一种可调节光照强度的家用照明装置的制作方法

1.本发明涉及家用电器的技术领域，特别是涉及一种可调节光照强度的家用照明装置。


背景技术：

2.家用照明灯是一种居家照明装置。在现有的家用照明装置中，固定一种光照强度的照明设备在实际应用中仍然占据主流，但随着人们生活品质的提高，消费者逐渐发现，这类固定光照强度的照明产品，已经无法满足人们日益增多的使用需求。如今对于家用照明的选择，大部分消费者首先会考虑到的，是整个家用照明系统与室内设计整体的配合度以及实际使用时的舒适程度。也就是说，除了照明设备的外观设计，对光源的光色和光照强度的选择和调配，也逐渐成为人们选择家用照明设备的重点之一。而另一方面，在今时今日这个提倡节能低碳的年代，家居节能，已经成为环保人士瞄准和重视的方向之一，家用照明有巨大的节能空间。
3.然而，现有的家用照明装置，不具有光照强度的调节功能，导致使用范围小，满足不了用户的需求。其次，由于市政交流电在传导过程中产生的各种干扰信号，和经过滤波后产生的不稳定电流，使得照明装置的工作电流不稳定，导致了能耗高、不节能的问题。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对家用照明灯的光照强度无法调节以及工作电流不稳定的技术问题，提供一种可调节光照强度的家用照明装置。
5.一种可调节光照强度的家用照明装置，该可调节光照强度的家用照明装置包括，通信模块、电源模块、调光模块以及发光模块；所通信模块的输出端与调光模块输入端电连接，电源模块和发光模块分别与调光模块电连接；
6.通信模块包括指令输入单元、信号转换单元以及微控制单元；指令输入单元电与信号转换单元电连接；信号转换单元与微控制单元电连接；
7.电源模块包括整流滤波电路以及功率因数校正电路；整流滤波电路的输出端与功率因数校正电路的输入端电连接；
8.调光模块包括信号控制电路和开关管电路；信号控制电路的输出端与开关管电路的输入端电连接；微控制单元的输出端与功率因数校正电路的输出端分别与信号控制电路的输入端电性连接；开关管电路的输出端与发光模块的输入端电性连接。
9.在其中一个实施例中，发光模块为led发光单元。
10.在其中一个实施例中，整流滤波电路包括全波整流电路和滤波器；滤波器的输出端与全波整流电路的输入端电连接；全波整流电路的输出端与功率校正电路的输入端电连接。
11.在其中一个实施例中，信号控制电路包括开关隔离电路和功率放大反馈电路；微控制单元的输出端与开关隔离电路的输入端电连接、开关隔离电路的输出端与功率放大反
馈电路的输入端电连接，功率因数校正电路的输出端与功率放大反馈电路的输入端电连接，功率放大反馈电路的输出端与led发光单元的输入端电连接。
12.在其中一个实施例中，led发光单元与功率放大反馈电路之间设有二极管；led放光单元的输入端与二极管的阴极端电连接，功率放大反馈电路的输出端与二极管的阳极端电连接。
13.在其中一个实施例中，开关隔离电路设有光耦合器和三极管；光耦合器的正极端与微控制单元的信号输出端电连接；光耦合器的负极端接地；光耦合器的集电极端与三极管的基极端电连接，光耦合器的发射极端与三极管的集电极端电连接。
14.在其中一个实施例中，功率放大反馈电路设有双运算放大器和可变电阻。双运算放大器的第一输入端与开关管电路的输出端电连接，双运算放大器的第二输入端与可变电阻的第一端电连接，双运算放大器的电源电压端与可变电阻的第二端电连接，双运算放大器的输出端与三极管的发射极端电连接，双运算放大器的接地端接地。
15.在其中一个实施例中，开关管电路包括场效应管，场效应管的栅极端与三极管的集电极端电连接，场效应管的原极端与第一输入端电连接，场效应管的漏极端与led发光单元的负极端电连接。
16.上述一种可调节光照强度的家用照明装置，相对于现有技术，本发明以led发光单元为光源，用户通过指令输入单元进行触发操作，产生触发信号。信号转换单元将接触信号转换并且传输到微控制单元进行信号处理。微控制单元再将周期控制信号传输到调光模块下。调光模块中的信号控制电路根据相应周期控制信号控制开关管的导通和截止，从而控制led发光单元的平均电流，达到调节光照强度的技术效果。其中，整流滤波电路通过滤波器将传输过程中产生的信号干扰滤除，并且将交流电转换成直流电。而交流电经过滤波后，电流波形会发生畸变，掺杂大量谐波，电流不是恒流而呈脉冲状，本发明的功率因数校正电路能校正上述谐波畸变，进而输出稳定的电流。本发明的可调节光照强度的家用照明装置，通过上述措施，为调光模块和led发光单元提供了稳定的电源，利用反馈调节保证工作电流的恒流状态，并且实现了对led发光单元的光照强度进行稳定的无级调节。
附图说明
17.图1为一个实施例中一种可调节光照强度的家用照明装置的功能模块图；
18.图2为一个实施例中一种可调节光照强度的家用照明装置的电路示意图；
19.图3为图1所示实施例中一种可调节光照强度的家用照明装置的调光模块的电路示意图。
具体实施方式
20.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
21.请参阅图1，本发明提出了一种可调节光照强度的家用照明装置，该可调节光照强度的家用照明装置包括，包括：通信模块1、电源模块2、调光模块3、发光模块4以及j1接口，
通信模块1与调光模块3电连接，电源模块2和发光模块4分别与调光模块3电连接；发光模块4为led发光单元。通信模块1将输入的信号传输到调光电路3。
22.请参阅图2，在本具体实施例中，通信模块1包括：指令输入单元11、信号转换单元12、微控制单元13。其中，指令输入单元11的输出端与信号转换单元12的输入端电连接，信号转换单元12的输出端与微控制单元13的输入端电连接。指令输入单元11设置在本可调节光照强度的家用照明设备的外部，以供用户进行光照强度调整的操作。
23.请参阅图2，在本具体实施例中，照明装置采用rs485串口通信，在本发明中，当信号转换单元12接收到指令输入单元11所发送的触发信号时，信号转换单元12开始进行信号转换工作，将rs485的信号电平转换成ttl电平，并且传输至微控制单元13。微控制单元13将输入信号处理，向调光模块3输出具有一定占空比的pwm信号。上述rs485的物理层采用双端电器接口的双端传输方式，能有效地防止共模噪声的干扰。上述pwm信号为周期控制信号，周期控制信号的每个周期均定义了控制开关管电路32导通的第一控制信号所持续的时间，以及控制开关管电路32截止的第二控制信号所持续的时间，开关管电路32响应周期控制信号在相应时间内导通或截止。其中第一控制信号为高电平信号，第二控制信号为低电平信号。
24.请参阅图2，在本具体实施例中，电源模块2包括：整流滤波电路21、功率因数校正电路(以下称pfc电路)22。整流滤波电路21的输入端接入市政交流电，功率因数校正电路22的输入端与整流滤波电路21的输出端电连接。在本实施例中，整流滤波电路21包括emi滤波器211和全波整流电路212，emi滤波器211的输入端用于连接市政交流电，emi滤波器211的输出端与全波整流电路212的输入端电连接，全波整流电路212的输出端与pfc电路22电连接。本发明照明装置的pfc电路22的控制方式和拓扑结构采用基于平均电流控制式升压拓扑的有缘功率因数校正电路。上述emi滤波器211用于去除电网的干扰信号，整流电路222用于将交流电转换为直流电，由于市电交流电经过滤波后，电流波形会发生畸变，掺杂大量谐波，pfc电路22用于将脉冲状的畸变电流进行功率因数校正，提高电源质量，降低电网污染。上述pfc电路22的控制方式和拓扑结构不仅应用成本低廉、体积小、控制简单并且噪声小。
25.请参阅图2和图3，在本具体实施例中，调光模块3包括：信号控制电路31、开关管电路32。其中，信号控制电路31包括开关隔离电路311和功率放大反馈电路312。pfc电路22输出端与功率放大反馈电路312电连接，微控制单元13的输出端与开关隔离电路311的输入端电连接，开关隔离电路311的输出端和led发光单元4的输入端分别与功率放大反馈电路312电连接。led发光单元4与功率放大反馈电路312之间设有二极管d7；led发光单元4的正极与二极管d7的阴极电连接，功率放大反馈电路312的输出端与二极管d7的阳极电连接，led发光单元4的负极与场效应管q2的漏极电连接。
26.请参阅图3，在本具体实施例中，电连接整流、滤波及功率因数校正之后的电源，接入到led发光单元4的正极和功率放大反馈电路的输入端。本发明的开关隔离电路311设有光耦合器4n25和pnp三极管q2；光耦合器4n25的正极与微控制单元13的信号输出端电连接；光耦合器4n25的负极接地；光耦合器4n25的集电极与pnp三极管q2的基极电连接，光耦合器4n25的发射极与pnp三极管q2的集电极电连接。本实施例的功率放大反馈电路312设有双运算放大器lm358an和可变电阻r16。lm358an的2引脚与开关管电路32电连接，lm358an的3引脚与r16的第一端电连接，lm358an的8引脚与r16的第二端电连接，r16的第二端与电源模块
电连接，lm358an的1引脚与三极管q2的发射极电连接，lm358an的4引脚接地。开关管电路32设有场效应管nmos管，nmos管的栅极与三极管q2的集电极电连接，nmos管的原极与第一输入端电连接，nmos管的漏极与led发光单元4的负极电连接。上述光耦合器4n25将pwm信号隔离、转化为低电压信号，以避免受控电路的高电压对主控芯片的干扰。当pwm方波脉冲由低电平变为高电平时，光耦合器4n25导通，pnp三极管q2基极为低电平，此时q2导通，导致r20的分压增大，开关管nmos管的栅极电压升高，通过q2的电流增大，nmos管打开，led发光单元4形成闭合回路，led被点亮。当pwm方波脉冲由高电平变为低电平时，通过nmos管的电流减小，此时led发光单元4熄灭。当pwm的占空比越大，通过nmos管的平均电流越大，led发光单元4被点亮的时间越长。在本实施例中，通过将占空比划分为256级控制不同的nmos管通断时长，对应不同的光照强度从而达到无级调光的目的。
27.请参阅图3，在本具体实施例中，当pwm方波脉冲为高电平时，由于通过r21的电流变大，使得r21右端电压升高，也即lm358an的反向输入端电压升高，lm358an的输入压差减小，1引脚输出电压也减小，由于光耦合器4n25保持导通，q2基极仍保持低电平，q2导通，nmos管栅极电压降低，nmos管电流减小，r21分压降低，lm358的2引脚端电压降低与lm358的3引脚的基准电压比较放大，r21右端电压也相应降低，这样就形成了负反馈电路，使通过led发光单元4的电流保持恒定。
28.请参阅图3，在本具体实施例中，电阻r20和电阻r23起稳压作用，电阻r24、电阻r17、电阻r11和电阻r19起限流作用。在本实施例中，电阻r16是滑动变阻器，可手动调节滑动变阻器r16的基准电压从而控制led发光单元的亮度。
29.综上所述，本发明的一个或多个实施例中，本发明采用上述电路结构，将用户输入产生的触发信号经过转换和处理产生pwm脉冲信号，并且通过改变pwm信号占空比进行该可调节光照强度家用照明设备的无级调光。其中，通过通信模块将用户输入的触发信号转换和处理为pwm脉冲信号，输出到本发明调光模块的开关隔离电路。通过电源模块，将市电交流电滤波、整流，去除市电在传导过程中产生的干扰信号并且转换为直流电，再进行功率因数校正，将滤波产生的脉冲状畸变电流转变为稳定的直流电输入到调光模块中。最后通过本发明调光模块中的开关隔离电路，根据pwm脉冲信号对开关管理电路进行通断控制，利用功率放大反馈电路对开关管电路进行电流反馈调节，进而使led发光单元能够在恒流环境下进行光照强度的无级调节。
30.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
31.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。