CN203814010U - 智能调光调色控制系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种智能调光调色控制系统,其包括:可变色温LED面板灯;遥控器;LED恒流驱动电源;遥控器采用Si4010射频发射器,接收遥控器信号的接收控制端以Si4310作为控制芯片,其接有XL7005稳压电路,Si4310的遥控电源前级选择SN03ACP芯片;LED面板灯中LED芯片由暖白LED芯片、冷白LED芯片构成;驱动LED的驱动电源模块包括两路分别由PWM信号控制的LM3414恒流电路,其中一路连接驱动暖白LED芯片,另一路连接驱动冷白LED芯片,LM3414恒流电路接于Si4310控制芯片。本产品结构紧凑,可靠性高,在相对低廉的成本下实现了光线亮度和色温的调节;相对于传统的恒压PWM调占空比的灯具实现了低发热量,低光衰,高发光效率,高可靠性,灯具的高PF功率因素对电网的影响最小,可大面积批量使用而不影响电网。

Description

智能调光调色控制系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种智能调光调色控制系统。
背景技术
[0002] 传统日光灯(荧光灯)以较低的价格,方便安装,较高的发光效率等优点已广泛应用于办公,工厂厂房、医院、酒店等场所。日光灯光效可达60-70LM/W,安装在格栅灯等灯具内,格栅灯灯具的总体发光效率可达80%,总体光效可达50-55LM/W。但是在办公场所、工厂等长时间亮灯场所日光灯的寿命普遍低于I年,在日光灯工作后期,光衰严重,亮度明显降低,出现闪烁等现象。需经常安排人手更换日光灯,日光灯内部有汞蒸气,对环境的污染较为严重。
[0003] LED灯具,特别是近年来快速发展的LED面板灯,以美观的外形,较大的发光角度,柔和的发光效果收到广大用户的喜爱,已广泛应用于医院、酒店、办公室等场所。目前LED面板灯光效可达80-90LM/W,相对于普格栅灯省电40%以上,LED格栅灯寿命在30000小时以上,普通办公场所每天工作10小时情况下可无故障使用5年以上,无需人工维护,省去了大量的人工成本。
[0004] 传统采用恒压PWM占空比调节的灯具,由于LED灯珠本身存在电压差异,单颗白光灯珠电压在2.9-3.4V不等,LED灯珠电流并非与电压成正比,电压的波动对于灯珠电流的影响非常大。采用恒压PWM占空比调节亮度的灯具需要在LED灯珠与输入端串联较大电阻,这样串联电阻上会有较大的功耗,例如普通12V供电的灯具通常采用3灯珠串联,LED灯珠上的压降在9-10V,约有1/3串联的灯珠上消耗,严重影响了 LED灯具总体的发光效率。
实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的就是为了解决上述问题,提供一种智能调光调色控制系统。
[0006] 为了实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:
[0007] 智能调光调色控制系统,其包括:
[0008] 可变色温LED面板灯(I),其具有外框(Ia)以及安装于外框的LED灯条(lb)、扩散板(Ic)、导光板(Id)、反射膜(le)、背盖板(If);
[0009] 控制灯具开关、亮度、色温的遥控器(2);
[0010] 可通过遥控器控制的LED恒流驱动电源;
[0011] 所述遥控器采用Si4010射频发射器,接收遥控器信号的接收控制端以Si4310作为控制芯片,其接有XL7005稳压电路,Si4310的遥控电源前级选择SN03ACP芯片;
[0012] 所述LED面板灯中LED芯片由暖白LED芯片、冷白LED芯片构成,并且在铝基板上间隔设置;
[0013] 驱动LED的驱动电源模块包括两路分别由PWM信号控制的LM3414恒流电路,其中一路连接驱动暖白LED芯片,另一路连接驱动冷白LED芯片,所述LM3414恒流电路接于Si4310控制芯片。[0014] 作为对本实用新型的进一步改进在于,还包括:接于控制模块且用于接收手机用户短信指令的GSM模块。
[0015] 作为对本实用新型的进一步改进在于,所述LED面板灯选择4014灯珠,灯珠功率
0.21
[0016] 作为对本实用新型的进一步改进在于,所述遥控器具有全开按键(2a)、全关按键(2b)、亮度调高按键(2c)、亮度调低按键(2d)、冷色调节按键(2e)、暖色调节按键(2f)、分组开按键(2g)、分组关按键(2h)。
[0017] 智能LED调光调色温系统,通过无线射频遥控器,控制LED面板灯等LED灯具。不仅可以控制一个或者多个LED灯具的亮度,还可以控制LED面板灯的色温。本系统主要通过对并联双路暖白(2800K色温)和冷白(6800K色温)两路灯珠电流大小的调节来控制LED面板灯整体亮度、整体色温。在多灯具场合,如酒店大堂,通过遥控器可以同时控制几盏甚至几十盏上百盏面板灯的亮度和色温。对于营造各种氛围起到很好的效果,也可以在不同的场合控制灯具的亮度,起到节能的效果。
[0018] 本系统与传统采用单片机控制LED横流电源的输出电流,在保证LED灯具较高的发光效率的基础上(单瓦80-90LM/W),整体结构紧凑,输出稳定可靠。
[0019] 本实用新型具有如下有益效果:
[0020] (I)产品结构紧凑,可靠性高,在相对低廉的成本下实现了光线亮度和色温的调节。
[0021] (2)相对于传统的恒压PWM调占空比的灯具实现了低发热量,低光衰,高发光效率,高可靠性,灯具的高PF功率因素对电网的影响最小,可大面积批量使用而不影响电网。
附图说明
[0022] 图1为智能调光调色控制系统中恒压原理图。
[0023] 图2a为智能调光调色控制系统中调光控制原理部分的XL7005稳压电路图。
[0024] 图2b为智能调光调色控制系统中调光控制原理部分的LM3414恒流电路图。
[0025] 图3为LED面板灯结构示意图。
[0026] 图4为铝基板的布线图。
[0027] 图5为遥控器结构示意图。
[0028] 图6为智能调光调色控制系统的原理框图。
具体实施方式
[0029] 为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本实用新型。
[0030] 如图6所示,智能调光调色控制系统(以下简称“该系统”),其包括遥控装置(本案采用Si4010射频发射器)、接于遥控装置的控制模块(选择单片机控制,本案采用Si4310控制芯片)、接于控制模块的驱动电源模块以及接于驱动电源模块的暖白LED模块、冷白LED模块。
[0031] 参见图3,该系统的暖白LED模块、冷白LED模块包含于可变色温LED面板灯1,该LED面板灯具有外框Ia以及安装于外框的LED灯条lb、扩散板lc、导光板Id、反射膜le、背盖板if。
[0032] 参见图5,该图示出了控制灯具开关、亮度、色温的遥控器2。
[0033] 该系统还包括可通过遥控器控制的LED恒流驱动电源。
[0034] 所述遥控器采用Si4010射频发射器,接收遥控器信号的接收控制端(其位于控制模块)以Si4310作为控制芯片,其接有XL7005稳压电路(电路原理图参见图2a),Si4310的遥控电源前级选择SN03ACP芯片。所述Si4010射频发射器作为单芯片遥控控制芯片,仅需要一个外部旁路电容、一块PCB电路板、电池以及外部按键模块即可组成一个完整的无线遥控器。基于专利的非晶体架构,Si4010在商用温度范围内载波频率精度达到±150ppm,在工业温度范围内载波频率精度达到±250ppm,无需外部晶体即可达到两倍于传统的基于发射器的地表声波的精度。Si4010的高集成特性,大大减少了发射器节点所需的元器件(Β0Μ),与分立器件方案相比,可以减少至少20个离散元器件,从而减少了设计时间,降低了设计的复杂度。Si4010内置一 8051兼容的MCU核,4kB的RAM,8kB非易失性存储器,供一次性编程(OTP)用,128bit的EEPROM和12kB的ROM。Si4010低功耗的特性,大大延长了遥控器电池的寿命。它非常适用于钮扣式电池供电应用,其供电电压为1.8-3.6V,电流损耗非常低(小于IOnA的待机电流,小于20mA的峰值电流),触摸唤醒功耗也非常低。许多遥控器每天使用时间很短,在用户按下按键之前都是长时间处于待机模式的。而待机模式下检测按键是通过触摸唤醒GPIO (通用输入/输出)端口,可实现无电流损耗。每个遥控器在刷写程序时可设置独立的ID,每个遥控器发射遥控信号中带独立的ID,防止串码。遥控距离可达20M以上。
[0035] 参见图1,控制模块的接收控制端采用Silicon的Si4310芯片方案,单芯片接收控制单芯片方案。Si4310采用单芯片接受控制,大大减少了元器件,体积小,集成度高,可靠性高。遥控电源前级采用台湾昂宝SN03ACP芯片方案产生42V恒压电源,SN03内部含有如模拟乘法器、零电流检测器(ZCD)、带有前沿消隐(LEB)的电流检测比较器、用来驱动功率MOS管的图腾柱输出等,也采用临界导通模式功率因数校正原理;有很强的保护功能,如短路保护及过压保护,欠电压封锁,逐周电流限制,栅极驱动输出在内部有箝位,可以保护外接的MOS管等;VCC的电源电压范围很宽,在9.5-28V的范围内都可工作;无音频干扰;用于驱动LED时,待机功耗低于0.5W,且PF>0.95。
[0036] 参见图2a,Si4310供电电源采用一片XL7005稳压成3.3V。XL7005最大输入电压可达65V,内置高压功率管、过温保护、过流保护、短路保护、输入过压保护等安全保护电路、系统最大输出电流达到0.5A以上、转换效率高、外围元器件简洁、体积小、系统性价比闻。
[0037] 参见图2b,Si4310接收控制信号后输出PWM信号控制LM3414输出恒流电,点亮LED灯珠。通过两路LM3414电路对暖白2800K色温灯珠和冷白6800K色温灯珠电流调节,可实现面板灯总体亮度的调节和色温的调节,当暖白灯珠达到最大电流900MA时,面板灯总功率40W,色温2800K,当冷白灯珠达到最大电流900MA时,面板灯总功率40W,色温6800K。当两路灯珠的输出电流通过MCU输出PWM波调节输出电流比例时,面板灯色温发生改变,当暖白冷白电流比达到3:1时,面板灯色温在4000K左右,当暖白冷白电流比达到1:3时,面板灯色温在5500K左右。
[0038] 所述LED面板灯中LED芯片由暖白LED芯片、冷白LED芯片构成,并且在铝基板上间隔设置。
[0039] 具体而言,面板灯外框为铝型材结构,表面阳极氧化,通过角铁拼接或者氩弧焊焊接工艺组合成300*600mm、600*600mm、300*1200mm和600*1200mm等尺寸的外框。LED导光板固定在你外框四周,通过导光板、扩散板和反射膜将光线导入并使得光线均匀分布在面板灯上。反射膜主要起到反射光线的作用,导光板为亚克力材质,通过丝网印刷将反光油墨印刷到亚克力板上,油墨的分布为非均匀分布,需根据光源(灯珠)的排列方式专门设计油墨点的分布,使得光线能均匀分布在面板灯上。扩散板起到雾化光线的效果,使得光线更加均匀通透。
[0040] 常规LED面板灯采用3014/0.1W或者2835/0.2W灯珠设计已经可以达到较好的效果。但是由于调光调色温面板灯需要暖白和冷白两种灯珠,使得相同功率情况下灯珠数量翻倍,在600*600面板灯上3014灯珠无法实现30W以上常规功率的排布。LED面板灯结构比较紧凑,总体高度控制在Ilmm以下,铝基板宽度通常只能在6mm左右,2835虽然单颗功率达到0.2W,但是灯珠本身宽度达到2.8_,调光调色温需要在单面板上走较多的线路,采用2835灯珠由于灯珠宽度比较大而无法实现。通过对比采用4014灯珠,灯珠宽度0.2W,宽度
1.4mm,比较适合调光调色温面板灯。虽然可以通过柔性FPC双面板来制作面板灯,布线也更加的容易,但是FPC板导热性差,不利于散热而使得面板灯光衰加大。
[0041] 铝基板的布线方式参见图4,通过暖白和冷白灯珠间隔布局,在单面铝基板上,是的铝基板结构相对简单,导热效果好。但是这也对铝基板的生产工艺要求相对较高,采用导热系数在2以上,铜箔厚度2盎司的铝基板可保障面板灯有较好的可靠性。通过各项测试实际批量生产,该结构和设计方案可靠性高,灯具光线均匀度好,光效可达78LM/W以上。在会议厅、客厅灯场所起到很好调节氛围和主照明的效果。
[0042] 驱动LED的驱动电源模块包括两路分别由PWM信号控制的LM3414恒流电路,其中一路连接驱动暖白LED芯片,另一路连接驱动冷白LED芯片,所述LM3414恒流电路接于Si4310控制芯片。
[0043] 该系统后期可根据需要进行功能扩展,诸如该系统还包括:接于控制模块且用于接收手机用户短信指令的GSM模块。通过安卓或者苹果手机平台安装直观的软件通过短信方式来控制整个照明系统的色温和亮度。
[0044] 参见图5,所述遥控器具有全开按键2a、全关按键2b、亮度调高按键2c、亮度调低按键2d、冷色调节按键2e、暖色调节按键2f、分组开按键2g、分组关按键2h。
[0045] 本文略去了公知技术的描述。
[0046] 以上所述仅为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限于上述实施方式,凡是属于本实用新型原理的技术方案均属于本实用新型的保护范围。对于本领域的技术人员而言,在不脱离本实用新型的原理的前提下进行的若干改进,这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.智能调光调色控制系统,其包括: 可变色温LED面板灯(I),其具有外框(Ia)以及安装于外框的LED灯条(lb)、扩散板(lc)、导光板(Id)、反射膜(le)、背盖板(If); 控制灯具开关、亮度、色温的遥控器(2); 可通过遥控器控制的LED恒流驱动电源; 其特征在于,所述遥控器采用Si4010射频发射器,接收遥控器信号的接收控制端以Si4310作为控制芯片,其接有XL7005稳压电路,Si4310的遥控电源前级选择SN03ACP芯片; 所述LED面板灯中LED芯片由暖白LED芯片、冷白LED芯片构成,并且在铝基板上间隔设置; 驱动LED的驱动电源模块包括两路分别由PWM信号控制的LM3414恒流电路,其中一路连接驱动暖白LED芯片,另一路连接驱动冷白LED芯片,所述LM3414恒流电路接于Si4310控制芯片。
2.根据权利要求1所述的智能调光调色控制系统,其特征在于,还包括:接于控制模块且用于接收手机用户短信指令的GSM模块。
3.根据权利要求1所述的智能调光调色控制系统,其特征在于,所述LED面板灯选择4014灯珠,灯珠功率0.21
4.根据权利要求1所述的智能调光调色控制系统,其特征在于,所述遥控器具有全开按键(2a)、全关按键(2b)、亮度调高按键(2c)、亮度调低按键(2d)、冷色调节按键(2e)、暖色调节按键(2f)、分组开按键(2g)、分组关按键(2h )。
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