CN106304468A - 一种led灯全方位感应无级调光的方法和装置 - Google Patents

一种led灯全方位感应无级调光的方法和装置 Download PDF

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Abstract

一种LED灯全方位感应无级调光的方法和装置，LED灯电源主体电路中包括调光控制单元及初级侧主控单元；再设置一人体感应单元，该单元将人体感应信号引入控制芯片；控制芯片输出PWM占空比信号，此信号最终连接场效应晶体管Q6的源极，驱动振荡变压器T1产生交变电压，经整流滤波，输出LED灯的驱动电压。与现有技术相比较，本发明的优点是：实现了能同时监控相反最大180°的两个方向的来人；调整亮度包括“暗”到“明”两个等级，以及其间的无级调整；本发明能根据白天黑夜将灯彻底关断和开通；本发明调整灯的亮度是在电源初级调整PWM占空比，效率高；本发明有拼接式设计，组态灵活。

Description

一种LED灯全方位感应无级调光的方法和装置
技术领域
本发明涉及LED照明的技术，尤其是涉及一种LED照明的电源技术，特别是LED灯全方位感应无级调光的方法和装置的技术。
背景技术
当今，LED照明的技术越来越普及，LED照明的灯具以其省电、寿命长而大规模替代其他灯具，已经风靡天下。
然而，目前所见到的用于街巷庭院的夜间照明灯，大都只能检测一个方向的来人，转换灯光亮度也只能分为亮、暗两个等级。
例如，对比文件1：中国发明专利申请201110201785.5，名称为:两阶式发光二极管安全监控照明装置。该技术方案有如下缺点：
一、不能同时监控相反最大180°的两个方向的来人；
二、调整亮度不是无级调整，仅为“明”和“暗”两个等级；
三、不能根据白天黑夜将灯彻底关断和开通；
四、调整灯的亮度是在负载处短路一部分LED照明灯，效率低下；
五、没有拼接式设计，组态不灵活。
由此可见，该方案有许多需要改进之处来克服自身的弊端。
发明内容
为了解决现有技术的不能同时监控相反最大180°的两个方向的来人；调整亮度不是无级调整，仅为“明”和“暗”两个等级；不能根据白天黑夜将灯彻底关断和开通；调整灯的亮度是在负载处短路一部分LED照明灯，效率低下；没有拼接式设计，组态不灵活的问题，本发明提出了一种LED灯全方位感应无级调光的技术方案。
本发明通过采用以下技术方案来实现：实施一种LED灯全方位感应无级调光的方法，所述方法包括如下步骤：
A、首先，相对LED灯电源主体电路，制备一人体感应单元，在所述人体感应单元中设置第一人体感应器件PIR1和第二人体感应器件PIR2，所述第一人体感应器件PIR1和第二人体感应器件PIR2将两个方向的感应信号合成后连接到VSS2端；
B、然后在LED灯电源主体电路的次级侧设置调光控制单元,
所述调光控制单元将人体感应单元的VSS2端信号引入连接控制芯片U4的一个引脚；
C、然后将调光控制单元中控制芯片U4的一个引脚输出PWM占空比信号，并通过限流电阻R73与光电耦合器U2的发光器件阳极连接；
D、接下来，光电耦合器U2的光敏器件将PWM占空比信号输入到LED灯电源主体电路的初级侧主控单元中主控芯片U1的DIM端；
E、然后，主控芯片U1根据输入的PWM占空比信号驱动场效应晶体管Q6工作，由振荡变压器T1产生交变电压，再经晶体二极管D6和电解电容C14整流滤波，输出LED灯的驱动电压。
步骤Ａ所述第一人体感应器件PIR1和第二人体感应器件PIR2将两个方向的感应信号合成后连接到VSS2端，此感应信号是一个模拟电压信号，是由第一晶体管Q1放大第一人体感应器件PIR1的感应信号后，在集电极输出，经电容器C9加在第三晶体管Q3的基极，再由第二晶体管Q2放大第二人体感应器件PIR2的感应信号后，在集电极输出，经电容器C10叠加在第三晶体管Q3的基极形成的。
步骤B所述调光控制单元将人体感应单元的VSS2端信号引入连接控制芯片U4的一个引脚，是在控制芯片U4内设置一A/D转换单元，将模拟电压信号转换为数字信号，然后将该数字信号传输到PWM占空比信号发生单元，根据不同的数字电压，输出不同占空比的PWM信号。
步骤C所述的控制芯片U4的一个引脚还输入光控器件PT1的信号，并设定一个阈值，用来判别白天与黑夜，控制芯片U4的一个引脚控制晶体管Q4的源极，在黑夜模式时需要开启照明灯，晶体管Q4开通；在白天模式时，晶体管Q4关闭。
步骤A所述的人体感应单元设置成为独立模块，其外接插口VDD2、CDS2、VSS2、GND2、LED2分别对应LED灯电源主体电路的VDD1、CDS1、VSS1、GND1、LED1插口；或是将人体感应单元与LED灯电源主体电路一体化设计，直接将VDD2与VDD1连接、CDS2与CDS1连接、VSS2与VSS1连接、GND2与GND1连接、LED2与LED1连接。
为了实现上述方法而设计制造一种LED灯全方位感应无级调光的装置，所述装置包括：
LED灯电源主体电路，其中包括调光控制单元及初级侧主控单元；
一人体感应单元，在所述人体感应单元中设置第一人体感应器件PIR1和第二人体感应器件PIR2，所述第一人体感应器件PIR1和第二人体感应器件PIR2将两个方向的感应信号合成后连接到VSS2端；
所述调光控制单元将人体感应单元的VSS2端信号引入连接控制芯片U4的一个引脚；
所述控制芯片U4的再一个引脚输出PWM占空比信号，并通过限流电阻R73与光电耦合器U2的发光器件阳极连接；
所述光电耦合器U2的光敏器件将PWM占空比信号接入到LED灯电源主体电路的初级侧主控单元中主控芯片U1的DIM端；
主控芯片U1的GATE引脚连接场效应晶体管Q6的源极，驱动振荡变压器T1产生交变电压，再经晶体二极管D6和电解电容C14整流滤波，输出LED灯的驱动电压。
所述第一人体感应器件PIR1的感应信号经第一晶体管Q1放大后，在集电极输出，经电容器C9加在第三晶体管Q3的基极；
所述第二人体感应器件PIR2的感应信号再由第二晶体管Q2放大，在集电极输出，经电容器C10叠加在第三晶体管Q3的基极。
所述调光控制单元将人体感应单元的VSS2端信号接入连接控制芯片U4的一个引脚，并在控制芯片U4内包含的A/D转换单元将模拟电压信号转换为数字信号，所述A/D转换单元将该数字信号传输到控制芯片U4内包含的PWM占空比信号发生单元，后者输出不同占空比的PWM信号。
所述控制芯片U4的再一个引脚还接入光控器件PT1的信号，并在控制芯片U4内部设置一电压比较器，设定一个阈值，电压比较器的输出连接控制晶体管Q4的源极，在黑夜模式时需要开启照明灯时，晶体管Q4开通；在白天模式时，晶体管Q4关闭。
所述人体感应单元设置成为独立模块，其外接插口VDD2、CDS2、VSS2、GND2、LED2分别对应LED灯电源主体电路的VDD1、CDS1、VSS1、GND1、LED1插口；或是将人体感应单元（10）与LED灯电源主体电路一体化设计，直接将VDD2与VDD1连接、CDS2与CDS1连接、VSS2与VSS1连接、GND2与GND1连接、LED2与LED1连接。
与现有技术相比较，本发明的LED灯全方位感应无级调光的方法和装置的优点是：实现了能同时监控相反最大180°的两个方向的来人；调整亮度包括“暗”到“明”两个等级，以及其间的无级调整；本发明能根据白天黑夜将灯彻底关断和开通；本发明调整灯的亮度是在电源初级调整PWM占空比，效率高；本发明有拼接式设计，组态灵活。
附图说明
图1为本发明LED灯全方位感应无级调光的方法和装置的原理示意图。
图2为本发明LED灯全方位感应无级调光的方法和装置控制方框图。
具体实施方式
为了进一步说明本发明的方法，现结合附图所示的本发明的优选实施例进行详细说明，然而所述实施例仅为提供说明与解释之用，不能用来限制本发明的专利保护范围。
如图1～图2所示，实施一种LED灯全方位感应无级调光的方法，所述方法包括如下步骤：
A、首先，相对LED灯电源主体电路，制备一人体感应单元10，在所述人体感应单元10中设置第一人体感应器件PIR1和第二人体感应器件PIR2，所述第一人体感应器件PIR1和第二人体感应器件PIR2将两个方向的感应信号合成后连接到VSS2端；
B、然后在LED灯电源主体电路的次级侧设置调光控制单元11,
所述调光控制单元11将人体感应单元10的VSS2端信号引入连接控制芯片U4的一个引脚；
C、然后将调光控制单元11中控制芯片U4的一个引脚输出PWM占空比信号，并通过限流电阻R73与光电耦合器U2的发光器件阳极连接；
D、接下来，光电耦合器U2的光敏器件将PWM占空比信号输入到LED灯电源主体电路的初级侧主控单元12中主控芯片U1的DIM端；
E、然后，主控芯片U1根据输入的PWM占空比信号驱动场效应晶体管Q6工作，由振荡变压器T1产生交变电压，再经晶体二极管D6和电解电容C14整流滤波，输出LED灯的驱动电压。
步骤Ａ所述第一人体感应器件PIR1和第二人体感应器件PIR2将两个方向的感应信号合成后连接到VSS2端，此感应信号是一个模拟电压信号，是由第一晶体管Q1放大第一人体感应器件PIR1的感应信号后，在集电极输出，经电容器C9加在第三晶体管Q3的基极，再由第二晶体管Q2放大第二人体感应器件PIR2的感应信号后，在集电极输出，经电容器C10叠加在第三晶体管Q3的基极形成的。
步骤B所述调光控制单元11将人体感应单元（10）的VSS2端信号引入连接控制芯片U4的一个引脚，是在控制芯片U4内设置一A/D转换单元，将模拟电压信号转换为数字信号，然后将该数字信号传输到PWM占空比信号发生单元，根据不同的数字电压，输出不同占空比的PWM信号。
步骤C所述的控制芯片U4的一个引脚还输入光控器件PT1的信号，并设定一个阈值，用来判别白天与黑夜，控制芯片U4的一个引脚控制晶体管Q4的源极，在黑夜模式时需要开启照明灯，晶体管Q4开通；在白天模式时，晶体管Q4关闭。
步骤A所述的人体感应单元10设置成为独立模块，其外接插口VDD2、CDS2、VSS2、GND2、LED2分别对应LED灯电源主体电路的VDD1、CDS1、VSS1、GND1、LED1插口；或是将人体感应单元10与LED灯电源主体电路一体化设计，直接将VDD2与VDD1连接、CDS2与CDS1连接、VSS2与VSS1连接、GND2与GND1连接、LED2与LED1连接。
根据所述方法设计制造一种LED灯全方位感应无级调光的装置，所述装置包括：
LED灯电源主体电路，其中包括调光控制单元11及初级侧主控单元12；
一人体感应单元10，在所述人体感应单元10中设置第一人体感应器件PIR1和第二人体感应器件PIR2，所述第一人体感应器件PIR1和第二人体感应器件PIR2将两个方向的感应信号合成后连接到VSS2端；
所述调光控制单元11将人体感应单元10的VSS2端信号引入连接控制芯片U4的一个引脚；
所述控制芯片U4的再一个引脚输出PWM占空比信号，并通过限流电阻R73与光电耦合器U2的发光器件阳极连接；
所述光电耦合器U2的光敏器件将PWM占空比信号接入到LED灯电源主体电路的初级侧主控单元12中主控芯片U1的DIM端；
主控芯片U1的GATE引脚连接场效应晶体管Q6的源极，驱动振荡变压器T1产生交变电压，再经晶体二极管D6和电解电容C14整流滤波，输出LED灯的驱动电压。
所述第一人体感应器件PIR1的感应信号经第一晶体管Q1放大后，在集电极输出，经电容器C9加在第三晶体管Q3的基极；
所述第二人体感应器件PIR2的感应信号再由第二晶体管Q2放大，在集电极输出，经电容器C10叠加在第三晶体管Q3的基极。
所述调光控制单元11将人体感应单元10的VSS2端信号接入连接控制芯片U4的一个引脚，并在控制芯片U4内包含的A/D转换单元将模拟电压信号转换为数字信号，所述A/D转换单元将该数字信号传输到控制芯片U4内包含的PWM占空比信号发生单元，后者输出不同占空比的PWM信号。
所述控制芯片U4的再一个引脚还接入光控器件PT1的信号，并在控制芯片U4内部设置一电压比较器，设定一个阈值，电压比较器的输出连接控制晶体管Q4的源极，在黑夜模式时需要开启照明灯时，晶体管Q4开通；在白天模式时，晶体管Q4关闭。
所述人体感应单元10设置成为独立模块，其外接插口VDD2、CDS2、VSS2、GND2、LED2分别对应LED灯电源主体电路的VDD1、CDS1、VSS1、GND1、LED1插口；或是将人体感应单元10与LED灯电源主体电路一体化设计，直接将VDD2与VDD1连接、CDS2与CDS1连接、VSS2与VSS1连接、GND2与GND1连接、LED2与LED1连接。
如图1所示，电容器C15、C22与C14并接，增加容量。
二极管D7与二极管D6并接，提高负载能力。
控制芯片U4是常见的控制芯片，内部有PWM占空比信号发生单元和A/D转换单元的芯片很多，在此不一一例举。
本发明除了可以同时监控相反最大180°的两个方向的来人以外，还可以只设置一组监控传感器，只针对一个方向做专门的监控。
还可以设置多组监控传感器，对多个方向做专门的监控。
本发明的技术方案不但可以使用人体感应器件PIR作为监控传感器，也可以使用微波传感器作为监控传感器，还可以使用超声波传感器作为监控传感器，当使用微波传感器和超声波传感器时，电路只作小小改动即可，在此不做赘述。
本发明调整亮度包括“暗”到“明”两个等级，以及其间的无级调整，适合众多的场合应用。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种LED灯全方位感应无级调光的方法，其特征在于，
所述方法包括如下步骤：
A、首先，相对LED灯电源主体电路，制备一人体感应单元（10），在所述人体感应单元（10）中设置第一人体感应器件PIR1和第二人体感应器件PIR2，所述第一人体感应器件PIR1和第二人体感应器件PIR2将两个方向的感应信号合成后连接到VSS2端；
B、然后在LED灯电源主体电路的次级侧设置调光控制单元（11）,
所述调光控制单元（11）将人体感应单元（10）的VSS2端信号引入连接控制芯片U4的一个引脚；
C、然后将调光控制单元（11）中控制芯片U4的一个引脚输出PWM占空比信号，并通过限流电阻R73与光电耦合器U2的发光器件阳极连接；
D、接下来，光电耦合器U2的光敏器件将PWM占空比信号输入到LED灯电源主体电路的初级侧主控单元（12）中主控芯片U1的DIM端；
E、然后，主控芯片U1根据输入的PWM占空比信号驱动场效应晶体管Q6工作，由振荡变压器T1产生交变电压，再经晶体二极管D6和电解电容C14整流滤波，输出LED灯的驱动电压。
2.根据权利要求1所述的LED灯全方位感应无级调光的方法，其特征在于：
步骤Ａ所述第一人体感应器件PIR1和第二人体感应器件PIR2将两个方向的感应信号合成后连接到VSS2端，此感应信号是一个模拟电压信号，是由第一晶体管Q1放大第一人体感应器件PIR1的感应信号后，在集电极输出，经电容器C9加在第三晶体管Q3的基极，再由第二晶体管Q2放大第二人体感应器件PIR2的感应信号后，在集电极输出，经电容器C10叠加在第三晶体管Q3的基极形成的。
3.根据权利要求1所述的LED灯全方位感应无级调光的方法，其特征在于：
步骤B所述调光控制单元（11）将人体感应单元（10）的VSS2端信号引入连接控制芯片U4的一个引脚，是在控制芯片U4内设置一A/D转换单元，将模拟电压信号转换为数字信号，然后将该数字信号传输到PWM占空比信号发生单元，根据不同的数字电压，输出不同占空比的PWM信号。
4.根据权利要求1所述的LED灯全方位感应无级调光的方法，其特征在于：
步骤C所述的控制芯片U4的一个引脚还输入光控器件PT1的信号，并设定一个阈值，用来判别白天与黑夜，控制芯片U4的一个引脚控制晶体管Q4的源极，在黑夜模式时需要开启照明灯，晶体管Q4开通；在白天模式时，晶体管Q4关闭。
5.根据权利要求1所述的LED灯全方位感应无级调光的方法，其特征在于：
步骤A所述的人体感应单元（10）设置成为独立模块，其外接插口VDD2、CDS2、VSS2、GND2、LED2分别对应LED灯电源主体电路的VDD1、CDS1、VSS1、GND1、LED1插口；或是将人体感应单元（10）与LED灯电源主体电路一体化设计，直接将VDD2与VDD1连接、CDS2与CDS1连接、VSS2与VSS1连接、GND2与GND1连接、LED2与LED1连接。
6.一种LED灯全方位感应无级调光的装置，其特征在于，所述装置包括：
LED灯电源主体电路，其中包括调光控制单元（11）及初级侧主控单元（12）；
一人体感应单元（10），在所述人体感应单元（10）中设置第一人体感应器件PIR1和第二人体感应器件PIR2，所述第一人体感应器件PIR1和第二人体感应器件PIR2将两个方向的感应信号合成后连接到VSS2端；
所述调光控制单元（11）将人体感应单元（10）的VSS2端信号引入连接控制芯片U4的一个引脚；
所述控制芯片U4的再一个引脚输出PWM占空比信号，并通过限流电阻R73与光电耦合器U2的发光器件阳极连接；
所述光电耦合器U2的光敏器件将PWM占空比信号接入到LED灯电源主体电路的初级侧主控单元（12）中主控芯片U1的DIM端；
主控芯片U1的GATE引脚连接场效应晶体管Q6的源极，驱动振荡变压器T1产生交变电压，再经晶体二极管D6和电解电容C14整流滤波，输出LED灯的驱动电压。
7.根据权利要求6所述的LED灯全方位感应无级调光的装置，其特征在于，所述第一人体感应器件PIR1的感应信号经第一晶体管Q1放大后，在集电极输出，经电容器C9加在第三晶体管Q3的基极；
所述第二人体感应器件PIR2的感应信号再由第二晶体管Q2放大，在集电极输出，经电容器C10叠加在第三晶体管Q3的基极。
8.根据权利要求6所述的LED灯全方位感应无级调光的装置，其特征在于，所述调光控制单元（11）将人体感应单元（10）的VSS2端信号接入连接控制芯片U4的一个引脚，并在控制芯片U4内包含的A/D转换单元将模拟电压信号转换为数字信号，所述A/D转换单元将该数字信号传输到控制芯片U4内包含的PWM占空比信号发生单元，后者输出不同占空比的PWM信号。
9.根据权利要求6所述的LED灯全方位感应无级调光的装置，其特征在于，所述控制芯片U4的再一个引脚还接入光控器件PT1的信号，并在控制芯片U4内部设置一电压比较器，设定一个阈值，电压比较器的输出连接控制晶体管Q4的源极，在黑夜模式时需要开启照明灯时，晶体管Q4开通；在白天模式时，晶体管Q4关闭。
10.根据权利要求6所述的LED灯全方位感应无级调光的装置，其特征在于，所述人体感应单元（10）设置成为独立模块，其外接插口VDD2、CDS2、VSS2、GND2、LED2分别对应LED灯电源主体电路的VDD1、CDS1、VSS1、GND1、LED1插口；或是将人体感应单元（10）与LED灯电源主体电路一体化设计，直接将VDD2与VDD1连接、CDS2与CDS1连接、VSS2与VSS1连接、GND2与GND1连接、LED2与LED1连接。
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