CN201651844U - 一种led灯 - Google Patents

Abstract

一种LED灯，包括有LED灯串1和电源电路2和信号控制电路3，电源电路2的电源输入端接入电力线，电源电路2的供电端与LED灯串1的供电输入端连接，其调光控制信号输入端与信号控制电路3的调光控制信号输出端连接；信号控制电路3的通信端与上位照明控制系统连接；所述的LED灯串1、电源电路2和信号控制电路3位于一个封闭的灯壳7内。本实用新型的LED灯，是一种能够进行数字信号调光控制的LED灯，它通过信号控制电路的接口电路能够与上位照明控制系统之间进行双向通信，从而实现对LED灯的控制。

Description

一种LED灯

技术领域

本实用新型涉及一种照明装置，特别是一种能够进行数字调光控制的LED灯。

背景技术

传统直管荧光灯或LED日光灯一般不具有调光功能或只采用模拟信号调光方式调光，它们具有诸多的不足：1.不调光的荧光灯能源浪费严重，照明舒适度低；2.采用模拟信号调光方法主要是通过对灯的电压调节、电流调节或电压波形占空比调节的方式来实现，是一种连续物理量的调节，全部通过硬件电路来实现，不能进行软件编程与功能拓展，灵活性差；3.模拟信号调光方式中的模拟电压、电流信号是物理量，容易受到环境中诸如电磁干扰等多种因素的影响，而使得调节信号不稳定，其抗干扰性差，调光控制的可靠性与舒适性差，调光控制系统运行稳定性差，维修率高；4.在分组调光控制管理方面，由于模拟调光方式主要通过硬件连线来实现，所以当只有单个照明控制器控制时无法实现分组，而只能采用多个照明控制器在进行照明分组时以一个控制器所控制的灯具为一组，通过相应的硬件接线方式实现照明分组，一旦初次安装好后就难于对照明分组进行修改，灵活性差，接线复杂，这种以照明控制器为单元进行单独接线的方式势必会耗用大量的线材和照明控制器，浪费了材料，提高了用户的使用成本；5.传统的模拟信号调光方式只是单向的信号传输，即只能实现从控制器到灯的信号传递，不能实现对灯的状态的反馈，在很多需要对照明进行管理的场合，例如一整大厦的照明管理，LED灯的故障只能通过人工干预、报告、巡检维护的方式来报修，这样既降低了工作效率，又浪费了人力资源，费时费力。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种能够实现数字调光控制的LED灯，它能够与上位照明控制器之间实现双向数字信号传输，实现对LED灯的数字控制。

本实用新型的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有LED灯、电源电路和信号控制电路，电源电路的电源输入端接入电力线，电源电路的供电端与LED灯串的供电输入端连接，其调光控制信号输入端与信号控制电路的调光控制信号输出端连接；信号控制电路的通信端与上位控制系统连接；所述的LED灯串、电源电路和信号控制电路位于一个封闭的灯壳内。

本实用新型既可以实现从上位控制系统到LED灯的下行通信，也可以实现从LED灯到上位控制系统的上行通信，具体实现过程是这样的：

下行通信，即从上位控制系统到LED灯的信号传输，以调光为例，当信号控制电路的通信端通过有线或无线的方式接收上位控制系统的调光控制信号后，通过信号控制电路的调光控制信号输出端将调光控制信号传出给电源电路的调光控制信号输入端，电源电路接到调光控制信号后，通过调节对灯串的供电参数实现调光。

上行通信，即从LED灯到上位控制系统的信号传输，LED灯的信号控制电路可以通过通信端通过有线或无线的方式将LED灯的状态参数传输给上位控制系统，上位控制系统可通过LED灯的状态参数来实现对LED灯的控制。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下的优点：

1、信号控制电路的通信接口是串行口，它的优点是可进行两线制双向通信，方便了LED灯两端灯头的配对，从而实现与普通荧光灯的直接安装替换，而且照明控制系统的安装接线简单易行，有效避免接错线；

2、调光信号采用数字信号传输，对硬件要求简单，接线时直接并接在上位控制系统上，通过软件编址控制，即使单个控制器也可以实现照明分组，而且由于数字信号为离散量，因此抗干扰能力强，运行稳定性好；

3、照明分组管理通过上位控制软件编址的方式实现，需要时直接通过操作界面(比如遥控器、人机控制界面)即可实现照明分组设置，灵活性好，节省线材与照明控制器的同时，大大的方便了安装接线，由于均是直接并接在上位调光控制器上，这让接线工作简单易行，降低了使用成本；

4、在进行双向通信后，不仅实现了从照明控制器到灯具的调光控制，灯具还能够将工作状态对照明控制器进行及时的反馈，实现故障监控，提高了照明管理的效率与自动化水平，降低了运营与管理成本，极大地为用户创造了价值；

5、电源电路还可以选用具有宽电压或超宽电压输入的型号(如85~264VAC，50/60Hz)，这样就大大地扩展了灯具的适应性，不受地域与国家的限制，而且灯具的工作状态也不易受到电网波动的影响，提高了照明的舒适度与稳定性。

附图说明

本实用新型的附图说明如下：

图1为本实用新型的电路结构框图；

图2为图1一种实施例的电路结构框图；

图3为图2中的第一种实施例的电路图；

图4为图2中的第二种实施例的电路图；

图5为图2中的第三种实施例的电路图；

图中：1.LED灯串；2.电源电路；3.信号控制电路；4.主控制电路；5.接口电路；6.灯串状态采集电路；7.灯壳。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型所述的LED灯包括有LED灯串1和电源电路2，信号控制电路3，电源电路2的电源输入端接入电力线，电源电路2的供电端与LED灯串1的供电输入端连接，其调光控制信号输入端与信号控制电路3的调光控制信号输出端连接；信号控制电路3的通信端与上位照明控制系统连接；所述的LED灯串1、电源电路2和信号控制电路3位于一个封闭的灯壳内。

本实用新型既可以实现从上位控制系统到LED灯的下行通信，也可以实现从LED灯到上位控制系统的上行通信，具体实现过程是这样的：

下行通信，即从上位控制系统到LED灯的信号传输，以调光为例，当信号控制电路3的通信端接收上位控制系统的调光控制信号后，通过信号控制电路3的调光控制信号输出端将调光控制信号传输给电源电路2的调光控制信号输入端，电源电路2接到调光控制信号后，通过调节对LED灯串1的供电参数实现调光。

上行通信，即从LED灯到上位控制系统的信号传输，LED灯的信号控制电路3可以通过通信端将LED灯的状态参数传输给上位控制系统，上位控制系统可通过LED灯的状态参数来实现对LED灯的控制。

本实用新型的LED灯上设有与电源电路输入端连接的电源插脚，电源电路2通过该电源插脚接入电力线，所述的LED灯上还设有与信号控制电路3的通信端相连的通信插脚，控制电路3通过该通信插脚与上位照明控制系统连接。

本实用新型的电源电路2为市售产品，具有电源输入端、供电输出端和调光控制信号输入端，供电输出端用于为灯串1供电，调光控制信号输入端用于接收来自信号控制电路3的调光信号，同时供电输出端还可以输出LED灯串的相应照明参数，它的接地端可作为与信号控制电路3进行信号传输的共地端，如用于调光信号传输、状态反馈信号传输等；LED灯串为现有技术产品，它只是一个焊接有LED灯泡的电路板，具有正极、负极，即它的供电输入端。

本实用新型的电源电路输入端采用两线制的电源端，其通信端也采用两线制的通信端，它们分别对应LED灯上的电源插脚和通信插脚，这种布置方式使LED灯与普通直管荧光灯进行直接安装替换。

如图3、图4、图5所示，本实用新型的信号控制电路3包括主控制电路4和接口电路5，其中主控制电路4的调光控制信号输出端接在电源电路2上的调光控制信号输入端，主控制电路4的信号发送端和信号接收端分别与接口电路5的信号发送端和信号接收端相连，接口电路5的外部信号输入端作为控制电路3的通信端，该通信端与LED灯的通信插脚连接。

如图3所示，本实用新型的信号控制电路3是这样连接的，所述的主控制电路4包括第一电容C202、单片机IC201、第一电阻R204、第二电阻R205、第二电容C203和第一二极管D202，单片机IC201第1脚接入电源，第一电容C202的正极接入单片机IC201第1脚，该第一电容C202的负极接地，单片机IC201的第1脚作为主控制电路4的信号接收端与接口电路5的信号接收端连接，单片机IC201的第8脚作为调光控制信号输出端与电源电路2的调光控制信号输入端连接，单片机IC201的第9脚作为主控制电路4的信号发送端与接口电路5的信号发送端连接，单片机IC201的第10脚与第一电阻R204的一端连接，该电阻的另一端与第二电容C203的正极连接，该第二电容C203的负极接地，第二电阻R205的一端与第二电容C203的正极相连，另一端与第一二极管D202的阳极连接，第一二极管D202的阴极接入电源，第二电容C203的负极接地；

所述的接口电路5包括第一热敏电阻PTC201，第二热敏电阻PTC202、放电管GD201、瞬态电压抑制二极管TVS201、整流桥U201、第一三极管Q201、第三电阻R206、第四电阻R207、第二稳压管D203、第一光电耦合器U202、第二光电耦合器U203、第五电阻R208、第三电容C204、第二三极管Q202、第六电阻R209，放电管GD201作为接口电路5的外部信号输入端，其两端分别接在接口电路5的TXD端子和RXD端子上，这两个端子分别与通信插脚相连，第一热敏电阻PTC201和第二热敏电阻PTC202并联接在放电管GD201的两端，它们的另外一端分别与瞬态电压抑制二极管TVS201的两端相连，瞬态电压抑制二极管TVS201的两端分别与整流桥U201的第1脚输入端和第2脚输入端连接，整流桥U201的第3脚输出端通过第三电阻R206与第一光电耦合器U202的第1脚输入端连接，该第一光电耦合器U202的第2脚输入端通过第二稳压管D203与整流桥U201的第4脚输出端连接，第一光电耦合器U202第3脚输出端作为接口电路5的信号接收端与主控制电路4的信号接收端单片机IC201的第7脚相连，第一光电耦合器U202的第4输入端接地，第二光电耦合器U203第4脚输出端与第二稳压管D203的阳极连接，其第3脚输出端通过第四电阻R207与整流桥U201的第3脚输出端连接，该第二光电耦合器U203的第2脚输入端与第二三极管Q202的集电极连接，第二三极管Q202的发射极接地，其基极与第六电阻R209的一端连接，第六电阻R209的另一端作为接口电路5的信号发送端接入到主控制电路4的信号发送端单片机IC201的第9脚，第二光电耦合器U203第1脚输入端通过第五电阻R208接入电源，第三电容C204的正极接入电源，其负极接地，第一三极管Q201的发射极接入到整流桥U201的第3脚输出端，其基极与第二光电耦合器U203的第3脚输出端相连，其集电极与该第二光电耦合器U203的第4脚输出端相连。

在本实用新型中，主控制电路4的电容C202是单片机IC201进行电源输入的滤波电容；电阻R204、R205，二极管D202、电容C203及其连接构成了单片机IC201的复位电路；单片机IC201的第8脚输出为信号控制电路3的调光信号输出端，它与电源电路2的调光信号输入端连接，将调光信号传输给电源电路2执行调光指令，调光信号输出端、状态反馈输入端与电源电路2、信号控制电路3共地；

本实用新型的信号控制电路3的TXD、RXD端子与LED灯上的通信插脚连接，作为与上位控制系统通信的接头，TXD和RXD端子不分极性的，便于安装接线；第一热敏电阻PTC201和第二热敏电阻PTC202，放电管GD201、瞬态电压抑制二极管TVS201四个元件构成保护电路，保护信号控制电路免受雷击、静电、过压等的冲击；U201是整流桥，对信号控制电路接收到的上位控制信号进行整流；三极管Q201、电阻R207、光耦U203的连接构成信号发送电路，三极管Q202、电阻R208、R209、电容C204的连接构成信号发送的驱动电路，三极管Q202的作用为放大驱动；电阻R206、稳压管D203、光耦U202构成信号控制电路的信号接收电路；接口电路5信号发送端和信号接收端分别接在单片机IC201的第9脚和第7脚两个I/O口上；

本实用新型的信号控制电路3中的VCC电源输入端可以取自具有辅助供电输出端的电源电路实现供电，也可以取自市售电源模块实现供电，该市售电源模块的电源输入端通过直接并入两线制电源端的方式接入交流市电；

本实施例双向通信过程如下：

下行通信过程：当TXD/RXD接收到上位控制系统的一个高电平信号时，整流桥U201的1、2脚为高电平，相应的整流桥U201的3、4脚也为高电平，经过限流电阻R206后，光耦U202的1、2脚导通，驱动U202的3、4脚也导通，此时单片机IC201的第7脚与地相接，电平由原默认的高电平被拉低为低电平；而当TXD/RXD接收到上位控制系统的一个低电平信号时，整流桥U201的1、2脚为低电平，相应的整流桥U201的3、4脚也为低电平，此时光耦U202截止，单片机IC201的第7脚保持原默认的高电平不变；

上行通信过程：单片机IC201的第9脚发出一个高电平信号时，经过限流电阻R209，由于三极管Q202为NPN三极管，高电平导通，此时Q202将导通，此时光耦U203的1、2脚导通，驱动U203的3、4脚也导通，由于三极管Q201为PNP三极管，低电平导通，此时Q201将导通，那么镇流桥U201的3、4脚相当于处于短接状态，将拉低TXD/RXD端的原默认高电平为低电平；而当单片机IC201的第9脚发出一个低电平信号时，三极管Q202将截止，光耦U203也截止，三极管Q201截止，此时TXD/RXD端保持原默认高电平不变。

如图4所示，本实用新型的信号控制电路3是这样连接的，它的主控制电路4包括第四电容C302、单片机IC301、第七电阻R304、第八电阻R305、第五电容C303和第三二极管D302，单片机IC301第1脚接入电源，第四电容C302的正极接入单片机IC301的第1脚，该第四电容C302的负极接地，单片机IC301的第7脚作为主控制电路4的信号接收端与接口电路5的信号接收端连接，单片机IC301的第8脚作为调光控制信号输出端与电源电路2的调光控制信号输入端连接，单片机IC301的第9脚作为主控制电路4的信号发送端与接口电路5的信号发送端连接，单片机IC301的第10脚与第七电阻R304的一端连接，该电阻的另一端与第五电容C303的正极连接，该第五电容C303的负极接地，第八电阻R305的一端与第五电容C303的正极相连，另一端与第三二极管D302的阴极连接，第三二极管D302的阴极接入电源，其阳极与第五电容C303的正极连接，第五电容C303的负极接地；

所述的接口电路5包括第三热敏电阻PTC301，第四热敏电阻PTC302、第二放电管GD301、第二瞬态电压抑制二极管TVS301、第三瞬态电压抑制二极管TVS302，第四瞬态电压抑制二极管TVS303、第九电阻R306、第十电阻R307、第六电容C305、第七电容C304和接口芯片IC302，第二放电管GD301作为接口电路5的外部信号输入端，其两端分别接在接口电路5的DATA₊和DATA_-端子上，第三热敏电阻PTC301的一端接在DATA₊上，另一端接在第三瞬态电压抑制二极管TVS302的一端上，第四热敏电阻PTC302的一端接在DATA_-上，另一端接在第三瞬态电压抑制二极管TVS302的另一端上，第三瞬态电压抑制二极管TVS302和第四瞬态电压抑制二极管TVS303串联接地，第九电阻R306的一端接地，另一端接入接口芯片IC302的第7脚，第十电阻R307的一端接入电源，另一端接入接口芯片IC302的第6脚，第六电容C305的正极接入电源，负极接地，第二瞬态电压抑制二极管TVS301的一端接入电源，另一端接入接口芯片IC302的第6脚，接口芯片IC302的第8脚接入电源，第七电容C304一端接入接口芯片IC302的第8脚，另一端接地，接口芯片IC302的第1脚作为接口电路5的信号接收端与主控制电路4的信号接收端单片机IC301的第7脚连接，接口芯片IC302的第2脚与接口芯片IC302的第3脚相连，接口芯片IC302的第3脚接入主控制电路4的单片机IC301的第6脚，接口芯片IC302的第4脚作为接口电路5的信号发送端与主控制电路的信号发送端单片机IC301的第9脚连接，接口芯片IC302的第5脚接地。

在本实用新型中，主控制电路4的电容C302是单片机IC301进行电源输入的滤波电容；电阻R304、R305，二极管D302、电容C303及其连接构成了单片机IC301的复位电路；单片机IC301的第8脚输出为信号控制电路3的调光信号输出端，它与电源电路2的调光信号输入端连接，将调光信号传输给电源电路2执行调光指令，调光信号输出端、状态反馈输入端与电源电路2、信号控制电路3共地；

本实用新型的信号控制电路3的DATA+和DATA-端子用来与LED灯上的通信插脚连接，作为与上位控制系统通信的接头，DATA+为正极，DATA-为负极，对应连接相应的上位控制系统的正负极通信接口，第三PTC热敏电阻PTC301、和第四热敏电阻PTC302，第二放电管GD301、第二瞬态电压抑制二极管TVS301、第三瞬态电压抑制二极管TVS302、第四瞬态电压抑制二极管TVS303构成保护电路，保护信号控制电路3免受雷击、静电、过压等的冲击；电阻R307、电容C305及其连接构成了信号控制电路的正极通信的电位上拉电路，R306为信号控制电路的负极通信的电位下拉电阻，电容C304为信号控制电路的接口芯片IC302进行电源输入的滤波电容，信号控制电路的DATA+极和DATA-极分别接到接口芯片IC302的6、7脚输入端上，接口芯片IC302的2、3脚并接后与1脚，4脚分别连接在单片机IC301的相应引脚；

接口芯片IC302的第4脚为信号发送端，IC302的第1脚为信号接收端，分别接在单片机IC301的第9脚和第7脚上，在上行通信时，由单片机IC301的第9脚发出信号，则接口芯片IC302所对应的第4脚将响应相同的电平，驱动6、7脚产生与4脚相同的电平，从而第4脚即作为信号控制电路向上位控制系统发送信号的通信端；而在下行通信时，由于接口芯片IC302的驱动，它的第1脚将响应与接口芯片IC302的6、7脚相同的电平，从而第1脚作为信号控制电路接收上位控制系统所发出信号的外部信号输入端。

该实施例在工作过程中需要单片机引出使能端用来配合接口芯片进行通信，单片机IC301的第6脚在本实施例中作为使能脚，接口芯片IC302的2、3脚合并后与其连接，作为单片机IC301与接口芯片IC302的使能连接。本实施例在描述时，均默认接口芯片IC302均处于接口驱动工作状态(即使能端有效)，同时，默认接口芯片的6脚电平被上拉电阻R307拉高，7脚电平被下拉电阻R306拉低。

本实施例双向通信过程如下：

下行通信过程：当DATA+/DATA-接收到上位控制系统的一个高电平信号时，接口芯片IC302的6、7脚置为高电平，接口芯片IC302的1脚将输出高电平，此时单片机IC301的第7脚保持高电平不变；而当DATA+/DATA-接收到上位控制系统的一个低电平信号时，接口芯片IC302的6、7脚置为低电平，接口芯片IC302的1脚将输出低电平，拉低单片机IC301的第7脚为低电平；

上行通信过程：单片机IC301的第9脚发出一个高电平信号时，接口芯片IC302的第4脚置高电平，此时接口芯片IC302的6、7脚将置为高电平，此时DATA+/DATA-端保持原默认高电平不变；而当单片机IC301的第9脚发出一个低电平信号时，接口芯片IC302的第4脚置低电平，此时接口芯片IC302的6、7脚将置为低电平，将拉低DATA+/DATA-端的原默认高电平为低电平；

如图5所示，本实用新型信号控制电路3是这样连接的，它的主控制电路4包括第八电容C401、单片机IC401、第十一电阻R401、第十二电阻R402、第九电容C402和第四二极管D401，单片机IC401第1脚接入电源，第八电容C401的正极接入单片机IC401第1脚，该第八电容C401的负极接地，单片机IC401的第7脚作为主控制电路4的信号接收端与接口电路5的信号接收端连接，单片机IC401的第8脚作为调光控制信号输出端与电源电路2的调光控制信号输入端连接，单片机IC401的第9脚作为主控制电路4的信号发送端与接口电路5的信号发送端连接，单片机IC401的第10脚与第十一电阻R401的一端连接，该电阻的另一端与第九电容C402的正极连接，该第九电容C402的负极接地，第十二电阻R402的一端与第九电容C402的正极相连，另一端与第四二极管D401的阳极连接，第四二极管D401的阴极接入电源，第九电容C402的负极接地；

所述的接口电路5包括第五热敏电阻PTC401，第六热敏电阻PTC402、第三放电管GD401、第五瞬态电压抑制二极管TVS401、第二整流桥U401、第三三极管Q401、第十三电阻R403、第十四电阻R405、第三稳压管D402、第三光电耦合器U402、第四光电耦合器U403、第十五电阻R407、第十六电阻R404、第十电容C403、第三三极管Q401、第四三极管Q402和第十七电阻R406，第三放电管GD401作为接口电路5的外部信号输入端，其两端分别接在接口电路5的TXD端子和RXD端子上，这两个端子分别与通信插脚相连，第五热敏电阻PTC401和第六热敏电阻PTC402并联接在第三放电管GD401的两端，它们的另外一端分别与第五瞬态电压抑制二极管TVS401的两端相连，第五瞬态电压抑制二极管TVS401的两端分别与第二整流桥U401的两个输入端第1脚、第2脚连接，第二整流桥U401的第3脚输出端通过第十三电阻R403与第三光电耦合器U402的第1脚输入端连接，该第三光电耦合器U402的第2脚输入端通过第三稳压管D402与第二整流桥U401的第4脚输出端连接，第三光电耦合器U402的第3脚输出端作为接口电路5的信号接收端与主控制电路4的信号接收端单片机IC201的第7脚相连，第三光电耦合器U402的第4脚输出端接地，第四光电耦合器U403的第4脚输出端接入第二整流桥U401的第3脚输出端，第四光电耦合器U403的第3脚输出端通过第十六电阻R404与第二整流桥U401的第4脚输出端连接，第十六电阻R404的一端接入第三三极管Q401的发射极，其另一端接入第四光电耦合器U403的第3脚输出端，第三三极管Q401的集电极通过第十三电阻R403与第三光电耦合器U402的第1脚输入端连接，第三三极管Q401的基极通过第十四电阻R405与第四光电耦合器U402的第3脚输出端连接，第四光电耦合器U403的第1脚输入端的一端通过第十五电阻R407接入电源，第十电容C403的正极接入电源，第四光电耦合器U402的第2脚输入端与第四三极管Q402的集电极连接，第四三极管Q402的发射极接地，其基极与第十七电阻R406的一端连接，第十七电阻R406的另一端作为接口电路5的信号发送端接入到主控制电路4的信号发送端单片机IC201的第9脚。

在本实用新型中，主控制电路4的电容C401是单片机IC401进行电源输入的滤波电容；电阻R401、R402，二极管D401、电容C402及其连接构成了单片机IC401的复位电路；单片机IC401的第8脚输出为信号控制电路3的调光信号输出端，它与电源电路2的调光信号输入端连接，将调光信号传输给电源电路2执行调光指令，调光信号输出端与电源电路2、信号控制电路3共地；

本实用新型的信号控制电路3的TXD、RXD端子与灯头的通信插脚连接，作为与上位控制系统通信的接头，TXD、RXD端子不分极性的，便于安装接线；第五PTC热敏电阻PTC401、第六热敏电阻PTC402，第七热敏电阻、第三放电管GD401、第五瞬态电压抑制二极管TVS401四个元件构成保护电路，保护信号控制电路免受雷击、静电、过压等的冲击；U401是整流桥，对信号控制电路接收到的上位控制信号进行整流；三极管Q401、电阻R404、R405，光耦U403的连接构成信号发送电路，三极管Q402、电阻R406、R407、电容C403的连接构成信号发送的驱动电路，三极管Q402的作用为放大驱动；电阻R403、稳压管D402、光耦U402构成信号控制电路的信号接收电路；信号发送输出端和信号接收输出端分别接在单片机IC401的第9脚和第7脚两个I/O口上。

本实施例的双向通信过程如下：

下行通信过程：当TXD/RXD接收到上位控制系统的一个高电平信号时，整流桥U401的1、2脚为高电平，相应的整流桥U401的3、4脚也为高电平，经过限流电阻R403后，光耦U402的1、2脚导通，驱动U402的3、4脚也导通，此时单片机IC401的第7脚与地相接，电平由原默认的高电平被拉低为低电平；而当TXD/RXD接收到上位控制系统的一个低电平信号时，整流桥U401的1、2脚为低电平，相应的整流桥U401的3、4脚也为低电平，此时光耦U402截止，单片机IC401的第7脚保持原默认的高电平不变；

上行通信过程：单片机IC401的第9脚发出一个高电平信号时，经过限流电阻R406，由于三极管Q402为NPN三极管，高电平导通，此时Q402将导通，此时光耦U403的1、2脚导通，驱动U403的3、4脚也导通，由于三极管Q401为NPN三极管，高电平导通，此时Q401导通，那么镇流桥U401的3、4脚相当于处于短接状态，将拉低TXD/RXD端的原默认高电平为低电平；而当单片机IC401的第9脚发出一个低电平信号时，三极管Q402将截止，光耦U403也截止，三极管Q401截止，此时TXD/RXD端保持原默认高电平不变；

如图2所示，本实用新型的信号控制电路3还包括一个灯串状态采集电路6，该灯串状态采集电路6的灯串状态采集输入端作与LED灯串1的供电输入端连接，该灯串采集电路6的灯串状态采集输出端与主控制电路4的灯串状态输入端连接。

本实用新型的灯串状态采集电路6接收来自灯串1的故障反馈信号，并将该故障反馈信号传递给主控制电路6，并通过接口电路5将该故障反馈信号传输给上位控制系统，可方便实现对LED灯的故障实时监控。

如图3和图4所示，本实用新型的信号控制电路3的灯串状态采集电路6包括第十八电阻R201、第十九电阻R202、第二十电阻R203、第一稳压管D201和第十一电容C201，第十八电阻R201一端作为灯串状态采集电路6的灯串状态采集输入端接在LED灯串1的供电输入端上，另一端通过第十九电阻R202接地，第二十电阻R203一端与第十八电阻R201连接，另一端接在主控制电路4的灯串状态输入端单片机的第2脚上，第一稳压管D201的阴极与主控制电路4的单片机的第2脚连接，其阳极接地，第十一电容C201的负极接地，其阳极接入到主控制电路4中单片机的第2脚。

本实用新型的信号控制电路3的灯串状态采集输入端接在灯串供电输入端的正极，是灯串工作电参数的监控点；电阻R201、R202的作用是分压，电阻R203、稳压管D201构成保护电路，保护单片机IC201免受尖峰脉冲冲击，电容C201是一个滤波电容，这些元器件及其连接构成了灯串状态采集电路。

由于能够实现本实用新型上述功能的电路连接方式有多种，不可能穷举，仅举几例，因此本实用新型的实施例是对本实用新型的非限定性描述。

Claims (8)

1.一种LED灯，包括有LED灯串(1)和电源电路(2)，其特征在于：它还包括信号控制电路(3)，电源电路(2)的电源输入端接入电力线，电源电路(2)的供电端与LED灯串(1)的供电输入端连接，其调光控制信号输入端与信号控制电路(3)的调光控制信号输出端连接；信号控制电路(3)的通信端通过有线或无线的方式与上位照明控制系统连接；所述的LED灯串(1)、电源电路(2)和信号控制电路(3)位于一个封闭的灯壳(7)内。

2.如权利要求1所述的LED灯，其特征在于：所述的LED灯上设有与电源电路输入端连接的电源插脚，电源电路(2)通过该电源插脚接入电力线，所述的LED灯上还设有与信号控制电路(3)的通信端相连的通信插脚，控制电路(3)通过该通信插脚与上位照明控制系统连接。

3.如权利要求2所述的LED灯，其特征在于：信号控制电路(3)包括主控制电路(4)和接口电路(5)，其中主控制电路(4)的调光控制信号输出端接在电源电路(2)上的调光控制信号输入端，主控制电路(4)的信号发送端和信号接收端分别与接口电路(5)的信号发送端和信号接收端相连，接口电路(5)的外部信号输入端作为控制电路(3)的通信端，该通信端与LED灯的通信插脚连接。

4.如权利要求3所述的LED灯，其特征在于：所述的主控制电路(4)包括第一电容(C202)、单片机(IC201)、第一电阻(R204)、第二电阻(R205)、第二电容(C203)和第一二极管(D202)，单片机(IC201)第1脚接入电源，第一电容(C202)的正极接入单片机(IC201)第1脚，该第一电容(C202)的负极接地，单片机(IC201)的第1脚作为主控制电路(4)的信号接收端与接口电路(5)的信号接收端连接，单片机(IC201)的第8脚作为调光控制信号输出端与电源电路(2)的调光控制信号输入端连接，单片机IC201的第9脚作为主控制电路(4)的信号发送端与接口电路(5)的信号发送端连接，单片机(IC201)的第10脚与第一电阻(R204)的一端连接，该电阻的另一端与第二电容(C203)的正极连接，该第二电容(C203)的负极接地，第二电阻(R205)的一端与第二电容(C203)的正极相连，另 一端与第一二极管(D202)的阳极连接，第一二极管(D202)的阴极接入电源，第二电容(C203)的负极接地；

所述的接口电路(5)包括第一热敏电阻(PTC201)，第二热敏电阻(PTC202)、放电管(GD201)、瞬态电压抑制二极管(TVS201)、整流桥(U201)、第一三极管(Q201)、第三电阻(R206)、第四电阻(R207)、第二稳压管(D203)、第一光电耦合器(U202)、第二光电耦合器(U203)、第五电阻(R208)、第三电容(C204)、第二三极管(Q202)、第六电阻(R209)，放电管(GD201)作为接口电路(5)的外部信号输入端，其两端分别接在接口电路(5)的TXD端子和RXD端子上，这两个端子分别与通信插脚相连，第一热敏电阻(PTC201)和第二热敏电阻(PTC202)并联接在放电管(GD201)的两端，它们的另外一端分别与瞬态电压抑制二极管(TVS201)的两端相连，瞬态电压抑制二极管(TVS201)的两端分别与整流桥(U201)的第1脚输入端和第2脚输入端连接，整流桥(U201)的第3脚输出端通过第三电阻(R206)与第一光电耦合器(U202)的第1脚输入端连接，该第一光电耦合器(U202)的第2脚输入端通过第二稳压管(D203)与整流桥(U201)的第4脚输出端连接，第一光电耦合器(U202)第3脚输出端作为接口电路(5)的信号接收端与主控制电路(4)的信号接收端单片机(IC201)的第7脚相连，第一光电耦合器(U202)的第4脚输入端接地，第二光电耦合器(U203)第4脚输出端与第二稳压管(D203)的阳极连接，其第3脚输出端通过第四电阻(R207)与整流桥(U201)的第3脚输出端连接，该第二光电耦合器(U203)的第2脚输入端与第二三极管(Q202)的集电极连接，第二三极管(Q202)的发射极接地，其基极与第六电阻(R209)的一端连接，第六电阻(R209)的另一端作为接口电路(5)的信号发送端接入到主控制电路(4)的信号发送端单片机(IC201)的第9脚，第二光电耦合器(U203)第1脚输入端通过第五电阻(R208)接入电源，第三电容(C204)的正极接入电源，其负极接地，第一三极管(Q201)的发射极接入到整流桥(U201)的第3脚输出端，其基极与第二光电耦合器(U203)的第3脚输出端相连，其集电极与该第二光电耦合器(U203)的第4脚输出端相连。

5.如权利要求3所述的LED灯，其特征在于：所述的主控制电路(4)包括第四电容(C302)、单片机(IC301)、第七电阻(R304)、第八电阻(R305)、 第五电容(C303)和第三二极管(D302)，单片机(IC301)第1脚接入电源，第四电容(C302)的正极接入单片机(IC301)的第1脚，该第四电容(C302)的负极接地，单片机(IC301)的第7脚作为主控制电路(4)的信号接收端与接口电路(5)的信号接收端连接，单片机(IC301)的第8脚作为调光控制信号输出端与电源电路(2)的调光控制信号输入端连接，单片机(IC301)的第9脚作为主控制电路(4)的信号发送端与接口电路(5)的信号发送端连接，单片机(IC301)的第10脚与第七电阻(R304)的一端连接，该电阻的另一端与第五电容(C303)的正极连接，该第五电容(C303)的负极接地，第八电阻(R305)的一端与第五电容(C303)的正极相连，另一端与第三二极管(D302)的阴极连接，第三二极管(D302)的阴极接入电源，其阳极与第五电容(C303)的正极连接，第五电容(C303)的负极接地；

所述的接口电路(5)包括第三热敏电阻(PTC301)，第四热敏电阻(PTC302)、第二放电管(GD301)、第二瞬态电压抑制二极管(TVS301)、第三瞬态电压抑制二极管(TVS302)，第四瞬态电压抑制二极管(TVS303)、第九电阻(R306)、第十电阻(R307)、第六电容(C305)、第七电容(C304)和接口芯片(IC302)，第二放电管(GD301)作为接口电路(5)的外部信号输入端，其两端分别接在接口电路(5)的DATA+和DATA-端子上，第三热敏电阻(PTC301)的一端接在DATA+上，另一端接在第三瞬态电压抑制二极管(TVS302)的一端上，第四热敏电阻(PTC302)的一端接在DATA-上，另一端接在第三瞬态电压抑制二极管(TVS302)的另一端上，第三瞬态电压抑制二极管(TVS302)和第四瞬态电压抑制二极管(TVS303)串联接地，第九电阻(R306)的一端接地，另一端接入接口芯片(IC302)的第7脚，第十电阻(R307)的一端接入电源，另一端接入接口芯片(IC302)的第6脚，第六电容(C305)的正极接入电源，负极接地，第二瞬态电压抑制二极管(TVS301)的一端接入电源，另一端接入接口芯片(IC302)的第6脚，接口芯片(IC302)的第8脚接入电源，第七电容(C304)一端接入接口芯片(IC302)的第8脚，另一端接地，接口芯片(IC302)的第1脚作为接口电路(5)的信号接收端与主控制电路(4)的信号接收端单片机(IC301)的第7脚连接，接口芯片(IC302)的第2脚与接口芯片(IC302)的第3脚相连，接口芯片(IC302)的第3脚接入主控制电路(4)的单片机(IC301)的第6脚， 接口芯片(IC302)的第4脚作为接口电路(5)的信号发送端与主控制电路的信号发送端单片机(IC301)的第9脚连接，接口芯片(IC302)的第5脚接地。

6.如权利要求3所述的LED灯，其特征在于：所述的主控制电路(4)包括第八电容(C401)、单片机(IC401)、第十一电阻(R401)、第十二电阻(R402)、第九电容(C402)和第四二极管(D401)，单片机(IC401)第1脚接入电源，第八电容(C401)的正极接入单片机(IC401)第1脚，该第八电容(C401)的负极接地，单片机(IC401)的第7脚作为主控制电路4的信号接收端与接口电路(5)的信号接收端连接，单片机(IC401)的第8脚作为调光控制信号输出端与电源电路(2)的调光控制信号输入端连接，单片机(IC401)的第9脚作为主控制电路(4)的信号发送端与接口电路(5)的信号发送端连接，单片机(IC401)的第10脚与第十一电阻(R401)的一端连接，该电阻的另一端与第九电容(C402)的正极连接，该第九电容(C402)的负极接地，第十二电阻(R402)的一端与第九电容(C402)的正极相连，另一端与第四二极管(D401)的阳极连接，第四二极管(D401)的阴极接入电源，第九电容(C402)的负极接地；

所述的接口电路(5)包括第五热敏电阻(PTC401)，第六热敏电阻(PTC402)、第三放电管(GD401)、第五瞬态电压抑制二极管(TVS401)、第二整流桥(U401)、第三三极管(Q401)、第十三电阻(R403)、第十四电阻(R405)、第三稳压管(D402)、第三光电耦合器(U402)、第四光电耦合器(U403)、第十五电阻(R407)、第十六电阻(R404)、第十电容(C403)、第三三极管(Q401)、第四三极管(Q402)和第十七电阻(R406)，第三放电管(GD401)作为接口电路(5)的外部信号输入端，其两端分别接在接口电路(5)的TXD端子和RXD端子上，这两个端子分别与通信插脚相连，第五热敏电阻(PTC401)和第六热敏电阻(PTC402)并联接在第三放电管(GD401)的两端，它们的另外一端分别与第五瞬态电压抑制二极管(TVS401)的两端相连，第五瞬态电压抑制二极管(TVS401)的两端分别与第二整流桥(U401)的两个输入端第1脚、第2脚连接，第二整流桥(U401)的第3脚输出端通过第十三电阻(R403)与第三光电耦合器(U402)的第1脚输入端连接，该第三光电耦合器(U402)的第2脚输入端通过第三稳压管(D402)与第二整流桥(U401)的第4脚输出端连接，第三光电耦合器 (U402)的第3脚输出端作为接口电路(5)的信号接收端与主控制电路(4)的信号接收端单片机(IC201)的第7脚相连，第三光电耦合器(U402)的第4脚输出端接地，第四光电耦合器(U403)的第4脚输出端接入第二整流桥(U401)的第3脚输出端，第四光电耦合器(U403)的第3脚输出端通过第十六电阻(R404)与第二整流桥(U401)的第4脚输出端连接，第十六电阻(R404)的一端接入第三三极管(Q401)的发射极，其另一端接入第四光电耦合器(U403)的第3脚输出端，第三三极管(Q401)的集电极通过第十三电阻(R403)与第三光电耦合器(U402)的第1脚输入端连接，第三三极管(Q401)的基极通过第十四电阻(R405)与第四光电耦合器(U402)的第3脚输出端连接，第四光电耦合器(U403)的第1脚输入端的一端通过第十五电阻(R407)接入电源，第十电容(C403)的正极接入电源，第四光电耦合器(U402)的第2脚输入端与第四三极管(Q402)的集电极连接，第四三极管(Q402)的发射极接地，其基极与第十七电阻(R406)的一端连接，第十七电阻(R406)的另一端作为接口电路(5)的信号发送端接入到主控制电路(4)的信号发送端单片机IC201的第9脚。

7.如权利要求3、4、5或6所述的LED灯，其特征在于：所述的信号控制电路(3)还包括一个灯串状态采集电路(6)，该灯串状态采集电路(6)的灯串状态采集输入端与LED灯串(1)的供电输入端连接，该灯串采集电路(6)的灯串状态采集输出端与主控制电路(4)的灯串状态输入端连接。

8.如权利要求7所述的LED灯，其特征在于：所述的灯串状态采集电路(6)包括第十八电阻(R201)、第十九电阻(R202)、第二十电阻(R203)、第一稳压管(D201)和第十一电容(C201)，第十八电阻(R201)一端作为灯串状态采集电路(6)的灯串状态采集输入端接在LED灯串(1)的供电输入端上，另一端通过第十九电阻(R202)接地，第二十电阻(R203)一端与第十八电阻(R201)连接，另一端接在主控制电路(4)的灯串状态输入端单片机的第二脚上，第一稳压管(D201)的阴极与主控制电路(4)的单片机的第二脚连接，其阳极接地，第十一电容(C201)的负极接地，其阳极接入到主控制电路(4)中单片机的第二脚。 

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