CN202475895U - 感应式led照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种感应式LED照明装置，包括感应单元（1）、控制器（2）、LED负载（3）和电源单元（4）、用于提供恒流电流的LED恒流源电路（5）、用于控制LED恒流源电路（5）开关状态的驱动电路（6），电源单元（4）通过LED恒流源电路（5）与LED负载（3）相连，控制器（2）通过驱动电路（6）与LED恒流源电路（5）的控制端相连，控制器（2）根据感应单元（1）采集的人体感应信息和光线强度信息发出控制信号并通过驱动电路（6）控制LED恒流源电路（5）的开关状态。本实用新型具有静态功耗低、成本低、发热小的优点。

Description

感应式LED照明装置

技术领域

本实用新型涉及自动控制LED照明设备，具体涉及一种感应式LED照明装置。

背景技术

如图1所示，现有技术的感应式照明装置一般采用感应开关与标准86电源底盒式灯头再加普通白炽灯或节能灯配合完成楼道感应延时照明。但是，这种感应式照明装置存在下述不足：1）建筑设计布线要进行顶部灯头和感应开关两处布线，布线难度和成本高。2）灯头是独立的产品，灯容易被偷。3）采用的白炽灯或节能灯的能耗较高。4）现有的感应开关为人体或者声控感应开关，一般采用电容进行灯的延时时间控制，控制时间不精准，且随着年代久远电容容易发生变质，延时时间不能满足国标要求和实际使用要求；而且延时时间到后有人也会熄灯，需要再次接受感应才能点亮。由于LED相比传统的白炽灯以及节能灯在能源消耗上存在着天然的优势，因此目前市场上也开始出现感应式LED照明装置。

如图2所示，现有技术的感应式LED照明装置包括感应单元、控制器、电源单元、LED降压恒流模块、LED负载组成。感应单元由人体感应探头和光感应探头组成；电源单元包括依次相连的整流模块、滤波模块和稳压源模块，稳压源模块输出的低压大电流直流通过LED降压恒流模块与LED负载相连，同时稳压源模块输出的低压大电流直流还通过一个稳压模块为控制器及其外围模块提供电源。但是，这种感应式LED照明装置存在下述的缺点：1）稳压源模块在平时要承担给感应控制系统（控制器及其外围模块提供电源）供电的任务，稳压源一直处于工作状态，平均功耗接近1W，静态功耗大。2）必须采用大功率LED降压恒流模块给与LED负责供电，成本增高，发热大。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种静态功耗低、成本低、发热小的感应式LED照明装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种感应式LED照明装置，包括感应单元、控制器、LED负载和电源单元，还包括用于提供恒流电流的LED恒流源电路、用于控制LED恒流源电路开关状态的驱动电路，所述电源单元通过LED恒流源电路与LED负载相连，所述控制器通过驱动电路与LED恒流源电路的控制端相连，所述控制器根据感应单元采集的人体感应信息和光线强度信息发出控制信号并通过驱动电路控制LED恒流源电路的开关状态。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述感应单元包括用于采集人体感应信息的人体感应探头和用于采集光线强度信息的光感应探头，所述人体感应探头、光感应探头分别与控制器的输入端相连。

所述人体感应探头为红外人体感应探头。

所述电源单元由整流模块、滤波模块和稳压模块组成，所述整流模块通过滤波模块与LED恒流源电路相连，所述整流模块依次通过滤波模块、稳压模块与控制器相连。

所述LED恒流源电路包括LED恒流驱动器和变压器，所述变压器具有初级线圈、辅助线圈和次级线圈，所述初级线圈和辅助线圈分别与电源单元相连，所述次级线圈与LED负载相连；所述LED恒流驱动器的电源输入端同时与电源单元、驱动电路相连，所述LED恒流驱动器的反馈输入端与所述辅助线圈相连，所述LED恒流驱动器的输出端与所述初级线圈相连。

本实用新型具有下述优点：

1、本实用新型电源单元通过LED恒流源电路与LED负载相连，控制器通过驱动电路与LED恒流源电路的控制端相连，控制器根据感应单元采集的人体感应信息和光线发出控制信号并通过驱动电路控制LED恒流源电路的开关状态，因此在无触发的情况下仅仅是控制器和感应单元等弱电部件工作，而LED恒流源电路处于关闭状态且没有能耗，因此具有超低的待机功耗，静态功耗降到最低0.4毫安以下，具有静态功耗低的优点。

2、本实用新型采用LED恒流源电路替代现有技术的LED降压恒流模块，在运行状态下所有静态功耗由感应单元、控制器、电源单元、驱动电路产生，LED恒流源和LED负载在静态时不工作，具有成本低，发热小的优点。

附图说明

图1为现有技术感应式照明装置的框架结构示意图。

图2为现有技术感应式LED照明装置的框架结构示意图。

图3为本实用新型实施例的框架结构示意图。

图4为本实用新型实施例的电路原理示意图。

图例说明：1、感应单元；11、人体感应探头；12、光感应探头；2、控制器；3、LED负载；4、电源单元；41、整流模块；42、滤波模块；43、稳压模块；5、LED恒流源电路； 6、驱动电路。

具体实施方式

如图3所示，本实施例的感应式LED照明装置包括感应单元1、控制器2、LED负载3和电源单元4，还包括用于提供恒流电流的LED恒流源电路5、用于控制LED恒流源电路5开关状态的驱动电路6，电源单元4通过LED恒流源电路5与LED负载3相连，控制器2通过驱动电路6与LED恒流源电路5的控制端相连，控制器2根据感应单元1采集的人体感应信息和光线强度信息发出控制信号并通过驱动电路6控制LED恒流源电路5的开关状态。本实施例通过感应单元1实时采集人体感应信息和光线强度信息并输出给控制器2，控制器2对人体感应信息的放大及增益控制、对光线强度信息的增益控制，对人体或声控信号以及光线强度信号进行分析，当光线强度不足、有人或有声时，控制器2通过驱动电路6驱动LED恒流源电路5启动向LED供电，点亮LED负载3以达到延时照明的目的；本实施例还可以直接与标准的86电源底盒对接，具有兼容性好、施工简单方便的优点。原有建筑设计在每个楼道灯处都布防有顶部的灯头位置线与到墙壁处的开关连线，而本实施例的通过感应单元1和控制器2实现对LED恒流源电路5的开关状态控制来实现对LED负载3的开关控制，不再需要灯头位置线与到墙壁处的开关连线，只要顶部灯头位置有电就可以满足感应照明的要求，因此能够简化布线，一个点可以减少电源线约2*5米以上，对于新增大楼能够减少建筑的电气施工成本。

如图3所示，感应单元1包括用于采集人体感应信息的人体感应探头11和用于采集光线强度信息的光感应探头12，人体感应探头11、光感应探头12分别与控制器2的输入端相连。人体感应探头11在感应到人体信息时向控制器2输出信号，人体感应探头11为红外人体感应探头。本实施例的人体感应探头11采用基于红外人体感应的D203S人体感应探头，光感应探头12采用光敏电阻，图4中的D203S即为本实施例的人体感应探头11，图4中的RX即为本实施例的光感应探头12。

控制器2主要负责采集感应单元1输出的人体感应信息和光线强度信息、对人体感应信息和光线强度信息进行放大处理并进行分析判断，在光线较强（光线信号大于预设临界值时）输出无效的低电平，在光线较弱（光线信号小于预设临界值时）、且检测到人体感应信息时输出有效的高电平。本实施例的控制器2采用BISS0001，BISS0001的1IN+引脚与人体感应探头11的2号引脚相连，BISS0001的9号引脚与光感应探头12（光敏电阻RX）相连。控制器2通过人体感应探头11感应人体信息、通过光感应探头12采集外界光线强度，控制器2控制LED负载3白天不亮，仅仅在光线强度低于预设值的情况，才根据人体感应探头11的人体感应信息来控制LED负载3延时发光。控制器2能够精确控制延时时间，控制精度高，延时时间参数可以依据定制要求进行随意调整，能够依据定制要求做到有人不熄灯，既能够有效节约能源，又能够确保被有效照明。

LED负载3为一组串联的发光二极管，本实施例的LED负载3包含由LED1、LED2、LED3依次串联组成的发光二极管，此外LED负载3也可以根据需要调整发光二极管的数量和连接组合形式。

电源单元4由整流模块41、滤波模块42和稳压模块43组成，整流模块41通过滤波模块42与LED恒流源电路5相连，整流模块41依次通过滤波模块42、稳压模块43与控制器2相连。电源单元4直接通过整流模块41输出高压微电流给LED恒流源电路5，通过将高压微电流通过电阻R1降压，再通过稳压模块43降压提供稳定的3.3V直流给控制器2，因此能够省略现有技术的稳压源，从而能够简化电路，而且通过减少稳压源，能够达到降低能耗和发热的目的。本实施例中，整流模块41基于整流芯片MB6S实现；滤波模块42基于电感L1、二极管D2、电阻R1和二极管D5实现；稳压模块43基于HT7133芯片实现。

本实施例的LED恒流源电路5包括LED恒流驱动器（U1）和变压器（T1），变压器（T1）具有初级线圈、辅助线圈和次级线圈，变压器（T1）的初级线圈和辅助线圈分别与电源单元4相连，变压器（T1）的次级线圈与LED负载3相连；LED恒流驱动器（U1）的电源输入端（2号端口）同时与电源单元4、驱动电路6相连，LED恒流驱动器的反馈输入端（1号端口）与辅助线圈相连，LED恒流驱动器的输出端（5号端口和6号端口）与初级线圈相连。当控制器2的2号端口无效为低电平时，驱动电路6的三极管Q2的CE端短路，LED恒流驱动器（U1）的2号端口得不到必须的工作电压与电流输入，LED恒流驱动器（U1）的5号端口和6号端口无输出，变压器（T1）不工作，系统处于待机状态；当控制器2的2号端口有效为高电平时，驱动电路6的三极管Q2的CE端开路，LED恒流驱动器（U1）的2号端口电源输入因Q2的CE端开路电源恢复到正常值，LED恒流驱动器（U1）的5号端口和6号端口有输出，此时系统处于开机状态，变压器（T1）开始工作，初级线圈和次级线圈对输入的电源进行变压转换后输出给LED负载3。本实施例的LED恒流驱动器（U1）为MT7953芯片，MT7953芯片是针对小功率照明应用而设计的LED 驱动开关芯片，采用原边反馈反激式电路架构，工作在电感电流断续模式，内部集成600V高压开关，可在全输入电压范围内驱动5W以下LED 恒流电源，且其最大功耗仅为0.45W。MT7953芯片采用原边反馈技术，无需次级反馈电路，也无需补偿电路。内部集成600V高压功率开关，系统方案简洁可靠。 MT7953芯片采用恒流控制与补偿技术，LED 输出电流精度达到±3% 以内，具有优异的线性调整率和负载调整率，且对变压器绕组电感变化不敏感。 MT7953芯片同时实现了包括逐周期过流保护(OCP)、过压保护( OVP)、LED 短路保护(SCP)、LED 开路保护和过热保护（OTP）等保护功能，能够确保系统可靠地运行。

本实施例的驱动电路6有两个相互级联的晶体管Q1和Q2组成，第一级晶体管Q1采用3904晶体管，第二级晶体管Q1采用AP27Z晶体管，Q1的基极通过电阻R5与控制器2的VO（2号）引脚相连，Q2的发射极通过电容C15与MT7953芯片的VDD（2号）引脚相连，MT7953芯片的VDD（2号）引脚还通过R13与电源单元4相连。

本实施例的工作步骤如下：220V交流市电输入通过U2进行整理得到320V左右的直流电压，经二极管D2送给LED恒流源电路5，同时经电阻R1、二极管D5送给由HT7133芯片（U4）构成的稳压电路，稳压后得到3.3V的直流稳定电源供给人体感应探头11和控制器2（U3）组成的人体感应处理器及驱动电路。光感应探头12采集信号送到U3进行处理，人体感应探头11探测到有人活动时，也将信号送到U3进行分析处理：当光感应探头12采集到的信号高于预定值时，且人体感应探头11也探测到人体活动时，通过U3对信号的放大、过滤和分析，在U3的2脚VO端输出一个有效高电平，经过R5到三极管Q1、三极管Q2组成的驱动电路6，三极管Q2的输出开路，LED恒流驱动器（U1）得到R13的电源供应开始工作，LED恒流驱动器（U1）通过R13得到电源供应进入工作状态，变压器（T1）开启并输出电压点亮LED负载3。同时，U3从人体感应探头11最后输出信号的时间开始延迟处理，当U3延时时间到达时在U3的2脚输出一个无效的低电平，经过R5到三极管Q1、三极管Q2组成的驱动电路6，三极管Q2的输出短路，LED恒流驱动器（U1）不能通过R13得到电源供应停止工作，变压器（T1）关闭，LED负载3熄灭；平时光线强（白天），U3的2脚输出一个无效的低电平，LED负载3熄灭；无人时，人体感应探头11采集信号送U3放大、过滤和分析，U3的2脚输出一个无效的低电平，LED负载3熄灭。由于静态时LED恒流源电路5不工作，因此本实施例的静态功耗非常小，能够将静态功耗降到最低0.4毫安以下。

经试验测试，本实施例的理论使用寿命可以达到50000小时，实际使用可达8年以上。在实现同照度的情况下，使用本实施例比使用25W白炽灯能够平均减少22W的功耗，比使用5W节能灯能够平均减少2W。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。 

Claims (5)

1.一种感应式LED照明装置，包括感应单元（1）、控制器（2）、LED负载（3）和电源单元（4），其特征在于：还包括用于提供恒流电流的LED恒流源电路（5）、用于控制LED恒流源电路（5）开关状态的驱动电路（6），所述电源单元（4）通过LED恒流源电路（5）与LED负载（3）相连，所述控制器（2）通过驱动电路（6）与LED恒流源电路（5）的控制端相连，所述控制器（2）根据感应单元（1）采集的人体感应信息和光线强度信息发出控制信号并通过驱动电路（6）控制LED恒流源电路（5）的开关状态。

2.根据权利要求1所述的感应式LED照明装置，其特征在于：所述感应单元（1）包括用于采集人体感应信息的人体感应探头（11）和用于采集光线强度信息的光感应探头（12），所述人体感应探头（11）、光感应探头（12）分别与控制器（2）的输入端相连。

3.根据权利要求2所述的感应式LED照明装置，其特征在于：所述人体感应探头（11）为红外人体感应探头。

4.根据权利要求1所述的感应式LED照明装置，其特征在于：所述电源单元（4）由整流模块（41）、滤波模块（42）和稳压模块（43）组成，所述整流模块（41）通过滤波模块（42）与LED恒流源电路（5）相连，所述整流模块（41）依次通过滤波模块（42）、稳压模块（43）与控制器（2）相连。

5. 根据权利要求1或2或3或4所述的感应式LED照明装置，其特征在于：所述LED恒流源电路（5）包括LED恒流驱动器和变压器，所述变压器具有初级线圈、辅助线圈和次级线圈，所述初级线圈和辅助线圈分别与电源单元（4）相连，所述次级线圈与LED负载（3）相连；所述LED恒流驱动器的电源输入端同时与电源单元（4）、驱动电路（6）相连，所述LED恒流驱动器的反馈输入端与所述辅助线圈相连，所述LED恒流驱动器的输出端与所述初级线圈相连。

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