專利名稱：一種led道路照明燈零光衰的控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種LED照明燈具零光衰的控制電路。
背景技術(shù)：
LED作為新一代的光源，具有許多優(yōu)良性能，因其原理為PN結(jié)的電子躍遷與空穴復(fù)合的能量而發(fā)光，故為固態(tài)光源，加上高效穩(wěn)定的熒光粉技術(shù)，LED光源具有發(fā)光效率高、 耗電量少、壽命長(zhǎng)、光色純、穩(wěn)定性高、安全性強(qiáng)、環(huán)保、抗震動(dòng)等諸多傳統(tǒng)光源無(wú)法比擬的優(yōu)越性，是一種綠色環(huán)保的照明技術(shù)，在我國(guó)和全球節(jié)能減排的背景下，LED照明的來(lái)臨已經(jīng)近在咫尺。LED光衰是指LED經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的點(diǎn)亮后，其光強(qiáng)會(huì)比原來(lái)的光強(qiáng)要低，而低了的部分就是LED的光衰。一般LED封裝廠家做測(cè)試是在實(shí)驗(yàn)室的條件下(25°C的常溫下)，以 20MA的直流電連續(xù)點(diǎn)亮LED1000小時(shí)來(lái)對(duì)比其點(diǎn)亮前后的光強(qiáng)。目前，LED功能性照明燈具都采用大功率的燈珠，雖然相對(duì)來(lái)講，LED壽命很長(zhǎng) 在保證25度結(jié)溫情況下可以達(dá)到200000小時(shí)，但是由于目前半導(dǎo)體發(fā)光二極管晶片技術(shù)的限制，LED的光電轉(zhuǎn)換效率還有待提高，尤其是大功率LED，大約有70%以上的電能變成熱能釋放，而散熱技術(shù)的有效性和科學(xué)性也不是很理想，加上燈具外觀等苛刻的使用環(huán)境， LED燈光衰的狀況是不可避免的，故目前的LED燈壽命水平較低，差的產(chǎn)品還不到10000小時(shí)，這使得LED推廣和應(yīng)用速度受到極大影響。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種LED燈具零光衰的控制電路，該電路通過(guò)調(diào)整電源的輸出電流補(bǔ)償燈珠正常光衰部分，有效解決LED燈具的光衰問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了大功率LED燈具的零光衰。本實(shí)用新型所述的LED道路照明燈零光衰的控制電路，包括具有調(diào)光控制接口的 LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源電路、單片機(jī)電路、鐵電儲(chǔ)存器電路、溫度傳感器電路、轉(zhuǎn)換器電路，其中， 具有調(diào)光控制接口的LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源Pl的輸出端與單片機(jī)電路一個(gè)輸出端連接，單片機(jī)電路兩個(gè)輸出端分別與鐵電儲(chǔ)存器電路的輸入端和轉(zhuǎn)換器電路輸入端連接；單片機(jī)電路的輸入端與溫度傳感器的輸出端連接，鐵電儲(chǔ)存器電路的輸出端與單片機(jī)電路另一個(gè)輸入端連接；轉(zhuǎn)換器電路輸出端與單片機(jī)電路的第三個(gè)輸入端連接；LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源電路受開(kāi)關(guān)的控制，實(shí)現(xiàn)電源的開(kāi)關(guān)，同時(shí)還受調(diào)光電壓的控制，控制輸出電流的大??；鐵電儲(chǔ)存器電路，用于保存LED燈具累計(jì)運(yùn)行時(shí)間數(shù)據(jù)，單片機(jī)可以讀寫(xiě)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)，并防止干擾數(shù)據(jù)的寫(xiě)入；轉(zhuǎn)換器電路用于將實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為到模擬信號(hào)，基準(zhǔn)電路為轉(zhuǎn)換器輸出電壓提供參考電壓基準(zhǔn)；溫度傳感器電路為單片機(jī)提供光源的熱阻計(jì)算出光源的結(jié)溫，以便單片機(jī)精確輸出控制電流；單片機(jī)模塊是本實(shí)用新型所述電路的核心，存儲(chǔ)有LED的結(jié)溫光衰特性曲線，和光通量對(duì)電流的曲線，建立表格數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)模型，計(jì)算LED燈具累計(jì)照明時(shí)間和輸出電流補(bǔ)償曲線，通過(guò)轉(zhuǎn)換器輸出模擬電壓，控制調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源輸出電流的大小，以
4恒定輸出光通量，使LED道路照明燈零光衰。所述具有調(diào)光控制接口的LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源電路包括LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源Pl、電阻、 恒壓驅(qū)動(dòng)電源P2，其中，LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源P1輸入線是單相電源，單相電源的L火線與繼電器RJl的開(kāi)關(guān)部分的常開(kāi)觸點(diǎn)連接，N為零線、FG接地，LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源輸出多路直流恒流LED1、LED2……LEDn，每組LED光源的正端LED+與LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源Pl的輸出正極連接，LED光源的負(fù)端LED-與LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源Pl的輸出負(fù)極連接，光源的燈珠全部串聯(lián)； 具有恒壓輸出接口的恒壓驅(qū)動(dòng)電源P2的一端與L火線連接，N為零線、re接地，其中兩個(gè)輸出端分別與鉭質(zhì)電解電容C6、與鉭質(zhì)電解電容C7的一端連接，第三個(gè)輸出端與鉭質(zhì)電解電容C6另一端連接后與單片機(jī)電路的供電端連接，鉭質(zhì)電解電容C7的另一端接地。所述單片機(jī)電路包括單片機(jī)U3、看門(mén)狗U1、電容、三極管Tl、晶體振蕩器Yl和電阻 R1，其中，單片機(jī)U3的第三個(gè)接口端與晶體振蕩器Yl的第一個(gè)接口端連接，同時(shí)晶體振蕩器Yl的該接口端對(duì)地并聯(lián)起振電容C8 ；晶體振蕩器Yl的第二個(gè)接口端與單片機(jī)的第四個(gè)接口端連接，同時(shí)晶體振蕩器Yl的該接口端對(duì)地并聯(lián)起振電容C9 ；三極管的發(fā)射集與LED 調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源電路的繼電器驅(qū)動(dòng)部分RJl的一端連接，集電極接地，基極接電阻Rl的一端， 電阻Rl另一端與單片機(jī)U3的第二十個(gè)接口端連接；單片機(jī)U3的第十二個(gè)接口接地；看門(mén)狗Ul的第一個(gè)輸出腳與一個(gè)輸入腳連接；看門(mén)狗Ul的另一個(gè)輸出腳與單片機(jī)的第三十一個(gè)接口端相連，第三個(gè)輸出腳與單片機(jī)的第三十個(gè)接口端連接；看門(mén)狗Ul的第四個(gè)輸出腳接地；看門(mén)狗Ul的第五個(gè)輸出腳接5V電源。所述鐵電儲(chǔ)存器電路包括鐵電存儲(chǔ)器U2、電阻，其中，鐵電存儲(chǔ)器U2三個(gè)接口端接地，并與單片機(jī)U3通過(guò)第12個(gè)接口接地，使存儲(chǔ)器芯片的物理地址為A0，第四個(gè)接口端接地腳；第五個(gè)接口端通過(guò)R2與單片機(jī)的第二十三個(gè)接口端連接，鐵電存儲(chǔ)器U2的第六個(gè)接口端通過(guò)R5與單片機(jī)的第二十二個(gè)接口端連接；鐵電存儲(chǔ)器U2的第七個(gè)接口端與單片機(jī)的第二十一個(gè)接口端連接，鐵電存儲(chǔ)器U2的第八個(gè)接口端通過(guò)電容C2接地。所述轉(zhuǎn)換器電路包括十六位分辨率的轉(zhuǎn)換器U4、電阻、運(yùn)算放大器，其中轉(zhuǎn)換器 U4第一個(gè)接口端通過(guò)電阻R7與運(yùn)算放大器TO的正輸入端連接；運(yùn)算放大器TO的負(fù)輸入端通過(guò)電阻R6接地；轉(zhuǎn)換器U4第二個(gè)接口端接地；轉(zhuǎn)換器U4第三個(gè)接口端為是參考電壓 VREF，該接口端接到LT1009高精度的2. 5V基準(zhǔn)輸出端，為轉(zhuǎn)換器U4輸出電壓提供參考電壓基準(zhǔn)；轉(zhuǎn)換器U4第四個(gè)接口端與單片機(jī)U3的第六個(gè)接口端連接；轉(zhuǎn)換器U4第五個(gè)接口端與單片機(jī)的第七個(gè)接口端連接；轉(zhuǎn)換器U4第六個(gè)接口端與單片機(jī)的第八個(gè)接口端連接； 轉(zhuǎn)換器U4第八個(gè)接口端接5V電壓；運(yùn)算放大器U6的正反饋端與電阻R7的一端連接，電阻R7另一端與轉(zhuǎn)換器U4的輸出端連接；運(yùn)算放大器U6的負(fù)反饋端與電阻R6的一端連接，電阻R6的另一端接地，同時(shí)運(yùn)算放大器U6的負(fù)反饋端與電阻R5的一端連接，電阻R8另一端接與運(yùn)算放大器TO的輸出段連接后再通過(guò)電阻Rl 1與LED可調(diào)恒流調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源電路的調(diào)光接口連接。所述溫度傳感器電路包括溫度傳感器U7、電阻，溫度傳感器U7的第一個(gè)接口端接地，第二個(gè)接口端經(jīng)過(guò)電阻R12與單片機(jī)U3的第十八個(gè)接口端連接，并通過(guò)電阻R13與+5V 電源連接。采用本實(shí)用新型方法，在LED燈具零光衰的控制電路，設(shè)置具有穩(wěn)定可靠的高性能散熱器，該散熱器具有一定的散熱余量(一般為30 50% )，可以有效散熱初始狀態(tài)的1.5倍或更多，即使在驅(qū)動(dòng)電源輸出最大電流的狀態(tài)下，也必須保證一定的有效散熱表面積 (不小于25cm2/W的有效散熱面積)，還包括控制調(diào)節(jié)后的散熱。在LED燈具零光衰的控制電路中還設(shè)置有一臺(tái)可調(diào)的恒流驅(qū)動(dòng)電源，驅(qū)動(dòng)電源預(yù)留了一定的功率余量(一般為30 50% )，驅(qū)動(dòng)電源可以輸出燈具正常電流的1. 5倍或更多，恒流電源具有調(diào)光控制接口( 一般為0 IOV的模擬調(diào)光接口或PWM控制接口)，受單片機(jī)控制，單片機(jī)通過(guò)計(jì)算燈具累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，以一定時(shí)間單位(可以為以分鐘、小時(shí)、天數(shù)、每個(gè)月、每個(gè)季度或每年)補(bǔ)償控制輸出電流，實(shí)現(xiàn)LED燈具零光衰性能。LED燈珠在一個(gè)恒定電流下隨著時(shí)間的推移不可避免要發(fā)生光衰，采用本實(shí)用新型所述電路，可以根據(jù)燈珠的結(jié)溫和光衰壽命特性曲線，以及燈珠的光通量對(duì)電流的特性曲線，建立合理的數(shù)學(xué)模型，智能的控制輸出電流的大小，使得LED燈具在使用壽命內(nèi)零光衰，實(shí)現(xiàn)大功率燈具的零光衰的目的。

圖1為本實(shí)用新型所述方法的流程圖；圖2為本實(shí)用新型所述方法的電路圖；圖3為本實(shí)用新型所述方法的LED壽命曲線圖；圖4為本實(shí)用新型所述方法的LED光通量電流曲線圖。
具體實(shí)施方式
為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面將對(duì)技術(shù)方案附圖做簡(jiǎn)單介紹。參見(jiàn)圖1、圖3、圖4。圖ILED壽命曲線，說(shuō)明LED的光衰和它的結(jié)溫有關(guān)，所謂結(jié)溫就是半導(dǎo)體PN結(jié)的溫度，結(jié)溫越高越早出現(xiàn)光衰，光衰的曲線越陡峭，也就是壽命越短；圖2光通量電流曲線，燈珠在350mA電流下輸出標(biāo)稱的100%光通量，隨著電流的增加，在結(jié)溫不變的情況下，光通量幾乎是按照一個(gè)固定的斜率增加的，燈珠最大可以承受標(biāo)稱電流的3倍，通過(guò)調(diào)整電流完全可以抵消燈珠本身的光衰。根據(jù)圖1，圖2曲線，在單片機(jī)內(nèi)建立數(shù)學(xué)模型，得到電流緩慢增加的曲線。LED道路照明燈零光衰的方法有以下步驟1)在單片機(jī)中建立LED的結(jié)溫光衰特性曲線，為了單片機(jī)能根據(jù)此曲線查詢到燈具運(yùn)行時(shí)間對(duì)應(yīng)的光源光衰數(shù)據(jù)；在單片機(jī)中建立光通量電流特性曲線，為了單片機(jī)能根據(jù)光衰數(shù)據(jù)查詢到對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償電流數(shù)據(jù)；單片機(jī)根據(jù)此數(shù)學(xué)模型表格數(shù)據(jù)，利用LED燈具累計(jì)運(yùn)行時(shí)間計(jì)算出的實(shí)際需要補(bǔ)償輸出的電壓；^LED燈具零光衰的控制電路開(kāi)始工作，單片機(jī)端口和單片機(jī)中寄存器初始化，使得單片機(jī)能正常運(yùn)行，為計(jì)算補(bǔ)償電流提供條件；3)打開(kāi)LED驅(qū)動(dòng)電源開(kāi)關(guān)，LED道路照明燈開(kāi)始工作；4)單片機(jī)讀取鐵電存儲(chǔ)器儲(chǔ)存的LED道路照明燈運(yùn)行時(shí)間，該數(shù)據(jù)是一組十六進(jìn)制數(shù)據(jù)，作為計(jì)算補(bǔ)償電流的控制數(shù)據(jù)；5)單片機(jī)讀取LED道路照明燈運(yùn)行時(shí)間，與數(shù)學(xué)模型中的光衰特性曲線、光通量對(duì)電流的曲線進(jìn)行比較，轉(zhuǎn)換為輸出電流數(shù)據(jù)輸出到DA轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電壓，傳輸給調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源的調(diào)光控制接口，用于控制調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源輸出電流的大??；6)單片機(jī)根據(jù)照明時(shí)間，判斷是否到設(shè)置的LED道路照明燈需要調(diào)整電流的時(shí)間，若到設(shè)置的時(shí)間，則將LED道路照明燈累計(jì)的照明時(shí)間與輸出電流補(bǔ)償曲線，通過(guò)轉(zhuǎn)換器輸出模擬電壓進(jìn)行比較，控制調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源輸出電流的大小，確保電路輸出恒定光通量； 若沒(méi)有到設(shè)置的時(shí)間，則將信號(hào)送到步驟5)重新進(jìn)行比較、轉(zhuǎn)換。參見(jiàn)圖3。LED道路照明燈零光衰的控制電路包括具有調(diào)光控制接口的LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源電路、單片機(jī)電路、鐵電儲(chǔ)存器電路、溫度傳感器電路、轉(zhuǎn)換器電路，其中，具有調(diào)光控制接口的LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源Pl的輸出端與單片機(jī)電路一個(gè)輸入端連接，單片機(jī)電路兩個(gè)輸出端分別與鐵電儲(chǔ)存器電路的輸入端和轉(zhuǎn)換器電路輸入端連接；單片機(jī)電路的第三個(gè)輸出端與溫度傳感器的輸入端連接，鐵電儲(chǔ)存器電路的輸出端與單片機(jī)電路另一個(gè)輸入端連接；轉(zhuǎn)換器電路輸出端與單片機(jī)電路的第三個(gè)輸入端連接；LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源電路受開(kāi)關(guān)電源的控制，實(shí)現(xiàn)電源的開(kāi)關(guān)，同時(shí)還受調(diào)光電壓的控制，控制最大輸出電流；鐵電儲(chǔ)存器電路，用于保存LED燈具累計(jì)運(yùn)行時(shí)間數(shù)據(jù)，單片機(jī)可以讀寫(xiě)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)，防止干擾寫(xiě)入數(shù)據(jù)；轉(zhuǎn)換器電路用于將實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為到模擬信號(hào)，為轉(zhuǎn)換器輸出電壓提供參考電壓基準(zhǔn)； 溫度傳感器電路為單片機(jī)提供光源的熱阻計(jì)算出光源的結(jié)溫，以便單片機(jī)精確輸出控制電流；單片機(jī)模塊是LED燈具零光衰的控制電路的核心，存儲(chǔ)有LED的結(jié)溫光衰特性曲線， 和光通量對(duì)電流的曲線，建立數(shù)學(xué)模型，計(jì)算LED燈具累計(jì)照明時(shí)間和輸出電流補(bǔ)償曲線， 通過(guò)轉(zhuǎn)換器輸出模擬電壓，控制調(diào)光恒流電源，以恒定輸出光通量，使LED道路照明燈零光哀。所述具有調(diào)光控制接口的LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源電路包括恒壓驅(qū)動(dòng)電源P2、電阻、LED 調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源Pl，其中，LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源Pl輸入線是單相電源，單相電源的L火線與繼電器Jl的常開(kāi)觸點(diǎn)連接，N為零線、TO接地，單相電源的輸入電壓范圍AC90 305V，頻率 47 63hz，其中L火線受繼電器Jl開(kāi)關(guān)控制，接到常開(kāi)觸點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)電源的開(kāi)關(guān)；驅(qū)動(dòng)電源輸出多路直流恒流LEDl、LED2……LEDn，每組的正端LED+連接到LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源Pl 的正極，負(fù)端LED-連接到LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源Pl的負(fù)極，光源是28顆大功率燈珠全部串聯(lián)。 多路的恒流比標(biāo)稱的350mA電流多50%左右的余量，受調(diào)光電壓(DC 1 10V)控制；調(diào)光輸入線是兩芯電纜線，輸入電壓范圍是DC 0 10V，0 IV對(duì)應(yīng)控制輸出最大電流的10%， IOV對(duì)應(yīng)控制最大輸出電流。具有調(diào)光控制接口的LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源電路的恒壓驅(qū)動(dòng)電源P2為高性能微型開(kāi)關(guān)電源，其型號(hào)為AC-DC。恒壓驅(qū)動(dòng)電源P2的三個(gè)接口端分別與繼電器Jl的1、2、3腳連接，恒壓驅(qū)動(dòng)電源P2的兩個(gè)輸出端分別與鉭質(zhì)電解電容與鉭質(zhì)電解電容C6、C7的一端連接，第三個(gè)輸出端與鉭質(zhì)電解電容C6另一端連接后與單片機(jī)電路三極管的發(fā)射集連接，鉭質(zhì)電解電容C7的另一端接地。恒壓驅(qū)動(dòng)電源P2提供質(zhì)量更高的直流電壓，為單片機(jī)及其外圍電路提供5V的直流工作電壓，以及為三極管提供12V的直流工作電壓，該電壓的輸出與LED調(diào)光電源無(wú)關(guān)，完全獨(dú)立。單片機(jī)電路包括單片機(jī)U3、看門(mén)狗U1、電容、三極管Tl、晶體振蕩器Yl和電阻R1， 其中，單片機(jī)U3的型號(hào)的為STC12C5612AD。單片機(jī)U3第三個(gè)接口端與晶體振蕩器Yl的1腳接單片機(jī)U3的3腳，同時(shí)晶體振蕩器Yl的1腳對(duì)地并聯(lián)起振電容C8 ；晶體振蕩器Yl的 2腳接單片機(jī)的4腳，同時(shí)晶體振蕩器Yl的2腳對(duì)地并聯(lián)起振電容C9，為單片機(jī)提供時(shí)鐘基準(zhǔn)。三極管為PNP三極管，其型號(hào)為S8550，P2電源不受單片機(jī)控制，只要有市電則一直有電壓輸出。三極管Tl的發(fā)射集與LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源電路中繼電器驅(qū)動(dòng)部分RJl —端連接。三極管的集電極接地，基極接電阻Rl的一端，電阻Rl另一端與單片機(jī)U3的20腳連接完成了驅(qū)動(dòng)電源的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)功能，單片機(jī)輸出低電平可以控制驅(qū)動(dòng)電源工作，輸出高電平可以停止驅(qū)動(dòng)電源工作。看門(mén)狗Ul采用MAXIM公司的MAX813L，是單片機(jī)電路的外部硬件，用于防止異常情況下單片機(jī)死機(jī)，使單片機(jī)在強(qiáng)烈干擾下可以復(fù)位重新運(yùn)行，相當(dāng)于重新上電?？撮T(mén)狗Ui 的1腳與8腳連接，可以監(jiān)視單片機(jī)在1.6s內(nèi)是否正常操作過(guò)看門(mén)狗芯片；看門(mén)狗Ul的7 腳與單片機(jī)的31腳連接，使得硬件看門(mén)狗芯片能夠控制單片機(jī)的復(fù)位，上電提供140ms的高電平，使得單片機(jī)可靠復(fù)位。看門(mén)狗Ul的第6腳與單片機(jī)的30腳連接，是看門(mén)狗芯片的握手連接端，接受單片機(jī)的控制，是與單片機(jī)連接的橋梁；看門(mén)狗Ul的3腳是芯片的接地端，必須接地，不能懸空；第2腳是5V電源端，有監(jiān)視5V電壓功能，當(dāng)?shù)陀?. 4V時(shí)，復(fù)位單片機(jī)。看門(mén)狗Ul的4腳接地；看門(mén)狗Ul的4腳接5V電源。所述鐵電儲(chǔ)存器電路包括鐵電存儲(chǔ)器U2、電阻，其中，鐵電存儲(chǔ)器U2用于保存LED 燈具累計(jì)運(yùn)行時(shí)間數(shù)據(jù)。鐵電存儲(chǔ)器U2的第1，2，3腳接地，并與單片機(jī)U3通過(guò)I2C接口接地，使存儲(chǔ)器芯片的物理地址為AO。鐵電存儲(chǔ)器U2的4腳接地，第5腳通過(guò)電阻R2與單片機(jī)U3的第23腳連接，鐵電存儲(chǔ)器U2的第6通過(guò)電阻R5與單片機(jī)的22腳連接；鐵電存儲(chǔ)器U2的第5，6腳是單片機(jī)與存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)接口端，遵守I2C通訊協(xié)議，單片機(jī)可以讀寫(xiě)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)；鐵電存儲(chǔ)器U2的7腳與單片機(jī)的21腳連接，是存儲(chǔ)器保護(hù)端，該腳為低電平是才可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)，高電平時(shí)，不允許寫(xiě)入數(shù)據(jù)，單片機(jī)在寫(xiě)數(shù)據(jù)完畢應(yīng)該置高，可以有效防止干擾誤寫(xiě)數(shù)據(jù)；鐵電存儲(chǔ)器U2的8腳是存儲(chǔ)器的5V電源端，通過(guò)電容C2接地。所述轉(zhuǎn)換器電路包括十六位分辨率的轉(zhuǎn)換器U4、電阻、運(yùn)算放大器，轉(zhuǎn)換器U4是 MAXIM公司的MAXMl，為高性能十六位分辨率的轉(zhuǎn)換器U4 (DA)，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換。其中轉(zhuǎn)換器U4的1腳是模擬電壓輸出口，輸出電壓范圍是0 VREF ；轉(zhuǎn)換器U4 的第一個(gè)接口端通過(guò)電阻R7與運(yùn)算放大器U6的正輸入端連接；運(yùn)算放大器U6的負(fù)輸出端通過(guò)電阻R6接地；轉(zhuǎn)換器U4的2腳接地；轉(zhuǎn)換器U4的3腳是參考電壓VREF，輸入范圍是 DC2 3V，該腳接到LT1009高精度的2. 5V基準(zhǔn)輸出端，其作用是為DA輸出電壓提供參考電壓基準(zhǔn)；轉(zhuǎn)換器U4的4腳是MAX541芯片的片選端與單片機(jī)U3的6腳連接，低電平有效使能SPI接受數(shù)據(jù)，高電平不接收SPI數(shù)據(jù)；轉(zhuǎn)換器U4的5腳是SPI總線的時(shí)鐘線，與單片機(jī)的第7腳連接；第6腳是SPI數(shù)據(jù)線與單片機(jī)的第8腳連接；第8腳是芯片的電壓腳，接 5V電壓。運(yùn)算放大器U6的型號(hào)為T(mén)LC2274，是TI公司的軌到軌低漂移放大器，能夠輸出滿幅度的電壓。運(yùn)算放大器TO的正反饋端與電阻R7的一端連接，電阻R7另一端與轉(zhuǎn)換器 U4的輸出端(U4的1腳)連接；運(yùn)算放大器U6的負(fù)反饋端與電阻R6的一端連接，電阻R6 的另一端接地，同時(shí)運(yùn)算放大器U6的負(fù)反饋端與電阻R5的一端連接，電阻R8另一端接與運(yùn)算放大器U6的輸出端連接后再通過(guò)電阻Rll與LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源電路的調(diào)光接口連接， 組成正反饋放大電路，放大倍數(shù)G = 1+R8/R6，可以將DA輸出的電壓0 2. 5V，放大到0 IOV的范圍，通過(guò)電阻Rl 1限流后控制驅(qū)動(dòng)電源的調(diào)光接口。 所述溫度傳感器電路包括溫度傳感器U7、電阻，溫度傳感器U7為單線數(shù)字溫度傳感器，單片機(jī)只需要經(jīng)過(guò)一根數(shù)據(jù)線就可以讀取到數(shù)字溫度置，溫度傳感器的測(cè)溫范圍是-55 +125°C。溫度傳感器U7的1腳接地，2腳經(jīng)過(guò)電阻R12連接到單片機(jī)U3的18腳， 并通過(guò)電阻R13與+5V電源連接。單片機(jī)能通過(guò)光源的熱阻等條件計(jì)算出光源的結(jié)溫，從而為精確輸出控制電流提供依據(jù)。。 單片機(jī)模塊U3是本實(shí)用新型所述控制電路的核心，存儲(chǔ)有LED的結(jié)溫光衰特性曲線，和光通量對(duì)電流的曲線，以及建立的數(shù)學(xué)模型表格，計(jì)算LED燈具累計(jì)照明時(shí)間和輸出電流補(bǔ)償曲線，通過(guò)DA輸出模擬電壓，控制LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源輸出電流的大小，如計(jì)算出燈具運(yùn)行時(shí)間是1000小時(shí)，計(jì)算出結(jié)溫85°光衰是2%，那么補(bǔ)償電流就是2%，控制DA輸出電壓是標(biāo)稱正常電壓1. 75V的1. 02倍，輸出電流也就是標(biāo)稱電流的1. 02%倍，補(bǔ)償了正常光衰2%，達(dá)到了輸出恒定光通量的效果，實(shí)現(xiàn)了燈具零光衰理想效果。該電路能夠智能控制調(diào)光電源輸出的電流隨著LED光源累計(jì)照明的時(shí)間增加而增大，從而實(shí)現(xiàn)了隨LED燈具累計(jì)照明時(shí)間的增加而增加LED光源輸出的光通量，實(shí)現(xiàn)了 LED燈具的零光衰。保證了 LED燈具在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)，輸出的光通量能夠隨著累計(jì)照明時(shí)間的增加始終恒定在需要的范圍內(nèi)。工作時(shí)，LED燈具零光衰的控制電路通電，單片機(jī)初始化輸出端口以及內(nèi)部工作寄存器，單片機(jī)U3正常工作開(kāi)始讀取鐵電鐵電存儲(chǔ)器中保存的燈具運(yùn)行時(shí)間數(shù)據(jù)，如 1000小時(shí)，查詢單片機(jī)內(nèi)部的燈具結(jié)溫光衰曲線數(shù)據(jù)為2%，查詢單片機(jī)內(nèi)部的光通量對(duì)電流曲線數(shù)據(jù)如為100%光通量對(duì)應(yīng)350mA，計(jì)算出輸出電流為102%，S卩102X350mA = 357mA，計(jì)算出需要輸出電壓的值，如1.75V電壓輸出對(duì)應(yīng)調(diào)光電源的100%電流，那么此時(shí)的輸出控制電壓為1.75VX102%= 1.785V，單片機(jī)通過(guò)DA轉(zhuǎn)換器U4需要輸出1. 785V， 即完成了一個(gè)補(bǔ)償電流的計(jì)算，若設(shè)置光通量以小時(shí)為控制單位補(bǔ)償電流，單片機(jī)每分鐘寫(xiě)一次運(yùn)行時(shí)間數(shù)據(jù)到鐵電存儲(chǔ)器，并判斷是否整小時(shí)，并計(jì)算補(bǔ)償電流，實(shí)現(xiàn)了燈具連續(xù)工作，使輸出的光通量能夠隨著累計(jì)照明時(shí)間的增加始終恒定在需要的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種LED道路照明燈零光衰的控制電路，其特征在于該電路包括具有調(diào)光控制接口的LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源電路、單片機(jī)電路、鐵電儲(chǔ)存器電路、溫度傳感器電路、轉(zhuǎn)換器電路， 其中，具有調(diào)光控制接口的LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源Pl的調(diào)光控制端與單片機(jī)電路一個(gè)輸出端連接，單片機(jī)電路兩個(gè)輸出端分別與鐵電儲(chǔ)存器電路的輸入端和轉(zhuǎn)換器電路輸入端連接；單片機(jī)電路的輸入端與溫度傳感器的輸出端連接，鐵電儲(chǔ)存器電路的輸出端與單片機(jī)電路另一個(gè)輸入端連接；轉(zhuǎn)換器電路輸出端與單片機(jī)電路的第三個(gè)輸入端連接；LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源電路受開(kāi)關(guān)的控制，實(shí)現(xiàn)電源的開(kāi)關(guān)，同時(shí)還受調(diào)光電壓的控制，控制輸出電流的大小； 鐵電儲(chǔ)存器電路，用于保存LED燈具累計(jì)運(yùn)行時(shí)間數(shù)據(jù)，單片機(jī)可以讀寫(xiě)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)，并防止干擾數(shù)據(jù)的寫(xiě)入；轉(zhuǎn)換器電路用于將實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)，基準(zhǔn)電路為轉(zhuǎn)換器輸出電壓提供參考電壓基準(zhǔn)；溫度傳感器電路為單片機(jī)提供光源的散熱器溫度再根據(jù)熱阻計(jì)算出光源的結(jié)溫，以便單片機(jī)精確輸出控制電流；單片機(jī)模塊是電路的核心，存儲(chǔ)有LED的結(jié)溫光衰特性曲線，和光通量對(duì)電流的曲線，建立表格數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)模型，計(jì)算LED燈具累計(jì)照明時(shí)間和輸出電流補(bǔ)償曲線，通過(guò)轉(zhuǎn)換器輸出模擬電壓，控制調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源輸出電流的大小，以恒定輸出光通量，使LED道路照明燈零光衰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于所述具有調(diào)光控制接口的LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源電路包括LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源Pl、電阻、恒壓驅(qū)動(dòng)電源P2，其中，LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源Pl輸入線是單相電源，單相電源的L火線與繼電器RJl的開(kāi)關(guān)部分的常開(kāi)觸點(diǎn)連接，N為零線、re 接地，LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源輸出多路直流恒流LEDl、LED2……LEDn，每組LED光源的正端LED+ 與LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源Pl的輸出正極連接，LED光源的負(fù)端LED-與LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源Pl的輸出負(fù)極連接，光源的燈珠全部串聯(lián)；具有恒壓輸出接口的恒壓驅(qū)動(dòng)電源P2的一端與L火線連接，N為零線、re接地，P2電源不受單片機(jī)控制，只要有市電則一直有電壓輸出，其中兩個(gè)輸出端分別與鉭質(zhì)電解電容與鉭質(zhì)電解電容C6、C7的一端連接，第三個(gè)輸出端與鉭質(zhì)電解電容C6另一端連接后與單片機(jī)電路的供電端連接，鉭質(zhì)電解電容C7的另一端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于所述單片機(jī)電路包括單片機(jī)U3、看門(mén)狗 U1、電容、三極管Tl、晶體振蕩器Yl和電阻R1，其中，單片機(jī)U3的第三個(gè)接口端與晶體振蕩器Yl的第一個(gè)接口端連接，同時(shí)晶體振蕩器Yl的該接口端對(duì)地并聯(lián)起振電容C8 ；晶體振蕩器Yl的第二個(gè)接口端與單片機(jī)的第四個(gè)接口端連接，同時(shí)晶體振蕩器Yl的該接口端對(duì)地并聯(lián)起振電容C9 ；三極管的發(fā)射集與LED調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源電路的繼電器驅(qū)動(dòng)部分RJl的一端連接，集電極接地，基極接電阻Rl的一端，電阻Rl另一端與單片機(jī)U3的第二十個(gè)接口端連接；單片機(jī)U3的第十二個(gè)接口接地；看門(mén)狗Ul的第一個(gè)輸出腳與一個(gè)輸入腳連接；看門(mén)狗Ul的另一個(gè)輸出腳與單片機(jī)的第三十一個(gè)接口端相連，第三個(gè)輸出腳與單片機(jī)的第三十個(gè)接口端連接；看門(mén)狗Ul的第四個(gè)輸出腳接地；看門(mén)狗Ul的第五個(gè)輸出腳接5V電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于所述鐵電儲(chǔ)存器電路包括鐵電存儲(chǔ)器U2、 電阻，其中，鐵電存儲(chǔ)器U2三個(gè)接口端接地，并與單片機(jī)U3通過(guò)第12個(gè)接口接地，使存儲(chǔ)器芯片的物理地址為A0，第四個(gè)接口端接地腳；第五個(gè)接口端通過(guò)R2與單片機(jī)的第二十三個(gè)接口端連接，鐵電存儲(chǔ)器U2的第六個(gè)接口端通過(guò)R5與單片機(jī)的第二十二個(gè)接口端連接； 鐵電存儲(chǔ)器U2的第七個(gè)接口端與單片機(jī)的第二十一個(gè)接口端連接，鐵電存儲(chǔ)器U2的第八個(gè)接口端通過(guò)電容C2接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于所述轉(zhuǎn)換器電路包括十六位分辨率的轉(zhuǎn)換器U4、電阻、運(yùn)算放大器，其中轉(zhuǎn)換器U4第一個(gè)接口端通過(guò)電阻R7與運(yùn)算放大器U6的正輸入端連接；運(yùn)算放大器U6的負(fù)輸入端通過(guò)電阻R6接地；轉(zhuǎn)換器U4第二個(gè)接口端接地； 轉(zhuǎn)換器U4第三個(gè)接口端為是參考電壓VREF，該接口端接到LT1009高精度的2. 5V基準(zhǔn)輸出端，為轉(zhuǎn)換器U4輸出電壓提供參考電壓基準(zhǔn)；轉(zhuǎn)換器U4第四個(gè)接口端與單片機(jī)U3的第六個(gè)接口端連接；轉(zhuǎn)換器U4第五個(gè)接口端與單片機(jī)的第七個(gè)接口端連接；轉(zhuǎn)換器U4第六個(gè)接口端與單片機(jī)的第八個(gè)接口端連接；轉(zhuǎn)換器U4第八個(gè)接口端接5V電壓；運(yùn)算放大器U6的正反饋端與電阻R7的一端連接，電阻R7另一端與轉(zhuǎn)換器U4的輸出端連接；運(yùn)算放大器TO的負(fù)反饋端與電阻R6的一端連接，電阻R6的另一端接地，同時(shí)運(yùn)算放大器U6的負(fù)反饋端與電阻R5的一端連接，電阻R8另一端接與運(yùn)算放大器U6的輸出段連接后再通過(guò)電阻Rl 1與LED可調(diào)恒流調(diào)光驅(qū)動(dòng)電源電路的調(diào)光接口連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于所述溫度傳感器電路包括溫度傳感器U7、 電阻，溫度傳感器U7的第一個(gè)接口端接地，第二個(gè)接口端經(jīng)過(guò)電阻R12與單片機(jī)U3的第十八個(gè)接口端連接，并通過(guò)電阻Rl3與+5V電源連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種LED道路照明燈零光衰和控制電路，該電路通過(guò)可調(diào)的恒流驅(qū)動(dòng)電源，預(yù)留了一定的功率余量(一般為30～50％)，輸出LED道路照明燈正常電流的1.5倍或更多，可調(diào)的恒流驅(qū)動(dòng)電源具有調(diào)光控制接口，受單片機(jī)控制，單片機(jī)通過(guò)計(jì)算照明燈運(yùn)行時(shí)間，以一定時(shí)間單位補(bǔ)償控制輸出電流，控制LED道路照明燈零光衰性能輸出電流的大小，使照明燈在標(biāo)稱壽命內(nèi)零光衰。該電路通過(guò)調(diào)整電源的輸出電流補(bǔ)償燈珠正常光衰部分，有效解決LED燈具的光衰問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了大功率LED燈具的零光衰。
文檔編號(hào)H05B37/02GK202269063SQ201120378279

公開(kāi)日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2011年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月8日
發(fā)明者楊湖光, 胡棟, 陳祿文 申請(qǐng)人:重慶四聯(lián)光電科技有限公司