CN103917002B - Led调光方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于通信领域，提供了一种LED调光方法及系统，所述方法包括：接收LED调光请求信号；依据所述LED调光请求信号的级别与LED输入电流对应的亮度调节LED的亮度。如LED调光请求信号的级别低于第一电流阈值a对应的亮度时，采用恒定导通时间方式调节LED的亮度；如LED调光请求信号的级别高于第一电流阈值a对应的亮度，小于第二电流阈值b对应的亮度时，采用PWM方式调整LED的亮度；如LED调光请求信号的级别高于第二电流阈值b对应的亮度时，采用LED的输入电流值调整LED的亮度。本发明提供的技术方案具有调光效率高，操作简单的优点。

Description

LED调光方法及系统

技术领域

本发明属于LED领域，尤其涉及一种LED调光方法及系统。

背景技术

节能是LED最突出的优点之一，也是政府发布政策推行该技术应用的重要依据。目前LED调光方式有多种，主要有：（1）线性调光，（2）可控硅调光，（3）脉冲宽度调制(英文：Pulse Width Modulation，简称：PWM)调光。三种调光技术各有优劣。线性调光基于简单的分压原理，应用简单，无干扰，但其应用不灵活、效率低下。可控硅调光是目前节能灯应用中被普遍采用的调光方式。它的优点在于工作效率较高，性能稳定，但其缺陷根源于可控硅导通后需要电流来保持导通，否则会恢复到截止状态，如果维持电流不够，则导通角不稳定，输出的波形会产生颤动和尖峰，当这样不稳定的输出加到LED两端时，LED就会出现闪烁。PWM调光被认为是目前最有前景的LED调光技术，在进行PWM调光时，通过改变输入脉冲信号占空比来调节LED驱动芯片对功率场效应管的栅极控制信号，从而达到调节LED电流的目的，这种调光技术应用简单、效率高、精度高、调光效果好，调光信号频率与LED驱动芯片对功率场效应管的栅极控制信号的频率越接近，线性效果就越差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED调光方法，旨在解决现有技术线性效果差的问题。

本发明是这样实现的，一种LED调光方法，所述方法包括：

接收LED调光请求信号；

依据所述LED调光请求信号的级别与LED输入电流对应的亮度调节LED的亮度。

本发明的另一目的在于提供一种LED调光系统，所述系统包括：

接收单元，用于接收LED调光请求信号；

调节单元，用于依据所述LED调光请求信号的级别与LED输入电流对应的亮度调节LED的亮度。

在本发明的技术方案在具有调光效率高，操作简单的优点。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的一种LED调光方法的流程图；

图2是本发明具体实施方式提供的LED调光系统的结构图；

图3是本发明具体实施方式提供的供电模块的结构图；

图4是本发明具体实施方式提供的系统的简易电路图；

图5是本发明具体实施方式提供的数字/模拟调光方式判断模块单元工作方框图；

图6是本发明具体实施方式提供的自适应调光方式程序流程图；

图7是本发明具体实施方式提供的遥控调光方式程序流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明具体实施方式提供的一种LED调光方法，该方法由LED调光系统完成，该方法如图1所示，包括：

S11、接收LED调光请求信号；

S12、依据所述LED调光请求信号的级别与LED输入电流对应的亮度调节LED的亮度。

本发明具体实施方式依据所述LED调光请求信号的级别与LED输入电流对应的亮度调节LED的亮度，这样能够根据调节请求信号的实际情况来动态的选择LED的调节方式，这样能充分考虑多种调节方式的优点，所以其具有线性效果好的优点，另外，从LED灯调光方式上来说，基于本发明的LED调光系统将COT/PWM/直流等调光方式相结合，提高了系统能效，提升了用户调光过程中的视觉享受。基于这种方式的LED调光系统，调光效率高，操作简单。

可选的，上述S12的实现方法具体可以为：

如LED调光请求信号的级别低于第一电流阈值a对应的亮度时，采用恒定导通时间（英文：Constant-On-Time，简称：COT）方式调节LED的亮度；

如LED调光请求信号的级别高于第一电流阈值a对应的亮度，小于第二电流阈值b对应的亮度时，采用PWM方式调整LED的亮度；

如LED调光请求信号的级别高于第二电流阈值b对应的亮度时，根据LED的电流值调整LED的亮度。

可选的，上述S12的实现方法具体可以为：

接收用户输入的LED调节信号，依据该LED调节信号调节LED的亮度。

上述LED调节信号具体可以为：对LED的亮度调大或调小，当然在实际情况中还可以采用其他类似的表现形式，例如直接输入LED的亮度等级等方式。上述用户输入的LED调节信号的输入方式也可以为多种，例如用户通过红外遥控的方式输入LED调节信号，当然也可以通过按键或触摸屏的方式输入LED调节信号，本发明具体实施方式并不限制上述调节信号的输入方式。

本发明具体一种LED调光系统，该系统如图2所示，包括：

接收单元21，用于接收LED调光请求信号；

调节单元22，用于依据所述LED调光请求信号的级别与LED输入电流对应的亮度调节LED的亮度。

可选的，上述调节单元22具体用于，

如LED调光请求信号的级别低于第一电流阈值a对应的亮度时，采用恒定导通时间（英文：Constant-On-Time，简称：COT）方式调节LED的亮度；

如LED调光请求信号的级别高于第一电流阈值a对应的亮度，小于第二电流阈值b对应的亮度时，采用PWM方式调整LED的亮度；

如LED调光请求信号的级别高于第二电流阈值b对应的亮度时，采用LED的输入电流值调整LED的亮度。

可选的，上述调节单元22具体还用于，

接收用户输入的LED调节信号，依据该LED调节信号调节LED的亮度。

本发明提供的LED调光方法可以设置在LED调光系统内，该LED调光系统可以采用常用的LED调光系统，当然也可以采用如图3所示的调光系统，现对其具体介绍如下。

1硬件部分

1.1供电模块（如图3所示的电源）

本模块设计给装置供电。主要是实现AC到DC的转换，即将市电220V转换为5V、3.3V等，为系统运行提供能量。

1.2系统组成及系统框图

基于本发明的LED调光系统主要包括以下模块：（1）调光信号输入模块，（2）MCU调光控制模块。其系统框图如图3所示。现对各个模块的主要组成、工作原理和主要功能介绍如下：

（1）调光信号输入模块。依据调光信号的输入方式调光信号输入模块包括以下三个部分：1）自适应调光模块。其模块核心为光亮度传感器、热释电红外传感器等元件组成的传感网络。其中光亮度传感器负责采集当前环境的亮度情况等信息，热释电红外传感器主要判断是否有人进入当前环境。传感网络将各个传感器采集到的信息传送至MCU调光控制模块，MCU对采集的信息进行识别并确定LED调光方式，进而控制LED驱动模块的工作，以实现LED调光。2）遥控输入模块。本模块采用红外线方式进行信息传送，其核心元件为单片机、红外发射管、按键、LCD等。其中，按键主要用于实现用户调光请求信号输入、调光请求信号输入方式切换等功能。单片机主要负责接收和编码用户经按键输入的调光请求信号，并将编码信息经红外发射管发送至MCU调光控制模块。MCU对其信息进行接收、识别并确定LED调光方式，进而控制LED驱动模块的工作，实现LED调光。3）按键输入模块。该模块用来预防遥控输入模块出现断电等意外情况。用户的调光请求信号经按键模块输入并传送至MCU调光控制模块，MCU对其输入信号进行识别并确定LED调光方式，以控制LED的驱动模块的工作，实现LED调光。

（2）MCU调光控制模块。该模块主要负责：接收按键模块输入的调光请求信号、识别并处理输入的调光信号、输出控制信号至LED驱动模块、控制LCD模块显示当前环境的亮度情况、与遥控模块进行通信等操作。其核心部件为单片机、红外接收部分、LED恒流单元、LED电流反馈单元、LCD显示屏等。调光请求信号传送至MCU调光控制模块后，该模块的MCU对调光信号进行识别、处理，并输出控制信号至LED驱动模块，以控制流过LED的电流，实现对LED亮度调节。当输入的调光请求信号级别低于a点电流对应的亮度时，采用COT方式实现对LED灯的调光控制。当输入的调光请求信号级别在a点电流对应的亮度以上时，依据LED光通量与输入电流的关系曲线和人视觉感光与光线增益曲线将其分为两段：第一段，当调光请求信号处于（a，b）区间中电流对应的亮度时，采用PWM方法进行LED调光。第二段，当调光请求信号大于b点电流对应的亮度时，采用直流进行LED调光。基于这种方式的LED调光系统，调光效率高，操作简单。

系统的简易电路如图4所示。其中，MCU根据来自电压反馈单元的反馈信号进行LED调光方式的选择。驱动模块工作在数字调光模式时，MCU输出脉宽信号（恒定导通时间的调光和PWM调光）作用驱动模块的数字调光单元，控制开关管N1的导通和关断时间，实现LED的调光；工作在模拟调光模式时，开关管N1始终导通，模拟调光信号通过改变流过LED灯的电流来实现LED模拟调光。控制模式判断的依据为反馈单元反馈回的电压值。

数字（恒定导通时间的调光和PWM调光）/模拟调光方式判断模块单元工作方框图如图5所示。其中，数字调光时，基准电压不变，通过控制电压比较模块及其驱动模块的工作状态来实现LED数字调光。模拟调光时，模拟调光信号通过电压调节模块来改变电压基准值，然后电压比较模块再将其与反馈的电压值进行比较，从而实现LED模拟调光。

2软件部分

本系统主要采用C语言进行编程，其主要的控制芯片为单片机等。调光请求信号有三种输入方式：（1）自适应调光，（2）遥控输入调光，（3）按键输入调光。

2.1自适应调光方式程序流程图

本方式的核心器件为单片机、光亮度传感器、热释电红外传感器等。光亮度传感器检测当前环境的亮度情况，热释电红外传感器检测是否有人进入当前环境，以确定当前环境是否需要调光。其流程图如图6所示。

2.2遥控调光方式程序流程图

本方式的主要器件为单片机、红外发射管、红外接收管等。用户经遥控模块输入的调光请求信号由单片机进行接收、编码并控制红外发射管进行信息的发送。MCU调光控制模块控制红外接收管对编码信息进行解码、处理，以控制LED驱动模块，实现LED调光。其程序流程图如图7所示。

本发明将恒定导通时间调光、PWM调光、直流调光与传感网络、遥控网络、通信网络有效地结合，用户不仅可以利用自适应网络进行调光，还可以利用遥控网络操控LED亮度。将COT调光、PWM调光、直流调光等方法与人眼视觉效应充分结合，既降低了高亮度调光时LED工作噪音，也消除了LED光亮度变化给人视觉带来的阶梯感，使整个调光过程当输入的调光请求信号级别低于a点电流对应的亮度时，采用COT方式实现对LED灯的调光控制。当输入的调光请求信号级别在a点电流对应的亮度以上时，依据LED光通量与输入电流的关系曲线和人视觉感光与光线增益曲线将其分为两段：第一段，当调光请求信号处于（a，b）区间中电流对应的亮度时，采用PWM方法进行LED调光。第二段，当调光请求信号大于b点电流对应的亮度时，采用直流进行LED调光。基于这种方式的LED调光系统，调光效率高，操作简单。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种LED调光方法，其特征在于，所述方法包括：

接收LED调光请求信号；

依据所述LED调光请求信号的级别与LED输入电流对应的亮度调节LED的亮度；

所述依据所述LED调光请求信号的级别与LED输入电流对应的亮度调节LED的亮度具体包括：

如LED调光请求信号的级别低于第一电流阈值a对应的亮度时，采用恒定导通时间方式调节LED的亮度；

如LED调光请求信号的级别高于第一电流阈值a对应的亮度，小于第二电流阈值b对应的亮度时，采用PWM方式调整LED的亮度；

如LED调光请求信号的级别高于第二电流阈值b对应的亮度时，采用LED的输入电流值调整LED的亮度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收LED调光请求信号具体包括：接收用户输入的LED调光请求信号；

所述用户输入的LED调光请求信号的输入方式具体包括：

用户通过红外遥控的方式输入LED调光请求信号；

或用户通过按键或触摸屏的方式输入LED调光请求信号。

3.一种LED调光系统，其特征在于，所述系统包括：

接收单元，用于接收LED调光请求信号；

调节单元，用于依据所述LED调光请求信号的级别与LED输入电流对应的亮度调节LED的亮度；

所述调节单元具体用于，

如LED调光请求信号的级别低于第一电流阈值a对应的亮度时，采用恒定导通时间方式调节LED的亮度；

如LED调光请求信号的级别高于第一电流阈值a对应的亮度，小于第二电流阈值b对应的亮度时，采用PWM方式调整LED的亮度；

如LED调光请求信号的级别高于第二电流阈值b对应的亮度时，采用LED的输入电流值调整LED的亮度。