號接收電路(5)，315MHZ射頻遙控信號發射電路(9)，與各電路相連的還有由降壓、橋式整流、濾波、穩壓構成的電源電路(7)。
2.據權利1要求所述的電子開關，其特徵在於所述的場效管燈電流控制電路(1)由驅動倒相管Q4、Q5、控制管Q3、整流二極體D10、D11、D12、D13、D14，偏置電阻R27、R28、R29、R30、R31組成，場效應管Q5的柵極與電阻R29一端相連，R29另一端與單片機IC310腳相連，Q5源極接地，Q5的漏極與電阻R31一端相連，R31另一端與三極體Q4的基極及電阻R28一端相連，R28一端接電源+VCC1，Q4發射極與電阻R27一端相連，R27另一端與+VCC1相連，Q4的集電極與控制場效應管Q3，柵極及R30的一端相連，R30的另一端接地，Q3的漏極與D11、D13、D14的負極相連，Q3的源極接地，D14正極接地，二極體D10、D12正極相連後接地，二極體D10負極與D11正極相連，經保險管接市電火線，二極體D12負極與D13正極與負載連接。
3.根據權利要求1所述的電子開關，其特徵在於單片機控制脈衝發生電路(3)有單片機IC3，及存儲器IC4，其中IC38腳為VSS端與地相連，12腳為VDD端，與+5V電源相連接，單片機IC31腳接按鍵S3的一端，S3另一端與電阻R26一端相連接，R26另一端與電源+VDD相連，IC1的1腳與下拉電阻R25一端相連，R25另一端接地。IC32腳PA2、3腳PA1、4腳PA0分別與排阻RP1的4、3、2腳及撥檔開關的三個定端相連，排阻RP1的另一公共端接地，撥檔開關的動端與R26的一端相連，IC3的5腳RP1與一排阻1端相連，同時與D3、D4及D5的負極相連，D3正極與D1正極及IC213腳相連，D4的正極與IC212腳相連，D5的正極與按鍵S2一端相連，S2另一端與R26一端相連，IC3的6腳，PB/-BZ與蜂鳴器BUZ一端相連，BUZ另一端與電阻R23一端相連，R23另一端與IC37腳PBO/BZ相連，IC39腳PCO-INT與電阻R25一端及C15的一端相連，IC310腳PC1-TMR，與電阻R29一端相連，IC311腳RZSET與電容C18、電阻R18一端相連，C18另一端接+VDD，R18另一端與R17、C17一端相連，R17另一端接+VDD，C17另一端接地，IC3的13腳OSC1與14腳OSC2分別與晶振XT1的兩端連相接，IC3的15腳PA7與D1負極，C19正極，R22一端、D2負極相連，D1正極與D3正極及IC213腳相連，C19、R22另一端接地，D2正極與按鍵S1一端相連，S1另一端與R26一端相連，IC3的16腳PA6與R19一端及IC4的3腳DI、IC44腳DO相連，IC3的17腳PA5與IC42腳SK及電阻R20一端相連，IC318腳PA4與IC41腳CS及電阻R21的一端相連，R19、R20、R21另一端與+5V電源相連。
4.根據權利要求所述的電子開關，其特徵在於所述的過零檢測電路(2)由限流電阻R32，整流二極體D6、D7、D8、D9、電阻R25、R33、電容C15組成，二極體D8負極、D9正極與市電火線相連，二極體D6負極、D7正極，與電阻R32一端連接，R32另一端與市電零線相連，D6、D8的正極與光電耦合器，IC52腳相連，D7、D9的負極與光電耦合器IC5的一腳相連。IC5的4腳與+VCC1相連，IC53腳與電阻R33、R35的一端相連，R32另一端接地，R25另一端與單片機IC3的9腳相連，C15的一端與IC39腳相連，C15的另一端接地。
全文摘要
一種開燈漸亮、關燈漸暗，適用於節能燈調光數碼遙控電子開關，它是利用單片機產生寬度可調的方波脈衝，去控制由場效應管燈電流控制電路，改變控制管的導通來達到通斷調光目的，同時提供面板手動與遙控兩種操作方式。電路由單片機控制脈衝發生電路，燈電流控制電路，過零檢測電路，遙控發射電路，315MHz超再生接收變頻放大電路，遙控解碼電路及電源電路構成。本發明提供對白熾燈、節能燈、電子鎮流日光燈開關控制、調光控制並且通過漸亮、漸暗模式克服了傳統機械開關及一般電子開關開關燈時環境亮度突變對視覺的強烈衝擊，同時這種軟啟動功能也大大延長了燈具的使用壽命。
文檔編號H05B41/36GK1705421SQ20041002738
公開日2005年12月7日 申請日期2004年6月1日 優先權日2004年6月1日
發明者林陳鋒, 胡生華, 付景燦 申請人:深圳市日鋒電子有限公司