直接用直流供電線對led燈具群進行多功能控制的方法和裝置的制作方法

專利名稱：直接用直流供電線對led燈具群進行多功能控制的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及非便攜式燈飾裝置或其系統，特別是涉及產生變化的照明效果的裝置和系統，尤其涉及直接利用直流供電線對LED燈具群進行調光、調速和調整方位角、仰角的控制方法和裝置。
背景技術：
現有技術LED燈具群的控制多以串行移位的級聯方式和并聯方式，實現控制信號的數據傳輸。所述級聯方式就是控制信號依次進入第一個芯片、第二個芯片、第三個芯片、…，直至最后一個芯片；而并聯方式則是采用RS485總線，所有燈具的信號線均并接在該信號總線上。采用這兩種方式的LED燈具群系統除需要有電源線外，還需要設置信號傳輸線；因信號線產生的故障，要么是前的燈具群影響后面，或者是互相影響；同時，由于選擇使用的控制芯片或方式的不同，所需的信號傳輸線為1至5根不等，既增加線路安裝的時間也增加了材料成本。

發明內容
本發明要解決的技術問題在于避免上述現有技術的不足之處而提供一種直接用直流供電線對LED燈具群進行多功能控制的方法和裝置，節省了布設信號傳輸線的時間和材料。鑒于本發明技術方案服務的對象使用直流電力的LED燈具群，從供電角度看，每組燈具群就是一條供電線路上的燈具串，因為是半導體發光器件，耗電很少，只需小功能的電力開關器件，例如M0S-FET，就可以對饋送給所述燈具群的直流電力Pd實施斬波逆變，使用之成為含有編碼控制信號的又極性電力Ps，見圖2上的波形特寫A，然后在燈具上再將其分開為直流力Pd和控制信號Vs，從而省卻了全部的信號傳輸線。本發明為解決上述技術問題提出的技術方案是，提供一種直接用直流供電線對 LED燈具群進行多功能控制的方法，步驟是
A.在m組LED燈具群各自的直流供電設備輸出端組裝或集成有調制器，所述各調制器依據LED燈光控制器的控制信號Ys將直流供電設備饋送給各燈具群的直流電力Pd變換為含直流控制信號Vs的電力Ps。B.所述各LED燈具群的各自η盞LED燈具分別組裝或集成有解調器，所述各解調器接收其所在LED燈具群的調制器饋送來的含直流控制信號Vs的電力Ps，將其解調還原為控制信號Vs和直流電力Pd，再分別經電源線和信號線送至各LED燈具。C.所述各LED燈具依其接收到的控制信號Vs完成指定的燈光設定。以上所述m和η均為自然數。所述含控制信號Vs的電力Ps是依照所述控制信號Vs的要求使所述直流電力Pd不斷交變輸出極性的電力。
所述燈光設定包括調光、調速和調整照射的方位角、仰角，其中調光包括調節光的亮度和色彩，調速包括調節光的閃爍頻度和照射方位角、仰角的變化頻率。所述LED燈光控制器采用有線或無線方式傳送控制信號Vs至所述各調制器。所述控制信號Ys包括TTL電平信號和RS485差分信號。本發明為解決上述技術問題又提出的技術方案是，設計一種直接用直流供電線對 LED燈具群進行多功能控制的裝置，包括燈光控制器、m組相互并聯的LED燈具群和m臺直流供電設備，尤其是所述各直流供電設備輸出端組裝或集成有調制器；各LED燈具群的η 盞LED燈具之輸入端分別組裝或集成有解調器。所述燈光控制器與各調制器鏈接；所述各調制器分別與其組內η盞LED燈具的解調器電聯接。所述各解調器輸出端分別以電源線和信號線與所述LED燈具相連。所述燈光控制器與各調制器的鏈接包括無線或有線方式。所述燈光控制器發送控制信號Vs給所述各調制器，該控制信號Vs包括TTL電平信號和/或RS485差分信號。所述各調制器包括調制器內部供電模塊、信號處理模塊和H橋及其驅動電路。由所述直流供電設備輸入的直流電力Pd分別接入所述調制器內部供電模塊和所述H橋及其驅動電路；由所述調制器內部供電模塊向所述信號處理模塊和H橋及其驅動電路之控制電路供電。由燈光控制器送來的控制信號Vs經所述信號處理模塊處理后，送到所述H橋及其驅動電路中，控制所述H橋變換輸入的直流電力Pd為包含控制信號vs的交變極性電力Ps 至所述各解調器。所述解調器包括信號檢測處理模塊和整流濾波模塊；所述調制器送來的交變極性電力Ps分別送至所述信號檢測處理電路和整流濾波模塊；所述信號檢測處理模塊分檢出控制信號Vs，通過所述信號線送至各LED燈具；該交變極性電力Ps經所述整流濾波模塊整直濾波后轉換為直流電力Pd，經過或不經過穩壓限流模塊之后，借助電源線向其組內的各LED 燈具供電。所述解調器還包括穩壓模塊，用以將整流濾波模塊輸出的直流電力穩定至所需電壓向信號檢測處理模塊饋送。與現有技術相比較，本發明的有益效果在于使用本發明方法或裝置，只需利用 LED燈的供電線路，即可實現供電與控制功能，省去燈具加工的時間成本和材料成本；當某一燈具故障也不影響其他燈具正常；同時，降低工程施工時間成本和材料成本，使燈具設計，安裝，調試簡單化。


圖1是本發明利用直流供電線路對LED燈群進行燈光信號控制的方法和裝置優選實施例的原理框圖2是本發明所述控制信號Vs的調制與解調工作流程圖； 圖3是本發明優選實施例之調制器20的結構框圖； 圖4是本發明優選實施例之解調器50的結構框圖5是本發明優選實施例之調制器20的電原理示意圖，其中接插件J13輸出的是控制信號Vs的交變極性電力Ps ；
圖6是本發明優選實施例之解調器50的電原理示意圖，其中接插件J13’是與圖5中接插件J13適配的一對。
具體實施例方式
下面，結合附圖所示之優選實施例進一步闡述本發明。參考圖1和3，本發明之優選實施例是，提供一種直接用直流供電線對LED燈具群進行多功能控制的方法，步驟是
A.在m組LED燈具群各自的直流供電設備10輸出端組裝或集成有調制器20，所述各調制器20依據LED燈光控制器30的控制信號Ys將直流供電設備10饋送給各燈具群的直流電力Pd變換為含直流控制信號Vs的電力Ps。B.所述各LED燈具群的各自η盞LED燈具40分別組裝或集成有解調器50，所述各解調器(50)接收其所在LED燈具群的調制器20饋送來的含直流控制信號Vs的電力Ps， 將其解調還原為控制信號Vs和直流電力Pd，再分別經電源線41和信號線42送至各LED燈具(40)。C.所述各LED燈具40依其接收到的控制信號Vs完成指定的燈光設定。以上所述m和η均為自然數。所述含控制信號Vs的電力Ps是依照所述控制信號Vs的要求使所述直流電力Pd不斷交變輸出極性的電力。所述燈光設定包括調光、調速和調整照射的方位角、仰角，其中調光包括調節光的亮度和色彩，調速包括調節光的閃爍頻度和照射方位角、仰角的變化頻率。所述LED燈光控制器(30)采用有線或無線方式傳送控制信號Vs至所述各調制器 (20)。所述控制信號Vs包括TTL電平信號和RS485差分信號。參考圖1本發明之優選實施例又是，設計一種直接用直流供電線對LED燈具群進行多功能控制的裝置，包括燈光控制器30、m組相互并聯的LED燈具群和m臺直流供電設備 10，尤其是所述各直流供電設備10輸出端組裝或集成有調制器20 ；各LED燈具群的η盞 LED燈具40之輸入端分別組裝或集成有解調器50。所述燈光控制器30與各調制器20鏈接，該鏈接包括無線或有線方式。所述各調制器20分別與其組內η盞LED燈具40的解調器50電聯接。所述各解調器50輸出端分別以電源線41和信號線42與所述LED燈具40相連。所述燈光控制器30發送控制信號Vs給所述各調制器20，該控制信號Vs包括TTL 電平信號和/或RS485差分信號。所述直流供電設備10提供DC3V DC400V的供電電源，調制器20將燈光控制器發來的信號經過邏輯處理后將直流供電設備送至的電源的輸出極性做相應的翻轉后輸出至解調器50 ；本例中直流供電設備10聯接至調制器20的電源線11，多為兩芯線，根據電流或電路需要可以采用多芯當兩芯使用；帶信號的電源線41為調制器輸出給解調器的媒介， 一般是兩芯線，根據電流或電路需要可以擴展為多芯當兩芯使用。參考圖2，本發明所述控制信號Vs的工作流程為燈光控制器30將控制信號Vs發送給各調制器30，各調制器30根據接收的控制信號Vs的邏輯極性將直流供電設備10輸過來的直流電力Pd通過所述各調制器內的H橋電路進行相對應的正負極性切換后，將包含控制信號vs的交變極性電力Ps傳輸到各解調器50，所述解調器50 —邊交變極性電力Ps穩壓整流濾波后輸出給各燈具40作為供電電源，同時將交變極性電力Ps中經信號分檢出控制信號Vs，傳輸給燈具40，燈具則根據得到的控制信號Vs進行相應的工作。參考圖3，所述各調制器20包括調制器內部供電模塊22、信號處理模塊25和H橋及其驅動電路23。由所述直流供電設備10輸入的直流電力Pd分別接入所述調制器內部供電模塊22和所述H橋及其驅動電路23 ；由所述調制器內部供電模塊22向所述信號處理模塊25和H橋及其驅動電路23之控制電路供電。由燈光控制器30送來的控制信號Vs經所述信號處理模塊25處理后，送到所述H橋及其驅動電路23中，控制所述H橋Ql 1 Q14變換輸入的直流電力Pd為包含控制信號vs的交變極性電力Ps至所述各解調器50。參考圖5，本實施例中所述調制器20的調制器內部供電模塊22由二極管D11， 穩壓器Ull、U12和電容Cll、C12、C13和C14組成，用于給信號處理模塊25和H橋及其驅動電路23提供適宜的電壓；其中二極管Dll為防反接二極管；穩壓管Ull為所述H橋及其驅動電路C3提供12V的降壓電路，穩壓管U12為信號處理模塊25的信號接收處理電路中的IC提供適宜電壓，所述穩壓二管Ull、U12是線性壓降器件LDO或采用開關電源式電路。所述信號處理模塊25包括連接端子J12、電阻R12、R13和R14，二極管D13、D14 和RS485電平轉換芯片U13構成RS485信號接收電路，其中電阻R12、R13和R14，二極管 D13構成RS485電平轉換芯片U13的外圍保護電路；集成電路U13是32接點或1 接點的 RS485電平轉換集成電路；由邏輯反向集成電路U14對RS485信號接收功能的電路送來的信號進行分解處理，其中U14可以是專用邏輯處理集成電路，也采用是微控制器MCU，復雜可編程邏輯器件CPLD或現場可編程門陣列FPGA等集成電路；經U14分解處理的信號輸入至所述H橋及其驅動電路的H橋驅動器U15，用以該控制該H橋驅動器U15。由NMOS場效應管Ql，Q2, Q3, Q4及H橋驅動器集成電路U15組成所述H橋及其驅動電路23，其中U15為驅動H橋的專用芯片，可接收所信號處理模塊25送來的控制信號Vs 以驅動所述H橋及其驅動電路23對輸入的直流電力Pd做相應正負極性翻轉后輸出，此處H 橋驅動器U15也可采用分立元件構成。由兩芯端子J1，電容C5，C6構該調制器的直流電力 Pd, J13是調制器20輸出端，輸出的是含控制信號Vs的交變極性電力Ps。本實例中，調制器的主要元器件如下表所示
權利要求
1.一種直接用直流供電線對LED燈具群進行多功能控制的方法，包括步驟A.在m組LED燈具群各自的直流供電設備(10)輸出端組裝或集成有調制器(20)，所述各調制器(20)依據LED燈光控制器(30)的控制信號Ys將直流供電設備(10)饋送給各燈具群的直流電力Pd變換為含直流控制信號Vs的電力Ps ；B.所述各LED燈具群的各自η盞LED燈具00)分別組裝或集成有解調器(50)，所述各解調器(50)接收其所在LED燈具群的調制器(20)饋送來的含直流控制信號Vs的電力 Ps，將其解調還原為控制信號Vs和直流電力Pd，再分別經電源線(41)和信號線(42)送至各 LED 燈具(40)；C.所述各LED燈具(40)依其接收到的控制信號Vs完成指定的燈光設定；以上所述m和η均為自然數。
2.按照權利要求1所述的直接用直流供電線對LED燈具群進行多功能控制的方法，其特征在于所述含控制信號Vs的電力Ps是依照所述控制信號Vs的要求使所述直流電力 Pd不斷交變輸出極性的電力。
3.按照權利要求1所述的直接用直流供電線對LED燈具群進行多功能控制的方法，其特征在于所述燈光設定包括調光、調速和調整照射的方位角、仰角，其中調光包括調節光的亮度和色彩，調速包括調節光的閃爍頻度和照射方位角、仰角的變化頻率。
4.按照權利要求1所述的直接用直流供電線對LED燈具群進行多功能控制的方法，其特征在于所述LED燈光控制器(30 )采用有線或無線方式傳送控制信號Vs至所述各調制器(20 )。
5.按照權利要求1所述的直接用直流供電線對LED燈具群進行多功能控制的方法，其特征在于所述控制信號Vs包括TTL電平信號和RS485差分信號。
6.一種直接用直流供電線對LED燈具群進行多功能控制的裝置，包括燈光控制器 (30)、m組相互并聯的LED燈具群和m臺直流供電設備(10)，其特征在于所述各直流供電設備(10 )輸出端組裝或集成有調制器(20 )；各LED燈具群的 η盞LED燈具(40)之輸入端分別組裝或集成有解調器(50)；所述燈光控制器(30 )與各調制器(20 )鏈接；所述各調制器(20 )分別與其組內 η盞LED燈具(40)的解調器(50)電聯接；所述各解調器(50)輸出端分別以電源線(41)和信號線(42)與所述LED燈具(40)相連。
7.按照權利要求6所述的直接用直流供電線對LED燈具群進行多功能控制的裝置，其特征在于所述燈光控制器(30)與各調制器(20)的鏈接包括無線或有線方式。
8.按照權利要求6所述的直接用直流供電線對LED燈具群進行多功能控制的裝置，其特征在于所述燈光控制器(30)發送控制信號Vs給所述各調制器(20)，該控制信號Vs包括TTL 電平信號和/或RS485差分信號。
9.按照權利要求6所述的直接用直流供電線對LED燈群進行多功能控制的裝置，其特征在于所述各調制器(20)包括調制器內部供電模塊(22)、信號處理模塊(25)和H橋及其驅動電路(23)；由所述直流供電設備(10)輸入的直流電力Pd分別接入所述調制器內部供電模塊(22)和所述H橋及其驅動電路(23)；由所述調制器內部供電模塊(22)向所述信號處理模塊(25 )和H橋及其驅動電路(23 )之控制電路供電；由燈光控制器(30)送來的控制信號Vs經所述信號處理模塊(25)處理后，送到所述H 橋及其驅動電路(23 )中，控制所述H橋(Ql 1 Q14)變換輸入的直流電力Pd為包含控制信號Vs的交變極性電力Ps至所述各解調器(50)。
10.按照權利要求6所述的直接用直流供電線對LED燈具群進行多功能控制的裝置，其特征在于所述解調器(50)包括信號檢測處理模塊(52)和整流濾波模塊(53)； 所述調制器(20)送來的交變極性電力Ps分別送至所述信號檢測處理電路 (52)和整流濾波模塊(53);所述信號檢測處理模塊(52)分檢出控制信號vs，通過所述信號線(42)送至各LED燈具(40)；該交變極性電力Ps經所述整流濾波模塊(53)整直濾波后成為直流電力Pd，經過或不經過穩壓限流模塊之后，借助電源線(41)向其組內的各LED燈具 (40)供電。
11.按照權利要求10所述的直接用直流供電線對LED燈具群進行多功能控制的裝置， 其特征在于所述解調器(50)還包括穩壓模塊(54)，用以將整流濾波模塊(53)輸出的直流電力穩定至所需電壓向信號檢測處理模塊(52)饋送。
全文摘要
一種直接用直流供電線對LED燈具群進行多功能控制的裝置，包括燈光控制器、m組相互并聯的LED燈具群和m臺直流供電設備，尤其是所述各直流供電設備輸出端組裝或集成有調制器；各LED燈具群的n盞LED燈具之輸入端分別組裝或集成有解調器。所述燈光控制器與各調制器鏈接；所述各調制器分別與其組內n盞LED燈具的解調器電聯接。所述各解調器輸出端分別以電源線和信號線與所述LED燈具相連。本發明的有益效果是只需利用LED燈的供電線路，即可實現供電與控制功能，省去燈具加工的時間成本和材料成本；當某一燈具故障也不影響其他燈具正常；同時，降低工程施工時間成本和材料成本，使燈具設計，安裝，調試簡單化。
文檔編號H05B37/02GK102378438SQ20101025861
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月20日 優先權日2010年8月20日
發明者游艷武 申請人:游艷武