基于PLC调光的LED驱动电源控制装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201922404741.7 (22)申请日 2019.12.27 (73)专利权人 常州市海铂尔电子科技有限公司 地址 213023 江苏省常州市钟楼区钟楼经 济开发区松涛路53号1幢 （1号楼） 2层 (72)发明人 芮益锋蒋卫红王凤可 (74)专利代理机构 南京正联知识产权代理有限 公司 32243 代理人 杭行 (51)Int.Cl. H05B 45/30(2020.01) H05B 45/20(2020.01) H05B 45/10(2020.01) (54)实用新型名。

2、称 一种基于PLC调光的LED驱动电源控制装置 (57)摘要 本实用新型公开了一种基于PLC调光的LED 驱动电源控制装置， 包括控制装置主体， 控制装 置主体包括86底盒、 电源板、 主板和装饰面板， 电 源板包括降压电路， 主板包括PLC通信电路、 MCU、 PLC耦合电路、 编码开关、 按键开关和状态指示 灯， 装饰面板包含可按压式旋钮， 降压电路接入 有交流电源， 降压电路、 MCU、 PLC通信电路和PLC 耦合电路依次电性连接， 编码开关和按键开关均 电性连接有MCU， MCU电性连接有状态指示灯， 本 专实用新型通过其内置的PLC通信模块， 在专有 通信协议下， 完成PLC通信，。

3、 可以同时控制同电力 线网络下所有LED驱动电源。 权利要求书1页 说明书4页 附图7页 CN 211128312 U 2020.07.28 CN 211128312 U 1.一种基于PLC调光的LED驱动电源控制装置， 其特征在于， 包括控制装置主体， 所述控 制装置主体包括86底盒、 电源板、 主板和装饰面板， 所述86底盒和装饰面板连接组成外壳， 所述电源板和主板设于控制装置主体内部， 所述86底盒内置于墙体安装， 所述电源板包括 降压电路， 所述主板包括PLC通信电路、 MCU、 PLC耦合电路、 编码开关、 按键开关和状态指示 灯， 所述装饰面板包含可按压式旋钮， 所述降压电路接入有。

4、交流电源， 所述降压电路、 MCU、 PLC通信电路和PLC耦合电路依次电性连接， 所述编码开关和按键开关均电性连接有MCU， 所 述MCU电性连接有状态指示灯。 2.根据权利要求1所述的一种基于PLC调光的LED驱动电源控制装置， 其特征在于： 所述 降压电路采用高性能的AD/DC转换芯片。 3.根据权利要求1所述的一种基于PLC调光的LED驱动电源控制装置， 其特征在于： 所述 PLC通信电路采用高度集成的PLC通讯芯片。 4.根据权利要求1所述的一种基于PLC调光的LED驱动电源控制装置， 其特征在于： 所述 状态指示灯采用双色LED灯珠。 权利要求书 1/1 页 2 CN 211128。

5、312 U 2 一种基于PLC调光的LED驱动电源控制装置 技术领域： 0001 本实用新型涉及PLC调光技术技术领域， 尤其涉及一种基于PLC调光的LED驱动电 源控制装置。 背景技术： 0002 PLC调光即电力线载波通信调光， 其原理是通过电力线通信实现控制LED驱动电 源， 对LED光源的开关、 调光控制。 0003 常规使用场景下， LED灯的控制是通过控制AC开闭方式实现驱动电源的开关控制， 要实现调光控制， 主要通过增加一路0至10V的输出调光开关， 其方式存在控制方式相对复 杂， 布线成本高的不足。 随后出现了基于433MHz的射频无线控制方式， 存在设计复杂， 成本 高， 控。

6、制模块功耗高的不足。 现在出现了基于蓝牙等点对点无线控制方式。 但是该控制方式 仅能实现控制源对单个设备的控制， 无法满足单控制源对多个设备同时控制的需求。 实用新型内容： 0004 针对上述问题， 本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于PLC调光的LED驱动 电源控制装置， 包括控制装置主体， 所述控制装置主体包括86底盒、 电源板、 主板和装饰面 板， 所述86底盒和装饰面板连接组成外壳， 所述电源板和主板设于控制装置主体内部， 所述 86底盒内置于墙体安装， 所述电源板包括降压电路， 所述主板包括PLC通信电路、 MCU、 PLC耦 合电路、 编码开关、 按键开关和状态指示灯， 所述装。

7、饰面板包含可按压式旋钮， 所述降压电 路接入有交流电源， 所述降压电路、 MCU、 PLC通信电路和PLC耦合电路依次电性连接， 所述编 码开关和按键开关均电性连接有MCU， 所述MCU电性连接有状态指示灯。 0005 优选的， 所述降压电路采用高性能的AD/DC转换芯片。 0006 优选的， 所述PLC通信电路采用高度集成的PLC通讯芯片。 0007 优选的， 所述状态指示灯采用双色LED灯珠。 0008 本实用新型有益效果： 0009 (1)本专利通过PLC电力线载波通信控制的方式， 实现了调光、 调色、 开关控制功 能， 对比传统的有线控制方式， 可以大幅度降低工程施工成本； 0010 。

8、(2)本专利内置MCU， 通过PLC通信电路实现通信功能， 与其配对实用的PLC调光LED 驱动组成PLC通信网络， 实现开光及调光， 调色功能， 部署简单， 施工成本低； 0011 (3)本专利通过专有协议实现PLC组网通信功能， 可以实现设备间多对多传输， 并 特别提高构建大范围网络覆盖的通信能力， 适用于工程应用场景。 对比传统的开关具有布 置简单， 组网控制方便， 相对传统的1对1通信， 具备显著的工程应用优势。 本专利采用100V- 277V宽压交流供电， 适合全球电网供电使用。 附图说明： 0012 为了易于说明， 本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。 说明书 1/4 页。

9、 3 CN 211128312 U 3 0013 图1为本实用新型原理框图； 0014 图2为降压电路原理图； 0015 图3为PLC通信模块原理图； 0016 图4为PLC控制MCU原理图； 0017 图5为PLC滤波耦合电路原理图； 0018 图6为PLC接收电路原理图； 0019 图7为PLC功放电路原理图； 0020 图8为编码开关原理图； 0021 图9为按键开关原理图； 0022 图10为状态指示灯原理图； 0023 图11为PLC数据帧结构图； 0024 图12为本实用新型结构图； 0025 图13为本实用新型结构功能分解图。 具体实施方式： 0026 为使本实用新型的目的、 技。

10、术方案和优点更加清楚明了， 下面通过附图中示出的 具体实施例来描述本实用新型。 但是应该理解， 这些描述只是示例性的， 而并非要限制本实 用新型的范围。 此外， 在以下说明中， 省略了对公知结构和技术的描述， 以避免不必要地混 淆本实用新型的概念。 0027 如图1-13所示， 本实用新型的一种基于PLC调光的LED驱动电源控制装置， 包括控 制装置主体， 所述控制装置主体包括86底盒、 电源板、 主板和装饰面板， 所述86底盒和装饰 面板连接组成外壳， 所述电源板、 主板设于控制装置主体内部， 所述86底盒内置于墙体安 装， 所述电源板包括降压电路， 所述主板包括PLC通信电路、 MCU、 。

11、PLC耦合电路、 编码开关、 按 键开关和状态指示灯， 所述装饰面板包含可按压式旋钮， 所述降压电路接入有交流电源， 所 述降压电路、 MCU、 PLC通信电路和PLC耦合电路依次电性连接， 所述编码开关和按键开关均 电性连接有MCU， 所述MCU电性连接有状态指示灯。 0028 具体地， 交流电源输入本专利后， 经过降压电路转换为3.3V电源， 为MCU、 PLC通信 电路及相关电路供电。 本专利通过编码开关输入调光、 调色或者开关控制命令至PLC通信电 路， 经过处理后转换为基带信号， 经过放大耦合电路至交流电源、 通过PLC通信方式传输至 同电力线网络下的受控LED驱动电源。 0029 。

12、本实用新型通过按键开关操作， 实现PLC组网、 硬件复位和正常工作状态的切换， 通过状态指示灯， 实现PLC组网、 硬件复位、 正常工作状态的状态指示功能。 0030 其中， 降压电路采用高性能的AD/DC转换芯片， 可以实现交流电降压转换为5V电 源， 随后经过LDO转换为3.3V电源， 为后续电路提供电源， 其原理图见图2。 0031 PLC通信电路采用高度集成的PLC通讯芯片， 具有体积小、 使用方便、 设计简单、 可 靠性高的特点， 其原理图详见图3。 0032 MCU主控负责与PLC主控通信芯片进行PLC数据交互协议的解析， 接收数据帧， 根据 已经配置的组ID及组内ID给出调光控制。

13、信号给Led驱动电源主控， 实现调光。 通过AD电压电 流采样电路实时监控并获得驱动电源工作参数， 并根据协议内容实现开关控制及工作状态 说明书 2/4 页 4 CN 211128312 U 4 参数的返回， 其原理图详见图4。 0033 1)PLC耦合电路： 为减少电力线杂波的干扰， 需要将PLC通信频率以外的频点进行 滤除， 增加PLC采样的及解调可信性， 本实用新型采用 型滤波网络， 将PLC通信带外大于 250K的频率进行滤波抑制， 同时， 因PLC发射时也需要对带外能量进行滤除， 减少耦合至电 力线路的无用频率干扰， 实际实现如图11， 0034 2)PLC接收电路 0035 PLC。

14、信号， 经过变压器耦合至接收端时， 需要对该型号进行预处理， 因PLC信号电力 线传输中的损耗较大， 再经过耦合后的信号已经非常小， 因此需要进行一点的补偿， 本专利 采用低噪放对接收信号固定增益放大， 为减少低噪放的输出自激， 在PLC接收信号输入至放 大器前， 在进行一次滤波， 滤除无用信号， 放大有用信号， 具体实现如图12。 0036 3)PLC功放电路 0037 PLC功放电路是PLC通信发送的必要电路， PLC调制波形信号， 经该放大电路后， 产 生固定增益， 再经耦合变压器， 将信号耦合至交流电源网络， 具体实现如图13所示。 0038 编码开关将旋转和按压操作转换为电信号， 传。

15、输PLC_MCU， 将上述电信号转换为控 制命令， 其原理图详见图6。 0039 按键开关将按压信号转换为电信号， 通过不同频次的按压和不同时长的按压操 作， 实现PLC组网、 复位装置、 正常工作三种状态的表达， 其原理图详见图7。 0040 状态指示灯采用双色LED灯珠， 通过PLC_MCU的双路控制输入信号， 可以实现三种 不同颜色的状态指示。 通过不同频次的闪烁状态变化， 可以分别表示不同的工作状态， 其原 理图详见图8。 0041 本专利通过专有的PLC组网通信协议， 可以实现LED驱动电源、 LED驱动电源控制装 置之间的通信功能。 0042 本专利中LED驱动电源控制装置及LED。

16、驱动电源所组建的PLC通信网络， 可以提供 设备间多对多传输， 并特别提高构建大范围网络覆盖的通信能力， 适用于楼层或道路路灯 的自动控制。 在该方案中每个LED驱动电源均为PLC节点， 同时支持低功耗工作模式， 其采用 OFDM多载波通信技术， 有效降低在电力线输电线路上的瞬时强干扰， 提供可靠的数据通信 通道。 0043 因电力线载波通信是基于供电线路上完成的右线通信， 无法避免的会受到电力线 上的突发或强干扰， 因此为保证PLC通信的可靠性， 因硬件资源限制， 我们设定5个载波频点 分别为50KHz， 75KHz， 100KHz,150KHz， 250Hz， 通信发起方通过这5个频点按时。

17、间间隔依次向 接收方(PLC驱动电源)发起探测命令， 当接收方收到信息， 立即响应发起方， 将信道质量信 息通过原频点返回， 最终发起方根据接收到的回执记录当前可用频点， 并按接受信噪比排 序， 在通信过程中依次由发送交互信息， 实现交互信息可靠传输。 0044 该通信协议规定了本专利中各PLC设备所采用的的PLC通信协议， 其中包括硬件链 路层协议及PLC调光的相关协议。 数据帧可带载信息96bit， 那么去除ID占用的32bit剩余的 64bit可留给需要传递的信息(如数据帧的标识信息， 灯的开关控制状态， 灯的亮度等)， 实 现分组控制及设备状态上报。 0045 本实用新型使用PLC在电。

18、力线上可实现通信功能， 将需要的参数拼装成为PLC链路 层数据帧， 我们采用的PLC没包数据帧可带载信息96bit,因我们需要同时控制多个LED驱动 说明书 3/4 页 5 CN 211128312 U 5 电源的需求， 每个驱动分配固定的一个ID， 该ID号为一个32bit数， 就必须要将其进行分组， 其中分组ID 16bit设备ID16bit组成， 因此电力线PLC网中可存在65535个分组， 每个分组中 最多可容纳65535个组内驱动电源， 这样足够满足常规工程应用中的设备数量及组网规模 要求， 具体ID信息见图8。 0046 本专利使用86底盒， 内置电源板和主板、 外部安装装饰面板，。

19、 以实现其操作控制功 能， 其整体结构图详见图10， 结构划分详见图11。 0047 其中86底盒内置于墙体安装， 方便用户使用； 电源板包含降压电路， 将交流电转换 为3.3V直流电源， 供主板使用； 主板包含PLC通信电路、 MCU、 PLC耦合电路、 编码开关、 按键开 关和状态指示灯部分， 实现本专利主体功能； 装饰面板包含可按压式旋钮， 实现机械操作功 能。 0048 以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。 本行 业的技术人员应该了解， 本实用新型不受上述实施例的限制， 上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理， 在不脱离本实用新型精神和范围的。

20、前提下， 本实用新型还 会有各种变化和改进， 这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。 本实用新型 要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 说明书 4/4 页 6 CN 211128312 U 6 图1 图2 说明书附图 1/7 页 7 CN 211128312 U 7 图3 图4 说明书附图 2/7 页 8 CN 211128312 U 8 图5 图6 说明书附图 3/7 页 9 CN 211128312 U 9 图7 图8 说明书附图 4/7 页 10 CN 211128312 U 10 图9 图10 图11 说明书附图 5/7 页 11 CN 211128312 U 11 图12 说明书附图 6/7 页 12 CN 211128312 U 12 图13 说明书附图 7/7 页 13 CN 211128312 U 13 。