CN114126133B - 一种脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置，属于LED灯具技术领域。本发明提供了一种脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置，包括光电转换电路、波形整形电路和微处理器运算电路；光电转换电路将输入的PWM光信号转换为电信号；波形整形电路将输入的PWM电信号进行波形整形；微处理器运算电路，根据采集的整形后信号的第一个正脉宽时间和第一个波形周期时间，设为脉宽时间基准和波形周期基准及允差范围；实时捕获输入的信号，将信号的脉宽时间和波形周期与允差范围进行比较，超出允差范围时进行报警。本发明实现了对LED灯具亮度变化的自动监控，填补了目前LED灯具亮度变化自动监控领域的空白。

Description

一种脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置
技术领域
本发明涉及LED灯具技术领域，尤其涉及一种脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置。
背景技术
随着LED灯具生产和制造技术的不断发展，LED灯具在家电行业、汽车、航空航海和医疗器械等领域的应用越来越普及，与此同时，产品检测标准也在不断提高，对检测方法和检测技术提出了更高的要求。
LED灯具设计中，为了提升珠的使用寿命，大多数灯具的电路会采用脉宽调制(PWM)的点亮方式，频率范围通常在200－1000赫兹之间。脉宽调制就是使LED灯珠打开一段时间，然后再关闭一段时间(如图1)，周而复始。由于肉眼视觉暂留效应，当打开与关闭的频率超过100赫兹时，肉眼就感觉不到灯珠的闪烁，在同一个时间周期内，通过改变灯珠开与关的时间比例(占空比)，即可实现对LED灯亮度的调节。电磁兼容检测行业中，灯具产品在进行电磁兼容辐射抗扰度试验时，通过专用仪器对灯具施加特定的电磁干扰信号，从而评价灯具产品是否满足相关标准的要求。在测试过程中，以监控灯具的工作状态是否变化作为试验结论的判定依据。在灯具辐射抗扰度试验的监控方法中，除了目击监控法和电流监控法的常规监控方法外，还有一种光电转换电压监控法。采用光敏二极管或光敏电阻接入一电阻分压电路中，用光纤导出灯具的光信号加载到光敏器件上，当光敏器件接收到光信号时，其内阻变化，光敏器件输出端输出电平，利用电压表对电平进行测量和监控。光电转换监控法的不足主要体现在不能监控PWM调制灯具的亮度变化，PWM调制的LED灯珠所发出的光束不是持续的常亮光束，它是一个不断开关的过程，光电转换后的电压信号同样也是一个开关信号，由于LED灯珠在熄灭过程中存在余辉效应，光电转换后得到的电压信号实为不规则的梯形方波，如图2所示。
迄今为止，市场上暂未有能够适用在电磁兼容抗扰度试验中监控PWM灯具亮度的变化的装置。现有的替代方案，是利用光纤采集光信号，光电转换后通过电压表监控电平的变化，该方法只能对持续点亮型的灯具进行监控，测量直流电平的变化幅度。监控过程为：光信号变化→光敏器件阻值变化→输出电压变化→电压表值发生变化。但是对于具有PWM驱动的LED灯具，光信号不再是持续的长亮模式，LED灯珠工作一定的开关频率下，脉宽调制后的光信号经光电转换电路转换后，输出的波形为不规则的梯形波信号，对比如图3所示。此时光电转换电压监控法不再适用，其缘由为电压表仅能测量直流电平，不能测量频率信号。
具有PWM驱动的灯具，在电磁兼容辐射抗扰度试验中，灯具被测试仪器施加的电磁信号干扰后，亮度发生变化，其输出的PWM波形占空比值或频率值一定发生了变化。此时不仅要监控占空比值，也要监控频率值，如果采用示波器对波形进行监控，在整过试验过程中需要测试人员目击示波器的屏幕，持续监视频率与占空比的数值变化，仍然不能实现对PWM灯具亮度变化的自动监控。在某些抗扰度测试中，测试时长从十几分钟到几十分钟不等，测试人员需长时间目击示波器数值变化。该方案主要的缺点和不足是示波器仪器成本投入高，工作效率低，极易视觉疲劳，监控过程易出现纰漏，最终导致试验结果判定不准确。
现有技术至少存在以下不足：
1.电磁兼容抗扰度试验中的光电转换监控法不再适用于监控PWM灯具亮度的变化；
2.使用示波器持续监视频率与占空比的数值变化，需要工作人员长时间目击示波器屏幕，成本高，工作效率低，人员易疲劳。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置，包括光电转换电路、波形整形电路和微处理器运算电路；光电转换电路将输入的PWM光信号转换为电信号；波形整形电路将输入的PWM电信号进行波形整形；微处理器运算电路，采集整形后的信号第一个正脉宽时间X1和第一个波形周期时间Y1，将第一个正脉宽时间X1和第一个波形周期时间Y1设为脉宽时间基准和波形周期基准；设定脉宽时间和波形周期的允差范围；实时捕获输入的信号，将信号的脉宽时间和波形周期分别与脉宽时间和波形周期的允差范围进行比较，超出允差范围时进行报警。本发明实现了对LED灯具亮度变化的自动监控，填补了目前LED灯具亮度变化自动监控领域的空白。
本发明提供了一种脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置，包括：
光电转换电路、波形整形电路和微处理器运算电路；
光电转换电路将输入的PWM光信号转换为电信号；
波形整形电路将输入的PWM电信号进行波形整形；
微处理器运算电路，执行如下操作：
采集整形后的第一个正脉宽时间X1和第一个波形周期时间Y1，将第一个正脉宽时间X1和第一个波形周期时间Y1设为脉宽时间基准和波形周期基准；
设定脉宽时间和波形周期的允差范围；
实时捕获输入的信号，将信号的脉宽时间和波形周期分别与脉宽时间和波形周期的允差范围进行比较，超出允差范围时进行报警。
优选地，光电转换电路包括第一二极管、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三点租、第四电阻、第六开关和第七开关，第一电容一端连接PWM输入信号和第一二极管，另一端接地；第一电阻、第二电阻和第三点租串联后一端与第一二极管和第四电阻的一端连接，串联后的另一端与波形整形电路电路连接；第四电阻的另一端与波形整形电路连接；第六开关和第七开关分别并联在第二电阻和第三电阻的两端。
优选地，第一二极管为光敏二极管。
优选地，第六开关和第七开关为光信号输入灵敏度调节开关。
优选地，波形整形电路为方波整形电路，将脉冲信号整形为方波，包括第一运算放大器、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻，第五电阻和第六电阻串联后与第七电阻与第八电阻串联后的电路并联；第一运算放大器的输入端与第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻连接，输出端连接微处理器运算电路。
优选地，第四电阻与第五电阻和第六电阻连接，并连接第一运算放大器的同相输入端，第七电阻和第八电阻连接，并连接第一运算放大器的反向输入端。
优选地，微处理器运算电路包括微控制单元、Y电容、第五电容和第六电容，第五电容和第六电容的一端均与第六电阻和第八电阻连接，第五电容和第六电容的另一端分别连接Y电容的两端，同时与微控制单元的输入管脚连接。
优选地，微处理器运算电路还包括声光报警提示电路，当实时监测的脉宽时间和波形周期任一项超出脉宽时间允差范围和波形周期允差范围时，进行报警。
优选地，声光报警提示电路包括三极管、蜂鸣器、第二二极管、第九电阻和第十电阻，第二二极管的一端与第九电阻串联后与电源连接，第二二极管的另一端与微控制单元的一个输入管脚连接。
优选地，还包括直流稳压电路，为监控装置提供5V电压，包括第二运算放大器、第一开关、第一电容、第二电容和第三电容，第二运算放大器的输入端连接第一电容的一端和电源，第二电容和第三电容的一端分别与第二运算放大器的输出端连接，第一电容、第二电容和第三电容的另一端接地。
优选地，设置多个光电转换电路和多个方波波形整形电路，扩展成为多通道监控系统。
优选地，脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置还包括显示屏与操作按键，实现人机交互的数据输入/输出。
优选地，显示屏采用12864，显示人机交互参数；
优选地，按键为按键开关，包括第二开关、第三开关、第四开关和第五开关，分别实现基准值设定、允差值设定、开始/停止和取消报警的功能。
与现有技术相对比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明采用光电转换电路，通过采集外部PWM调制灯具的光信号，将其转换为一定幅值、相同频率的PWM电压信号，实现了光信号到电压信号的转换过程。
(2)本发明采用方波整形电路，将光电转换电路输出的不规则的电压信号，转换成规整的方波电压信号，输出至MCU进行软件运算。整形后的电压方波信号的正、负脉宽时间对应整形前波形幅值1/2处的脉宽时间，实现了PWM方波的精准整形转换过程。
(3)通过对MCU进行编程，对整形后的PWM方波信号进行脉宽时间采集、频率周期采集、基准值设定、允差值设定以及逐次对比运算，实现了监控每一个PWM方波信号的时间与周期的变化，最终达到对PWM灯具亮度变化的自动监控效果。
附图说明
图1是脉宽调制PWM波形图。
图2是光电转换后的PWM电压波形示意图。
图3是直流光信号与PWM光信号输出对比。
图4是波形整形对比示意图。
图5是本发明的一个实施例的脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置框图。
图6是本发明的一个实施例的电路原理图。
图7是本发明的一个实施例的光电转换电路原理图。
图8是本发明的一个实施例的波形整形电路原理图。
图9是本发明的一个实施例的光电转换与波形整形对比图。
图10是本发明的一个实施例的微处理器进行波形参数采集的示意图。
图11是本发明的一个实施例的脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置测试流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作详细的说明。
本发明提供了一种脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置，包括：
光电转换电路、波形整形电路和微处理器运算电路；
光电转换电路将输入的PWM光信号转换为电信号；
波形整形电路将输入的PWM电信号进行波形整形；
微处理器运算电路，执行如下操作：
采集整形后的第一个正脉宽时间X1和第一个波形周期时间Y1，将第一个正脉宽时间X1和第一个波形周期时间Y1设为脉宽时间基准和波形周期基准；
设定脉宽时间和波形周期的允差范围；
实时捕获输入的信号，将信号的脉宽时间和波形周期分别与脉宽时间和波形周期的允差范围进行比较，超出允差范围时进行报警。
根据本发明的一个具体实施方案，光电转换电路包括第一二极管、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三点租、第四电阻、第六开关和第七开关，第一电容一端连接PWM输入信号和第一二极管，另一端接地；第一电阻、第二电阻和第三点租串联后一端与第一二极管和第四电阻的一端连接，串联后的另一端与波形整形电路电路连接；第四电阻的另一端与波形整形电路连接；第六开关和第七开关分别并联在第二电阻和第三电阻的两端。
根据本发明的一个具体实施方案，第一二极管为光敏二极管。
根据本发明的一个具体实施方案，第六开关和第七开关为光信号输入灵敏度调节开关。
根据本发明的一个具体实施方案，波形整形电路为方波整形电路，将脉冲信号整形为方波，包括第一运算放大器、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻，第五电阻和第六电阻串联后与第七电阻与第八电阻串联后的电路并联；第一运算放大器的输入端与第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻连接，输出端连接微处理器运算电路。
根据本发明的一个具体实施方案，第四电阻与第五电阻和第六电阻连接，并连接第一运算放大器的同相输入端，第七电阻和第八电阻连接，并连接第一运算放大器的反向输入端。
根据本发明的一个具体实施方案，微处理器运算电路包括微控制单元、Y电容、第五电容和第六电容，第五电容和第六电容的一端均与第六电阻和第八电阻连接，第五电容和第六电容的另一端分别连接Y电容的两端，同时与微控制单元的输入管脚连接。
根据本发明的一个具体实施方案，微处理器运算电路还包括声光报警提示电路，当实时监测的脉宽时间和波形周期任一项超出脉宽时间允差范围和波形周期允差范围时，进行报警。
根据本发明的一个具体实施方案，声光报警提示电路包括三极管、蜂鸣器、第二二极管、第九电阻和第十电阻，第二二极管的一端与第九电阻串联后与电源连接，第二二极管的另一端与微控制单元的一个输入管脚连接。
根据本发明的一个具体实施方案，还包括直流稳压电路，为监控装置提供5V电压，包括第二运算放大器、第一开关、第一电容、第二电容和第三电容，第二运算放大器的输入端连接第一电容的一端和电源，第二电容和第三电容的一端分别与第二运算放大器的输出端连接，第一电容、第二电容和第三电容的另一端接地。
根据本发明的一个具体实施方案，设置多个光电转换电路和多个方波波形整形电路，扩展成为多通道监控系统。
根据本发明的一个具体实施方案，脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置还包括显示屏与操作按键，实现人机交互的数据输入/输出。
根据本发明的一个具体实施方案，显示屏采用12864，显示人机交互参数；
根据本发明的一个具体实施方案，按键为按键开关，包括第二开关、第三开关、第四开关和第五开关，分别实现基准值设定、允差值设定、开始/停止和取消报警的功能。
实施例1
根据本发明的一个具体实施方案，结合附图，对本发明的脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置进行详细说明。
本发明提供了一种脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置，包括：
光电转换电路、波形整形电路和微处理器运算电路；
光电转换电路将输入的PWM光信号转换为电信号；
波形整形电路将输入的PWM电信号进行波形整形；
微处理器运算电路，执行如下操作：
采集整形后的第一个正脉宽时间X1和第一个波形周期时间Y1，将第一个正脉宽时间X1和第一个波形周期时间Y1设为脉宽时间基准和波形周期基准；
设定脉宽时间和波形周期的允差范围；
实时捕获输入的信号，将信号的脉宽时间和波形周期分别与脉宽时间和波形周期的允差范围进行比较，超出允差范围时进行报警。
实施例2
根据本发明的一个具体实施方案，结合附图，对本发明的脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置进行详细说明。
本发明提供了一种脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置，包括：
光电转换电路、波形整形电路和微处理器运算电路，还包括直流稳压电路；
光电转换电路将输入的PWM光信号转换为电信号；光电转换电路包括第一二极管、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三点租、第四电阻、第六开关和第七开关，第一电容一端连接PWM输入信号和第一二极管，另一端接地；第一电阻、第二电阻和第三点租串联后一端与第一二极管和第四电阻的一端连接，串联后的另一端与波形整形电路电路连接；第四电阻的另一端与波形整形电路连接；第六开关和第七开关分别并联在第二电阻和第三电阻的两端；第一二极管为光敏二极管；第六开关和第七开关为光信号输入灵敏度调节开关。
波形整形电路将输入的PWM电信号进行波形整形；波形整形电路为方波整形电路，将脉冲信号整形为方波，包括第一运算放大器、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻，第五电阻和第六电阻串联后与第七电阻与第八电阻串联后的电路并联；第一运算放大器的输入端与第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻连接，输出端连接微处理器运算电路。
第四电阻与第五电阻和第六电阻连接，并连接第一运算放大器的同相输入端，第七电阻和第八电阻连接，并连接第一运算放大器的反向输入端。
微处理器运算电路，执行如下操作：
采集整形后的第一个正脉宽时间X1和第一个波形周期时间Y1，将第一个正脉宽时间X1和第一个波形周期时间Y1设为脉宽时间基准和波形周期基准；
设定脉宽时间和波形周期的允差范围；
实时捕获输入的信号，将信号的脉宽时间和波形周期分别与脉宽时间和波形周期的允差范围进行比较，超出允差范围时进行报警。
微处理器运算电路包括微控制单元、Y电容、第五电容和第六电容，第五电容和第六电容的一端均与第六电阻和第八电阻连接，第五电容和第六电容的另一端分别连接Y电容的两端，同时与微控制单元的输入管脚连接。
微处理器运算电路还包括声光报警提示电路，当实时监测的脉宽时间和波形周期任一项超出脉宽时间允差范围和波形周期允差范围时，进行报警；声光报警提示电路包括三极管、蜂鸣器、第二二极管、第九电阻和第十电阻，第二二极管的一端与第九电阻串联后与电源连接，第二二极管的另一端与微控制单元的一个输入管脚连接。
直流稳压电路，为监控装置提供5V电压，包括第二运算放大器、第一开关、第一电容、第二电容和第三电容，第二运算放大器的输入端连接第一电容的一端和电源，第二电容和第三电容的一端分别与第二运算放大器的输出端连接，第一电容、第二电容和第三电容的另一端接地。
脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置还包括显示屏与操作按键，实现人机交互的数据输入/输出；显示屏采用12864，显示人机交互参数，表1为显示屏的一种显示信息参考；按键为按键开关，包括第二开关、第三开关、第四开关和第五开关，分别实现基准值设定、允差值设定、开始/停止和取消报警的功能。
设置多个光电转换电路和多个方波波形整形电路，扩展成为多通道监控系统。
表1显示屏界面参考信息
通道 通道1 通道2 通道3 通道4
周期实时 6.00ms 4.50ms 2.50ms 5.00ms
脉宽实时 6.00ms 4.50ms 2.50ms 5.00ms
周期基准 1.50ms 2.65ms 2.25ms 1.50ms
脉宽基准 1.50ms 1.50ms 1.50ms 2.00ms
允差值 10％ 10％ 10％ 10％
实施例3
根据本发明的一个具体实施方案，结合附图，对本发明中各参数的计算过程进行详细说明。
如图7中所示为本发明的一个具体实施方案中光电转换电路中各元件的参数设置，光敏二极管(第一二极管)Rd1的阻值线性变化范围约在5KΩ到100Ω之间，为保证光敏器件工作在最佳线芯性区间，电路中要使A点最小输出电压约为0.5倍电源VCC电压，即2.5V，最大输出电压约为0.9倍VCC，即4.5V，同时还要满足不同亮度的光信号输入，电路采用了不同档位的电阻分压实现，当光信号输入较弱时，第六开关S6和第七开关S7断开，设定Rd1的门限阻值为3KΩ，A点输出电压约为2.8V，计算方法为：
当光输入较强时，设定Rd1的最小阻值为100Ω，为保证光敏二极管的动态响应时间，S6,S7闭合，下偏置电阻阻值减小，此时下偏置电阻为R1(第一电阻)，A点的最高电压约为4.5V，计算方法为：
实施例4
根据本发明的一个具体实施方案，结合附图，对本发明中各参数的计算过程进行详细说明。
如图8所示为本发明的一个具体实施方案中方波整形电路中各元件的参数设置，触发器电路包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第一运算放大器U1，方波整形电路的工作原理是将光电转换的脉冲电压整形为规整的方波信号，然后由微处理器采集、运算和比较。触发器基准比较值设定为0.5倍VCC，即2.5V：
触发器信号输入端的触发门限电压设定为0.5倍VCC，同样为2.5V：
电路输入端低于2.5V时，U1输出低电平0V，输入端高于2.5V时，U1输出高电平约4.9V。
实施例5
根据本发明的一个具体实施方案，结合附图，对本发明中光电转换与波形整形对比进行详细说明。
如图9所示为本发明的一个实施例的光电转换与波形整形对比图，上部分为光电转换信号，下部分为方波整形信号；梯形波t3、t4的电平值为梯形波峰值的1/2，t3、t4与整形后方波的t1、t2是相等关系，分别对应其正脉宽和负脉宽。在试验过程中，灯珠亮度变化时，t3、t4时间值也随之变化，方波整形电路以t3、t4电平点的时间值作为转换参考的基准，整形后方波脉宽的t1、t2时间值随梯形波的t3、t4时间值同步变化，当梯形波的频率周期t6时间值变化时，方波频率周期随t5时间值也会同步变化，从而完成从光信号到方波信号的整形过程。梯形波与方波具体的时间数值对应关系如下：
正脉宽t1＝t3
负脉宽t2＝t4
周期t5＝t1+t2
周期t6＝t3+t4
周期t5＝t6
实施例6
根据本发明的一个具体实施方案，结合附图10-11，对本发明中脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置测试流程进行详细说明。
测试开始前，灯具进入正常工作状态，PWM输入信号进入光电转换电路，光电转换电路将输入的PWM光信号转换为电信号，并输入到方波整形电路，波形整形电路将输入的PWM电信号进行波形整形，输出方波，输出的方波进入微处理器运算电路，微处理器运算电路首先随机采集第一个方波信号的正脉宽时间X1和完整的频率周期时间Y1，并将其设定为参考基准，通过按键分别对X1、Y1值设定允差范围，允差百分比是根据实际测试的监控需要而设定，本发明的装置可实现从1％-50％的自由设定。允值计算公式为：
X1＝X1±X1＊允差值
Y1＝Y1±Y1＊允差值
装置启动监控后，开始逐次比较运算，将允差计算后的X1、Y1与后续输入的方波信号的X(2，3，4...n)、Y(2，3，4...n)值进行逐个比较。当光信号发生变化时，脉宽占空比发生变化，即Xn值变化，脉冲周期也可能发生变化，即Yn值变化，一旦X1与Xn或者Y1与Yn的比较值超出允差值的设定范围，监控装置声光报警。通过上述过程，完成对脉宽调制(PWM)LED灯具亮度变化的自动监控。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置，其特征在于，包括：
光电转换电路、波形整形电路和微处理器运算电路；所述光电转换电路的输出端与所述波形整形电路的输入端连接，所述波形整形电路的输出端与所述微处理器运算电路连接；
光电转换电路将输入的PWM光信号转换为电信号；
波形整形电路将输入的PWM电信号进行波形整形；
微处理器运算电路，执行如下操作：
采集整形后的第一个正脉宽时间X1和第一个波形周期时间Y1，将第一个正脉宽时间X1和第一个波形周期时间Y1设为脉宽时间基准和波形周期基准；
设定脉宽时间和波形周期的允差范围；
实时捕获输入的信号，将信号的脉宽时间和波形周期分别与脉宽时间和波形周期的允差范围进行比较，超出允差范围时进行报警。
2.根据权利要求1所述的脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置，其特征在于，光电转换电路包括第一二极管、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第六开关和第七开关，第一电容一端连接PWM输入信号和第一二极管，另一端接地；第一电阻、第二电阻和第三点租串联后一端与第一二极管和第四电阻的一端连接，串联后的另一端与波形整形电路连接；第四电阻的另一端与波形整形电路连接；第六开关和第七开关分别并联在第二电阻和第三电阻的两端。
3.根据权利要求2所述的脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置，其特征在于，第一二极管为光敏二极管。
4.根据权利要求3所述的脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置，其特征在于，第六开关和第七开关为光信号输入灵敏度调节开关。
5.根据权利要求4所述的脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置，其特征在于，波形整形电路为方波整形电路，将脉冲信号整形为方波，包括第一运算放大器、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻，第五电阻和第六电阻串联后与第七电阻与第八电阻串联后的电路并联；第一运算放大器的输入端与第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻连接，输出端连接微处理器运算电路。
6.根据权利要求5所述的脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置，其特征在于，第四电阻与第五电阻和第六电阻连接，并连接第一运算放大器的同相输入端，第七电阻和第八电阻连接，并连接第一运算放大器的反向输入端。
7.根据权利要求6所述的脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置，其特征在于，微处理器运算电路包括微控制单元、Y电容、第五电容和第六电容，第五电容和第六电容的一端均与第六电阻和第八电阻连接，第五电容和第六电容的另一端分别连接Y电容的两端，同时与微控制单元的输入管脚连接。
8.根据权利要求7所述的脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置，其特征在于，微处理器运算电路还包括声光报警提示电路，当实时监测的脉宽时间和波形周期任一项超出脉宽时间允差范围和波形周期允差范围时，进行报警。
9.根据权利要求8所述的脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置，其特征在于，声光报警提示电路包括三极管、蜂鸣器、第二二极管、第九电阻和第十电阻，第二二极管的一端与第九电阻串联后与电源连接，第二二极管的另一端与微控制单元的一个输入管脚连接。
10.根据权利要求1所述的脉宽调制灯具亮度变化的自动监控装置，其特征在于，还包括直流稳压电路，为监控装置提供5V电压，包括第二运算放大器、第一开关、第一电容、第二电容和第三电容，第二运算放大器的输入端连接第一电容的一端和电源，第二电容和第三电容的一端分别与第二运算放大器的输出端连接，第一电容、第二电容和第三电容的另一端接地。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101478850A (zh) * 2009-01-08 2009-07-08 复旦大学 大功率发光二极管路灯实现长寿命可维持光强的控制方法和装置
WO2013045441A1 (en) * 2011-09-28 2013-04-04 Tridonic Uk Limited Monitoring of pulse width modulation control
CN103167691A (zh) * 2013-03-04 2013-06-19 江南大学 一种led驱动电源及调光系统
CN103364083A (zh) * 2013-06-27 2013-10-23 桂林电子科技大学 基于等精度测频的光信号检测装置和方法
CN103781253A (zh) * 2014-01-23 2014-05-07 安徽理工大学 一种控制宽带光源光强稳定的方法与装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004328713A (ja) * 2003-04-09 2004-11-18 Sharp Corp 波形整形方法、波形整形装置、電子機器、波形整形プログラムおよび記録媒体
JPWO2004100118A1 (ja) * 2003-05-07 2006-07-13 東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 Ｅｌ表示装置およびその駆動方法
WO2007120001A1 (en) * 2006-04-18 2007-10-25 Lg Innotek Co., Ltd Pulse width modulation apparatus and apparatus for driving light source having the same
JP4885682B2 (ja) * 2006-10-18 2012-02-29 シャープ株式会社 画像形成装置
WO2017049323A1 (en) * 2015-09-17 2017-03-23 Innosys, Inc. Solid state lighting systems
CN106304468B (zh) * 2016-08-10 2018-10-30 东莞邦达五金有限公司 一种led灯全方位感应无级调光的方法和装置
CN111182676B (zh) * 2018-11-08 2021-07-09 台达电子企业管理（上海）有限公司 调光电路及调光控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101478850A (zh) * 2009-01-08 2009-07-08 复旦大学 大功率发光二极管路灯实现长寿命可维持光强的控制方法和装置
WO2013045441A1 (en) * 2011-09-28 2013-04-04 Tridonic Uk Limited Monitoring of pulse width modulation control
CN103167691A (zh) * 2013-03-04 2013-06-19 江南大学 一种led驱动电源及调光系统
CN103364083A (zh) * 2013-06-27 2013-10-23 桂林电子科技大学 基于等精度测频的光信号检测装置和方法
CN103781253A (zh) * 2014-01-23 2014-05-07 安徽理工大学 一种控制宽带光源光强稳定的方法与装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
全集成的可调光白光LED驱动芯片的设计;杨媛等;西安理工大学学报(01);全文 *

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