CN203136282U - 一种适于根据环境温度变化而调节led灯色温的装置 - Google Patents

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傅中君
顾方成
石俊伟
詹光静
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Abstract

本实用新型涉及一种适于根据环境温度变化而调节LED灯色温的装置,包括:中央控制单元,温度传感器,分别与该中央控制单元的三个PWM信号输出端相连的蓝色、绿色和红色LED驱动电路,分别与蓝色、绿色和红色LED驱动电路相连的蓝色、绿色和红色LED芯片,分别与蓝色、绿色和红色LED芯片相对设置的且与所述中央控制单元的反馈信号输入端相连的蓝光探测器、绿光探测器和红光探测器。通过中央控制单元的控制,改变相应的PWM控制信号的占空比,稳定蓝、绿、红三组LED芯片的光强,就稳定了LED的光强和色温,根据环境温度改变3种色彩成分的比例而调节色温。

Description

—种适于根据环境温度变化而调节LED灯色温的装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种适于根据环境温度变化而调节LED灯色温的装置。
背景技术
[0002] LED的白光照明通常是使用蓝、绿、红三原色多芯片LED模组构成,由于这种LED模组中每种LED芯片的老化特性不同,因此色温会随着时间和温度而发生变化,这就给白光LED的使用带来了限制。为了调节白光LED模组光源的色温,就需要对白光LED模组里中的蓝、绿、红3个LED芯片的驱动电流进行单独控制,就需要3个独立的恒流驱动电路。
[0003] 此外,现有的LED灯的色温是固定的,无法根据需要进行任意调节;这限制了 LED灯的应用,例如在夏季,若能将灯光的色温调节至冷色调(即提高蓝辐射的比例),则能改善高温对人们心情的影响,降低炎热感受;反之,在冬季,若能将灯光的色温调节至暖色调(即提高红辐射的比例),则能改善温暖感受;如何根据环境温度变化而调节LED灯色温,是本领域的技术难题。
实用新型内容
[0004] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种适于根据环境温度变化而调节LED灯色温的装置。
[0005] 为了解决上述技术问题,本实用新型提供了一种适于根据环境温度变化而调节LED灯色温的装置,包括 :中央控制单元,与该中央控制单元相连的用于采集环境温度的温度传感器,分别与该中央控制单元的第一、第二和第三PWM信号输出端相连的蓝色LED驱动电路、绿色LED驱动电路和红色LED驱动电路,分别与蓝色LED驱动电路、绿色LED驱动电路和红色LED驱动电路相连的蓝色LED芯片、绿色LED芯片和红色LED芯片,分别与蓝色LED芯片、绿色LED芯片和红色LED芯片相对设置的且与所述中央控制单元的反馈信号输入端相连的蓝光探测器、绿光探测器和红光探测器。通过中央控制单元的控制,改变相应的PWM控制信号的占空比,稳定蓝、绿、红三组LED芯片的光强,就稳定了 LED的光强和色温,根据环境温度改变3种色彩成分的比例而调节色温。
[0006] 所述中央控制单元还连接有用于显示、设置当前色温的触摸屏,以及用于远程监控当前色温的无线网络通讯模块。该无线网络通讯模块为GSM或3G或wifi通讯模块。
[0007] 蓝色LED驱动电路、绿色LED驱动电路和红色LED驱动电路包括型号为LT3474或DD313的LED驱动芯片。
[0008] 蓝色LED芯片、绿色LED芯片和红色LED芯片被封装在一个基板上,该基板上设有反射层,该基板上罩设有半球形透光罩;为提高蓝、绿、红三色的混光效果,该透光罩为乳白半透明罩,或内壁设有白色漫反射层的透明罩,或内壁设有散射剂层的透明罩。
[0009] 所述的蓝光探测器、绿光探测器和红光探测器分别由带有蓝、绿、红滤光片的光强探测器构成。
[0010] 本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:(I)通过中央控制单元(其采用AVR单片机、或CPLD、或FPGA、或DSP、或ARM等智能控制器)的控制,改变相应的PWM控制信号的占空比,稳定蓝、绿、红三组LED芯片的光强,就稳定了 LED的光强和色温,其中每路LED驱动电路采用LT3474作为驱动控制芯片。(2)如果仅需改变光强,则等比例地改变3个LED驱动电路中PWM信号的占空比;如果需要根据环境温度改变色温,则根据温度传感器的输出,通过对蓝、绿、红色LED驱动电路使用相应的不同占空比的PWM信号进行控制,从而实现白光中3种色彩成分比例的调节而调节色温。也可以同时对输出光强和色温进行调节。为了避免闪烁效果,通常脉冲波形的频率要大于200Hz。通过该电路,就实现了根据环境温度变化而调节LED灯色温的实时控制;(3)采用光探测器实现反馈控制,克服由于LED老化而引起的光强、色温变化;此外,还可以根据个人喜好调节LED灯具的光强和色温,达到了良好的照明效果。
附图说明
[0011] 为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解,下面根据的具体实施例并结合附图,对本实用新型作进一步详细的说明,其中
[0012] 图1为本实用新型的适于根据环境温度变化而调节LED灯色温的装置的结构框图;
[0013] 图2为本实用新型的一种LED驱动电路的电路原理图;
[0014] 图3为本实用新型的另一种LED驱动电路的电路原理图。
具体实施方式
[0015] 下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明:
[0016] 实施例1
[0017] 如图1,本实施例的适于根据环境温度变化而调节LED灯色温的装置,包括:中央控制单元,与该中央控制单元相连的用于采集环境温度的温度传感器,分别与该中央控制单元的第一、第二和第三PWM信号输出端相连的蓝色LED驱动电路、绿色LED驱动电路和红色LED驱动电路,分别与蓝色LED驱动电路、绿色LED驱动电路和红色LED驱动电路相连的蓝色LED芯片、绿色LED芯片和红色LED芯片,分别与蓝色LED芯片、绿色LED芯片和红色LED芯片相对设置的且与所述中央控制单元的反馈信号输入端相连的蓝光探测器、绿光探测器和红光探测器。采用光探测器实现反馈控制,克服由于LED老化而引起的光强、色温变化。
[0018] 所述中央控制单元还连接有用于显示、设置当前色温的触摸屏,以及用于远程监控当前色温的无线网络通讯模块。该无线网络通讯模块为GSM或3G或wifi通讯模块。
[0019] 中央控制单元根据温度传感器所测得的温度控制蓝色、绿色和红色LED芯片的亮度,进而控制色温。例如:当夏季温度高于28°C,则降低红色LED芯片的亮度,并提高蓝色芯片的亮度,以形成冷色调,改善高温对人们心情的影响,降低炎热感受。当温度低于5°C,则提高红色LED芯片的亮度,并降低蓝色芯片的亮度,以形成暖色调,改善温暖感受。
[0020] 蓝色LED芯片、绿色LED芯片和红色LED芯片被封装在一个基板上,该基板上设有反射层,该基板上罩设有半球形透光罩;为提高蓝、绿、红三色的混光效果,该透光罩为乳白半透明罩,或内壁设有白色漫 反射层的透明罩,或内壁设有散射剂层的透明罩。[0021] 所述的蓝光探测器、绿光探测器和红光探测器分别由带有蓝、绿、红滤光片的光强探测器构成。
[0022] 如图2,蓝色LED驱动电路、绿色LED驱动电路和红色LED驱动电路,采用凌力尔特公司的LED驱动芯片LT3474,该芯片是一种额定输出电流可调的LED恒流驱动控制芯片,最大驱动电流可以达到1A。它提供了 2种驱动方式:模拟调节方式和PWM调节方式。在PWM调节方式下,利用改变外加的PWM信号的占空比,可以实现400:1的调光比。
[0023] 模拟调节方式是利用PWM控制器来对驱动电流进行调节,以稳定LED的驱动电流,得到稳定的输出光强。由于通常PWM控制器的反馈控制信号是一个电压值,所以模拟调节是利用一个测量电阻对输出驱动电流进行采样,并将其转换为反馈电压信号,通过PWM控制器对反馈电压的稳定,从而达到稳定输出驱动电流的目的。
[0024] 实施例2
[0025] 在实施例1的基础上,如图3,本实施例的适于根据环境温度变化而调节LED灯色温的装置中的中央控制器为单片机MCU,LED驱动芯片采用DD313 ;整个电路均贴在铝基板上。LED驱动芯片DD313驱动I串350mA大功率2700K暖白LED,I串350mA大功率6500K冷白LED和I串20mA小功率绿光LED。为了效率,调整VCC电压到DD313输出压降IV左右。本电路在调控方面性能优于DC-DC调整,特别当在小占空比时。MCU软件需要在线调控四个检测额定色 温点:3000K、4000K、5000K、6500K直到光色满足ANSIC78.377-2008标准。
[0026] 显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例,而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种适于根据环境温度变化而调节LED灯色温的装置,其特征在于包括:中央控制单元,与该中央控制单元相连的用于采集环境温度的温度传感器,分别与该中央控制单元的第一、第二和第三PWM信号输出端相连的蓝色LED驱动电路、绿色LED驱动电路和红色LED驱动电路,分别与蓝色LED驱动电路、绿色LED驱动电路和红色LED驱动电路相连的蓝色LED芯片、绿色LED芯片和红色LED芯片,分别与蓝色LED芯片、绿色LED芯片和红色LED芯片相对设置的且与所述中央控制单元的反馈信号输入端相连的蓝光探测器、绿光探测器和红光探测器。
2.根据权利要求1所述的适于根据环境温度变化而调节LED灯色温的装置,其特征在于:蓝色LED驱动电路、绿色LED驱动电路和红色LED驱动电路包括型号为LT3474或DD313的LED驱动芯片。
3.根据权利要求1所述的适于根据环境温度变化而调节LED灯色温的装置,其特征在于:所述蓝色LED芯片、绿色LED芯片和红色LED芯片被封装在一个基板上,该基板上设有反射层,该基板上罩设有半球形透光罩;该透光罩为乳白半透明罩,或内壁设有白色漫反射层的透明罩,或内壁设有散射剂层的透明罩。
4.根据权利要求1至3之一所述的适于根据环境温度变化而调节LED灯色温的装置,其特征在于:所述的蓝光探测器、绿光探测器和红光探测器分别由带有蓝、绿、红滤光片的光强探测器构成。
5.根据权利要求1至3之一所述的适于根据环境温度变化而调节LED灯色温的装置,其特征在于:所述中央控制单元还连接有用于显示、设置当前色温的触摸屏,以及用于远程监控当前色温的无 线网络通讯模块;该无线网络通讯模块为GSM或3G或wifi通讯模块。
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