CN202197442U

CN202197442U - 一种led路灯和控制装置

Info

Publication number: CN202197442U
Application number: CN2011203496867U
Authority: CN
Inventors: 张雅萍
Original assignee: Dongguan Kingsun Optoelectronic Co Ltd
Current assignee: KINGSUN OPTOELECTRONIC CO Ltd
Priority date: 2011-09-19
Filing date: 2011-09-19
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2021-09-19

Abstract

本实用新型涉及一种LED路灯和控制装置，其中：控制装置包括用于输出控制的单片机或PWM调光器，还包括与所述单片机依次电连接的电压采样模块和电压转换模块；所述电压转换模块电连接直流高压电线；所述LED路灯内置该控制装置。这种LED路灯和控制装置，相较现有技术，具有供电和控制合一的特点，大大节省LED照明系统新建和维护成本，进一步还提高了整体寿命和可靠性。

Description

一种LED路灯和控制装置

技术领域

本实用新型涉及LED照明供电系统，具体涉及一种能直接从直流高压电力线获取控制信号的LED路灯和控制装置。

背景技术

与传统路灯相比，LED路灯具有使用寿命长、节能等优点。以往的LED路灯都采用交流（AC）供电，每盏LED路灯都需要至少一个用于将AC转换为直流（DC）的开关电源，才能让LED路灯正常工作。但由于这种电源本身寿命短，经常性损坏，这就给LED路灯带来了维护上的难题，简介影响了LED路灯的使用寿命。

直流高压供电，也就是采用集中供电的形式，直接给LED路灯输送250V高压直流电，而LED路灯上就无需配备单独的开关电源。目前为止，还没有出现专门针对这种直流高压供电LED路灯的控制方式。在需要对这种LED路灯进行控制时，只能采用以往针对交流供电LED路灯的办法，在路灯供电系统之外增加控制系统来实现，这就需要在每盏LED路灯上安装一个信号接收装置，以及一个集中控制这些信号接收和执行装置的设备。这类方式造成了人力和材料成本的增加，同时在以后的维护中，也需要为这些装置投入维护力量。

另外，中国发明“LED路灯控制器”，申请号200910105774.X，公开一种采用通用分组无线服务（GPRS）和紫蜂（ZigBee）无线通讯传输数据的控制方式的LED路灯控制器，实现LED路灯远程控制，它也是独立控制系统和网络的一种。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是，提供一种LED路灯和控制装置，无须专门线路和信号接收装置接收直流高压电力线上承载的控制信号。

本实用新型的第一个技术问题这样解决：提供一种LED路灯控制装置，包括用于输出控制的单片机，还包括与所述单片机依次电连接的电压采样模块和电压转换模块；所述电压转换模块电连接直流高压电线；

或者：提供一种LED路灯控制装置，包括用于输出控制的PWM调光器，还包括与所述PWM调光器的控制端依次电连接的单片机、电压采样模块和电压转换模块；所述电压转换模块电连接直流高压电线。

本实用新型的另一个技术问题这样解决：提供一种LED路灯，包括与直流高压电线依次电连接的电压转换模块、PWM调光器、恒流模块和LED光源，还包括所述PWM调光器的控制端依次电连接的单片机和电压采样模块；所述电压采样模块电连接所述电压转换模块。

或者：提供一种LED路灯，包括与直流高压电线依次电连接的电压转换模块、恒流模块和LED光源，还包括所述恒流模块的控制端依次电连接的单片机和电压采样模块；所述电压采样模块电连接所述电压转换模块。

本实用新型的LED路灯和控制装置，通过电压检测采样和信号处理获取电力线中携带的远程数字控制信号，与现有技术相比较，具有供电和控制合一的特点，大大节省LED照明系统新建和维护成本，进一步还提高了整体寿命和可靠性。

附图说明

下面结合附图和具体实施例进一步对本实用新型进行详细说明。

图1是本实用新型具体实施例应用系统架构示意图；

图2是本实用新型具体实施例一内部电结构示意图；

图3是图2中单片机获取电信号时序示意图；

图4是图2中单片机依状态机模型处理电信号的示意图；

图5是本实用新型具体实施例二内部电结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，应用本实用新型具体实施例的LED路灯的应用系统包括中央直流电源机柜、多个直流供电LED路灯，以及连接中央直流电源机柜与直流供电LED路灯的电线，其中：

1、中央直流电源机柜包括：控制器、至少一个电源模块；

2、直流供电LED路灯包括：LED光源模块、电压转换电路、ADC模块、单片机、恒流电路；

3、电线：直接采用现有交流电线即可，方便路灯工程改造。

控制器包括：指令接收装置、主控芯片（MCU）、数模转换（DAC）模块。其工作原理是：

指令接收装置用于接收外部控制信号，并将该信号通过串口发送给MCU；MCU分析信号，并按照DAC模块规定的数据格式定时发送数据给DAC模块，DAC模块将从MCU接收到的数据转换成模拟信号发送给电源模块，电源模块根据此控制信号改变自身的输出电压，通过电线输送到各个直流供电LED路灯。

直流供电LED路灯：电压转换模块将电线中传输来的高压模拟信号转换成低压模拟信号，送给模数转换（ADC）模块，ADC模块通过AD采样提取出模拟信号，并将此信号转换成数字信号，发送给单片机，单片机对此数字信号进行分析后，控制恒流电路；ADC模块又称电压采样模块。

如图2所示，本实用新型具体实施例一的LED路灯包括电压转换模块、ADC模块、单片机、恒流模块和LED光源，所述电压转换模块与直流高压电力线电连接；ADC模块又称电压采样模块。其工作原理是：

LED路灯的电压转换电路首先将从电源模块接收到的DC220V-DC250V高压信号转换成2.7V-3.3V低压信号，然后交给ADC模块处理，ADC模块采用定时采样的方式，采样周期为T，把采集到的模拟信号转换成数字信号交给单片机处理，单片机这样按约定规律处理：LED路灯上电瞬间，ADC模块检测到的电压为高电平，因此，单片机设置signal=1，signal是一个布尔型的变量，用来标识单片机在处理ADC模块采集到的电压值是低电平状态还是高电平状态。ADC模块采集M次电压值交给单片机（M>20，是一个整型变量），单片机将这M个电压值按从小到大顺序排列，并去除4个最大值和4个最小值，取剩下的(M-8)次电压值的平均值存入数组VOL[0]，数组VOL是一个长度为4的一维数组，用来保存单片机在处理信号过程中的平均电压值。单片机按此规律再得到3个平均电压值，分别存入VOL[1]、VOL[2]和VOL[3]。

经过1个采样周期T之后，单片机使VOL[0]=VOL[1]，VOL[1]=VOL[2]，VOL[2]=VOL[3]，ADC模块再次采集M次电压值，交给单片机，单片机按照上述方式得到这些电压的平均值，存入数组变量VOL[3]。每经过1个采样周期，单片机就按照此方式更新VOL数组的值。并比较这四个值：如果数组VOL的4个元素之间的差值在误差范围之内，单片机则判定是“电压平稳状态”；如果VOL[0]-VOL[1]>Differ，VOL[1]-VOL[2]>Differ，VOL[2]-VOL[3]>Differ（Differ的值要根据具体的t1时间值而定）,单片机则判定为“电压下降沿状态”，此时，设置信号标志位Signal_Flag=0，Signal_Flag是单片机为了识别信号电平变化而设置的一个临时变量；如果VOL[1]-VOL[0]>Differ，VOL[2]-VOL[1]>Differ，VOL[3]-VOL[2]>Differ，单片机则判定为“电压上升沿状态”，并设置信号标志位Signal_Flag=1。

在上述过程中，单片机上电时默认signal的值为1，之后单片机会根据“电压平稳状态”、“电压下降沿状态”和“电压上升沿状态”来判定signal的值。若单片机判定了是“电压平稳状态”，此时Signal_Flag的值为0，表明此电压平稳状态是刚刚经过了一个电压下降沿，因此，单片机判定signal=0；如果单片机在判定了电压平稳状态时，siganl_Flag的值为1，表明此电压平稳状态是刚刚经过了一个电压上升沿，因此，单片机判定signal=1。单片机根据signal的0或1状态，可以得出如图3所示的波形。

以下过程中，单片机根据signal的0或1状态，利用状态机思想，最终分析出控制信号：

单片机上电时默认siganl=1，state=1，state是单片机为了标识信号分析过程中的步骤而设置的一个变量。如图4所示，当单片机从state=1检测到siganl为0，并且状态1持续的时间满足要求，则使state=2，并清空数据缓冲区；当单片机从state=2检测到signal为1，则使state=3，此时单片机会根据状态2持续的时间，判断是数据位0还是数据位1，并存入数据缓冲区；单片机依此规律判断状态2的持续时间，得到数据位，当单片机中的程序运行到第8个状态2时，如果检测到siganl=1，则进入状态4。之后跟踪状态4的持续时间，当这个时间超过一定的值时，表明数据字节传输完毕，单片机处理该字节。

单片机在按照上述规律处理完指定个数的数据字节之后，通过操作恒流驱动电路来操作LED光源模块，来完成信号接收后的执行操作。

本实用新型的LED路灯还可根据电力线上其他约定的电压变化规律，在接收端按对应电压变化特点处理后输出“0”或“1”。

如图5所示，本实用新型具体实施例二的LED路灯包括电压转换模块、ADC模块、单片机、PWM调光器、恒流模块和LED光源，所述电压转换模块与直流高压电力线电连接；ADC模块又称电压采样模块。

Claims

1.一种LED路灯控制装置，包括用于输出控制的单片机，其特征在于，还包括与所述单片机依次电连接的电压采样模块和电压转换模块；所述电压转换模块电连接直流高压电线。

2.一种LED路灯控制装置，包括用于输出控制的PWM调光器，其特征在于，还包括与所述PWM调光器的控制端依次电连接的单片机、电压采样模块和电压转换模块；所述电压转换模块电连接直流高压电线。

3.一种LED路灯，包括与直流高压电线依次电连接的电压转换模块、恒流模块和LED光源，其特征在于，还包括所述恒流模块的控制端依次电连接的单片机和电压采样模块；所述电压采样模块电连接所述电压转换模块。

4.一种LED路灯，包括与直流高压电线依次电连接的电压转换模块、PWM调光器、恒流模块和LED光源，其特征在于，还包括所述PWM调光器的控制端依次电连接的单片机和电压采样模块；所述电压采样模块电连接所述电压转换模块。