一种可切换输出模式多路输出调光电源及其使用方法与流程

1.本发明涉及调光电源技术领域，特别是涉及一种可切换输出模式多路输出调光电源及其使用方法。


背景技术：

2.现有的调光电源输出方式多种多样，输出调光模式上分调pwm输出模式的、调电压模式的、调pwm与调电压混合模式的；输出路数有单路、多路，多路又有为了满足美规class2输出多路的、有调色温、调颜色输出多路的。输出调电压模式和调pwm模式都各有优缺点，调电压模式调光顺滑且无噪音无频闪，但接不同色温、不同颜色的灯时不能同步；调pwm模式能接不同色温、不同颜色的灯，低频率的pwm调光相对顺滑，但存在频闪和噪音问题，高频率的pwm可以解决频闪和噪音问题，但是顺滑度会差一些，且比较难做到很低的亮度；调电压与调pwm混合模式的可以解决频闪和噪音问题以及顺滑度也能做得比较好，且能调到更低的亮度，但接不同色温、不同颜色的灯也会存在不同步的问题。
3.针对上述众多模式，对于灯具厂商来说就需要备多种类型的调光电源，对于终端客户选择调光电源来说就比较复杂，因此急需一种融合多种模式，应对不同应用场景，客户可自由选择输出调光模式的电源。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种可切换输出模式多路输出调光电源及其使用方法。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.一种可切换输出模式多路输出调光电源，包括：调光信号处理电路、至少两个pwm调节模块以及依次连接的电磁滤波电路、开关电源主控电路、变压器、整流滤波电路、反馈调节环路、单片机控制电路和模式切换电路；
7.所述反馈调节环路还与所述开关电源主控电路连接，各个所述pwm调节模块的信号输入端分别与所述单片机控制电路的各个控制端连接，各个所述pwm调节模块的正极分别与所述整流滤波电路的输出端和负载连接；各个所述pwm调节模块的负极均与所述负载连接。
8.优选地，所述pwm调节模块包括：pwm驱动及过流保护电路、mos管、连接通道和电阻；
9.所述pwm驱动及过流保护电路的信号输入端与所述单片机控制电路的控制端连接，所述pwm驱动及过流保护电路的第一输出端与所述mos管的栅极连接；所述连接通道的负极分别与所述mos管的漏极和所述负载连接，所述mos管的源极分别与所述pwm驱动及过流保护电路的第二输出端和所述电阻连接；所述电阻还与地连接；所述连接通道的正极分别与所述整流滤波电路、所述反馈调节环路和所述负载连接。
10.一种如上述可切换输出模式多路输出调光电源的使用方法，包括：
11.利用单片机控制电路检测所述模式切换电路的切换信号，以确定输出模式；
12.利用调光信号处理电路将获取到的调光信号进行调整处理，并将处理后的调光信号输入至所述单片机控制电路中；
13.基于所述单片机控制电路，根据所述输出模式和所述处理后的调光信号确定调光指令信号，并将所述调光指令信号分别输出至反馈调节环路和pwm调节模块中；
14.基于所述反馈调节环路，将所述调光指令信号和与采样的电源输出电压信号进行比较处理，得到控制信号，并利用所述控制信号控制所述开关电源主控电路调节变压器的输出，以调节整流滤波电路的输出电压；
15.基于所述pwm调节模块，根据所述调光指令信号改变所述输出电压的占空比。
16.优选地，所述利用单片机控制电路检测所述模式切换电路的切换信号，以确定输出模式，包括：
17.在所述单片机控制电路每次上电时检测所述模式切换电路的设置的模式状态；
18.根据所述模式状态进行所述输出模式的切换；所述输出模式包括电源输出调电压模式、电源输出调pwm模式、电源输出调电压与调pwm混合模式、电源输出调色温或调颜色模式。
19.优选地，当所述单片机控制电路根据模式切换电路提供的信号切换到所述电源输出调电压模式时，利用所述单片机控制电路向所述pwm调节模块发出100％调光指令信号，并对应控制各个所述pwm调节模块全部100％导通；
20.基于所述单片机控制电路，根据调光信号处理电路处理后的调光信号，发送相应的调光指令信号给反馈调节环路；
21.利用所述反馈调节环路将调光指令信号与所述反馈调节环路采样的电源输出电压信号进行比较处理后，并输出信号控制开关电源主控电路调节变压器t1的输出，并调节所述整流滤波电路的输出电压。
22.优选地，当所述单片机控制电路根据所述模式切换电路提供的信号切换到所述电源输出调pwm模式时，利用所述单片机控制电路向所述反馈调节环路发出100％调光指令信号；
23.利用所述反馈调节环路控制开关电源主控电路使所述变压器和所述整流滤波电路输出100％额定电压；
24.利用所述单片机控制电路根据所述调光信号处理电路处理后的调光信号，发送相同的调光指令信号给各个所述pwm调节模块；
25.利用所述pwm调节模块对调光指令信号进行放大，并根据对应的所述调光指令信号调节所述输出电压的输出占空比。
26.优选地，当所述单片机控制电路根据所述模式切换电路提供的信号切换到所述电源输出调电压与调pwm混合模式时，在整个调光范围内，利用所述单片机控制电路在一个时段向所述所述反馈调节环路发送调光指令，并在另外的时段向各个所述pwm调节模块发送调光指令信号，以实现分时段调节输出电压及输出占空比。
27.优选地，当所述单片机控制电路根据模式切换电路提供的信号切换到所述电源输出调色温或调颜色模式时，利用所述单片机控制电路向所述反馈调节环路发出100％调光指令信号；
28.利用所述反馈调节环路控制所述开关电源主控电路使所述变压器和所述整流滤波电路输出100％额定电压；
29.基于所述单片机控制电路，根据所述调光信号处理电路处理后的调光信号，分别向各个所述pwm调节模块发送不同占空比的pwm调光指令信号，
30.利用所述pwm调节模块对调光指令信号进行放大，并根据放大后的调光指令信号分别调节输出电压的输出占空比，以对与各路输出电压对应连接的不同色温或不同颜色的灯具进行色温、颜色和亮度的调节。
31.优选地，还包括：
32.检测各个所述pwm调节模块中的电阻产生的压降，以实现对电流的限制；
33.当过流时，利用所述pwm调节模块中的pwm驱动及过流保护电路关闭对应连接的mos管，以实现限流、超载及短路保护。
34.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
35.本发明的第一方面提供了一种可切换输出模式多路输出调光电源，包括：调光信号处理电路、至少两个pwm调节模块以及依次连接的电磁滤波电路、开关电源主控电路、变压器、整流滤波电路、反馈调节环路、单片机控制电路和模式切换电路；所述反馈调节环路还与所述开关电源主控电路连接，各个所述pwm调节模块的信号输入端分别与所述单片机控制电路的各个控制端连接，各个所述pwm调节模块的正极分别与所述整流滤波电路的输出端和负载连接；各个所述pwm调节模块的负极均与所述负载连接。本发明的第二方面提供了一种如上述调光电源的使用方法，包括：利用单片机控制电路检测所述模式切换电路的切换信号，以确定输出模式；利用调光信号处理电路将获取到的调光信号进行调整处理，并将处理后的调光信号输入至所述单片机控制电路中；基于所述单片机控制电路，根据所述输出模式和所述处理后的调光信号确定调光指令信号，并将所述调光指令信号分别输出至反馈调节环路和pwm调节模块中；基于所述反馈调节环路，将所述调光指令信号和与采样的电源输出电压信号进行比较处理，得到控制信号，并利用所述控制信号控制所述开关电源主控电路调节变压器的输出，以调节整流滤波电路的输出电压；基于所述pwm调节模块，根据所述调光指令信号改变所述输出电压的占空比。本发明能够实现调电压、调pwm以及混合调节等多种输出调节模式可切换，多路输出类型可切换，针对不同应用选择不同输出模式实现更好的调光效果。
附图说明
36.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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为本发明实施例提供的电路原理结构示意图；
38.图2为本发明实施例提供的方法流程图。
39.附图标记说明：
40.1-电磁滤波电路，2-开关电源主控电路，3-整流滤波电路，4-反馈调节环路，5-单片机控制电路，6-调光信号处理电路，7-模式切换电路，80n-第n路pwm驱动及过流保护电
路，rn-第n路电阻，qn-第n路mos管，chn-第n路连接通道，t1-变压器。
具体实施方式
41.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做出创造性劳动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。
42.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
43.本技术的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤、过程、方法等没有限定于已列出的步骤，而是可选地还包括没有列出的步骤，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤元。
44.本发明的目的是提供一种可切换输出模式多路输出调光电源及其使用方法，能够实现调电压、调pwm以及混合调节等多种输出调节模式可切换，多路输出类型可切换，针对不同应用选择不同输出模式实现更好的调光效果。
45.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
46.图1为本发明实施例提供的电路原理结构示意图，如图1所示，本发明提供了一种可切换输出模式多路输出调光电源，包括：调光信号处理电路6、至少两个pwm调节模块以及依次连接的电磁滤波电路1、开关电源主控电路2、变压器t1、整流滤波电路3、反馈调节环路4、单片机控制电路5和模式切换电路7；
47.所述反馈调节环路4还与所述开关电源主控电路2连接，各个所述pwm调节模块的信号输入端分别与所述单片机控制电路5的各个控制端连接，各个所述pwm调节模块的正极分别与所述整流滤波电路3的输出端和负载连接；各个所述pwm调节模块的负极均与所述负载连接。
48.优选地，每个所述pwm调节模块均包括一个pwm驱动及过流保护电路、mos管、连接通道和电阻(图1中pwm驱动及过流保护电路用801、802和80n表示，mos管用q1，q2和qn表示，电阻用r1，r2和rn表示，连接通道用ch1，ch2和chn表示)。
49.所述pwm驱动及过流保护电路的信号输入端与所述单片机控制电路5的控制端连接，所述pwm驱动及过流保护电路的第一输出端与所述mos管的栅极连接；所述连接通道的负极分别与所述mos管的漏极和所述负载连接，所述mos管的源极分别与所述pwm驱动及过流保护电路的第二输出端和所述电阻连接；所述电阻还与地连接；所述连接通道的正极分别与所述整流滤波电路3、所述反馈调节环路4和所述负载连接。
50.市电输入到电磁滤波电路1滤除电磁干扰，然后输入到开关电源主控电路2，开关电源主控电路2与变压器t1进行电能转换，再经过整流滤波电路3整流滤波得到稳定的直流
电压给负载提供电能并给各电路提供供电；单片机控制电路5检测模式切换电路7提供的信号，来确定执行哪种输出模式；调光信号输入到调光信号处理电路6，调光信号可以是各种类型调光方式的调光信号，某种类型的调光信号就对应某种类型的调光信号处理电路6，本发明对调光类型不做限制。调光信号处理电路6将调光信号调整处理后输入到单片机控制电路5，单片机控制电路5根据调光信号以及已确定的输出模式分别输出相应的调光指令信号给反馈调节环路4、pwm驱动及过流保护电路801、pwm驱动及过流保护电路802以及第n路pwm驱动及过流保护电路80n；反馈调节环路4将调光指令信号与采样的电源输出电压信号进行比较处理后，并输出信号控制开关电源主控电路2调节变压器t1的输出，从而实现调节整流滤波电路3的输出电压，既调节调光电源的输出电压，形成一个调电压模式电路；单片机控制电路5输出到pwm驱动及过流保护电路801、pwm驱动及过流保护电路802以及第n路pwm驱动及过流保护电路80n的调光指令信号为pwm信号，pwm驱动及过流保护电路801、pwm驱动及过流保护电路802以及第n路pwm驱动及过流保护电路80n放大单片机控制电路5输出的调光指令信号，并对应控制mos管q1、mos管q2以及第n路mos管qn，改变调光电源的输出占空比，形成一个调pwm模式电路。
51.图2为本发明实施例提供的方法流程图，如图2所示，本实施例中还公开了一种如上述可切换输出模式多路输出调光电源的使用方法，包括：
52.步骤100：利用单片机控制电路检测所述模式切换电路的切换信号，以确定输出模式；
53.步骤200：利用调光信号处理电路将获取到的调光信号进行调整处理，并将处理后的调光信号输入至所述单片机控制电路中；
54.步骤300：基于所述单片机控制电路，根据所述输出模式和所述处理后的调光信号确定调光指令信号，并将所述调光指令信号分别输出至反馈调节环路和pwm调节模块中；
55.步骤400：基于所述反馈调节环路，将所述调光指令信号和与采样的电源输出电压信号进行比较处理，得到控制信号，并利用所述控制信号控制所述开关电源主控电路调节变压器的输出，以调节整流滤波电路的输出电压；
56.步骤500：基于所述pwm调节模块，根据所述调光指令信号改变所述输出电压的占空比。
57.优选地，所述利用单片机控制电路检测所述模式切换电路的切换信号，以确定输出模式，包括：
58.在所述单片机控制电路每次上电时检测所述模式切换电路的设置的模式状态；
59.根据所述模式状态进行所述输出模式的切换；所述输出模式包括电源输出调电压模式、电源输出调pwm模式、电源输出调电压与调pwm混合模式、电源输出调色温或调颜色模式。
60.具体的，模式切换电路7可根据用户需求进行设置，设置可通过拨码开关以及nfc编程、按键编程等方式实现，本发明对设置方式不作限制。单片机控制电路5每次上电时检测模式切换电路7的设置的模式状态，根据模式切换电路7设置的模式，进行输出模式切换。输出模式有电源输出调电压模式、电源输出调pwm模式、电源输出调电压与调pwm混合模式、电源输出调色温或调颜色模式等。
61.下面对各个模式的控制和使用方式进行说明：
62.1、电源输出调电压模式，当单片机控制电路5根据模式切换电路7提供的信号切换到调电压模式操作时，单片机控制电路5发出100％调光指令信号给pwm驱动及过流保护电路801、pwm驱动及过流保护电路802以及第n路pwm驱动及过流保护电路80n，并对应控制mos管q1、mos管q2以及第n路mos管qn全部100％导通；同时单片机控制电路5根据调光信号处理电路6处理后的调光信号，发送相应的调光指令信号给反馈调节环路4，反馈调节环路4将调光指令信号与反馈调节环路4采样的电源输出电压信号进行比较处理后，并输出信号控制开关电源主控电路2调节变压器t1的输出，从而实现调节整流滤波电路3的输出电压，既调节调光电源的输出电压，灯具因电源输出电压变化，灯光亮度也发生变化，从而实现调光。
63.2、电源输出调pwm模式，当单片机控制电路5根据模式切换电路7提供的信号切换到调pwm模式操作时，单片机控制电路5发出100％调光指令信号给反馈调节环路4，反馈调节环路4控制开关电源主控电路2使变压器t1、整流滤波电路3输出100％额定电压；同时单片机控制电路5根据调光信号处理电路6处理后的调光信号，发送相同的调光指令信号给pwm驱动及过流保护电路801、pwm驱动及过流保护电路802以及第n路pwm驱动及过流保护电路80n，pwm驱动及过流保护电路801、pwm驱动及过流保护电路802以及第n路pwm驱动及过流保护电路80n放大调光指令信号，并对应控制mos管q1、mos管q2以及第n路mos管qn，既调节调光电源的输出占空比，灯具因调光电源输出占空比变化，灯光亮度也发生变化，从而实现调光。
64.3、电源输出调电压与调pwm混合模式，当单片机控制电路5根据模式切换电路7提供的信号切换到调电压与调pwm混合模式操作时，在整个调光范围内，单片机控制电路5会在一个时段发送调光指令给反馈调节环路4，以及在另外的时段发送调光指令信号给pwm驱动及过流保护电路801、pwm驱动及过流保护电路802以及第n路pwm驱动及过流保护电路80n，从而实现分时段调节电源输出电压及输出占空比，从而实现混合模式的调光。在一些实施例中，电源输出调电压与调pwm混合模式不是必备的模式，因此会去掉这种模式，不具有电源输出调电压与调pwm混合模式的实施例也应在本发明保护范围内。
65.4、电源输出调色温或调颜色模式，当单片机控制电路5根据模式切换电路7提供的信号切换到调色温或调颜色模式操作时，单片机控制电路5发出100％调光指令信号给反馈调节环路4，反馈调节环路4控制开关电源主控电路2使变压器t1、整流滤波电路3输出100％额定电压；同时单片机控制电路5根据调光信号处理电路6处理后的调光信号，分别发送不同占空比的pwm调光指令信号给pwm驱动及过流保护电路801、pwm驱动及过流保护电路802以及第n路pwm驱动及过流保护电路80n，pwm驱动及过流保护电路801、pwm驱动及过流保护电路802以及第n路pwm驱动及过流保护电路80n放大调光指令信号，并对应控制mos管q1、mos管q2以及第n路mos管qn，既分别调节调光电源每路的输出占空比，当调光电源输出每路接不同色温或不同颜色的灯具，就能实现调节色温、颜色，同时还能控制其亮度。
66.此外，pwm驱动及过流保护电路801、pwm驱动及过流保护电路802以及第n路pwm驱动及过流保护电路80n都具有电流限制作用，分别通过检测对应相连的电阻r1，电阻r2以及第n路电阻rn上的电流产生的压降来实现电流限制作用。当过流时，pwm驱动及过流保护电路801、pwm驱动及过流保护电路802以及第n路pwm驱动及过流保护电路80n会关闭对应连接的mos管q1、mos管q2以及第n路mos管qn，通过限流来满足美规class2标准的要求，同时也能起到超载及短路保护的功能。
67.本发明的有益效果如下：
68.本发明可以实现调电压、调pwm以及混合调节等多种输出调节模式可切换，多路输出类型可切换，针对不同应用选择不同输出模式实现更好的调光效果。
69.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
70.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。