CN105392237A - 一种混合式led灯用多功能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合式LED灯用多功能控制系统，其特征在于，主要由单片机，电源，均与单片机相连接的红外线探测器、亮度传感器、显示器、数据存储器和LED灯，串接在亮度传感器与单片机之间的亮度信号处理电路，串接在单片机与LED灯之间的恒流驱动电路，以及串接在电源与单片机之间的三极管整流滤波稳压电路组成。本发明的LED灯多功能控制系统能输出稳定的驱动电流，以及对LED灯的开启或关闭实现自动化控制，从而满足人们对LED灯在节能方面，以及智能控制方面的要求。

Description

一种混合式LED灯用多功能控制系统

技术领域

本发明涉及电子设备的技术领域，具体是指一种混合式LED灯用多功能控制系统。

背景技术

目前，LED灯作为新型节能光源，以其环保、节能、寿命长、体积小等特点，已经被人们广泛接纳和采用。随着人们生活水平不断的提高，无论在家里或商店里对LED灯亮度和能耗提出了更高的要求，即人们需要在进一步提高LED灯亮度的同时，需要LED灯具有更低的能耗，以及能对LED灯的使用进行智能化控制。

然而，目前人们所使用的LED灯，由于控制系统稳定性差，且输出的驱动电流不稳定，以及对LED灯的开启或关闭无法实现自动化控制，造成大量的能源浪费，从而不能满足人们对LED灯在节能方面的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的LED灯的控制系统，且输出的驱动电流不稳定，以及对LED灯的开启或关闭无法实现自动化控制的缺陷，本发明提供一种混合式LED灯用多功能控制系统。

本发明通过以下技术方案来实现：一种混合式LED灯用多功能控制系统，主要由单片机，电源，均与单片机相连接的红外线探测器、亮度传感器、显示器、数据存储器和LED灯，串接在亮度传感器与单片机之间的亮度信号处理电路，串接在单片机与LED灯之间的恒流驱动电路，以及串接在电源与单片机之间的三极管整流滤波稳压电路组成。

所述亮度信号处理电路由放大器P2，放大器P3，三极管VT6，三极管VT7，负极与放大器P2的正极相连接、正极作为亮度信号处理电路的输入端与亮度传感器相连接的极性电容C9，负极经电阻R22后与三极管VT7的基极相连接、正极经电阻R19后与极性电容C9的正极相连接的极性电容C10，P极顺次经电阻R21和电阻R20后与极性电容C9的正极相连接、N极与三极管VT6的集电极相连接的二极管D7，负极顺次经电阻R24和可调电阻R23后与三极管VT6的发射极相连接、正极与放大器P3的输出端相连接的极性电容C12，正极与放大器P2的输出端相连接、负极与三极管VT6的基极相连接的极性电容C11，P极与放大器P2的输出端相连接、N极与三极管VT7的集电极相连接的二极管D8，以及P极经电阻R25后与三极管VT7的基极相连接、N极经电阻R26后与放大器P3的输出端相连接的二极管D9组成；所述放大器P2的负极接地；所述放大器P3的输出端作为亮度信号处理电路的输出端并与单片机相连接。

所述恒流驱动电路由驱动芯片U2，三极管VT5，放大器P1，P极顺次经电阻R10和极性电容C5后与三极管VT5的基极相连接、N极经电阻R11后与三极管VT5的集电极相连接的二极管D4，一端与三极管VT5的发射极相连接、另一端与驱动芯片U2的THE管脚相连接的电阻R13，负极与驱动芯片U2的IN管脚相连接、正极与二极管D4的N极相连接的极性电容C6，一端与极性电容C6的正极相连接、另一端接地的电阻R12，P极与驱动芯片U2的VS管脚相连接、N极经电阻R16后与放大器P1的正极相连接的二极管D5，正极经电阻R15后与驱动芯片U2的RC管脚相连接、负极顺次经可调电阻R17和电阻R18后与放大器P1的输出端相连接的极性电容C8，负极与放大器P1的正极相连接、正极与驱动芯片U2的COM管脚相连接的极性电容C7，以及P极与驱动芯片U2的FC管脚相连接、N极经电阻R14后与放大器P1的负极相连接的二极管D6组成；所述驱动芯片U2的CR管脚与极性电容C6的正极相连接、其GND管脚接地；所述二极管D4的P极作为恒流驱动电路的输入端并与单片机相连接；所述放大器P1的输出端作为恒流驱动电路的输出端并与LED灯相连接。

所述三极管整流滤波稳压电路由变压器T，其中一个输入端有变压器T的副边电感线圈的同名端相连接、另一个输入端与变压器T的副边电感线圈的非同名端相连接的二极管整流器U1，正极与二极管整流器U1的负极输出端相连接、负极与二极管整流器U1的正极输出端相连接的极性电容C1，与二极管整流器U1相连接的电压检测电路，以及与电压检测电路的输出端相连接的稳压输出电路组成；所述变压器T的原边电感线圈的同名端和非同名端共同形成三极管整流滤波稳压电路的输入端并与电源相连接；所述稳压输出电路的输出端则与单片机相连接。

所述电压检测电路由三极管VT1，三极管VT2，P极经电阻R2后与三极管VT2的集电极相连接、N极经电阻R1后与三极管VT1的发射极相连接的二极管D1，正极经电阻R4后与三极管VT1的集电极相连接、负极和三极管VT2的发射极共同形成电压检测电路的输出端并与稳压输出电路相连接的极性电容C2，正极与三极管VT2的基极相连接、负极经电阻R5后与极性电容C2的负极相连接的极性电容C3，以及一端与二极管D1的N极相连接、另一端与极性电容C3的负极相连接的可调电阻R3组成；所述三极管VT1的基极与二极管整流器U1的负极输出端相连接；所述二极管D1的P极与二极管整流器U1的正极输出端相连接。

所述稳压输出电路由三极管VT3，三极管VT4，稳压二极管D2，正极与三极管VT4的发射极相连接、负极经电阻R8后与三极管VT3的发射极相连接的极性电容C4，P极经电阻R6后与三极管VT2的发射极相连接、N极经电阻R7后与三极管VT4的集电极相连接的二极管D3，一端与稳压二极管D2的P极相连接、另一端与二极管D3的P极相连接的电阻R7，以及一端与稳压二极管D2的P极相连接、另一端与三极管VT4的基极相连接的电阻R9组成；所述三极管VT3的集电极接地、其基极则与极性电容C2的负极相连接；所述极性电容C4的负极和二极管D3的N极共同形成稳压输出电路的输出端。

为确保本发明的实际使用效果，所述红外线探测器优先采用TR350型红外线探测器来实现；而显示器则优先采用了具有触摸输入功能的液晶显示屏来实现；同时驱动芯片U2则优先采用为CL6562集成芯片来实现。

本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

(1)本发明的亮度信号处理电路能将亮度传感器输出的亮度信号进行滤波放大，确保了亮度信号能准确的传输给单片机，同时确保了本发明的LED灯用多功能控制系统的准确性。

(2)本发明的恒流驱动电路的驱动芯片U2具有过压保护、短路保护、电压和电流自动调节等功能，该驱动芯片U2组成的恒流驱动电路能对单片机输出的控制电流实现高精度的恒压、恒流输出，确保LED灯的亮度的稳定性。

(3)本发明的三极管整流滤波稳压电路能将电源电压进行整流滤波后转换为12V直流电压，还能将该12V直流电压进行稳压后输出，确保能为单片机提供稳定的电压，同时确保了本发明的控制系统的确定性。

(4)本发明采用了红外线探测器，该红外线探测器具有性能稳定、灵敏度高，价格便宜等优点。

附图说明

图1为本发明的整体结构图。

图2为本发明的三极管整流滤波稳压电路的电路结构示意图。

图3为本发明的恒流驱动电路的电路结构示意图。

图4为本发明的亮度信号处理电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，本发明主要由单片机，电源，均与单片机相连接的红外线探测器、亮度传感器、显示器、数据存储器和LED灯，串接在亮度传感器与单片机之间的亮度信号处理电路，串接在单片机与LED灯之间的恒流驱动电路，以及串接在电源与单片机之间的三极管整流滤波稳压电路组成。

其中，所述三极管整流滤波稳压电路如图2所示，其由变压器T，二极管整流器U1，极性电容C1，电压检测电路，以及稳压输出电路组成。

所述二极管整流器U1的一个输入端有变压器T的副边电感线圈的同名端相连接、另一个输入端与变压器T的副边电感线圈的非同名端相连接。所述极性电容C1的正极与二极管整流器U1的负极输出端相连接、负极与二极管整流器U1的正极输出端相连接。所述电压检测电路与二极管整流器U1相连接。所述稳压输出电路与电压检测电路的输出端相连接，该稳压输出电路的输出端则与单片机相连接。所述变压器T的原边电感线圈的同名端和非同名端共同形成三极管整流滤波稳压电路的输入端并与电源相连接。

为确保本发明的可靠运行，所述的单片机优先采用QX9910M集成芯片，该QX9910M集成芯片的BST管脚与数据存储器相连接，NC管脚与显示器相连接，SET管脚与亮度传感器相连接，RT管脚与红外线探测器相连接。所述的电源为220V交流电压，该220V交流电压经三极管整流滤波稳压电路进行整流滤波后转换为12V直流电压，并将该12V直流电压进行稳压后为单片机供电。

如图2所示，所述电压检测电路由三极管VT1，三极管VT2，电阻R1，电阻R2，可调电阻R3，电阻R4，电阻R5，极性电容C2，极性电容C3，以及二极管D1组成。

连接时，二极管D1的P极经电阻R2后与三极管VT2的集电极相连接、N极经电阻R1后与三极管VT1的发射极相连接。极性电容C2的正极经电阻R4后与三极管VT1的集电极相连接、负极和三极管VT2的发射极共同形成电压检测电路的输出端并与稳压输出电路相连接。极性电容C3的正极与三极管VT2的基极相连接、负极经电阻R5后与极性电容C2的负极相连接。可调电阻R3的一端与二极管D1的N极相连接、另一端与极性电容C3的负极相连接。所述三极管VT1的基极与二极管整流器U1的负极输出端相连接；所述二极管D1的P极与二极管整流器U1的正极输出端相连接。

进一步，所述稳压输出电路由三极管VT3，三极管VT4，稳压二极管D2，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，极性电容C4，以及二极管D3组成。

连接时，极性电容C4的正极与三极管VT4的发射极相连接、负极经电阻R8后与三极管VT3的发射极相连接。二极管D3的P极经电阻R6后与三极管VT2的发射极相连接、N极经电阻R7后与三极管VT4的集电极相连接。电阻R7的一端与稳压二极管D2的P极相连接、另一端与二极管D3的P极相连接。电阻R9的一端与稳压二极管D2的P极相连接、另一端与三极管VT4的基极相连接。所述三极管VT3的集电极接地、其基极则与极性电容C2的负极相连接；所述极性电容C4的负极与QX9910M集成芯片的VC管脚相连接；所述二极管D3的N极与QX9910M集成芯片的PC管脚相连接。

本发明在运行时，三极管整流滤波稳压电路能将电源电压进行整流滤波后转换为12V直流电压，还能将该12V直流电压进行稳压后输出，确保能为单片机提供稳定的电压，同时确保了本发明的控制系统的确定性。

所述恒流驱动电路如图3所示，其由驱动芯片U2，三极管VT5，放大器P1，电阻R10，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电阻R16，可调电阻R17，电阻R18，极性电容C5，极性电容C6，极性电容C7，极性电容C8，二极管D4，二极管D5，以及二极管D6组成。

连接时，二极管D4的N极经电阻R11后与三极管VT5的集电极相连接、其P极经电阻R10后与极性电容C5的负极相连接，所述极性电容C5的正极则与三极管VT5的基极相连接。电阻R13的一端与三极管VT5的发射极相连接、另一端与驱动芯片U2的THE管脚相连接。极性电容C6的负极与驱动芯片U2的IN管脚相连接、正极与二极管D4的N极相连接。电阻R12的一端与极性电容C6的正极相连接、另一端接地。

所述二极管D5的P极与驱动芯片U2的VS管脚相连接、N极经电阻R16后与放大器P1的正极相连接。极性电容C8的正极经电阻R15后与驱动芯片U2的RC管脚相连接、负极顺次经可调电阻R17和电阻R18后与放大器P1的输出端相连接。极性电容C7的负极与放大器P1的正极相连接、正极与驱动芯片U2的COM管脚相连接。二极管D6的P极与驱动芯片U2的FC管脚相连接、N极经电阻R14后与放大器P1的负极相连接。

所述驱动芯片U2的CR管脚与极性电容C6的正极相连接、其GND管脚接地；所述二极管D4的P极作为恒流驱动电路的输入端并与QX9910M集成芯片的OUT管脚相连接；所述放大器P1的输出端作为恒流驱动电路的输出端并与LED灯相连接。

本发明在运行时，恒流驱动电路能对单片机输出的控制电流实现高精度的恒压、恒流输出，确保LED灯的亮度的稳定性。为了更好的实施本发明，所述的驱动芯片U2则优先采用具有过压保护、短路保护、电压和电流自动调节等优点的CL6562集成芯片来实现。

所述亮度信号处理电路如图4所示，其由放大器P2，放大器P3，三极管VT6，三极管VT7，电阻R19，电阻R20，电阻R21，电阻R22，电阻R23，电阻R24，电阻R25，电阻R26，极性电容C9，极性电容C10，极性电容C11，极性电容C12，二极管D7，二极管D8，以及二极管D9组成。

连接时，极性电容C9的负极与放大器P2的正极相连接、正极作为亮度信号处理电路的输入端与亮度传感器相连接。极性电容C10的负极经电阻R22后与三极管VT7的基极相连接、正极经电阻R19后与极性电容C9的正极相连接。二极管D7的P极顺次经电阻R21和电阻R20后与极性电容C9的正极相连接、N极与三极管VT6的集电极相连接。

所述极性电容C12的负极顺次经电阻R24和可调电阻R23后与三极管VT6的发射极相连接、正极与放大器P3的输出端相连接。极性电容C11的正极与放大器P2的输出端相连接、负极与三极管VT6的基极相连接。二极管D8的P极与放大器P2的输出端相连接、N极与三极管VT7的集电极相连接。二极管D9的P极经电阻R25后与三极管VT7的基极相连接、N极经电阻R26后与放大器P3的输出端相连接。

所述放大器P2的负极接地；所述放大器P3的输出端作为亮度信号处理电路的输出端并与QX9910M集成芯片的SET管脚相连接。本发明在运行时，亮度信号处理电路能将亮度传感器输出的亮度信号进行滤波放大，确保了亮度信号能准确的传输给单片机。

运行时，所述红外线探测器优先采用TR350型红外线探测器来实现，该红外线探测器用于对LED灯的使用范围内进入的人进行探测，并将所探测到的信息传输给单片机。当红外线探测器所传输的信息为有人进入的时候，所述的单片机则输出信号给亮度感应器。本发明的亮度感应器采用了APDS-9002亮度感应器，所述亮度感应器则对LED灯的使用范围内的亮度信息进行采集，并将所采集的亮度信号经亮度信号处理电路进行滤波放大后传输给单片机，而单片机则将该亮度信号通过处理后转换为亮度数据信号并与数据存储器内的预存的亮度值进行比对，如果该实际亮度数据信号小于数据存储器内的预存的亮度值时，所述的单片机输出控制电流给恒流驱动电路，所述恒流驱动电路对单片机输出的控制电流实现高精度的恒压、恒流后传输给LED灯，此时LED灯被电亮。反之，该实际亮度数据信号大于数据存储器内的预存的亮度值时，所述的单片机则不会输出控制电流给LED灯，此时LED灯不被电亮。

其中，本发明的显示器则优先采用了具有触摸输入功能的液晶显示屏来实现。所述的显示器用于对数据存储器内的预存的亮度值进行调节，人们可根据个人的需求来通过具有触摸输入功能的液晶显示屏的功能键来对数据存储器内的预存的亮度值进行调节，来控制LED灯的开启。

本发明的亮度感应器在LED灯被点亮后将不会对亮度进行采集，而当所述的红外线探测器探测到人离开时，并将该信号传输给单片机，所述的单片机则停止给LED灯输出控制电流，此时，该LED灯关闭。

如上所述，便可以很好的实现本发明。

Claims (9)

1.一种混合式LED灯用多功能控制系统，其特征在于，主要由单片机，电源，均与单片机相连接的红外线探测器、亮度传感器、显示器、数据存储器和LED灯，串接在亮度传感器与单片机之间的亮度信号处理电路，串接在单片机与LED灯之间的恒流驱动电路，以及串接在电源与单片机之间的三极管整流滤波稳压电路组成。

2.根据权利要求1所述的一种混合式LED灯用多功能控制系统，其特征在于，所述亮度信号处理电路由放大器P2，放大器P3，三极管VT6，三极管VT7，负极与放大器P2的正极相连接、正极作为亮度信号处理电路的输入端与亮度传感器相连接的极性电容C9，负极经电阻R22后与三极管VT7的基极相连接、正极经电阻R19后与极性电容C9的正极相连接的极性电容C10，P极顺次经电阻R21和电阻R20后与极性电容C9的正极相连接、N极与三极管VT6的集电极相连接的二极管D7，负极顺次经电阻R24和可调电阻R23后与三极管VT6的发射极相连接、正极与放大器P3的输出端相连接的极性电容C12，正极与放大器P2的输出端相连接、负极与三极管VT6的基极相连接的极性电容C11，P极与放大器P2的输出端相连接、N极与三极管VT7的集电极相连接的二极管D8，以及P极经电阻R25后与三极管VT7的基极相连接、N极经电阻R26后与放大器P3的输出端相连接的二极管D9组成；所述放大器P2的负极接地；所述放大器P3的输出端作为亮度信号处理电路的输出端并与单片机相连接。

3.根据权利要求2所述的一种混合式LED灯用多功能控制系统，其特征在于，所述恒流驱动电路由驱动芯片U2，三极管VT5，放大器P1，P极顺次经电阻R10和极性电容C5后与三极管VT5的基极相连接、N极经电阻R11后与三极管VT5的集电极相连接的二极管D4，一端与三极管VT5的发射极相连接、另一端与驱动芯片U2的THE管脚相连接的电阻R13，负极与驱动芯片U2的IN管脚相连接、正极与二极管D4的N极相连接的极性电容C6，一端与极性电容C6的正极相连接、另一端接地的电阻R12，P极与驱动芯片U2的VS管脚相连接、N极经电阻R16后与放大器P1的正极相连接的二极管D5，正极经电阻R15后与驱动芯片U2的RC管脚相连接、负极顺次经可调电阻R17和电阻R18后与放大器P1的输出端相连接的极性电容C8，负极与放大器P1的正极相连接、正极与驱动芯片U2的COM管脚相连接的极性电容C7，以及P极与驱动芯片U2的FC管脚相连接、N极经电阻R14后与放大器P1的负极相连接的二极管D6组成；所述驱动芯片U2的CR管脚与极性电容C6的正极相连接、其GND管脚接地；所述二极管D4的P极作为恒流驱动电路的输入端并与单片机相连接；所述放大器P1的输出端作为恒流驱动电路的输出端并与LED灯相连接。

4.根据权利要求3所述的一种混合式LED灯用多功能控制系统，其特征在于，所述三极管整流滤波稳压电路由变压器T，其中一个输入端有变压器T的副边电感线圈的同名端相连接、另一个输入端与变压器T的副边电感线圈的非同名端相连接的二极管整流器U1，正极与二极管整流器U1的负极输出端相连接、负极与二极管整流器U1的正极输出端相连接的极性电容C1，与二极管整流器U1相连接的电压检测电路，以及与电压检测电路的输出端相连接的稳压输出电路组成；所述变压器T的原边电感线圈的同名端和非同名端共同形成三极管整流滤波稳压电路的输入端并与电源相连接；所述稳压输出电路的输出端则与单片机相连接。

5.根据权利要求4所述的一种混合式LED灯用多功能控制系统，其特征在于，所述电压检测电路由三极管VT1，三极管VT2，P极经电阻R2后与三极管VT2的集电极相连接、N极经电阻R1后与三极管VT1的发射极相连接的二极管D1，正极经电阻R4后与三极管VT1的集电极相连接、负极和三极管VT2的发射极共同形成电压检测电路的输出端并与稳压输出电路相连接的极性电容C2，正极与三极管VT2的基极相连接、负极经电阻R5后与极性电容C2的负极相连接的极性电容C3，以及一端与二极管D1的N极相连接、另一端与极性电容C3的负极相连接的可调电阻R3组成；所述三极管VT1的基极与二极管整流器U1的负极输出端相连接；所述二极管D1的P极与二极管整流器U1的正极输出端相连接。

6.根据权利要求5所述的一种混合式LED灯用多功能控制系统，其特征在于，所述稳压输出电路由三极管VT3，三极管VT4，稳压二极管D2，正极与三极管VT4的发射极相连接、负极经电阻R8后与三极管VT3的发射极相连接的极性电容C4，P极经电阻R6后与三极管VT2的发射极相连接、N极经电阻R7后与三极管VT4的集电极相连接的二极管D3，一端与稳压二极管D2的P极相连接、另一端与二极管D3的P极相连接的电阻R7，以及一端与稳压二极管D2的P极相连接、另一端与三极管VT4的基极相连接的电阻R9组成；所述三极管VT3的集电极接地、其基极则与极性电容C2的负极相连接；所述极性电容C4的负极和二极管D3的N极共同形成稳压输出电路的输出端。

7.根据权利要求6所述的一种混合式LED灯用多功能控制系统，其特征在于，所述红外线探测器为TR350型红外线探测器。

8.根据权利要求7所述的一种混合式LED灯用多功能控制系统，其特征在于，所述显示器采用了具有触摸输入功能的液晶显示屏。

9.根据权利要求8所述的一种混合式LED灯用多功能控制系统，其特征在于，所述驱动芯片U2为CL6562集成芯片。