CN110913524B - 具备光控和调光功能的led电源控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种光控与调光结合的LED电源控制装置，包括：处理器、供电电路、第一采样电路、第二采样电路和PWM输出电路；处理器通过接收第一采样电路的采样结果，判断LED电源当前所处的环境状态；若当前环境状态被判定处于黑暗状态时，所述处理器使能调光电路进行调光检测，通过对调光电路的电压值进行采样，再根据采样获取到的电压值的变化来输出相应的PWM信号，通过PWM输出电路输出PWM信号以达到控制LED电源的输出电流。本发明还公布了一种光控与调光相结合的控制方法。本装置和方法，增强了LED电源控制装置的控制精度、降低了成本，提高了LED照明灯具的寿命及可靠性。

Description

具备光控和调光功能的LED电源控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及LED灯照明领域，尤其涉及到一种具备光控和调光功能的LED电源控制装置及控制方法。

背景技术

专利2017206477155公布了一种智能灯光控制系统，该系统将光照信息直接转化成对应的光照数字值，通过I2C通信方式将光照强度值传递给主控模块，主控模块根据照度值确定应输出的PWM信号，再有PWM信号控制下的LED驱动输出额定电流，使LED灯具产生相应亮度。此流程处在无限循环中，根据实时获得的光照值，实时调整LED灯具的亮度，达到灯光自适应效果。但是，该专利的技术方案并没有透露主控模块是如何根据照度值确定应输出的PWM信号的具体的控制方法，无法得知具体的技术细节。

发明内容

本发明提供了一种具备光控和调光功能的LED电源控制装置，其目的在于将控光和调光结合起来，优化电路设计，提高调控精度，进而提高LED灯的使用寿命和可靠性。

本发明的技术方案是这样的：

一种具备光控和调光功能的LED电源控制装置，用于LED照明装置的亮度调节，包括：LED电源、供电电路、第一采样电路、第二采样电路、处理器以及PWM输出电路；所述LED电源通过所述供电电路为所述第一采样电路和所述处理器供电；所述处理器根据所述第一采样电路采样的电压值来判断当前环境的状态：若当前环境状态处于明亮状态时，所述处理器控制所述PWM输出电路将所述LED电源输出关断；若当前环境状态处于黑暗状态时，所述处理器使能调光电路进行调光检测，通过对调光电路的电压值进行采样，再根据采样获取到的电压值的变化来输出相应的PWM信号；通过所述PWM输出电路控制所述LED电源的输出电流；以达到所述处理器通过所述PWM输出电路输出PWM信号来调节LED照明装置的亮度的目的；其中，所述明亮状态是指亮度大于130lx，所述黑暗状态是指亮度小于30lx。

本装置的有益效果：所述处理器根据所述第一采样电路采样调光电路的电压值来判断当前环境的状态：当前环境状态处于明亮状态时，所述处理器控制所述PWM输出电路将所述LED电源输出关断；当前环境状态处于黑暗状态时，所述处理器使能调光电路进行调光检测，通过对调光电路的电压值进行采样，再根据采样获取到的电压值的变化来输出相应的PWM信号；PWM输出电路控制LED电源的输出电流；第二采样电路将LED电源输出的电流的信息反馈给处理器，处理器通过所述PWM输出电路控制所述LED电源的输出电流，调节LED照明装置的亮度，提高了整体控制性能、降低了成本，提高了LED照明灯具的寿命及可靠性。

本发明还公布了一种利用LED电源控制装置进行光控和调光的方法，该方法包括如下几步步骤：

步骤1：对当前环境进行检测并判断，当检测结果显示为当前状态标志位为1或0时，判断当前状态标志位是否等于前一状态标志位，若是，则进入步骤4；否则，将当前状态标志位赋值给前一状态标志位，处理器将计时变量清零后重新计数，启动定时器T1；若计时N分钟时间到，关闭定时器T1,进入步骤5；若计时N分钟时间未到，则进入步骤2；

步骤2：读取计时变量1，分别设定时间长度依次递增的三个计时时间，当三个计时时间结束后，计时统计标志位分别设置为1,2,3和0，同时进入步骤3，关闭定时器T1，清空计时器；

步骤3：读取不同的计时统计标志位，根据读取结果判断是否进行环境检测，并根据环境检测的结果将不同的光控标志位置于1或0，然后进入步骤4；

步骤4：读取光控标志位，并根据组合判断的结果执行输出开启及调光使能；

步骤5：读取计时变量2，分别设定三个时间长度依次递增的计时时间，当三个计时时间结束后，计时统计标志位分别设置为1,2,3和0，然后进入步骤3，并关闭定时器T1，并清空计时器；其中，本步骤中所述三个时间长度依次递增的计时时间长于步骤2中的三个时间长度依次递增的计时时间；

步骤6：对环境进行检测，若检测结果为亮度小于30lx，则当前状态标志位设为1；若检测结果为亮度大于130lx，则当前状态标志位设为0；

若所述当前状态标志位与前一状态标志位相等，则返回步骤4；否则，将当前状态标志位赋值给前一状态标志位，计时变量清零，启动定时器T1,返回步骤5。

本方法的有益技术效果：本方法通过处理器作为系统的控制器，控制器通过第一采样电路采样光电开关的电压值来判断LED照明装置当前所处的环境状态，若环境状态的检测结果为亮，则输出关断，不用再进行调光检测；当环境状态被判定处于黑暗状态下时，控制器使能调光检测程序，通过采样调光电路(未图示)的电压值来判断调光状态；处理器通过所述PWM输出电路输出PWM信号，调节LED照明装置的亮度。该方法增强了整个装置的控制精度、提高了整个装置整体控制性能、简化了电路设计，降低了成本等优点，提高了LED照明灯具的寿命及可靠性。

附图说明

图1为本发明的系统框架图；

图2为本发明所涉及到的电路图。

图3为本发明的流程图。

具体实施方式

说明:本专利申请文档中，若有类似“第一电阻”、“第二电阻”的表述，并不必然表示“第一电阻”在本文中一定会出现在“第二电阻”之前，其目的仅仅是为了表示这是两种不同规格的电阻。有时，为了配合对电路图的描述，在权利要求书或者说明书中，“第二电阻”可能会出现在“第一电阻”的前面。

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参考图1，本发明公布的一种具备光控和调光功能的LED电源控制装置，包括：包括：LED电源、供电电路、第一采样电路、第二采样电路、处理器以及PWM输出电路。LED电源通过供电电路为第一采样电路和处理器供电。

处理器根据第一采样电路采样调光电路的电压值判断当前环境的状态。当前环境状态处于明亮状态时，处理器控制PWM输出电路将LED电源输出关断；当前环境状态处于黑暗状态时，处理器使能调光电路进行调光检测，通过对调光电路的电压值进行采样，根据采样获取到的电压值的变化来输出相应的PWM信号；PWM输出电路控制LED电源的输出电流；第二采样电路将LED电源输出的电流的信息反馈给所述处理器，处理器控制PWM输出电路调节LED照明装置的亮度。因此，本装置将调光和控光结合在一起，简化了电路设计、提高了控制精度和整体控制性能、降低了成本，提高了LED照明装置的寿命及可靠性。

参考图2，作为其中的一个实施方式，第一采样电路包括：光电开关(未图示)、稳压二极管ZDD2、第四电容CD4、第四电阻RD4和第六电阻RD6。光电开关、稳压二极管ZDD2和第四电容CD4并联后和第四电阻RD4的一端串联。第四电阻RD4的另一端和处理器UD1的第一引脚1连接。第六电阻RD6的一端连接在处理器UD1的第六引脚6上，另一端连接在第四电阻RD4和光电开关之间。第一采样电路中，处理器UD1通过采样调光电路两端的电压值来判断环境及调光状态来控制输出PWM的占空比。若判断出当前环境状态为亮，处理器UD1控制PWM电路将LED电源的输出关断；若判断出当前环境状态为暗，处理器会检测调光电路两端的电压并将获取到的电压值换算成对应占空比后并发送给PWM输出电路，PWM电路输出开启，调光使能。PWM电路控制LED电源输出的额定电流。

参考图2，作为其中的一个实施方式，第二采样电路包括：第一电阻RD1、第二电阻RD2、第三电阻RD3和第三电容CD3；第一电阻RD1的一端连接供电电路，另一端和第二电阻RD2的一端连接。第二电阻RD2的另一端和第三电阻RD3的一端连接，第三电阻RD3的另一端接地；第三电容CD3并联在第三电阻RD3上；处理器UD1的第七引脚7连接在第二电阻RD2和第三电阻RD3之间。第二采样电路用于调节LED灯的亮度。

参考图2，作为其中的一个实施例，供电电路包括：线性稳压器UD2、第一电容CD1和第二电容CD2。第一电容CD1的一端和线性稳压器UD2的输入端IN连接，另一端接地；第二电容CD2的一端连接在线性稳压器UD2的输出端OUT，另一端接地。线性稳压器UD2的调节端ADJ接地。

本专利申请中，处理器优选为增强型8051芯片；光电开关优选为光敏电阻或者光电二极管，线性稳压器优选低压差线性稳压器。

本发明还公布了一种利用LED电源控制装置调光和光控方法，包括如下步骤：

步骤1：对当前环境进行检测并进行判定，当检测结果显示当前状态标志位为1或0时，判断当前状态标志位是否等于前一状态标志位，若是，则进入步骤4；否则，将当前状态标志位赋值给前一状态标志位，处理器将第一计时变量清零并重新计数，启动定时器T1；在计时N分钟时间到的同时，关闭定时器T1,进入步骤5；在计时N分钟时间未到的同时，进入步骤2；

步骤2：读取第一计时变量，分别设定三个时间长度依次递增的计时时间，当三个计时时间结束后，计时统计标志位分别设置为1,2,3和0，并关闭定时器T1，并清空计时器；

读取不同的计时统计标志位，根据读取结果判断是否进行环境检测，并根据检测结果将不同的光控标志位于1或0，同时进入步骤3；其中，所述读取计时变量和读取所述不同的计时统计标志位同时进行；

步骤3：读取光控标志位，并根据组合判断的结果执行输出开启及调光使能，向端口发送同步信号为高电平，或者将输出关断，向端口发送同步信号为低电平；并判断高电平同步信号和低电平同步信号的持续时间是否达到预设时间；若达到，则执行步骤5，否则，返回步骤1；

步骤4：读取第二计时变量，分别设定三个时间长度依次递增的计时时间，当三个计时时间结束后，计时统计标志位分别设置为1,2,3和0，同时进入步骤3，并关闭定时器T1，清空计时器；其中，本步骤中的所述三个时间长度依次递增的计时时间长于步骤2中的三个时间长度依次递增的计时时间；

步骤5：对环境进行检测，若检测结果为亮度小于30lx，则当前状态标志位设为1；若检测结果为亮度大于130lx，则当前状态标志位设为0；

若所述当前状态标志位与前一状态标志位相等，则返回步骤2；否则，将当前状态标志位赋值给前一状态标志位，第二计时变量清零，启动定时器T1,返回步骤4。

优选的，在步骤1中，N的取值为3分钟，当然，可以根据需要设置其余时间。

参考图3，由于受页面显示大小的影响，图3将6个步骤各自的流程分别进行了绘制。下面具体对步骤2-步骤6进行展开描述。

作为其中的一个实施例，在步骤2中，所述三个不同的计时时间，优选为1秒、2秒和3秒，因此步骤2具体包括：

步骤2A:计时1秒时间到，将计时统计标志位为1，进入步骤3；如果计时1秒时间未到，计时统计标志定为0，进入步骤3；同时重新读取计时变量，又将计时统计标志定为0，进入步骤3；直到计时1秒时间到，此时，跳到步骤2B，开始读取2秒时间计时；

步骤2B:如果计时2秒时间到，计时统计标志位为1，进入步骤3；如计时2秒时间未到，计时统计标志位为0，进入步骤3；同时重新读取计时变量，直到计时2秒时间到，然后进入步骤2C,读取3秒计时；

步骤2C:当3秒计时时间到，计时统计标志位为1，进入步骤3；如果计时3秒时间未到，计时统计标志位为0，进入步骤3，重新读取计时变量，直至3秒计时结束。当3秒计时时间结束后，关闭定时器T1,清空计时变量。

作为其中的一个实施例，步骤3具体可以分解为如下几步：

步骤3A:若读取到的计时统计标志位为1，进行第一次环境检测：环境检测结果为亮度小于30lx(lx，是勒克斯lux的简写,是照度单位)，则光控标志位1置1，然后进入步骤4；若第一次环境检测结果为亮度大于130lx，则光控标志位1置0，然后进入步骤4；若读取到的计时统计标志位不为1，则返回读取计时统计标志位2；

步骤3B:若读取到的计时统计标志位为2，则进行第二次环境检测：环境检测结果为亮度小于30lx，则光控标志位2置1，然后进入步骤4；若第二次环境检测结果为亮度大于130lx，则光控标志位2置0，然后进入步骤4；若读取到的计时统计标志位不为2，则返回读取计时统计标志位3；

步骤3C:若读取到的计时统计标志位为3，则进行第三次环境检测：环境检测结果为亮度小于30lx，则光控标志位2置1，然后进入步骤4；若第三次环境检测结果为亮度大于130lx，则光控标志位2置0，然后进入步骤4；若读取到的计时统计标志位不为3，则返回读取计时统计标志位0；

步骤3D:若读取到的计时统计标志位为0,则返回再从步骤3A开始读取。

作为其中的一个实施例，在步骤5中，三个不同的计时时间优选为5分钟、10分钟和15分钟，因此，它比步骤2的分解步骤中的1秒，2秒和3秒时间长；步骤5具体包括：

步骤5A:若计时5分钟时间到，计时统计标志位为1，进入步骤3；否则，进入步骤5B,读取10分钟计时；

步骤5B:若计时10分钟时间到，计时统计标志位为2，进入步骤3；否则，进入步骤5C，读取15分钟计时；

步骤5C:若计时15分钟时间到，计时统计标志位为3，进入步骤3；否则，计时统计标志位为0，进入步骤3。

在步骤1-步骤6中，本方法优先选用单片机作为系统的控制器，控制器通过采样光电开关的电压值来判断其当前所处的环境状态，若环境状态的检测结果为亮，则输出关断，不用再进行调光检测；当环境状态被判定处于黑暗状态下时，控制器使能调光检测程序，通过采样调光电路的电压值来判断调光状态，再根据采样得到的调光电路电压值的变化输出相应的PWM，从而达到控制LED电源的输出电流的目的，增强了控制精度、提高了整体控制性能、降低了成本等优点，提高了LED照明灯具的寿命及可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本发明范围内。

Claims (5)

1.一种利用LED电源控制装置调光和光控的控制方法，用于LED照明装置的亮度调节，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：对当前环境进行检测并判断，当检测结果显示为当前状态标志位为1或0时，判断当前状态标志位是否等于前一状态标志位，若是，则进入步骤4；否则，将当前状态标志位赋值给前一状态标志位，处理器将计时变量清零后重新计数，启动定时器T1；若计时N分钟时间到，关闭定时器T1,进入步骤5；若计时N分钟时间未到，则进入步骤2；

步骤2：读取计时变量1，分别设定时间长度依次递增的三个计时时间，当三个计时时间结束后，计时统计标志位分别设置为1,2,3和0，同时进入步骤3，关闭定时器T1，清空计时器；

步骤3：读取不同的计时统计标志位，根据读取结果判断是否进行环境检测，并根据环境检测的结果将不同的光控标志位置于1或0，然后进入步骤4；

步骤4：读取光控标志位，并根据组合判断的结果执行输出开启及调光使能；

步骤5：读取计时变量2，分别设定三个时间长度依次递增的计时时间，当三个计时时间结束后，计时统计标志位分别设置为1,2,3和0，然后进入步骤3，并关闭定时器T1，并清空计时器；其中，本步骤中所述三个时间长度依次递增的计时时间长于步骤2中的三个时间长度依次递增的计时时间；

步骤6：对环境进行检测，若检测结果为亮度小于30lx，则当前状态标志位设为1；若检测结果为亮度大于130lx，则当前状态标志位设为0；

若所述当前状态标志位与前一状态标志位相等，则返回步骤4；否则，将当前状态标志位赋值给前一状态标志位，计时变量清零，启动定时器T1,返回步骤5。

2.如权利要求1所述的利用LED电源控制装置调光和光控的控制方法，其特征在于,在步骤1中，N等于3。

3.如权利要求1所述的利用LED电源控制装置调光和光控的控制方法，其特征在于,在步骤2中，所述三个不同的计时时间，分别为1秒、2秒和3秒；所述步骤2具体包括：

步骤2A:若计时1秒时间到，计时统计标志位为1，进入步骤3；否则，读取2秒计时；

步骤2B:若计时2秒时间到，计时统计标志位为1，进入步骤3；否则，读取3秒计时；

步骤2C:若计时3秒时间到，计时统计标志位为1，进入步骤3；否则，统计标志位为0，进入步骤3。

4.如权利要求1所述的利用LED电源控制装置调光和光控的控制方法，其特征在于,步骤3具体包括：

步骤3A:若读取到的计时统计标志位为1，进行第一次环境检测：环境检测结果为亮度小于30lx，则光控标志位1置1，然后进入步骤4；若第一次环境检测结果为亮度大于130lx，则光控标志位1置0，然后进入步骤4；若读取到的计时统计标志位不为1，则返回读取计时统计标志位2；

步骤3B:若读取到的计时统计标志位为2，则进行第二次环境检测：环境检测结果为亮度小于30lx，则光控标志位2置1，然后进入步骤4；若第二次环境检测结果为亮度大于130lx，则光控标志位2置0，然后进入步骤4；若读取到的计时统计标志位不为2，则返回读取计时统计标志位3；

步骤3C:若读取到的计时统计标志位为3，则进行第三次环境检测：环境检测结果为亮度小于30lx，则光控标志位2置1，然后进入步骤4；若第三次环境检测结果为亮度大于130lx，则光控标志位2置0，然后进入步骤4；若读取到的计时统计标志位不为3，则返回读取计时统计标志位0；

步骤3D:若读取到的计时统计标志位为0,则返回再从步骤3A开始读取。

5.如权利要求1所述的利用LED电源控制装置调光和光控的控制方法，其特征在于,步骤5中，所述三个不同的计时时间分别为5分钟、10分钟和15分钟；步骤5具体包括：

步骤5A:若计时5分钟时间到，计时统计标志位为1，进入步骤3；否则，进入步骤5B,读取10分钟计时；

步骤5B:若计时10分钟时间到，计时统计标志位为2，进入步骤3；否则，进入步骤5C，读取15分钟计时；

步骤5C:若计时15分钟时间到，计时统计标志位为3，进入步骤3；否则，计时统计标志位为0，进入步骤3。

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