CN101457895A

CN101457895A - 一种led动态光源灯具

Info

Publication number: CN101457895A
Application number: CNA2008102206412A
Authority: CN
Inventors: 颜晓英; 张元�
Original assignee: Dongguan Woomi Power Tech Co Ltd
Current assignee: Dongguan Woomi Power Tech Co Ltd
Priority date: 2008-12-31
Filing date: 2008-12-31
Publication date: 2009-06-17
Also published as: CN201429045Y

Abstract

本发明公开了一种LED动态光源灯具，其包括LED光源组、LED控制单元、采样单元、LED驱动单元、供电电源单元，其中：LED光源组由红、绿、蓝三种单色LED组成；LED控制单元，根据照存储于其内的数据信息，按比例的控制LED光源组中三种单色的LED功率，并将该功率分配数据发送到LED驱动单元；LED驱动单元驱动LED光源中的三种单色LED按照LED控制单元的功率分配发光；采样单元用于检测路面状况信息，并根据该路面状况信息生成功率分配数据存储到LED控制单元中；供电电源单元为各个单元提供工作电源。本发明根据红绿蓝三基色按亮度比例混合，可产生256级灰度彩色，是一种可随意控制的“动态光源”。

Description

一种LED动态光源灯具

【技术领域】

本发明涉及LED照明技术，尤其涉及一种LED动态光源灯具。

【背景技术】

LED作为第四代光源，具有低耗能、环保、寿命长等多项优点，并作为高效节能光源将逐渐取代白炽灯和荧光灯，具有广阔应用。

对一些需要靓化的建筑物、景点、道路、隧道等需要照明的地方，特别是隧道和道路上的照明，因隧道或道路上路幅宽、车流量大、车速快，对视觉灵敏度要求高，在不同的天气，需要对灯具发出的照度、色温、亮度的均匀度、眩光等指标做出相应的调整。例如在多雾、阴雨天能见度低时，采用穿透力强的暖光源和黄色光源比较合适，而晴天时采用冷光源比较合适。

但目前的LED灯具均是单色光源，不能根据需要对灯具的色度、照度作出相应的调整。

【发明内容】

本发明针对现有技术的上述缺陷，提供一种LED动态光源灯具，根据三基色混合原理，根据需要调节LED发出的照度、色度得到256级灰度彩色的发光灯具。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种LED动态光源灯具，其包括LED光源组、LED控制单元、采样单元、LED驱动单元、供电电源单元，其中：

LED光源组由红、绿、蓝三种单色LED组成；

LED控制单元，根据照存储于其内的数据信息，按比例的控制LED光源组中三种单色的LED功率，并将该功率分配数据发送到LED驱动单元；

LED驱动单元驱动LED光源中的三种单色LED按照LED控制单元的功率分配发光；

采样单元用于检测路面状况信息，并根据该路面状况信息生成功率分配数据存储到LED控制单元中；

供电电源单元为各个单元提供工作电源。

优选地，所述LED控制单元上设有通讯接口，通讯接口与外界进行数据通讯与传送。

优选地，所述路面状况信息包括车流量、可见度、亮度，分别检测车流量的大小、雾浓度大小、路段的亮度。

优选地，所述LED驱动单元获取功率分配数据，改变三种单色LED的驱动电流的比例。

从以上技术方案可以看出，本发明根据三基色混合原理按一定比例控制三种单色LED的发光亮度，随着三基色LED亮度混合比例的改变可显示256级灰度彩色的灯具。在LED控制单元的控制下实现色彩和图案的多变化，是一种可随意控制的＂动态光源＂。可应用道路路灯照明、室内照明等，也可以运用到酒吧、KTV、舞台、商场、展厅，作为音乐韵律显示，还可作为立交桥、河道护栏、建筑外墙等建筑场所的装饰照明。

【附图说明】

图1为本发明专利照明灯具控制原理图；

图2为本发明专利照明灯具另一控制原理图；

图3为本发明专利照明灯具采样原理图。

【具体实施方式】

本发明应用三基色混合原理，控制三种单色LED红、绿、蓝的亮度控制实现256级灰度的控制变化，适应于各种场合的颜色、亮度、显色度的需要。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1、图2、图3所示，运用单色LED光源组合与智能控制软件结合的一种LED动态光源灯具，包括：LED控制单元1、采样单元2、LED驱动单元和LED光源组3、供电电源单元4和数模隔离单元5。

所述LED控制单元由单片机、看门狗芯片、通讯接口及时间控制软件和逻辑分析软件组成，智能控制开关灯时间，根据天气变化，利用即三基色(RGB)混合原理，优化的配色方案，自动调节灯具发光亮度、色度、显色性，可以实现LED灯具256级灰度控制驱动；所述单片机用于程序存储器，包括时间控制程序、优化的配色程序、逻辑分析程序等，进行信号逻辑分析-处理-判断-发出指令，然后将PID计算结果控制LED灰度；所述看门狗芯片为可编程看门狗定时器，上电复位以及可编程的掉电检测。

作为本发明的优选实施方式，所述通讯接口，可与监控中心的主机进行数据通讯与传送，进行参数设定。

作为本发明的优选实施方式，所述采样单元包括车流量检测、防雾检测、亮度检测，为单片机提供检测信号，保证系统的正常运行。分别检测车流量的大小、雾浓度大小、路段的亮度，以优化的配色方式改变灯具的色度、显色性，提高灯具光线的穿透力。亮度检测用于检测路段的亮度，当白天光亮度比较大时，关闭路灯灯具的电源或减少亮度，当晚上或天色比较暗淡时，开启路灯灯具的电源。

作为本发明的优选实施方式，，所述LED驱动单元是单片机将灰度数据移出后，自动按设定的占空比连续输出，可以实现LED灯具256级灰度控制驱动LED光源发光的灯具。

所述数模隔离单元将单片机PID计算结果通过光耦控制输出驱动LED灰度。其作用主要是将数字信号和模拟信号隔离开，避免交叉干扰。

所述供电电源单元为芯片和LED光源提供动力源，其电源分两种单独电源，一组为数字(单片机及外围芯片)信号电源，一组为模拟(LED光源及驱动芯片)信号电源。

参见图1所示，利用本发明实现的一种LED大功率恒流源照明控制系统，由采样单元，将车流量信号，雾浓度信号，亮度信号采集，通过放大器(LM741)放大，然后，将放大的信号进行V/F(LM331)转换，提供LED控制单元中单片机(AT89C4051)U1，由单片机U1经过逻辑分析、PID计算、判断，通过数模隔离单元中光耦(TIL117)给驱动和LED光源组发出指令，U8(WS2801)、U9、Un系列芯片接受指令信号，让LED光源按着LED控制单元指令信号工作。供电电源单元为芯片和LED光源提供动力源，其电源分两类单独电源，一类为数字(单片机及外围芯片)信号电源(VCC)，一类为模拟信号电源，模拟信号电源分两组电源，一组供驱动芯片电源(VDD)，一组供LED光源电源(VEE)。其中LED控制单元1，S1、S2、S3为功能、增量、减量按键；U5(X25045)为看门狗芯片，主要是提高系统抗干扰能力；U6(MAX487)为各灯具的通讯口与主机(监控中心主机)进行数据通讯与传送，由主机输入参数可进行所有灯具的设定；Q1、Q2、Q3、Qn为恒流放大三极管。

参见图2所示，一种LED大功率恒压照明控制系统，由采样单元将车流量信号，雾天信号，亮度信号采集通过放大器(LM741)放大，然后，将放大的信号进行V/F(LM331)转换，提供LED控制单元中单片机(AT89C4051)U1，由单片机U1经过逻辑分析、PID计算、判断，通过数模隔离单元中光耦(TIL117)给驱动和LED光源组发出指令，T1、T2、T3双向可控硅接受指令信号，让LED光源按着LED控制单元指令信号工作。供电电源单元为芯片和LED光源组提供动力源，其电源分两种单独电源，一组为数字(单片机及外围芯片)信号电源(VCC)，一组为模拟(LED光源)信号电源(VEE)。其中LED控制单元，S1、S2、S3为功能、增量、减量按键；U5(X25045)为看门狗芯片，主要是提高系统抗干扰能力；U6(MAX487)为各灯具的通讯口与主机(监控中心主机)进行数据通讯与传送，由主机输入参数可进行所有灯具的设定。

参见图3所示，本发明专利采样单元，由RX、R16、R15、R16、R18组成一个桥式电路，当天气、亮度、车流量发生变化时，传感器RX发生变化，由RX、R16、R15、R16、R18组成桥式电路平衡发生变化，输出量为电压信号，经负反馈放大器U2(LM741)将电压信号放大，通过V/F转换器U7(LM331)将电压信号的变化转换为频率信号的处理，U7(LM331)将输出的频率信号变成TTL电平送给控制单元中单片机U1的P3.2～P3.4口，输出范围在10Hz～10kHz以上，该转换电路线性良好，抗干扰能力强，有利于提高系统的测量范围。其中RX分别为防雾传感器、亮度传感器、车流量传感器。

本发明具有可根据时间开关灯、根据车流量调节灯具的亮度、根据气候情况改变灯具颜色的一种路灯灯具。三基色(RGB)白光一般是红绿蓝三基色按亮度比例混合而成，根据三基色(RGB)的原理，当光线中绿色的亮度为69％，红色的亮度为21％，蓝色的亮度为10％时，混色后人眼感觉到的是纯白色。在多雾、雨天等特殊情况下，调节几种单色光源的电流，红色+绿色＝黄色，就能得到显色性高的穿透你强的黄色光源。总之，配合LED控制单元可由远程自动遥控亮度；事故、多雾、雨天等特殊情况下提供超高亮度及显色性高的照明光源，通过二次光学设计，可设计成比较适用的朗伯型和蝙蝠翼型，使得LED的光照范围、光度曲线符合道路照明的需求。

根据本发明所制作的装饰照明灯具，配合智能控制器的软件设计可自动控制三基色(RGB)的电流强度，红绿蓝三基色按亮度比例混合，可产生256级灰度彩色，可根据用户的需要自行设计混合灰度彩色，采用LED和配合智能控制技术实现色彩和图案的多变化，是一种可随意控制的＂动态光源＂。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1、一种LED动态光源灯具，其特征在于：包括LED光源组、LED控制单元、采样单元、LED驱动单元、供电电源单元，其中：

LED光源组由红、绿、蓝三种单色LED组成；

LED控制单元，按照存储于其内的数据信息控制LED光源组中三种单色LED的功率分配，并将该功率分配数据发送到LED驱动单元；

供电电源单元为各个单元提供工作电源。

2、根据权利要求1所述的LED动态光源灯具，其特征在于：所述LED控制单元上设有通讯接口，通讯接口与外界进行数据通讯与传送。

3、根据权利要求1所述的LED动态光源灯具，其特征在于：所述路面状况信息包括车流量、可见度、亮度，分别检测车流量的大小、雾浓度大小、路段的亮度。

4、根据权利要求1所述的LED动态光源灯具，其特征在于：所述LED驱动单元获取功率分配数据，改变三种单色LED的驱动电流的比例。