CN108430136A - 一种集成LoRa无线通信技术的LED路灯电源及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种集成LoRa无线通信技术的LED路灯电源及其控制方法。包括主电源电路、辅助电源电路、LoRa无线电路、LED路灯，所述主电源电路包括依次连接的EMI电路、第一整流电路、PFC功率因素校正电路、LLC电路、第二整流电路，第二整流电路连接至LED路灯，所述主电源电路还包括与所述LLC电路、第二整流电路连接的恒流电路，所述第一整流电路、LLC电路还与所述辅助电源连接，所述第二整流电路、恒流电路还与LoRa无线电路连接，所述LoRa电路还与所述辅助电路连接。本发明通过LoRa无线实现对辅助电源的控制，从而实现辅助电源为主电源IC供电与否，进而控制主电源为LED路灯供电与否，由此保证了在不使用LED路灯下，仅有LoRa无线模块处于工作状态，大大降低了系统的能耗。

Description

一种集成LoRa无线通信技术的LED路灯电源及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种集成LoRa无线通信技术的LED路灯电源及其控制方法。

背景技术

物联网应用中的无线技术有多种，可组成局域网或广域网。组成局域网的无线技术主要有2.4GHz的WiFi，蓝牙、Zigbee等，组成广域网的无线技术主要有2G/3G/4G等。这些无线技术，优缺点非常明显。在低功耗广域网（Low Power Wide Area Network, LPWAN）产生之前，似乎远距离和低功耗两者之间只能二选一。当采用LPWAN技术之后，设计人员可做到两者都兼顾，最大程度地实现更长距离通信与更低功耗，同时还可节省额外的中继器成本。LoRa是LPWAN通信技术中的一种，是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，为用户提供一种简单的能实现远距离、低功耗、大容量的系统，进而扩展传感网络。鉴于LoRa技术特点，它非常适合应用于城市路灯管理系统中。本申请基于LoRa通信技术，研究设计了一种新型无线智能LED路灯驱动电源，并从电源整体构成、硬件技术实现要点、LoRa模块程序设计三个方面，实现了低功耗的新型LED路灯电源远程控制。

传统的LED驱动电源的电源部分与智能控制部分各自独立，设计复杂，成本高。本申请采用集成的方式，采用独立于LED驱动电源的辅助电源给各模块供电，用很小的待机功耗解决了各模块待机工作问题。并由LoRa模块控制、检测电源的各模块。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成LoRa无线通信技术的LED路灯电源及其控制方法，通过LoRa无线实现对辅助电源的控制，从而实现辅助电源为主电源IC供电与否，进而控制主电源为LED路灯供电与否，由此保证了在不使用LED路灯下，仅有LoRa无线模块处于工作状态，大大降低了系统的能耗。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种集成LoRa无线通信技术的LED路灯电源，包括主电源电路、辅助电源电路、LoRa无线电路、LED路灯，所述主电源电路包括依次连接的EMI电路、第一整流电路、PFC功率因素校正电路、LLC电路、第二整流电路，第二整流电路连接至LED路灯，所述主电源电路还包括与所述LLC电路、第二整流电路连接的恒流电路，所述第一整流电路、LLC电路还与所述辅助电源连接，所述第二整流电路、恒流电路还与LoRa无线电路连接，所述LoRa电路还与所述辅助电路连接；所述辅助电路包括第一三极管、第二三极管、第一至第十四电阻、第一至第十一电容、变压器、第一至第四二极管、第一电感、第二电感、PN8366芯片，第一三极管的集电极与所述LLC电路连接，第一三极管的发射极与第一电阻的一端、第一电容的一端、第一二极管的阴极连接，第一三极管的基极与第一电阻的另一端连接，并经第二电阻与第二三极管的集电极连接，第二三极管的基极经第三电阻与所述LoRa无线电路连接，第二三极管的基极还经第四电阻与第二三极管的发射极相连接至GND，第一二极管的阳极与变压器原边第四端、第五电阻的一端、第六电阻的一端连接，第五电阻的另一端经第二二极管与第二电容的一端、PN8366芯片的vdd端连接，第六电阻的另一端经第七电阻与第三电容的一端、第八电阻的一端、PN8366芯片的FB端连接，PN8366芯片的CS端分别经第九电阻、第十电阻连接至GND，PN8366芯片的gnd端、第一至第三电容的另一端连接至GND，PN8366芯片的SW端与第三二极管的阳极、变压器原边的第二端连接，变压器原边的第一端与第十一电阻的一端、第四电容的一端相连接至所述第一整流电路，第十一电阻的另一端与第三二极管的阴极、第十二电阻的一端连接，第十二电阻的另一端与第四电容的另一端连接，变压器原边的第三端连接至GND，变压器原边的第三端还经第五电容与变压器副边的第一端、第六电容的一端、第七电容的一端、第十三电阻的一端、第八电容的一端、第一电感的一端、第九电容的一端连接，第一电感的另一端、第九电容的另一端连接至GND，变压器副边的第二端分别经第四二极管及第十四电容和第十电容连接至第六电容的另一端、第七电容的另一端、第十三电阻的另一端、第八电容的另一端、第二电感的一端、第十一电容的一端连接，第二电感的另一端、第十一电容的另一端连接至所述LoRa无线电路。

在本发明一实施例中，所述LoRa无线电路采用SX1278芯片和EFM8SB10F8G-A-QFN20芯片。

在本发明一实施例中，所述PFC功率因素校正电路采用NCP1611AD芯片。

在本发明一实施例中，所述LLC电路包括NCP1399芯片、第三三极管、第四三极管、第一MOS管、第二MOS管、第五至第七二极管、第三电感、第十五至第二十八电阻、第十二至第二十五电容、第一光耦、第二光耦，NCP1399芯片的HV-in端与所述PFC功率因素校正电路连接，NCP1399芯片的HV-in端还经第十二电容与第十三电容的一端、第十五电阻的一端、第一光耦接收端的发射极、第十六电阻的一端、第十四电容的一端、第十七电阻的一端、第十五电容的一端、第十六电容的一端、第十八电阻的一端相连接至GND，NCP1399芯片的VR pfc-fb端、MODE端与所述PFC功率因素校正电路连接，NCP1399芯片的REM端与第十三电容的另一端、第十五电阻的另一端连接，NCP1399芯片的LLC-fb端与第二光耦接收端的集电极、第十四电容的另一端连接，第一光耦接收端的集电极与第二光耦的发射极、第十六电阻的另一端连接，NCP1399芯片的LLC-sc端与第二十电阻的一端、第十七电容的一端连接，NCP1399芯片的OVP/otp端经第十九电阻与第十七电阻的另一端连接，NCP1399芯片的OVP/otp端还与第十五电容的另一端连接，NCP1399芯片的P on/off端与第十六电容的另一端、第十八电阻的另一端连接，NCP1399芯片的GND端与第十七电容的另一端、第二十一电阻的一端、第十八电容的一端相连接至GND，NCP1399芯片的VCC端分别经第十九电容、第二十电容连接至GND，NCP1399芯片的VCC端还与第二十二电阻的一端连接至所述辅助电源电路，NCP1399芯片的MLOW端经第二十三电阻与第三三极管的基极、第五二极管的阳极连接，NCP1399芯片的HB端与第二十一电容的一端、第一MOS管的一端、第二MOS管的一端、第三电感的一端、第二十四电阻的一端、第二十五电阻的一端连接，NCP1399芯片的MUP端经第二十六电阻与第四三极管的基极、第六二极管的阳极连接，NCP1399芯片的Vboot端与第二十一电容的另一端、第七二极管的阴极连接，第七二极管的阳极与第二十二电阻的另一端连接，第十八电容的另一端、第二十电阻的另一端、第二十一电阻的另一端相连接，并经第二十二电容、第二十三电容与第二十四电容的一端、第二十五电容的一端连接，第三三极管的集电极经第二十七电阻与第二十八电阻的一端、第一MOS管的第二端、第二十四电容的另一端连接，第三三极管的发射极与第五二极管的阴极、第一MOS管的第三端、第二十八电阻的另一端连接，第四三极管的发射极与第六二极管的阴极、第二MOS管的第三端、第二十五电阻的另一端连接，第四三极管的集电极与第二十四电阻的另一端连接，第二MOS管的第二端与所述PFC功率因素校正电路连接，第三电感的另一端与第二十五电容的另一端连接，第二十五电容两端分别与所述第二整流电路的变压器连接，第一光耦的发送端、第二光耦的发送端与所述恒流电路连接。

在本发明一实施例中，所述恒流电路包括NCS1002芯片、7812芯片、第五三极管、第六三极管、第八至十二二极管、第二十九至第四十四电阻、第二十六至第三十五电容，NCS1002芯片的out1端与第二十六电容的一端、第二十七电容的一端连接，NCS1002芯片的in1-端与第二十六电容的另一端、第二十九电阻的一端、第三十电阻的一端、第三十一电阻的一端、第三十二电阻的一端连接，第三十二电阻的另一端连接至所述第二整流电路，第二十九电阻的另一端与第二十七电容的另一端连接，NCS1002芯片的in1+端与第二十八电容的一端、第三十三电阻的一端、第三十四电阻的一端连接，NCS1002芯片的gnd端与第三十电阻的另一端、第二十八电容的另一端、第二十九电容的一端相连接至GND，NCS1002芯片的in2+端与第三十五电阻的一端相连接至所述第二整流电路，第三十五电阻的另一端与第二十九电阻的另一端经第四十一电阻连接至所述LoRa无线电路，NCS1002芯片的in2-端与三十三电阻的另一端、第三十电容的一端、第三十六电阻的一端相连接至所述第二整流电路，NCS1002芯片的out2端与第三十电容的另一端、第三十一电容的一端、第三十七电阻的一端连接，第三十一电容的另一端与第三十六电阻的另一端连接，NCS1002芯片的vcc端经第三十二电容连接至GND，NCS1002芯片的vcc端还与第三十四电阻的另一端、第三十八电阻的一端、第八二极管的阴极连接，第五三极管的发射极与第九二极管的阴极、第三十九电阻的一端连接，第五三极管的基极与第三十九电阻的另一端、第三十一电阻的另一端连接，第五三极管的集电极与第六三极管的基极、第四十电阻的一端连接，第六三极管的发射极与第四十电阻的另一端连接至GND，第六三极管的集电极连接至所述LoRa无线电路，第八二极管的阳极与7812芯片的第一端相连接，7812芯片的第一端还经第三十三电容、第四十二电阻连接至第三十八电阻的另一端、第四十三电阻的一端、第二光耦发射端的阳极连接，第九二极管的阳极与第十二极管的阳极、第二光耦发射端的阴极、第四十三电阻的另一端连接，第十二极管的阴极与第三十七电阻的另一端连接，第十一二极管的阴极与7812芯片的第二端、第十二二极管的阴极、第三十四电容的一端、第三十五电容的一端连接，7812芯片的第三端连接至GND，第十一二极管的阳极经第四十三电阻与第一光耦发射端的阳极连接，第一光耦发射端的阴极与第三十四电容的另一端、第三十五电容的另一端相连接至GND，第一光耦发射端的阴极、第十二二极管的阳极分别与第二整流电路的变压器连接。

在本发明一实施例中，所述第二整流电路包括一LC并联谐振电路，以滤除第二整流电路输出端对LoRa无线电路有干扰的波段，增强LoRa的灵敏度。

本发明还提供了一种基于上述所述LED路灯电源的控制方法，包括如下步骤，

步骤S1、系统启动，辅助电源电路为LoRa无线电路供电；

步骤S2、LoRa无线电路根据预设程序，判断是否需开启主电源电路，若是，LoRa无线电路控制辅助电源电路为PFC功率因素校正电路、LLC电路的IC供电，同时，LoRa无线电路通过输出PWM控制恒流电路工作，从而启动主电源电路为LED路灯供电；

步骤S3、LoRa无线电路实时监测第二整流电路的输出，判断主电源电路供电是否正常。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明集成了微控制器、无线SX1278收发器，微控制器对LED路灯电源的故障采集、开关灯控制及调光控制等；而整个局域网内则是由LoRa网关（集中管理器）对每个LED路灯电源节点的信号采集及控制；网关（集中管理器）通信模式是由网络通信GPRS+LoRa无线通信方式，主要承担局域网与广域网的中继功能；远端的服务器通过LoRa网关控制到每个路灯节点；因此，本发明与以往的控制方案（单灯控制器+电源的模式）相比节约了成本，提高了适应环境的能力，不受电网布线及电网环境影响。提高设备的可靠性。

附图说明

图1是本发明集成LoRa无线通信技术的LED路灯电源的原理框图。

图2是本发明主电源电路的EMI、第一整流电路原理图。

图3是本发明主电源电路的PFC功率校正电路原理图。

图4是本发明主电源电路的LLC电路原理图。

图5是本发明主电源电路的第二整流电路原理图。

图6是本发明主电源电路的恒流电路原理图。

图7是本发明辅助电路原理图。

图8是本发明LoRa无线电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

如图1-8所示，本发明的一种集成LoRa无线通信技术的LED路灯电源，包括主电源电路、辅助电源电路、LoRa无线电路、LED路灯，所述主电源电路包括依次连接的EMI电路、第一整流电路、PFC功率因素校正电路、LLC电路、第二整流电路，第二整流电路连接至LED路灯，所述主电源电路还包括与所述LLC电路、第二整流电路连接的恒流电路，所述第一整流电路、LLC电路还与所述辅助电源连接，所述第二整流电路、恒流电路还与LoRa无线电路连接，所述LoRa电路还与所述辅助电路连接。所述辅助电路包括第一三极管、第二三极管、第一至第十四电阻、第一至第十一电容、变压器、第一至第四二极管、第一电感、第二电感、PN8366芯片，第一三极管的集电极与所述LLC电路连接，第一三极管的发射极与第一电阻的一端、第一电容的一端、第一二极管的阴极连接，第一三极管的基极与第一电阻的另一端连接，并经第二电阻与第二三极管的集电极连接，第二三极管的基极经第三电阻与所述LoRa无线电路连接，第二三极管的基极还经第四电阻与第二三极管的发射极相连接至GND，第一二极管的阳极与变压器原边第四端、第五电阻的一端、第六电阻的一端连接，第五电阻的另一端经第二二极管与第二电容的一端、PN8366芯片的vdd端连接，第六电阻的另一端经第七电阻与第三电容的一端、第八电阻的一端、PN8366芯片的FB端连接，PN8366芯片的CS端分别经第九电阻、第十电阻连接至GND，PN8366芯片的gnd端、第一至第三电容的另一端连接至GND，PN8366芯片的SW端与第三二极管的阳极、变压器原边的第二端连接，变压器原边的第一端与第十一电阻的一端、第四电容的一端相连接至所述第一整流电路，第十一电阻的另一端与第三二极管的阴极、第十二电阻的一端连接，第十二电阻的另一端与第四电容的另一端连接，变压器原边的第三端连接至GND，变压器原边的第三端还经第五电容与变压器副边的第一端、第六电容的一端、第七电容的一端、第十三电阻的一端、第八电容的一端、第一电感的一端、第九电容的一端连接，第一电感的另一端、第九电容的另一端连接至GND，变压器副边的第二端分别经第四二极管及第十四电容和第十电容连接至第六电容的另一端、第七电容的另一端、第十三电阻的另一端、第八电容的另一端、第二电感的一端、第十一电容的一端连接，第二电感的另一端、第十一电容的另一端连接至所述LoRa无线电路。

如图8所示，所述LoRa无线电路采用SX1278芯片和EFM8SB10F8G-A-QFN20芯片。

如图3所示，所述PFC功率因素校正电路采用NCP1611AD芯片。

如图4所示，所述LLC电路包括NCP1399芯片、第三三极管、第四三极管、第一MOS管、第二MOS管、第五至第七二极管、第三电感、第十五至第二十八电阻、第十二至第二十五电容、第一光耦、第二光耦，NCP1399芯片的HV-in端与所述PFC功率因素校正电路连接，NCP1399芯片的HV-in端还经第十二电容与第十三电容的一端、第十五电阻的一端、第一光耦接收端的发射极、第十六电阻的一端、第十四电容的一端、第十七电阻的一端、第十五电容的一端、第十六电容的一端、第十八电阻的一端相连接至GND，NCP1399芯片的VR pfc-fb端、MODE端与所述PFC功率因素校正电路连接，NCP1399芯片的REM端与第十三电容的另一端、第十五电阻的另一端连接，NCP1399芯片的LLC-fb端与第二光耦接收端的集电极、第十四电容的另一端连接，第一光耦接收端的集电极与第二光耦的发射极、第十六电阻的另一端连接，NCP1399芯片的LLC-sc端与第二十电阻的一端、第十七电容的一端连接，NCP1399芯片的OVP/otp端经第十九电阻与第十七电阻的另一端连接，NCP1399芯片的OVP/otp端还与第十五电容的另一端连接，NCP1399芯片的P on/off端与第十六电容的另一端、第十八电阻的另一端连接，NCP1399芯片的GND端与第十七电容的另一端、第二十一电阻的一端、第十八电容的一端相连接至GND，NCP1399芯片的VCC端分别经第十九电容、第二十电容连接至GND，NCP1399芯片的VCC端还与第二十二电阻的一端连接至所述辅助电源电路，NCP1399芯片的MLOW端经第二十三电阻与第三三极管的基极、第五二极管的阳极连接，NCP1399芯片的HB端与第二十一电容的一端、第一MOS管的一端、第二MOS管的一端、第三电感的一端、第二十四电阻的一端、第二十五电阻的一端连接，NCP1399芯片的MUP端经第二十六电阻与第四三极管的基极、第六二极管的阳极连接，NCP1399芯片的Vboot端与第二十一电容的另一端、第七二极管的阴极连接，第七二极管的阳极与第二十二电阻的另一端连接，第十八电容的另一端、第二十电阻的另一端、第二十一电阻的另一端相连接，并经第二十二电容、第二十三电容与第二十四电容的一端、第二十五电容的一端连接，第三三极管的集电极经第二十七电阻与第二十八电阻的一端、第一MOS管的第二端、第二十四电容的另一端连接，第三三极管的发射极与第五二极管的阴极、第一MOS管的第三端、第二十八电阻的另一端连接，第四三极管的发射极与第六二极管的阴极、第二MOS管的第三端、第二十五电阻的另一端连接，第四三极管的集电极与第二十四电阻的另一端连接，第二MOS管的第二端与所述PFC功率因素校正电路连接，第三电感的另一端与第二十五电容的另一端连接，第二十五电容两端分别与所述第二整流电路的变压器连接，第一光耦的发送端、第二光耦的发送端与所述恒流电路连接。

如图6所示，所述恒流电路包括NCS1002芯片、7812芯片、第五三极管、第六三极管、第八至十二二极管、第二十九至第四十四电阻、第二十六至第三十五电容，NCS1002芯片的out1端与第二十六电容的一端、第二十七电容的一端连接，NCS1002芯片的in1-端与第二十六电容的另一端、第二十九电阻的一端、第三十电阻的一端、第三十一电阻的一端、第三十二电阻的一端连接，第三十二电阻的另一端连接至所述第二整流电路，第二十九电阻的另一端与第二十七电容的另一端连接，NCS1002芯片的in1+端与第二十八电容的一端、第三十三电阻的一端、第三十四电阻的一端连接，NCS1002芯片的gnd端与第三十电阻的另一端、第二十八电容的另一端、第二十九电容的一端相连接至GND，NCS1002芯片的in2+端与第三十五电阻的一端相连接至所述第二整流电路，第三十五电阻的另一端与第二十九电阻的另一端经第四十一电阻连接至所述LoRa无线电路，NCS1002芯片的in2-端与三十三电阻的另一端、第三十电容的一端、第三十六电阻的一端相连接至所述第二整流电路，NCS1002芯片的out2端与第三十电容的另一端、第三十一电容的一端、第三十七电阻的一端连接，第三十一电容的另一端与第三十六电阻的另一端连接，NCS1002芯片的vcc端经第三十二电容连接至GND，NCS1002芯片的vcc端还与第三十四电阻的另一端、第三十八电阻的一端、第八二极管的阴极连接，第五三极管的发射极与第九二极管的阴极、第三十九电阻的一端连接，第五三极管的基极与第三十九电阻的另一端、第三十一电阻的另一端连接，第五三极管的集电极与第六三极管的基极、第四十电阻的一端连接，第六三极管的发射极与第四十电阻的另一端连接至GND，第六三极管的集电极连接至所述LoRa无线电路，第八二极管的阳极与7812芯片的第一端相连接，7812芯片的第一端还经第三十三电容、第四十二电阻连接至第三十八电阻的另一端、第四十三电阻的一端、第二光耦发射端的阳极连接，第九二极管的阳极与第十二极管的阳极、第二光耦发射端的阴极、第四十三电阻的另一端连接，第十二极管的阴极与第三十七电阻的另一端连接，第十一二极管的阴极与7812芯片的第二端、第十二二极管的阴极、第三十四电容的一端、第三十五电容的一端连接，7812芯片的第三端连接至GND，第十一二极管的阳极经第四十三电阻与第一光耦发射端的阳极连接，第一光耦发射端的阴极与第三十四电容的另一端、第三十五电容的另一端相连接至GND，第一光耦发射端的阴极、第十二二极管的阳极分别与第二整流电路的变压器连接。

如图5所示，所述第二整流电路包括一LC并联谐振电路（如图5中方框部分所示），以滤除第二整流电路输出端对LoRa无线电路有干扰的波段，增强LoRa的灵敏度。

本发明还提供了一种基于上述所述LED路灯电源的控制方法，包括如下步骤，

步骤S1、系统启动，辅助电源电路为LoRa无线电路供电；

步骤S2、LoRa无线电路根据预设程序，判断是否需开启主电源电路，若是，LoRa无线电路控制辅助电源电路为PFC功率因素校正电路、LLC电路的IC供电，同时，LoRa无线电路通过输出PWM控制恒流电路工作，从而启动主电源电路为LED路灯供电；

步骤S3、LoRa无线电路实时监测第二整流电路的输出，判断主电源电路供电是否正常。

以下为本发明的具体实现过程。

本发明的一种集成LoRa无线通信技术的LED路灯电源主要由主电源模块、辅助电源模块及LoRa无线模块三大部分构成。其中，主电源主要功能是给LED路灯供电；辅助电源主要给主电源IC、LoRa无线模块供电，提高电源效率；LoRa无线模块中带有EFM8SB1微控制器，主要对电源的状态检测及控制。结合射频芯片SX1278，实现对LED路灯电源远程控制；各模块具体详述如下：

1、辅助电源模块

如图7所示，采样辅助电源设计。其优点有：一、给Lora无线模块一个独立于LED电源的供电电源，隔离了主电源工作时强烈的干扰；二、辅助电源给LED主电源控制芯片供电，提高了主电源效率；三、在辅助电源给主电源芯片供电的电路中加上电子开关电路，由Lora模块控制主电源的开关灯，使得主电源待机功耗为零，节约了电源的待机功耗。

2、主电源模块

如图2至6所示，主电源的控制：一、恒流限压控制：通过二次侧的NCS1002双运放检测电压电流，并通过光耦反馈给NCP1399来控制出输电压、电流。二、调光控制：由Lora无线模块输出PWM信号，通过调节运放的正反向输入电压来控制光耦信号，再通过光耦U4反馈给NCP1399来控制电流的输出。三、故障检测：由三极管Q8、Q9检测主电源是否有输出，并以高低电平的形式反馈给LoRa无线模块，由此判断Led路灯电源常见的开路故障。四、NCS1002A取电方式：NCS1002A并未直接从LED输出端取电，而是从变压器的副边另取一个绕组专门给NCS1002A供电，这样就有一个稳定的、合适的电压。防止主电源输出电压与NCS1002A电压相差过大而带来过大的压降损耗。从而提高主电源效率。

3、LoRa无线模块

如图8所示，Lora无线模块硬件设计：它由MCU、LoRa无线收发器组成。MCU采用EFM8SB10F8G-A-QFN20芯片，它主要功能是实现LoRa无线收发器通信和Led电源的检测和控制。无线收发器采用SX1278芯片，它是一款高性能、低功耗、远距离的射频芯片，其具有高灵敏度，抗同频干扰，在空旷地传输距离超过10千米，非常适合城市路灯远程遥控和远程数据采集。

另外，本发明还实现了LoRa无线模块的抗干扰性能及搞抗干扰设计

LoRa模块本身具有较强的抗干扰性能，在同等通信码率的情况下，LoRa的灵敏度高于FSK。因为主电源工作时产生局部高温和干扰，无线通信需要收发两端参考本振稳定来保证收发灵敏度。由于LoRa是一种扩频调制的通信技术，它对频率漂移的敏感度远远小于常见的窄带通信技术。在本发明之中，可以接受使用100ppm 本振参考。这使得这项技术特别适合于路灯控制这种温差大且急剧变化的场合。

抗干扰设计：本发明制作的电源是包含无线通信电路的开关电源，需要考虑开关电源工作时产生的电磁波干扰对通信的影响。将开关电源装在铝合金外壳中，并用灌封胶对电源灌封，起到了防水及屏蔽干扰源的作用。并在电源的输出端滤掉对LoRa无线模块有干扰的波段，增强LoRa的灵敏度。LoRa模块通信频段490MHz，必须在电源的输出端滤掉490MHz频段谐波。因此，笔者在电源的输出端加上LC并联谐振电路，将490MHz频段谐波滤掉。由公式ƒ=，可计算得合适的电感电容值。图5方框部分为主电源模块的第二整流电路输出端LC并联谐振电路。

本发明集成了微控制器、无线SX1278收发器。微控制器对LED路灯电源的故障采集、开关灯控制及调光控制等。而整个局域网内则是由LoRa网关（集中管理器）对每个LED路灯电源节点的信号采集及控制。网关（集中管理器）通信模式是由网络通信GPRS+LoRa无线通信方式，主要承担局域网与广域网的中继功能。远端的服务器通过LoRa网关控制到每个路灯节点。因此，本发明方案与以往的控制方案（单灯控制器+电源的模式）相比节约了成本，提高了适应环境的能力，不受电网布线及电网环境影响。提高设备的可靠性。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种集成LoRa无线通信技术的LED路灯电源，其特征在于，包括主电源电路、辅助电源电路、LoRa无线电路、LED路灯，所述主电源电路包括依次连接的EMI电路、第一整流电路、PFC功率因素校正电路、LLC电路、第二整流电路，第二整流电路连接至LED路灯，所述主电源电路还包括与所述LLC电路、第二整流电路连接的恒流电路，所述第一整流电路、LLC电路还与所述辅助电源连接，所述第二整流电路、恒流电路还与LoRa无线电路连接，所述LoRa无线电路还与所述辅助电路连接；所述辅助电路包括第一三极管、第二三极管、第一至第十四电阻、第一至第十一电容、变压器、第一至第四二极管、第一电感、第二电感、PN8366芯片，第一三极管的集电极与所述LLC电路连接，第一三极管的发射极与第一电阻的一端、第一电容的一端、第一二极管的阴极连接，第一三极管的基极与第一电阻的另一端连接，并经第二电阻与第二三极管的集电极连接，第二三极管的基极经第三电阻与所述LoRa无线电路连接，第二三极管的基极还经第四电阻与第二三极管的发射极相连接至GND，第一二极管的阳极与变压器原边第四端、第五电阻的一端、第六电阻的一端连接，第五电阻的另一端经第二二极管与第二电容的一端、PN8366芯片的vdd端连接，第六电阻的另一端经第七电阻与第三电容的一端、第八电阻的一端、PN8366芯片的FB端连接，PN8366芯片的CS端分别经第九电阻、第十电阻连接至GND，PN8366芯片的gnd端、第一至第三电容的另一端连接至GND，PN8366芯片的SW端与第三二极管的阳极、变压器原边的第二端连接，变压器原边的第一端与第十一电阻的一端、第四电容的一端相连接至所述第一整流电路，第十一电阻的另一端与第三二极管的阴极、第十二电阻的一端连接，第十二电阻的另一端与第四电容的另一端连接，变压器原边的第三端连接至GND，变压器原边的第三端还经第五电容与变压器副边的第一端、第六电容的一端、第七电容的一端、第十三电阻的一端、第八电容的一端、第一电感的一端、第九电容的一端连接，第一电感的另一端、第九电容的另一端连接至GND，变压器副边的第二端分别经第四二极管及第十四电容和第十电容连接至第六电容的另一端、第七电容的另一端、第十三电阻的另一端、第八电容的另一端、第二电感的一端、第十一电容的一端连接，第二电感的另一端、第十一电容的另一端连接至所述LoRa无线电路。

2.根据权利要求1所述的一种集成LoRa无线通信技术的LED路灯电源，其特征在于，所述LoRa无线电路采用SX1278芯片和EFM8SB10F8G-A-QFN20芯片。

3.根据权利要求1所述的一种集成LoRa无线通信技术的LED路灯电源，其特征在于，所述PFC功率因素校正电路采用NCP1611AD芯片。

4.根据权利要求1所述的一种集成LoRa无线通信技术的LED路灯电源，其特征在于，所述LLC电路包括NCP1399芯片、第三三极管、第四三极管、第一MOS管、第二MOS管、第五至第七二极管、第三电感、第十五至第二十八电阻、第十二至第二十五电容、第一光耦、第二光耦，NCP1399芯片的HV-in端与所述PFC功率因素校正电路连接，NCP1399芯片的HV-in端还经第十二电容与第十三电容的一端、第十五电阻的一端、第一光耦接收端的发射极、第十六电阻的一端、第十四电容的一端、第十七电阻的一端、第十五电容的一端、第十六电容的一端、第十八电阻的一端相连接至GND，NCP1399芯片的VR pfc-fb端、MODE端与所述PFC功率因素校正电路连接，NCP1399芯片的REM端与第十三电容的另一端、第十五电阻的另一端连接，NCP1399芯片的LLC-fb端与第二光耦接收端的集电极、第十四电容的另一端连接，第一光耦接收端的集电极与第二光耦的发射极、第十六电阻的另一端连接，NCP1399芯片的LLC-sc端与第二十电阻的一端、第十七电容的一端连接，NCP1399芯片的OVP/otp端经第十九电阻与第十七电阻的另一端连接，NCP1399芯片的OVP/otp端还与第十五电容的另一端连接，NCP1399芯片的P on/off端与第十六电容的另一端、第十八电阻的另一端连接，NCP1399芯片的GND端与第十七电容的另一端、第二十一电阻的一端、第十八电容的一端相连接至GND，NCP1399芯片的VCC端分别经第十九电容、第二十电容连接至GND，NCP1399芯片的VCC端还与第二十二电阻的一端连接至所述辅助电源电路，NCP1399芯片的MLOW端经第二十三电阻与第三三极管的基极、第五二极管的阳极连接，NCP1399芯片的HB端与第二十一电容的一端、第一MOS管的一端、第二MOS管的一端、第三电感的一端、第二十四电阻的一端、第二十五电阻的一端连接，NCP1399芯片的MUP端经第二十六电阻与第四三极管的基极、第六二极管的阳极连接，NCP1399芯片的Vboot端与第二十一电容的另一端、第七二极管的阴极连接，第七二极管的阳极与第二十二电阻的另一端连接，第十八电容的另一端、第二十电阻的另一端、第二十一电阻的另一端相连接，并经第二十二电容、第二十三电容与第二十四电容的一端、第二十五电容的一端连接，第三三极管的集电极经第二十七电阻与第二十八电阻的一端、第一MOS管的第二端、第二十四电容的另一端连接，第三三极管的发射极与第五二极管的阴极、第一MOS管的第三端、第二十八电阻的另一端连接，第四三极管的发射极与第六二极管的阴极、第二MOS管的第三端、第二十五电阻的另一端连接，第四三极管的集电极与第二十四电阻的另一端连接，第二MOS管的第二端与所述PFC功率因素校正电路连接，第三电感的另一端与第二十五电容的另一端连接，第二十五电容两端分别与所述第二整流电路的变压器连接，第一光耦的发送端、第二光耦的发送端与所述恒流电路连接。

5.根据权利要求4所述的一种集成LoRa无线通信技术的LED路灯电源，其特征在于，所述恒流电路包括NCS1002芯片、7812芯片、第五三极管、第六三极管、第八至十二二极管、第二十九至第四十四电阻、第二十六至第三十五电容，NCS1002芯片的out1端与第二十六电容的一端、第二十七电容的一端连接，NCS1002芯片的in1-端与第二十六电容的另一端、第二十九电阻的一端、第三十电阻的一端、第三十一电阻的一端、第三十二电阻的一端连接，第三十二电阻的另一端连接至所述第二整流电路，第二十九电阻的另一端与第二十七电容的另一端连接，NCS1002芯片的in1+端与第二十八电容的一端、第三十三电阻的一端、第三十四电阻的一端连接，NCS1002芯片的gnd端与第三十电阻的另一端、第二十八电容的另一端、第二十九电容的一端相连接至GND，NCS1002芯片的in2+端与第三十五电阻的一端相连接至所述第二整流电路，第三十五电阻的另一端与第二十九电阻的另一端经第四十一电阻连接至所述LoRa无线电路，NCS1002芯片的in2-端与三十三电阻的另一端、第三十电容的一端、第三十六电阻的一端相连接至所述第二整流电路，NCS1002芯片的out2端与第三十电容的另一端、第三十一电容的一端、第三十七电阻的一端连接，第三十一电容的另一端与第三十六电阻的另一端连接，NCS1002芯片的vcc端经第三十二电容连接至GND，NCS1002芯片的vcc端还与第三十四电阻的另一端、第三十八电阻的一端、第八二极管的阴极连接，第五三极管的发射极与第九二极管的阴极、第三十九电阻的一端连接，第五三极管的基极与第三十九电阻的另一端、第三十一电阻的另一端连接，第五三极管的集电极与第六三极管的基极、第四十电阻的一端连接，第六三极管的发射极与第四十电阻的另一端连接至GND，第六三极管的集电极连接至所述LoRa无线电路，第八二极管的阳极与7812芯片的第一端相连接，7812芯片的第一端还经第三十三电容、第四十二电阻连接至第三十八电阻的另一端、第四十三电阻的一端、第二光耦发射端的阳极连接，第九二极管的阳极与第十二极管的阳极、第二光耦发射端的阴极、第四十三电阻的另一端连接，第十二极管的阴极与第三十七电阻的另一端连接，第十一二极管的阴极与7812芯片的第二端、第十二二极管的阴极、第三十四电容的一端、第三十五电容的一端连接，7812芯片的第三端连接至GND，第十一二极管的阳极经第四十三电阻与第一光耦发射端的阳极连接，第一光耦发射端的阴极与第三十四电容的另一端、第三十五电容的另一端相连接至GND，第一光耦发射端的阴极、第十二二极管的阳极分别与第二整流电路的变压器连接。

6.根据权利要求1所述的一种集成LoRa无线通信技术的LED路灯电源，其特征在于，所述第二整流电路包括一LC并联谐振电路，以滤除第二整流电路输出端对LoRa无线电路有干扰的波段，增强LoRa的灵敏度。

7.一种基于权利要求1至6任一所述LED路灯电源的控制方法，其特征在于，包括如下步骤，

步骤S1、系统启动，辅助电源电路为LoRa无线电路供电；

步骤S2、LoRa无线电路根据预设程序，判断是否需开启主电源电路，若是，LoRa无线电路控制辅助电源电路为PFC功率因素校正电路、LLC电路的IC供电，同时，LoRa无线电路通过输出PWM控制恒流电路工作，从而启动主电源电路为LED路灯供电；

步骤S3、LoRa无线电路实时监测第二整流电路的输出，判断主电源电路供电是否正常。