CN101321421A - 一种无线遥控调光led装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无线遥控调光LED装置。所述无线遥控调光LED装置包括遥控发射器和可调光LED发光装置，所述可调光LED发光装置包括遥控接收器、可调光LED驱动器和LED装置，所述遥控发射器通过无线遥控方式对所述可调光LED发光装置进行开/关及亮度调节，使用方便，节能。

Description

一种无线遥控调光LED装置
技术领域
本发明涉及可调光LED装置，更具体地说，本发明涉及一种无线遥控调光LED装置。
背景技术
随着对固态光源LED研究的进一步深入，LED技术已经有了极大进步，在散热、封装和工艺技术方面的进步使得LED有了更高的亮度、更高的光效、更长的寿命和更低的成本。因此，LED照明已成为21世纪照明领域的一种趋势，LED将取代传统白炽灯和日光灯。
随着生活水平的提高，人们对LED灯光照明环境也有了更高的要求，人们希望根据整体照明需要(如颜色、温度、亮度等)来设定照明效果，实现人性化的智能控制，营造不同的室内、室外照明效果。即使室内只有LED发光天花板和发光墙面，人们也希望根据各自要求、场景情况，以及对环境和生活的不同理解，在不同的空间和时间选择并控制光的亮度、灰度、颜色的变化，模拟出各种光环境来引导、改善情绪，体现更人性化的照明环境。
发明内容
本发明提供一种使用LED作为光源的无线遥控调光LED装置，通过无线遥控方式实现对LED开关及亮度的调节。
本发明所采用的一个技术方案是：提出一种无线遥控调光LED装置，包括遥控发射器和可调光LED发光装置，所述可调光LED发光装置包括用于接收遥控发射器信号的遥控接收器、用于驱动LED装置的可调光LED驱动器和LED装置，所述遥控接收器、可调光LED驱动器和LED装置电连接；所述遥控发射器通过无线遥控方式对所述可调光LED发光装置进行开/关及亮度调节。
在本发明所述的无线遥控调光LED装置中，所述遥控接收器集成在所述可调光LED驱动器内。
在本发明所述的无线遥控调光LED装置中，所述可调光LED驱动器包括单通道驱动或多通道驱动，每个通道可驱动1个或1个以上串联的LED，同时多个通道中的每一个都由独立的调光信号控制，从而实现对每一个通道的独立调光。
在本发明所述的无线遥控调光LED装置中，所述LED装置包括LED固定组件、LED光源；所述LED固定组件是灯盘、灯罩、支架或金属面板，所述LED光源设置在所述固定组件上；所述LED光源是1个或1个以上的LED点光源或LED面光源或LED线光源。
在本发明所述的无线遥控调光LED装置中，所述遥控发射器包括调光按钮和/或频道设置按钮、编码电路和发射电路，将用户的调光信息设置编码并通过无线方式发射，所述遥控发射器包括单个或多个频道。
在本发明所述的无线遥控调光LED装置中，所述集成电路包括：对接收的调光信号进行解码的解码电路；将所述解码电路输出的数字调光信号转换成PWM调光信号的PWM调制电路；PWM调光信号控制LED驱动器的驱动电路，从而达到对LED的开/关及亮度调节。
在本发明所述的无线遥控调光LED装置中，所述遥控发射器遥控方式包括红外和射频发射。
在本发明所述的无线遥控调光LED装置中，所述遥控发射器还包括有频道和/或ID设置编码电路，用于用户设置各种不同的频道和/或ID对调光信号进行编码。
在本发明所述的无线遥控调光LED装置中，所述遥控接收器还包括有频道和/或ID解码、寻址电路，根据所述遥控发射器的设置选择对应的频道和/或ID，对接收的调光信号进行解码。
本发明的无线遥控调光LED装置具有以下优点：本发明采用无线(红外或射频)，例如射频遥控方式，有效工作范围在10米以上，满足一般室内照明的控制要求，用户可以在室内的任何位置实现对LED亮度的调节和控制，使用方便；通过使用本发明的无线遥控调光LED装置，用户可根据整体照明需要(如颜色、亮度等)来调节LED的亮度，实现人性化的智能控制，营造不同的室内、室外照明效果，同时省电节能；通过对不同的LED装置设置为不同的遥控频道，可以实现一个遥控器对室内多组LED装置的不同调光控制。
附图说明
图1～3是本发明无线遥控调光LED装置实例中三种不同的可调光LED发光装置结构示意图；
图4～7是本发明无线遥控调光LED装置实例中四种不同的遥控发射器结构示意图；
图8是本发明无线遥控调光LED装置实例中的遥控发射器电路方框图；
图9是本发明无线遥控调光LED装置实例中的可调光LED发光装置电路方框图；
图10是本发明无线遥控调光LED装置实例中的可调光LED驱动器电路图；
图11～13是本发明无线遥控调光LED装置实例中最大和最小PWM占空比示意图；
图14～15是本发明无线遥控调光LED装置实例中典型的使能调光与并行调光示意图；
具体实施方式
以下将结合附图及实例对本发明作进一步地详细说明：
本发明提出一种无线遥控调光LED装置，所述无线遥控调光LED装置包括遥控发射器和可调光LED发光装置，所述可调光LED发光装置包括遥控接收器、可调光LED驱动器和LED装置，所述遥控发射器通过无线遥控方式对所述可调光LED发光装置进行开/关及调光控制。使用该无线遥控调光LED装置，能够遥控LED发光装置的开/关及亮度调节，使用方便，节能。
图1～3所示是本发明无线遥控调光LED装置实例中三种不同的可调光LED发光装置结构示意图。如图所示，该可调光LED发光装置100包括LED固定组件110、LED光源111、可调光LED驱动器120和信号接收器121。其中LED固定组件可为灯盘、灯罩、支架、金属面板等，该组件在固定LED的同时，也为LED提供散热作用。LED光源111可为1个或1个以上的LED点光源或LED面光源或LED线光源等。可调光LED驱动器120可安装在LED固定组件110内部或者外部。信号接收器121(例如红外传感器或射频接收天线)可安装在可调光LED驱动器120的内部或者外部，接收来自遥控发射器200发射的调光信号，然后通过控制可调光LED驱动器120，驱动并调节LED的亮度。
图4～7所示是本发明无线遥控调光LED装置实例中四种不同的遥控发射器结构示意图。遥控发射器200面板包括可供用户调节亮度的增加、减小按钮和/或开关按钮和/或频道、设置按钮。遥控发射器200电路包括编码电路和发射电路，用户的调光信息经过设置编码后通过无线方式发射，所述遥控发射器包括单个或多个频道。
图8所示本发明无线遥控调光LED装置实例中的遥控发射器200电路方框图。如图所示，遥控发射器200包括调光按钮201、开关按钮202、频道设置按钮203、编码电路204、频道和/或ID设置编码电路205、发射电路206。用户通过调光按钮201对LED亮度调节发出指令，然后经编码电路204按照一定方式进行编码，接着通过连接在发射电路206上的发射天线以射频方式发射或者通过发射电路206上的红外二极管以红外线方式发射。本发明的遥控发射器200还包括频道和/或ID设置编码电路205，在将调光信号发射出去之前，选择适当的频道对用户输入的调光信息进行编码，使该调光信号在所选择的频道内发送。该遥控发射器200还可以使用频道和/或ID设置编码电路205输入对应被调光LED的ID(或者从中选择预先设置的对应被调光LED的ID)，利用被调光LED的ID对用户的输入的调光信息进行编码，然后通过发射电路206发射。这样，使用同一个遥控发射器便可以对具有不同ID的多个LED进行调光控制。
图9所示是本发明无线遥控调光LED装置实例中的可调光LED发光装置电路方框图。如图所示，信号接收器121接收来自遥控发射器200发出的遥控调光信号并进行处理，信号接收器121包括有信号接收、解码电路1211及频道和/或ID选择寻址电路1212、PWM调制电路1213。信号接收、解码电路1211接收遥控调光信号并对信号进行解码，频道和/或ID选择寻址电路1212对接收的调光信号进行解码并寻址，或者使用其内预存的对应的ID对接收的调光信号进行解码，而将频道不同或者ID不对应的信号忽略。经解码输出的数字调光信号可直接与LED驱动器122的调光接口相连，或者经解码输出的数字调光信号经过PWM调制电路1213进行调制，输出PWM调光信号与LED驱动电路122的调光接口相连，从而实现正向LED电流的开/关切换，通过改变占空比来增加或减少LED正向有效平均电流，达到调节LED光源111的亮度。
图10所示是本发明无线遥控调光LED装置实例中的LED驱动电路122电路图。该实例电路是采用PWM调光的LED单通道驱动串联调光电路，该电路包括调光驱动电路1221、串行调光电路1222。调光驱动电路1221中IC1可选用LTC3783、LTC3476、TPS6106X、EL7801等及有类似功能的单通道或多通道LED调光驱动IC。本实例中单通道调光驱动电路1221以LTC3783驱动IC为例说明，该IC内部包括一个电流调节误差放大器、一个具有FET驱动器的开关模式电源(SMPS)控制器、以及PWM或数字调光控制器。电流误差放大器采用与LED相串联的检测电阻R8两端的压降，以精确调节LED电流。集成的FET驱动器用于驱动一个N沟道功率MOSFET Q1和一个N沟道负载PWM开关Q2。PWMin输入调光信号12211不仅驱动PWMout，而且还将使能控制器GATE开关和误差放大器操作，可使控制器在PWMin为低电平时存储LED负载电流信息。通过改变PWMin调光信号12211的占空比来控制与LED串联的开关管MOSFET Q2导通与断开，从而改变LED有效平均电流来实行调光。占空比(DDim)的动态范围定义了PWM调光配置所能实现的最大亮度级别。LED亮度与正向电流成比例，因此在使用PWM调光配置时所得到的最高和最低LED电流平均值分别由下式(1)和(2)表示：
ILED_Max＝DDim_Max x ILED    (1)
ILED_Min＝DDim_Min x ILED    (2)
其中，ILED为LED电流，ILED_Max为LED电流的平均最高值，ILED_Min为LED电流的平均最低值，DDim_Max为最大调光占空比，DDim_Min为最小调光占空比。因此，PWM调光范围可用下式(3)表示：
调光范围＝DDim_Max/DDim_Min   (3)
式(3)表示PWM调光范围与最大、最小调光占空比之间的关系。对于给定的调光频率FDim，DDim_Max表示最大占空比，即LED电流在下一个调光周期开始前，从所需的正向电流(IF)降低至零的时间；DDim_Min表示最小占空比，即LED电流由零升至所需的正向电流(IF)的时间。
图11～13所示是最大和最小PWM调光占空比示意图，如图所示，DDim_Max和DDim_Min可用下式(4)和(5)表示：
DDim_Max＝(T-tSD)/T    (4)
DDim_Min＝(tD+tSU)/T    (5)
其中，T为调光周期(T＝1/FDim)，tD为从DIM脉冲上升沿到电源FET第一个脉冲之间的延迟，tSU为LED电流从零升至所需电流的上升时间，tSD为从DIM脉冲的下降沿到LED电流等于零之间的下降时间。
串行调光电路1222是将MOSFET开关管Q2与LED串联在一起，这样LED电流从IF和零之间的切换将随着串联开关的导通和关断来实行。PWM调光可以采用多个不同的电路来实现LED正向电流的开/关切换，除串行调光电路1222外，最常用的方案有使能调光(图14)、并行调光(图15)。如图14所示，在使能调光方案中，LED电流的开/关是通过把开关稳压器或者电源FET驱动器设置成使能(Enable)或失效(Disable)来实现的；如图15所示，并行调光是把一个分流MOSFET开关管与LED并联在一起，一旦将这个开关管设置成OFF或ON，立刻会有电流IF流进或流出LED，从而改变LED正向电流平均值实现调光。

Claims (10)

1、一种无线遥控调光LED装置，其特征在于，包括遥控发射器和可调光LED发光装置，所述可调光LED发光装置包括用于接收遥控发射器信号的遥控接收器、用于驱动LED装置的可调光LED驱动器和LED装置，所述遥控接收器、可调光LED驱动器和LED装置电连接；所述遥控发射器通过无线遥控方式对所述可调光LED发光装置进行开/关及亮度调节。
2、根据权利要求1所述的无线遥控调光LED装置，其特征在于，所述遥控接收器集成在所述可调光LED驱动器内。
3、根据权利要求1所述的无线遥控调光LED装置，其特征在于，所述可调光LED驱动器包括单通道驱动或多通道驱动，每个通道可驱动1个或1个以上串联的LED，同时多个通道中的每一个都由独立的调光信号控制，从而实现对每一个通道的独立调光。
4、根据权利要求1所述的无线遥控调光LED装置，其特征在于，所述LED装置包括LED固定组件、LED光源；所述LED固定组件是灯盘、灯罩、支架或金属面板，所述LED光源设置在所述固定组件上；所述LED光源是1个或1个以上的LED点光源或LED面光源或LED线光源。
5、根据权利要求1所述的无线遥控调光LED装置，其特征在于，所述遥控发射器包括调光按钮和/或频道设置按钮、编码电路和发射电路，将用户的调光信息设置编码并通过无线方式发射，所述遥控发射器包括单个或多个频道。
6、根据权利要求1所述的无线遥控调光LED装置，其特征在于，所述遥控发射器无线遥控方式包括红外和射频发射。
7、根据权利要求2所述的无线遥控调光LED装置，其特征在于，所述集成电路包括：对接收的调光信号进行解码的解码电路；将所述解码电路输出的数字调光信号转换成PWM调光信号的PWM调制电路；PWM调光信号控制LED驱动器的驱动电路，从而达到对LED的开/关及亮度调节。
8、根据权利要求2所述的无线遥控调光LED装置，其特征在于，所述集成电路包括：对接收的调光信号进行解码的解码电路，输出数字调光信号；数字调光信号直接控制LED驱动器的驱动电路，从而达到对LED的开/关及亮度调节。
9、根据权利要求5或6所述的无线遥控调光LED装置，其特征在于，所述遥控发射器还包括有频道和/或ID设置编码电路，用于用户设置各种不同的频道和/或ID对调光信号进行编码。
10、根据权利要求7或8所述的无线遥控调光LED装置，其特征在于，所述遥控接收器还包括有频道和/或ID解码、寻址电路，根据所述遥控发射器的设置选择对应的频道和/或ID，对接收的调光信号进行解码。
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