CN108055738A - Led电源和led照明装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED电源和LED照明装置，所述LED电源包括：LED驱动模块、MCU控制模块、PWM调光调色模块；所述LED驱动模块与PWM调光调色模块电路连接，所述PWM调光调色模块与MCU控制模块电路连接；所述LED驱动模块还分别与外部电源和光源组件电路连接。本发明无需用户将驱动控制功能和智能调光控制功能对应的两个独立的设备进行组装，提升了LED光源安装效率，降低了施工繁琐程度，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及LED电源电路技术领域，尤其涉及一种LED电源和LED照明装置。
背景技术
随着市政建设和智慧城市建设的快速发展，路灯/遂道照明控制范围日益扩大，LED灯作为一种高效能、环保、安全、耐用的灯源器件有着广泛的应用前景，LED灯的成本控制成为本领域的研究热点。
现有技术中，LED路灯/遂道灯采用0-10V调光驱动配备LED智能调光控制器，调光驱动的生产厂商与LED智能调光控制器的生产厂商互相独立，各自生产自己独立的产品，在LED路灯/遂道灯安装过程中，需要将调光驱动和LED智能调光控制器手动组装好，投入的人力成本高。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种LED电源，旨在解决调光驱动和LED智能调光控制器为互相独立的设备，需要用户手动组装的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种LED电源，所述LED电源包括：LED驱动模块、MCU控制模块、PWM调光调色模块；
所述LED驱动模块与PWM调光调色模块电路连接，所述PWM调光调色模块与MCU控制模块电路连接；
所述LED驱动模块还分别与外部电源和光源组件电路连接。
可选地，所述LED电源还包括用于采集LED电源环境数据的传感器模块，所述MCU控制模块与该传感器模块电路连接。
可选地，所述LED电源还包括用于传输传感数据和调光指令的通讯模块，所述通讯模块与所述MCU控制模块电路连接；
所述MCU控制模块用于接收来自传感器模块的传感数据，将该传感数据通过通讯模块传输到远程控制中心，并将来自远程控制中心的调整指令传输到所述LED驱动模块；
所述LED驱动模块用于根据接收的所述调整指令调整光源组件的发光效果。
可选地，所述LED电源还包括用于采集灯具电参数的电参数采集模块，所述电参数采集模块与所述MCU控制模块电路连接。
可选地，所述传感器模块包括温度传感器、湿度传感器、雨雾传感器、PM2.5传感器和灯杆倾斜传感器中的一个或多个。
可选地，所述LED驱动模块与所述MCU控制模块的电源输入接口电路连接，用于为所述MCU控制模块供电。
可选地，所述LED电源还包括内置空腔的电源外壳，所述LED驱动模块和MCU控制模块设置于电源外壳中。
可选地，所述LED驱动模块与所述通讯模块的电源输入接口电路连接，用于为所述通讯模块供电。
本发明还提出一种LED照明装置，所述LED照明装置包括如上文所述的LED电源，所述LED照明装置还包括用于发光的光源组件；
所述LED驱动模块与所述光源组件电路连接。
可选地，所述光源组件包括用于安装所述光源组件和LED电源的外壳体。
本发明实施例提出的一种LED电源，通过将LED驱动模块101和MCU控制模块102集成到一个LED电源设备中，使得LED电源既可承担驱动控制功能，又可实现智能调光控制功能，无需用户将驱动控制功能和智能调光控制功能对应的两个独立的设备进行组装，提升了LED光源安装效率，降低了施工繁琐程度，还免去了组装中产生的电路连接处裸露在外，需要防水等问题；且用户可以直接采购同时具有驱动控制功能和智能调光控制功能的本发明实施例所述的LED电源，免去了分别采购时需考虑的匹配问题；且因为LED路灯/隧道灯一般安装在高处，相比较安装多个设备，只安装一个设备时的维修/护成本降低，节约了用户的人力成本及维护成本，同时降低了安装在高处的安装难度；此外，将LED驱动模块101和MCU控制模块102集成到一个LED电源设备，因为电源、防雷、外壳等均可共用，该LED电源设备的体积比LED驱动与MCU控制器为独立设备时的体积有所降低，降低了生产成本和采购成本。
附图说明
图1是本发明实施例方案中的LED电源的第一实施例结构示意图；
图2为本发明实施例方案中的LED电源的第二实施例结构示意图；
图3为本发明实施例方案中的LED电源的第三实施例结构示意图；
图4为本发明实施例方案中的LED电源的第四实施例结构示意图；
图5为本发明实施例方案中的LED电源的第五实施例结构示意图；
图6为本发明实施例方案中的LED电源的第六结构示意图；
图7为本发明实施例方案中的LED电源的第七实施例结构示意图；
图8为本发明实施例方案中的LED电源的第八实施例结构示意图；
图9为本发明实施例方案中的LED照明装置的结构示意图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 10 | LED电源 | 105 | 通讯模块 |
| 11 | 光源组件 | 106 | 电参数采集模块 |
| 101 | LED驱动模块 | 1041 | 温度/湿度传感器 |
| 102 | MCU控制模块 | 1042 | PM2.5传感器 |
| 103 | PWM调光调色模块 | 1043 | 灯杆倾斜传感器 |
| 104 | 传感器模块 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
现有技术中，LED(Light Emitting Diode发光二极管)路灯/遂道灯采用0-10V调光驱动作为驱动电源驱动光源组件进行发光，配备LED智能调光控制器对光源组件进行调光，调光驱动的生产厂商与LED智能调光控制器的生产厂商互相独立，各自生产自己独立的产品。在LED路灯/遂道灯安装过程中，需要将调光驱动和LED智能调光控制器手动组装好,这一手动组装过程会降低LED灯的安装效率；同时，组装调光驱动和LED智能调光控制器，二者都需要预先设置一个外部接口，需要更多电线资源，且外部接口裸露在外，产生防水等需求，会进一步增加成本；此外，调光驱动和LED智能调光控制器都是独立的设备，都需要配备电源和防雷等装置，二者组合起来体积较大,无法安装于LED灯具(本文中的光源组件)内部。
本发明提出一种LED电源，该LED电源将调光驱动电路与LED智能调光控制电路集成到一个设备中。
在本发明实施例中，如图1所示，所述LED电源10包括：LED驱动模块101、MCU控制模块102、PWM调光调色模块103；
LED驱动模块101与PWM调光调色模块103电路连接，所述PWM调光调色模块103与MCU控制模块102电路连接；
所述LED驱动模块101还分别与外部电源和光源组件11电路连接(如图8所示)。
LED驱动模块101为调光驱动电路，该LED驱动模块101包括EMC电路、AC-DC整流滤波电路、隔离降压、电流采样反馈、PFC功率因素补偿、恒流输出等电路，LED驱动模块101作为LED电源的输出主电路，与光源组件电路连接，驱动LED光源组件实现不同发光效果。
LED驱动模块101第一端可与外部电源电路连接，如220V交流电压电源，第二端可与光源组件11电路连接，其他端可以与MCU控制模块102、通讯模块等电路连接，为其供电，具体地，LED驱动模块与MCU控制模块102的电源输入接口电路连接，用于为所述MCU控制模块102供电，所述MCU控制模块102无需额外接一个外接电源，可选地，所述LED驱动模块101还可与所述通讯模块的电源输入接口电路连接，用于为所述通讯模块供电，可减少线路电路连接和电源数量，降低了安装的复杂性及安装难度，节约成本，相较于独立的调光驱动设备和智能调光控制器两者组合时的体积，集成后形成的LED电源的整体体积有所减小，所需外壳体积减小，可将LED电源安装在LED照明装置预留的电源位置，无需外露在空气中，降低LED电源出现问题的可能性，降低硬件成本及硬件维护成本。
MCU控制模块102(MCU：Microcontroller Unit微控制单元)为LED智能调光控制电路，可以与LED驱动模块101集成到一个集成电路上，也可使用独立的单片机芯片作为MCU控制模块102的控制中心。
PWM调光调色模块103(Pulse Width Modulation脉冲宽度调制)第一端电路连接LED驱动模块101、第二端电路连接MCU控制模块102。PWM调光调色模块103接收MCU控制模块102下发的PWM调光值并放大送至LED驱动模块101，调节LED驱动模块101输出电流达到调节灯具调光、调色的目的，其应用简单、效率高，且控制时光色不变、低亮度时稳定性较好，可较好地实现LED驱动模块101与MCU控制模块102之间的控制信号的转换，实现稳定、效率高、易于实现的调光。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的LED电源结构并不构成对LED电源的限定，LED电源可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
进一步地，所述LED电源还包括内置空腔的电源外壳，LED驱动模块101和MCU控制模块102设置于电源外壳内，实现将LED驱动模块101和MCU控制模块102设置在一个设备外壳中，将LED驱动模块101和MCU控制模块102集成在一个设备中，实现驱动控制与智能调光控制的集成，有利于降低驱动控制与智能调光控制的生产成本，降低安装LED光源成本与维护成本。
在本实施例中，通过将LED驱动模块101和MCU控制模块102集成到一个LED电源设备中，使得LED电源既可承担驱动控制功能，又可实现智能调光控制功能，无需用户将驱动控制功能和智能调光控制功能对应的两个独立的设备进行组装，提升了LED光源安装效率，降低了施工繁琐程度，还免去了组装中产生的电路连接处裸露在外，需要防水等问题；且用户可以直接采购同时具有驱动控制功能和智能调光控制功能的本发明实施例所述的LED电源，免去了分别采购时需考虑的匹配问题；且因为LED路灯/隧道灯一般安装在高处，相比较安装多个设备，只安装一个设备时的维修/护成本降低，节约了用户的人力成本及维护成本，同时降低了安装在高处的安装难度；此外，将LED驱动模块101和MCU控制模块102集成到一个LED电源设备，因为电源、防雷、外壳等均可共用，该LED电源设备的体积比LED驱动与MCU控制器为独立设备时的体积有所降低，降低了生产成本和采购成本。
进一步地，如图2，所述LED电源10还包括用于采集LED电源环境数据的传感器模块104，所述MCU控制模块102与该传感器模块104电路连接。
传感器模块104，用于采集LED电源或者光源组件周围环境数据，传输到MCU控制模块102，以实现对光源组件的智能控制。传感器模块104可由一个或多个传感器组成，比如光传感器，可采集环境光线数据，使得LED路灯/隧道灯可根据环境光线的明暗调节光源组件的发光亮度；还可以包括测量重力的传感器，如加速计传感器，可采集LED路灯/隧道灯当前的重力的大小及方向，以识别LED路灯/隧道灯的姿态，在LED路灯/隧道灯倾斜度超出合理范围时，发出预警信息到远程中央控制中心，减小工程维护人员巡测工作，保证道路交通安全；传感器模块104还可以包括湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。
MCU控制模块102分别与LED驱动模块101和传感器模块104电路连接(与LED驱动模块101通过PWM调光调色模块103实现间接电路连接，下文的将调光控制指令发送到LED驱动模块101指经过PWM调光调色模块103处理后发送到LED驱动模块101)，用于接收传感器模块104采集到的传感数据，一实施例中，MCU控制模块102中存储有调光程序，MCU控制模块102可根据接收的传感数据和该调光程序，确定调光控制指令，将调光控制指令发送到LED驱动模块101，以供LED驱动模块101对光源组件进行发光效果的调控。另一实施例中，MCU控制模块102将接收的传感数据发送到远程控制中心，并将来自远程控制中心的调光控制指令发送到LED驱动模块101。
本实施例通过配备传感器模块104，可实现对LED电源或光源组件环境数据和状态数据的采集，以便MCU控制模块102或者远程控制中心基于采集的环境数据和状态数据确定调光控制指令，实现实时监控灯具状态及特殊天气环境智能调节。
可选地，如图3，传感器模块104包括温度传感器和/或湿度传感器1041，所述温度传感器和湿度传感器均与MCU控制模块102电路连接，可实时采集灯具温度或环境湿度，实现对LED照明装置更好地控制。
可选地，所述传感器模块104还可包括雨雾传感器，用于采集灯具所处环境中的雨雾状况数据，方便智慧城市、绿色城市建设者对城市空气状况的治理。
可选地，如图4，传感器模块104可包括PM2.5传感器1042，所述PM2.5传感器1042与MCU控制模块102电路连接，可实时采集灯具所处空气的PM2.5值，远程控制中心通过采集灯具所处空气的PM2.5值，获知城市各处(有LED路灯/隧道)空气状况，方便智慧城市、绿色城市建设者对城市空气状况的治理。
通过上述灯具所处环境传感器(温度传感器、湿度传感器、雨雾传感器和PM2.5传感器等)，可实时特殊天气环境下的LED灯智能调节。
可选地，如图5，传感器模块104还包括：灯杆倾斜传感器1043，所述灯杆倾斜传感器1043与MCU控制模块102电路连接，可在灯杆倾斜角度或光源组件与灯杆的相对倾斜角度偏离正常值超过预设阈值时，发出报警信息。
具体地，将采集到的倾斜角度与初始角度进行比较，当倾斜角度与初始角度的差值大于预设阈值(由用户预设)时，发出报警信息，将报警信息通过MCU控制模块102、通讯模块传送至远程控制中心，远程控制中心可以获知存在倾倒危险或者光照范围发生变化的LED照明装置所在位置，可以减小工程维护人员巡测工作，保证道路交通安全。
传感器模块104可以包括温度传感器、湿度传感器、PM2.5传感器、灯杆倾斜传感器中的一个或者多个，具体组合，本实施例不做限定。(如图8为一种组合方式)
进一步地，如图6，所述LED电源还包括用于传输传感数据和调光指令的通讯模块105，通讯模块105与MCU控制模块102电路连接；
MCU控制模块102用于接收来自传感器模块104的传感数据，将该传感数据通过通讯模块105传输到远程控制中心，并将来自远程控制中心的调整指令传输到LED驱动模块101，所述来自远程控制中心的调整指令通过通讯模块105传输到MCU控制模块102；
LED驱动模块101用于根据接收的所述调整指令调整光源组件的发光效果。
通讯模块105用于接收远程控制中心下发的调光、调色智能调光指令，并将接收的智能调光指令传输至MCU控制模块102，同时通讯模块105还用于将各类灯具状态、环境状态数据上传至远程控制中心。
通讯模块105的硬件实现，根据LED电源参与的通讯方式不同而不同，LED电源与远程控制中心间可以通过无线通讯、电力线载波通讯、485通讯等通讯方式进行通信。当LED电源与远程控制中心通过无线通讯方式进行通信时，通讯模块105可以为WiFi(Wireless-Fidelity)硬件模块或者集成了WiFi功能的电路，也可以为射频或者蓝牙等无线硬件模块或集成了射频或者蓝牙功能的电路；当LED电源与远程控制中心通过电力线载波通讯或485通讯时，通讯模块105为电线。LED电源与远程控制中心可能通过中继节点进行通信，如多个LED电源对应一个集中控制器，由集中控制器将多个LED电源的信息传输到远程控制中心，LED电源与集中控制器间可通过电力线载波通信，集中控制器与远程控制中心进行无线通信，通讯模块105的具体硬件设置，需要根据LED电源直接参与的通讯方式确定。
本实施例通过在LED电源中集成通讯模块105，使得LED电源可以与远程控制中心通信，通过与MCU控制模块102电路连接，将MCU控制模块102传输的灯具状态数据、灯具环境数据传输到远程控制中心，以供远程控制中心记录LED电源所在地环境状态数据情况以及与LED电源配置的LED灯具状态数据，并基于这些灯具状态数据、灯具环境数据进行人工分析或者预设程序的自动分析，得出合适的调光指令，并将得出的调光指令发送至LED电源的通讯模块105，使得LED电源按照调光指令进行调光，实现智能调光控制。
进一步地，如图7，所述LED电源10还包括用于采集灯具电参数的电参数采集模块106；
所述电参数采集模块106与MCU控制模块102电路连接，用于采集灯具电参数，并将采集到的灯具电参数传输至MCU控制模块102。
所述电参数采集模块106能够采集灯具电压、电流、功率、功率因率等电参数，MCU控制模块102可实时了解灯具状态，可根据存储在MCU控制模块102的调控程序进行灯具状态控制，也可以将采集到的灯具电参数通过通讯模块105传输到远程控制中心，等待接收来自远程控制中心的灯具状态控制指令，实现用户对LED照明装置的远程控制，使得用户无需到LED照明装置现场，也可实时获知LED照明装置的状态，可实时实现对LED照明装置的控制，大大方便了用户对LED照明装置的维护和控制成本，有利于绿色照明的快速推进，有利于智慧城市的建设。
电参数采集模块106可与温度传感器、湿度传感器、PM2.5传感器、灯杆倾斜传感器中的一个或者多个组合，具体组合方式，本实施例不做限制。(如图8为一种组合方式)
进一步地，如图9，本发明还提出一种LED照明装置，所述LED照明装置包括上文所述的LED电源10，所述LED照明装置还包括用于发光的光源组件11；
LED驱动模块101与所述光源组件11电路连接，以实现对光源组件11的驱动控制。
所述LED电源10具体结构参照上述实施例，由于所述LED照明装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
可选地，所述光源组件11包括用于安装所述光源组件11和LED电源10的外壳体。
因将调光驱动电路与LED智能调光控制电路集成到一个设备中，LED电源的体积相比较两个独立的设备的组合(调光驱动和LED智能调光控制器)要小，可以将其放入光源组件11内部，在降低安装难度的同时，对LED电源10增加了一层防水、防雷等安全保障，降低损毁风险，降低维护成本。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种LED电源，其特征在于，所述LED电源包括：LED驱动模块、MCU控制模块、PWM调光调色模块；
所述LED驱动模块与PWM调光调色模块电路连接，所述PWM调光调色模块与MCU控制模块电路连接；
所述LED驱动模块还分别与外部电源和光源组件电路连接。
2.如权利要求1所述的LED电源，其特征在于，所述LED电源还包括用于采集LED电源环境数据的传感器模块，所述MCU控制模块与该传感器模块电路连接。
3.如权利要求2所述的LED电源，其特征在于，所述LED电源还包括用于传输传感数据和调光指令的通讯模块，所述通讯模块与所述MCU控制模块电路连接；
所述MCU控制模块用于接收来自传感器模块的传感数据，将该传感数据通过通讯模块传输到远程控制中心，并将来自远程控制中心的调整指令传输到所述LED驱动模块；
所述LED驱动模块用于根据接收的所述调整指令调整光源组件的发光效果。
4.如权利要求3所述的LED电源，其特征在于，所述LED电源还包括用于采集灯具电参数的电参数采集模块，所述电参数采集模块与所述MCU控制模块电路连接。
5.如权利要求2至4中任一项所述的LED电源，其特征在于，所述传感器模块包括温度传感器、湿度传感器、雨雾传感器、PM2.5传感器和灯杆倾斜传感器中的一个或多个。
6.如权利要求5所述的LED电源，其特征在于，所述LED驱动模块与所述MCU控制模块的电源输入接口电路连接，用于为所述MCU控制模块供电。
7.如权利要求6所述的LED电源，其特征在于，所述LED电源还包括内置空腔的电源外壳，所述LED驱动模块和MCU控制模块设置于电源外壳中。
8.如权利要求7所述的LED电源，其特征在于，所述LED驱动模块与所述通讯模块的电源输入接口电路连接，用于为所述通讯模块供电。
9.一种LED照明装置，其特征在于，所述LED照明装置包括如权利要求1至8中任一项所述的LED电源，所述LED照明装置还包括用于发光的光源组件；
所述LED驱动模块与所述光源组件电路连接。
10.如权利要求9所述的LED照明装置，其特征在于，所述光源组件包括用于安装所述光源组件和LED电源的外壳体。
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