CN207427514U - 一种精确调光的led恒流控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种精确调光的LED恒流控制系统，包括：根据恒流模块或LED光源的输入信号产生相应的调光信号的灯控器；将交流电源转换为电流信号，并基于调光信号对电流信号进行调整，以得到调光恒流信号的恒流模块；基于调光恒流信号实现LED的恒流输出及调光控制的LED光源。本实用新型通过对交流输入功率或LED光源的供电功率进行精确采样，并将采样后的数据根据调光命令进行比较、调整，来确保被控的调光功率值符合控制要求，进而实现精确调光。

Description

一种精确调光的LED恒流控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种LED控制领域，特别是涉及一种精确调光的LED恒流控制系统。

背景技术

恒流电源是LED电源的一种，是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电压转换器，实质是利用器件对电流进行反馈，动态调节设备的供电状态，从而使得电流趋于恒定。通常情况下，LED驱动电源的输入包括高压工频交流(即市电)、低压直流、高压直流、低压高频交流(如电子变压器的输出)等；而LED驱动电源的输出则大多数为可随LED正向压降值变化而改变电压的恒定电流源。

LED的光输出正比于正向电流，正向电流的无稳定会造成LED发光的不稳定，严重影响LED的使用感受，而LED是一个非线性器件，其正向电压的微小变化会引起正向电流的很大变化；以1W(瓦)大功率LED为例，如果正向电压变化10％(从3.4V降低到3.1V)，会引起正向电流从350mA降低到100mA，变化达3.5倍。此外，LED是一个半导体二极管，它的伏安特性随温度而变化。

因此，影响LED正向电流的因素既包括内在的，也包括外在的，比较复杂。目前，绝大部分的LED恒流源与灯控器是不同厂家生产的，由于各个厂家产品的离散性，智能灯具的线性调光还无法实现。现有的线性调光产品也无法做到真正的线性调光。

如何在采用不同厂家的产品的情况下实现LED的线性调光，提高LED的稳定性已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种精确调光的LED恒流控制系统，用于解决现有技术中LED线性调光能力弱，稳定性差等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种精确调光的LED恒流控制系统，所述精确调光的LED恒流控制系统至少包括：

灯控器、恒流模块、LED光源；

所述灯控器接收交流电源，并连接所述恒流模块或所述LED光源的输入端，为所述恒流模块提供交流电源，并根据所述恒流模块或所述LED光源的输入信号产生相应的调光信号；

所述恒流模块连接于所述灯控器的输出端，将所述交流电源转换为电流信号，并基于所述调光信号对所述电流信号进行调整，以得到调光恒流信号；

所述LED光源连接于所述恒流模块的输出端，基于所述调光恒流信号实现LED的恒流输出，并完成LED的亮度调节。

优选地，所述灯控器包括LED驱动单元、微处理器，身份识别单元及窄带物联网终端模组；

所述LED驱动单元连接所述微处理器，受所述微处理器的控制产生所述调光信号；

所述微处理器接收所述恒流模块或所述LED光源的输入信号，对所述恒流模块或所述LED光源的输入信号进行采样并产生相应的调整信号；

所述身份识别单元连接所述窄带物联网终端模组，为所述窄带物联网终端模组进行身份识别；

所述窄带物联网终端模组连接于所述微处理器，对所述微处理器中需要收发的信号进行无线传输。

更优选地，所述身份识别单元设置于所述微处理器的内部或外部。

更优选地，所述身份识别单元包括应用于通用分组无线网络的SIM卡、应用于基于蜂窝的窄带物联网网络的SIM卡或应用于增强机器类通信网络的SIM卡。

更优选地，所述窄带物联网终端模组包括射频单元、电源管理单元及模拟\数字基带单元。

优选地，所述调光信号为脉冲宽度调制信号。

如上所述，本实用新型的精确调光的LED恒流控制系统，具有以下有益效果：

本实用新型的精确调光的LED恒流控制系统通过对交流输入功率或LED光源的供电功率进行精确采样，并将采样后的数据根据调光命令进行比较、调整，来确保被控的调光功率值符合控制要求；本实用新型的精确调光的LED恒流控制系统可以在使用不同厂家产品的情况下实现精确调光。

附图说明

图1显示为本实用新型的精确调光的LED恒流控制系统的一种实施方式。

图2显示为本实用新型的灯控器的结构示意图。

图3显示为本实用新型的精确调光的LED恒流控制系统的另一种实施方式。

图4显示为本实用新型的LED恒流控制系统的工作原理示意图。

元件标号说明

1 灯控器

11 LED驱动单元

12 微处理器

121 通信接口

122 输入\输出端口

123 安全功能单元

124 窄带物联网终端模组命令产生单元

125 身份识别单元

126 计算单元

13 窄带物联网终端模组

2 恒流模块

3 LED光源

S1～S3 步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1～图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种精确调光的LED恒流控制系统，所述精确调光的LED恒流控制系统至少包括：

灯控器1、恒流模块2及LED光源3。

如图1所示，所述灯控器1接收交流电源AC，并连接所述LED光源3的输入端，为所述恒流模块2提供交流电源，并根据所述LED光源3的输入信号产生相应的调光信号。

具体地，如图2所示，在本实施例中，所述灯控器1包括LED驱动单元11、微处理器12及窄带物联网终端模组13。

所述窄带物联网终端模组13与所述微处理器12连接，对所述微处理器12中需要收发的信号进行无线传输。在本实施例中，所述窄带物联网终端模组13包括射频单元、电源管理单元及模拟\数字基带单元(图中未显示)，以实现无线信号的收发。任意无线信号的收发模块均适用于本实用新型的窄带物联网终端模组13，不以本实施例为限。

所述微处理器12连接所述窄带物联网终端模组13及所述LED驱动单元11，接收所述LED光源3的供电功率的采样值，并根据所述采样值产生相应的调整信号。在本实施例中，所述LED光源3的供电功率的采样值为采样电流Ics。如图2所示，在本实施例中，所述微处理器12包括通信接口121、输入\输出端口122、安全功能单元123、窄带物联网终端模组命令产生单元124、身份识别单元125及计算单元126。

更具体地，所述通信接口121连接所述LED驱动单元11及所述窄带物联网终端模组13，分别与所述LED驱动单元11及所述窄带物联网终端模组13双向通信。所述LED驱动单元11中输出的LED灯源运行参数通过所述通信接口121传输到所述微处理器12中，经过所述窄带物联网终端模组命令产生单元124的处理产生AT(Attention)指令，再通过所述通信接口121将所述AT(Attention)指令发送到所述窄带物联网终端模组13；同时所述窄带物联网终端模组13将后台接收到信息后的反馈信息通过所述通信接口121传输到所述微处理器12，并由所述微处理器12对所述反馈信息进行识别，以判断LED灯源的运行参数是否送达后台；此外，所述窄带物联网终端模组13将从后台接收到的控制信息已AT指令的形式藉由所述通信接口121传输到所述微处理器12，所述微处理器12对该AT指令进行处理后通过所述通信接口121发送到所述LED驱动单元11，以此实现对LED灯源的远程控制。

更具体地，所述输入\输出端口122连接物联网终端中的各模块，实现所述微处理器12与各模块之间控制信号的双向传输。所述输入\输出端口122为I\O端口，可以输入也可以输出，在本实施例中，所述输入\输出端口122中包括多个连接端口，所述微处理器12通过所述输入\输出端口122向其他模块发送控制信号，其他模块通过所述输入\输出端口122向所述微处理器12发送状态信息或检测信息，以此实现所述微处理器12对各模块的控制。所述采样电流Ics通过所述输入\输出端口122进入所述微处理器12。

更具体地，所述安全功能单元123连接物联网终端中的各模块，对各模块进行监控，以确保各模块在安全环境下工作。在本实施例中，所述安全功能单元123通过所述输入\输出端口122接收各检测信号以判断各模块是否工作于安全环境中，若存在安全隐患则通过所述输入\输出端口122发出控制信号以调整工作环境或关闭各个模块。工作环境的隐患包括但不限于过压、过流、过温。

更具体地，所述窄带物联网终端模组命令产生单元124连接所述窄带物联网终端模组13，将所述LED驱动单元11中输出的信号以AT指令的形式传输到所述窄带物联网终端模组13。在本实施例中，所述窄带物联网终端模组命令产生单元124接收所述LED驱动单元11中输出的LED灯源运行参数信号，并加入包头和包尾以形成AT指令，该AT指令通过所述通信接口121被传输到所述窄带物联网终端模组13中最终发送到后台。

更具体地，所述身份识别单元125连接所述窄带物联网终端模组13，与所述窄带物联网终端模组13进行身份识别。所述身份识别单元125为SIM(Subscriber IdentityModule)卡，包括但不限于应用于通用分组无线网络(General Packet Radio Service，GPRS)的SIM卡、应用于基于蜂窝的窄带物联网网络(Narrow Band Internet of Thing，NB-IoT)的SIM卡或应用于增强机器类通信网络(Enhanced Machine Type Communication，eMTC)的SIM卡，在此不一一列举。完成身份识别后，所述窄带物联网终端模组13接入相应的网络。在本实施例中，所述身份识别单元125设置于所述微处理器12的内部，可大大简化外围器件的安装复杂度。所述身份识别单元125也可以设置于所述微处理器12的外部，不以本实施例为限。

更具体地，所述计算单元126通过所述输入\输出端口122接收所述电流采样信号Ics，并将所述电流采样信号Ics与设定值进行比较，根据所述电流采样信号Ics与设定值的差值产生所述调光信号的调整信号。所述设定值可根据需要进行设定，在此不一一限定，在本实施例中，所述设定值为所述LED光源供电功率的理想值。

所述LED驱动单元11连接所述微处理器12，并接受所述交流电源AC，所述LED驱动单元11接收所述微处理器12输出的调整信号，以调整所述调光信号，使得所述调光功率值符合要求。在本实施例中，所述调光信号为脉冲宽度调制信号(PWM)。

如图1所示，所述恒流模块2连接于所述灯控器1的输出端，将所述交流电源AC转换为电流信号，并基于所述调光信号对所述电流信号进行调整，以得到调光恒流信号。

具体地，所述恒流模块2可以是任意结构的LED恒流驱动电路，用于对所述LED灯源3实现恒流控制和调光控制。所述恒流模块2将所述交流电源AC转化为恒定电流信号，并根据所述调光信号的控制调整所述电流信号的幅值，以此得到调光恒流信号。

如图1所示，所述LED光源3连接于所述恒流模块2的输出端，基于所述调光恒流信号实现LED的恒流输出，并完成LED的亮度调节。

实施例二

如图3所示，本实施例提供一种精确调光的LED恒流控制系统，与实施例一的不同之处在于，本实施例中，对交流输入功率进行采样。

具体地，如图3所示，所述灯控器1连接所述恒流模块2的输入端，对交流输入功率进行电压采样，得到采样电压Vcs。所述灯控器1中的微处理器12将所述采样电压Vcs与设定值进行比较，根据所述电压采样信号Vcs与设定值的差值产生所述调光信号的调整信号。所述设定值可根据需要进行设定，在本实施例中，所述设定值为所述交流输入功率的理想值。

其他单元的结构、连接关系及工作原理与实施例一相同，在此不一一赘述。

实施例三

如图4所示，本实施例提供一种精确调光的LED恒流控制方法，所述精确调光的LED恒流控制方法至少包括：

步骤S1：基于后台控制指令对LED光源进行恒流控制及初步调光控制。

具体地，所述窄带物联网终端模组13从后台获取控制指令，在本实施例中，所述控制指令用于产生调光信号。所述控制指令传输到所述微处理器12，所述微处理器12据此控制所述LED驱动单元11输出调光信号，所述恒流模块2接收所述调光信号及交流电源，并产生调光恒流信号，所述LED灯源在所述调光恒流信号的控制下实现恒流输出及初步调光控制。在本实施例中，所述调光信号为脉冲宽度调制信号(PWM)。

步骤S2：对交流输入功率或LED光源的供电功率进行采样，将采样得到的采样值与设定值进行比较。

具体地，所述灯控器1接收所述交流输入功率或所述LED光源的供电功率的采样信号，并将所述采样信号与设定值进行比较。该采样信号为电流信号或电压信号，在此不一一限定。在本实施例中，若对所述交流输入功率采样，则所述设定值为所述交流输入功率的理想值；若对所述LED光源的供电功率采样，则所述设定值为所述LED光源的供电功率的理想值。步骤S2实时进行，以确保实时精确调光。

步骤S3：若采样值与设定值存在偏差，则根据偏差值对所述调光信号进行微调，并以微调后的调光信号对所述LED光源3进行调光，然后返回步骤S2；若采样值与设定值不存在偏差则以当前调光信号对所述LED光源3进行调光控制。

具体地，如果所述采样值与所述设定值存在偏差，则通过计算得到调整量，并以所述调整量对所述调光信号进行微调，在本实施例中，采用PID算法实现微调过程。以微调后的调光信号对所述调光恒流信号进行调整，以实现对所述LED灯源3的恒流及调光控制。然后再次对所述交流输入功率或所述LED光源的供电功率进行采样，根据采样值进行微调直至所述交流输入功率或所述LED光源的供电功率达到理想值。

具体地，如果所述采样值与所述设定值不存在偏差，则不对所述调光信号进行调整。

本实用新型的精确调光的LED恒流控制系统通过对交流输入功率或LED光源的供电功率进行精确采样，并将采样后的数据根据调光命令进行比较、调整，来确保被控的调光功率值符合控制要求；本实用新型的精确调光的LED恒流控制系统可以在使用不同厂家产品的情况下实现精确调光，实用性高。

综上所述，本实用新型提供一种精确调光的LED恒流控制系统，包括：灯控器、恒流模块、LED光源；所述灯控器接收交流电源，并连接所述恒流模块或所述LED光源的输入端，为所述恒流模块提供交流电源，并根据所述恒流模块或所述LED光源的输入信号产生相应的调光信号；所述恒流模块连接于所述灯控器的输出端，将所述交流电源转换为电流信号，并基于所述调光信号对所述电流信号进行调整，以得到调光恒流信号；所述LED光源连接于所述恒流模块的输出端，基于所述调光恒流信号实现LED的恒流输出，并完成LED的亮度调节。本实用新型的精确调光的LED恒流控制系统通过对交流输入功率或LED光源的供电功率进行精确采样，并将采样后的数据根据调光命令进行比较、调整，来确保被控的调光功率值符合控制要求；本实用新型的精确调光的LED恒流控制系统可以在使用不同厂家产品的情况下实现精确调光。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种精确调光的LED恒流控制系统，其特征在于，所述精确调光的LED恒流控制系统至少包括：

灯控器、恒流模块、LED光源；

所述灯控器接收交流电源，并连接所述恒流模块或所述LED光源的输入端，为所述恒流模块提供交流电源，并根据所述恒流模块或所述LED光源的输入信号产生相应的调光信号；

所述恒流模块连接于所述灯控器的输出端，将所述交流电源转换为电流信号，并基于所述调光信号对所述电流信号进行调整，以得到调光恒流信号；

所述LED光源连接于所述恒流模块的输出端，基于所述调光恒流信号实现LED的恒流输出，并完成LED的亮度调节。

2.根据权利要求1所述的精确调光的LED恒流控制系统，其特征在于：所述灯控器包括LED驱动单元、微处理器，身份识别单元及窄带物联网终端模组；

所述LED驱动单元连接所述微处理器，受所述微处理器的控制产生所述调光信号；

所述微处理器接收所述恒流模块或所述LED光源的输入信号，对所述恒流模块或所述LED光源的输入信号进行采样并产生相应的调整信号；

所述身份识别单元连接所述窄带物联网终端模组，为所述窄带物联网终端模组进行身份识别；

所述窄带物联网终端模组连接于所述微处理器，对所述微处理器中需要收发的信号进行无线传输。

3.根据权利要求2所述的精确调光的LED恒流控制系统，其特征在于：所述身份识别单元设置于所述微处理器的内部或外部。

4.根据权利要求2或3所述的精确调光的LED恒流控制系统，其特征在于：所述身份识别单元包括应用于通用分组无线网络的SIM卡、应用于基于蜂窝的窄带物联网网络的SIM卡或应用于增强机器类通信网络的SIM卡。

5.根据权利要求2所述的精确调光的LED恒流控制系统，其特征在于：所述窄带物联网终端模组包括射频单元、电源管理单元及模拟\数字基带单元。

6.根据权利要求1所述的精确调光的LED恒流控制系统，其特征在于：所述调光信号为脉冲宽度调制信号。