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一種基于總線鏈路供電技術(shù)的智能照明調(diào)光模塊的制作方法

文檔序號:12844337閱讀:1038來源:國知局
一種基于總線鏈路供電技術(shù)的智能照明調(diào)光模塊的制作方法與工藝

本實用新型涉及一種智能照明及智能家居系統(tǒng)中的燈光亮度調(diào)節(jié)控制設(shè)備,具體涉及一種基于總線鏈路供電技術(shù)的智能照明調(diào)光模塊。



背景技術(shù):

目前,常見的RS485總線或CAN總線類型的可控硅智能照明調(diào)光模塊,電源端口和通信端口分別獨立設(shè)計,分別由2芯電源線和2芯通信雙絞線連接,并且通信端口連接具有正負極性。這樣智能照明調(diào)光模塊設(shè)備聯(lián)網(wǎng)通信時需要分別布設(shè)電源和通信鏈路,安裝接線時容易出錯。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本實用新型的目的是提供一種通信總線鏈路具有供電功能,并且鏈路不分正負極性,安裝接線時不僅減少安裝的工作量,同時能輕易避免安裝接線錯誤,降低安裝難度;大大提高控制系統(tǒng)的實時性的基于總線鏈路供電技術(shù)的智能照明調(diào)光模塊,。

為了解決背景技術(shù)所存在的問題,本實用新型是采用以下技術(shù)方案:一種基于總線鏈路供電技術(shù)的智能照明調(diào)光模塊,它包含:MCU微控制器單元、可控硅調(diào)光控制單元、Pyxos FT通信單元、耦合隔離單元和電源管理單元,MCU微控制器單元通過SPI總線與Pyxos FT通信單元交互,且MCU微控制器單元與可控硅調(diào)光控制單元連接,電源管理單元與MCU微控制器單元連接;耦合隔離單元與Pyxos FT通信單元連接,且一對2芯雙絞線分別與耦合隔離單元、電源管理單元連接。

作為本實用新型的進一步改進;所述的MCU微控制器單元采用ATMEL ATmega16芯片,ATmega16是基于增強的AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器。在該模塊中處理通訊與設(shè)備的調(diào)光控制。

作為本實用新型的進一步改進;所述的可控硅調(diào)光控制單元包含連接至MCU微控制器單元的光耦和可控硅,光耦采用MOC3052型光耦,可控硅采用BTA41-600B三端雙向可控硅。

作為本實用新型的進一步改進;所述的Pyxos FT通信單元包含Pyxos FT芯片,Pyxos FT芯片采用20針QFN封裝形式。MCU微控制器單元通過SPI總線與Pyxos FT芯片進行協(xié)議數(shù)據(jù)交互。

作為本實用新型的進一步改進;所述的耦合隔離單元包含共模電感。

作為本實用新型的進一步改進;所述的電源管理單元包含整流橋、降壓型DC-DC芯片和穩(wěn)壓芯片,整流橋與降壓型DC-DC芯片連接,降壓型DC-DC芯片與穩(wěn)壓芯片連接,穩(wěn)壓芯片與MCU微控制器單元連接;其中,所述的整流橋采用MB6S橋堆;降壓型DC-DC芯片采用AX3007 DC-DC芯片;穩(wěn)壓芯片采用AMS1117-3.3V芯片。

本實用新型采用在照明調(diào)光模塊功能電路設(shè)計基礎(chǔ)上,通過基于Pyxos FT通信芯片設(shè)計電路作為本智能照明調(diào)光模塊的現(xiàn)場總線通信接口鏈路。由于Pyxos FT芯片特性為內(nèi)嵌了通信協(xié)議處理器和現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器,支持在一對2芯雙絞線上傳輸24VAC/DC電源,并且通信信號及供電無極性,傳輸速率高(312.5Kbps)。智能照明調(diào)光模塊的供電能夠通過Pyxos FT芯片的收發(fā)器端經(jīng)過線路耦合隔離和電源管理單元獲取。并且,MCU微控制器單元通過與Pyxos FT芯片進行協(xié)議數(shù)據(jù)交互,將智能照明調(diào)光模塊的通信數(shù)據(jù)幀通過高速現(xiàn)場總線進行傳輸。

采用上述技術(shù)方案后,本實用新型具有以下有益效果:除具有一般可控硅智能照明調(diào)光模塊的控制燈光回路亮度調(diào)節(jié)功能外,通信總線鏈路具有供電功能,并且鏈路不分正負極性。即在智能照明調(diào)光模塊2芯總線端子上既能傳輸電源信號又能傳輸通信信號,且2芯接線端子不分極性,任意連接。這樣,安裝接線時不僅減少安裝的工作量,同時能輕易避免安裝接線錯誤,降低安裝難度。另外,本設(shè)備現(xiàn)場總線通信速率可達到312.5KBPS,大大提高控制系統(tǒng)的實時性。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型所提供的實施例的整體結(jié)構(gòu)圖;

圖2為本實用新型所提供的實施例的結(jié)構(gòu)框圖;

附圖標記:

1-MCU微控制器單元;

2-可控硅調(diào)光控制單元;21-光耦;22-可控硅;

3-Pyxos FT通信單元;31-Pyxos FT芯片;

4-耦合隔離單元;41-共模電感;

5-電源管理單元;51-整流橋;52-降壓型DC-DC芯片;53-穩(wěn)壓芯片。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及具體實施方式,對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解,此處所描述的具體實施方式僅用以解釋本實用新型,并不用于限定本實用新型。

請參閱圖1,本具體實施方式采用以下技術(shù)方案:一種基于總線鏈路供電技術(shù)的智能照明調(diào)光模塊,它包含:MCU微控制器單元1、可控硅調(diào)光控制單元2、Pyxos FT通信單元3、耦合隔離單元4和電源管理單元5,MCU微控制器單元1通過SPI總線與Pyxos FT通信單元3交互,且MCU微控制器單元1與可控硅調(diào)光控制單元2連接,電源管理單元5與MCU微控制器單元1連接;耦合隔離單元4與Pyxos FT通信單元3連接,且一對2芯雙絞線分別與耦合隔離單元4、電源管理單元5連接。

其中,MCU微控制器單元1是核心單元,主要通過可控硅調(diào)光控制單元2,使流過照明燈具負載的平均電流發(fā)生變化,完成照明回路的亮度調(diào)節(jié)控制功能;同時還與Pyxos FT通信單元3進行信息交互處理,完成系統(tǒng)功能參數(shù)的設(shè)置和調(diào)光輸出信號在現(xiàn)場總線中的傳輸;

可控硅調(diào)光控制單元2:根據(jù)Pyxos FT通信單元3進行信息處理的結(jié)果,執(zhí)行輸出控制命令,并分別執(zhí)行調(diào)光回路中可控硅的輸出導通角,使流過照明燈具負載的平均電流發(fā)生變化;

Pyxos FT通信單元3:處理現(xiàn)場通信總線信號,與MCU微控制器單元1進行功能參數(shù)的雙向交互;

耦合隔離單元4:將現(xiàn)場總線中的電源信號與通信信號進行隔離;

電源管理單元5:將現(xiàn)場總線中隔離出的電源信號進行變換處理,輸出系統(tǒng)控制電路使用的電源。

請參閱圖2,所述的MCU微控制器單元1采用ATMEL ATmega16芯片,ATmega16是基于增強的AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器。在該模塊中處理通訊與設(shè)備的調(diào)光控制;

請參閱圖2,所述的可控硅調(diào)光控制單元2包含連接至MCU微控制器單元1的光耦21和可控硅22,光耦21采用MOC3052型光耦,可控硅22采用BTA41-600B三端雙向可控硅;

可控硅調(diào)光控制單元2實現(xiàn):系統(tǒng)功能電路通電后,MCU微控制器單元1根據(jù)Pyxos FT通信單元3進行信息處理的結(jié)果,利用可控硅導通角的特性,執(zhí)行IO控制輸出,并通過將輸入電壓的波形通過可控硅導通角切波之后,產(chǎn)生一個切向的輸出電壓波形。應(yīng)用切向的原理,可減少輸出電壓的有效值,以此來降低照明負載的功率。該模塊的調(diào)光部分采用光耦21加上可控硅22來驅(qū)動,光耦21可以將低電壓的邏輯電平與高壓交流電隔離,為大電流三端雙向可控硅或閘流晶體管提供隨機相位控制,它具有的較強抗靜態(tài)電壓上升率(dv/dt)能力,能夠保證對感性負載的可靠開/關(guān)控制。可控硅22由于要控制的是50Hz的交流信號,所以通過光耦21提取出其過零點的信號(同步信號),MCU微控制器單元1通過中斷采集這個信號每個同步信號的產(chǎn)生,根據(jù)同步信號來控制觸發(fā)信號的產(chǎn)生來控制可控硅22的導通時間,從而達到調(diào)光的效果。

請參閱圖2,所述的Pyxos FT通信單元3包含Pyxos FT芯片31,Pyxos FT芯片31采用20針QFN封裝形式。MCU微控制器單元1通過SPI總線與Pyxos FT芯片31進行協(xié)議數(shù)據(jù)交互;

Pyxos FT通信單元3的工作原理:Pyxos FT芯片31已經(jīng)嵌入了完整的Pyxos FT協(xié)議,因此Pyxos FT系統(tǒng)的設(shè)計者可以集中于應(yīng)用的需求而不過多地考慮網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn),MCU微控制器單元1通過SPI總線與Pyxos FT通信單元3進行協(xié)議數(shù)據(jù)交互,將智能照明調(diào)光模塊的數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場總線接口與總線上的其他設(shè)備模塊進行交互傳輸。

請參閱圖2,所述的耦合隔離單元4包含共模電感41。耦合隔離單元4的原理:Pyxos總線上既傳輸通信信號又傳輸24VAC/DC電源信號,因此需要將通信和電源信號進行分離。由于Pyxos總線數(shù)據(jù)信號為高頻載波信號,因此將2芯現(xiàn)場雙絞總線經(jīng)過680uH共模電感41隔離,隔離出通信信號。

請參閱圖2,所述的電源管理單元5包含整流橋51、降壓型DC-DC芯片52和穩(wěn)壓芯片53,整流橋51與降壓型DC-DC芯片52連接,降壓型DC-DC芯片52與穩(wěn)壓芯片53連接,穩(wěn)壓芯片53與MCU微控制器單元1連接;其中,所述的整流橋51采用MB6S橋堆;降壓型DC-DC芯片52采用AX3007 DC-DC芯片;穩(wěn)壓芯片53采用AMS11 17-3.3V芯片。

電源管理單元工作原理:通信鏈路中的電源為24VAC/DC信號,通過智能照明調(diào)光模塊的耦合隔離單元4,將2芯無極性雙絞通信線路中的24VDC/AC電源信號分離。電源部分采用整流橋51整流成直流24V,采用降壓型DC-DC芯片52將24VDC轉(zhuǎn)成5VDC,進而采用穩(wěn)壓芯片53將5VDC轉(zhuǎn)換成3.3VDC,作為智能調(diào)光模塊的MCU微控制器單元1及Pyxos FT通信單元3系統(tǒng)電路電源。

本實用新型除具有一般可控硅智能照明調(diào)光模塊的控制燈光回路亮度調(diào)節(jié)功能外,通信總線鏈路具有供電功能,并且鏈路不分正負極性。即在智能照明調(diào)光模塊2芯總線端子上既能傳輸電源信號又能傳輸通信信號,且2芯接線端子不分極性,任意連接。這樣,安裝接線時不僅減少安裝的工作量,同時能輕易避免安裝接線錯誤,降低安裝難度。另外,本設(shè)備現(xiàn)場總線通信速率可達到312.5KBPS,大大提高控制系統(tǒng)的實時性。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節(jié),而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下,能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本實用新型。因此,無論從哪一點來看,均應(yīng)將實施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定,因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實用新型內(nèi)。

此外,應(yīng)當理解,雖然本說明書按照實施方式加以描述,但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案,說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當將說明書作為一個整體,各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合,形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。

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