CN115413082A - 物联网红绿蓝黄白led五基色全光谱智能路灯硬件电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物联网红绿蓝黄白LED五基色全光谱智能路灯，包括：电源模块、五基色LED模块、LED驱动模块、调光模块和主控模块，LED驱动模块与调光模块电连接，五基色LED模块包括：并联的白色发光支路、黄色发光支路、红色发光支路、绿蓝色发光支路；LED驱动模块包括：用于驱动黄色发光支路的第一驱动芯片U7，用于驱动红色发光支路的第三驱动芯片U8，以及用于驱动绿蓝色发光支路的第四驱动芯片U9，第一开光控制器、第二开关控制器和第三开关控制器，该LED驱动模块在主控模块的控制下，对流经上述四个发光支路的电流值或总电流进行调节，以对色温或亮度的调节。

Description

物联网红绿蓝黄白LED五基色全光谱智能路灯硬件电路

技术领域

本发明涉及LED光源领域，尤其涉及一种物联网红绿蓝黄白LED五基色全光谱智能路灯。

背景技术

随着LED技术的发展，LED技术用于照明也被广泛应用，比如LED路灯、 LED台灯等，这是由于LED具有抗震性强、发热量小、能耗低、寿命长等优点，这使得LED广泛应用于路灯照明中，为城市照明降低了能源消耗。

现有的城市LED路灯，大多仍采用固定色温和亮度进行照明，比如采用黄光照明，其路灯的亮度则一直为同一亮度，并且其色温单一。随着城市发展的需求，城市交通道路呈现了多样化的设计。例如，为了城市美观和空气净化，在道路的两旁种植了各种绿植或颜色艳丽的花卉；又如，道路两旁有很多古色古香的古建筑，或者，为了美化环境，吸引游客等目的，在道路两旁的建筑上绘制了很多图画，以构建网红打卡点。这些多样化的设计对相应路段路灯的色温和亮度等都具有更高的要求，并且，不同道路环境也适应于不同的色温和亮度等。现有的LED路灯已经不能够满足这种多样化设计道路的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物联网红绿蓝黄白LED五基色全光谱智能路灯，在一定程度上克服或缓解现有传统路灯中无法根据不同路段的周边背景进行色温或亮度调节的问题。

本发明提供了一种物联网红绿蓝黄白LED五基色全光谱智能路灯，其包括：电源模块、五基色LED模块、LED驱动模块、调光模块和主控模块，所述电源模块分别与所述五基色LED模块、所述LED驱动模块、所述调光模块和所述主控模块电连接，所述LED驱动模块与所述调光模块电连接，其中，所述五基色 LED模块包括：并联的白色发光支路、黄色发光支路、红色发光支路、绿蓝色发光支路；其中，所述LED驱动模块包括：用于驱动黄色发光支路中黄色发光单元的第一驱动芯片U7，用于驱动红色发光支路中红色发光单元的第三驱动芯片U8，以及用于驱动绿蓝色发光支路中绿色发光单元和蓝色发光单元的第四驱动芯片 U9，第一开光控制器、第二开关控制器和第三开关控制器，其中，所述第一驱动芯片U7的电源端与所述电源模块的输出端电连接，以接入12V直流电源；所述第一驱动芯片U7的输入引脚INB与所述主控模块电连接，以接收所述主控模块输出的黄光控制信号CRTL-Y；所述第一驱动芯片U7的输出引脚OUTB与所述第一开关控制器的控制端电连接，以控制所述第一开关控制器导通或截止；所述第三驱动芯片U8的电源端与所述电源模块电连接，以接入12V直流电源；所述第三驱动芯片U8的引脚GATE连接至所述第二开关控制器的控制端，以控制所述第二开关控制器导通或截止；且所述第三驱动芯片U8的引脚PWM与主控模块电连接，以接收所述主控模块输出的总电流调节控制信号CTRL-PWM；所述第四驱动芯片U9的电源端与所述电源模块电连接，以接入12V直流电源；所述第四驱动芯片U9的引脚GATE连接至所述第三开关控制器的控制端，以控制所述第三开关控制器导通或截止；且所述第四驱动芯片U9的引脚PWM与所述主控模块电连接，以接收所述主控模块输出的红光控制信号CTRL-R。

在一些实施例中，所述电源模块包括用于将外接直流电压转换为12V稳定直流电压的第一电压转换电路；与所述第一电压转换电路电连接，用于将所述第一电压转换电路输出的12V直流电压转换为3.6V稳定直流电压的第二电压转换电路；以及与所述第二电压转换电路电连接，用于将所述第二电压转换电路输出的3.6V稳定直流电压转换为3.3V稳定直流电压的第三电压转换电路，其中，所述第一电压转换电路的输出端还与所述LED驱动模块的电源输入端电连接；所述第三电压转换电路的输出端与所述主控模块电连接。

在一些实施例中，所述调光模块包括：作为第四开关控制器的三极管D7，所述三极管D7的基极与主控模块电连接，以接收主控模块输出的红光控制信号 CRTL-R，发射极接地，集电极与所述第一电压转换电路电连接，以接入12V直流电压。

在一些实施例中，所述主控模块包括：主控芯片U1，所述主控芯片U1 的电源输入端通过第四电阻R4连接至所述第三电压转换电路的输出端，其第一、二、三、四输出端分别连接至所述第一驱动芯片U7的两个输入端INA、INB，以及第二驱动芯片U6的两个输入端INA、INB。

在一些实施例中，所述第三驱动芯片U8的引脚CS通过并联的第一、二反馈电阻R85、R86接地，且第一反馈电阻和第二反馈电阻之间的并联节点与第二开关控制器的一输出端电连接。

在一些实施例中，所述第四驱动芯片U9的引脚CS通过并联的第三、四反馈电阻R83、R84接地，且第三反馈电阻和第四反馈电阻之间的并联节点与第三开关控制器的一输出端电连接。

在一些实施例中，所述绿蓝色发光支路包括串联的绿色LED组合和蓝色 LED组合，其中，绿色LED组合包括至少两个串联的绿色LED，蓝色LED组合包括至少两个串联的蓝色LED。

在一些实施例中，所述红色发光支路包括串联的至少两个红色LED。

在一些实施例中，所述黄色发光支路包括串联的至少两个黄色LED组合，每个黄色LED组合包括并联的至少两个黄色LED。

在一些实施例中，白色发光支路包括串联的至少两个白色LED组合，每个白色LED组合包括并联的至少两个或至少六个白色LED。

有益效果：本发明的物联网红绿蓝黄白LED五基色全光谱智能路灯通过在红、绿、蓝三基色发光单元之间设置其它基色发光单元，并为每个单基色发光单元单独设置一个透镜，使得每个单基色发光单元透镜出射的光线在目标区域内进行混光，得到全光谱白光，且该全光谱白光中保留了每个基色一定的独立光谱，避免了将红、绿、蓝三基色发光单元与白色发光单元封装装置同一透镜下，在光源处就进行混光而导致独立光谱保留量较低，甚至难以保留各基色发光单元独立光谱的问题，从而使得光源光谱具备多元性，且能够分辨出不同波段的光谱能量；同时，避免了光源处就进行混光时，因红绿蓝光同时混光产生偏色光的问题。

本发明的物联网红绿蓝黄白LED五基色全光谱智能路灯通过将每个单基色发光单元进行独立封装，并且相邻的单基色发光单元之间具有一定的间距，避免了将多基色LED同时封装在一个透镜下，而导致散热难的问题。

本发明的全光谱智能路灯在目标区域混光后的光斑范围更大。

本发明的全光谱智能路灯的相应基色发光支路可通过相应的调节电路进行调节，从而使得可根据不同的路段调控各个基色发光支路对应的电流值，以调节全光谱智能路灯的色温或调节该智能路灯的光谱从而调节显色指数，进而适应于不同路段的不同色温或显色指数的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1a为本发明一示例性实施例的全光谱智能路灯的结构示意图；

图1b为图1a所示全光谱智能路灯的俯视图；

图1c为沿光轴LA方向俯视透镜的俯视图；

图2a为本发明一示例性实施例的全光谱智能路灯中五基色LED分布示意图；

图2b为本发明另一示例性实施例的全光谱智能路灯中五基色LED分布示意图；

图2c为本发明又一示例性实施例的全光谱智能路灯中五基色LED分布示意图；

图2d为本发明再一示例性实施例的全光谱智能路灯中五基色LED分布示意图；

图3为图1b所示全光谱智能路灯H-H方向的剖视图；

图4为图3中的局部放大图；

图5为图1b所示全光谱智能路灯B-B方向的剖视图；

图6为图5中的局部放大图；

图7a为对照组的光谱图；

图7b为实验组的光谱图；

图7c为对照组和实验组的部分参数对比表；

图8为对照组和实验组的独立光谱保留量的对比表；

图9a、图9b为本发明一示例性实施例的全光谱智能路灯中五基色LED 模块的电路图；

图10a为本发明一示例性实施例的全光谱智能路灯中驱动模块的电路图；

图10b为本发明另一示例性实施例的全光谱智能路灯中驱动模块的电路图；

图11a为本发明一示例性实施例的全光谱智能路灯中调光模块的电路图；

图11b为本发明另一示例性实施例的全光谱智能路灯中调光模块的电路图；

图12为本发明一示例性实施例的全光谱智能路灯中电源模块中第二电压转换电路和第三电压转换电路的电路图；

图13a为本发明一示例性实施例的全光谱智能路灯中电源模块中第一电压转换电路的电路图；

图13b为本发明另一示例性实施例的全光谱智能路灯中电源模块中第一电压转换电路的电路图；

图14为本发明一示例性实施例的全光谱智能路灯中主控模块的电路图；

图15为本发明一示例性实施例的全光谱智能路灯工作时的配光曲线。

附图标记：01-基板，02-透镜，021-出射面，022-入射面；03-LED芯片。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。

本文中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。本文中，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前”、“后”、“背”、“一端”、“另一端”、“长度”、“宽度”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本文中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文中，两个部件“电连接”的表述，意指部件之间没有电连接本质上影响装置提供的功能的部件。例如，两个部件可看作是电连接的，即使它们之间可能存在很小的电阻，但其在本质上不影响装置提供的功能(实际上，连接两个部件的线可看作是一个小电阻)；同样，两个部件可看作是电连接的，即使它们之间可能具有使该装置完成附加功能但又不会实质上影响装置提供的功能的附加电子部件，所述装置与不包括附加部件以外的装置相同；同样，直接彼此相连接或直接连接到电路板或其他介质上的导线或迹线的相对端的两个部件是电连接的。在此，关于装置中的两个部件电连接的表述与关于两个部件是直接电连接的表述是不同的，两个部件直接电连接是指在这两个部件之间没有其他电连接的部件。本文中，“相邻”的表述，意指各个特征、部件、元件或单元之间相近，或距离相差短，但不一定要相互接触连接。相应地，“不相邻”意指各特征、部件、元件或单元之间不相近，或距离相差较远。例如，红色LED、蓝色LED和绿色LED不相邻是指，若红色LED在一个矩阵或阵列中，其前后左右最近的一个LED不能是蓝色LED或绿色LED；或者，若蓝色LED在一个矩阵或阵列中，其前后左右最近的一个LED不能是红色LED或绿色LED。本文中，“目标区域”是指需要光源出射光线照射到的区域及其周边区域(例如，上空，或两侧)。例如，一段车道及其两旁的周边环境。本文中，“光轴”是指光束的中心线。例如，当每个透镜下采用一个LED芯片时，该LED芯片所发射的光束的中心线即为光轴。又如，当每个透镜下采用多个，如四个LED芯片时，该多个LED芯片形成的总光束的中心线为光轴。本文中，“入光面”及“出光面”是指有光线经过的面。本文中透镜02的入光面和出光面并非限于后续各实施例中的弧形曲面或自由曲面，在此基础上作一定变化和修整也是可行的，只要经透镜调整光路后的光线具有下述各实施例中的光效即可。本文中，“独立光谱”是相较于“全光谱”而言。具体而言，本文中的“独立光谱”是指单色光的光谱，例如，白色LED 所发射的白色光的光谱，红色LED所发射的红色光的光谱，绿色LED所发射的绿色光的光谱。而“全光谱”是指复色光的光谱，例如，本文实施例中五基色LED 所发射的光进行混光后得到的复色光的光谱。本申请中通过透镜改变每个发光单元出射光线的光路，使得其在目标区域才进行自然混光(也即没有透镜的作用下，而只是光线在空气中自然重叠或交汇时光线进行混合)，但由于没有透镜的作用，因此，在该区域每种基色的光线并不会全部与其他基色的光线重叠或交汇，从而使得可以较大程度地保留每种基色的独立光谱，例如，保留了1/3至1/2。本文中，“目标区域”是指该光源出射各光线的光路终点，及其附近区域。例如，路灯中灯源出射的光线在某个路段的上空(包括斜上空、正上空等)开始交汇或混合，并在该路段的地面形成了矩形光斑，其中，具有矩形光斑的该路段区域即为光路终点；而该路段区域及其上空即为目标区域。本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。本文中“和/或”包括任何和所有一个或多个列出的相关项的组合。本文中“多个”意指两个或两个以上，即其包含两个、三个、四个、五个等。本文中，“和/或”包括任何和所有一个或多个列出的相关项的组合。本文中，“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。

实施例一：参见图1，为本发明一示例性实施例的五基色全光谱智能路灯的示意图。具体地，该五基色全光谱智能路灯，包括基板01，沿所述基板01 中轴线上排列的两个单基色发光单元，以及分别设置在所述中心轴两侧的多基色发光单元矩阵，其中，多基色发光单元矩阵的每列包括两种基色的多个单基色发光单元，所述单基色发光单元为白色、绿色、黄色、蓝色、红色中的任一基色发光单元，且所述基板上红色、蓝色和绿色中的任两种基色发光单元不相邻，每个单基色发光单元对应设置有一透镜02；当该全光谱光源接入电源时，单基色发光单元发出的光线由所述透镜02的入射面022入射，经所述透镜02透射后从所述透镜的出射面021出射，并与其他各单基色发光单元所发出的光线经相应透镜 02的出射面021出射后的光线在目标区域进行混光，得到两侧光强大于中心光强，且保留有每种基色的独立光谱的全光谱白光。

在一些实施例中，位于中轴线上的两个单基色发光单元分别为白色发光单元和黄色发光单元。在一些实施例中，多基色发光单元矩阵中相邻两列之间具有至少一个不同基色的单基色发光单元。在一些实施例中，所述多基色发光单元矩阵中靠近基板01中心轴的一列，与位于所述中心轴上的两个单基色发光单元具有至少一个不同基色的单基色发光单元。在一些实施例中，所述多基色发光单元矩阵中距离所述中心轴最远的一列，与位于所述中心轴上的两个单基色发光单元具有至少一个不同基色的单基色发光单元。在一些实施例中，两个所述多基色发光单元矩阵中距离所述中心轴最远的一列之间具有至少两个不同基色的单基色发光单元。在一些实施例中，多基色发光单元矩阵的每列中相邻两个单基色发光单元之间的间距d2为10mm-15mm。在一些实施例中，多基色发光单元矩阵中相邻两列之间的间距d1为24mm-31.6mm。在一些实施例中，所述多基色发光单元矩阵的每一列中白色发光单元的占比为40％-80％。在一些实施例中，该透镜2 的入射面022经过预处理，使得入射面的表面均布微结构，例如，若干凹槽，或若干凸起，或者若干纳米微结构。

参见图5，在一些实施例中，该透镜02的出射面021与入射面022之间的厚度，沿基板宽度方向(即图1b中Y轴方向)的一侧向另一侧逐渐增大，使得光线经该出射面021出射后沿基板01宽度方向形成的出射角为45-65°，且出射光线的偏向角(即出射光线与竖直平面之间的夹角)为10-15°。

参见图4，在一些实施例中，出射面021与入射面022之间的厚度，自该入射面022的中心区域向两侧(即图1b中X轴方向)逐渐增大，使得光线经该出射面021出射后沿基板01长度方向(即图1b中X轴方向)形成的出射角为 150°-162°。

参见图1b，在一些实施例中，每个透镜下的单基色发光单元可采用四个相同功率，且相同颜色的LED芯片03，例如，采用四个1W的白色LED；或者，采用四个1W的红色LED，或者四个1W的蓝色LED，或四个1W的绿色LED，或四个1W的黄色LED。当然，在另一些实施例中，每个透镜下的单基色发光单元也可采用一个功率为5W的LED芯片03；或者每个透镜下的单基色发光单元也可采用两个功率相同，且颜色相同的LED芯片03。也即可根据实际灯具功率的大小，以及所选用LED芯片的功率大小，来调整每个透镜下的单基色发光单元对应采用相同功率，且相同颜色的LED芯片的数量。

参见图1、图3和图5，在一些实施例中，该基板01上设置有一透镜主板，该透镜主板上对应于每个单基色发光单元(如图1b所示，每4个LED芯片为一个单基色发光单元，或者，如图2a-图2d所示，一个LED芯片为一个单基色发光单元)的位置设置有透镜02，即该透镜主板上设置有透镜阵列，且该透镜阵列与基板01上的单基色发光单元阵列(包括中心轴上的两个单基色发光单元及其两侧的多基色发光单元矩阵)一一对应。在一些实施例中，该透镜02包括：具有椭圆顶形状非球面透镜主体，透镜主体具有使从单基色发光单元射出的光入射的入射面022，以及使从入射面022入射的光射出的出射面021，如图4和图 6所示。具体地，该入射面022为透镜主体靠近单基色发光单元侧的第一表面沿 Z轴方向凹陷形成；而出射面021为透镜主体远离单基色发光单元侧的第二表面沿轴Z方向凸起形成。参见图4，在一些实施例中，在该平面图中，以竖直方向为Y轴，水平方向为X轴，X轴与Y轴的交点是中心，通过中心并且与X轴和Y 轴垂直的轴是Z轴，也即透镜的中心轴CA，且该中心轴CA与单基色发光单元的光轴LA重合。

参见图4，在一些实施例中，该入射面022和出射面021的形状均以Y 轴为对称轴对称，或关于包含Y轴和中心轴CA的截面对称。在一些实施例中，透镜02的出射面021从中心轴CA方向所视的形状，为以中心轴CA为中心的椭圆状，其沿X轴方向延伸的为长轴，沿Y轴方向延伸的为短轴。具体而言，参见图4，出射面021沿X轴方向延伸的两端大小相同，或沿X轴方向延伸的两端沿 Y轴扩展的宽度y1和y2满足：y1＝y2；而沿Y轴方向延伸的两端大小相同，或沿Y轴方向延伸的两端沿X轴扩展的宽度x1和x2满足：x1＝x2；且出射面021 长轴的两端沿与中心轴CA正交的X轴方向延伸的长度，大于其短轴沿与中心轴 CAI正交且与X轴正交的Y轴方向延伸的长度。在一些实施例中，该入射面022 从中心轴CAI方向所视的形状，为以中心轴CA为中心，且呈一端小一端大的鸡蛋状或水滴状。具体而言，参见图1c，入射面022沿Y轴延伸的两端各自沿x 轴扩展的宽度x1’和x2’满足：x1’＞x2’；而入射面022沿X轴方向延伸的两端大小相同，或入射面沿X轴延伸的两端各自沿Y轴扩展的宽度y1’和y2’满足：y1’＝y2’；并且，入射面022沿与中心轴CA正交的X轴方向延伸的长度，小于沿与中心轴 CA正交且与X轴正交的Y轴方向延伸的长度。

参见图4，在一些实施例中，透镜02的出射面021在包含X轴和中心轴 CA的截面中在该中心轴CA上有顶点P；而透镜02的入射面022在包含X轴和中心轴CA的截面中在该中心轴CA上有顶点Q。在一些实施例中，在包含X轴和中心轴CA的截面中，位于中心轴CA两侧的入射面和出射面之间的厚度自中心轴CA向两侧方向逐渐增加，也即入射面和出射面两侧区域的厚度大于入射面和出射面中间区域的厚度。具体而言，参见图3和图4，顶点Q在中心轴CA上的高度小于顶点P在该中心轴CA上的高度，且入射面022的两侧自其在该截面中顶点Q沿X轴方向扩展的宽度|x1'-x2'|小于出射面021的两侧自其在该截面中顶点P沿X轴方向扩展的宽度|x1-x2|。在一些实施例中，在包含X轴和中心轴 CA的截面中，入射面022的两侧自该顶点Q沿Z轴方向高度的第一递减速度，大于出射面021的两侧自该顶点P沿Z轴方向高度的第二递减速度。在一些实施例中，在包含Y轴和中心轴CA的截面中，透镜呈现出一端薄，另一端厚，也即入射面与出射面之间的厚度自中心轴CA向远离该中心轴CA的一侧逐渐增加(但在端部逐渐收敛)，而向远离该中心轴CA的另一侧逐渐减小。具体而言，参见图5和图6，在包含Y轴和中心轴CA的截面中，入射面022沿Z轴方向的最高点(或顶点)Q’位于该中心轴CA的一侧(如图6中右侧)，而出射面021在该截面中沿Z轴方向的最高点(或顶点)P’位于该中心轴CA的另一侧(如图6中左侧)，且在该截面中入射面022自该顶点Q’沿Y轴方向扩展的宽度小于出射面021自其顶点P’沿Y轴方向扩展的宽度。当然，在另一些实施例中，该出射面 021在该截面中沿Z轴方向的最高点(或顶点)位于该中心轴CA。在一些实施例中，在包含Y轴和中心轴CA的截面中，入射面022中具有顶点Q’的一侧呈弧形或四分之一圆形状，另一侧近似直线沿Y轴方向延伸；而出射面021中的两侧均呈圆弧状，且具有顶点P’的一侧圆弧的弧长或圆弧半径大于另一侧圆弧的弧长或圆弧半径。

对于透镜02的材料，只要能够使所希望波长的光通过，则不进行特别的限定。例如，透镜02的材料是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)、环氧树脂(EP)等透光性树脂、或玻璃。

参见图15，在一些实施例中，图1b所示全光谱智能路灯分别在包含X 轴和中心轴CA的截面，以及包含Y轴和中心轴CA的截面内的极坐标配光曲线，其中曲线I对应包含X轴和中心轴CA的截面内该全光谱智能路灯的配光曲线；曲线II对应包含Y轴和中心轴CA的截面内该全光谱智能路灯的配光曲线；其中，纬度坐标(极角)表示光线偏离光轴LA的角度，经度坐标(极轴)表示光线的光强度。需要说明的是，图15中经度坐标的数值仅代表光线在各个角度分布的相对强度比例，并不代表实际的光强度，因为当该全光谱智能路灯中每个单基色发光单元中LED的数量/功率变化时，其具体数值亦会有所变化。

如图15所示，在包含X轴和中心轴CA的截面内，光强度关于O度极轴对称分布，每个单基色发光单元发出的光线经相应透镜调整光路后，其峰值光强出现在偏离光轴LA的55-65度内。优选的，在58-63度之间的范围，而偏离光轴LA的0-58度范围内的光线的光强度逐渐加强，且与峰值光强相差不大；光线偏离光轴LA的角度大于63度时，其偏离角度越大，光强就越小。光线的偏离角度在大约72度时光强趋于O。如图15所示，在包含Y轴和中心轴CA的截面内，每个单基色发光单元发出的光线经相应透镜调整光路后，其峰值光强出现在光轴LA的一侧，且偏离光轴LA的10-35度的范围内。优选地，向该侧偏离光轴LA 的30度处出现光强峰值，在出现峰值后光强度超继续朝该侧偏离光轴LA的方向逐渐减小，在向该侧偏离光轴LA的51度左右达到最小值；而全光谱智能路灯发出光线的光强度峰值出现光轴LA上。由此可知，该全光谱智能路灯具有如下特点:a)在包含X轴和Z轴(或中心轴CA)的截面内，发出的光线的结合被照物体或道路距离远近的变化，使道路照度相对均匀；b)在包含Y轴和Z轴的截面内，发出的光线的光强比较集中，并且明显向一侧偏射。也即是说，在透镜主体的长度方向(即X轴方向)上较大范围照明、宽度方向(即Y轴方向)上较小范围且具较强指向性照明的矩形光形，适合道路、隧道、走廊等特殊场合的应用。此外，由于透镜02沿X轴延伸的两侧厚度大于中间厚度，促成两侧出射光强大于中间光强的因素之一，因此，通过调节透镜02两侧厚度与中间区域厚度之间的差值，可调整整体的光强效果。同理，由于透镜02沿Y轴延伸的两端厚度不等的厚度，促成上下(或前后)两侧出射光强不同的因素之一，因此，通过调节透镜沿Y 轴延伸的上下(或前后)两侧厚度间的差值，可调整整体偏光效果。本实施例中，通过该透镜作为光束控制部件，即利用该透镜来调整光源所发出光线的行进方向，使得各个单基色发光单元出射的光线出射一定距离后，在目标区域内进行混光 (或二次混光)后得到复色白光，而不是将各基色发光单元出射的光直接通过透镜进行混光，得到复色白光之后再出射复色全光谱白光。通过设置上述的透镜，使得间隔设置的相邻各单基色发光单元所发射的光线，在目标区域中部分重叠，例如，重叠或交汇的光线量占该单基色发光单元所发射的总光线量(或光通量) 的三分之一到二分之一(通常复色白光中每个基色的光线保留量只有0.2)，从而提高了光源的色彩还原度。

参见图2a，为本发明一示例性实施例的全光谱智能路灯中各单基色发光单元分布示意图：其中，位于中轴线上以第二间距间隔设置的两个单基色发光单元分布为白色发光单元和黄色发光单元；位于中轴线上左侧的多基色发光单元矩阵包括以第一间距d1等间距间隔设置的四列，且每列中的单基色发光单元以第二间距d2等间距间隔设置，其中，靠近中轴线的第一列包括从上至下的两个白色发光单元、一红色发光单元和两个白色发光单元；位于该第一列左侧的第二列包括从上至下的两个白色发光单元、一黄色发光单元和两个白色发光单元；位于该第二列左侧的第三列包括位于顶部和底部的白色发光单元，以及以第二间距 d2等间距间隔设置在两个白色发光单元之间的三个黄色发光单元；位于该第三列左侧(即位于最左侧)的第四列包括位于顶部和底部的绿色发光单元，以及设置在两个绿色发光单元之间的三个白色发光单元；位于中轴线上右侧的多基色发光单元矩阵包括以第一间距d1等间距间隔设置的四列，且每列中的各个单基色发光单元以第二间距d2等间距间隔设置；其中，靠近中轴线(即位于最左侧) 的第一列包括从上至下以第二间距d2等间距间隔设置的两个白色发光单元、一红色发光单元和两个白色发光单元；位于该第一列右侧的第二列包括从上至下以第二间距d2等间距间隔设置的两个白色发光单元、一黄色发光单元和两个白色发光单元；位于该第二列右侧的第三列包括位于顶部和底部的白色发光单元，以及以第二间距d2等间距间隔设置在两个白色发光单元之间的三个黄色发光单元；位于该第三列右侧的第四列包括位于顶部和底部的蓝色发光单元，以及以第二间距d2等间距间隔设置在两个绿色发光单元之间的三个白发光单元。

在一些实施例中，上述第一间距是指相邻的两列中在同一水平线上的两个单基色发光单元的中心轴或光轴LA之间的距离。

本示例的该全光谱智能路灯，由于为每个单基色发光单元设置一个透镜，并使得各单基色发光单元发出的光线经过透镜后在目标区域进行混光得到，保留了各基色独立光谱的全光谱白光，相同条件下，相较于将五基色LED封装在一个透镜下进行混光后得到的全光谱白光，其显色指数和色温更高。

为了验证本示例性的全光谱智能路灯显色指数和色温较高，进行了对照试验：1)设置对照组：五基色LED一起封装在一个透镜下(即白色LED、红色 LED、蓝色LED、绿色LED、黄色LED，且红色LED、蓝色LED、绿色LED、黄色 LED围绕在白色LED周围)，然后将其与其他一起封装的五基色LED进行组合得到一五基色全光谱智能路灯。2)设置试验组：如图2a所示的全光谱智能路灯，其功率与对照组的功率相同。3)分别将对照组和实验组接入相同电源，并利用光谱照度分析仪分别对对照组和实验组发出的全光谱智能路灯进行检测，得到对照组的光谱图如图7a所示，实验组的光谱图如图7b所示，且各相关参数对照表如图7c所示。由图7a和图7b可知：对照组中以红光为基色，光谱数值最大的为576.0nm波长的红光，光谱值为3.514；实验组中以红光为基色，光谱数值最大的为527.0nm波长的红光，光谱值为3.500。由图7c可知：对照组的照度E 为2219lx，实验组的照度E为2334lx；对照组的色温为5033K，而实验组的色温为5967K，即实验组的色温大于对照组的色温；对照组的显色指数Ra为80.1，而实验组的显色指数Ra为88.6，即实验组的显色指数Ra大于对照组的显色指数 Ra；并且实验组的显色指数R1-R15均大于对照组的显色指数R1-R15。

参见图2b，为本发明又一示例性实施例的全光谱智能路灯中各单基色发光单元分布示意图，其分布方式与上述分布方式原理相同，不同的是，位于左侧的多基色发光单元矩阵中第四列顶部和底部的为蓝色发光单元，而位于右侧的多基色发光单元矩阵中第四列顶部和底部的为绿色发光单元。

参见图2c和图2d，为本发明再一示例性实施例的全光谱智能路灯中各单基色发光单元分布示意图，其分布方式和上述分布方式原理相同，不同的是，红色发光单元、绿色发光单元和蓝色发光单元的位置进行了调整，即中轴线两侧的第一列中原本的红色发光单元替换成了绿色发光单元或蓝色发光单元，相应地，两个第四列中原本的绿色发光单元替换成了红色发光单元或蓝色发光单元，而原本的蓝色发光单元也适应性地替换成了红色发光单元或绿色发光单元。

本示例性实施例中，通过将红色发光单元、蓝色发光单元、绿色发光单元分隔设置，从而避免这三种基色发光单元相隔太近，并在同一透镜下混光而导致三色混光产生偏色光的问题。本示例性实施例中，通过合理设置单基色发光单元之间的间距，并为每个单基色发光单元配置了上述特定结构的透镜，以调整相应单基色发光单元所发射光线的光路，使得各单基色发光单元所发射的光线在目标区域才进行混光，从而能够较大程度地保留每个基色的独立光谱，并且，由于每个单基色发光单元独立，使得可根据实际需要来调整流经该单基色发光单元的电流，以调节整体光源的色温或亮度，进而调整显色指数。

实施例二：本发明还提供了另一种全光谱智能路灯，其包括：基板，集成在基板上的电源模块、五基色LED模块、LED驱动模块和主控模块、调光模块。

在一些实施例中，该电源模块与各个模块电连接，用于向各个模块提供电能。

在一些实施例中，该电源模块具体包括：第一电压转换电路，用于将输入的直流电压转换为12V稳定直流电压；第二电压转换电路，用于将第一电压转换电路输出的12V稳定直流电压转换为3.6V稳定直流电压；第三电压转换电路，用于将第二电压转换电路输出的3.6V稳定直流电压转换为3.3V稳定直流电压。

在一些实施例中，参见图13a，上述第一电压转换电路包括DC-DC降压芯片U11及其外围电路；参见图12，上述第二电压转换电路包括一高频降压开关稳压器芯片U13(例如，芯片MP2451)及其外围电路，上述第三电压转换电路包括一低压稳压器芯片U4(例如，芯片BL8565CC3BTR33/HT7833)及其外围电路；其中，DC-DC降压芯片U11的电源输入端外接55V直流电压，其输出端 Lx通过第二电感L2连接至高频降压开关稳压器芯片U13的输入端VIN，该高频降压开关稳压器芯片U13的输出端SW通过第五电感L5连接至该低压稳压器芯片U4的输入端VIN，该低压稳压器芯片U4的输出端VO输出3.3V稳定直流电压。具体地，参见图13a，该降压芯片U11的IN引脚(用于接入电源)：1)外接电源VIN，2)通过第十二电阻R12与EN引脚(即使能引脚)连接(而该EN引脚还通过第十三电阻R13接地)，3)分别通过第十四电容C14和输入滤波电容C12 接地，4)通过第十四电阻R14连接RON引脚；该降压芯片U11的Lx引脚(用于输入开关信号)：通过第二电感L2与输出端连接，输出端输出12V稳定直流电压，该第二电感L2余输出端之间的第一节点通过第十五、十六电阻R15、R16 的串联支路接地，且该第十五电阻R15还与第十六电容C16并联，该第十五电阻 R15和第十六电容C16的并联节点连接至芯片U11的FB引脚；第二电感L2与输出端之间的第二节点通过第二十二电容C22接地，该第二节点与输出端之间还通过第二十三电容C23接地，输出端通过第五十八电容C58接地；该降压芯片U11 的VCC引脚：通过第二十七电容C27接地，并通过第三二极管D3连接至第二十二电容的正极。具体地，参见图12，高频降压开关稳压器芯片U13的VIN引脚： 1)连接至上述第一电压转换模块的输出端，2)通过第五十六电容C56接地，3) 通过第五十电阻R50连接该芯片U13的EN引脚；高频降压开关稳压器芯片U13 的BST引脚通过第五十三电容C53连接至芯片U13的SW引脚；高频降压开关稳压器芯片U13的SW引脚：1)通过第四二极管D4接地，2)通过第五电感L5 与输出端(3.6V)连接，且该第五电感L5通过第五十一电阻R51连接FB引脚，FB引脚通过第四十九电阻R49接地，且该FB引脚还通过第五十七电容C57连接至第五电感L5与输出端之间的第一节点，该第五电感L5余输出端之间的第二节点通过第五十四电容C54接地，而输出端通过第四十三电容C43接地。具体地，参见图12，低压稳压器芯片U4的VIN引脚与上述第二电压转换模块的输出端 (3.6V)连接，VO引脚与第三电压转换模块的输出端(DVCC)连接，且该输出端通过第二十四电容C24接地，而该第二十四电容C24并联有第八、七、三十一、三十二电容C8、C7、C31、C32。

在一些实施例中，该五基色LED模块包括：并联的白色发光支路、黄色发光支路、红色发光支路、绿色发光支路与蓝色发光支路。

在一些实施例中，该五基色LED模块中的各基色LED采用混联方式。具体地，参见图9a，绿色发光支路包括串联的两个绿色LED，蓝色发光支路包括串联的两个蓝色LED，红色发光支路包括串联的两个红色LED，黄色发光支路包括串联的至少两个黄色LED组合，每个黄色LED组合包括并联的两个黄色LED，白色发光支路包括串联的至少两个白色LED组合，每个白色LED组合包括并联的六个白色LED，且各个LED在基板上的分布方式如上述实施例一所述的分布方式，如图2a-图2d中任一分布方式。

在一些实施例中，参见图10a，该LED驱动模块包括：第一驱动芯片U7、第一开关控制器、第二驱动芯片U6和第二开关控制器，以及每个驱动芯片对应的外围电路。具体地，第一驱动芯片U7的电源端VCC与第一电压转换电路的输出端电连接，以接入12V直流电源(且该第一电压转换电路的输出端还通过第四十二电容C42接地)，其两个输入端INA、INB分别连接与主控模块电连接，以接收主控模块输出的黄光控制信号CRTL_Y和白光控制信号CRTL_R，然后根据该黄光控制信号CRTL_Y，(在总电流I不变的情况下)对流经黄色发光支路(如图 9a中并联的各组黄色LED)的电流I_Y进行独立调节，以及根据该红光控制信号CRTL_R，(在总电流I不变的情况下)对流经红色发光支路(如图9a中串联的两红色LED)的电流I_R进行独立调节，而两个输出端OUTA、OUTB分别连接至作为第一开关控制器的第一场效应管N1的G极(即栅极)和作为第二开关控制器的第二场效应管N2的G极(即栅极)。其中，第一场效应管N1的D极(漏极)：1)通过第四电感L4连接至黄色发光支路(的负极端)，且第四电感L4 与黄色发光支路之间的一节点还通过第五电容C5外接电源VIN；2)通过第二二极管D2外接电源VIN；S极(源极)接地。其中，第二场效应管N2的D极(漏极)：1)通过第一电感L1连接至红色发光支路(的负极端)，且该第一电感L1 与该红色发光支路之间的一节点还通过第十电容C10外接电源VIN；2)通过第六二极管D6外接电源VIN；S极(源极)接地。进一步地，该第一电感L1和红色发光支路之间的节点与该红色发光支路之间设置第三熔断器F3进行保护。

在一些实施例中，第二驱动芯片U6的电源端VCC与第一电压转换电路的输出端电连接(且该第一电压转换电路的输出端还通过第四十二电容C42接地)，以接入12V直流电源，其两个输入引脚INA、INB分别连接与主控模块电连接，以接收主控模块输出的绿光控制信号CRTL_G和总电流调节信号 CRTL_PWM，使得该第二驱动芯片U6根据该绿光控制信号CRTL_G，(在总电流I不变的情况下)对流经绿色发光支路(如图9a中串联的两个绿色LED)的电流 I_G进行独立调节，以及根据该总电流控制信号CRTL_PWM，对总电流I (I＝I_W+I_R+I_Y+I_B+I_G)进行调节，而其两个输出端OUTA、OUTB分别连接至作为第三开关控制器的第三场效应管N3的G极(即栅极)和作为第四开关控制器的第四场效应管N4的G极(即栅极)；其中，第三场效应管N3的D极(漏极)：1)通过第六电感L6连接至绿色发光支路(的负极端)，且第六电感L6 还通过第六电容C6外接电源；2)通过第一二极管D1外接电源；S极(源极) 接地；进一步地，还在该第六电感L6和绿色发光支路之间设置第二熔断器F2进行保护；其中，第四场效应管N4的D极(漏极)：1)通过第三电感L3连接至蓝色发光支路(的负极端)，且该第一电感L1还通过第十电容C10外接电源；2) 通过第五二极管D5外接电源；S极(源极)接地；进一步地，还在该第三电感 L3和蓝色发光支路之间设置第一熔断器F1进行保护。

由此可知，上述第一、二、三、四开关控制器分别作为黄色、红色、绿色和蓝色发光支路的控制开关，也即主控模块可通过分别控制该第一、二、三、四开关控制器来控制相应发光支路的开或关。在一些实施例中，上述第一、二、三、四开关控制器均采用增强型场效应管。当然，在另一些实施例中，上述第一、二、三、四开关控制器也可采用其他元件，例如，三极管来实现。

在一些实施例中，该调光模块包括：模数转换器芯片U3(例如，芯片 MCP4716)及其外围电路。具体地，参见图11，该模数转换器芯片U3的基准电压输入端VREF通过第二十六电阻R26连接至第三电压转换电路的输出端(例如，低压稳压器芯片U4的3.3V输出端)；其SCL引脚和SDA引脚分别连接至主控模块，以接收主控模块输出的DA_SCL控制信号和DA_SDA控制信号，且SCL引脚和SDA引脚分别还通过第七、三电阻R7、R3连接至第三电压转换电路的输出端 (例如，低压稳压器芯片U4的3.3V输出端)；其输出端VOUT与第一运放U2A 的正极输入端电连接，且该输出引脚VOUT通过第二电容C2接地；其引脚VSS 接地，引脚VDD连接至第三电压转换电路的输出端(例如，低压稳压器芯片U4 的3.3V输出端)，而该第三电路转换电路的输出端还通过第十一电容C11接地。其中，第一运放U2A的输出端分别与第二运放U2B的正极输入端电连接，以及第一运放U2A的负极输入端连接；第二运放U2B的电源输入端连接至第一电压转换电路的输出端，以接入12V直流电压，其输出端：1)通过第九电阻R9连接至负极输入端，且该负极输入端还通过第八电阻R8接地；2)通过第二电阻 R2连接至主控模块；该第二电阻R2与该第二运放U2B的输出端之间的节点连接至串联在该第一电压转换电路的输出端的两个第七二极管D7之间。

在一些实施例中，调光模块用于输出0-10V的电压，以调控该路灯的功率，从而调节路灯亮度。具体地，当用户通过用户终端，例如移动终端(如手机) 和物联网(如，通过无线通信模块，如图14中，与主控芯片U1电连接的无线通信芯片P4及其外围电路)向主控芯片U1中输入目标亮度值时，该主控芯片向该调光模块的模数转换器芯片U3发送相应的控制信号，使得该调光电路输出相应的电压值，以调节路灯的亮度。例如，该路灯的总功率为100W，由于五基色支路并联，其中，红、绿、蓝三基色支路的功率分别为10W，而白和黄两基色支路的功率分别为35W，其对应于第一亮度值，当用户在主控模块中输入以目标亮度值时，该主控模块通过该调光模块进行调光，使得五基色发光支路的功率减半，如红、绿、蓝三基色支路的功率分别为5W，而白和黄两基色支路的功率分别为17.5W，从而各基色发光单元的光线经过混光后达到目标亮度。

在一些实施例中，参见图14，该主控模块具体包括；主控芯片U1及其外围电路，其中，该主控芯片U1的电源输入端VCC通过第四电阻R4连接至第三电压转换电路的输出端，以接入3.3V直流电压，其第一、二、三、四输出端分别连接至第一驱动芯片U7(例如，芯片TC4427A/EG27324)的两个输入端INA 和INB，以及第二驱动芯片U6(例如，芯片TC4427A/EG27324)的两个输入端INA 和INB。

在一些实施例中，各模块之间可采用RS485总线连接方式进行连接。具体地，该主控芯片U1的VCC引脚通过第四电阻R4连接至第三电压转换电路的输出端(3.3V)，该第四电阻R4与该VCC引脚之间的第一节点通过第三十三电容C33接地；该主控芯片U1的第一输出引脚连接至上述LED驱动模块中的第一驱动芯片U7的INA引脚，用于向该第一驱动芯片U7提供黄光控制信号CRTL_Y；该主控芯片U1的第二输出引脚连接至上述LED驱动模块中的第一驱动芯片U7 的INB引脚，用于向该第一驱动芯片U7提供红光控制信号CRTL_R；该主控芯片 U1的第三输出引脚连接至上述LED驱动模块中的第二驱动芯片U6的INA引脚，用于向该第二驱动芯片U6提供绿光控制信号CRTL_G；该主控芯片U1的第四输出引脚连接至上述LED驱动模块中的第二驱动芯片U6的INB引脚，用于向该第二驱动芯片U6提供总电流调节控制信号CRTL_PWM；该主控芯片U1的第五、六输出引脚分部连接至上述模数转换器芯片U3的SCL引脚和SDA引脚。

在一些实施例中，当用户通过用户终端，例如移动终端(如手机)和物联网(如，通过无线通信模块，如图14中，与主控芯片U1电连接的无线通信芯片P4及其外围电路)向主控芯片U1中输入目标色温时，主控芯片U1向第一驱动芯片U7、第二驱动芯片U6分别发送相应的控制信号，使得流经五基色LED 模块中相应基色发光支路的电流变为0，或不为0(例如，增大或减小)。例如，当目标色温为3000K时，该主控芯片U1可分别向第一驱动芯片U7、第二驱动芯片U6发送相应的控制信号CRTL_Y、CRTL_R、CRTL_G，使得在总电流I不变的前提下，使流经白色发光支路和黄色发光支路的电流总和为I，而流经红色发光支路、绿色发光支路、蓝色发光支路的电流为0。或者，当用户另一目标色温(该目标色温大于3000K，且小于5000K)时，该主控芯片U1可分别向第一驱动芯片U7、第二驱动芯片U6发送相应的控制信号CRTL_Y、CRTL_R、CRTL_G，使得在总电流I不变的前提下，使流经白色发光支路、黄色发光支路、红色发光支路、绿色发光支路、蓝色发光支路的总电流为I。也即，通过控制流经各基色发光支路的电流，来调节光源的颜色，也即恒流调节色温。例如，从3000K-5000K的无极调光。同理，当用户通过用户终端向主控芯片U1中输入目标亮度时，主控芯片U1上述向模数转换器芯片发送相应的控制信号，以调节输出电压，相应地，流经五基色LED模块中相应基色发光支路的电流也进行适应性地变化。

当然，在另一些实施例中，当用户输入目标亮度时，该主控芯片U1也可分别向第一驱动芯片U7、第二驱动芯片U6发送相应的控制信号CRTL_Y、CRTL_R、CRTL_G，以在总电流I不变的前提下，调节流经白色发光支路、黄色发光支路、红色发光支路、绿色发光支路、蓝色发光支路的电流大小，即实现恒流调亮度。或者，该主控芯片U1可向第二驱动芯片U6发送总电流控制信号 CRTL_PWM，使得该第二驱动芯片U6调节总电流的大小来调节光源的亮度。

当需要该光源发出全光谱白光时，则LED驱动模块工作，主控模块通过第一驱动芯片U7和第二驱动芯片U6控制流经任一基色发光支路的电流均不为0，得到全光谱白光。

在另一些实施例中，该主控芯片还可通过无线通信芯片P4接收用户发送的控制指令，并向用户反馈心跳包，以实现“单灯感知”，例如，若任一支路出现故障，则主控芯片无法反馈心跳包，从而使得用户得知出现故障。

在一些实施例中，该主控芯片U1采用现有的单片机(例如 GW32LC256LQ64)，且其预先下载并存储由相应的调光方案/调光算法，即只需要用户输入相应的目标色温或目标亮度，单片机即可得到该目标色温/目标亮度对应的各基色发光支路对应的电流或总电流，并生成相应的控制信号。

当然，也可由用户在该单片机中输入的各个调光参数(例如，通过物联网与该单片机进行数据通信，以输入调光参数，或者直接在该单片机的输入单元，如触摸屏或键盘或按键等输入调光参数)，例如，色温和亮度值等，然后由该单片机根据输入的各个调光参数来控制各个单基色发光支路的开启(即流经电流不为0)或关闭(即流经电流为0)，以及各单基色发光支路的亮度(即流经该基色发光支路的电流)。

尤其是，针对城市道路交通管理系统，该单片机可通过物联网与该城市道路交通管理系统进行数据通信，从而以便于对城市道路交通管理系统进行集中管理，并可根据不同交通路段的具体情况，远程调节或控制相应路段的光源。

在一些实施例中，可根据不同的城市交通路段，通过物联网对该全光谱智能路灯进行调控。

在另一些实施例中，该全光谱智能路灯还包括：用于采集该全光谱智能路灯对应路段周边图像的图像采集模块，其与上述主控模块电连接(如无线连接或有线连接)。具体地，该图像采集模块可采用高清摄像设备。

相应地，该主控模块还用于对该图像采集模块所采集到的图像进行图像识别，得到该路段周边环境的类型，例如古建筑，或彩色花卉，或者绿植，或具有艺术绘图，或具有较多蓝色指示牌，从而根据预设的调光策略驱动相应的驱动芯片，进而自动调节该全光谱智能路灯中各发光支路的开/关，或电流值，以调节全光谱白光中各基色独立光谱的保留比例。

例如，参见图8，当主控模块识别出该全光谱智能路灯对应的路段周边环境是古建筑时，在总电流I不变的前提下，可控制关闭绿色发光支路和蓝色发光支路，而增大黄色发光支路的电流。具体地，该主控模块通过第一、二驱动芯片控制流经绿色发光支路和蓝色发光支路的电流为0，而白色发光支路和黄色发光支路、红色发光支路三个支路的电流总和为I。

例如，当主控模块识别出该全光谱智能路灯对应的路段周边环境是种植有较多红色花卉时，在总电流I不变的前提下，控制关闭黄色发光支路，并增大红色发光支路的电流。具体地，该主控模块通过第一、二驱动芯片控制流经黄光发光支路的电流为0，而其余四基色支路的电流总和为I。

例如，当主控模块识别出该全光谱智能路灯对应的路段周边环境是种植有较多绿植时，控制关闭黄色发光支路，并增大绿色发光支路的电流。

例如，当主控模块识别出该全光谱智能路灯对应的路段周边环境是设置有较多路标指示牌或其他蓝色指示牌时，控制关闭黄色发光支路，并增大蓝色发光支路的电流。

下面以图1a所示的全光谱智能路灯为一个光源模组构建180W的灯具为例，针对不同的交通路段，对该灯具中的光源模组进行调控：

例如，针对道路两旁设置有古建筑或仿建筑的情况，为了提高对古建筑或仿古建筑的色彩还原度，可控制关闭绿色发光支路和蓝色发光支路，而增大黄色发光支路的电流。通过测试得到如图8所示的光谱占比分布表：白光的独立光谱占比80.56％，红光的独立光谱占比2.78％，黄光的独立光谱占比16.67％。

例如，针对道路两旁种植有较多红色花卉的情况，为了提高对红色花卉的色彩还原度，可控制关闭黄色发光支路，并增大红色发光支路的电流。通过测试得到如图8所示的光谱占比分布表：白光的独立光谱占比87.78％，红光的独立光谱占比4.44％，绿光的独立光谱占比1.11％；蓝光的独立光谱占比1.11％。

例如，针对道路两旁种植有较多绿植的情况，为了提高对绿植的色彩还原度，可控制关闭黄色发光支路，并增大绿色发光支路的电流。通过测试得到如图8所示的光谱占比分布表：白光的独立光谱占比92.22％，红光的独立光谱占比0.56％，绿光的独立光谱占比4.44％；蓝光的独立光谱占比2.78％。

例如，针对道路两旁设置有较多路标指示牌或其他蓝色指示牌的情况，为了提高对蓝色指示牌的色彩还原度，可控制关闭黄色发光支路，并增大蓝色发光支路的电流。通过测试得到如图8所示的光谱占比分布表：白光的独立光谱占比92.22％，红光的独立光谱占比0.56％，绿光的独立光谱占比2.78％；蓝光的独立光谱占比4.44％。

实施例三：本发明还提供了另一种全光谱智能路灯，其包括上述实施例二中的各个模块，其包括：基板，集成在基板上的电源模块、五基色LED模块、 LED驱动模块和主控模块、调光模块，其中，该电源模块、主控模块与上述实施例二中的电源模块、主控模块相同，其工作原理相同。

在一些实施例中，参见图9b，该五基色LED模块包括上述实施例二中的五基色LED模块中的：由多组并联的白色发光单元串联而成的白色发光支路，由多组并联的黄色发光单元串联而成的黄色发光支路，以及由多个红色发光单元串联而成的红色发光支路，不同的是，本实施例中，由多个串联的绿色发光单元，与多个串联的蓝色发光单元串联而成的绿蓝发光支路，且该白色发光支路、黄色发光支路、红色发光支路和绿蓝发光支路并联。

在一些实施例中，参见图10b，LED驱动模块具体包括：第一驱动芯片 U7、第一开关控制器、第三驱动芯片U8、第二开关控制器、第四驱动芯片U9、第三开关控制器，以及每个驱动芯片对应的外围电路。具体地，第一驱动芯片 U7的引脚VCC与第一电压转换电路的输出端电连接，以接入12V直流电源；其一输入引脚INB与主控模块电连接，以接收主控模块输出的黄光控制信号CRTL-Y；其一输出引脚OUTB连接至作为第一开关控制器的第一场效应管N1的G极(即控制端)，而该第一场效应管N1的D极(漏极)连接至黄色发光支路，S极(源极)接地。具体地，第三驱动芯片U8(例如，芯片H5119L)的引脚VDD通过第九十电阻R90连接至第一电压转换电路的输出端，以接入12V直流电源；其引脚GATE连接至作为第二开关控制器的第二场效应管N2的G极(即控制端)，而该第二场效应管N2的D极(漏极)分别：1)通过第二十一二极管D21外接电源，2)通过第四电感L4连接至绿色发光支路和蓝色发光支路；S极(源极)接地；该第三驱动芯片U8的引脚PWM通过第九十八电阻R98与主控模块电连接，以接收主控模块输出的总电流调节控制信号CTRL-PWM。具体地，第四驱动芯片U9的引脚VDD通过第九十五电阻R95连接至第一电压转换电路的输出端，以接入12V直流电源；其引脚GATE连接至作为第三开关控制器的第三场效应管 N3的G极(即控制端)，而该第三场效应管N3的D极(漏极)分别：1)通过第二十二二极管D22外接电源，2)通过第三电感L3连接至红色发光支路；S极 (源极)接地；该第四驱动芯片U9的引脚PWM通过第九十九电阻R99与主控模块电连接，以接收主控模块输出的红光控制信号CTRL-R。

在一些实施例中，该第三、四驱动芯片为LED恒流驱动器，具体地，可采用如芯片H5119。

进一步地，上述第三驱动芯片U8的引脚CS通过并联的反馈电阻R83和 R84接地，且该反馈电阻R84与引脚CS之间的节点还连接至场效应管N3的发射极。当该第三驱动芯片U8根据主控芯片的控制信号(包括目标电流值)调节电流之后，通过该反馈电阻采集到调节后的电流值，并将其与目标电流值进行比较，以判断是否达到目标电流值，若未达到，则该第三驱动芯片U8继续调节，否则，不再调节电流。同理，上述第四驱动芯片U9的引脚CS通过并联的反馈电阻R85 和R86接地，且该反馈电阻R86与引脚CS之间的节点还连接至场效应管N2的发射极。也即与上述实施例二中驱动芯片采用开环调节方式不同的是，本实施例中，采用闭环式的恒流调节方式，从而避免较大的电流流经红、绿、蓝三基色发光支路。

在一些实施例中，参见图11b，该调光模块具体包括：第四开关控制器、第二电阻R2、稳压二极管Z3、第十二排插CON12。具体地，作为第四开关控制器的三极管D7的基极通过第八电阻R8与主控模块电连接，以接收主控模块输出的CRTL-R控制信号，发射极接地，集电极分别：1)通过第九电阻与第一电压转换电路电连接，以接入12V直流电压；2)通过稳压二极管Z3接地；3)通过第二电阻R2连接至第十二排插CON 12；而该第十二排插CON12的第一引脚接地，第二引脚连接至白色发光支路，第三至五引脚外接电源，第六至八引脚分别连接至黄色发光支路、红色发光支路、绿色和蓝色发光支路。

在一些实施例中，参见图13b，该第一电压转换模块具体包括：DC-DC 降压芯片U11(例如SY8501芯片)及其外围电路。具体地，该DC-DC降压芯片 U11的外围电路与上述实施例二中降压芯片U11的外围电路不同的是：1)IN引脚通过第八二极管D8外接电源；2)第二电感L2与输出端之间的第二节点与输出端之间未设置第二十三电容C23。

在一些实施例中，当用户在主控芯片U1中输入目标色温时，主控芯片 U1向第一驱动芯片U7、第三驱动芯片U8、第四驱动芯片U9分别发送相应的控制信号，使得五基色LED模块中相应基色发光支路关闭(即流经该基色发光支路的电流为0)或开启(即流经该基色发光支路的电流不为0)。或者，主控芯片 U1向第四驱动芯片U9发送相应的总电流调节控制信号CRTL_PWM，使得该第四驱动芯片U9输出目标电流。由于四条支路采用并联方式，因此，该目标电流 I＝I_R+I_W+I_GB+I_Y。

在一些实施例中，当用户在主控芯片U1中输入目标亮度值时，主控芯片U1向调光模块发送相应的控制信号，以调节输出电压，从而实现亮度值的调节。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种物联网红绿蓝黄白LED五基色全光谱智能路灯，其特征在于，包括：电源模块、五基色LED模块、LED驱动模块、调光模块和主控模块，所述电源模块分别与所述五基色LED模块、所述LED驱动模块、所述调光模块和所述主控模块电连接，所述LED驱动模块与所述调光模块电连接，其中，所述五基色LED模块包括：并联的白色发光支路、黄色发光支路、红色发光支路、绿蓝色发光支路；其中，所述LED驱动模块包括：用于驱动黄色发光支路中黄色发光单元的第一驱动芯片U7，用于驱动红色发光支路中红色发光单元的第三驱动芯片U8，以及用于驱动绿蓝色发光支路中绿色发光单元和蓝色发光单元的第四驱动芯片U9，第一开光控制器、第二开关控制器和第三开关控制器，

其中，所述第一驱动芯片U7的电源端与所述电源模块的输出端电连接，以接入12V直流电源；所述第一驱动芯片U7的输入引脚INB与所述主控模块电连接，以接收所述主控模块输出的黄光控制信号CRTL-Y；所述第一驱动芯片U7的输出引脚OUTB与所述第一开关控制器的控制端电连接，以控制所述第一开关控制器导通或截止；

所述第三驱动芯片U8的电源端与所述电源模块电连接，以接入12V直流电源；所述第三驱动芯片U8的引脚GATE连接至所述第二开关控制器的控制端，以控制所述第二开关控制器导通或截止；且所述第三驱动芯片U8的引脚PWM与主控模块电连接，以接收所述主控模块输出的总电流调节控制信号CTRL-PWM；

所述第四驱动芯片U9的电源端与所述电源模块电连接，以接入12V直流电源；所述第四驱动芯片U9的引脚GATE连接至所述第三开关控制器的控制端，以控制所述第三开关控制器导通或截止；且所述第四驱动芯片U9的引脚PWM与所述主控模块电连接，以接收所述主控模块输出的红光控制信号CTRL-R。

2.根据权利要求1所述的物联网红绿蓝黄白LED五基色全光谱智能路灯，其特征在于，所述电源模块包括用于将外接直流电压转换为12V稳定直流电压的第一电压转换电路；与所述第一电压转换电路电连接，用于将所述第一电压转换电路输出的12V直流电压转换为3.6V稳定直流电压的第二电压转换电路；以及与所述第二电压转换电路电连接，用于将所述第二电压转换电路输出的3.6V稳定直流电压转换为3.3V稳定直流电压的第三电压转换电路，其中，

所述第一电压转换电路的输出端还与所述LED驱动模块的电源输入端电连接；所述第三电压转换电路的输出端与所述主控模块电连接。

3.根据权利要求2所述的物联网红绿蓝黄白LED五基色全光谱智能路灯，其特征在于，所述调光模块包括：作为第四开关控制器的三极管D7，所述三极管D7的基极与主控模块电连接，以接收主控模块输出的红光控制信号CRTL-R，发射极接地，集电极与所述第一电压转换电路电连接，以接入12V直流电压。

4.根据权利要求3所述的物联网红绿蓝黄白LED五基色全光谱智能路灯，其特征在于，所述主控模块包括：主控芯片U1，所述主控芯片U1的电源输入端通过第四电阻R4连接至所述第三电压转换电路的输出端，其第一、二、三、四输出端分别连接至所述第一驱动芯片U7的两个输入端INA、INB，以及

第二驱动芯片U6的两个输入端INA、INB。

5.根据权利要求1至4中任一所述的物联网红绿蓝黄白LED五基色全光谱智能路灯，其特征在于，所述第三驱动芯片U8的引脚CS通过并联的第一、二反馈电阻R85、R86接地，且第一反馈电阻和第二反馈电阻之间的并联节点与第二开关控制器的一输出端电连接。

6.根据权利要求1至4中任一所述的物联网红绿蓝黄白LED五基色全光谱智能路灯，其特征在于，所述第四驱动芯片U9的引脚CS通过并联的第三、四反馈电阻R83、R84接地，且第三反馈电阻和第四反馈电阻之间的并联节点与第三开关控制器的一输出端电连接。

7.根据权利要求1至4中任一所述的红绿蓝黄白LED混光技术制造五基色全光谱光源，其特征在于，所述绿蓝色发光支路包括串联的绿色LED组合和蓝色LED组合，其中，绿色LED组合包括至少两个串联的绿色LED，蓝色LED组合包括至少两个串联的蓝色LED。

8.根据权利要求1至4中任一所述的物联网红绿蓝黄白LED五基色全光谱智能路灯，其特征在于，所述红色发光支路包括串联的至少两个红色LED。

9.根据权利要求1至4中任一所述的物联网红绿蓝黄白LED五基色全光谱智能路灯，其特征在于，所述黄色发光支路包括串联的至少两个黄色LED组合，每个黄色LED组合包括并联的至少两个黄色LED。

10.根据权利要求1至4中任一所述的物联网红绿蓝黄白LED五基色全光谱智能路灯，其特征在于，白色发光支路包括串联的至少两个白色LED组合，每个白色LED组合包括并联的至少两个白色LED。

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