CN109757012B - 一种led灯自适应调节恒功率控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED灯自适应调节恒功率控制方法，包括接线、测总电压、对比、测量电流、采集、初步调节、检测、计算、二次调节和反馈，本发明科学合理，使用安全方便，通过采集的LED灯的工作功率调节可调节LED灯的工作灯珠数量的作用，从而使得LED灯保持恒功率工作，通过调节更新LED灯的占空比的作用，便于调节占空比来进一步调节电路中的电流和电压，从而使得调节更加精准，通过检测和反馈的作用，将LED灯调节后的工作功率传递给微处理器，便于微处理器依靠不断采集控制过程信息，确定被控对象的当前实际工作状态，优化性能准则，从而实时地调整控制器结构或参数，使系统始终自动地工作在最优或次最优的运行状态，操作简单，LED灯工作更加智能。
Description
技术领域
本发明涉及LED灯技术领域，具体为一种LED灯自适应调节恒功率控制方法。
背景技术
作为一种新的、最有潜力的光源，LED照明以其节能、环保的优势越来越受到人们重视；加上国家和地方政府的政策鼓励，我国的LED照明产业进入了加速发展阶段，运用市场迅速增长，LED灯是一块电致发光的半导体材料芯片，用银胶或白胶固化到支架上，然后用银线或金线连接芯片和电路板，四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用。
普通LED灯工作过程中，由于LED具有二极管的伏安特性，即在LED两端施加正向导通电压后，微小的电压变化即可引起电流的较大变化，LED工作过程中电路受温度影响，导致LED两端的工作电压并不相同，LED灯具的功率也就随之发生变化，而且当输入的总电压不稳定时，也会LED灯具的功率也就随之发生变化，而电路中的电压是动态的进行变化，不能持续的人工对其进行调节，从而使得LED的亮度不能得到最佳发挥，同时增加了LED灯的使用寿命，增加成本，所以急需一种LED灯自适应调节恒功率控制方法来解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种LED灯自适应调节恒功率控制方法，可以有效解决上述背景技术中提出普通LED灯工作过程中，由于LED具有二极管的伏安特性，即在LED两端施加正向导通电压后，微小的电压变化即可引起电流的较大变化，LED工作过程中电路受温度影响，导致LED两端的工作电压并不相同，LED灯具的功率也就随之发生变化，而且当输入的总电压不稳定时，也会LED灯具的功率也就随之发生变化，而电路中的电压是动态的进行变化，不能持续的人工对其进行调节，从而使得LED的亮度不能得到最佳发挥，同时增加了LED灯的使用寿命，增加成本的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种LED灯自适应调节恒功率控制方法；
S1、接线：将可调节LED灯和保护电路与总电路进行连接；
S2、测总电压：测量电路输入的总电压；
S3、对比：将总电压与设定的阈值做对比；
S4、测量电流：测量电路输入的平均电流；
S5、采集：采集LED灯的工作功率和PWM信号占空比；
S6、初步调节：根据采集的LED灯的工作功率调节可调节LED灯的工作灯珠数量；
S7、检测：将初步调节的LED灯的工作功率进行检测，并将数值进行反馈；
S8、计算：计算恒定功率的所需的占空比调整量；
S9、二次调节：调节更新LED灯的占空比；
S10、反馈：将更新的LED灯的功率和占空比反馈给总电路。
根据上述技术方案，所述步骤S1中，将可调节LED灯和保护电路与总电路进行连接，其中，可调节LED灯是指LED灯中的灯珠可单独进行开关调节，其中，保护电路是指电路的电压异常超出预设值时对电路进行过压和过流保护的电路。
根据上述技术方案，所述步骤S2中，测量电路输入的总电压是指对电路输入的实时总的电压进行测量，将实时测量的数据进行记录和相邻时间内电压的差值进行计算并记录，将记录的数据反馈给微处理器。
根据上述技术方案，所述步骤S3中，将总电压与设定的阈值做对比是指将输入的总电压与设定的阈值进行实时对比，若总电压的数值小于设定的最高阈值，则将总电压与总电路进行导通连接，若总电压的数值大于设定的最高阈值，则将保护电路导通，并将总电压数值进行反馈给微处理器。
根据上述技术方案，所述步骤S5中，采集LED灯的工作功率和PWM信号占空比，其中，LED灯的工作功率是指LED灯工作时的功率，并将功率数据进行反馈给微处理器，其中，PWM信号是指脉冲宽度调制信号，脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变,其中，占空比是指在一个脉冲循环内，通电时间相对于总时间所占的比例。
根据上述技术方案，所述步骤S6中，根据采集的LED灯的工作功率调节可调节LED灯的工作灯珠数量是指通过微处理器采集的LED灯的工作功率的实际数值，通过微处理器对LED灯的工作功率的实时变换值进行处理分析，然后通过控制开关来控制可调节LED灯相应灯珠的开关，改变LED灯的工作灯珠的数量，从而初步改变LED灯的工作电压，使得LED灯保持恒功率输出。
根据上述技术方案，所述步骤S7中，将初步调节的LED灯的工作功率进行检测，并将数值进行反馈，其中将初步调节的LED灯的工作功率进行检测是指将初步调节后LED灯工作的功率相关数据传递给微控制器。
根据上述技术方案，所述步骤S8中，计算恒定功率的所需的占空比调整量，通过微处理器处理检测后的数据，并计算恒定功率所需的PWM信号占空比，其中PWM信号占空比调整量是指使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形，也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲，使各脉冲的等值电压为正弦波形，所获得的输出平滑且低次谐波少，按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制。
根据上述技术方案，所述步骤S9中，调节更新LED灯的占空比，其中调节占空比包括电压控制功率和电流控制功率，所述电压控制功率是指根据步骤S8中调整量来改变PWM信号的占空比，从而改变驱动电压，当PWM信号的占空比增加时，通过DC-DC变换器使得驱动电压增加，从而使得流过LED灯的电流和功率也增加，反之，当PWM信号的占空比减少时，通过DC-DC变换器使得驱动电压减少，从而使得流过LED灯的电流和功率也减少，所述电流控制功率是指根据步骤S8中调整量来改变PWM信号的占空比，当PWM信号的占空比增加时，LED灯的占空比增加，其电流和功率随之增加，当PWM信号的占空比减少时，LED灯的占空比减少，其电流和功率随之减少。
根据上述技术方案，所述步骤S10中，将更新的LED灯的功率和占空比反馈给总电路是指，将调节后的LED灯的功率和占空比反馈给微处理器，微处理器依靠不断采集控制过程信息，确定被控对象的当前实际工作状态，优化性能准则，产生自适应控制规律，从而实时地调整控制器结构或参数，使系统始终自动地工作在最优或次最优的运行状态。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明科学合理，使用安全方便，通过测量电路输入的总电压和将总电压与设定的阈值做对比的作用，便于检测输入的电压是否大于预设值，从而自动导通并保护电路，避免输入的电压过大超过LED灯的最大限制电压，导致LED灯损坏，使用更加安全可靠，通过采集的LED灯的工作功率调节可调节LED灯的工作灯珠数量的作用，从而使得LED灯保持恒功率工作，通过调节更新LED灯的占空比的作用，便于调节占空比来进一步调节电路中的电流和电压，从而使得调节更加精准，通过检测和反馈的作用，将LED灯调节后的工作功率传递给微处理器，便于微处理器依靠不断采集控制过程信息，确定被控对象的当前实际工作状态，优化性能准则，从而实时地调整控制器结构或参数，使系统始终自动地工作在最优或次最优的运行状态，操作简单，LED灯工作更加智能。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明的LED灯自适应调节恒功率控制方法流程图；
图2是本发明的LED灯自适应初步调节方法流程框图；
图3是本发明的LED灯自适应二次调节方法流程框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1-3所示，本发明提供一种技术方案，一种LED灯自适应调节恒功率控制方法；
S1、接线：将可调节LED灯和保护电路与总电路进行连接；
S2、测总电压：测量电路输入的总电压；
S3、对比：将总电压与设定的阈值做对比；
S4、测量电流：测量电路输入的平均电流；
S5、采集：采集LED灯的工作功率和PWM信号占空比；
S6、初步调节：根据采集的LED灯的工作功率调节可调节LED灯的工作灯珠数量；
S7、检测：将初步调节的LED灯的工作功率进行检测，并将数值进行反馈；
S8、计算：计算恒定功率的所需的占空比调整量；
S9、二次调节：调节更新LED灯的占空比；
S10、反馈：将更新的LED灯的功率和占空比反馈给总电路。
根据上述技术方案，步骤S1中，将可调节LED灯和保护电路与总电路进行连接，其中，可调节LED灯是指LED灯中的灯珠可单独进行开关调节，其中，保护电路是指电路的电压异常超出预设值时对电路进行过压和过流保护的电路。
根据上述技术方案，步骤S2中，测量电路输入的总电压是指对电路输入的实时总的电压进行测量，将实时测量的数据进行记录和相邻时间内电压的差值进行计算并记录，将记录的数据反馈给微处理器。
根据上述技术方案，步骤S3中，将总电压与设定的阈值做对比是指将输入的总电压与设定的阈值进行实时对比，若总电压的数值小于设定的最高阈值，则将总电压与总电路进行导通连接，若总电压的数值大于设定的最高阈值，则将保护电路导通，并将总电压数值进行反馈给微处理器。
根据上述技术方案，步骤S5中，采集LED灯的工作功率和PWM信号占空比，其中，LED灯的工作功率是指LED灯工作时的功率，并将功率数据进行反馈给微处理器，其中，PWM信号是指脉冲宽度调制信号，脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变,其中，占空比是指在一个脉冲循环内，通电时间相对于总时间所占的比例。
根据上述技术方案，步骤S6中，根据采集的LED灯的工作功率调节可调节LED灯的工作灯珠数量是指通过微处理器采集的LED灯的工作功率的实际数值，通过微处理器对LED灯的工作功率的实时变换值进行处理分析，然后通过控制开关来控制可调节LED灯相应灯珠的开关，改变LED灯的工作灯珠的数量，从而初步改变LED灯的工作电压，使得LED灯保持恒功率输出。
根据上述技术方案，步骤S7中，将初步调节的LED灯的工作功率进行检测，并将数值进行反馈，其中将初步调节的LED灯的工作功率进行检测是指将初步调节后LED灯工作的功率相关数据传递给微控制器。
根据上述技术方案，步骤S8中，计算恒定功率的所需的占空比调整量，通过微处理器处理检测后的数据，并计算恒定功率所需的PWM信号占空比，其中PWM信号占空比调整量是指使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形，也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲，使各脉冲的等值电压为正弦波形，所获得的输出平滑且低次谐波少，按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制。
根据上述技术方案，步骤S9中，调节更新LED灯的占空比，其中调节占空比包括电压控制功率和电流控制功率，电压控制功率是指根据步骤S8中调整量来改变PWM信号的占空比，从而改变驱动电压，当PWM信号的占空比增加时，通过DC-DC变换器使得驱动电压增加，从而使得流过LED灯的电流和功率也增加，反之，当PWM信号的占空比减少时，通过DC-DC变换器使得驱动电压减少，从而使得流过LED灯的电流和功率也减少，电流控制功率是指根据步骤S8中调整量来改变PWM信号的占空比，当PWM信号的占空比增加时，LED灯的占空比增加，其电流和功率随之增加，当PWM信号的占空比减少时，LED灯的占空比减少，其电流和功率随之减少。
根据上述技术方案，步骤S10中，将更新的LED灯的功率和占空比反馈给总电路是指，将调节后的LED灯的功率和占空比反馈给微处理器，微处理器依靠不断采集控制过程信息，确定被控对象的当前实际工作状态，优化性能准则，产生自适应控制规律，从而实时地调整控制器结构或参数，使系统始终自动地工作在最优或次最优的运行状态。
基于上述，本发明的优点在于：通过测量电路输入的总电压和将总电压与设定的阈值做对比的作用，便于检测输入的电压是否大于预设值，从而自动导通保护电路，避免输入的电压过大超过LED灯的最大限制电压，导致LED灯损坏，使用更加安全可靠，通过采集的LED灯的工作功率调节可调节LED灯的工作灯珠数量的作用，从而使得LED灯保持恒功率工作，通过调节更新LED灯的占空比的作用，便于调节占空比来进一步调节电路中的电流和电压，从而使得调节更加精准，通过检测和反馈的作用，将LED灯调节后的工作功率传递给微处理器，便于微处理器依靠不断采集控制过程信息，确定被控对象的当前实际工作状态，优化性能准则，从而实时地调整控制器结构或参数，使系统始终自动地工作在最优或次最优的运行状态，操作简单，LED灯工作更加智能。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种LED灯自适应调节恒功率控制方法，其特征在于：
S1、接线：将可调节LED灯和保护电路与总电路进行连接；
S2、测总电压：测量电路输入的总电压；
S3、对比：将总电压与设定的阈值做对比；
S4、测量电流：测量电路输入的平均电流；
S5、采集：采集LED灯的工作功率和PWM信号占空比；
S6、初步调节：根据采集的LED灯的工作功率调节可调节LED灯的工作灯珠数量；
S7、检测：将初步调节的LED灯的工作功率进行检测，并将数值进行反馈；
S8、计算：计算恒定功率的所需的占空比调整量；
S9、二次调节：调节更新LED灯的占空比；
S10、反馈：将更新的LED灯的功率和占空比反馈给总电路。
2.根据权利要求1所述的一种LED灯自适应调节恒功率控制方法，其特征在于：所述步骤S1中，将可调节LED灯和保护电路与总电路进行连接，其中，可调节LED灯是指LED灯中的灯珠可单独进行开关调节，其中，保护电路是指电路的电压异常超出预设值时对电路进行过压和过流保护的电路。
3.根据权利要求1所述的一种LED灯自适应调节恒功率控制方法，其特征在于：所述步骤S2中，测量电路输入的总电压是指对电路输入的实时总的电压进行测量，将实时测量的数据进行记录和相邻时间内电压的差值进行计算并记录，将记录的数据反馈给微处理器。
4.根据权利要求1所述的一种LED灯自适应调节恒功率控制方法，其特征在于：所述步骤S3中，将总电压与设定的阈值做对比是指将输入的总电压与设定的阈值进行实时对比，若总电压的数值小于设定的最高阈值，则将总电压与总电路进行导通连接，若总电压的数值大于设定的最高阈值，则将保护电路导通，并将总电压数值进行反馈给微处理器。
5.根据权利要求1所述的一种LED灯自适应调节恒功率控制方法，其特征在于：所述步骤S5中，采集LED灯的工作功率和PWM信号占空比，其中，LED灯的工作功率是指LED灯工作时的功率，并将功率数据进行反馈给微处理器，其中，PWM信号是指脉冲宽度调制信号，脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变,其中，占空比是指在一个脉冲循环内，通电时间相对于总时间所占的比例。
6.根据权利要求1所述的一种LED灯自适应调节恒功率控制方法，其特征在于：所述步骤S6中，根据采集的LED灯的工作功率调节可调节LED灯的工作灯珠数量是指通过微处理器采集的LED灯的工作功率的实际数值，通过微处理器对LED灯的工作功率的实时变换值进行处理分析，然后通过控制开关来控制可调节LED灯相应灯珠的开关，改变LED灯的工作灯珠的数量，从而初步改变LED灯的工作电压，使得LED灯保持恒功率输出。
7.根据权利要求1所述的一种LED灯自适应调节恒功率控制方法，其特征在于：所述步骤S7中，将初步调节的LED灯的工作功率进行检测，并将数值进行反馈，其中将初步调节的LED灯的工作功率进行检测是指将初步调节后LED灯工作的功率相关数据传递给微控制器。
8.根据权利要求1所述的一种LED灯自适应调节恒功率控制方法，其特征在于：所述步骤S8中，计算恒定功率的所需的占空比调整量，通过微处理器处理检测后的数据，并计算恒定功率所需的PWM信号占空比，其中PWM信号占空比调整量是指使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形，也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲，使各脉冲的等值电压为正弦波形，所获得的输出平滑且低次谐波少，按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制。
9.根据权利要求1所述的一种LED灯自适应调节恒功率控制方法，其特征在于：所述步骤S9中，调节更新LED灯的占空比，其中调节占空比包括电压控制功率和电流控制功率，所述电压控制功率是指根据步骤S8中调整量来改变PWM信号的占空比，从而改变驱动电压，当PWM信号的占空比增加时，通过DC-DC变换器使得驱动电压增加，从而使得流过LED灯的电流和功率也增加，反之，当PWM信号的占空比减少时，通过DC-DC变换器使得驱动电压减少，从而使得流过LED灯的电流和功率也减少，所述电流控制功率是指根据步骤S8中调整量来改变PWM信号的占空比，当PWM信号的占空比增加时，LED灯的占空比增加，其电流和功率随之增加，当PWM信号的占空比减少时，LED灯的占空比减少，其电流和功率随之减少。
10.根据权利要求1所述的一种LED灯自适应调节恒功率控制方法，其特征在于：所述步骤S10中，将更新的LED灯的功率和占空比反馈给总电路是指，将调节后的LED灯的功率和占空比反馈给微处理器，微处理器依靠不断采集控制过程信息，确定被控对象的当前实际工作状态，优化性能准则，产生自适应控制规律，从而实时地调整控制器结构或参数，使系统始终自动地工作在最优或次最优的运行状态。
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