CN101509645A

CN101509645A - 智能控制大功率led灯具

Info

Publication number: CN101509645A
Application number: CNA2008101427723A
Authority: CN
Inventors: 庄杰富
Original assignee: Lv Junyou
Current assignee: Lv Junyou
Priority date: 2008-08-04
Filing date: 2008-08-04
Publication date: 2009-08-19

Abstract

智能控制大功率LED灯具，主要由滤波整流保护电路1、LED驱动转换器电路2、稳压滤波电路3、接收选频稳频电路4、接收电路编码器5、接收电路单片驱动IC 6、温度控制电路7、音响播放器8、负载电流反馈控制电路9、LED模组和负温度传感器10、发射电路编码器11、发射电路单片驱动IC 12、液晶显示屏13、按键矩阵开关14和12V3A电池分压电路15组成，形成三块模块通过专用排线插头实现电连接，形成温度控制、接收互不干扰，有效控制温度，智能化控制。

Description

智能控制大功率LED灯具

技术领域

本发明涉及大功率LED照明灯具，尤其是智能控制大功率LED灯具。

背景技术

LED被称为世纪新光源，作为继明火和白炽灯之后的第三次照明革命，半导体LED节能灯，能够高效率地直接将电能转化为光能，而且拥有最长至10万小时的使用寿命，同时具备省电、环保无汞、高耐震、体积小、响应快速、可应用在低温环境、光源具方向性、造成光害少、并且色彩饱和度高、色域丰富等优点，广泛应用于户内外灯具，如市政道路的路灯、太阳能(风能)路灯、街灯、景观灯(投射灯、洗墙灯、草坪灯、地灯、水底灯、数码灯等)、室内灯(球灯、顶灯、日光灯、台灯、壁灯、墙角灯)等领域，但是还存在散热和人性化智能控制，控制电路的工作可靠性，温度的可控性等急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是研制一种解决上述问题，实现温度可控、性能可靠、人性化智能控制的智能控制大功率LED灯具。

本发明通过以下技术方案实现：

主要由滤波整流保护电路、LED驱动转换器电路、稳压低纹波滤波电路、接收选频稳频电路、接收电路编码器、接收电路单片驱动IC、温度控制电路、音响播放器、负载电流反馈控制电路、LED模组和负温度传感器、发射电路编码器、发射电路单片驱动IC、液晶显示屏、按键矩阵开关和12V3A电池分压电路组成，其特征在于：发射电路编码器、发射电路单片驱动IC、液晶显示屏、按键矩阵开关和12V3A电池分压电路组成RF无线遥控可编码发射电路，滤波整流保护电路、LED驱动转换器电路、稳压滤波电路、接收选频稳频电路、接收电路编码器、接收电路单片驱动IC、温度控制电路、音响播放器、负载电流反馈控制电路、LED模组和负温度传感器组成RF无线遥控可编码接收、控制、驱动电路，其中，LED模组和负温度传感器主要由LED矩阵模组、限流电阻、负温传感器、陶瓷金属基板(PCB板)、纳米导热绝缘胶、散热片组成。

滤波整流保护电路、LED驱动转换器电路、稳压滤波电路、接收电路单片驱动IC、温度控制电路、音响播放器和负载电流反馈控制电路形成模块。

接收选频稳频电路和接收电路编码器形成模块。

发射电路编码器、发射电路单片驱动IC、液晶显示屏、按键矩阵开关和12V3A电池分压电路组成发射模块。

上述三块模块通过专用排线插头实现电性能连接，形成温度控制、接收互不干扰，有效控制温度，降低LED因温度和恒流影响LED的寿命，从而提高功率转化和每瓦流明。

LED驱动转换器电路，RF(无线超声波)控制输入PWM或PDM高频脉冲调制信号，同时引入无线超声波接收电路编码器(使用个性唯一)—温度控制电路—执行控制电路-接收电路单片驱动IC产生控制PWM端脉宽调制信号和功能执行命令，通过三个模块合理组合，规模生产成为可行，提高产品使用品味，降低LED照明总合生产成本。

按键矩阵开关—接收电路单片驱动IC发射电路单片驱动IC—接收选频稳频电路和发射电路编码器—液晶显示屏形成RF(无线超声波)遥控可编码收发射电路，即智能遥控器。实现防曝、抗振、抗跌落、防潮。，可形成规模化生产。

工作时，通过发射电路单片驱动IC进行程序设定输出高频脉冲调制信号或调频脉冲信号，并用高频脉冲宽度(PWM调制)或可调脉冲频率(PDM)信号直接输入到LED驱动转换器IC控制PWM端，进行无级调光、定时调光和变色(分色)，也可用软件实施温度调控，利用接收电路单片驱动IC内部ROM进行软件编程设置，如梦幻色彩、心情色彩和音乐、时钟唤醒灯光和音乐，也可以用发射电路单片驱动IC外部的EPROM另行编程设置(MCU技术)，主频由外设晶振决定，RF(无线超声波)遥控接收电路通过接收电路编码器和接收电路单片驱动IC解码，选频、SMD稳频，发射频率可在300MHz——1GHz国际通用频段，4位以上编码器可以拥100万组不同的编码，使遥控发射和接收具有唯一性，接收电路单片驱动IC工作在唤醒模式、FSK调制、正常工作电流≤3mA、睡眠状态1.5uA，带宽2MHz、灵敏度优于—105dbm(50Ω)、速率<5Kbps，控制单元电路提供足够控制信号驱动LED模组和负温度传感器、音响播放器。

RF(无线超声波)遥控(可编码)智能控制驱动电路，由前级可恢复热熔电阻、滤波整流保护电路(RC)、防雷保护元件和LED驱动转换器电路(根据LED照明灯功率大小决定LED模组和负温度传感器选用适中的驱动转换器IC)组成。

LED模组和负温度传感器的LED模组由单颗或多颗组成串联、并联组合不同功率，陶瓷金属基板(PCB板)的形状根据照明灯具的散热片形状而定，通过纳米导热绝缘胶与散热片形成的外壳结合。

稳压低纹波滤波电路：稳压滤波电路输出正5V直流向接收电路单片驱动IC，向接收选频稳频电路供电，接收选频稳频电路由其选频电路、高频振动电路、SMD稳频和编码器，通过FSK调制输出解码方波信号，由接收电路单片驱动IC输出PMW或PDW控制信号调节LED照明灯开、关、无级调光(从1％—100％)、定时调节，接收电路单片驱动IC驱动输出信号至温度控制电路的控制单元，温度控制电路的控制单元由单相SCR触发和继电器组成完成以下功能：变色、功放输出、唤醒任务，音响播放器由LM358和扬声器组成，整个驱动控制电路以优化组合少量元件和IC形成驱动模块、LED模组和散热器、接收控制模块三块有机连接，在SMT技术支持下大功率LED照明灯具心脏基板可大规模生产各种不同型号(功率LED照明灯心脏电路PCB-A，并具有宽输入交流电压85V—264V，直流10V—120V，低输出直流电压7.5V和LED大功率工作所需恒流350mA或1000mnA，超高工作频率，低噪，低温升，高抗干扰，高节能，输出功率≥90％，使单颗LED高度纯白≥100LM。

发射电路：发射电路编码器、发射电路单片驱动IC、液晶显示屏、按键矩阵开关和12V3A电池分压电路形成无线遥控可编码发射电路，可以有100万组不同编码、开/关、逐亮/逐暗、分色、智能梦幻色彩、心情色彩、时钟唤醒灯光(音乐)等设置控制发射，实现单控、串控、群控互不干扰，工作频段300MHz—1GHz、工作在唤醒模式，FASK调制方式、接收电路工作电流≤9mA、睡眠工作电流≤1.5mA，发射功率6mW，频率偏差±150Khz，操控距离200M内。

本发明具有下列优点：

1、经由本发明的实施，发射电路可以有100万组不同编码、开/关、逐亮/逐暗、分色、智能梦幻色彩、心情色彩、时钟唤醒灯光(音乐)等设置控制发射，实现单控、串控、群控互不干扰，工作频段300MHz—1GHz、工作唤醒模式FASK调制方式、工作电流≤9mA、睡眠工作电流≤1.5mA，发射功率6mW，频率偏差±150Khz，操控距离200M内。

2、经由本发明的实施，接收电路可在SMT技术支持下，大规模生产各种型号LED照明灯心脏电路PCB-A板，降低产品生产综合成本。本电路具有宽输入交流电压85V—264V，直流10V—120V输出和LED大功率工作所需恒流，高工作频率，低噪，低温升，高抗干扰，高节能，输出功率≥90％，单颗LED高度≥100LM。

3、经由本发明的实施，温度可控，并实现人性智能化控制。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的发射电路方框图的示意图。

图2是本发明的接收电路方框图的示意图。

图中，1滤波整流保护电路、2LED驱动转换器电路、3稳压滤波电路、4接收选频稳频电路、5接收电路编码器、6接收电路单片驱动IC、7温度控制电路、8音响播放器、9负载电流反馈控制电路、10LED模组和负温度传感器、11发射电路编码器、12发射电路单片驱动IC、13液晶显示屏、14按键矩阵开关、1512V3A电池分压电路

具体实施方式

图中所示本发明主要由滤波整流保护电路1、LED驱动转换器电路2、稳压滤波电路3、接收选频稳频电路4、接收电路编码器5、接收电路单片驱动IC6、温度控制电路7、音响播放器8、负载电流反馈控制电路9、LED模组和负温度传感器10、发射电路编码器11、发射电路单片驱动IC 12、液晶显示屏13、按键矩阵开关14和12V3A电池分压电路15组成，其特征在于：发射电路编码器11、发射电路单片驱动IC 12、液晶显示屏13、按键矩阵开关14和12V3A电池分压电路15组成RF无线遥控可编码发射电路，滤波整流保护电路1、LED驱动转换器电路2、稳压滤波电路3、接收选频稳频电路4、接收电路编码器5、接收电路单片驱动IC6、温度控制电路7、音响播放器8、负载电流反馈控制电路9、LED模组和负温度传感器10组成RF无线遥控可编码接收、控制、驱动电路。

滤波整流保护电路1、LED驱动转换器电路2、稳压滤波电路3、接收电路单片驱动IC6、温度控制电路7、音响播放器8和负载电流反馈控制电路9形成模块，接收选频稳频电路4和接收电路编码器5形成模块，LED模组和负温度传感器10、发射电路编码器11、发射电路单片驱动IC12、液晶显示屏13、按键矩阵开关14和12V3A电池分压电路15组成发射模块，三块模块通过专用排线插头实现电器连接，形成温度控制、接收互不干扰，有效控制温度，降低LED因温度、恒流影响LED的寿命，从而提高功率转化和每瓦流明值，实现即独立工作又相互组合的优化结合在一起，形成驱动控制、接收和散热器分开隔，减少散热对控制、接收的干扰、也减少控制对接收干扰，可以达到决对恒流(±1％)，抗干扰，高灵敏度≥—105db(50欧姆)，不会因温升影恒流和功率输出，解决驱动电路工作稳定可靠性差，如果排除元件因素，MTBF≥50000H，有效防止LED的光哀，提高光效，增加LED模组和负温度传感器10的LED照明灯的工作寿命，可以选配以太阳能和风能综合利用实现人性智能化照明，有效解决LED在大功率照明灯温度、智能控制方面存在的问题。

在图1中，12V3A电池分压电路15向发射电路、通过分压电路向发射电路单片驱动IC12和液晶显示屏13提供3—5V直流电压，按键矩阵开关14电路向发射电路单片驱动IC12发出控制请求，同时发射电路处以工作状态，按工作菜单通过发射电路编码器I1的编码器(4—8位)和发射电路单片驱动IC12的中CPU组成与接收器相对应的码、SAW稳频、高频振荡、高频输出、天线发射编码(300MHz—1GHz)频率，实现遥控距离可达200米，发射功率6mW，工作唤醒模式，FSK调制方式，按键矩阵开关14与液晶显示屏13实现人机对话发出控制脉冲，信号由内置天线发射。

图2是多功能RF(无线超声波)遥控(可编码)智能控制大功率LED照明灯具的接收、控制、驱动电路。

滤波整流保护电路1采用可恢复热熔限流电阻(根据照明要求)、滤波、防雷、整流电路，LED驱动转换器电路2通过MOSFET栅极供电，实现Rf电流调节，Rs温度控制，负载电流反馈控制，恒流输出，直流电压输出(7.5—80V)，稳压滤波电路3实现稳压控制电路，纹波滤波电路，提供接收电路单片驱动IC6接收电路、功放电路，控制电路所需工作电压，接收选频稳频电路4由高频选频滤波电路，高频放大电路和SMD稳频电路组成，接收电路编码器5有4位或8位、16位(根据功能需要)编制独立工作码，与发射电路编码器11的发射码对应，接收选频稳频电路4输出信号到接收电路单片驱动IC6实现解码，根据接收电路单片驱动IC6内置软件程式中断输出调制PWM脉宽信号或PDM脉冲调频信号直接控制LED驱动转换器电路IC2的PWM端口，同时内部还设置接收电路单片驱动IC6工作在FSK调制方式，唤醒式工作输出电路，起节能效果，接收电路单片驱动IC6内的CPU、存储器、锁存器、ROM、EPROM、计数器和中断锁存器在通电复位指令后等待接收选频稳频电路4输出电平请求各种中断执行控制指令如开/关、调光、定时调光、延时、定时、分色、智能梦幻色彩、心情色彩、时钟唤醒灯光(音乐)，控制程序可设在接收电路单片驱动IC6内部的ROM也可设在外内的EPROM，工作频率通过外部晶振设定，由指令中断端口和驱动数据输出端完成控制指令PWM或PDM脉冲，控制电路7由RCS和固态继电器完成功率转换到LED模组和负温度传感器10和音响播放器8完成配音效果，负载电流负反馈控制电路9由负载电感引出电流反馈信号和温度控制脉冲处置LED驱动转换器电路2控制输入端以维持LED驱动转换器电路2输出恒定电流值控制在±1％误差，LED模组和负温度传感器10由1至若干颗实现功率调整，其内部的限流电阻、负温度传感器和陶瓷金属基板通过纳米导热绝缘胶与外部散热片紧固联结，达到最佳散设计目的。

本发明性能可靠，恒流驱动、智能控制、接收电路和散热器分隔，广泛应用于RF(无线超声波)遥控(可编码)智能控制大功率LED照明灯具领域。

Claims

1、智能控制大功率LED灯具，主要由滤波整流保护电路1、LED驱动转换器电路2、稳压滤波电路3、接收选频稳频电路4、接收电路编码器5、接收电路单片驱动IC6、温度控制电路7、音响播放器8、负载电流反馈控制电路9、LED模组和负温度传感器10、发射电路编码器11、发射电路单片驱动IC12、液晶显示屏13、按键矩阵开关14和12V3A电池分压电路15组成，其特征在于：发射电路编码器11、发射电路单片驱动IC12、液晶显示屏13、按键矩阵开关14和12V3A电池分压电路15组成RF无线遥控可编码发射电路，滤波整流保护电路1、LED驱动转换器电路2、稳压滤波电路3、接收选频稳频电路4、接收电路编码器5、接收电路单片驱动IC6、温度控制电路7、音响播放器8、负载电流反馈控制电路9、LED模组和负温度传感器10组成RF无线遥控可编码接收、控制、驱动电路。

2、根据权利要求1所述的智能控制大功率LED灯具，其特征是所述滤波整流保护电路1、LED驱动转换器电路2、稳压滤波电路3、接收电路单片驱动IC6、温度控制电路7、音响播放器8和负载电流反馈控制电路9形成模块，接收选频稳频电路4和接收电路编码器5形成模块，LED模组和负温度传感器10、发射电路编码器11、发射电路单片驱动IC12、液晶显示屏13、按键矩阵开关14和12V3A电池分压电路15组成发射模块，三块模块通过专用排线插头实现电连接，形成温度控制、接收互不干扰，有效控制温度，智能化控制。