CN103379693B - 一种智能led驱动器、智能led灯及其调光方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能LED驱动器，模块化的安装在LED光源的电源输入端，包括DC/DC自适应电源模块、掉电检测模块、微处理控制单元、无线通信模块以及LED驱动模块。利用所述智能LED驱动器，无需重新布线，通过简单的安装，就可以实现LED灯具的智能化控制和管理，成本低、通用性强、智能化程度高，通过所述智能LED驱动器的调光功能，实现LED灯具二次节能，减少光污染，提高灯具的寿命和可靠性。本发明还公开了LED灯的一种调光方法。

Description

一种智能LED驱动器、智能LED灯及其调光方法
技术领域
本发明涉及一种应用与LED灯上的智能LED驱动器。
背景技术
LED灯具由于其高效、节能、可靠等优势，已经逐渐被市场所认可，在各种领域得到广泛应用。LED灯具最大的特点和优势是智能控制，虽然目前市场上有很多智能照明控制的产品，但是大部分系统都需要重新布线，无法在完全不改变传统布线的情况下，实现LED照明的智能控制和管理。
发明内容
本发明就是为了解决现有LED灯具智能化程度和性价比低的不足，提供一种智能的LED驱动器，该驱动器不仅能实现LED灯具智能控制和管理，而且安装简单，完全符合传统电工布线规范。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种智能LED驱动器，其特征在于：包括DC/DC自适应电源模块、掉电检测模块、无线通信模块、微处理控制单元以及LED驱动模块；
所述DC/DC自适应电源模块用于将LED灯具的恒流恒压源输出的不同电压值转换为稳定的直流电，为掉电检测模块、无线通信模块、微处理控制单元以及LED驱动模块供电；
所述掉电检测模块用于检测电源开关状态；
所述无线通信模块通过设在微处理控制单元上的串口电连接至CPU，无线通信模块接收外部终端指令；
所述LED驱动模块用于控制LED光源的亮度、色温以及色彩；
所述微处理控制单元包括CPU及PWM模块，CPU与掉电检测模块及无线通信模块电连接，CPU判断掉电检测模块电信号或接收无线通信模块信号并向PWM模块发送指令生成PWM波，用于控制LED驱动单元。
优选的，所述掉电检测模块通过A/D转换器电连接至CPU。
优选的，所述掉电检测模块包括输入电压检测电路和掉电维持电路，通过电压检测电路检查外部电源的开关状态，掉电维持电路可短时间内维持微处理单元的供电。CPU将获得的电压值信号与阈值进行比较，如果低于阈值说明电源关闭，当所述掉电维持电路的储能元件释放完电能前，电源重新上电，则CPU判断是一次调光操作并向PWM模块发送调光指令，CPU调节输出PWM波占空比，以改变LED光源的亮度；保证开关连续通断情况下实现调光功能。
优选的，所述无线通信模块为能自动组网、自动路由的无线通信芯片，所述终端为电脑或智能手机。
优选的，所述LED驱动模块为单路、两路或三路MOS管驱动电路，通过PWM波控制MOS管的连续通断进行控制，单路MOS管可以实现LED光源的亮度调节，两路MOS管可分别控制2组不同色温的LED光源的亮度，实现色温的调节，三路MOS管可分别控制3组不同颜色的LED光源的亮度，实现色彩的调节。(单路、两路、三路MOS管驱动电路需要补充实施电路图)
本发明还公开了一种智能LED灯，包括LED光源，其特征在于：所述LED光源的电源输入端与LED光源间设有前述智能LED驱动器。
优选的，所述LED光源为并联的若干组，每组LED光源均配置一由DC/DC自适应电源模块供电的LED驱动模块并与PWM模块电连接。
本发明还公开了上述智能LED灯的调光方法，当所述CPU同时接收到来自串口的多组控制信号时，CPU采取分时互补的方法向PWM模块输出多路调节指令，使同一时刻始终只有一组LED光源是导通。，不会出现电流忽高忽低的情况。
本发明的有益结果是：利用所述智能LED驱动器，模块化的安装在LED电源与光源之间，无需重新布线，通过简单的安装，就可以实现LED灯具的智能化控制和管理，成本低、通用性强、智能化程度高。而且，通过所述智能LED驱动器的调光功能，不仅能实现LED灯具二次节能，而且可以设置合适的光环境，减少光污染，最重要的是通过减少驱动的负荷，以提高灯具的寿命和可靠性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
图1为本发明智能LED驱动器的应用示意图。
图2是本发明智能LED驱动器的实施例示意图。
具体实施方式
如图1所示本发明智能LED驱动器应用在LED灯上，图中LED恒压恒流源输入端通过开关连接到220VAC电源，其输出端与智能LED驱动器输入端连接，智能LED驱动器的输出端与LED光源连接。通过连续通断所述开关可以实现LED灯具亮度的分段循环调节；或通过系统网关可实现智能手机等终端设备的控制和管理。
如图2所示，为本发明智能LED驱动器的实施例，所述LED驱动器包括为其他单元提供电能的DC/DC自适应电源模块、实现机械开关控制调光的掉电检测模块、接收外部终端指令的无线通信模块、微处理控制单元连接掉电检测模块，通过LED驱动模块控制LED光源的亮度。
所述DC/DC自适应电源模块采用宽范围的输入电压，具有过热保护和限流保护功能，高效率的单片开关降压芯片，只要LED灯具的恒压恒流源输出电压在所述DC/DC自适应电源模块的输入范围内，就可以保证输出稳定的，线性度好的直流电源。
所述掉电检测模块包括输入电压检测电路和掉电维持电路，通过电压检测电路检查外部电源的开关状态，掉电维持电路可短时间内维持微处理单元的供电。本实施例中所述掉电维持电路是由储能元件组成，输入电源掉电后为所述微处理单元提供维持电能，同时由反向二极管与所述输入电压检测电路隔离，防止电流反灌，影响掉电检测。
所述无线通信模块采用无线通信芯片，该模块软件定义了物理层、链路层、网络层及应用层的通信协议，支持自动组网、自动路由功能。上电后，所述无线通信门口可以自动查找附近的网络，并自动申请入网。利用系统网关可以实现智能手机、电脑等终端设备控制和管理LED灯具。
所述LED驱动模块是由MOS管驱动电路组成。单路MOS管可以实现LED光源的亮度调节；两路MOS管可分别控制2组不同色温的LED光源的亮度，实现色温的调节；三路MOS管可分别控制3组不同颜色的LED光源的亮度，实现色彩的调节。用于LED的MOS管驱动电路为常规技术，在此不作详述。
所述微处理控制单元包括CPU及PWM模块，CPU与掉电检测模块及无线通信模块电连接，CPU判断掉电检测模块电压信号或接收无线通信模块信号并向PWM模块发送指令生成PWM波，用于控制LED驱动模块。CPU将A/D转换器转换后的信号与CPU预设的阈值进行比较，如果低于阈值说明电源关闭，当所述掉电维持电路的储能元件释放完电能前，电源重新上电，则CPU判断是一次调光操作并向PWM模块发送调光指令，CPU调节输出PWM波占空比，以改变LED光源的亮度；保证开关连续通断情况下实现调光功能；当所述微处理单元接收到来自串口的控制命令，调节输出PWM波占空比，调节LED光源的亮度。
为保证LED灯具电源始终工作在高效状态下，当控制组成色温、色彩的多组LED光源同时工作时，所述微处理单元输出的多路PWM波采取分时互补的方式，这样同一时刻始终只有一组LED光源是导通的，不会出现电流忽高忽低的情况。

Claims (8)

1.一种智能LED驱动器，其特征在于：包括DC/DC自适应电源模块、掉电检测模块、无线通信模块、微处理控制单元以及LED驱动模块；
所述DC/DC自适应电源模块用于将LED灯具的恒流恒压源输出的不同电压值转换为稳定的直流电，为掉电检测模块、无线通信模块、微处理控制单元以及LED驱动模块供电；
所述掉电检测模块用于检测电源开关状态；
所述无线通信模块通过设在微处理控制单元上的串口电连接至CPU，无线通信模块接收外部终端指令；
所述LED驱动模块用于控制LED光源的亮度、色温以及色彩；
所述微处理控制单元包括CPU及PWM模块，CPU与掉电检测模块及无线通信模块电连接，CPU判断掉电检测模块电压信号或接收无线通信模块信号并向PWM模块发送指令生成PWM波，用于控制LED驱动模块。
2.根据权利要求1所述的智能LED驱动器，其特征在于：所述掉电检测模块通过A/D转换器电连接至CPU。
3.根据权利要求1所述的智能LED驱动器，其特征在于：所述掉电检测模块包括输入电压检测电路和掉电维持电路，通过电压检测电路检查外部电源的开关状态，掉电维持电路可短时间内维持微处理单元的供电。
4.根据权利要求1所述的智能LED驱动器，其特征在于：所述无线通信模块为能自动组网、自动路由的无线通信芯片，所述终端为电脑或智能手机。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的智能LED驱动器，其特征在于：所述LED驱动模块为单路、两路或三路MOS管驱动电路，通过PWM波控制MOS管的连续通断进行控制，单路MOS管可以实现LED光源的亮度调节，两路MOS管可分别控制2组不同色温的LED光源的亮度，实现色温的调节，三路MOS管可分别控制3组不同颜色的LED光源的亮度，实现色彩的调节。
6.一种智能LED灯，包括LED光源，其特征在于：所述LED光源的电源输入端设有权利要求1～5中任意一项所述的智能LED驱动器。
7.根据权利要求6所述的智能LED灯，其特征在于：所述LED光源为并联的若干组，每组LED光源均配置一由DC/DC自适应电源模块供电的LED驱动模块并与PWM模块电连接。
8.一种如权利要求7所述智能LED灯的调节方法，其特征在于：当所述CPU同时接收到来自串口的多组控制信号时，CPU采取分时互补的方法向PWM模块输出多路调节指令，使同一时刻始终只有一组LED光源是导通。
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