CN109275226A - 一种基于pwm技术的led驱动装置 - Google Patents

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Abstract

一种基于PWM调节技术的LED驱动装置，主要应用到显微镜、PCR仪器和荧光仪器等科研设备领域，主要包括LED驱动电路、CPU主控模块、接口电路、电源供电电路。所述LED驱动电路与CPU主控模块相连，所述接口电路与CPU主控模块相连，所述电源供电模块提供整个装置的电源。所述驱动装置包括输入端，接受+12V供电；将恒压模块的输入的+12V电压进行电压变换，以适合LED驱动电路、控制电路，所述CPU主控电路的输出端连接到LED驱动电路，通过CPU主控电路的输出PWM进行调光。本发明技术不仅能使LED光源在调光模式下的工作电压恒定，而且能够减缓光衰、延长其使用寿命，同时能降低LED光源在PWM调光模式下恒压控制的功率损耗，提高LED驱动电源的效率，并且能够存储调节的光亮度对应的PWM占空比的数字。

Description

一种基于PWM技术的LED驱动装置
技术领域
本发明涉及到LED驱动装置，尤其涉及到一种基于PWM技术的LED驱动装置。
背景技术
发光器件(LED)是一种是一种用于通过改变用以组成发光源的诸如GaAs、AlGaAs、GaN、InGaInP等的化合物半导体材料来实现各种颜色的光的半导体器件。为了照明，代替气体放电灯和白炽灯，越来越普遍地采用发光二极管作为光源。发光二极管的效率和发光量不断地快速提高，从而它已经应用在日常照明的各种领域中。当前的LED照明系统经常具有缺点，即由于老化或者由于更换单个LED或LED模组可能会使得颜色或亮度发生变化。调光技术一般在LED驱动芯片内部增加相应的电路，并且在LED驱动芯片外部添加器件，通过电路与器件之间相互配合，从而实现调光。
然而，在科研领域设备的LED驱动装置，相关技术不能很好地满足用户的使用要求，例如线性调光的缺点在于调光信号为一直流模拟量，其稳定性需要考量，如不稳定，会导致LED出现微闪。例如Triac调光通过专门的调光器，会导致成本较高，转换效率低，且由于每种调光器的内部参数不一样，会造成LED驱动与调光器不兼容而无法调光的问题；或者例如开关分段调光通过开关动作来调节LED的亮度，但这种调光方式LED的亮度是不连续的，只能输出固定的几种亮度，大大降低了用户的体验效果。即目前LED驱动装置具有不能自动存储、自动改变适应需要的参数、比较容易光衰和光寿命较短的缺点。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。
为此，本发明的目的在于提出一种基于PWM技术的LED驱动装置，该装置可对LED灯的亮度进行调节，且可以调出最大输出内任意需要的亮度，提高用户的体验效果。
为达到上述目的，本发明实施例提出了一种基于PWM技术的LED驱动装置，所述一种基于PWM技术的LED驱动装置，主要包括LED驱动电路、CPU主控模块、接口电路、电源供电电路。所述LED驱动电路与CPU主控模块相连，所述接口电路与CPU主控模块相连，所述电源供电模块提供整个装置的电源；该LED驱动电路，该电路与CPU主控模块相连接，主要用来调节LED光强度的；该接口电路，该电路与CPU主控模块相连接，主要实现串口RS232，并且连接PC机进行数据通信和光强度调节；该电源供电路，该电路为整个系统提供所有的电源，有+12V，+5V、+3.3V。
优选的，所述LED驱动装置还包括DC转换模块。
优选的，所述电源开关为传感器电源开关或者手动按键电源。
优选的，所述LED驱动装置还包括自动检测装置。
优选的，所述LED驱动装置使用流程如下所示；
首先进行CPU主控模块的初始化，初始化GPIO口，接口电路驱动，RS232串口驱动，对CPU系统时钟，外部端口、串口、定时器等寄存器进行设置；然后从存储器中加载默认或者上次保存的系统参数设置，即光强度对应的PWM数值；最后串口RS232接口电路：通过计算机直接将PWM数值通过RS232串口传给CPU主控模块，CPU主控模块对这些数据进行处理并对相应硬件设置后，根据PWM调光方案，输出对应的PWM占空比；也可以通过串口RS232下载程序到CPU主控模块。
进一步优选的，所述系统参数可以进行时间、温度、电压、亮度等参数的设置。
进一步优选的，所述LED驱动装置设置有存储器，所述存储器里面的信息主要依靠系统自动根据需要自动设置或使用原来存储的参数或手动输入参数。
更进一步优选的，所述LED发光单元具有多个发光元件。
更进一步优选的，所述存储器参数自动传感器芯片依靠所在环境进行自动感应变化，所述存储主要是依靠24C02存储芯片存储，所述传感器芯片主要依靠MEMS传感器芯片。
本发明中提出的LED驱动装置其中最大的特征是自动存储、自动设置和人工设置的功能，其中开关主要依靠系统根据已经设置的参数进行自身感应或手动按键的方式，涉及应用到人工智能化方面，使用本发明的调光方案不仅能使LED光源在调光模式下的工作电压恒定，而且能够减缓光衰、延长其使用寿命，同时能降低LED光源在PWM调光模式下恒压控制的功率损耗，提高LED驱动电源的效率，并且能够存储调节的光亮度对应的PWM占空比的数字。
附图说明
从以下结合附图的详细描述中，本发明的以上和其他方面、特征及其他优点将变得更清晰地理解，附图中：
图1根据本发明实施方式一种基于PWM技术的LED驱动装置的原理图；
图2一种基于PWM技术的LED驱动装置应用到显微镜实施案例；
具体实施案例
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
一种基于PWM技术的LED驱动装置主要应用到科研仪器设备领域，包括显微镜、PCR仪器、荧光蛋白仪等。图1描述了一种基于PWM技术的LED驱动装置的原理框图，具体使用方法如下所示：
首先进行CPU主控模块(200)的初始化，初始化GPIO口，接口电路(203)驱动，RS232串口驱动，对CPU系统时钟，外部端口、串口、定时器等寄存器进行设置；
然后从存储器电路(202)中加载默认或者上次保存的系统参数设置，即光强度对应的PWM数值；
最后串口RS232接口电路(203)：通过计算机直接将PWM数值通过RS232串口传给CPU主控模块(200)，CPU主控模块(200)对这些数据进行处理并对相应硬件设置后，根据PWM调光方案，输出对应的PWM占空比；也可以通过串口RS232下载程序到CPU主控模块(200)。
结合图2所示的一种基于PWM技术的LED驱动装置应用都显微镜(100)领域的实施案例，具体应用过程如下所示：
所述一种基于PWM技术的LED驱动装置，主要包括LED驱动电路(201)、CPU主控模块(200)、接口电路(203)、电源供电电路(204)。所述LED驱动电路(201)与CPU主控模块(200)相连，所述接口电路(203)与CPU主控模块(200)相连，所述电源供电模块(204)提供整个装置的电源；该LED驱动电路(201)，该电路与CPU主控模块(200)相连接，主要用来调节LED光强度的；该接口电路(203)，该电路与CPU主控模块(200)相连接，主要实现串口RS232，并且连接PC机(300)进行数据通信和光强度调节；该电源供电路，该电路为整个系统提供所有的电源，有+12V，+5V、+3.3V。所述LED驱动装置还包括DC转换模块。所述电源开关为传感器电源开关。所述LED驱动装置还包括自动检测装置。
所述LED驱动装置在显微镜使用过程中使用流程如下所示；
首先进行CPU主控模块(200)的初始化，初始化GPIO口，接口电路(201)驱动，RS232串口驱动，对CPU系统时钟，外部端口、串口、定时器等寄存器进行设置；
然后从存储器电路(202)中加载默认或者上次保存的系统参数设置，即光强度对应的PWM数值；
最后串口RS232接口电路(201)：通过计算机直接将PWM数值通过RS232串口传给CPU主控模块(200)，CPU主控模块(200)对这些数据进行处理并对相应硬件设置后，根据PWM调光方案，输出对应的PWM占空比；也可以通过串口RS232下载程序到CPU主控模块(200)。
本发明的装置在使用过程中，PC机端(300)直接与LED驱动装置中接口电路(203)连接，输入命令信号到LED驱动装置，所述LED驱动装置反馈响应信号到PC机端(300)，然后所述LED驱动装置中LED驱动电路(201)与显微镜(100)直接连接。
本发明装置中系统参数可以进行时间、温度、电压、亮度等参数的设置。所述LED驱动装置设置有存储器电路(202)，所述存储器里面的信息主要依靠系统自动根据需要自动设置或使用原来存储的参数或手动输入参数，所述LED发光单元具有多个发光元件。所述存储器电路(202)参数自动传感器芯片依靠所在环境进行自动感应变化，所述存储主要是依靠24C02存储芯片存储，所述传感器芯片主要依靠MEMS传感器芯片。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种基于PWM技术的LED驱动装置，其特征在于，主要包括LED驱动电路、CPU主控模块、接口电路、电源供电电路。所述LED驱动电路与CPU主控模块相连，所述接口电路与CPU主控模块相连，所述电源供电模块提供整个装置的电源。
所述LED驱动电路，该电路与CPU主控模块相连接，主要用来调节LED光强度的。
所述接口电路，该电路与CPU主控模块相连接，主要实现串口RS232，并且连接PC机进行数据通信和光强度调节。
所述电源供电路，该电路为整个系统提供所有的电源，有+12V，+5V、+3.3V。
2.根据权利要求1所述的一种基于PWM技术的LED驱动装置，其特征在于，所述LED驱动装置还包括DC转换模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于PWM技术的LED驱动装置，其特征在于，所述电源开关为传感器电源开关或者手动按键电源。
4.根据权利要求1所述的一种基于PWM技术的LED驱动装置，其特征在于，所述LED驱动装置还包括自动检测装置。
5.根据权利要求1所述的一种基于PWM技术的LED驱动装置，其特征在于，所述LED驱动装置使用流程如下所示；
首先进行CPU主控模块的初始化，初始化GPIO口，接口电路驱动，RS232串口驱动，对CPU系统时钟，外部端口、串口、定时器等寄存器进行设置；
然后从存储器中加载默认或者上次保存的系统参数设置，即光强度对应的PWM数值；
最后串口RS232接口电路：通过计算机直接将PWM数值通过RS232串口传给CPU主控模块，CPU主控模块对这些数据进行处理并对相应硬件设置后，根据PWM调光方案，输出对应的PWM占空比；也可以通过串口RS232下载程序到CPU主控模块。
6.根据权利要求5所述的一种基于PWM技术的LED驱动装置，其特征在于，所述系统参数可以进行时间、温度、电压、光强度等参数的设置。
7.根据权利要求6所述的一种基于PWM技术的LED驱动装置，其特征在于，所述LED发光单元具有多个发光元件。
8.根据权利要求1所述的所述的一种基于PWM技术的LED驱动装置，其特征在于，所述LED驱动装置设置有存储器，所述存储器里面的信息主要依靠系统自动根据需要自动设置或使用原来存储的参数或手动输入参数。
9.根据权利要求1所述的所述的一种基于PWM技术的LED驱动装置，其特征在于，所述存储器参数自动依靠所在环境进行自动感应变化，所述存储主要是依靠24C02存储芯片存储，所述传感器芯片主要依靠MEMS传感器芯片。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103491684A (zh) * 2013-09-26 2014-01-01 河南城建学院 一种恒定输出光源的控制系统及方法
CN104244537A (zh) * 2014-09-29 2014-12-24 中国科学院半导体研究所 一种应用于养鱼池的led光源控制系统
CN105898922A (zh) * 2016-05-19 2016-08-24 捷开通讯科技(上海)有限公司 电子装置闪光灯亮度控制系统与方法

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