CN106028516A - 一种基于信号放大电路的光控led节能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于信号放大电路的光控LED节能控制系统，其特征在于，主要由控制芯片U1，亮度传感器，三极管VT1，稳压二极管D2，信号接收电路，极性电容C4，串接在信号接收电路与控制芯片U1的ANT管脚之间的信号放大电路，分别与三极管VT1的发射极和控制芯片U1相连接的电流调整电路，以及与电流调整电路相连接的线性驱动电路组成。本发明能将亮度传感器输出的信号中的干扰信号进行消除，使亮度传感器输出的信号更准确，从而提高了本发明对信号处理的准确性，同时本发明能对电流的强度进行有效的调整，从而确保了本发明能输出稳定的电流。

Description

一种基于信号放大电路的光控LED节能控制系统

技术领域

本发明涉及电子领域，具体的说，是一种基于信号放大电路的光控LED节能控制系统。

背景技术

目前，由于LED灯具有能耗低、使用寿命长以及安全环保等特点，其已经成为了人们生活照明的主流产品之一。在生活中人们多采用声控、光控的LED控制系统来实现对LED灯的开启与关闭。光控LED控制系统因其能根据LED灯使用环境的亮度来控制LED灯的开启与关闭，且能有效的满足人们对LED灯在节能方面的要求，而备受人们的青睐。然而，现有的光控LED控制系统存在对亮度信号处理不准确的问题，导致其不能根据环境的光照强度准确的控制LED灯的开启与关闭，从而无法很好的满足人们在节能方面的要求。同时，现有的光控LED控制系统还存在输出电流不稳定的问题，致使LED亮度不稳定，从而影响了LED灯的使用寿命。

因此，提供一种既能提高亮度信号处理准确性，又能确保输出稳定的电流的光控LED控制系统便是当务之急。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的光控LED控制系统存在对亮度信号处理不准确，同时存在输出电流不稳定的缺陷，提供的一种基于信号放大电路的光控LED节能控制系统。

本发明通过以下技术方案来实现：一种基于信号放大电路的光控LED节能控制系统，主要由控制芯片U1，亮度传感器，三极管VT1，N极与控制芯片U1的VDD管脚相连接、P极经电阻R3后与三极管VT1的基极相连接的稳压二极管D2，正极经电阻R4后与控制芯片U1的CTH管脚相连接、负极接地的极性电容C4，与亮度传感器相连接的信号接收电路，串接在信号接收电路与控制芯片U1的ANT管脚之间的信号放大电路，分别与三极管VT1的发射极和控制芯片U1相连接的电流调整电路，以及与电流调整电路相连接的线性驱动电路组成；所述三极管VT1的集电极接地；所述控制芯片U1的VSS管脚与VDD管脚相连接，其DO管脚则与SHUT管脚相连接。

所述信号放大电路由放大器P2，放大器P3，放大器P4，三极管VT5，P极电阻R16后与放大器P2的正极相连接、N极经电阻R17后与三极管VT5的基极相连接的二极管D6，负极经电阻R22后与放大器P2的输出端相连接、正极经电阻R18后与放大器P2的负极相连接的极性电容C12，正极与三极管VT5的发射极相连接、负极与放大器P3的正极相连接的极性电容C10，一端与放大器P3的负极相连接、另一端接地的电阻R20，正极经电阻R23后与放大器P4的负极相连接、负极接地的极性电容C13，正极与放大器P3的输出端相连接、负极经可调电阻R21后与极性电容C13的负极相连接的极性电容C11，P极经电阻R19后与三极管VT5的集电极相连接、N极与极性电容C11的负极相连接的二极管D7，P极与放大器P2的输出端相连接、N极与放大器P4的正极相连接的二极管D8，以及正极经电阻R24后与放大器P4的正极相连接、负极经电阻R25后与放大器P4的输出端相连接的极性电容C14组成；所述二极管D6的P极作为信号放大电路的输入端并与信号接收电路相连接；所述放大器P4的输出端作为信号放大电路的输出端并与控制芯片U1的ANT管脚相连接。

所述信号接收电路由放大器P1，负极与放大器P1的正极相连接、正极与亮度传感器相连接的极性电容C1，正极经电阻R1后与放大器P1的负极相连接、负极接地的极性电容C2，P极与极性电容C1的正极相连接、N极经电阻R2后与放大器P1的输出端相连接的二极管D1，以及正极与放大器P1的输出端相连接、负极与二极管D6的P极相连接的极性电容C3组成。

所述电流调整电路由三极管VT2，三极管VT3，正极与控制芯片U1的REF管脚相连接、负极与三极管VT2的基极相连接的极性电容C5，P极经电阻R8后与极性电容C5的正极相连接、N极经可调电阻R9后与三极管VT3的集电极相连接的二极管D3，一端与控制芯片U1的CAGC管脚相连接、另一端与三极管VT2的发射极相连接的电阻R7，一端与三极管VT2的集电极相连接、另一端与三极管VT3的基极相连接的电感L，以及正极顺次经电阻R6和电阻R5后与三极管VT1的发射极相连接、负极与三极管VT3的基极相连接的极性电容C6组成；所述三极管VT3的基极与控制芯片U的SHUT管脚相连接；所述三极管VT3的发射极与二极管D3的N极共同形成电流调整电路的输出端并与线性驱动电路相连接。

所述线性驱动电路由驱动芯片U2，三极管VT4，场效应管MOS，P极顺次经电阻R13和电阻R10后与驱动芯片U2的CS管脚相连接、N极经电阻R14后与场效应管MOS的源极相连接的稳压二极管D4，负极与三极管VT4的基极相连接、正极与驱动芯片U2的OUT管脚相连接的极性电容C8，正极经电阻R11后与三极管VT3的发射极相连接、负极电阻R12后与驱动芯片U2的FB管脚相连接的极性电容C7，P极与三极管VT4的集电极相连接、N极与驱动芯片U2的FB管脚相连接的二极管D5，以及正极经电阻R15后与场效应管MOS的漏极相连接、负极与二极管D5的N极相连接后接地的极性电容C9组成；所述驱动芯片U2的VCC管脚与三极管VT3的发射极相连接，其GND管脚接地；所述三极管VT4的发射极与场效应管MOS的栅极相连接；所述电阻R13与电阻R10的连接点与二极管D3的N极相连接；所述稳压二极管D4的N极与极性电容C9的负极共同形成线性驱动电路的输出端。

为了本发明的实际使用效果，所述控制芯片U1则优先采用MICRF007集成芯片来实现；同时所述驱动芯片U2则优先采用了为AP3766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)本发明能将亮度传感器输出的信号中的干扰信号进行消除，使亮度传感器输出的信号更准确，从而提高了本发明对信号处理的准确性，确保了本发明能根据使用范围内的光照强度准确的控制LED灯的开启与关闭，较好的满足了人们在节能方面的要求；同时本发明能对电流的强度进行有效的调整，从而确保了本发明能输出稳定的电流，使LED灯的亮度稳定，有效的延长LED灯的使用寿命。

(2)本发明能较好地抑制信号中谐波的零点漂移，使信号的频率增强，从而确保了本发明对信号处理的准确性。

(3)本发明采用了AP3766集成芯片来作为驱动芯片，该芯片性能稳定，同时具有过热保护、过流保护等功能，从而使本发明能输出稳定的驱动电流，确保了LED灯亮度的稳定性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的信号放大电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图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。

实施例

如图1所示，本发明主要由控制芯片U1，亮度传感器，三极管VT1，电阻R3，电阻R4，极性电容C4，稳压二极管D2，信号放大电路，信号接收电路，电流调整电路，以及线性驱动电路组成。

实施时，稳压二极管D2的N极与控制芯片U1的VDD管脚相连接、其P极经电阻R3后与三极管VT1的基极相连接。极性电容C4的正极经电阻R4后与控制芯片U1的CTH管脚相连接、其负极接地。信号接收电路与亮度传感器相连接。信号放大电路串接在信号接收电路与控制芯片U1的ANT管脚之间。电流调整电路分别与三极管VT1的发射极和控制芯片U1相连接。线性驱动电路与电流调整电路相连接。所述三极管VT1的集电极接地；所述控制芯片U1的VSS管脚与VDD管脚相连接，其DO管脚则与SHUT管脚相连接；所述的线性驱动电路的输出端则与LED灯组相连接；所述稳压二极管D2的N极与外部12V直流电压相连接。

其中，所述信号接收电路由放大器P1，电阻R1，电阻R2，极性电容C1，极性电容C2，极性电容C3，以及二极管D1组成。

连接时，极性电容C1的负极与放大器P1的正极相连接、其正极与亮度传感器相连接。极性电容C2的正极经电阻R1后与放大器P1的负极相连接、其负极接地。二极管D1的P极与极性电容C1的正极相连接、其N极经电阻R2后与放大器P1的输出端相连接。极性电容C3的正极与放大器P1的输出端相连接、其负极与二极管D6的P极相连接。

进一步地，所述电流调整电路由三极管VT2，三极管VT3，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R8，可调电阻R9，电感L，极性电容C5，极性电容C6，以及二极管D3组成。

连接时，极性电容C5的正极与控制芯片U1的REF管脚相连接、其负极与三极管VT2的基极相连接。二极管D3的P极经电阻R8后与极性电容C5的正极相连接、其N极经可调电阻R9后与三极管VT3的集电极相连接。电阻R7的一端与控制芯片U1的CAGC管脚相连接、其另一端与三极管VT2的发射极相连接。电感L的一端与三极管VT2的集电极相连接、其另一端与三极管VT3的基极相连接。极性电容C6的正极顺次经电阻R6和电阻R5后与三极管VT1的发射极相连接、其负极与三极管VT3的基极相连接。

所述三极管VT3的基极与控制芯片U的SHUT管脚相连接；所述三极管VT3的发射极与二极管D3的N极共同形成电流调整电路的输出端并与线性驱动电路相连接。

更进一步地，所述线性驱动电路由驱动芯片U2，三极管VT4，场效应管MOS，电阻R10，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，极性电容C7，极性电容C8，极性电容C9，稳压二极管D4，以及二极管D5组成。

连接时，稳压二极管D4的P极顺次经电阻R13和电阻R10后与驱动芯片U2的CS管脚相连接、其N极经电阻R14后与场效应管MOS的源极相连接。极性电容C8的负极与三极管VT4的基极相连接、其正极与驱动芯片U2的OUT管脚相连接。极性电容C7的正极经电阻R11后与三极管VT3的发射极相连接、其负极电阻R12后与驱动芯片U2的FB管脚相连接。二极管D5的P极与三极管VT4的集电极相连接、其N极与驱动芯片U2的FB管脚相连接。极性电容C9的正极经电阻R15后与场效应管MOS的漏极相连接、其负极与二极管D5的N极相连接后接地。

所述驱动芯片U2的VCC管脚与三极管VT3的发射极相连接，其GND管脚接地；所述三极管VT4的发射极与场效应管MOS的栅极相连接；所述电阻R13与电阻R10的连接点与二极管D3的N极相连接；所述稳压二极管D4的N极与极性电容C9的负极共同形成线性驱动电路的输出端并与LED灯组相连接。

如图2所示，所述信号放大电路由放大器P2，放大器P3，放大器P4，三极管VT5，电阻R16，电阻R17，电阻R18，电阻R19，电阻R20，可调电阻R21，电阻R22，电阻R23，电阻R24，电阻R25，极性电容C10，极性电容C11，极性电容C12，极性电容C13，极性电容C14，二极管D6，二极管D7以及二极管D8组成。

连接时，二极管D6的P极电阻R16后与放大器P2的正极相连接、其N极经电阻R17后与三极管VT5的基极相连接。极性电容C12的负极经电阻R22后与放大器P2的输出端相连接、其正极经电阻R18后与放大器P2的负极相连接。极性电容C10的正极与三极管VT5的发射极相连接、其负极与放大器P3的正极相连接。电阻R20的一端与放大器P3的负极相连接、其另一端接地。

同时，极性电容C13的正极经电阻R23后与放大器P4的负极相连接、其负极接地。极性电容C11的正极与放大器P3的输出端相连接、其负极经可调电阻R21后与极性电容C13的负极相连接。二极管D7的P极经电阻R19后与三极管VT5的集电极相连接、其N极与极性电容C11的负极相连接。二极管D8的P极与放大器P2的输出端相连接、其N极与放大器P4的正极相连接。极性电容C14的正极经电阻R24后与放大器P4的正极相连接、其负极经电阻R25后与放大器P4的输出端相连接。

所述二极管D6的P极作为信号放大电路的输入端并与信号接收电路相连接；所述放大器P4的输出端作为信号放大电路的输出端并与控制芯片U1的ANT管脚相连接。

运行时，本发明能将亮度传感器输出的信号中的干扰信号进行消除，使亮度传感器输出的信号更准确，并且本发明能较好地抑制信号中谐波的零点漂移，使信号的频率增强，从而提高了本发明对信号处理的准确性，确保了LED灯开启与关闭的准确性，较好的实现了人们在节能方面的要求。

同时，本发明采用了AP3766集成芯片来作为驱动芯片U2，该芯片性能稳定，同时具有过热保护、过流保护等功能，从而使本发明能输出稳定的驱动电流，确保了LED灯亮度的稳定性。本发明能对电流的强度进行有效的调整，从而确保了本发明能输出稳定的电流，使LED灯的亮度稳定，有效的延长LED灯的使用寿命。

实施时，为了本发明的实际使用效果，所述控制芯片U1则优先采用MICRF007集成芯片来实现。该控制芯片U1内预存有亮度信号值，该控制芯片U1能通过对亮度传感器所采集的环境亮度信号进行分析处理后得到亮度信号的数据值，当控制芯片U1得到的数据信号值小于其内存的数据值时输出控制电流，此时，三极管VT3得电导通，LED灯组得电被点亮。反之，当控制芯片U1得到的数据信号值大于其内存的数据值时不输出控制电流，此时，三极管VT3失电断开，LED灯组不被点亮。

按照上述实施例，即可很好的实现本发明。

Claims (7)

1.一种基于信号放大电路的光控LED节能控制系统，其特征在于，主要由控制芯片U1，亮度传感器，三极管VT1，N极与控制芯片U1的VDD管脚相连接、P极经电阻R3后与三极管VT1的基极相连接的稳压二极管D2，正极经电阻R4后与控制芯片U1的CTH管脚相连接、负极接地的极性电容C4，与亮度传感器相连接的信号接收电路，串接在信号接收电路与控制芯片U1的ANT管脚之间的信号放大电路，分别与三极管VT1的发射极和控制芯片U1相连接的电流调整电路，以及与电流调整电路相连接的线性驱动电路组成；所述三极管VT1的集电极接地；所述控制芯片U1的VSS管脚与VDD管脚相连接，其DO管脚则与SHUT管脚相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于信号放大电路的光控LED节能控制系统，其特征在于，所述信号放大电路由放大器P2，放大器P3，放大器P4，三极管VT5，P极电阻R16后与放大器P2的正极相连接、N极经电阻R17后与三极管VT5的基极相连接的二极管D6，负极经电阻R22后与放大器P2的输出端相连接、正极经电阻R18后与放大器P2的负极相连接的极性电容C12，正极与三极管VT5的发射极相连接、负极与放大器P3的正极相连接的极性电容C10，一端与放大器P3的负极相连接、另一端接地的电阻R20，正极经电阻R23后与放大器P4的负极相连接、负极接地的极性电容C13，正极与放大器P3的输出端相连接、负极经可调电阻R21后与极性电容C13的负极相连接的极性电容C11，P极经电阻R19后与三极管VT5的集电极相连接、N极与极性电容C11的负极相连接的二极管D7，P极与放大器P2的输出端相连接、N极与放大器P4的正极相连接的二极管D8，以及正极经电阻R24后与放大器P4的正极相连接、负极经电阻R25后与放大器P4的输出端相连接的极性电容C14组成；所述二极管D6的P极作为信号放大电路的输入端并与信号接收电路相连接；所述放大器P4的输出端作为信号放大电路的输出端并与控制芯片U1的ANT管脚相连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于信号放大电路的光控LED节能控制系统，其特征在于，所述信号接收电路由放大器P1，负极与放大器P1的正极相连接、正极与亮度传感器相连接的极性电容C1，正极经电阻R1后与放大器P1的负极相连接、负极接地的极性电容C2，P极与极性电容C1的正极相连接、N极经电阻R2后与放大器P1的输出端相连接的二极管D1，以及正极与放大器P1的输出端相连接、负极与二极管D6的P极相连接的极性电容C3组成。

4.根据权利要求3所述的一种基于信号放大电路的光控LED节能控制系统，其特征在于，所述电流调整电路由三极管VT2，三极管VT3，正极与控制芯片U1的REF管脚相连接、负极与三极管VT2的基极相连接的极性电容C5，P极经电阻R8后与极性电容C5的正极相连接、N极经可调电阻R9后与三极管VT3的集电极相连接的二极管D3，一端与控制芯片U1的CAGC管脚相连接、另一端与三极管VT2的发射极相连接的电阻R7，一端与三极管VT2的集电极相连接、另一端与三极管VT3的基极相连接的电感L，以及正极顺次经电阻R6和电阻R5后与三极管VT1的发射极相连接、负极与三极管VT3的基极相连接的极性电容C6组成；所述三极管VT3的基极与控制芯片U的SHUT管脚相连接；所述三极管VT3的发射极与二极管D3的N极共同形成电流调整电路的输出端并与线性驱动电路相连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于信号放大电路的光控LED节能控制系统，其特征在于，所述线性驱动电路由驱动芯片U2，三极管VT4，场效应管MOS，P极顺次经电阻R13和电阻R10后与驱动芯片U2的CS管脚相连接、N极经电阻R14后与场效应管MOS的源极相连接的稳压二极管D4，负极与三极管VT4的基极相连接、正极与驱动芯片U2的OUT管脚相连接的极性电容C8，正极经电阻R11后与三极管VT3的发射极相连接、负极电阻R12后与驱动芯片U2的FB管脚相连接的极性电容C7，P极与三极管VT4的集电极相连接、N极与驱动芯片U2的FB管脚相连接的二极管D5，以及正极经电阻R15后与场效应管MOS的漏极相连接、负极与二极管D5的N极相连接后接地的极性电容C9组成；所述驱动芯片U2的VCC管脚与三极管VT3的发射极相连接，其GND管脚接地；所述三极管VT4的发射极与场效应管MOS的栅极相连接；所述电阻R13与电阻R10的连接点与二极管D3的N极相连接；所述稳压二极管D4的N极与极性电容C9的负极共同形成线性驱动电路的输出端。

6.根据权利要求5所述的一种基于信号放大电路的光控LED节能控制系统，其特征在于，所述控制芯片U1为MICRF007集成芯片。

7.根据权利要求5所述的一种基于信号放大电路的光控LED节能控制系统，其特征在于，所述驱动芯片U2为AP3766集成芯片。