CN110392465A - 一种智能照明控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能照明控制装置，包括电源模块、感光模块、LED灯组以及电路转换模块；所述电路转换模块分别与感光板、电源模块、LED灯组电连接，电路转换模块包括有保护电路、信号补偿电路、光电信号转换电路、电信号积分电路、倍压电路以及负载电路，所述保护电路、信号补偿电路、光电信号转换电路、电信号积分电路、倍压电路以及负载电路依次电连接。本技术方案将光信号装换成模拟电信号，进而对被控灯具调光，能够通过外界自然光的亮度变化去调节灯具的亮度，可使灯具工作在恒照度模式，同时具有节能的效果。
Description
技术领域
本发明涉及智能照明领域，特别的，涉及一种智能照明控制装置。
背景技术
智能照明能够给人类带来更加便利和舒适的体验，便于能源管理，越来越受到社会的认可；目前调光技术主要有三种：PWM调光、模拟调光、以及数字调光；PWM Dimming (脉宽调制) 调光方式是一种利用简单的数字脉冲，反复开关白光LED驱动器的调光技术，该调光方式的优点是能够提供高质量的白光，以及应用简单，效率高，缺点是：如果PWM信号的频率正好落在200Hz到20kHz之间，白光LED驱动器周围的电感和输出电容就会产生人耳听得见的噪声；模拟调光最大的优势是它避免了由于调光时所产生的噪声，但采用模拟调光技术往往会增大整个系统的能耗，同时发光质量不高；模拟信号调光的精度高，相应速度快，但技术复杂度高。
发明内容
本发明的目的是现有LED等调光效果不好，电路复杂度高的问题提出了一种智能照明控制装置，该技术方案将光信号装换成模拟电信号，进而对被控灯具调光，能够通过外界自然光的亮度变化去调节灯具的亮度，可使灯具工作在恒照度模式，同时具有节能的效果。
为实现上述技术目的，本发明提供的一种技术方案是，一种智能照明控制装置，包括电源模块、感光模块、LED灯组以及电路转换模块；所述电路转换模块分别与感光模块、电源模块、LED灯组电连接。本方案中，该控制装置有一个采光口，感光模块正对采光口，感光模块采用硅光电池，硅光电池把光信号转换成电信号当采光口有光线射入时该控制装置的负载电流会根据光线的强弱进行调节大小。
所述的电路转换模块包括有保护电路、信号补偿电路、光电信号转换电路、电信号积分电路、倍压电路以及负载电路，所述保护电路的输入端与电源模块的输出端电连接，所述信号补偿电路的输入端与保护电路的输出端电连接，光电信号转换电路的输入端与感光模块电连接，光电信号转换电路的输出端分别与信号补偿电路的输出端以及电信号积分电路的输入端电连接，所述倍压电路的输入端与电信号积分电路的输出端电连接，所述负载电路的输入端与倍压电路的输出端电连接，负载电路的输出端与LED灯组电连接。本方案中，保护电路的作用是在输入电压反接或电压过高条件下，稳压二极管保护整个控制装置不损坏；.信号补偿电路的作用是在不同应用条件下通过改变电阻值补偿信号电压值，让控制器应用范围更宽；光电信号转换电路采用硅光电池把光信号转换成电信号；电信号积分电路的作用是通过运算放大器对采样电信号进行积分处理；倍压电路的作用是镜像电流源把积分输出脚信号放大2倍；负载电路的作用是采用2倍压后的电压信号控制三级管的基极电流大小，进而来控制三级管的发射极电流大小，起到调节负载大小的作用。
所述的保护电路包括有电容CS1，电容CS1的第一端与电源正极电连接，电容CS1的第二端接地，电容CS1的第一端与稳压二极管ZS1的负极端电连接，稳压二极管的正极端与电容CS1的第二端电连接。本方案中，当输入电压大于稳压二极管ZS1钳位电压时，输入电压会被ZS1钳位，进而保护后面的电路；当输入电压反向接入时，稳压二极管ZS1正向导通，钳位输入电压<-0.3V，进而保护后面电路。
所述的信号补偿电路包括有电阻RS1，电阻RS1的第一端与稳压二极管的第一端电连接，电阻RS1的第二端与电阻RS2的第一端电连接，电阻RS2的第二端接地，电阻RS2的第一端与滑动电阻器W1的第一端连接，滑动变阻器W1的第二端接地。本方案中，通过调节滑动变阻器W1，在不同的使用条件下都能让控制器工作在最佳工作区间。
所述光电信号转换电路包括感光二极管D1，感光二极管D1的阴极端与电阻RS1的第一端电连接，感光二极管D1的阳极端与滑动变阻器的滑动端电连接。本方案中，感光二极管D1为硅光电池，硅光电池在光照下会产生电流，且电流大小与光照强度成比例。
所述的电信号积分电路包括有电阻RS4，电阻RS4的第一端与感光二极管D1的阴极端电连接，电阻RS4的第二端与二极管DS1的阳极端电连接，二极管DS1的阴极端接地，二极管DS1的阳极端与运算放大器US1的电脚3电连接，运算放大器US1的电脚4与电阻RS3的第二端电连接，电阻RS3的第一端与感光二极管D1的阳极端电连接，电阻RS3的第二端与电容CS2的第一端电连接，电容CS2的第二端与运算放大器US1的电脚1电连接，电容CS2的第一端与电容CS3的第一端电连接，电容CS3的第二端接地，运算放大器US1的电脚2接地，运算放大器US1的电脚5与电阻RS5的第一端电连接，电阻RS5的第二端与电阻RS4的第一端电连接，电阻RS5的第一端与电容CS4的第一端电连接，电容CS4的第二端接地，电容CS4的第一端与稳压二极管ZS2的阴极端电连接，稳压二极管ZS2的阳极端接地。本方案中，通过运算放大器US1组成了一个积分电路，延缓跳变电压，抑制干扰脉冲和无用脉冲，避免灯光出现抖动。
所述倍压电路包括有三极管QS1，三极管QS1的发射级与电阻RS5的第二端电连接，三极管QS1的集电极与三极管QS3的集电极电连接，三极管QS1的基极与三极管QS2的基极电连接，三极管QS3的基极与运算放大器US1的电脚1电连接，，三极管QS3的发射级与电阻RS6的第一端电连接，电阻RS6的第二端接地，三极管QS2的发射级与三极管QS1的发射级电连接，三极管QS2的集电极与电阻RS7的第二端电连接，电阻RS7的第一端与三极管QS3的基极电连接，三极管QS2的基极与三极管QS1的集电极。本方案中，由于运算放大器US1的最大工作电压是5V，低于应用电压10V，所以我们需要把运算放大器US1输出脚的电压同比例放大2倍来驱动三极管QS4的基极，三极管QS1和三极管QS2组成了一对镜像电流源，电阻RS7与电阻RS5阻值相等，所以三极管QS4的基极电压是运算放大器US1输出脚电压的2倍。
所述负载电路包括有电容CS5，电容CS5的第一端与三极管QS2的发射级电连接，电容CS5的第二端与电阻RS7的第二端电连接，电阻RS7的第二端与三极管QS4的基极电连接，三极管QS4的发射级与二极管DS2的阴极端电连接，三极管DS2的阳极与电容CS5的第一端电连接，三极管QS4的集电极接地。本方案中，三极管QS4的发射极电流受运算放大器US1的输出脚电压控制，运算放大器US1的输出脚电压受流过感光二极管D1的电流控制，流过感光二极管D1的电流受光照强度控制，所以光照强度能够改变三极管QS4的负载电流，进而改变输入电压。
本发明的有益效果：本发明技术方案将光信号装换成模拟电信号，进而对被控灯具调光，能够通过外界自然光的亮度变化去调节灯具的亮度，可使灯具工作在恒照度模式，同时具有节能的效果。
附图说明
图1为本发明的一种智能照明控制装置的电路原理连接结构框图。
图2为本发明的一种智能照明控制装置的电路转换模块电路原理图。
图中标记说明：1-电源模块，2-感光模块，3-LED灯组，4电路转换模块，41-保护电路，42-信号补偿电路，43-光电信号转换电路，44-电信号积分电路，45-倍压电路，46-负载电路。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本发明的一种最佳实施例，仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例：如图1所示，是一种智能照明控制装置的结构示意图，由电源模块1、感光模块2、LED灯组3以及电路转换模块4组成，控制装置有一个采光口，感光模块2正对采光口，感光模块2采用硅光电池，硅光电池把光信号转换成电信号当采光口有光线射入时该控制装置的负载电流会根据光线的强弱进行调节大小，电路转换模块4分别与感光模块2、电源模块1、LED灯组3电连接。
如图2所示，是一种智能照明控制装置的电路转换模块4电路原理图，由保护电路41、信号补偿电路42、光电信号转换电路43、电信号积分电路44、倍压电路45以及负载电路46组成，保护电路41的输入端与电源模块1的输出端电连接，信号补偿电路42的输入端与保护电路41的输出端电连接，光电信号转换电路43的输入端与感光模块2电连接，光电信号转换电路43的输出端分别与信号补偿电路42的输出端以及电信号积分电路44的输入端电连接，倍压电路45的输入端与电信号积分电路44的输出端电连接，所述负载电路46的输入端与倍压电路45的输出端电连接，负载电路46的输出端与LED灯组3电连接。本实施例中，保护电路41的作用是在输入电压反接或电压过高条件下，稳压二极管保护整个控制装置不损坏；.信号补偿电路42的作用是在不同应用条件下通过改变电阻值补偿信号电压值，让控制器应用范围更宽；光电信号转换电路43采用硅光电池把光信号转换成电信号；电信号积分电路44的作用是通过运算放大器对采样电信号进行积分处理；倍压电路45的作用是镜像电流源把积分输出脚信号放大2倍；负载电路46的作用是采用2倍压后的电压信号控制三级管的基极电流大小，进而来控制三级管的发射极电流大小，起到调节负载大小的作用。
保护电路41包括有电容CS1，电容CS1的第一端与电源正极电连接，电容CS1的第二端接地，电容CS1的第一端与稳压二极管ZS1的负极端电连接，稳压二极管的正极端与电容CS1的第二端电连接。本实施例中，当输入电压大于稳压二极管ZS1钳位电压时，输入电压会被ZS1钳位，进而保护后面的电路；当输入电压反向接入时，稳压二极管ZS1正向导通，钳位输入电压<-0.3V，进而保护后面电路。
信号补偿电路42包括有电阻RS1，电阻RS1的第一端与稳压二极管的第一端电连接，电阻RS1的第二端与电阻RS2的第一端电连接，电阻RS2的第二端接地，电阻RS2的第一端与滑动电阻器W1的第一端连接，滑动变阻器W1的第二端接地，通过调节滑动变阻器W1，在不同的使用条件下都能让控制器工作在最佳工作区间。
光电信号转换电路43包括感光二极管D1，感光二极管D1为硅光电池，硅光电池的阴极端与电阻RS1的第一端电连接，硅光电池的阳极端与滑动变阻器的滑动端电连接，硅光电池在光照下会产生电流，且电流大小与光照强度成比例。
电信号积分电路44包括有电阻RS4，电阻RS4的第一端与感光二极管D1的阴极端电连接，电阻RS4的第二端与二极管DS1的阳极端电连接，二极管DS1的阴极端接地，二极管DS1的阳极端与运算放大器US1的电脚3电连接，运算放大器US1的电脚4与电阻RS3的第二端电连接，电阻RS3的第一端与感光二极管D1的阳极端电连接，电阻RS3的第二端与电容CS2的第一端电连接，电容CS2的第二端与运算放大器US1的电脚1电连接，电容CS2的第一端与电容CS3的第一端电连接，电容CS3的第二端接地，运算放大器US1的电脚2接地，运算放大器US1的电脚5与电阻RS5的第一端电连接，电阻RS5的第二端与电阻RS4的第一端电连接，电阻RS5的第一端与电容CS4的第一端电连接，电容CS4的第二端接地，电容CS4的第一端与稳压二极管ZS2的阴极端电连接，稳压二极管ZS2的阳极端接地。本实施例中，通过运算放大器US1组成了一个积分电路，延缓跳变电压，抑制干扰脉冲和无用脉冲，避免灯光出现抖动。
倍压电路45包括有三极管QS1，三极管QS1的发射级与电阻RS5的第二端电连接，三极管QS1的集电极与三极管QS3的集电极电连接，三极管QS1的基极与三极管QS2的基极电连接，三极管QS3的基极与运算放大器US1的电脚1电连接，，三极管QS3的发射级与电阻RS6的第一端电连接，电阻RS6的第二端接地，三极管QS2的发射级与三极管QS1的发射级电连接，三极管QS2的集电极与电阻RS7的第二端电连接，电阻RS7的第一端与三极管QS3的基极电连接，三极管QS2的基极与三极管QS1的集电极。本实施例中，由于运算放大器US1的最大工作电压是5V，低于应用电压10V，所以我们需要把运算放大器US1输出脚的电压同比例放大2倍来驱动三极管QS4的基极，三极管QS1和三极管QS2组成了一对镜像电流源，电阻RS7与电阻RS5阻值相等，所以三极管QS4的基极电压是运算放大器US1输出脚电压的2倍。
负载电路46包括有电容CS5，电容CS5的第一端与三极管QS2的发射级电连接，电容CS5的第二端与电阻RS7的第二端电连接，电阻RS7的第二端与三极管QS4的基极电连接，三极管QS4的发射级与二极管DS2的阴极端电连接，三极管DS2的阳极与电容CS5的第一端电连接，三极管QS4的集电极接地。本实施例中，三极管QS4的发射极电流受运算放大器US1的输出脚电压控制，运算放大器US1的输出脚电压受流过感光二极管D1的电流控制，流过感光二极管D1的电流受光照强度控制，所以光照强度能够改变三极管QS4的负载电流，进而改变输入电压。
以上所述之具体实施方式为本发明一种智能照明控制装置的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种智能照明控制装置，其特征在于：包括电源模块、感光模块、LED灯组以及电路转换模块；所述电路转换模块分别与感光板、电源模块、LED灯组电连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能照明控制装置，其特征在于：所述的电路转换模块包括有保护电路、信号补偿电路、光电信号转换电路、电信号积分电路、倍压电路以及负载电路，所述保护电路的输入端与电源模块的输出端电连接，所述信号补偿电路的输入端与保护电路的输出端电连接，光电信号转换电路的输入端与感光模块电连接，光电信号转换电路的输出端分别与信号补偿电路的输出端以及电信号积分电路的输入端电连接，所述倍压电路的输入端与电信号积分电路的输出端电连接，所述负载电路的输入端与倍压电路的输出端电连接，负载电路的输出端与LED灯组电连接。
3.根据权利要求2所述的一种智能照明控制装置，其特征在于：所述的保护电路包括有电容CS1，电容CS1的第一端与电源正极电连接，电容CS1的第二端接地，电容CS1的第一端与稳压二极管ZS1的负极端电连接，稳压二极管的正极端与电容CS1的第二端电连接。
4.根据权利要求3所述的一种智能照明控制装置，其特征在于：所述的信号补偿电路包括有电阻RS1，电阻RS1的第一端与稳压二极管的第一端电连接，电阻RS1的第二端与电阻RS2的第一端电连接，电阻RS2的第二端接地，电阻RS2的第一端与滑动电阻器W1的第一端连接，滑动变阻器W1的第二端接地。
5.根据权利要求4所述的一种智能照明控制装置，其特征在于：所述光电信号转换电路包括感光二极管D1，感光二极管D1的阴极端与电阻RS1的第一端电连接，感光二极管D1的阳极端与滑动变阻器的滑动端电连接。
6.根据权利要求5所述的一种智能照明控制装置，其特征在于：所述的电信号积分电路包括有电阻RS4，电阻RS4的第一端与感光二极管D1的阴极端电连接，电阻RS4的第二端与二极管DS1的阳极端电连接，二极管DS1的阴极端接地，二极管DS1的阳极端与运算放大器US1的电脚3电连接，运算放大器US1的电脚4与电阻RS3的第二端电连接，电阻RS3的第一端与感光二极管D1的阳极端电连接，电阻RS3的第二端与电容CS2的第一端电连接，电容CS2的第二端与运算放大器US1的电脚1电连接，电容CS2的第一端与电容CS3的第一端电连接，电容CS3的第二端接地，运算放大器US1的电脚2接地，运算放大器US1的电脚5与电阻RS5的第一端电连接，电阻RS5的第二端与电阻RS4的第一端电连接，电阻RS5的第一端与电容CS4的第一端电连接，电容CS4的第二端接地，电容CS4的第一端与稳压二极管ZS2的阴极端电连接，稳压二极管ZS2的阳极端接地。
7.根据权利要求6所述的一种智能照明控制装置，其特征在于：所述倍压电路包括有三极管QS1，三极管QS1的发射级与电阻RS5的第二端电连接，三极管QS1的集电极与三极管QS3的集电极电连接，三极管QS1的基极与三极管QS2的基极电连接，三极管QS3的基极与运算放大器US1的电脚1电连接，，三极管QS3的发射级与电阻RS6的第一端电连接，电阻RS6的第二端接地，三极管QS2的发射级与三极管QS1的发射级电连接，三极管QS2的集电极与电阻RS7的第二端电连接，电阻RS7的第一端与三极管QS3的基极电连接，三极管QS2的基极与三极管QS1的集电极。
8.根据权利要求7所述的一种智能照明控制装置，其特征在于：所述负载电路包括有电容CS5，电容CS5的第一端与三极管QS2的发射级电连接，电容CS5的第二端与电阻RS7的第二端电连接，电阻RS7的第二端与三极管QS4的基极电连接，三极管QS4的发射级与二极管DS2的阴极端电连接，三极管DS2的阳极与电容CS5的第一端电连接，三极管QS4的集电极接地。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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