CN205408229U - 一种智能恒流led路灯控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及按不同时间段输出设定功率的功率输出装置，尤其涉及分时段功率控制的智能恒流LED路灯控制器。解决LED路灯多时段不同功率亮度的问题。一种智能恒流LED路灯控制器，主要由单片机、功率管驱动器、功率输出单元、功率检测单元和电源构成，电源和单片机、功率管驱动器、功率输出单元相连，单片机和功率管驱动器相连，功率管驱动器和功率输出单元相连，功率输出单元与LED光源相连。设定不同时间段LED输出不同的光照亮度，最高可以支持100个时间段的光照强度设定，这样可以根据夜晚实际光线强度慢慢加强LED的亮度，同时设定的时间段更为科学，这样有助于提供元器件的使用寿命，同时功耗得到有效降低。
Description
技术领域
本实用新型涉及按不同时间段输出设定功率的功率输出装置，尤其涉及分时段功率控制的一种智能恒流LED路灯控制器。
背景技术
道路照明是城市照明的重要组成部分，传统的路灯常采用高压钠灯360度发光，光损失大的缺点造成了能源的巨大浪费。当前，全球的环境在日益恶化，各国都在发展清洁能源。而随着国民经济的高速增长，我国能源供需矛盾日渐突出，电力供应开始存在着严重短缺的局面，节能是所急需解决的问题。因此，开发新型高效、节能、寿命长、显色指数高、环保的数字化LED路灯对城市照明节能具有十分重要的意义。
目前太阳能LED路灯在白天通过太阳能电池发电并向蓄电池充电，晚上再由蓄电池通过直流驱动器向LED路灯供电。若遇连续阴雨天气，为保证LED路灯供电的稳定性，要求蓄电池容量较大，相应地要求太阳能电池组容量也大，成本较高。
同时目前的控制器要么采用感应器来频繁进行系统进行自动变化光照亮度，这样容易造成控制器频繁的计算工作，加大运作功耗，不能有效的实现节能减排；或者就简单的采用两个不同时间段来实现灯光亮度的调节，这样又不能有效适应满足不同的光照强度。对于固定地点其实大部分光照是很规律的，不需要频繁的根据实际亮度进行计算调整LED的亮度，现在需要改进可以实现多时段不同亮度进行照射的控制来控制LED光照。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本实用新型提供一种可以设定不同时间段LED输出不同的光照亮度，最高可以支持100个时间段的光照强度设定，这样可以根据夜晚实际光线强度慢慢加强LED的亮度，后半夜又能慢慢减弱，同时设定的时间段更为科学，这样有助于提供元器件的使用寿命，同时功耗得到有效降低的一种智能恒流LED路灯控制器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能恒流LED路灯控制器，主要由单片机、功率管驱动器、功率输出单元和电源构成，电源和单片机、功率管驱动器、功率输出单元相连，单片机和功率管驱动器相连，功率管驱动器和功率输出单元相连，功率输出单元与LED光源相连；LED路灯与单片机之间设置一个功率检测单元。
根据用户对LED路灯在不同时段的照度要求，单片机根据不同的时间段进行运算输出，并由输入模块设定对应的脉冲宽度，通过PWM（脉冲宽度调制）信号输出端将控制信号输入到功率管驱动器，功率管驱动器直接驱动功率输出单元来进行恒流输出，使LED路灯在不同的时间段有不同的功率输出，从而保证LED路灯在不同的时段有不同的照度，确保在满足路面照明的前提下科学、合理地利用电能，提高LED路灯的整体使用寿命。
输出至LED路灯光源的功率通过功率检测单元进行检测，检测信号反馈至单片机进行负反馈控制，使智能恒流LED路灯控制器功率输出的控制精度和运行可靠性大为提高；在电路中设计了功率输出检测元件，对输出至LED路灯光源的功率进行检测，检测信号反馈至单片机进行负反馈控制，使控制器的输出功率趋于设定值。双重检测很好实现对输出功率的控制，这样保证了整个输出功率的准确性，能够减少变动造成的损坏，有效延长使用寿命。
进一步的技术方案在于：控制器的智能元件选用C8051F502系列单片机。
进一步的技术方案在于：MOSFET驱动器选用MIC4422功率管驱动器。
进一步的技术方案在于：功率检测单元选用TSC888元件来进行功率检测。
进一步的技术方案在于：功率输出单元由两个共源极结构的N型MOSFET功率管组成。
本实用新型具有以下有益效果：智能恒流LED路灯控制器可实现在前半夜人流量相对大时对LED路灯进行全功率供电输出控制，而在后半夜人流量相对小时对LED路灯进行半功率或更小功率的供电输出控制，以上控制策略可对蓄电池的电能进行有效调度、合理使用电能，并可相应降低光伏电池和蓄电池的配置容量，节约资源，减少资金投入。
同时，针对用户的需求，该智能恒流LED路灯控制器可实现多时段、不同功率的控制输出，可充分满足客户对LED路灯在不同时段的照度需求，使用上具有较大的便利性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型增加功率检测单元的结构示意图；
单片机1、功率管驱动器2、功率输出单元3、电源4、LED光源5、功率检测单元6。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
实施例1
如图1所示，一种智能恒流LED路灯控制器，由单片机1、功率管驱动器2、功率输出单元3和电源4构成，电源4和单片机1、功率管驱动器2、功率输出单元3相连，单片机1和功率管驱动器2相连，功率管驱动器2和功率输出单元3相连，功率输出单元3与LED光源5相连。
因LED光源是典型的非线性负载，对其功率控制采用恒压供电方式进行控制存在着诸多问题，只能使用恒流供电方式对其功率大小进行控制。该智能恒流LED路灯控制器的功率管驱动元件MIC4422通过接收从单片机C8051F502－IQ送出的PWM控制信号并输出驱动信号给供电功率输出元件，实现对LED光源恒流供电方式的功率控制，控制准确、可靠。
功率输出单元由两个共源极结构的N型MOSFET功率管组成。
根据用户对LED路灯在不同时段的照度要求，单片机1根据不同的时间段进行运算输出，运算结果通过脉冲宽度PWM调制信号输出端将控制信号输入到功率管驱动器2，功率管驱动器2直接驱动功率输出单元3来进行恒流输出，使LED路灯在不同的时间段有不同的功率输出，从而保证LED路灯在不同的时段有不同的照度，确保在满足路面照明的前提下科学、合理地利用电能，提高LED路灯的整体使用寿命。
实施例2
如图1和图2所示，一种智能恒流LED路灯控制器，由单片机1、功率管驱动器2、功率输出单元3和电源4构成，电源4和单片机1、功率管驱动器2、功率输出单元3相连，单片机1和功率管驱动器2相连，功率管驱动器2和功率输出单元3相连，功率输出单元3与LED光源5相连；LED路灯5与单片机1之间设置一个功率检测单元6。
输出至LED路灯5光源的功率通过功率检测单元6进行检测，检测信号反馈至单片机1进行负反馈控制，使智能恒流LED路灯控制器功率输出的控制精度和运行可靠性大为提高；在电路中设计了功率输出检测元件，对输出至LED路灯光源的功率进行检测，检测信号反馈至单片机进行负反馈控制，使控制器的输出功率趋于设定值。双重检测很好实现对输出功率的控制，这样保证了整个输出功率的准确性，听说减少变动造成的损坏，有效延长使用寿命。
功率检测元件TSC888对控制器输出功率进行检测后，将检测值p(t)送至单片机C8051F502－IQ变量采集输入端后在单片机内部与功率设定值s(t)进行比较，两者进行比较后产生功率偏差值e(t),运算元件将功率偏差值e(t)代入算式进行运算，运算后的结果经过A/D转换生成PWM输出信号并送到功率驱动器MIC4422，功率驱动器MIC4422根据接收到的PWM控制信号产生相应的驱动信号并将该驱动信号输出至功率输出元件，随之功率输出元件根据接收到的驱动信号输出相应的功率到LED光源，使控制器的输出功率趋于设定值。输出功率检测、功率偏差计算、功率运算和功率输出等环节形成了控制器对输出功率的闭环负反馈控制，实现了输出功率平稳、精确的控制，避免输出功率的振荡和跃变，可防止灯光闪烁及对电器元件的冲击，如图2述。
根据LED路灯在特定时段输出不同功率的需求，单片机C8051F502－IQ进行时间计算，然后根据计时结果进行功率输出值运算，运算结果在单片机C8051F502－IQ内部生成PWM（脉冲宽度调制）信号并输出至功率驱动器MIC4422，功率驱动器MIC4422接收与功率值对应的PWM信号后自动生成功率驱动信号送给功率输出元件，功率输出元件根据功率驱动信号的不同而输出不同的功率至LED光源，实现控制器在特定的时段输出不同功率到LED光源的功能，从而保证LED路灯在不同的时段有不同的照度，确保在满足路面照明的前提下科学、合理地利用电能，提高LED路灯的整体使用寿命。
所述智能恒流LED路灯控制器优于传统LED路灯控制器的特征如下：可根据用户的不同需求，能提供高达100个时段的功率输出控制，充分满足客户对LED路灯在不同时段的照度需求，提高路灯整体使用寿命，并可适当降低光伏电池和蓄电池的配置，节约资金。同时，带闭环负反馈的功率控制使得控制器的功率更为精确。
Claims (7)
1.一种智能恒流LED路灯控制器，主要由单片机、功率管驱动器、功率输出单元和电源构成，其特征在于：电源和单片机、功率管驱动器、功率输出单元相连，单片机和功率管驱动器相连，功率管驱动器和功率输出单元相连，功率输出单元与LED光源相连；单片机不同的时间段设定对应的脉冲宽度，通过PWM信号输出端将控制信号输入到功率管驱动器，功率管驱动器直接驱动功率输出单元来进行恒流输出，使LED路灯在不同的时间段有不同的功率输出；LED路灯与单片机之间设置一个功率检测单元。
2.根据权利要求1所述的一种智能恒流LED路灯控制器，其特征在于：单片机选用C8051F502系列单片机。
3.根据权利要求1所述的一种智能恒流LED路灯控制器，其特征在于：功率管驱动器选用MIC4422元件。
4.根据权利要求2所述的一种智能恒流LED路灯控制器，其特征在于：功率管驱动器选用MIC4422元件。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种智能恒流LED路灯控制器，其特征在于：所述功率检测单元选用TSC888元件。
6.根据权利要求1-4任一项所述的一种智能恒流LED路灯控制器，其特征在于：功率输出单元由两个共源极结构的N型MOSFET功率管组成。
7.根据权利要求5所述的一种智能恒流LED路灯控制器，其特征在于：功率输出单元由两个共源极结构的N型MOSFET功率管组成。
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|---|---|---|---|---|
| CN108012384A (zh) * | 2018-01-11 | 2018-05-08 | 山东旭程照明科技有限公司 | 一种led路灯定时变功率驱动控制系统 |
| CN110225622A (zh) * | 2019-06-24 | 2019-09-10 | 广东七大洲实业有限公司 | 灯具的色彩和色温控制系统和方法 |
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| CN108012384B (zh) * | 2018-01-11 | 2023-10-24 | 山东旭程照明科技有限公司 | 一种led路灯定时变功率驱动控制系统 |
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