CN205179443U - 一种可检测自然光的led驱动电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可检测自然光的LED驱动电源，包括自然光强检测模块、自然光强信号放大模块、中央处理器、整流滤波模块、辅助电源模块、开关逆变电路、PWM产生模块、反馈环路模块和输出整流滤波模块，辅助电源模块供给自然光强检测模块、自然光强信号放大模块、中央处理器、PWM产生模块、反馈环路模块的电源，其特征在于自然光强检测模块中的光敏元件为只检测LED发出的人造光光谱范围以外的部分光谱波长范围的光敏元件。通过避开了LED光源发出的人造光的光谱波长范围，通过检测这些相对较弱的不可见光来实现检测自然光光强目的，可有效克服LED灯具自身发出光线及周边灯具光线的干扰，实现根据环境亮度对灯具开关及亮度的精准控制。

Description

一种可检测自然光的LED驱动电源

技术领域

本实用新型涉及智能照明技术领域,特别是一种可检测自然光的LED驱动电源。

背景技术

随着智能照明的大批量推广使用，现有的技术在实现根据光的阀值控制方面已经使用非常普遍。越来越多的消费者希望得到一种更好的产品，当外界光线达到一定值时灯具能够自己关闭，低于设定值时自己开启，或按照周围环境光的亮度，自动地调整灯光的亮度，以达到人造光与自然光线的互动，提供按需照明。内置于灯具内的光传感器在使用的时候除了接收到外界自然光的光线外，还接收到灯具本身发出的人造光或周边其它人造光，在绝大多数时候这种LED自身或周边灯具发出的人造光线强度远远大于环境的自然光线强度，因此并不能有效准确的检测周边环境自然光的强度，因此也就无法真正实现根据自然光的强度实现自动控制灯具的亮度和开与关；针对该问题和实际需求，大家只能采用LED灯具与传感器分开设置的方法，如将光传感器通过引线引出的方案，让光传感器远离灯具本身，来达到只采集自然光的效果，然而这种方案在实际使用中布线困难，影响外观与使用，难以大批量推广，且成本高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是如何实现可内置于灯具内不受灯具的人造光的干扰实现准确检测自然光特别是其中可见光的强度。

为了解决上述技术问题，本实用新型设计了一种可检测自然光的LED驱动电源，包括自然光强检测模块、自然光强信号放大模块、中央处理器、整流滤波模块、辅助供电模块、开关逆变电路、PWM产生模块、反馈环路模块和输出整流滤波模块，辅助电源模块供给自然光强检测模块、自然光强信号放大模块、中央处理器、PWM产生模块、反馈环路模块的电源，中央处理器中的执行信号产生模块的输出端与PWM产生模块的输入端相连接，其特征在于自然光强检测模块中的光敏元件采用只检测LED发出的人造光光谱范围以外的部分光谱波长范围的光敏元件。

所述的可检测自然光的LED驱动电源，其特征在于还包括人体移动感应模块，人体移动感应模块采集的人体移动信号经过信号放大模块处理，再输入到中央处理器中的人体感应信号处理模块。

所述的可检测自然光的LED驱动电源，其特征在于所述光敏元件采用近红外光敏传感器，近红外光敏传感器的响应光谱波长范围为700nm-1100nm。

所述的可检测自然光的LED驱动电源，其特征在于其特征在于光敏元件为光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电二极管、光敏传感器、硅光电池、光敏IC或环境光传感器。

所述的可检测自然光的LED驱动电源，其特征在于中央处理器中执行信号产生模块的输出信号为0-10V调光信号、1-10V调光信号、高低电平信号、PWM脉宽调制信号或用继电器对电路进行通断控制信号。

本实用新型产生的技术效果：通过创造性的突破固有思维的限制，避开自然光中能量最强的部分的可见光部分的波长范围，通过检测这些相对较弱的不可见光来实现检测自然光光强目的，设计精巧、实施容易、成本低，特别是可实现一体化设计，同时可有效克服人造光的干扰实现准确检测自然光特别是其中可见光的强度，进而实现根据环境亮度对灯具亮度的精准控制。

附图说明

图1是太阳光的光能能量分布图：

图2是现有光敏元件的感光特性曲线；

图3是近红外光敏元件的感光特性曲线；

图4是可检测自然光的LED驱动电源的实施例1系统框图；

图5是可检测自然光的LED驱动电源的实施例2系统框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在照明技术领域，根据自然光的强度实现自动调整灯具的照明强度实现智能照明是最为基本的需求。图1是太阳光的光能量分布图，纵坐标表示单位面积能量，可以看出太阳光也就是自然光中能量最为集中的是可见光部分，因此现有技术对于自然光的强度检测都说固有选择检测能量最为集中的可见光部分或至少包含可见光部分，而人造光的目的是照明，因此人造光的光谱波长范围也必定是选择在可见光的光谱波长范围内以实现效率最大化。人造光必然落入到检测范围，因此该干扰是不可避免的。

发明人通过分析实验，创造性的突破了现有技术的思维定势，根据不同光谱波长范围的光线在自然光中的能量分布比例是固定的，通过检测能量分布较弱部分的光谱波长范围的光强，特别是最靠近可见光光谱波长范围的近红外光谱波长，并根据该光强计算出自然光的强度。

图2是现有光敏元件的感光特性曲线；图3是近红外光敏传感器的感光特性曲线；特别选择检测能量相对较强的近红外部分的光谱波长在700nm-1100nm范围的光线强度来实现自然光强度的检测,也就说用近红外光敏传感器来替代现有光敏元件来采集自然光强度。

图4是可检测自然光的LED驱动电源的实施例1系统框图，包括整流滤波模块1、辅助供电模块2、开关逆变电路5、输出整流滤波模块6、反馈环路模块7、PWM产生模块8、中央处理器9、设置界面10、自然光强信号放大模块11、自然光强检测模块13，辅助供电模块2供给PWM产生模块8、中央处理器9、自然光强信号放大模块11、自然光强检测模块13的电源。中央处理器中的执行信号产生模块的输出端与PWM产生模块的输入端相连接，自然光强检测模块13检测外部自然光强，把自然光强信号送入自然光强信号放大模块11，自然光强信号放大模块11把自然光强信号进行放大，放大后送入中央处理器9中的A/D光强采样模块，A/D光强采样模块把模拟信号转换为中央处理器能识别的数字信号，经过中央处理器中的采样信号处理模块进行处理，从而检测到外部光线的强度。为了保证检测的准确性，一般要求读取一段时间内的数据，取平均值作为当前时间的光强。自然光强检测模块13中的光敏元件采用近红外光敏传感器，近红外光敏传感器的响应光谱波长范围为700nm-1100nm，因此其不受其外接Led负载的本身发出的光的干扰，因此该LED驱动电源可以与其外接的LED负载一体化设计。

图5是可检测自然光的LED驱动电源的实施例2系统框图，该LED驱动电源还增加了人体移动感应模块3和移动信号放大模块4，中央处理器9中增加了人体感应信号处理模块，人体移动感应模块3接受到人体移动信号经过混频检波，输出到移动信号放大模块4，移动信号放大模块4将信号传送到中央处理器9的人体感应信号处理模块进行处理，判断是否有人移动或者无人移动。

控制界面10作为人机交互的界面，可以设置全亮时间，关断光强，灵敏度。

当LED驱动电源分析为有人移动时，同时检测到外部光强高于控制界面10设置的关断光强时，中央处理器9中的执行信号产生模块不响应本次移动信号，当LED驱动电源分析为有人移动时，同时检测到外部光强小于控制界面10设置的关断光强时，中央处理器9中的执行信号产生模块产生开启信号，此信号输出到PWM产生模块8，PWM产生模块8控制主电源的输出驱动LED负载为亮；检测到外部光强大于于控制界面10设置的关断光强时，中央处理器9中的执行信号产生模块产生开启信号，此信号输出到PWM产生模块8，PWM产生模块8控制主电源的输出驱动LED负载为灭；也可以通过检测到外部光强实时调整PWM产生模块8的输出，如通过控制PWM输出的占空比，调整主电源的输出实现调整驱动LED负载亮度的效果。

以上所揭露的仅为本实用新型一种实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种可检测自然光的LED驱动电源，包括自然光强检测模块、自然光强信号放大模块、中央处理器、整流滤波模块、辅助供电模块、开关逆变电路、PWM产生模块、反馈环路模块和输出整流滤波模块，辅助电源模块供给自然光强检测模块、自然光强信号放大模块、中央处理器、PWM产生模块、反馈环路模块的电源，中央处理器中的执行信号产生模块的输出端与PWM产生模块的输入端相连接，其特征在于自然光强检测模块中的光敏元件采用只检测LED发出的人造光光谱范围以外的部分光谱波长范围的光敏元件。

2.根据权利要求1所述的可检测自然光的LED驱动电源，其特征在于还包括人体移动感应模块，人体移动感应模块采集的人体移动信号经过信号放大模块处理，再输入到中央处理器中的人体感应信号处理模块。

3.根据权利要求2所述的可检测自然光的LED驱动电源，其特征在于所述光敏元件采用近红外光敏传感器，近红外光敏传感器的响应光谱波长范围为700nm-1100nm。

4.根据权利要求3所述的可检测自然光的LED驱动电源，其特征在于其特征在于光敏元件为光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电二极管、光敏传感器、硅光电池、光敏IC或环境光传感器。

5.根据权利要求4所述的可检测自然光的LED驱动电源，其特征在于中央处理器中执行信号产生模块的输出信号为0-10V调光信号、1-10V调光信号、高低电平信号、PWM脉宽调制信号或用继电器对电路进行通断控制信号。