单火线双向截电调光控制系统技术方案

一种单火线双向截电调光控制系统，包括：一调光电路，至少设有一调光驱动器及其与之相连并受其控制的两只双向电力电子元件；一单火线双向截电模组，串联接在该两只双向电力电子元件之间，在调光电路导通时进行单火截电；一高端降压转换电路，并联接在该调光电路上；以及一直流电源转换器，取电输入端分别连接到该单火线双向截电模组及该高端降压转换电路，供电输出端连接到该调光电路的调光驱动器；借此，可进行单火线双向调光，控制范围可明显大幅提升，同时又能截取足够驱动Wi‑Fi、5G的电力，以满足未来物联网和智能灯控系统以单火供电的发展需求。

The control system of two-way cut-off and dimming with single live wire

【技术实现步骤摘要】
单火线双向截电调光控制系统
本技术是有关调光控制的
，其中尤指一种单火线双向截电调光控制系统。
技术介绍
传统上采用市电交流50Hz或60Hz的截电方式，已经有多种设计及专利申请被公开，可在一特定周期的某段时间快速导通并从交流电取得一瞬间电流，经整流而作为系统电路的基础供电，但这些现有技术结构大都缺乏同步的设计功能，在截电电路与工作方式仍存有许多缺点。后经本技术专利技术人提出一系列的专利，例如M382247串联同步截电器改良结构、M471021具截电功能的感应式控制开关、M470212防闪烁灯具照明系统及其使用之恒流源负载，通过有效改良，终于在截电上取得较好的应用效果，使其串联接在电源火线上并能进行同步周期截电，提供同步DC的稳压输出，以作为系统电路的基础供电和感应器使用。同时不需要安装电池，这样符合经济实益，也避免电池污染及重新布置N相线配电的困难。目前相关技术最先进的新一代专利是M546634单火线前相动态截电模组，此专利是采用双向动态全桥式截电，可实现在交流电单火线的情况下一个周期中截电2次，且截电宽度可随承受负载的增减而自动调整补偿电力。其最大特色是可提供至少为直流DC3.3V/350mA的电源。如此，虽能满足一般最基本的Wi-Fi或其他同等耗电的通讯模组和感应器使用，但无法进一步同时满足网络智能调光改变灯泡亮度使用。主要是因为目前单火线前相动态截电模组内采用可控硅(Triac)作为调光控制元件，如图6所示，其工作方式是用前缘调光(Leading-edgePhaseControl)以控制AC交流电的导通周期比例来供给灯泡电力，倘若进一步满足网络智能调光改变灯泡亮度，需要再将调光电路加入IoT(InternetofThings)网际网络，则必须建入较高阶的无线通信模组。此时所需的电力也会相对增加，而利用单火线调光唯一增加电力的方法顶多就是限制调光周期。将调光周期比例控制由85％降低到75％，将剩余25％的AC交流电转成DC电力，这样才能提供较高阶的无线通信模组所需的电力；但即使采用这种方法也仅可以输出大约30mA左右的电力，对一般基本的无线通信模组或许足够，但无法达到Wi-Fi和未来5G较高阶无线通信模组调光电路的供电要达到450mA的需求。因为前述Wi-Fi/5G模组调光器在设计上具有一定的困难，所以目前仍须接上N相线(Neutralline)才能稳定的提供电力。同时在搭配灯光调整亮度方面，还必须考虑灯泡闪烁的问题，此为未来物联网和智能灯控系统想用单火供电亟待克服的技术瓶颈。据此，本技术专利技术人精益求精且进一步再加以改良，积极研发一种单火线双向截电调光控制系统，以克服之前专利在单火截电设计上尚无法满足未来物联网和智能灯控系统供电的问题。
技术实现思路
本技术的主要目的，在于提供一种单火线双向截电调光控制系统，主要包括：一调光电路(Dimmer)，串联设置在单一火线上，该调光电路至少包括一调光驱动器及其与之相连并受其控制的两只双向电力电子元件，其中一双向电力电子元件设在火线输入端上，而另一双向电力电子元件设在火线输出端上，借助该两只双向电力电子元件使交流的正向波及负向波皆可作相位导通调整；一单火线双向截电模组，串联接在该调光电路上，设在该两只双向电力电子元件之间，在调光电路导通时进行单火截电；一高端降压转换电路(HighSideBuck)，并联接在该调光电路上，其一端设在与该一双向电力电子元件相连的火线输入端，另一端设在与该另一双向电力电子元件相连的火线输出端，提供高压交流转换成低压直流；以及一直流电源转换器(DCtoDCconverter)，取电的输入端分别连接到该单火线双向截电模组及该高端降压转换电路，供电的输出端连接到该调光电路的调光驱动器，提供不同电压直流电源转换，以进行单火线双向调光。优选地，该调光电路及该单火线双向截电模组封装成一积体电路模组。优选地，该调光电路、该单火线双向截电模组、该高端降压转换电路、及该直流电源转换器封装成一积体电路模组。优选地，该调光电路的调光周期比例控制达到15％以上，该两只双向电力电子元件由两个分开而设置的高压大功率MosFET所构成，该调光驱动器为MosFET调光驱动器。优选地，该调光驱动器连接一MCU微处理器并受其控制，该MCU微处理器接受来自该直流电源转换器的电源供应，该直流电源转换器对该MCU微处理器输出供电大小至少为直流DC3.3v/450mA。优选地，当该调光电路的调光周期比例控制大于50％时，由该单火线双向截电模组直接在调光电路导通下进行单火截电；当调光周期比例控制小于50％时，由该高端降压转换电路直接降压取电。优选地，在该MCU微处理器上加挂一无线通讯模组，该无线通讯模组为Bluetooth无线蓝芽模组、Zigbee无线模组、Z-wave无线模组、RF2.4G、3G、4G、5G的无线模组、433MHz无线模组及Wi-Fi无线网路模组的其中的一种。优选地，该单火线双向截电模组主要包括：双并的两同步串联式截电电路，连接一电子式切换开关所，该电子式切换开关内部由该MCU微处理器控制，使其中一同步串联式截电电路用来以交流正相截电，而另一同步串联式截电电路用来以交流负相截电；每一该同步串联式截电电路，具有一同步整流外供电单元、一同步整流内供电单元、一交流同步电压控制单元、一FET驱动追零控制单元、一同步负载动态调整单元及一交流同步追零截电单元；以进行双向动态全桥式截电，在单火线的情况下在交流电一个周期中截电2次，且截电宽度随承受负载的增减而自动调整补偿电力。优选地，该调光电路后端设置一灯体或一马达。优选地，该MCU微处理器上连接设有一感应器，以感测控制调光电路动作的信号。本技术的有益效果为：借此，可进行单火线双向调光，控制范围可明显大幅提升，周期比例控制达到15％至95％，甚至必要时可达到100％。同时截取的电源至少为直流DC3.3v/450mA，能提供足够驱动Wi-Fi、5G的电力，以满足未来物联网和智能灯控系统以单火供电的发展需求。附图说明图1为本技术的等效电路方块图；图2为本技术的电路图；图3为本技术单火线双向截电模组的方块图；图4为本技术的电路工作图；图5A为本技术单火线调光周期15％的波形图；图5B为本技术单火线调光周期50％的波形图；图5C为本技术单火线调光周期90％的波形图；图6为本技术LED灯载单火线动态减少取电的波形图。附图标记说明1调光电路11调光驱动器12双向电力电子元件100MCU微处理器101无线通讯模组102感应器150灯体160马达2单火线双向截电模组20电子式切换开关21同步串联式截电电路211同步整流外供电单元212同步整流内供电单元2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单火线双向截电调光控制系统，其特征在于，包括：/n一调光电路，串联设在单一火线上，该调光电路至少包括一调光驱动器及其与之相连并受其控制的两只双向电力电子元件，其中一双向电力电子元件设在火线输入端上，而另一双向电力电子元件设在火线输出端上；/n一单火线双向截电模组，串联接在该调光电路上，设在两只双向电力电子元件之间，调光电路导通时进行单火截电；/n一高端降压转换电路，并联接在该调光电路上，其一端设在与该一双向电力电子元件相连的火线输入端，另一端设在与该另一双向电力电子元件相连的火线输出端；以及/n一直流电源转换器，取电的输入端分别连接到该单火线双向截电模组及该高端降压转换电路，供电的输出端连接到该调光电路的调光驱动器。/n

【技术特征摘要】
1.一种单火线双向截电调光控制系统，其特征在于，包括：
一调光电路，串联设在单一火线上，该调光电路至少包括一调光驱动器及其与之相连并受其控制的两只双向电力电子元件，其中一双向电力电子元件设在火线输入端上，而另一双向电力电子元件设在火线输出端上；
一单火线双向截电模组，串联接在该调光电路上，设在两只双向电力电子元件之间，调光电路导通时进行单火截电；
一高端降压转换电路，并联接在该调光电路上，其一端设在与该一双向电力电子元件相连的火线输入端，另一端设在与该另一双向电力电子元件相连的火线输出端；以及
一直流电源转换器，取电的输入端分别连接到该单火线双向截电模组及该高端降压转换电路，供电的输出端连接到该调光电路的调光驱动器。


2.如权利要求1所述的单火线双向截电调光控制系统，其特征在于：该调光电路及该单火线双向截电模组封装成一积体电路模组。


3.如权利要求1所述的单火线双向截电调光控制系统，其特征在于：该调光电路、该单火线双向截电模组、该高端降压转换电路及该直流电源转换器封装成一积体电路模组。


4.如权利要求1所述的单火线双向截电调光控制系统，其特征在于：该调光电路的调光周期比例控制达到15％以上，该两只双向电力电子元件由两个分开而设置的MosFET所构成，该调光驱动器为MosFET调光驱动器。


5.如权利要求4所述的单火线双向截电调光控制系统，其特征在于：该调光驱动器连接一MCU微处理器并受其控制，该MCU微处理器接受来自该直流电源转换器的电源供应，该直流电源转换器对该MCU微处理器输出供电大小至少为直流DC...

【专利技术属性】
技术研发人员：王智人，
申请(专利权)人：隆怡工业股份有限公司，
类型：新型
国别省市：中国台湾;71