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(fā)明涉及非便攜式燈飾裝置或其系統(tǒng)，特別是涉及產(chǎn)生變化的照明效果的裝置和系統(tǒng)，尤其涉及直接利用直流供電線對LED燈具群進行調(diào)光、調(diào)速和調(diào)整方位角、仰角的控制方法和裝置。
背景技術：
現(xiàn)有技術LED燈具群的控制多以串行移位的級聯(lián)方式和并聯(lián)方式，實現(xiàn)控制信號的數(shù)據(jù)傳輸。所述級聯(lián)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(lián)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(tǒng)除需要有電源線外，還需要設置信號傳輸線；因信號線產(chǎn)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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題在于避免上述現(xiàn)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(jié)省了布設信號傳輸線的時間和材料。鑒于本發(fā)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(fā)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(fā)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(diào)制器，所述各調(diào)制器依據(jù)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(diào)器，所述各解調(diào)器接收其所在LED燈具群的調(diào)制器饋送來的含直流控制信號Vs的電力Ps，將其解調(diào)還原為控制信號Vs和直流電力Pd，再分別經(jīng)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(shù)。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(diào)光、調(diào)速和調(diào)整照射的方位角、仰角，其中調(diào)光包括調(diào)節(jié)光的亮度和色彩，調(diào)速包括調(diào)節(jié)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(diào)制器。所述控制信號Ys包括TTL電平信號和RS485差分信號。本發(fā)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(lián)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(diào)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(diào)器。所述燈光控制器與各調(diào)制器鏈接；所述各調(diào)制器分別與其組內(nèi)η盞LED燈具的解調(diào)器電聯(lián)接。所述各解調(diào)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(diào)制器的鏈接包括無線或有線方式。所述燈光控制器發(fā)送控制信號Vs給所述各調(diào)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(diào)制器包括調(diào)制器內(nèi)部供電模塊、信號處理模塊和H橋及其驅(qū)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(diào)制器內(nèi)部供電模塊和所述H橋及其驅(qū)動電路；由所述調(diào)制器內(nèi)部供電模塊向所述信號處理模塊和H橋及其驅(qū)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(jīng)所述信號處理模塊處理后，送到所述H橋及其驅(qū)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(diào)器。所述解調(diào)器包括信號檢測處理模塊和整流濾波模塊；所述調(diào)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(jīng)所述整流濾波模塊整直濾波后轉(zhuǎn)換為直流電力Pd，經(jīng)過或不經(jīng)過穩(wěn)壓限流模塊之后，借助電源線向其組內(nèi)的各LED 燈具供電。所述解調(diào)器還包括穩(wěn)壓模塊，用以將整流濾波模塊輸出的直流電力穩(wěn)定至所需電壓向信號檢測處理模塊饋送。與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明的有益效果在于使用本發(fā)明方法或裝置，只需利用 LED燈的供電線路，即可實現(xiàn)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(diào)試簡單化。


圖1是本發(fā)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(yōu)選實施例的原理框圖2是本發(fā)明所述控制信號Vs的調(diào)制與解調(diào)工作流程圖； 圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例之調(diào)制器20的結構框圖； 圖4是本發(fā)明優(yōu)選實施例之解調(diào)器50的結構框圖5是本發(fā)明優(yōu)選實施例之調(diào)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(fā)明優(yōu)選實施例之解調(diào)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(yōu)選實施例進一步闡述本發(fā)明。參考圖1和3，本發(fā)明之優(yōu)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(diào)制器20，所述各調(diào)制器20依據(jù)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(diào)器50，所述各解調(diào)器(50)接收其所在LED燈具群的調(diào)制器20饋送來的含直流控制信號Vs的電力Ps， 將其解調(diào)還原為控制信號Vs和直流電力Pd，再分別經(jīng)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(shù)。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(diào)光、調(diào)速和調(diào)整照射的方位角、仰角，其中調(diào)光包括調(diào)節(jié)光的亮度和色彩，調(diào)速包括調(diào)節(jié)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(diào)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(fā)明之優(yōu)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(lián)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(diào)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(diào)器50。所述燈光控制器30與各調(diào)制器20鏈接，該鏈接包括無線或有線方式。所述各調(diào)制器20分別與其組內(nèi)η盞LED燈具40的解調(diào)器50電聯(lián)接。所述各解調(diào)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(fā)送控制信號Vs給所述各調(diào)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(diào)制器20將燈光控制器發(fā)來的信號經(jīng)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(zhuǎn)后輸出至解調(diào)器50 ；本例中直流供電設備10聯(lián)接至調(diào)制器20的電源線11，多為兩芯線，根據(jù)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(diào)制器輸出給解調(diào)器的媒介， 一般是兩芯線，根據(jù)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(fā)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(fā)送給各調(diào)制器30，各調(diào)制器30根據(jù)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(diào)制器內(nèi)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?shù)礁鹘庹{(diào)器50，所述解調(diào)器50 —邊交變極性電力Ps穩(wěn)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(jīng)信號分檢出控制信號Vs，傳輸給燈具40，燈具則根據(jù)得到的控制信號Vs進行相應的工作。參考圖3，所述各調(diào)制器20包括調(diào)制器內(nèi)部供電模塊22、信號處理模塊25和H橋及其驅(qū)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(diào)制器內(nèi)部供電模塊22和所述H橋及其驅(qū)動電路23 ；由所述調(diào)制器內(nèi)部供電模塊22向所述信號處理模塊25和H橋及其驅(qū)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(jīng)所述信號處理模塊25處理后，送到所述H橋及其驅(qū)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(diào)器50。參考圖5，本實施例中所述調(diào)制器20的調(diào)制器內(nèi)部供電模塊22由二極管D11， 穩(wěn)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(qū)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(wěn)壓管Ull為所述H橋及其驅(qū)動電路C3提供12V的降壓電路，穩(wěn)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(wěn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(xiàn)場可編程門陣列FPGA等集成電路；經(jīng)U14分解處理的信號輸入至所述H橋及其驅(qū)動電路的H橋驅(qū)動器U15，用以該控制該H橋驅(qū)動器U15。由NMOS場效應管Ql，Q2, Q3, Q4及H橋驅(qū)動器集成電路U15組成所述H橋及其驅(qū)動電路23，其中U15為驅(qū)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(qū)動所述H橋及其驅(qū)動電路23對輸入的直流電力Pd做相應正負極性翻轉(zhuǎn)后輸出，此處H 橋驅(qū)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(diào)制器的直流電力 Pd, J13是調(diào)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(diào)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(diào)制器(20)，所述各調(diào)制器(20)依據(jù)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(diào)器(50)，所述各解調(diào)器(50)接收其所在LED燈具群的調(diào)制器(20)饋送來的含直流控制信號Vs的電力 Ps，將其解調(diào)還原為控制信號Vs和直流電力Pd，再分別經(jīng)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(shù)。
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(diào)光、調(diào)速和調(diào)整照射的方位角、仰角，其中調(diào)光包括調(diào)節(jié)光的亮度和色彩，調(diào)速包括調(diào)節(jié)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(diào)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(lián)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(diào)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(diào)器(50)；所述燈光控制器(30 )與各調(diào)制器(20 )鏈接；所述各調(diào)制器(20 )分別與其組內(nèi) η盞LED燈具(40)的解調(diào)器(50)電聯(lián)接；所述各解調(diào)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(diào)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(fā)送控制信號Vs給所述各調(diào)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(diào)制器(20)包括調(diào)制器內(nèi)部供電模塊(22)、信號處理模塊(25)和H橋及其驅(qū)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(diào)制器內(nèi)部供電模塊(22)和所述H橋及其驅(qū)動電路(23)；由所述調(diào)制器內(nèi)部供電模塊(22)向所述信號處理模塊(25 )和H橋及其驅(qū)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(jīng)所述信號處理模塊(25)處理后，送到所述H 橋及其驅(qū)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(diào)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(diào)器(50)包括信號檢測處理模塊(52)和整流濾波模塊(53)； 所述調(diào)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(jīng)所述整流濾波模塊(53)整直濾波后成為直流電力Pd，經(jīng)過或不經(jīng)過穩(wěn)壓限流模塊之后，借助電源線(41)向其組內(nèi)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(diào)器(50)還包括穩(wěn)壓模塊(54)，用以將整流濾波模塊(53)輸出的直流電力穩(wěn)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(lián)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(diào)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(diào)器。所述燈光控制器與各調(diào)制器鏈接；所述各調(diào)制器分別與其組內(nèi)n盞LED燈具的解調(diào)器電聯(lián)接。所述各解調(diào)器輸出端分別以電源線和信號線與所述LED燈具相連。本發(fā)明的有益效果是只需利用LED燈的供電線路，即可實現(xiàn)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(diào)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(yōu)先權日2010年8月20日
發(fā)明者游艷武 申請人:游艷武