CN211656451U - 一种节能led灯的控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种节能LED灯的控制系统，其特征在于：包括亮度感应器，控制芯片U2，开关SW，滤波器，转换芯片U1，二阶有源低通滤波电路，限流保护电路，调压电路，二极管D2，极性电容C6。本实用新型通过亮度感应器对LED灯的使用范围的亮度进行检测，即通过环境的亮度对LED的启闭及亮度进行控制，即实现了LED灯的智能控制，也有效的防止了资源浪费。同时设置了由限流保护电路和二阶有源低通滤波电路以及调压电路构成的开关电路，其中的限流保护电路可有效的对系统开启时产生的瞬间高电流进行抑制，该二阶有源低通滤波电路滤除电流中的高电平，使电流更平稳，同时调压电路可进一步确保电压的稳定性。

Description

一种节能LED灯的控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种控制系统，具体是指一种节能LED灯的控制系统。

背景技术

目前，LED灯作为新型节能光源，以其环保、节能、寿命长、体积小等特点，已经被人们广泛接纳和采用。随着人们生活水平不断的提高，无论在家里或商店里对LED灯亮度和能耗提出了更高的要求，即人们需要在进一步提高LED灯亮度的同时，需要LED灯具有更低的能耗、稳定的亮度。

然而，目前所使用的LED灯的控制系统的供电稳定性差，且无法根据不同的环境亮度进行有效控制LED灯的亮度，从而不能满足人们对LED灯在节能方面的要求。

实用新型内容

本发明的目的在于克服现有技术的LED灯的控制系统的供电稳定性差，且无法根据不同的环境亮度进行有效控制LED灯的亮度的缺陷，提供一种节能LED灯的控制系统。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种节能LED灯的控制系统，包括亮度感应器，控制芯片U2，开关SW，与亮度感应器连接的滤波器，与滤波器连接的转换芯片U1，分别与转换芯片U1和控制芯片U2连接的二阶有源低通滤波电路，串接在转换芯片U1和控制芯片U2之间的限流保护电路，分别与限流保护电路和控制芯片U2连接的调压电路，N极与开关SW的4管脚连接、P极与控制芯片U2的VDD管脚连接后接地的二极管D2，正极与控制芯片U2的TD管脚连接、负极接地的极性电容C6。

进一步的，所滤波器包括正极与转换芯片U1的CLK管脚连接、负极与转换芯片U1的IN管脚连接的极性电容C1，一端与亮度感应器连接、另一端与转换芯片U1的CLK管脚连接的电阻R1；所述极性电容C1的负极还与亮度感应器连接。

所述二阶有源低通滤波电路包括三极管VT1，二极管D1，正极与转换芯片U1的CLK管脚连接、负极经电阻R2后与转换芯片U1的OPIN管脚连接的极性电容C1，一端与二极管D1的P极连接、另一端与转换芯片U1的AL管脚；连接的电阻R4，一端与三极管VT1的基极连接、另一端与二极管D的N极连接的电阻R5，正极与转换芯片U1的SW管脚连接、负极与三极管VT1的发射极连接的极性电容C3，一端与转换芯片U1的OPIN管脚连接、另一端与极性电容C3的正极连接的电阻R3；所述三极管VT1的集电极与控制芯片U2的VDD管脚连接后接地。

再进一步的，所述限流保护电路包括三极管VT4，三极管VT5，正极经电阻R6后与转换芯片U1的OUT管脚连接、负极经热敏电阻RT后与三极管VT4的集电极连接的极性电容C4，一端与三极管VT5的基极连接、另一端与控制芯片U2的OD管脚连接的电阻R8；所述三极管VT4的基极与三极管VT5的发射极连接，该三极管VT4的发射极与调压电路连接，该三极管VT4的集电极还与控制芯片U2的VSS管脚连接；所述三极管VT5的集电极与三极管VT4的集电极连接。

更进一步的，所述调压电路包括三极管VT2，三极管VT3，一端与三极管VT4的发射极连接、另一端与三极管VT3的集电极连接的电阻R7，一端与三极管VT3的集电极连接、另一端与三极管VT3的发射极连接后接地的电阻R9，正极与三极管VT3的发射极连接、负极与三极管VT2的发射极连接的极性电容C6，一端与极性电容C6的负极连接、另一端与三极管VT3的发射极连接的电阻R10，一端与三极管VT2的基极连接、另一端与控制芯片U2的OC管脚连接的电阻R12，一端与三极管VT3基极连接、另一端与控制芯片U2的CSI管脚连接的可调电阻R11；所述三极管VT3的集电极与三极管VT2的集电极连接，该三极管VT3的基极还与三极管VT2的发射极连接。

所述控制芯片U2的VDD管脚与VSS管脚之间串接有极性电容C5，所述极性电容C5的正极与控制芯片U2的VDD管脚相连接、负极与控制芯片U2的VSS管脚连接。

为了确保本实用新型的实际使用效果，所转换芯片U1为MAX291集成芯片。所述控制芯片U2为CN3085集成芯片；所述开关SW为双控开关。

本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型通过亮度感应器对LED灯的使用范围的亮度进行检测，即通过环境的亮度对LED的启闭及亮度进行控制，即实现了LED灯的智能控制，也有效的防止了资源浪费。

(2)本实用新型同时设置了由限流保护电路和二阶有源低通滤波电路以及调压电路构成的开关电路，其中的限流保护电路可有效的对系统开启时产生的瞬间高电流进行抑制，该二阶有源低通滤波电路滤除电流中的高电平，使电流更平稳，同时调压电路可进一步确保电压的稳定性，从而为LED提高一个稳定的工作电压。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式并不限于此。

实施例

如图1所示，本实用新型的节能LED灯的控制系统，包括亮度感应器，控制芯片U2，开关SW，与亮度感应器连接的滤波器，与滤波器连接的转换芯片U1，分别与转换芯片U1和控制芯片U2连接的二阶有源低通滤波电路，串接在转换芯片U1和控制芯片U2之间的限流保护电路，分别与限流保护电路和控制芯片U2连接的调压电路，N极与开关SW的4管脚连接、P极与控制芯片U2的VDD管脚连接后接地的二极管D2，正极与控制芯片U2的TD管脚连接、负极接地的极性电容C6。所转换芯片U1为MAX291集成芯片。

具体的，该开关SW的第1脚和第2脚与LED灯相连接，开关SW的第3脚与外部5V电源连接。本实施例中的控制芯片U1采用了专用的控制集芯片CN3058来实现，本实施例中的开关SW1优先采用了双控开关来实现。亮度感应器在本实施例中采用APDS-9002亮度感应器来实现。该APDS-9002亮度感应器采集亮度信号的准确性强。所述的亮度感应器用于采集LED灯工作区域的亮度信号，当LED灯使用范围的亮度足够亮时，该亮度感应器输出低电平，整个控制系统不通电，当LED灯使用范围的亮度低于可视亮度时，该亮度感应器输出高电平，整个控制系统通电，LED灯被点亮，LED灯使用范围的亮度越低，亮度感应器输出高电平越高，控制系统输出电压越高，LED灯越亮。反之，当LED灯使用范围的亮度由低变高时，亮度感应器输出高电平便逐渐变低，控制系统输出电压逐渐降低，LED灯逐渐变暗，直到LED灯使用范围的亮度足够亮，LED灯熄灭。亮度感应器的亮度感应值可根据需要进行设定。同时可通过将开关SW的第1脚和第3脚、第2脚和第4脚同时导通，开启LED灯。

其中，所滤波器包括正极与转换芯片U1的CLK管脚连接、负极与转换芯片U1的IN管脚连接的极性电容C1，一端与亮度感应器连接、另一端与转换芯片U1的CLK管脚连接的电阻R1；所述极性电容C1的负极还与亮度感应器连接。该电路的极性电容C2的容值为0.1μF，电阻R1的阻值为1KΩ。该电路用于将亮度感应器输出的电平中的干扰波进行滤出。

所述二阶有源低通滤波电路包括三极管VT1，二极管D1，正极与转换芯片U1的CLK管脚连接、负极经电阻R2后与转换芯片U1的OPIN管脚连接的极性电容C1，一端与二极管D1的P极连接、另一端与转换芯片U1的AL管脚；连接的电阻R4，一端与三极管VT1的基极连接、另一端与二极管D的N极连接的电阻R5，正极与转换芯片U1的SW管脚连接、负极与三极管VT1的发射极连接的极性电容C3，一端与转换芯片U1的OPIN管脚连接、另一端与极性电容C3的正极连接的电阻R3；所述三极管VT1的集电极与控制芯片U2的VDD管脚连接后接地。

该电路中的电阻R2的阻值为1KΩ，电阻R3～电阻R5的阻值均为10KΩ，三极管VT1为3DG12三极管，极性电容C1的容值为2μF，极性电容C3的容值为0.1μF。该电路的极性电容C1和电阻R2与极性电容C3和电阻R3构成一个二阶滤波器对转换芯片U1输出的电流中高电流进行抑制，而三极管VT1和二极管D1以及电阻R4和电阻R5形成一个放大器，对电流中的微电流进行调整，使转换芯片U1输出的电流更平稳。

进一步地，所述限流保护电路包括三极管VT4，三极管VT5，正极经电阻R6后与转换芯片U1的OUT管脚连接、负极经热敏电阻RT后与三极管VT4的集电极连接的极性电容C4，一端与三极管VT5的基极连接、另一端与控制芯片U2的OD管脚连接的电阻R8；所述三极管VT4的基极与三极管VT5的发射极连接，该三极管VT4的发射极与调压电路连接，该三极管VT4的集电极还与控制芯片U2的VSS管脚连接；所述三极管VT5的集电极与三极管VT4的集电极连接。

该电路中的电阻R6的阻值为10KΩ，电阻R8的阻值为1KΩ，极性电容C4的容值为2μF，三极管VT4和三极管VT5均为3DG12三极管，本实施例中其热敏电阻RT的热感值为40℃。

再进一步地，所述调压电路包括三极管VT2，三极管VT3，一端与三极管VT4的发射极连接、另一端与三极管VT3的集电极连接的电阻R7，一端与三极管VT3的集电极连接、另一端与三极管VT3的发射极连接后接地的电阻R9，正极与三极管VT3的发射极连接、负极与三极管VT2的发射极连接的极性电容C6，一端与极性电容C6的负极连接、另一端与三极管VT3的发射极连接的电阻R10，一端与三极管VT2的基极连接、另一端与控制芯片U2的OC管脚连接的电阻R12，一端与三极管VT3基极连接、另一端与控制芯片U2的CSI管脚连接的可调电阻R11；所述三极管VT3的集电极与三极管VT2的集电极连接，该三极管VT3的基极还与三极管VT2的发射极连接。

该电路中的电阻R7的阻值为10KΩ，电阻R9的阻值为47KΩ，电阻R10的阻值为100KΩ，可调电阻R11的可调值为0～100KΩ，极性电容C6的容值为120μF，三极管VT2和三极管VT3均为3DG12三极管。

为了提高控制芯片U2的内部电流的稳定性，在控制芯片U2的VDD管脚与VSS管脚之间串接有极性电容C5，所述极性电容C5的正极与控制芯片U2的VDD管脚相连接、负极与控制芯片U2的VSS管脚连接。该极性电容C5采用了容值为0.1μF的充放电容来实现。

运行时，该转换芯片U1与控制芯片U2配合使用，当亮度感应器输出高电平时，控制芯片U2的OD管脚和OC管脚均输出高电平，三极管VT4和三极管VT5形成晶闸管开关，此时，三极管VT4和三极管VT5导通，极性电容C4上的电压升高，其电阻R8作为该电路中的限流电阻，以消除三极管VT4导通时所产生的瞬间高电流，同时，极性电容C4达到饱和并开始放电，极性电容C4输出的电流经热敏电阻RT后加载到控制芯片U2的VSS管脚。控制芯片U2的VDD管脚和VSS管脚之间的极性电容C5对控制芯片U2的内部电流进行恒定，使控制芯片U2的内部电压达到充电限制电压4.2V时，控制芯片U2的OC管脚输出低电压为3.6V，三极管VT2和三极管VT3导通，此时可调电阻R11的阻值为最小0KΩ，此时，二极管D2导通，LED灯被点亮。当亮度感应器输出电平逐渐变低时，控制芯片U2的OC管脚输出低电压为也由3.6V逐渐降低，可调电阻R11的阻值逐渐变大在可调电阻R11的阻值未到最高值100KΩ时，二极管D2为导通状态，其LED灯的亮度会随着可调电阻R11变大而变暗。

当亮度感应器输出低电平时，即LED灯使用范围亮度足够时，控制芯片U2的OD管脚和OC管脚均输出低平，此时，三极管VT4和三极管VT5截止，控制芯片U2的OC管脚输出低电压为0V，三极管VT2和三极管VT3截止，此时可调电阻R11的阻值为最大100KΩ，此时，二极管D2截止，LED灯熄灭。

如上所述，便可很好的实现本实用新型。

Claims (8)

1.一种节能LED灯的控制系统，其特征在于：包括亮度感应器，控制芯片U2，开关SW，与亮度感应器连接的滤波器，与滤波器连接的转换芯片U1，分别与转换芯片U1和控制芯片U2连接的二阶有源低通滤波电路，串接在转换芯片U1和控制芯片U2之间的限流保护电路，分别与限流保护电路和控制芯片U2连接的调压电路，N极与开关SW的4管脚连接、P极与控制芯片U2的VDD管脚连接后接地的二极管D2，正极与控制芯片U2的TD管脚连接、负极接地的极性电容C6。

2.根据权利要求1所述的一种节能LED灯的控制系统，其特征在于：所滤波器包括正极与转换芯片U1的CLK管脚连接、负极与转换芯片U1的IN管脚连接的极性电容C1，一端与亮度感应器连接、另一端与转换芯片U1的CLK管脚连接的电阻R1；所述极性电容C1的负极还与亮度感应器连接。

3.根据权利要求2所述的一种节能LED灯的控制系统，其特征在于：所述二阶有源低通滤波电路包括三极管VT1，二极管D1，正极与转换芯片U1的CLK管脚连接、负极经电阻R2后与转换芯片U1的OPIN管脚连接的极性电容C1，一端与二极管D1的P极连接、另一端与转换芯片U1的AL管脚；连接的电阻R4，一端与三极管VT1的基极连接、另一端与二极管D的N极连接的电阻R5，正极与转换芯片U1的SW管脚连接、负极与三极管VT1的发射极连接的极性电容C3，一端与转换芯片U1的OPIN管脚连接、另一端与极性电容C3的正极连接的电阻R3；所述三极管VT1的集电极与控制芯片U2的VDD管脚连接后接地。

4.根据权利要求3所述的一种节能LED灯的控制系统，其特征在于：所述限流保护电路包括三极管VT4，三极管VT5，正极经电阻R6后与转换芯片U1的OUT管脚连接、负极经热敏电阻RT后与三极管VT4的集电极连接的极性电容C4，一端与三极管VT5的基极连接、另一端与控制芯片U2的OD管脚连接的电阻R8；所述三极管VT4的基极与三极管VT5的发射极连接，该三极管VT4的发射极与调压电路连接，该三极管VT4的集电极还与控制芯片U2的VSS管脚连接；所述三极管VT5的集电极与三极管VT4的集电极连接。

5.根据权利要求4所述的一种节能LED灯的控制系统，其特征在于：所述调压电路包括三极管VT2，三极管VT3，一端与三极管VT4的发射极连接、另一端与三极管VT3的集电极连接的电阻R7，一端与三极管VT3的集电极连接、另一端与三极管VT3的发射极连接后接地的电阻R9，正极与三极管VT3的发射极连接、负极与三极管VT2的发射极连接的极性电容C6，一端与极性电容C6的负极连接、另一端与三极管VT3的发射极连接的电阻R10，一端与三极管VT2的基极连接、另一端与控制芯片U2的OC管脚连接的电阻R12，一端与三极管VT3基极连接、另一端与控制芯片U2的CSI管脚连接的可调电阻R11；所述三极管VT3的集电极与三极管VT2的集电极连接，该三极管VT3的基极还与三极管VT2的发射极连接。

6.根据权利要求5所述的一种节能LED灯的控制系统，其特征在于：所述控制芯片U2的VDD管脚与VSS管脚之间串接有极性电容C5，所述极性电容C5的正极与控制芯片U2的VDD管脚相连接、负极与控制芯片U2的VSS管脚连接。

7.根据权利要求1～6任一项所述的一种节能LED灯的控制系统，其特征在于：所转换芯片U1为MAX291集成芯片。

8.根据权利要求7所述的一种节能LED灯的控制系统，其特征在于：所述控制芯片U2为CN3085集成芯片；所述开关SW为双控开关。

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