本實用新型涉及LED控制領(lǐng)域，具體地是涉及一種LED調(diào)光控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

市場上大部分LED電源主要是通過硬件芯片邏輯對光源進行調(diào)節(jié)和保護，可移植性差，功能單一，一旦需要更改或者升級新功能往往費時費力。加之市場上客戶要求的調(diào)光方式五花八門，開發(fā)一款兼容性強控制功能強大的MCU勢在必行。

因此，本實用新型的實用新型人亟需構(gòu)思一種新技術(shù)以改善其問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型旨在提供一種LED調(diào)光控制系統(tǒng)，其可以控制LED電源輸出的電流以及限制最大負(fù)載電壓，同時五合一控制總線又集AD0-10V調(diào)光串口通訊控制PWM占空比為一身，同時具有恒功率和恒電流的調(diào)光功能，簡單方便，兼容了市場上大部分調(diào)光需求。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是：

一種LED調(diào)光控制系統(tǒng)，包括：MCU單元、電流采樣電路、電壓采樣電路、溫度采樣電路、電流環(huán)電路、電壓環(huán)電路、PWM采樣電路和單總線通訊電路，其中所述電流采樣電路、所述電壓采樣電路、所述溫度采樣電路、所述電流環(huán)電路、所述電壓環(huán)電路、所述PWM采樣電路分別與所述MCU單元連接，所述單總線通訊電路通過一控制總線與所述PWM采樣電路連接。

優(yōu)選地，所述電流環(huán)電路包括運算放大器U3B、電阻R1、電阻R2、電阻R11、電容C2、電容C8、二極管D1，電阻R1一端與MCU單元的第15腳連接，另一端與電阻R2、電容C2串聯(lián)后接地；電阻R11和電容C8串聯(lián)在運算放大器U3B的第6腳與第7腳之間；所述電壓環(huán)電路包括運算放大器U3A、電阻R20、電阻R23、電容C13、二極管D3，電阻R20一端與MCU單元的第17腳連接，另一端與運算放大器U3A的第3腳連接；電阻R23和電容C13串聯(lián)在運算放大器U3A的第2腳與第1腳之間；運算放大器U3B的第7腳依次通過二極管D1、二極管D3后與運算放大器U3A的第1腳連接。

優(yōu)選地，所述電流采樣電路包括運算放大器U5、電阻R28、電阻R35、電容C21、電容C18，電阻R35和電容C21并聯(lián)在運算放大器U5的第3腳和第4腳之間；電阻R28一端與運算放大器U5的第4腳連接，另一端與MCU單元的第9腳和電容C18連接。

優(yōu)選地，所述電壓采樣電路包括電阻R8、電阻R12、電阻R15、電容C10，電阻R8、電阻R12、電阻R15串聯(lián)后接地；電容C10并聯(lián)在電阻R15兩端，其一端與MCU單元的第8腳連接，另一端接地。

優(yōu)選地，所述溫度采樣電路包括電阻R16、可變電阻RT1、電容C11，電阻R16一端介入5V電源；另一端與可變電阻RT1和MCU單元的第13腳連接，可變電阻RT1和電容C11并聯(lián)后接地。

優(yōu)選地，所述PWM采樣電路包括運算放大器U6、電阻R29、電阻R32、電阻R50、電容C19、電容C191，運算放大器U6的第4腳通過電阻R32后與MCU單元的第14腳連接；電阻R50和電容C191并聯(lián)，二者一端與MCU單元的第14腳連接，另一端接地；運算放大器U6的第1腳分別與電阻R29和電容C19連接，其第3腳與第4腳連接；電阻R29與一控制總線連接。

優(yōu)選地，所述單總線通訊電路包括光隔離芯片U7、光隔離芯片U8、光隔離芯片U9、光隔離芯片U10、穩(wěn)壓二極管ZD1、穩(wěn)壓二極管ZD2、電阻R42、電阻R46，其中光隔離芯片U7依次通過穩(wěn)壓二極管ZD1、電阻R42后與光隔離芯片U8和光隔離芯片U10的第2腳連接；光隔離芯片U9依次通過穩(wěn)壓二極管ZD2、電阻R46后與光隔離芯片U8和光隔離芯片U10的第2腳連接。

優(yōu)選地，還包括預(yù)調(diào)試串口電路，其包括電阻R18和接插件UART1，電阻R18一端接入5V電壓，另一端與接插件UART1的第2腳和MCU單元的第12腳連接，接插件UART1的第3腳和MCU單元的第10腳連接。

優(yōu)選地，運算放大器U3A、運算放大器U3B均采用AP4310運算放大器。

優(yōu)選地，光隔離芯片U7、光隔離芯片U8、光隔離芯片U9、光隔離芯片U10均為PC357SMD光隔離芯片。

采用上述技術(shù)方案，本實用新型至少包括如下有益效果：

本實用新型所述的LED調(diào)光控制系統(tǒng)，使用單片機進行控制LED電源，基于此開發(fā)的MCU可以有強大的控制功能與實時監(jiān)控功能，從而達(dá)到控制LED電源輸出的電流以及限制最大負(fù)載電壓的作用，五合一控制總線又集AD0-10V調(diào)光串口通訊控制PWM占空比為一身，同時具有恒功率和恒電流的調(diào)光功能，簡單方便，既兼容了市場上大部分調(diào)光需求，又沒有過多的引線讓使用變的復(fù)雜。

附圖說明

圖1為本實用新型所述的LED調(diào)光控制系統(tǒng)的部分電路圖；

圖2為本實用新型所述的電流環(huán)電路和電壓環(huán)電路的電路圖；

圖3為本實用新型所述的電流采樣電路的電路圖；

圖4為本實用新型所述的溫度采樣電路的電路圖；

圖5為本實用新型所述的PWM采樣電路的電路圖；

圖6為本實用新型所述的單總線通訊電路的電路圖；

圖7為本實用新型所述的預(yù)調(diào)試串口電路的電路圖；

圖8為本實用新型所述的LED調(diào)光控制系統(tǒng)的工作框圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

如圖1至圖7所示，為符合本實用新型的一種LED調(diào)光控制系統(tǒng)，包括：MCU單元、電流采樣電路、電壓采樣電路、溫度采樣電路、電流環(huán)電路、電壓環(huán)電路、PWM采樣電路和單總線通訊電路，其中所述電流采樣電路、所述電壓采樣電路、所述溫度采樣電路、所述電流環(huán)電路、所述電壓環(huán)電路、所述PWM采樣電路分別與所述MCU單元連接，所述單總線通訊電路通過一控制總線與所述PWM采樣電路連接。

優(yōu)選地，如圖2所示，所述電流環(huán)電路包括運算放大器U3B、電阻R1、電阻R2、電阻R11、電容C2、電容C8、二極管D1，電阻R1一端與MCU單元的第15腳連接，另一端與電阻R2、電容C2串聯(lián)后接地；電阻R11和電容C8串聯(lián)在運算放大器U3B的第6腳與第7腳之間；所述電壓環(huán)電路包括運算放大器U3A、電阻R20、電阻R23、電容C13、二極管D3，電阻R20一端與MCU單元的第17腳連接，另一端與運算放大器U3A的第3腳連接；電阻R23和電容C13串聯(lián)在運算放大器U3A的第2腳與第1腳之間；運算放大器U3B的第7腳依次通過二極管D1、二極管D3后與運算放大器U3A的第1腳連接。

優(yōu)選地，如圖3所示，所述電流采樣電路包括運算放大器U5、電阻R28、電阻R35、電容C21、電容C18，電阻R35和電容C21并聯(lián)在運算放大器U5的第3腳和第4腳之間；電阻R28一端與運算放大器U5的第4腳連接，另一端與MCU單元的第9腳和電容C18連接。

優(yōu)選地，如圖1所示，所述電壓采樣電路包括電阻R8、電阻R12、電阻R15、電容C10，電阻R8、電阻R12、電阻R15串聯(lián)后接地；電容C10并聯(lián)在電阻R15兩端，其一端與MCU單元的第8腳連接，另一端接地。

優(yōu)選地，如圖4所示，所述溫度采樣電路包括電阻R16、可變電阻RT1、電容C11，電阻R16一端介入5V電源；另一端與可變電阻RT1和MCU單元的第13腳連接，可變電阻RT1和電容C11并聯(lián)后接地。

優(yōu)選地，如圖5所示，所述PWM采樣電路包括運算放大器U6、電阻R29、電阻R32、電阻R50、電容C19、電容C191，運算放大器U6的第4腳通過電阻R32后與MCU單元的第14腳連接；電阻R50和電容C191并聯(lián)，二者一端與MCU單元的第14腳連接，另一端接地；運算放大器U6的第1腳分別與電阻R29和電容C19連接，其第3腳與第4腳連接；電阻R29與一控制總線連接。

優(yōu)選地，如圖6所示，所述單總線通訊電路包括光隔離芯片U7、光隔離芯片U8、光隔離芯片U9、光隔離芯片U10、穩(wěn)壓二極管ZD1、穩(wěn)壓二極管ZD2、電阻R42、電阻R46，其中光隔離芯片U7依次通過穩(wěn)壓二極管ZD1、電阻R42后與光隔離芯片U8和光隔離芯片U10的第2腳連接；光隔離芯片U9依次通過穩(wěn)壓二極管ZD2、電阻R46后與光隔離芯片U8和光隔離芯片U10的第2腳連接。

優(yōu)選地，如圖7所示，還包括預(yù)調(diào)試串口電路，其包括電阻R18和接插件UART1，電阻R18一端接入5V電壓，另一端與接插件UART1的第2腳和MCU單元的第12腳連接，接插件UART1的第3腳和MCU單元的第10腳連接。

優(yōu)選地，運算放大器U3A、運算放大器U3B均采用AP4310運算放大器。

優(yōu)選地，光隔離芯片U7、光隔離芯片U8、光隔離芯片U9、光隔離芯片U10均為PC357SMD光隔離芯片。

優(yōu)選地，還包括供電電路，其與所述MCU單元連接。在本實施例中，該供電電路為一5V供電電路，具體電路參見圖1中除去MCU單元和電壓采樣電路部分外的其他電路結(jié)構(gòu)。由于圖1可以清楚表征，此次不在贅述。

優(yōu)選地，運算放大器U5、運算放大器U6采用LM321運算放大器。

優(yōu)選地，所述MCU單元為PIC16F1508單片機。

本實施例的工作原理在于：如圖8所示，單片機MCU單元處理后產(chǎn)生的兩路PWM波形分別驅(qū)動電壓環(huán)電路和電流環(huán)電路，電壓環(huán)電路控制最大電壓上線，電流環(huán)電路調(diào)整輸出電流值，同時用于電壓檢測和電流檢測，通過實時檢測并且計算功率，達(dá)到恒功率的效果。使用FLASH記憶功能達(dá)成斷電記憶狀態(tài)和設(shè)置定時參數(shù)的功能。單總線同時兼容PWM，0—10V，串口通信的收發(fā)，由兩個485對稱結(jié)構(gòu)組成，兩邊同時可以接受到任意一方發(fā)送的數(shù)據(jù)。選擇模式打開后可以使用同一根線進行AD檢測，從而進行0—10V調(diào)光。

下面結(jié)合軟件部分對本實施例進行詳盡說明。

一、電壓檢測部分

即通過檢測電壓采樣電路分壓過來的電壓參數(shù)進行十次A/D取值，進行平均計算得到對應(yīng)電壓的真實值。

程序部分可以設(shè)計如下：

二、溫度檢測

通過熱敏電阻的曲線的計算，大致得出電源工作時熱敏電阻的阻值分壓后A/D檢測得出溫度數(shù)值，通過串口反饋到上位機界面，而且在特定值時讓電壓進行自我保護。

三、電流檢測

跟檢測電壓相類似的方式進行計算，但是因為電流曲線不夠標(biāo)準(zhǔn)所以采用分段矯正的方法來使電流值更加接近真實值。

程序部分可以設(shè)計如下：

四、恒流和恒功率模式：

通過修改控制電壓環(huán)的PWM占空比來調(diào)整對應(yīng)比例的電流輸出參數(shù)，例如PWM占空比80％那么電流輸出就是80％。

程序部分可以設(shè)計如下：3

MODE＝0；

EB_STATUS[5]＝0X00；

POWER_SET＝RECDATA[6]；

PWMT4＝RECDATA[6]*533；

PWMT4＝PWMT4/100；

恒功率模式則是通過之前獲取的電流和電壓數(shù)值進行計算得出目前實時的功率值再與設(shè)定的功率值進行比對計算，調(diào)整PWM占空比控制輸出電流值與負(fù)載電壓進行平衡將其校正為設(shè)定功率。

同時為了防止達(dá)到既定值后功率進行小范圍波動，本機設(shè)計為檢測其波動并對其進行鎖定，達(dá)到精度極高的恒功率狀態(tài)。

五、電壓調(diào)整：

主要為LED空載時最大電壓的設(shè)置，通過輸出的PWM占空比調(diào)整電壓環(huán)反饋，達(dá)到最大值可設(shè)置的效果。

六、通訊及定時：

以上設(shè)置的所有參數(shù)都會被單片機存入flash中進行保存，即使斷電也可以做到記憶上次所調(diào)整到數(shù)值和模式。

定時模式也是基于此而設(shè)計的；例如：

通訊則是使用單片機串口和單總線結(jié)構(gòu)進行上下位機或者手持器的通訊，電路詳見圖6部分。

七、1-10V和PWM調(diào)光模式：

主要是通過A/D采樣電路對當(dāng)前電壓調(diào)光電壓進行采樣，從而控制電流環(huán)PWM占空比來調(diào)整電流，而PWM則是在采樣電路中使用電容濾波把其占空比變?yōu)榉€(wěn)定的電壓數(shù)值后進行采樣比對達(dá)到同樣的效果。

程序部分可以設(shè)計如下：

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。