本實用新型屬于調光控制電路技術領域，涉及一種射頻調光器，尤其是一種采用單火線供電模式的射頻調光器。

背景技術：

調光單片機廣泛的應用在各個領域，市場上最常見的調光器多數是采用相控調光操作，且現有支持單火線供電。相控調光單片機是按照亮度的要求以不同的相位角對電源的正弦電壓波進行切割，從而改變輸出電壓的有效值以調節燈具的亮度。按照切割的方法又可分為前沿相控調光以及后沿相控調光，前沿相控調光采用的調節器件為可控硅，后沿相控調光都采用IGBT晶體管。而不管前沿相控還是后沿相控，切割正弦波后就會通過電路產生高次諧波，這種高次諧波將會干擾和影響電源系統或影響其他的電子設備的工作。

目前市面上的多數調光產品均是采用電位器調節的方式進行調光操作，雖調光精確，但在某些場合還是多有不便。而采用紅外遙控的方式進行調光，遙控器與調光器必須直線相對，中間不能有任何遮擋物，調光方式也是依然不能滿足靈活多變的要求。缺乏支持單火線供電方式更是讓調光器難以快速普及并替換傳統的開關盒。并且在針對大功率燈具時，缺乏有利的功率限制保護措施，在過流的情況下容易將可控硅或者IGBT晶體管燒毀，導致電路工作癱瘓。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種采用單火線供電模式的射頻調光器，

為達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案予以實現：

一種采用單火線供電模式的射頻調光器，包括單片機、供電模塊，以及均與單片機相交互的驅動電路和射頻模塊；單片機的信號輸入端還與過零檢測電路的信號輸出端相連；火線的漏電流接供電模塊的輸入端，供電模塊的+10V直流輸出端接驅動電路，+3.3V直流輸出端分別接單片機和射頻模塊。

本實用新型進一步的改進在于：

所述調光電路上還連接有取樣電路，取樣電路的輸出端與單片機相連，取樣電路的電源輸入端接供電模塊的+3.3V直流輸出端。

所述單片機采用STMBL152C單片機，射頻模塊采用SI4432-M1模塊，SI4432-M1模塊的SDO、SDI、SCK、IRQ、SDN以及CS端口均與STMBL152C單片機的I/O接口掛接。

所述供電模塊報交直流轉換器和穩壓器，交直流轉換器的輸入端接火線漏電流，輸出端經電感L1接穩壓器的輸入端，穩壓器的Vin為+10V直流輸出端，Vout為+3.3V輸出端。

所述過零檢測電路電阻R15、電阻R16和二極管D2，火線端交流電流通過雙向觸發二極管D6后，接串聯的等值電阻R15和電阻R16的一側，電阻R16的另一側分別接二極管D2的陽極、電容C18的一側以及單片機的信號輸入端；二極管D2的陰極接供電模塊的+3.3V直流輸出端，電容C18的另一側接地。

所述調光電路包括兩個IGBT晶體管Q1和IGBT晶體管Q4；IGBT晶體管Q1和IGBT晶體管Q4的門極分別通過電阻R31和電阻R32與驅動電路相連，集電極分別接火線AO-L和火線AI-L，發射極分別通過電阻R1和電阻R2接地。

所述驅動電路包括驅動芯片TC4426，驅動芯片TC4426的VDD接供電模塊的+10V直流輸出端，IGBT晶體管Q1的門極通過電阻R31接驅動芯片TC4426的引腳OUTB，IGBT晶體管Q4的門極通過電阻R32接驅動芯片TC4426的引腳OUTA；驅動芯片TC4426的引腳INB和引腳INA將信號OUT輸出值單片機對應的輸入端。

所述取樣電路包括運放U5、運放U2以及，運放U5和運放U2的正向輸入端分別與IGBT晶體管Q1和IGBT晶體管Q2的發射極相連，反向輸出端分別通過電阻R24和電阻R26接地；運放U5的輸出端分兩路，一路接肖特基二極管D9的第一陽極；另一路接電阻R23的一端，電阻R23的另一端接運放U5的反相輸入端；運放U2的輸出端分三路，第一路接肖特基二極管D9的第二陽極；第二路接電阻R25的一端，電阻R25的另一端接運放U2的反相輸入端；第三路接電阻R34的一端，電阻R34的另一端分為兩路，一路通過電容C14接地，另一路接單片機的信號輸入端；肖特基二極管D9的陰極接電阻R30的一端，電阻R30的另一端分為三路，第一路桶電阻R28接地，第二路接三極管Q5的基極，第三路接三極管Q6的基極；三極管Q5和三極管Q6的發射極均接地，集電極分別接IGBT晶體管Q1和IGBT晶體管Q4的門極。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型采用單火線供電，控制電路的供電部分直接從火線供給，無需零線，便可維持單片機以及無線接收模塊的正常工作。同時，采用868MHz射頻信號來實現操控，具有操控距離遠，能穿越障礙物，抗干擾能力強的優點，一機可配對多支遙控，實際操控方式靈活多變。本實用新型由單片機直接發送信號控制IGBT晶體管對電源正弦波進行切割，采用前沿相控，調光精確，干擾較小，待機功耗低，經久耐用。本實用新型具有功率限制保護功能，偵測到功率超出預定值時自動切斷電路。本實用新型的工作電壓幅度大AC 60-260V均可工作正常同時，能夠接入翹板開關實現雙模式控制；最后，本實用新型無線收發中繼功能開啟后可以自動為遙控范圍內的同類產品協調通信，增加遙控距離。

附圖說明

圖1為本實用新型的模塊結構示意圖；

圖2為本實用新型單片機的結構示意圖；

圖3為本實用新型整體電路結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述：

參見圖1，本實用新型包括單片機、供電模塊，以及均與單片機相交互的驅動電路和射頻模塊；單片機的信號輸入端還與過零檢測電路的信號輸出端相連；火線的漏電流接供電模塊的輸入端，供電模塊的+10V直流輸出端接驅動電路，+3.3V直流輸出端分別接單片機和射頻模塊。調光電路上還連接有取樣電路，取樣電路的輸出端與單片機相連，取樣電路的電源輸入端接供電模塊的+3.3V直流輸出端。

如圖2所示，單片機采用STMBL152C單片機，射頻模塊采用SI4432-M1模塊，SI4432-M1模塊的SDO、SDI、SCK、IRQ、SDN以及CS端口均與STMBL152C單片機的I/O接口掛接。SI4432-M1模塊的工作頻率為868MHz，該頻段使用設備相對較少，干擾也少，相對與其他頻段更加可靠，該模塊的SDO,SDI,SCK,以及IRQ,SDN和CS端口直接與單片機的I/O掛接，通過程序進行信號的接收或者發射。電路構架十分精簡。

如圖3所示，供電模塊報交直流轉換器和穩壓器，交直流轉換器的輸入端接火線漏電流，輸出端經電感L1接穩壓器的輸入端，穩壓器的Vin為+10V直流輸出端，Vout為+3.3V輸出端。由于是采用單火線供電，供電方式與常規的供電方式不同。在安裝好燈具的前提下，交流電正半周的電流走向順序為：火線輸入二極管D7、電阻R3二極管D1以及電容C1，然后經過參考地，再由電阻R1與IGBT晶體管Q1流經火線輸出燈泡至零線；負半周的電流走向順序為：燈具至二極管D8，然后由電阻R3、二極管D1、電容C1經參考地，再從電阻R2、IGBT晶體管Q4至火線輸入接口流走。因此，在燈具沒有點亮的前提下，該電源系統也依然能夠通過燈具本體的漏電流進行供電，維持整個系統的供電正常。在濾波電容C1時刻有經受充電的情況下，后端的由LNK304N組成的開關電源電路即可正常運作。該電路產生的10V電壓為驅動芯片TC4426提供電源，同時經過BL1117穩壓器穩壓為3.3V的電壓為系統中的運放，單片機以及射頻模塊提供有效穩定的供電。

如圖3所示，過零檢測電路電阻R15、電阻R16和二極管D2，火線端交流電流通過雙向觸發二極管D6后，接串聯的等值電阻R15和電阻R16的一側，電阻R16的另一側分別接二極管D2的陽極、電容C18的一側以及單片機的信號輸入端；二極管D2的陰極接供電模塊的+3.3V直流輸出端，電容C18的另一側接地。

過零檢測信號是火線端交流電流通過D6進行整流后經由等值串聯電阻R8,R9限流，在3.3V反接1N4148下，產生的100Hz信號經ZERO口輸入給單片機，交流電無論在正負半周，每經過一次零點時均給單片機發送一個信號。根據調光需求值的不同，單片機在輸出端口OUT端有規律的提供高電平脈沖經驅動IC對Q1及Q4兩晶體管做快速的開關動作，以達到切割正弦波的有效波形，改變提供電能的有效值。

如圖3所示，調光電路包括兩個IGBT晶體管Q1和IGBT晶體管Q4；IGBT晶體管Q1和IGBT晶體管Q4的門極分別通過電阻R31和電阻R32與驅動電路相連，集電極分別接火線AO-L和火線AI-L，發射極分別通過電阻R1和電阻R2接地。驅動電路包括驅動芯片TC4426，驅動芯片TC4426的VDD接供電模塊的+10V直流輸出端，IGBT晶體管Q1的門極通過電阻R31接驅動芯片TC4426的引腳OUTB，IGBT晶體管Q4的門極通過電阻R32接驅動芯片TC4426的引腳OUTA；驅動芯片TC4426的引腳INB和引腳INA將信號OUT輸出值單片機對應的輸入端。

如圖3所示，取樣電路包括運放U5、運放U2以及，運放U5和運放U2的正向輸入端分別與IGBT晶體管Q1和IGBT晶體管Q2的發射極相連，反向輸出端分別通過電阻R24和電阻R26接地；運放U5的輸出端分兩路，一路接肖特基二極管D9的第一陽極；另一路接電阻R23的一端，電阻R23的另一端接運放U5的反相輸入端；運放U2的輸出端分三路，第一路接肖特基二極管D9的第二陽極；第二路接電阻R25的一端，電阻R25的另一端接運放U2的反相輸入端；第三路接電阻R34的一端，電阻R34的另一端分為兩路，一路通過電容C14接地，另一路接單片機的信號輸入端；肖特基二極管D9的陰極接電阻R30的一端，電阻R30的另一端分為三路，第一路桶電阻R28接地，第二路接三極管Q5的基極，第三路接三極管Q6的基極；三極管Q5和三極管Q6的發射極均接地，集電極分別接IGBT晶體管Q1和IGBT晶體管Q4的門極。

取樣電路的主要功能是在于檢測通過電流的大小，時時偵測流經IGBT晶體管Q1和IGBT晶體管Q4的電流，以做到保護這兩顆作為整個系統正常工作的主要核心器件不會因為過流燒毀等情況發生。此電路分別在IGBT晶體管Q1和IGBT晶體管Q4的回路中串聯高精度的微值電阻0.05歐的電阻R1和電阻R2。正半周電阻R1端的分壓經過運放U5的放大后經肖特基二極管D9反饋到回路中控制三極管Q5和三極管Q6的開關，由圖中可以明顯看出，三極管Q5和三極管Q6導通則IGBT晶體管Q1和IGBT晶體管Q4截止，電流自動切斷。該電路為對稱式設計，分別偵測正負半周的反饋值，并有輸出一路給單片機的ADC1腳，方便單片機對其值進行實時采樣。

本實用新型的原理：

本實用新型為單線制供電模式，按鍵射頻遙控實現無極調光，并且采用單片機控制對IGBT晶體管進行前沿相控調光，無閃爍無噪聲。一定程度上減小了對電網產生的EMI干擾。本實施例中供電模塊采用的是以LNK304為主控IC組建的開關電源電路。外圍電路簡單元件少并且輸出穩定，單片機供電采用BL1117穩壓IC實現3.3V的電壓輸出，以實現單片機及射頻模塊供電正常。無線電路采用的是SI4432-M1射頻模塊，其兼備發送與接收的功能，在必要的時候可以做為中繼器使用，使多個調光器相互串聯協調通信，大幅度增大遙控的距離。相控電路采用了兩顆SPB20N60C的IGBT晶體管分別控制正相和反相波形的切割。根據過零檢測電路提供的參考時間點，單片機提供準確的輸出時序波形控制晶體管開關實現前沿相控調光。對比市面上的后沿調光，該電路的調光方式可以一定程度上減小切割正弦波所產生的高次諧波，以減小對電源網絡的污染。取樣及過流檢測保護電路通過檢測采樣電阻產生的分壓經過運放放大后反饋至晶體管的控制腳，當電流時能迅速切斷晶體管的輸入，使得電路即時切斷照明線路，防止燒毀晶體管。

以上內容僅為說明本實用新型的技術思想，不能以此限定本實用新型的保護范圍，凡是按照本實用新型提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本實用新型權利要求書的保護范圍之內。