具有双信号线的调光系统的制作方法

本发明涉及调光技术领域，尤其涉及具有双信号线的调光系统。

背景技术

隧道照明对于隧道内的通行安全至关重要。隧道照明设计时，常用的调光方式有多种，其中包括有PWM调光技术。

PWM调光技术，其主要是通过信号线向LED灯传输对应占空比的PWM信号，由此实现对灯具亮度的调节，但若PWM信号的传输出现故障，则可能会导致灯具发生熄灭的情况。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供具有双信号线的调光系统，用以解决现有技术中的问题。

为解决上述问题，本发明提供了：具有双信号线的调光系统，包括初始信号生成模块、信号处理模块和输出信号生成模块；

所述初始信号生成模块，用于根据PWM输入信号生成电压振幅相同、极性相反且占空比之和为100%的PWM正向信号和PWM负向信号，其中，所述PWM输入信号和所述PWM正向信号两者完全相同；所述初始信号生成模块通过第一信号线向外传输所述PWM正向信号，以及通过第二信号线向外传输所述PWM负向信号；

所述信号处理模块上设置有第一信号接收端和第二信号接收端，所述第一信号接收端用于连接所述第一信号线，所述第二信号接收端用于连接所述第二信号线；所述信号处理模块包括信号输入判断子模块，所述信号输入判断子模块用于判断所述信号处理模块是否接收到所述PWM正向信号或/和所述PWM负向信号；

所述输出信号生成模块，用于生成控制LED灯亮度的PWM输出信号：当所述第一信号接收端和所述第二信号接收端均判定无信号输入时，则所述PWM输出信号的占空比为100%；当所述信号处理模块接收到所述PWM正向信号或/和所述PWM负向信号时，则所述PWM输出信号的占空比与所述PWM输入信号的占空比相同。

进一步地，所述信号输入判断子模块包括电压差计算单元，其中，所述电压差计算单元用于计算同一时刻所述第一信号接收端和所述第二信号接收端所接收到的信号的电压差；

当所述电压差为0V时，则判定所述第一信号接收端和所述第二信号接收端均无信号输入，此时，所述PWM输出信号的占空比为100%。

进一步地，所述信号输入判断子模块还包括信号检测单元；

当所述电压差不为0V时，通过所述信号检测单元对所述第一信号接收端和所述第二信号接收端的占空比数据进行检测，并由此判断所述信号处理模块是否接收到所述PWM正向信号或/和所述PWM负向信号。

进一步地，当所述第一信号接收端或所述第二信号接收端之中检测到占空比与所述PWM正向信号相同的信号时，则判定所述第一信号线与所述信号处理模块相连且所述信号处理模块获取到PWM正向信号。

进一步地，所述信号处理模块包括第一信号处理单元；

所述第一信号处理单元，用于对所述PWM正向信号依次进行半波整流和降压处理，并由此获得所述PWM第一信号；

其中，所述输出信号生成模块根据所述PWM第一信号生成占空比与所述PWM输入信号相同的所述PWM输出信号。

进一步地，所述第一信号处理单元包括第一半波整流电路和第一降压电路。

进一步地，当所述第一信号接收端和所述第二信号接收端之中仅检测到占空比与所述PWM负向信号相同的信号时，则判定仅所述第二信号线与所述信号处理模块相连且所述信号处理模块获取到PWM负向信号。

进一步地，所述信号处理模块包括第二信号处理单元；

所述第二信号处理单元，用于对所述PWM负向信号依次进行半波整流、180°相位翻转和降压处理，并由此获得所述PWM第二信号；

其中，所述输出信号生成模块根据所述PWM第二信号生成占空比与所述PWM输入信号相同的所述PWM输出信号。

进一步地，所述第二信号处理单元包括第二半波整流电流、相位翻转电路和第二降压电路。

本发明的有益效果是：

初始信号生成模块根据PWM输入信号生成PWM正向信号和PWM负向信号，其中，PWM正向信号和PWM负向信号利用第一信号线和第二信号线向外传输；信号处理模块包括信号输入判断子模块，通过信号输入判断子模块可以判断第一信号线和第二信号线是否将信号传输至信号处理模块中；输出信号生成模块，用于生成控制LED灯亮度的PWM输出信号：当第一信号接收端和第二信号接收端均判定无信号输入时，则PWM输出信号的占空比为100%；当信号处理模块接收到PWM正向信号或/和PWM负向信号时，则PWM输出信号的占空比与PWM输入信号的占空比相同。

利用第一信号线和第二信号线进行信号的传输，其中，只要第一信号线或第二信号线与信号处理模块相连，使其接收到PWM正向信号或/和PWM负向信号，则输出信号生成模块便可生成占空比与PWM输入信号相同PWM输出信号，由此保证灯具能够按照预期的亮度运行；若第一信号线和第二信号线所传输的信号均未被信号处理模块所接收到，则灯具会以全功率进行工作。

在具有双信号线的调光系统中，采用了第一信号线和第二信号线双信号线进行信号传输，由此提高了整个系统的稳定性和可靠性。其中，不论信号处理模块是否接收到信号，则都可以保证输出信号生成模块生成有效的PWM输出信号，使得灯具不会出现熄灯的情况，由此降低了因信号传输故障而导致的灯具熄灭的概率和风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了一种具有双信号线的调光系统的结构框图；

图2示出了一种信号处理模块的结构框图；

图3示出了一种信号输入判断子模块的结构框图；

图4示出了一种PWM正向信号和PWM负向信号的波形图。

主要元件符号说明：

1-初始信号生成模块；11-第一信号线；12-第二信号线；2-信号处理模块；201-第一信号接收端；202-第二信号接收端；21-信号输入判断子模块；211-电压差计算单元；212-信号检测单元；22-第一信号处理单元；23-第二信号处理单元；3-输出信号生成模块；4-恒流模块；5-光耦隔离模块；6-LED灯。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例

请参阅图1，在本实施例中，提出一种具有双信号线的调光系统，包括初始信号生成模块1、信号处理模块2和输出信号生成模块3。

初始信号生成模块1，用于根据PWM输入信号生成电压振幅相同、极性相反且占空比之和为100%的PWM正向信号和PWM负向信号，其中，PWM输入信号和PWM正向信号两者完全相同。

用户根据实际亮度需求，向初始信号生成模块1中输入对应占空比的PWM输入信号；初始信号生成模块1接收到PWM输入信号后，便会生成PWM正向信号和PWM负向信号。

初始信号生成模块1通过第一信号线11向外传输PWM正向信号，以及通过第二信号线12向外传输PWM负向信号。

第一信号线11和第二信号线12可采用屏蔽双绞线，但在附图中，为了方便观察，第一信号线11和第二信号线12采用两根平行的线段进行表示。

如图2所示，信号处理模块2上设置有第一信号接收端201和第二信号接收端202，第一信号接收端201用于连接第一信号线11，第二信号接收端202用于连接第二信号线12。

按照设定，第一信号线11应与第一信号接收端201相连，第二信号线12应与第二信号接收端202相连，但在实际使用过程中，可能会出现接线错误、以及第一信号线11或/和第二信号线12被虫鼠咬噬出现断裂的情况。为此需要避免因接线错误、信号线断裂等原因导致信号传输故障而引起熄灯的情况。

如图2所示，在本实施例中，信号处理模块2包括信号输入判断子模块21，信号输入判断子模块21用于判断信号处理模块2是否接收到PWM正向信号或/和PWM负向信号。

输出信号生成模块3，用于根据信号处理模块2所接收到信号情况，生成控制LED灯6亮度的PWM输出信号：当第一信号接收端201和第二信号接收端202均判定无信号输入时，则PWM输出信号的占空比为100%；当信号处理模块2接收到PWM正向信号或/和PWM负向信号时，则PWM输出信号的占空比与PWM输入信号的占空比相同。

由上可知，在本实施例中，利用第一信号线11和第二信号线12进行信号的传输，其中，只要第一信号线11或第二信号线12与信号处理模块2相连，使其接收到PWM正向信号或/和PWM负向信号，则输出信号生成模块3便可生成占空比与PWM输入信号相同PWM输出信号，由此保证灯具能够按照预期的亮度运行；若第一信号线11和第二信号线12所传输的信号均未被信号处理模块2所接收到，则灯具会以全功率进行工作。如此，不论信号处理模块2是否接收到信号，则都可以保证输出信号生成模块3生成占空比不为0的有效的PWM输出信号，使得灯具不会出现熄灯的情况。

如图3所示，为了判断信号处理模块2是否接收到PWM正向信号或/和PWM负向信号，信号输入判断子模块21可包括电压差计算单元211。电压差计算单元211用于计算同一时刻第一信号接收端201和第二信号接收端202所接收到的信号的电压差，其中，当电压差为0V时，则判定第一信号接收端201和第二信号接收端202均无信号输入，这意味着，第一信号接收端201和第二信号接收端202均未接线，此时，输出信号生成模块3生成的PWM输出信号的占空比为100%。

在信号处理模块2未能接收到第一信号线11和第二信号线12所传输的信号的情况下，输出信号生成模块3并无法获知实际所需调整的亮度。此时，输出信号生成模块3生成占空比为100%的PWM输出信号，可以使得LED灯6能最大亮度运行，从而以最保险和稳妥的方式保证隧道内具有的充分照明。

在一些实施例中，判定信号处理模块2未接收到PWM正向信号和PWM负向信号时，输出信号生成模块3初始会生成占空比为50%的PWM输出信号，并在预设时间内逐步将PWM输出信号的占空比调整为100%，例如，每隔5秒PWM输出信号的占空比增加10%，直至占空比为100%为止。如此，可使得隧道内的亮度逐渐发生变化，而不会突然变亮。

输出信号生成模块3中包含有电压调整模块，其中，电压调整模块用于调整PWM输出信号的电压振幅。当第一信号接收端201和第二信号接收端202均无信号输入时，输出信号生成模块3会生成占空比为100%且电压振幅为预设振幅值（在本实施中可为 3.3V）的PWM输出信号，如此可以保证LED灯6可以正常进行工作，而不会出现电压过高导致LED灯6烧毁的情况。

如图4所示，为一种PWM正向信号和PWM负向信号的波形图。为方便后续说明，在本实施例中，PWM正向信号的电压振幅可为 5V、占空比可为80%，PWM负向信号的电压振幅为-5V、占空比为20%。在图中，ωt轴上方的信号为PWM正向信号，ωt轴下方的信号为PWM负向信号，所以，除非第一信号接收端201和第二信号接收端202均无信号输入，否则，电压差均不会为0V。由于PWM正向信号和PWM负向信号两者极性相反，所以两者之间的电压差可能会是负值，例如-5V或-10V。

如图3所示，在本实施例中，信号输入判断子模块21还可包括信号检测单元212：

当电压差不为0V时，通过信号检测单元212对第一信号接收端201和第二信号接收端202的占空比数据进行检测，并由此判断信号处理模块2是否接收到PWM正向信号或/和PWM负向信号。

当第一信号接收端201或第二信号接收端202之中检测到占空比与PWM正向信号相同的信号时，则判定第一信号线11与信号处理模块2相连且信号处理模块2获取到PWM正向信号。

当第一信号接收端201和第二信号接收端202之中仅检测到占空比与PWM负向信号相同的信号时，则判定仅第二信号线12与信号处理模块2相连且信号处理模块2获取到PWM负向信号。

在本实施例中，信号检测单元212可以根据第一信号接收端201和第二信号接收端202所检测到信号的占空比，判断出第一信号线11和第二信号线12的接线情况：

例如，信号检测单元212对第一信号接收端201进行检测时，所检测到的信号的占空比为20%，则判定第二信号线12与第一信号接收端201相连；又例如，信号检测单元212对第二信号接收端202进行检测时，所检测到的信号的占空比为80%，则判定第一信号线11与第二信号接收端202相连；再例如，信号检测单元212对第一信号接收端201进行检测时，所检测到的信号的占空比为0时，则判定第一信号线11和第二信号线12均未与第一信号接收端201相连。

需要说明的是，以上仅是对部分接线情况的举例说明。

由上可知，在本实施例中，根据电压差计算单元211和信号检测单元212可以判断出第一信号线11和第二信号线12与信号处理模块2之间的接线情况，从而方便工作人员纠正错误的接线。

如图2所示，为了对PWM正向信号进行处理，信号处理模块2包括第一信号处理单元22。第一信号处理单元22，用于对PWM正向信号依次进行半波整流和降压处理，并由此获得PWM第一信号。其中，经降压处理后，PWM第一信号的电压振幅为 3.3V（即预设振幅值），以满足LED灯6的工作需求。

输出信号生成模块3根据PWM第一信号生成占空比与PWM输入信号相同的PWM输出信号，由此保证灯具能够按照预期的亮度运行。其中，PWM第一信号和PWM输出信号两者参数相同。

为了实现对PWM正向信号的半波整流和降压处理，第一信号处理单元22包括第一半波整流电路和第一降压电路。

如图2所示，为了对PWM负向信号进行处理，信号处理模块2包括第二信号处理单元23。第二信号处理单元23，用于对PWM负向信号依次进行半波整流、180°相位翻转和降压处理，并由此获得PWM第二信号。其中，经降压处理后，PWM第二信号电压振幅为 3.3V（即预设振幅值），以满足LED灯6的工作需求。

输出信号生成模块3根据PWM第二信号生成占空比与PWM输入信号相同的PWM输出信号，由此保证灯具能够按照预期的亮度运行。其中，PWM第二信号和PWM输出信号两者参数相同。

为了实现对PWM负向信号的半波整流、180°相位翻转和降压处理，第二信号处理单元23包括第二半波整流电流、相位翻转电路和第二降压电路。

在本实施例中，当信号处理单元同时接收到PWM正向信号和PWM负向信号时，信号处理模块2仅对PWM正向信号进行处理获得PWM第一信号。

如图1所示，在本实施例中，输出信号生成模块3的信号输出端设置有恒流模块4和光耦隔离模块5。恒流模块4与输出信号生成模块3的信号输出端相连，光耦隔离模块5的信号输入端和信号输出端分别与恒流模块4和LED灯6相连。

恒流模块4用于向光耦隔离模块5提供恒定的电流。恒流模块4可以将电流降低并稳定至1mA并使其保持恒定，由此能够降低光耦隔离模块5等的功耗，继而提高调光系统带载灯具的数量。

光耦隔离模块5用于将各LED灯6与主电路进行隔离，避免LED灯6出现故障而影响到整个回路。其中，主电路是由初始信号生成模块1、信号处理模块2、输出信号生成模块3和恒流模块4所构成的电路。

进一步地，LED灯6与光耦隔离模块5一一对应，即每个LED灯6均连接有一个光耦隔离模块5，如此，能够防止因单个LED灯6出现异常而导致整个回路受到影响。

PWM输出信号经过光耦隔离模块5传输至LED灯6后，LED灯6内置的开关电源会按照PWM输出信号的占空比自动调节LED灯6的明暗。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。