CN101677482A - 智能化led路灯控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能化LED路灯控制电路，它包括依次相连的AC/DC电源转换电路、功率变换电路和LED模块，于功率变换电路及LED模块之间还设有中央处理器及DC/DC转换模块，中央处理器通过PWM调节方式控制DC/DC转换模块后驱动LED模块，所述LED模块反馈连接至中央处理器；所述中央处理器控制连接至功率变换电路及AC/DC电源转换电路，中央处理器还接入有工作环境监测传感器及工作状态传感器；所述功率变换电路设有反馈信号连接至AD/DC电源转换电路。本发明使得LED路灯在工作时的整体工作效率大大提高，可达87％以上，从而实现了更加节能的目的。

Description

智能化LED路灯控制电路
【技术领域】
本发明涉及一种LED控制电路，尤其是指一种智能化的LED路灯控制电路。
【背景技术】
进入21世纪，环保问题已成为一个世界性的问题，各国都在寻找高效节能的环保产品，而LED灯拥有转换效率高、发热量低、使用耐久等优点，受到了业内普遍的青睐，加之近些年白光光谱及大功率的LED灯出现，其应用也日益广泛，时下大功率LED灯所排列成阵列已被制成各类路灯以替换以往气体放电灯。然而市面上的LED路灯驱动电路均采用的是简单AC/DC开关电源转换电路配合恒流转换电路后直接驱动LED灯阵列的方案，如此的整体直驱式电源电路的工作效率有限，一般只可达到83％左右，且其功能单一，整个电路系统缺乏必要的控制反馈检测功能，其整体产品的稳定性无法保证，而根本不具备精确性及灵活性的功能，无法适应时下飞速发展的市场需求。
【发明内容】
本发明的目的在于克服了上述缺陷，提供一种电源转换效率更高且配备了相应控制、反馈监测功能的智能化LED路灯控制电路。
本发明的目的是这样实现的：一种智能化LED路灯控制电路，它包括依次相连的AC/DC电源转换电路、功率变换电路和LED模块，其改进之处在于：于功率变换电路及LED模块之间还设有中央处理器及DC/DC转换模块，中央处理器通过PWM调节方式控制DC/DC转换模块后驱动LED模块，所述LED模块反馈连接至中央处理器；所述中央处理器控制连接至功率变换电路及AC/DC电源转换电路，中央处理器还接入有工作环境监测传感器及工作状态传感器；
所述AC/DC电源转换电路由防雷单元、EMI单元、整流滤波、输入过欠压保护单元及PFC单元构成，防雷单元、EMI单元及整流滤波电路依次相连，整流滤波电路还输出接至输入过欠压保护电路及PFC单元；所述输入过欠压保护电路控制输出连接PFC单元及功率变换电路；所述PFC单元输出反馈一路连接至功率变换电路，另一路通过PFC功率变换电路后进行整流滤波并输入中央处理器；所述过欠压保护电路及PFC单元还接入有来自中央处理器经采样电路后的控制信号；
所述功率变换电路包括主功率变换电路，整流滤波电路、PWM控制器及其相应输入的稳压环路、短路保护电路、限流保护电路、输出过压保护电路；所述整流滤波电路输入与主功率校正电路相连，输出连接至DC/DC转换模块及取样电路后连入稳压环路；所述PWM控制器还输入有来自AC/DC电源转换电路的控制信号，PWM控制器输出反馈连接至主功率变换电路；所述输出过压保护电路输入接有来自中央处理器的控制信号；
所述中央处理器接入的工作环境传感器包括光控传感器，工作状态传感器包括温控传感器，此外中央处理器还接入有用于时间分段控制的时间传感器；
所述DC/DC转换模块包括至少四路BUCK型PWM的DC/DC转换电路，该DC/DC转换电路与单串LED模块一一对应设置。
相比于常见的LED路灯控制电路，本发明的有益效果在于在整个LED路灯控制电路中配备了可编程单片机进行全局的反馈调整及实现控制功能，并于LED灯模块中对应每串LED灯均设置了高效率的DC/DC的BUCK型PWM的(该模块效率在97％以上)单路恒流转换模块，确保每一回路的电流和电压恒定在LED光源最佳工作点，延长了LED光源的使用寿命，延缓了光衰，降低了维护成本，配合整个电路其余恒压型高功率因数AC/DC电源转换电路及功率变换电路(该模块效率在90％以上)，从而使得整体的工作效率大大提高，可达87％以上，更加节能。此外于单片机上还接入有光控传感器来对工作环境进行监测，判断外接是否暗到需要开灯的情况，从而避免了白天亮灯的耗能出现；接入有温度传感器，从而时刻测量LED灯模块的工作状况，避免过热导致工作寿命的减低；接入有时间控制器，可供客户根据道路车流情况，在设定时间范围内减小输出电流，改变照度。可节约能源三分之一以上。
通过加入单片机的控制，不仅使得电路本生的工作效率得到了提升，还进一步提高了LED路灯产品的稳定性，精确性及灵活性。通过设定单片机内的程序从而设定不同的控制模式和保护功能，例如提供不同的控制的优先级别和各种控制对LED的光亮度(0-100％可调)、亮灯时间(0-24H可调)等，充分体现科技人性化，以人为本，以客户为本的目的。
【附图说明】
下面结合附图详述本发明的具体结构
图1为本发明的电路原理框图。
图2为本发明的具体实施例电路原理框图。
图3为本发明的具体实施例电路图。
【具体实施方式】
下面结合附图，对本发明的实施方式进行详细描述。
如图1所示，本发明涉及一种智能化LED路灯控制电路，它包括依次相连的AC/DC电源转换电路、功率变换电路、中央处理器、DC/DC转换模块和LED模块，中央处理器通过PWM调节方式控制DC/DC转换模块后驱动LED模块，所述LED模块反馈连接至中央处理器；所述中央处理器控制连接至功率变换电路及AC/DC电源转换电路，中央处理器还接入有工作环境监测传感器及工作状态传感器。
如图2为具体实施例中所涉及电路的原理框图。
本电路中的AC/DC电源转换电路由防雷单元、EMI单元、整流滤波、功率变换、输入过欠压保护单元及PFC单元构成，其中防雷单元、EMI单元及整流滤波电路依次相连，整流滤波电路还输出接至输入过欠压保护电路及PFC单元，输入过欠压保护电路控制输出连接PFC单元及功率变换电路，而PFC单元输出反馈一路连接至功率变换电路，另一路通过PFC功率变换电路后进行整流滤波并输入中央处理器，过欠压保护电路及PFC单元还接入有来自中央处理器经采样电路后的控制信号。
电路中的功率变换电路包括主功率变换电路，整流滤波电路、PWM控制器及其相应输入的稳压环路、短路保护电路、限流保护电路、输出过压保护电路。其中整流滤波电路输入与主功率校正电路相连，输出连接至DC/DC转换模块及取样电路后连入稳压环路，所述PWM控制器还输入有来自AC/DC电源转换电路的控制信号，PWM控制器输出反馈连接至主功率变换电路，而输出过压保护电路输入接有来自中央处理器的控制信号。
所述电路中的中央处理器接入的工作环境传感器包括光控传感器，工作状态传感器包括温控传感器，此外中央处理器还接入有用于时间分段控制的时间传感器。
本实施例中所采用的DC/DC转换模块包括DC/DC转换模块包括至少四路BUCK型PWM的DC/DC转换电路，该DC/DC转换电路与单串LED模块一一对应设置，从而可以保证一个模块出现故障而不会影响到其它模块的正常工作状态，减少了维修成本，而且大大提高了驱动电源的效率，以达到节能的目的。
参见图3为具体实施例的电路图。
图中左上角所示，85-300V的交流电源通过N、L、P端子接入控制电路，在输入的N、L两端分别接有压敏电阻ZV1，ZV2，ZV3及可恢复型保险丝F3，F4、放电管GAS1组成的防雷保护单元，随后输入的交流电压经过由线圈L3，L4，电容CX1，CX2，CY2，CY4组成的EMI单元，输入至由DB1桥式整流和L1，电容C4，C5，C6组成的滤波电路进行整流滤波，从而将输入的交流电压变成一个高压直流系统电压VCC1，PFC单元的变压器L2的次级10，12从VCC1取样，感应至变压器L2的初级后输入PFC芯片U1的第5脚，由其对输入的电压进行PFC功率因数变换校正，以提高的输入功率因数，到达节能的效果，经PFC芯片校正后的电压通过芯片U1的第7脚输出至D2整流后经过电容C7，C117的滤波变成高压直流VCC2，在VCC2输出再增加一个保险丝F2后形成一个高压直流VCC3，从而成为一个总输入供电电压，由此可进一步提高产品的可靠性。
如图右上角所示，过欠压保护芯片U23及周边电路组成过欠压保护电路，过欠压保护芯片U23的第5脚将未经整流的输入电压输入取样，再通过光电耦合器PH3将取样信号反馈给单片机U17的第13脚，从而使单片机U17可通过光电耦合器PH3输入的反馈电压实现过欠压保护控制功能。
图中左下角所示为主功率PWM变换电路，它由主功率变换芯片U5及周边电路加主变压器T1、带有限流保护电路芯片U10及周边电路和变压器T2构成，该PWM变换电路主要为单片机U17正常工作提供稳定的电源，此外由稳压管U22和及周边组成的电路，通过光电耦合器PH1的负反馈来实现了稳压环路；光电耦合器PH2输入单片机U17的第7脚实现了对主电路的负反馈控制，从而对主电路实现进行短路保护，初级限流保护功能。
主变压器T1的输出经过二极管D4整流及电容C16的滤波后还输出至多路BUCK型PWM的DC/DC转换电路提供电源，每个BUCK型DC/DC控制芯片U25都对应一个LED模块，同时单片机U17的第4脚通过改变占空比方式来实现对BUCK型DC/DC控制芯片U25进行调整，从而实现LEB等的调光控制。
图中部所示，单片机U17的1，2，3脚分别输入有光控传感器及温度控制传感器的RT2，RT3，RO1三个接口，此外单片机还可通过通过JP1来实现对其内部各个控制程序的写入和更改，灵活多变的方式实现各个控制。
综上所述，本发明涉及的一种智能化LED路灯控制电路，其整个LED路灯控制电路为采用了单片机参与控制的智能化电路，配合多路信号反馈及采集，不仅保证了最终LED灯工作电压的稳定，还延长了LED灯具的使用寿命，此外还于每个LED灯模块均对应设置独立的高效率DC/DC的BUCK型PWM的转换模块(该模块效率在97％以上)，电路其余恒压型高功率因数AC/DC电源转换电路及功率变换电路的模块又可达到90％以上的效率，从而使得整个电源电路的工作效率大大提高，可达87％以上，更加节能。此外单片机上还接入有光控传感器来对工作环境进行监测，判断外接是否暗到需要开灯的情况，从而避免了白天亮灯的耗能出现；接入有温度传感器，从而时刻测量LED灯模块的工作状况，当温度上升到而定值即降低输出电流，直到温度恢复到允许范围方正常工作，由此避免了过热导致LED灯工作寿命的减低；接入有时间控制器(0-24H可调)，可供客户根据道路车流情况，在设定时间范围内减小输出电流，改变照度(0-100％可调)，充分体现科技人性化，以人为本，以客户为本的目的。

Claims (5)

1、一种智能化LED路灯控制电路，它包括依次相连的AC/DC电源转换电路、功率变换电路和LED模块，其特征在于：于功率变换电路及LED模块之间还设有中央处理器及DC/DC转换模块，中央处理器通过PWM调节方式控制DC/DC转换模块后驱动LED模块，所述LED模块反馈连接至中央处理器；所述中央处理器控制连接至功率变换电路及AC/DC电源转换电路，中央处理器还接入有工作环境监测传感器及工作状态传感器。
2、如权利要求1所述的智能化LED路灯控制电路，其特征在于：所述AC/DC电源转换电路由防雷单元、EMI单元、整流滤波、输入过欠压保护单元及PFC单元构成，防雷单元、EMI单元及整流滤波电路依次相连，整流滤波电路还输出接至输入过欠压保护电路及PFC单元；
所述输入过欠压保护电路控制输出连接PFC单元及功率变换电路；
所述PFC单元输出反馈一路连接至功率变换电路，另一路通过PFC功率变换电路后进行整流滤波并输入中央处理器；
所述过欠压保护电路及PFC单元还接入有来自中央处理器经采样电路后的控制信号。
3、如权利要求1所述的智能化LED路灯控制电路，其特征在于：所述功率变换电路包括主功率变换电路，整流滤波电路、PWM控制器及其相应输入的稳压环路、短路保护电路、限流保护电路、输出过压保护电路；
所述整流滤波电路输入与主功率校正电路相连，输出连接至DC/DC转换模块及取样电路后连入稳压环路；
所述PWM控制器还输入有来自AC/DC电源转换电路的控制信号，PWM控制器输出反馈连接至主功率变换电路；
所述输出过压保护电路输入接有来自中央处理器的控制信号。
4、如权利要求1所述的智能化LED路灯控制电路，其特征在于：所述中央处理器接入的工作环境传感器包括光控传感器，工作状态传感器包括温控传感器，此外中央处理器还接入有用于时间分段控制的时间传感器。
5、如权利要求1所述的智能化LED路灯控制电路，其特征在于：所述DC/DC转换模块包括至少四路BUCK型PWM的DC/DC转换电路，该DC/DC转换电路与单串LED模块一一对应设置。
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