CN201928495U

CN201928495U - 人体感应调光led灯

Info

Publication number: CN201928495U
Application number: CN2011200123910U
Authority: CN
Inventors: 文冬梅
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-01-17
Filing date: 2011-01-17
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2021-01-17

Abstract

一种人体感应调光发光二极管（LED）灯，包括：LED发光单元；人体感应单元；调光控制单元；LED电源驱动单元；降压单元；LED电源驱动单元的电源输出端分别与LED发光单元和降压单元的电源输入端电连接；人体感应单元的感应信号输出端与调光控制单元的人体感应信号输入端电连接；调光控制单元的控制信号输出端与LED电源驱动单元的控制信号输入端电连接。有人时，调光控制单元控制LED电源驱动单元驱动LED发光单元以最大输出功率工作；没有人时，调光控制单元控制LED电源驱动单元驱动LED发光单元以最小设置发光亮度工作或关闭；从而在没有人的时候自动控制LED发光单元的工作状态，起到节能环保的作用。

Description

人体感应调光LED灯

技术领域

本实用新型涉及照明设备领域，尤其涉及一种人体感应调光LED灯。

背景技术

目前，随着能源的日趋短缺，发展节能环保产品已经成为整个社会的共识。为了达到节能的目的，通常使用发光效率高、节能、环保的LED灯作为照明灯具。为了达到进一步的节能环保的目的，人体感应调光灯在灯具中得到了日益广泛地应用，尤其是在走廊、楼梯等公共区域，当环境亮度低时：如果有人活动，自动打开灯，为人们提供照明；如果无人，则自动关闭灯，即在给人们提供照明的同时起到一定的节能作用。

但是现有技术的人体感应调光灯都是采用日光灯，即只能实现对日光灯的自动调节，而不能实现对发光效率高、节能、环保的LED灯进行人体感应调节。

发明内容

本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种节能的人体感应调光LED灯。

本实用新型的目的通过以下技术措施实现：

一种人体感应调光发光二极管（LED）灯，包括：LED发光单元；用于检测在一定区域内是否有人的人体感应单元；用于输出调光控制信号的调光控制单元；用于将交流电源的交流电转换成低压直流电、且根据所述调光控制单元的控制信号控制调节所述直流电的大小的LED电源驱动单元；用于对LED电源驱动单元输出的直流电进行降压的降压单元；所述LED电源驱动单元的电源输出端分别与所述LED发光单元和所述降压单元的电源输入端电连接；所述降压单元的电源输出端分别与所述人体感应单元和所述调光控制单元的电源输入端电连接；所述人体感应单元的感应信号输出端与所述调光控制单元的人体感应信号输入端电连接；所述调光控制单元的控制信号输出端与所述LED电源驱动单元的控制信号输入端电连接。

优选地，上述人体感应调光LED灯还包括：用于检测环境亮度的环境亮度检测单元；所述环境亮度检测单元的环境亮度信号输出端与所述调光控制单元的环境亮度信号输入端电连接；所述环境亮度检测单元的电源输入端与所述降压单元的电源输出端电连接。

优选地，上述人体感应调光LED灯还包括延迟时间选择单元；所述延迟时间选择单元的延迟时间信号输出端与所述调光控制单元的延迟时间信号输入端电连接；所述延迟时间选择单元的电源输入端与所述降压单元的电源输出端电连接；所述延迟时间为当所述人体感应单元检测到人体离开时所述调光控制单元延迟发出控制所述LED发光单元关闭或调低所述LED发光单元亮度的控制信号的时间。

优选地，上述人体感应调光LED灯还包括环境亮度门限值选择单元；所述环境亮度门限值选择单元的环境亮度信号输出端与所述调光控制单元的环境亮度信号输入端电连接；所述环境亮度门限值选择单元的电源输入端与所述降压单元的电源输出端电连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型的人体感应调光LED灯的人体感应单元检测到一定区域内有人时，调光控制单元根据人体感应单元的感应信号产生调光控制信号，控制LED电源驱动单元驱动LED发光单元以最大输出功率工作；当人体感应单元检测到一定区域内没有人时，调光控制单元根据人体感应单元的感应信号产生调光控制信号，控制LED电源驱动单元驱动LED发光单元以最小设置发光亮度工作或关闭；从而在没有人的时候自动控制LED发光单元的工作状态，起到节能环保的作用。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型的一种人体感应调光LED灯的实施例的电路原理方框图；

图2是本实用新型的一种人体感应调光LED灯的实施例的LED电源驱动单元和模式选择单元的电路图；

图3是本实用新型的一种人体感应调光LED灯的实施例的降压单元、调光控制单元和环境亮度检测单元的电路图；

图4是本实用新型的一种人体感应调光LED灯的实施例的LED发光单元

的电路图。

具体实施方式

结合以下实施例和附图对本实用新型作进一步描述：

本实用新型公开的一种人体感应调光发光二极管（LED）灯，如图1所示，包括：LED发光单元10；用于检测在一定区域内是否有人的人体感应单元20；用于输出调光控制信号的调光控制单元30；用于将交流电源的交流电转换成低压直流电、且根据所述调光控制单元30的控制信号控制调节所述直流电的大小的LED电源驱动单元40；用于对LED电源驱动单元40输出的直流电进行降压的降压单元50；所述LED电源驱动单元40的电源输出端分别与所述LED发光单元10和所述降压单元50的电源输入端电连接；所述降压单元50的电源输出端分别与所述人体感应单元20和所述调光控制单元30的电源输入端电连接；所述人体感应单元20的感应信号输出端与所述调光控制单元30的人体感应信号输入端电连接；所述调光控制单元30的控制信号输出端与所述LED电源驱动单元40的控制信号输入端电连接。

当本实用新型的人体感应调光LED灯的人体感应单元20检测到一定区域内有人时，调光控制单元30根据人体感应单元20的感应信号产生调光控制信号，控制LED电源驱动单元40驱动LED发光单元10以最大输出功率工作；当人体感应单元20检测到一定区域内没有人时，调光控制单元30根据人体感应单元20的感应信号产生调光控制信号，控制LED电源驱动单元40驱动LED发光单元10以最小设置发光亮度工作或关闭；从而在没有人的时候自动控制LED发光单元10的工作状态，起到节能环保的作用。

较佳地，人体感应调光LED灯还包括：用于检测环境亮度的环境亮度检测单元60；所述环境亮度检测单元60的环境亮度信号输出端与所述调光控制单元30的环境亮度信号输入端电连接；所述环境亮度检测单元60的电源输入端与所述降压单元50的电源输出端电连接。调光控制单元30根据人体感应单元20的感应信号产生调光控制信号和环境亮度检测单元60的环境亮度信号，控制LED电源驱动单元40驱动LED发光单元10以最大输出功率工作、以最小设置发光亮度工作或关闭。

较佳地，人体感应调光LED灯还包括延迟时间选择单元70；所述延迟时间选择单元70的延迟时间信号输出端与所述调光控制单元30的延迟时间信号输入端电连接；所述延迟时间选择单元70的电源输入端与所述降压单元50的电源输出端电连接；所述延迟时间为当所述人体感应单元20检测到人体离开时所述调光控制单元30延迟发出控制所述LED发光单元10关闭或调低所述LED发光单元10亮度的控制信号的时间。

当调光控制单元30检测到人体离开时，根据延迟时间选择单元70选择的延迟时间值，在延迟时间值后才控制所述LED发光单元10或调低所述LED发光单元10的发光亮度。这样可以在人体离开时，LED发光单元10不会马上关闭，而可以保持一定的发光亮度。若在延迟时间内又有人进入，则LED发光单元10不需要从关闭状态马上打开，而只需调整亮度即可。因此，这样可以避免因频繁开关LED发光单元10而使元器件损坏，所以可以提高人体感应调光LED灯的使用寿命。

较佳地，人体感应调光LED灯还包括环境亮度门限值选择单元80；所述环境亮度门限值选择单元80的环境亮度信号输出端与所述调光控制单元30的环境亮度信号输入端电连接；所述环境亮度门限值选择单元80的电源输入端与所述降压单元50的电源输出端电连接。

本实用新型的人体感应调光LED灯的LED电源驱动单元40的电路图、延迟时间选择单元70和环境亮度门限值选择单元80的实施例如图2所示。本实用新型的人体感应调光LED灯的实施例的延迟时间选择单元70和环境亮度门限值选择单元80设置在模式选择单元90内。

模式选择单元90包括双联开关S1、电阻R4、控制信号连接器J2和电阻R5，控制信号连接器J2与图3的控制连接器J4连接。图3的微处理器U4读取TIME端口和LUX端口的设置情况，然后调整不同的环境亮度门限值和延迟时间值。作为本实用新型的一个实施例，模式选择单元90的控制逻辑表如下表1所示：

表1：

LED电源驱动单元40的作用包括把交流电转换成低压直流电提供给LED发光单元10、对输出电流进行恒压控制、对输出电压进行过压控制、并根据所述调光控制单元30的控制信号控制调节所述直流电的大小。如图2所示，LED电源驱动单元40的开关电源芯片U1(NCP1014)用于将交流电变换成低压直流电源。

电阻R1为保险电阻，其除了具有保险丝的作用还可以减少浪涌电流，为其它半导体元件提供保护的作用。电容C1、电感L1和电容C2组成EMI滤波器，使的线路符合电磁兼容性标准。电阻C3、电阻R2和二极管D5组成钳位网络，控制由反激变压器泄漏电感造成的电压尖峰。其中，二极管D5具有快速恢复功能，额定用于应对峰值输入电压及反射到变压器T1初级上的输出电压。二极管D6对变压器T1的偏置绕组的输出进行整流，经过电容C4、电阻R3和电容C5滤波后为开关电源芯片U1提供足够的工作电流。变压器T1的输出经过整流二极管D7整流、电容C8滤波后产生稳定的直流电源V+，为LED发光单元10提供驱动电源。

电阻RCS1、电阻RCS2、三极管Q1和电阻R8组成恒流控制网络，当检测到RCS1/RCS2两端的电压Vrs超过三极管Q1的导通电压Vbe（通常为0.6V）时，三极管Q1导通，从而流过电阻R6的电流增加，光耦U2导通，并对电容C6放电，使得开关电源芯片U1的电压反馈端FB电压降低，进而达到控制输出电流。因此输出电流的大小为(Vbe/RCS)/1.12（1.12是去除纹波后的计算数值）。

稳压二极管Z1、电阻R7和光耦U2同时也可以为LED电源驱动单元40提供过压与开路保护功能，当V+的电压超稳压二极管Z1及光耦U2的输入电压后，光藕U2的输出端导通，从而调整开关电源芯片U1的工作状态，使得LED电源驱动单元40的输出电压V+保持恒定。

稳压器Z1、三极管Q2、三极管Q3、电阻R10、电阻R11、电阻R12和电阻R13组成可以通过数字信号控制开关的接口。当SHUT端输出为低电平时，通过电阻R12和电阻R13分压，三极管Q3基极上的电压小于其导通电压Vbe，三极管Q2也不导通，稳压二极管Z2就处于高阻开路状态，此时输出不受影响。当SHUT端输出高点平后，三极管Q3导通，使得通过电阻R10和电阻R11的偏置电压降低，三极管Q2也导通，可以选择稳压二极管Z2的导通电压远低于稳压二极管Z1的导通电压。此时输出电压受稳压二极管Z2控制，使得LED电源驱动单元40的输出电压远低于LED发光单元10可以正常工作的电压，LED发光单元10关闭，但同时有使得电压保持在控制的范围，为控制器提供电源，从而达到开关控制的目的。

三极管Q4、电阻R14、电阻R15、电阻R16和电容C10组成可以通过数字信号调光控制的接口。当DIM端输出为低电平时，通过电阻R15和电阻R16分压，三极管Q4基极上的电压小于其导通电压Vbe，三极管Q2也不导通，三极管Q1的偏置电压不受影响，此时LED电源驱动单元40的输出不受影响。当DIM端输出高电平后，三极管Q4导通，通过三极管Q4射极电阻R14与三极管Q4的导通电压Vce控制三极管Q1的偏置电压，使得三极管Q1的导通，从而使得LED电源驱动单元40输出的恒流控制电流变小，进而达到调光的目的。通过改变R14的阻值，就可以任意调节到期望的电流。

调光控制单元30根据人体感应单元20的感应信号和环境亮度，对LED电源驱动单元40的输出电源进行控制，从而控制LED发光单元10的工作。

SHUT端口是LED电源驱动单元40的控制开关，输出0时开启，输出1是关闭；DIM端口是LED电源驱动单元40的调光端口，输出０时控制LED发光单元10实现100%的亮度，输出1时控制LED发光单元10实现25%的亮度。当然LED发光单元10的省电模式的百分比可以根据实际使用需要设置不同的数值。调光控制单元30调光的控制逻辑见下表2：

表2 逻辑控制表

备注：① 此数值用户可以自行设定。

② 在T1时段内没有人体移动信号，范围是3-5分钟可选，用户可通过双联开关S1选择。

③当环境光大于设定光度，在T2时段内没有人体移动信号，则输出由25%进入关闭。

设定光度数值的高、低选择，用户可通过模式选择单元90的双联开关S1选取。

本实用新型的人体感应调光LED灯的降压单元50、调光控制单元30和环境亮度检测单元60的电路图的实施例如图3所示。

降压单元50主要包括降压芯片U5、驱动电源输出连接器J3和电容C16，其中，驱动电源输出连接器J3和LED电源驱动单元40的驱动电源输出连接器J1连接。降压单元50对LED电源驱动单元40的输出电压进行降压及去除纹波，分别给调光控制单元30、环境亮度检测单元60、延迟时间选择单元70和环境亮度门限值选择单元80提供电源。

调光控制单元30主要包括微处理器U4及外围电路，其功能主要是对人体感应单元20的感应信号、环境亮度检测单元60的环境亮度信号和模式选择单元90的模式选择结果进行分析处理，然后根据表1对LED电源驱动单元40的驱动电源进行控制，从而达到对LED发光单元10的智能控制。

人体感应单元20主要包括红外热释电传感U7、4个运算放大器U6及其外围元件组成。当有人体活动时，PIR_S信号会输出方波信号，否则就保持低电平。

环境亮度检测单元60包括光敏二极管PHO1、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R23、电容C11、电容C12、电容C13和电压比较芯片U3。当环境照度变化时，光敏二极管PHO1中的电流会随环境亮度的增加而增大，从而通过电阻R17、电容C11、电容C12、电阻R4和电阻R5的分压，产生一个与环境照度成比例的电压，然后通过电压比较芯片U3进行电压比较，从而在电阻R20、电容C13和电阻R21处产生一个微处理器U4可以读取的电平。其中电压比较芯片U3是带有参考电压的比较器。电阻R23是LED发光单元10发光与关闭提供一个不同的门限，以防止振荡。

本实用新型的人体感应调光LED灯的LED发光单元10的电路图的实施例如图4所示：

LED部分由多个LED反光二极管组成串并联结构。其中每串为1~i个，具体个数按每个LED的正向电压VF来确定，如果驱动电源的输出为VO，则VF*i<VO；串数由需要的LED总功率及每串通过的电流Is确定，如果驱动电源恒流输出为Ic，则串数n=Ｉc/Is。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而反相对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims

1.一种人体感应调光发光二极管（LED）灯，其特征在于，包括：

LED发光单元；

用于检测在一定区域内是否有人的人体感应单元；

用于输出调光控制信号的调光控制单元；

用于将交流电源的交流电转换成低压直流电、且根据所述调光控制单元的控制信号控制调节所述直流电的大小的LED电源驱动单元；

用于对LED电源驱动单元输出的直流电进行降压的降压单元；

所述LED电源驱动单元的电源输出端分别与所述LED发光单元和所述降压单元的电源输入端电连接；

所述降压单元的电源输出端分别与所述人体感应单元和所述调光控制单元的电源输入端电连接；

所述人体感应单元的感应信号输出端与所述调光控制单元的人体感应信号输入端电连接；

所述调光控制单元的控制信号输出端与所述LED电源驱动单元的控制信号输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的人体感应调光LED灯，其特征在于，所述人体感应调光LED灯还包括：

用于检测环境亮度的环境亮度检测单元；

所述环境亮度检测单元的环境亮度信号输出端与所述调光控制单元的环境亮度信号输入端电连接；

所述环境亮度检测单元的电源输入端与所述降压单元的电源输出端电连接。

3.根据权利要求1所述的人体感应调光LED灯，其特征在于，所述人体感应调光LED灯还包括延迟时间选择单元；

所述延迟时间选择单元的延迟时间信号输出端与所述调光控制单元的延迟时间信号输入端电连接；

所述延迟时间选择单元的电源输入端与所述降压单元的电源输出端电连接；

所述延迟时间为当所述人体感应单元检测到人体离开时所述调光控制单元延迟发出控制所述LED发光单元关闭或调低所述LED发光单元亮度的控制信号的时间。

4.根据权利要求2所述的人体感应调光LED灯，其特征在于，所述人体感应调光LED灯还包括环境亮度门限值选择单元；

所述环境亮度门限值选择单元的环境亮度信号输出端与所述调光控制单元的环境亮度信号输入端电连接；

所述环境亮度门限值选择单元的电源输入端与所述降压单元的电源输出端电连接。