CN204761770U - 一种led灯的调光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED灯的调光器，包括LED灯和配套的调光器，所述LED灯由发光二极管、无源极性正向电路和均流电阻组成；所述调光器包括控制器、转换电路和开关电源；所述控制器根据输入的灯光指令输出占空比不同的信号，该信号传递到转换电路中，所述转换电路输出与占空比成正比的电压信号并将电压信号传递到开关电源处，LED灯并联在开关电源的输出端，通过开关电源输出相应的电压供给LED灯。本实用新型利用改变电压来均匀地调节LED灯的亮度变化，有利于LED灯的推广使用。

Description

一种LED灯的调光器

技术领域

本实用新型涉及LED灯控制领域，特别是一种多灯、大功率的LED灯的调光器。

背景技术

影院用调光器是专为影院观众厅的场灯设计的渐亮、渐暗装置。其作用为：在电影开始放映时，控制场灯渐暗；放映完毕时，控制场灯渐亮。从而避免了场灯突然打开和关闭时亮度的突变而给观众眼睛带来的不适。

以往的白炽灯调光器，由于耗能大且白炽灯的使用时间短、每次更换高处的白炽灯泡也极不方便。

LED灯具有使用节能、寿命长的特点，利用LED灯替代白炽灯用于影院调光是大势所趋。LED的发光亮度主要受其驱动电流的影响，所以市售的LED灯是通过在LED灯内安装恒流源使得在电压充裕的情况下LED灯保持稳定的亮度，而白炽灯亮度的控制主要是通过调节电压实现。如图1所示为一个普通的功率为7W的LED灯的伏安特性曲线，由于LED灯的伏安特性曲线是非线性的，所以用一般的线性可调电压源无法使其具有平滑的亮度变化，即不能直接使用原白炽灯调光器调光，这给利用LED灯来调光的推广带来一定困难。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种LED灯光调光器，用于解决现有的LED灯的调光问题。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种LED灯的调光器，包括LED灯和配套的调光器，所述LED灯由发光二极管、无源极性正向电路和均流电阻组成；所述调光器包括控制器、转换电路和开关电源；所述控制器根据输入的灯光指令输出占空比不同的信号，该信号传递到转换电路中，所述转换电路输出与占空比成正比的电压信号并将电压信号传递到开关电源处作为开关电源的受控电压，N个LED灯并联在开关电源的输出端，通过开关电源输出相应的电压供给LED灯。

本实用新型突破传统的LED灯利用电流控制的思想，创新地利用调光器将灯光指令转化为相应的电压实现对LED灯的控制。本实用新型中的LED灯与市售的传统的LED灯有所不同，去除了其中的恒流源，使得调压改变亮度成为可能。并且，进一步地考虑到LED灯的伏安特性曲线的非线性，为了较好地实现利用电压变化控制LED灯的亮度变化，本实用新型利用控制器实现将所期望的灯的变化转化为控制器的输出信号的占空比变化，并进而通过转换电路将占空比转化为相应的电压，一般可以选用一个积分电路实现上述转换电路的功能，最后将获得的电压输入至开关电源中，开关电源为输出电压可调型，因此会根据接收的电压输出相应的电压供给LED灯，从而使得LED灯的控制。上述过程中，利用控制器根据输入指令从而输出相应的占空比属于现有技术，并且可以做到高精度控制占空比变化，对于最终的输出电压的控制具有较为精确的调节，反映到最终LED灯的亮度变化即具有肉眼视觉的连续性，使得改变电压也能够很好地控制LED灯。因此本控制器的输出端可同时连接数十个LED灯并可集中控制，可控功率可达数百瓦。

进一步的，在本实用新型中，所述控制器可由单片机实现，例如选用型号为89C2051-24PU型单片机。

有益效果：本实用新型提供的一种LED灯的调光器，利用控制器、转换电路和开关电源实现了对LED灯的电压控制，使得根据需要较好地调节LED灯成为了可能，对LED灯的推广使用具有积极效果。经实测，一盏5瓦LED灯的亮度可约等于原来的60瓦白炽灯的亮度，因此在本实用新型的基础上，将白炽灯替换为LED灯用于影院等场所的灯光调节，可节能约90％，并且LED灯的寿命是白炽灯的十倍，由此还减少了高空换灯的危险。

附图说明

图1为LED灯的伏安特性曲线；

图2为本实用新型中LED的电路图；

图3为本实用新型的电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图3所示为一种LED灯调光器的电路原理图，该图中的LED灯的结构为图2所示，由多个发光二极管、无源极性正向电路和均流电阻R1组成，其中的发光二极管为LED最基础的部件，无源的极性正向电路为4个二极管按照图中所示方式组成的整流桥，并以1、3节点作为LED灯的接线端，整流桥通过2、4节点作与发光二极管、均流电阻连接形成回路，该整流桥的作用在于无论LED灯的两端如何接入电路的正负极都可触发发光二极管发光，其中的均流电阻R1是考虑到多个发光二极管可能具有离散性，因此利用均流电阻起到将LED内部的多个发光二极管灯亮度统一的效果。但本实用新型中使用的LED灯相比于一般的市售LED灯去除了恒流源部分。

与上述LED灯配套的调光器包括控制器、转换电路和开关电源三部分。控制器负责将期望的灯光效果转化为电信号输出，电信号的具体形式为具有不同脉宽的脉冲信号，不同的灯光效果对应于不同的脉冲信号。比如常见的影院内对灯光的调控要求主要包括：场灯开、场灯关、场灯半开三种状态。其中，针对场灯开、场灯关2种情况，由于影院内的灯光通常设置成渐亮、渐暗的形式，所以还可以根据要求设置场灯开、场灯关时的渐变延时；同样的，针对场灯半开这种情况，也可以根据要求设置半开时的亮度具体的为多少。可以说，影院中对灯光亮度的调控，都可以通过本实用新型的调光器来实现。在具体实现时，核心部分是用单片机来实现控制器的功能，将灯光的调控要求转化为电信号。例如，图1中所示的LED灯，要求场灯开并且延时为12秒，即场灯从关闭逐渐变为最亮的状态耗时12秒。并且从图1中可知，该LED灯最亮状态的电流为300mA。需要实现上述要求，必然是使得LED灯的电流线性地增长到300mA。然而电流无法直接控制，那就先根据伏安特性曲线将电流转化为电压，将最大电流300mA均分为足够多的等分，比如100等分，具体分多少等分可根据最终的调试情况选择，满足一般肉眼观察无亮度突变即可。然后找到每个电流值对应的电压值，相邻的两两电压值之间为单片机的一步，并且设置单片机的每一步耗时相同，步宽为上述两电压值的差值。将延时为12秒的要求均匀转化到单片机的每一步耗时中，设置一个最高电压值，计算获得单片机运行过程中当下的这一步所对应的电压值占最高电压值的比例并转化成占空比，以脉冲信号的形式输出，随着每一时刻的电压值的改变，最终转化为以单片机输出脉宽随时间渐变的脉冲信号的形式，单片机脉宽的占空比变化范围为0～80％，并且为了与转换电路配合，将脉冲信号的频率设置为1KHz，。将上述单片机的输出信号经光耦隔离后输入至转换电路中，获得与占空比成比例的电压输出，对应电压输出范围为0～10V。接着输出的电压作为受控电压来控制电压可调型开关电源，该开关电源可通过不同的受控电压来改变输出脉冲的占空比并最终输出具有15V～26V之间的电压，使得接在其两端的LED灯的两端的电压发生变化，并且最终使得LED灯的亮度均匀变化。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种LED灯的调光器，其特征在于：包括LED灯和配套的调光器，所述LED灯由发光二极管、无源极性正向电路和均流电阻组成；所述调光器包括控制器、转换电路和开关电源；所述控制器根据输入端为灯光指令，所述灯光指令中包含随时间线性变化的电流信息，所述控制器将电流信息转换为满足LED灯伏安特性曲线的电压信息并通过进一步转换为控制器的输出信号，该输出信号为具有占空比的脉冲信号，且该脉冲信号的占空比与电压信息成正比，该脉冲信号传递到转换电路中，所述转换电路输出与占空比成正比的电压信号并将电压信号传递到开关电源处作为开关电源的受控电压，LED灯并联在开关电源的输出端，通过开关电源输出相应的电压供给LED灯。

2.根据权利要求1所述的LED灯的调光器，其特征在于：所述控制器选用型号为89C2051-24PU型单片机。