CN201667745U

CN201667745U - 智能化调光三基色led路灯控制器

Info

Publication number: CN201667745U
Application number: CN2010201183755U
Authority: CN
Inventors: 张现金
Original assignee: WEIHAI BANDAODONG CO Ltd
Current assignee: Weihai taizhuo Energy Technology Co. Ltd.; Weihai Dongxing Electronics Co Ltd
Priority date: 2010-01-26
Filing date: 2010-01-26
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2020-01-26

Abstract

本实用新型涉及一种智能化调光三基色LED路灯控制器，属于电力照明领域。由整流电路、PFC功率校正电路、电源调整电路、MCU控制器、时间控制电路、感光控制电路、红光恒流控制电路、绿光恒流控制电路、蓝光恒流控制电路、红绿蓝大功率LED发光阵列组成，整流电路通过PFC功率校正电路分别与电源调整电路和红绿蓝大功率LED发光阵列相连，电源调整电路、时间控制电路和感光控制电路都与MCU控制器相连，MCU控制器分别与红光恒流控制电路、绿光恒流控制电路、蓝光恒流控制电路相连，红光恒流控制电路、绿光恒流控制电路、蓝光恒流控制电路与对应的红绿蓝大功率LED发光阵列相连。本实用新型灯光衰减小，可根据时间和日照强度自动调节LED路灯亮度。

Description

智能化调光三基色LED路灯控制器

技术领域

本实用新型涉及电力照明领域，详细讲是一种智能化调光三基色LED路灯控制器。

背景技术

众所周知：目前照明领域用电占到了全部用电的25％，主要的照明灯有白炽灯、荧光灯、高压气体灯，他们共同的特点是以钨丝做主要发光材料，但缺点是电能转换成光效率低。LED工作时因其发热少，发光效率高被视为冷光源。LED路灯是由控制器、带LED灯的基板、发射镜和散热装置组成，与传统的高压气体灯相比，其节电效率可达85％以上。随着半导体照明技术进一步的发展，LED的光效不断提高，正逐步接近传统路灯光源的光效，因此用LED路灯取代传统路灯就成了必然趋势。目前的LED路灯主要是用大功率白光LED组成，由于工作环境温度比较恶劣，LED路灯光衰现象比较严重，虽然有些LED路灯厂家想尽一切办法解决LED灯散热问题，但取得了效果都不明显，也是导致目前不能LED路灯不能大批量安装使用的原因之一。再者目前的路灯照明都是从一开始加电到第二天关电，路灯照明都是全功率运行，即是到了夜深人静车辆很少的时候也是如此，白白浪费了大量的电能。

发明内容

本实用新型的目的就在于克服现有LED路灯不足，提供一种LED灯光衰减小，可根据时间和日照强度自动调节LED路灯亮度，使LED路灯照明最大化节能智能型控制器。

本实用新型采用如下技术解决方案：一种智能化调光三基色LED路灯控制器，由整流电路、PFC功率校正电路、电源调整电路、MCU控制器、时间控制电路、感光控制电路、红光恒流控制电路、绿光恒流控制电路、蓝光恒流控制电路、红绿蓝大功率LED发光阵列组成，整流电路通过PFC功率校正电路分别与电源调整电路和红绿蓝大功率LED发光阵列相连，电源调整电路、时间控制电路和感光控制电路都与MCU控制器相连，MCU控制器分别与红光恒流控制电路、绿光恒流控制电路、蓝光恒流控制电路相连，红光恒流控制电路、绿光恒流控制电路、蓝光恒流控制电路与对应的红绿蓝大功率LED发光阵列相连。

本实用新型还可通过如下措施来实现：整流电路包括插座J1、保险丝F1、整流二极管D1、D2、D3、D4、共模滤波器T1，220伏交流电经保险丝F1和共模滤波器T1后与二极管D1、D3的正极及与二极管D2、D4的负极相连，得到同相脉动电压。

PFC功率校正电路包括电容C8、C9、二极管D5、D6和电阻R1，电容C8与二极管D5的正极和二极管D6、D7的负极相连，电容C9与二极管D7的正极和电阻R1相连，二极管D5的负极与电阻R1相连，电容C8与二极管D6组成半桥的一臂，电容C9和二极管D7组成半桥的另一臂，二极管D5和电阻R1组成充电连接通路。

电源调整电路包括电阻R7、电容C13、稳压二极管Z1，限流电阻R7一端连接直流高压电源的正极，另一端连接稳压二极管Z1的正极，稳压二极管Z1的负极接滤波电容C10正极，滤波电容C13一端接MCU控制器的第20脚，另一端接地，此电路为MCU控制器提供稳定的直流电源。

MCU控制器包括MCU控制芯片U3、电容C5、C7、C10、时钟晶振CRY1和电阻R8，电阻R8与电容C10的正极相连，组成上电复位电路，并与MCU控制芯片U3的第1脚相连，电容C10的负极接地，电容C5和C7分别与时钟晶振CRY1的2脚相连，同时再与MCU控制芯片U3的第4脚和第5脚相连。

感光控制电路包括感光电阻RT1、电阻R11、电容C12，感光电阻RT1一端与5伏相连，另一端与电阻R11和电容C12相连，电阻R11和电容C12的另一端都与地相连。

红光恒流控制电路包括恒流控制芯片U1、电阻R2、R3、R4、R5、R6、电容C1、C2、场效应光Q1、二极管D8、阻塞电感L1，电阻R4一端与直流高压的正极相连，另一端与恒流控制芯片U1的VIN脚相连，二极管D8一端与直流高压的正极相连，另一端与场效应管Q1源极和阻塞电感L1相连，场效应管Q1的基极与恒流控制芯片U1的GATE脚相连，漏极与电阻R6相连，电阻R2的一端与恒流控制芯片U1的LD脚相连，另一端与MCU控制芯片U3的19脚相连。

绿光恒流控制电路：包括恒流控制芯片U2、电阻R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、电容C3、C4、场效应光Q2、二极管D9、阻塞电感L2，电阻R10一端与直流高压的正极相连，另一端与恒流控制芯片U2的VIN脚相连，二极管D9一端与直流高压的正极相连，另一端与场效应管Q2源极和阻塞电感L2相连，场效应管Q2的基极与恒流控制芯片U2的GATE脚相连，漏极与电阻R15相连，电阻R9的一端与恒流控制芯片U2的LD脚相连，另一端与MCU控制芯片U3的18脚相连。

蓝光恒流控制电路包括恒流控制芯片U4、电阻R19、R20、R21、R22、电容C6、C11、场效应光Q3、二极管D10、阻塞电感L3，电阻R13一端与直流高压的正极相连，另一端与恒流控制芯片U4的VIN脚相连，二极管D10一端与直流高压的正极相连，另一端与场效应管Q3源极和阻塞电感L3相连，场效应管Q3的基极与MCU控制芯片U3的GATE脚相连，漏极与电阻R22相连，电阻R19的一端与MCU控制芯片U3的LD脚相连，另一端与MCU控制芯片U3的17脚相连。

红绿蓝大功率LED发光阵列包括红色发光二极管LEDR1～LEDR16、绿色发光二极管LEDG1～LEDG16、蓝色发光二极管LEDB1～LEDB16，红、绿、蓝率发光二极管先按三角形排列，组成单个白光发光点。再按照每行16个二极管组成红、绿、蓝三列。

本实用新型的有益效果是，LED灯光衰减小，可根据时间和日照强度自动调节LED路灯亮度，使LED路灯照明最大化节能智能型控制器。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型的原理框图。

图2为本实用新型的电路原理图。

图中1.整流电路，2.PFC功率校正电路，3.电源调整电路，4.MCU控制器，5.红光恒流控制电路，6.绿光恒流控制电路，7.红绿蓝大功率LED发光阵列，8.蓝光恒流控制电路，9.感光控制电路，10.时间控制电路，U3.MCU控制器芯片，J1.交流电接口插座，F1.保险丝，D1～D10.整流二极管，C1～C12.电容，Z1.稳压二极管，U1、U2、U4.恒流控制芯片，Q1～Q3.场效应管，CRY1.时钟晶振，U5.时间控制芯片，RT1.感光电阻，LEDR1～LEDR16.红色大功率发光二极管，LEDG1～LEDG16.绿色大功率发光二极管，LEDB 1～LEDB 16.蓝色大功率发光二极管，L1～L3.阻塞电感，T1.共模滤波器，R1～R22.电阻。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以助于理解本实用新型的内容。

如图1所示，本实用新型由整流电路1、PFC功率校正电路2、电源调整电路3、MCU控制器4、时间控制电路10、感光控制电路9、红光恒流控制电路5、绿光恒流控制电路6、蓝光恒流控制电路8、红绿蓝大功率LED发光阵列7组成，整流电路1通过PFC功率校正电路2分别与电源调整电路3和红绿蓝大功率LED发光阵列7相连，电源调整电路3、时间控制电路10和感光控制电路9都与MCU控制器4相连，MCU控制器4分别与红光恒流控制电路5、绿光恒流控制电路6、蓝光恒流控制电路8相连，红光恒流控制电路5、绿光恒流控制电路6、蓝光恒流控制电路8与对应的红绿蓝大功率LED发光阵列7相连。

本发明控制器先将输入的交流电通过整流电路1整流后产生脉动的直流电压，后经PFC功率校正电路2和电源调整电路3后，相应的直流电压分别提供给MCU控制器4和LED路灯的红绿蓝大功率LED发光阵列7进行供电。加电MCU控制器4开始工作，首先检测日光亮度和时间设置情况，根据日光亮度和时间设置情况，MCU控制器4分别控制红光恒流控制电路5、绿光恒流控制电路6、蓝光恒流控制电路8，按照混合白光比例原则驱动红绿蓝大功率LED发光阵列7，产生相应照明功率的白光。LED路灯工作一段后，根据设置的开始变功率照明时间，比如晚上12点，MCU控制器4就自动按照100％→90％→80％→70％→60％→50％的等级每过一个小时就调节一次红、绿、蓝三色电流，按照混合白光比例同比例降低红、绿、蓝三色电流，达到降低LED路灯降低亮度的目的，最大额度节约能源同时也最大比例利用电能。当检测到日光非常强时，MCU控制器4就会自动关闭红、绿、蓝三色电流输出，使MCU控制器4自身工作在超低功耗状态；当检测到日光非常弱时，MCU控制器4就从超低功耗状态转入到工作状态，使LED路灯开始正常工作。控制器也可根据特定的要求进行变颜色进行环境装饰照明。

如图2所示，整流电路1：包括插座J1、保险丝F1、整流二极管D1～D4、共模滤波器T1，220伏交流电经保险丝F1和共模滤波器T1后与二极管D1、D3的正极及与二极管D2、D4的负极相连，得到同相脉动电压。

PFC功率校正电路2：包括电容C8、C9、二极管D5、D6和电阻R1，电容C8与二极管D5的正极和二极管D6、D7的负极相连，电容C9与二极管D7的正极和电阻R1相连，二极管D5的负极与电阻R1相连，电容C8与二极管D6组成半桥的一臂，电容C9和二极管D7组成半桥的另一臂，二极管D5和电阻R1组成充电连接通路，PFC功率校正电路，减少了交流电电压和电流之间的相位差，可使功率因数提高到0.9以上。

电源调整电路3：包括电阻R7、电容C13、稳压二极管Z1，限流电阻R7一端连接直流高压电源的正极，另一端连接稳压二极管Z1的正极，稳压二极管Z1的负极接滤波电容C10正极，滤波电容C13一端接MCU控制芯片U3的第20脚，另一端接地，此电路为MCU控制器提供稳定的直流电源。

MCU控制器4：包括MCU控制芯片U3、电容C5、C7、C10、时钟晶振CRY1和电阻R8，电阻R8与电容C10的正极相连，组成上电复位电路，并与MCU控制芯片U3的第1脚相连，电容C10的负极接地，电容C5和C7分别与时钟晶振CRY1的2脚相连，同时再与MCU控制芯片U3的第4脚和第5脚相连，MCU控制芯片U3是控制核心，LED灯亮度控制和时间、日照强度检测都通过MCU控制芯片U3进行控制。

时间控制电路10：包括时间控制芯片U5、电阻R16、R17、R18，时间控制芯片U5是万年历控制芯片，数据线SDA、时钟线SCL、时能信号EN分别与MCU控制芯片U3的第2脚第3脚第6脚相连，电阻R16与时间控制芯片U5的数据线SDA相连，电阻R17与时间控制芯片U5的时钟线SCL相连，电阻R18与时间控制芯片U5的使能信号EN相连。设定的变功率时间点时时与北京时间进行比较，当运行的时间达到设定的变功率时间点时，就通过MCU控制器降低或增加LED灯照明功率。

感光控制电路9：包括感光电阻RT1、电阻R11、电容C12，感光电阻RT1一端与5伏相连，另一端与电阻R11和电容C12相连，电阻R11和电容C12的另一端都与地相连。随着日照强度逐步降低，感光电阻RT1的阻值就会降低，其分压也就会降低。MCU控制器就根据检测到的不同电压值，来确认日照光照强度。

红光恒流控制电路5：包括恒流控制芯片U1、电阻R2、R3、R4、R5、R6、电容C1、C2、场效应光Q1、二极管D8、阻塞电感L1，电阻R4一端与直流高压的正极相连，另一端与恒流控制芯片U1的VIN脚相连，二极管D8一端与直流高压的正极相连，另一端与场效应管Q1源极和阻塞电感L1相连，场效应管Q1的基极与恒流控制芯片U1的GATE脚相连，漏极与电阻R6相连，电阻R2的一端与恒流控制芯片U1的LD脚相连，另一端与MCU控制芯片U3的19脚相连。LED灯红色发光二极管的电流可以线性调节，电流大小由MCU控制器发出的线性电压值大小来决定。

绿光恒流控制电路6：包括恒流控制芯片U2、电阻R9～R15、电容C3～C4、场效应光Q2、二极管D9、阻塞电感L2。电阻R10一端与直流高压的正极相连，另一端与恒流控制芯片U2的VIN脚相连。二极管D9一端与直流高压的正极相连，另一端与场效应管Q2源极和阻塞电感L2相连，场效应管Q2的基极与恒流控制芯片U2的GATE脚相连，漏极与电阻R15相连。电阻R9的一端与恒流控制芯片U2的LD脚相连，另一端与MCU控制器的18脚相连。LED灯绿色发光二极管的电流可以线性调节，电流大小由MCU控制器发出的线性电压值大小来决定。

蓝光恒流控制电路8：包括恒流控制芯片U4、电阻R19、R20、R21、R22、电容C6、C11、场效应光Q3、二极管D10、阻塞电感L3，电阻R13一端与直流高压的正极相连，另一端与恒流控制芯片U4的VIN脚相连，二极管D10一端与直流高压的正极相连，另一端与场效应管Q3源极和阻塞电感L3相连，场效应管Q3的基极与MCU控制芯片U3的GATE脚相连，漏极与电阻R22相连。电阻R19的一端与MCU控制芯片U3的LD脚相连，另一端与MCU控制器的17脚相连。LED灯蓝色发光二极管的电流可以线性调节，电流大小由MCU控制器发出的线性电压值大小来决定。

红绿蓝大功率LED发光阵列7：包括红色发光二极管LEDR1、LEDR2、LEDR3、LEDR4、LEDR5、LEDR6、LEDR7、LEDR8、LEDR9、LEDR10、LEDR11、LEDR12、LEDR13、LEDR14、LEDR15、LEDR16、绿色发光二极管LEDG1、LEDG2、LEDG3、LEDG4、LEDG5、LEDG6、LEDG7、LEDG8、LEDG9、LEDG10、LEDG11、LEDG12、LEDG13、LEDG14、LEDG15、LEDG16、蓝色发光二极管LEDB1、LEDB2、LEDB3、LEDB4、LEDB5、LEDB6、LEDB7、LEDB8、LEDB9、LEDB10、LEDB11、LEDB12、LEDB13、LEDB14、LEDB15、LEDB16.红、绿、蓝率发光二极管先按三角形排列，组成单个白光发光点，再按照每行16个二极管组成红、绿、蓝三列。

Claims

1.一种智能化调光三基色LED路灯控制器，由整流电路、PFC功率校正电路、电源调整电路、MCU控制器、时间控制电路、感光控制电路、红光恒流控制电路、绿光恒流控制电路、蓝光恒流控制电路、红绿蓝大功率LED发光阵列组成，整流电路通过PFC功率校正电路分别与电源调整电路和红绿蓝大功率LED发光阵列相连，电源调整电路、时间控制电路和感光控制电路都与MCU控制器相连，MCU控制器分别与红光恒流控制电路、绿光恒流控制电路、蓝光恒流控制电路相连，红光恒流控制电路、绿光恒流控制电路、蓝光恒流控制电路与对应的红绿蓝大功率LED发光阵列相连。

2.根据权利要求1所述的智能化调光三基色LED路灯控制器，其特征在于所说的整流电路包括插座J1、保险丝F1、整流二极管D1、D2、D3、D4、共模滤波器T1，220伏交流电经保险丝F1和共模滤波器T1后与二极管D1、D3的正极及与二极管D2、D4的负极相连，得到同相脉动电压。

3.根据权利要求1所述的智能化调光三基色LED路灯控制器，其特征在于所说的PFC功率校正电路包括电容C8、C9、二极管D5、D6和电阻R1，电容C8与二极管D5的正极和二极管D6、D7的负极相连，电容C9与二极管D7的正极和电阻R1相连，二极管D5的负极与电阻R1相连，电容C8与二极管D6组成半桥的一臂，电容C9和二极管D7组成半桥的另一臂，二极管D5和电阻R1组成充电连接通路。

4.根据权利要求1所述的智能化调光三基色LED路灯控制器，其特征在于所说的电源调整电路包括电阻R7、电容C13、稳压二极管Z1，限流电阻R7一端连接直流高压电源的正极，另一端连接稳压二极管Z1的正极，稳压二极管Z1的负极接滤波电容C10正极，滤波电容C13一端接MCU控制器的第20脚，另一端接地，此电路为MCU控制器提供稳定的直流电源。

5.根据权利要求1所述的智能化调光三基色LED路灯控制器，其特征在于所说的MCU控制器包括MCU控制芯片U3、电容C5、C7、C10、时钟晶振CRY1和电阻R8，电阻R8与电容C10的正极相连，组成上电复位电路，并与MCU控制芯片U3的第1脚相连，电容C10的负极接地，电容C5和C7分别与时钟晶振CRY1的2脚相连，同时再与MCU控制芯片U3的第4脚和第5脚相连。

6.根据权利要求1所述的智能化调光三基色LED路灯控制器，其特征在于所说的感光控制电路包括感光电阻RT1、电阻R11、电容C12，感光电阻RT1一端与5伏相连，另一端与电阻R11和电容C12相连，电阻R11和电容C12的另一端都与地相连。

7.根据权利要求1所述的智能化调光三基色LED路灯控制器，其特征在于所说的红光恒流控制电路包括恒流控制芯片U1、电阻R2、R3、R4、R5、R6、电容C1、C2、场效应光Q1、二极管D8、阻塞电感L1，电阻R4一端与直流高压的正极相连，另一端与恒流控制芯片U1的VIN脚相连，二极管D8一端与直流高压的正极相连，另一端与场效应管Q1源极和阻塞电感L1相连，场效应管Q1的基极与恒流控制芯片U1的GATE脚相连，漏极与电阻R6相连，电阻R2的一端与恒流控制芯片U1的LD脚相连，另一端与MCU控制芯片U3的19脚相连。

8.根据权利要求1所述的智能化调光三基色LED路灯控制器，其特征在于所说的绿光恒流控制电路：包括恒流控制芯片U2、电阻R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、电容C3、C4、场效应光Q2、二极管D9、阻塞电感L2，电阻R10一端与直流高压的正极相连，另一端与恒流控制芯片U2的VIN脚相连，二极管D9一端与直流高压的正极相连，另一端与场效应管Q2源极和阻塞电感L2相连，场效应管Q2的基极与恒流控制芯片U2的GATE脚相连，漏极与电阻R15相连，电阻R9的一端与恒流控制芯片U2的LD脚相连，另一端与MCU控制芯片U3的18脚相连。

9.根据权利要求1所述的智能化调光三基色LED路灯控制器，其特征在于所说的蓝光恒流控制电路包括恒流控制芯片U4、电阻R19、R20、R21、R22、电容C6、C11、场效应光Q3、二极管D10、阻塞电感L3，电阻R13一端与直流高压的正极相连，另一端与恒流控制芯片U4的VIN脚相连，二极管D10一端与直流高压的正极相连，另一端与场效应管Q3源极和阻塞电感L3相连，场效应管Q3的基极与MCU控制芯片U3的GATE脚相连，漏极与电阻R22相连，电阻R19的一端与MCU控制芯片U3的LD脚相连，另一端与MCU控制芯片U3的17脚相连。

10.根据权利要求1所述的智能化调光三基色LED路灯控制器，其特征在于所说的红绿蓝大功率LED发光阵列包括红色发光二极管LEDR1～LEDR16、绿色发光二极管LEDG1～LEDG16、蓝色发光二极管LEDB1～LEDB16，红、绿、蓝率发光二极管先按三角形排列，组成单个白光发光点，再按照每行16个二极管组成红、绿、蓝三列。