本实用新型涉及led控制领域，尤其涉及一种led无线调光系统。
背景技术：
：现有的led调光技术分为以下几类：通过调光线调光：比如采用0～10v，pwm等方式，缺点是必须增加调光线，给施工带来麻烦；通过无线调光：比如通过蓝牙、zigbee、wifi等进行调光，无线方案在室内应用较多，但是对于室外，由于灯之间距离较远，且沿长线分布，无线调光的效果不好，因此应用不多；电力载波调光：电力载波方案又分为两种：一种是单灯控制器方案：即每个电源外部增加一个单灯控制器，单灯控制器内部有一个电力载波模块，且通过调光线对单灯控制器所控制的电源进行调光。这种方案的好处是可以通过在普通调光电源基础上直接增加一个单灯控制器，直接实现电力载波调光效果，而且除调光外，还可以实现灯具状态的数据反馈；缺点是成本很高；另一种是内置载波模块方案：还有一个类似于单灯控制器的方案，是在led驱动电源内部集成电力载波模块，达到的效果跟单灯控制器相同，好处是成本低于单灯控制器，缺点是需要定制的内置载波模块的驱动电源，当前这类驱动电源不多，可选范围较小；除了以上几种常见调光方案外，针对直流供电系统，还有一些特殊的通过直流供电电压调制的方式进行调光的方案，包括：中国专利cn101778514a；cn102395231a；cn103763833a。这些方案无法同时满足无调光线、可靠调光、成本低、适用于各种电源系统等要求。从满足功能需求角度，无调光线且可靠调光的方案是有的，比如用单端控制器或者内置电力载波模块的方案就可以实现上述功能，但是这类方案成本较高；前述的三个专利成本都比较低，也可以实现无调光线可靠调光，但只适用于恒压输出的直流电源系统，无法适用于多脉冲整流的直流系统，这类系统的特点是直流输出电压不一定是一个恒定值，而是可能存在缓慢变化。解决的难点在于如何在缓慢变化的直流电压上加载线路远端可识别的通讯信号。这几个专利中提供的方案都无法解决这个问题。技术实现要素：本实用新型的主要目的是提供一种单向电力载波led调光系统。旨在解决现有led调光技术无法同时满足无调光线、可靠调光、成本低、适用于各种电源系统等要求的问题。为实现上述目的，本实用新型提出一种单向电力载波led调光系统，其特征在于，包括：信号调制电路和信号解调电路，信号解调电路通过传输线与信号调制电路的输出端相连接，信号调制电路包括一供电主电源，通过半导体开关的断开或者短路控制一稳定加载电源是否加载到所述供电主电源上，形成供电主电源基础上的高低信号切换，信号解调电路中包括一高通滤波器，把直流供电主电源电压的缓慢变化或交流供电主电源电压的工频交变部分忽略掉，把所述高低信号切换的信号跳变边沿采集下来并还原为通讯信号，通过所述通讯信号对led照明系统进行调光控制。可选地，所述稳定加载电源为一低电压直流电源。可选地，所述稳定加载电源为一电池或一超级电容，半导体开关为背靠背双向开关。可选地，所述信号调制电路还具有避免所述电池或超级电容过充或欠压的充放电电路。可选地，所述半导体开关为两个，开关s1，开关s2，当开关s2导通，开关s1断开时，所述稳定加载电源未加载到所述供电主电源上，当开关s1导通，开关s2断开时，所述稳定加载电源加载到所述供电主电源上。可选地，所述高通滤波器包括电容c1、电阻r1、电阻r2、电阻r3以及运算放大器op1。电容c1和电阻r1确定滤波器的频段，需要保留信号跳变的电压，同时滤掉直流缓变和交流工频的电压。运算放大器op1通过电阻r2和电阻r3设定合适的放大倍数。可选地，所述信号解调电路包括比较器comp1、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、光电耦合器opto1，通过电阻r4和电阻r5设定一个参考电压，所述运算放大器op1的输出超过参考电压，输出为低，低于参考电压，输出为高，电阻r6设定了一个滞回区间，避免比较器comp1振荡，光电耦合器opto1把信号输入部分与信号处理部分的电路进行隔离，电阻r7用于设定光耦输入二极管的工作电流，电阻r8为上拉电阻，接到电耦合器opto1输出三极管的集电极，作为整个电路的输出，信号名为data。本实用新型提出的技术方案中，通过高速半导体开关的断开或者短路控制一稳定加载电源是否加载到供电主电源上，形成供电主电源基础上的高低信号切换，通过高通滤波器，把高速跳变的信号边沿还原为通讯信号，由于高速跳变的信号和直流主电源的低速变化以及交流主电源的工频交变存在显著区别，直流主电源的低速变化和交流主电源的工频交变不会被误解为信号，而高速跳变的信号会被请准捕获。另一方面，后端电路并非根据输出电压的绝对数值来确定是否有信号加载，而是根据输出电压是否存在一跳变来判断信号的加载。这样，就对输出电压的具体幅值没有要求，从而提高了系统适应性。附图说明为了更清楚地说明本实用新型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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本实用新型某一实施例的应用于直流系统的信号调制电路图；图2为本实用新型某一实施例的应用于交流系统的双向加载信号调制电路图；图3为本实用新型某一实施例的应用于直流系统的双向加载信号调制电路图；图4为本实用新型某一实施例的信号解调电路的原理示意图。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。本实施例提供一种单向电力载波led调光系统，包括：信号调制电路和信号解调电路，信号解调电路通过传输线与信号调制电路的输出端相连接，信号调制电路包括一供电主电源，通过半导体开关的断开或者短路控制一稳定加载电源是否加载到所述供电主电源上，形成供电主电源基础上的高低信号切换，信号解调电路中包括一高通滤波器，把直流供电主电源电压的缓慢变化和/或交流供电主电源电压的工频交变部分都忽略掉，把所述高低信号切换的信号跳变边沿采集下来并还原为通讯信号，通过所述通讯信号对led照明系统进行调光控制。信号调制电路的基本原理是把一个低压的恒压源根据通讯的需要加载到输出电压上。针对具体应用，可以存在不同的实现方式。在某一实施方式中，信号调制电路图请参照图1，供电系统为直流供电系统，vdc是系统电压，隔离载波电源vc是用于载波的电压，mos管开关s1和s2用于把载波电源加载到输出电压vout上。当开关s2导通，开关s1断开时，输出电压vout＝vdc；当开关s1导通，开关s2断开时，输出电压vout＝vdc+vc。电路中的开关运行逻辑如表1所示。表1.开关运行逻辑信号解调电路图请参照图4，图4中vin+和vin-为输入电压，分别对应于图1中的vout的正负端。电容c1、电阻r1、r2、r3以及运算放大器op1构成一个有源高通滤波器，电容c1和电阻r1确定了滤波器的频段，需要保留信号跳变的电压，同时滤掉直流缓变和交流工频的电压，运算放大器op1通过电阻r2和r3设定合适的放大倍数。comp1是一个比较器，通过电阻r4和r5设定一个参考电压，运算放大器的输出超过参考电压，输出为低；低于参考电压，输出为高。电阻r6设定了一个滞回区间，避免比较器振荡。opto1是一个光电耦合器，把信号输入部分与信号处理部分的电路进行隔离。电阻r7用于设定光耦输入二极管的工作电流。电阻r8为上拉电阻，接到光耦输出三极管的集电极，作为整个电路的输出，信号名为data。这个电路的关键是通过高通滤波器把跳变的信号捕获出来，通过比较器进行信号整形，最后通过光耦进行隔离传输。data的电平状态与输入电压的关系如表2所示。表2.data的状态与输入电压的关系输入电压代表数据data状态vdc(或vac)+vc1高电平vdc(或vac)0低电平需要强调的是，后端电路并非根据输出电压vout的绝对数值来确定是否有信号加载，而是根据vout是否存在幅度为vc的跳变来判断信号的加载。这样，就对vout的具体幅值没有要求，从而提高了系统适应性。在某一实施方式中，信号调制电路图请参照图2，供电系统为交流供电系统，加载电源为电池或超级电容，mos管开关为背靠背的双向开关。该设置的目的是为了适应交流条件下的双向电流，进一步地，为了避免电池或超级电容的过充或欠压，设置了一可以维持加载电源电压稳定的充放电电路。在某一实施方式中，信号调制电路图请参照图3，供电系统为直流供电系统，加载电源为电池或超级电容，由于不存在双向电流，mos管开关不需要设置为背靠背的双向开关。进一步地，为了避免电池或超级电容的欠压，设置了一可以维持加载电源电压稳定的充电电路。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种单向电力载波led调光系统，其特征在于，包括：信号调制电路和信号解调电路，信号解调电路通过传输线与信号调制电路的输出端相连接，信号调制电路包括一供电主电源，通过半导体开关的断开或者短路控制一稳定加载电源是否加载到所述供电主电源上，形成供电主电源基础上的高低信号切换，信号解调电路中包括一高通滤波器，把直流供电主电源电压的缓慢变化和/或交流供电主电源电压的工频交变部分都忽略掉，把所述高低信号切换的信号跳变边沿采集下来并还原为通讯信号，通过所述通讯信号对led照明系统进行调光控制。
2.如权利要求1所述的调光系统，其特征在于，所述稳定加载电源为一低电压直流电源。
3.如权利要求1所述的调光系统，其特征在于，所述稳定加载电源为一电池或一超级电容，半导体开关为背靠背双向开关。
4.如权利要求3所述的调光系统，其特征在于，所述信号调制电路还具有避免所述电池或超级电容过充或欠压的充放电电路。
5.如权利要求1所述的调光系统，其特征在于，所述半导体开关为两个，开关s1,开关s2，当开关s2导通，开关s1断开时，所述稳定加载电源未加载到所述供电主电源上，当开关s1导通，开关s2断开时，所述稳定加载电源加载到所述供电主电源上。
6.如权利要求1-5任一项所述的调光系统，其特征在于，所述高通滤波器包括电容c1、电阻r1、电阻r2、电阻r3以及运算放大器op1，电容c1和电阻r1用于确定所述高通滤波器的频段，需要保留所述高低信号切换的信号跳变电压，同时滤掉直流供电主电源电压的缓慢变化和/或交流供电主电源电压的工频交变部分，运算放大器op1通过电阻r2和电阻r3设定合适的放大倍数。
7.如权利要求6所述的调光系统，其特征在于，所述信号解调电路包括比较器comp1、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8以及光电耦合器opto1，通过电阻r4和电阻r5设定一个参考电压，所述运算放大器op1的输出超过参考电压，输出为低，低于参考电压，输出为高，电阻r6设定了一个滞回区间，避免比较器comp1振荡，光电耦合器opto1把信号输入部分与信号处理部分的电路进行隔离，电阻r7用于设定光耦输入二极管的工作电流，电阻r8为上拉电阻，接到电耦合器opto1输出三极管的集电极，作为整个电路的输出，信号名为data。
技术总结本实用新型公开了一种单向电力载波LED调光系统，包括信号调制电路和信号解调电路，信号解调电路通过传输线与信号调制电路的输出端相连接，信号调制电路包括一供电主电源，通过半导体开关的断开或者短路控制一稳定加载电源是否加载到所述供电主电源上，形成供电主电源基础上的高低信号切换，信号解调电路中包括一高通滤波器，能够把直流供电主电源电压的缓慢变化和/或交流供电主电源电压的工频交变部分都忽略掉，把所述高低信号切换的信号跳变边沿采集下来并还原为通讯信号，通过所述通讯信号对LED照明系统进行调光控制。旨在解决现有LED调光技术无法同时满足无调光线、可靠调光、成本低、适用于各种电源系统等要求的问题。
技术研发人员：叶阳;李福忠
受保护的技术使用者：山东中大电源科技有限公司
技术研发日：2019.06.24
技术公布日：2020.03.31
