CN2783698Y - 一种智能型多通道led灯光调控装置 - Google Patents

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项珏
赵康康
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SHANGHAI EVERLASTING GLOW TECHNOLOGY CO., LTD.
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项珏
赵康康
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本实用新型涉及一种智能型多通道LED灯光调控装置，主要由PC控制终端、通信接口、中央处理器(CPU)即LED调光控制器、工作参数设置开关组件、地址设置开关组件、工作参数存储器、光电隔离器、功率放大器、及工作电源组成。工作时，由PC控制终端发出工作指令，通过通信接口提供控制LED调光控制器工作的参数，LED调光控制器控制输出PWM脉宽调制电压信号，从而调节控制LED灯光的亮度。在控制信号输出电路和功率驱动电路之间设置了光电耦合器件，有助于提高工作稳定性和抗干扰能力。利用本实用新型的调控装置，可以对一路或多路LED灯的发光亮度进行随意调节控制，使LED灯可应用于具有调光要求的任何使用场合。

Description

一种智能型多通道LED灯光调控装置
技术领域
本实用新型涉及一种照明灯光亮度调控系统，特别是一种适用于LED灯光亮度调控方面的电气调节控制装置。
背景技术
目前在灯光照明场合使用的电气照明器具绝大部分为白炽灯。其优点主要为适用性很强，既可用于灯光亮度要求恒定不变的场合，又可用于灯光亮度要求可调的场合。其缺点是能量损耗大、灯泡的工作寿命比较短、光照时间稍长后会引发环境升温而造成环境污染，因而，从经济性和实用性角度来说，均不太理想。目前，节约能源是一项全球性关心的课题，而每年要损耗大量能源的白炽灯照明问题，很自然地成了人们关心和研究的对象。近些年来，随着半导体发光技术的发展，半导体发光二极管(即LED)的亮度和显色能力得到了很大提高，尤其是其全固体、无污染、工作寿命长及超低功耗、节能显著等优点，深受人们青睐。事实已经证明：利用LED制成的灯具，其亮度可为普通白炽灯的近三倍，而耗能却仅为普通白炽灯的1/10左右、有效工作寿命却是普通白炽灯的100倍以上，因而市场前景诱人。但到目前为止，LED灯的亮度还不能像白炽灯那样随意调节，因而不能应用于有调光控制要求的场合，例如用作亮度频繁变化的舞台灯光、艺术灯光等。究其原因是因为LED自身的固有特点决定其不能通过采用调节其工作偏置电压和工作电流的方式直接进行调光控制，因而使适用场合受到很大的限制。
发明内容
本实用新型的目的是要提供一种可以对LED灯的发光亮度进行即时调节控制的新颖电气控制装置，该装置适合用于控制具有显著节能效果、极长工作寿命、较高发光效率和使用时无污染的LED灯，也能应用于白炽灯光源所能涉足的一切场合，从而取代白炽灯，为人类的照明事业发挥其应有作用。
本实用新型是这样实现的：依据由申请人自己完成的“一种调节控制LED灯光亮度的方法”发明专利的构思，设计了一套适用于LED灯光亮度调节的控制装置，该装置不仅可以用来调节控制单个LED的灯光亮度，而且可以用来同时调节控制多个。将LED灯的工作电压主频调节在60Hz-180Hz范围内，然后在额定的周期时间内依据所要求的LED灯发光亮度对其工作电压接通/断开的时间作适当调整，即改变接通电压的脉冲宽度，实现对LED灯发光亮度的控制。所要求的亮度越高，则接通电压的脉冲宽度越宽。反之，则越窄。椐此原理设计研制的本实用新型智能型多通道LED灯光调控装置主要由PC控制终端、通信接口、工作参数设置开关组件、地址设置开关组件、工作参数存储器、中央处理器(CPU)即LED调光控制器、光电隔离器、功率放大器、及工作电源组成。工作时，由PC控制终端发出工作指令，通过通信接口发出控制LED调光控制器工作的参数，从而控制LED灯的工作状态，同时通过通信接口，PC控制终端获得LED的工作状况信息；微处理器(CPU)即LED调光控制器，由它控制输出PWM脉宽调制电压信号，控制LED灯的亮度；参数设置开关组件主要用于为调光控制器设定与各路LED灯工作要求相适应的工作参数，并将该设定的工作参数存储于参数存储器内，以便当在PC控制终端器不工作时，LED调光控制器可以依据参数存储器内记忆的数据自动地进行调节控制各路LED灯的工作状态，有利于确保正常工作；地址设置开关组件主要用于为调光控制器设定各LED灯通道的地址，便于PC终端控制每个通道的工作状态；此外，为了提高本装置的工作稳定性和抗干扰能力，在控制信号输出电路和功率驱动电路之间采取了光电隔离措施，由光电耦合器件执行间接控制；功率放大器承担二级放大任务，然后驱动LED灯按设定的要求工作。
基于上述构思的本实用新型的智能型多通道LED灯光调控装置，可以根据实际使用要求，设定各路LED灯控制通道的相应工作参数及地址，自动地执行各路LED灯工作状态的即时调节控制。利用本实用新型的智能型多通道LED灯光调控装置，可以控制一路或多路LED灯的工作状态，使LED灯的发光亮度可以随意调节控制，这意味着从此可以使LED灯能用于具有调光要求的任何使用场合。虽然从总体上讲在LED灯的基础上增加了一些自动调控器件，略增加了一些成本，但从其可以广泛应用于任何具有调光要求的工作场合、及其在使用过程中显著的节能效果、极长的工作寿命、较高的发光效率和无污染的角度来说，其显著的技术先进性、经济性和实用性是十分明显的，必将会产生不可估量的社会、经济效益。
附图说明
图1是本实用新型智能型多通道LED灯光调控装置的基本接线示意图；
图2是本实用新型智能型多通道LED灯光调控装置的电气方框图；
图3是本实用新型智能型多通道LED灯光调控装置的电气控制部分线路图；
图4是本实用新型智能型多通道LED灯光调控装置的电气驱动部分线路图。
图中：
1.PC控制终端            2.通信接口              3.微处理器(CPU)
4.参数设置开关组件      5.地址设置开关组件      6.工作参数存储器
7.光电隔离器件          8.功率放大器            9.工作电源
具体实施方式
下面结合附图和典型实施例对本实用新型作进一步描述。
在图1中，给示了本实用新型智能型多通道LED灯光调控装置在实际使用中的基本接线示意图，220V交流电源经本实用新型的LED灯光调控装置处理后，向LED灯的二端发送出适于LED能够按预定的要求受控发光的工作电压V0。
在图2、图3和图4中，本实用新型智能型多通道LED灯光调控装置主要由PC控制终端1、通信接口2、中央处理器(CPU)即LED调光控制器3、参数设置开关组件4、地址设置开关组件5、工作参数存储器6、光电隔离器件7、功率放大器8和工作电源9组成。其中：通信接口2的主体是MAX485通信接口芯片U1，由它组成RS485接口，PC控制终端1与通信接口芯片U1的二个脚相电气相连；中央处理器(CPU)即LED调光控制器3主体为ATMEL89C51微处理器芯片U2，其中有三个脚与MAX485通信接口芯片U1的四个脚电气相连，有二个脚与工作参数存储器6的芯片U3的二个脚电气相连，五个脚与参数设置开关组件4电气相连，八个脚与地址设置开关组件5相电气相连，五个脚与光电隔离器件7的输入端电气相连；工作参数存储器6的主体为24C16电可擦存储芯片U3，内部存储有各LED灯通道的工作参数，以便于在PC终端控制器不工作、PC控制终端1无控制信号输出时，微处理器(CPU)即LED调光控制器3可以根据该记忆的数据自动地调节每个LED灯通道的输出；光电隔离器件7主体为4N35光电耦合器，专为提高LED调光系统的工作稳定性和搞干扰能力而设置，使每个LED调光驱动输出通道和微处理器在电气上完全隔离，其隔离绝缘电压可达直流1500V；功率放大器8主要由二个驱动级和一个输出级组成，其第一个驱动级主要由三极管2SC1815构成的放大级，其基极与集电极间的输入信号来自光电耦合器的二个输出端，第二个驱动级主要由三极管2SC1815和三极管25A1016组成的可以提高开关电平的驱动电路，驱动级主要由ZRF540场效应管构成，是大功率PWM脉宽调制信号的功率驱动件，其输出用于直接驱动LED灯工作，其最大驱动电流可达28A，完全可以满足各种应用场合的需求；参数设置开关组件4是一组与调控LED通道数量相同的开关K2，主要用于设置每个通道的工作状态参数，当开关拨至ON接通位置时，该微处理器芯片U2上与之相应的脚被接地，此相应的通道上便无调光信号输出；地址设置开关组件5是一组有256个地址选择的开关K1，用于设置调光控制器的寻址地址，便于PC终依址控制每个LED通道输出的工作状态；工作电源9是保证功率放大器8中各种三极管和场效应管正常工作的稳压电源。

Claims (3)

1.一种智能型多通道LED灯光调控装置，主要由PC控制终端(1)、通信接口(2)、中央处理器(CPU)即LED调光控制器(3)、工作参数设置开关组件(4)、地址设置开关组件(5)、工作参数存储器(6)、光电隔离器(7)、功率放大器(8)、及工作电源(9)组成，其特征在于：通信接口(2)的主体是MAX485通信接口芯片U1，中央处理器(CPU)即LED调光控制器(3)主体为ATMEL89C51微处理器芯片U2，参数设置开关组件(4)是一组与调控LED通道数量相同的开关K2，地址设置开关组件(5)是一组有256个地址选择的开关K1，工作参数存储器(6)的主体为24C16可电擦除存储芯片U3，光电隔离器件(7)主体为4N35光电耦合器，功率放大器(8)主要由三极管2SC1815、三极管25A1016和场效应管ZRF540构成。
2.根据权利要求1所述的一种智能型多通道LED灯光调控装置，其特征在于所述的中央处理器(CPU)即LED调光控制器(3)的ATMEL89C51微处理器芯片U2的三个脚与MAX485通信接口芯片U1的四个脚电气相连，二个脚与工作参数存储器(6)的芯片U3的二个脚电气相连，五个脚与参数设置开关组件(4)电气相连，八个脚与地址设置开关组件(5)电气相连，五个脚与光电隔离器件(7)的输入端电气相连。
3.根据权利要求1所述的一种智能型多通道LED灯光调控装置，其特征在于所述的中央处理器(CPU)与光电隔离器件(7)电气相连，并通过光电隔离器件(7)输出脚与功率放大器(8)间接电气相连。
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