專利名稱：一種節(jié)能型led路燈及其節(jié)能控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種路燈，尤其涉及一種節(jié)能型LED (Light-Emitting Diode，發(fā)光二極管)路燈，屬于照明技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，能源供應(yīng)與需求之間的矛盾日益突出，綠色照明的需求也越來(lái)越迫切。為了適應(yīng)綠色照明的需求，越來(lái)越多的城市路燈采用了 LED燈。LED 是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件，它利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，在半導(dǎo)體中通過(guò)載流子發(fā)生復(fù)合放出過(guò)剩的能量而引起光子發(fā)射。由于LED具有節(jié)能環(huán)保、壽命長(zhǎng)、體積小等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于各種顯示、裝飾、背光。普通照明和城市夜景等方面，被稱為第四代照明光源或綠色光源。因此采用LED路燈代替?zhèn)鹘y(tǒng)路燈是一種有效的城市節(jié)能方法。LED路燈通常采用恒流芯片或者PWM斬波電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。為了進(jìn)一步降低能耗，有研究者提出了一種LED路燈節(jié)能控制方法按照照明時(shí)段的不同控制LED路燈的開啟和關(guān)閉，從而降低總的能耗。該方法雖然可以在一定程度上降低能耗，但該方法僅能控制LED路燈在開啟和關(guān)閉兩種狀態(tài)中切換，難以滿足城市照明的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有LED路燈的不足，提供一種節(jié)能型LED 路燈及其節(jié)能控制方法，能夠滿足不同環(huán)境亮度條件下的城市照明需要，且能夠降低能源消耗。本發(fā)明的節(jié)能型LED路燈，包括LED燈及為其提供驅(qū)動(dòng)的PWM斬波驅(qū)動(dòng)電路，該節(jié)能型LED路燈還包括微處理器和環(huán)境亮度檢測(cè)模塊；微處理器分別與環(huán)境亮度檢測(cè)模塊的輸出端、PWM斬波驅(qū)動(dòng)電路的控制端信號(hào)連接；環(huán)境亮度檢測(cè)模塊安裝于所述LED燈的照射范圍之外。本發(fā)明的節(jié)能型LED路燈的節(jié)能控制方法，包括以下步驟 步驟1、微處理器接收環(huán)境亮度檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)的實(shí)際環(huán)境亮度； 步驟2、微處理器根據(jù)實(shí)際環(huán)境亮度，確定最佳輸出電流；
步驟3、微處理器按照得到的最佳輸出電流，輸出相應(yīng)的PWM信號(hào)，控制PWM斬波驅(qū)動(dòng)電路的占空比。作為優(yōu)選方案之一，所述微處理器根據(jù)實(shí)際環(huán)境亮度，確定最佳輸出電流，具體按照以下方法
處理器中設(shè)置有實(shí)際環(huán)境亮度-輸出電流對(duì)應(yīng)關(guān)系表，該實(shí)際環(huán)境亮度-輸出電流對(duì)應(yīng)關(guān)系表預(yù)先通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到；微處理器從實(shí)際環(huán)境亮度-輸出電流對(duì)應(yīng)關(guān)系表中尋找出環(huán)境亮度檢測(cè)模塊輸出的實(shí)際環(huán)境亮度所對(duì)應(yīng)的輸出電流，該輸出電流即為最佳輸出電流。作為優(yōu)選方案之二，所述微處理器根據(jù)實(shí)際環(huán)境亮度，確定最佳輸出電流，具體按照以下方法處理器中設(shè)置有實(shí)際環(huán)境亮度-輸出電流函數(shù)關(guān)系式，該實(shí)際環(huán)境亮度-輸出電流函數(shù)關(guān)系式預(yù)先通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到；微處理器根據(jù)實(shí)際環(huán)境亮度-輸出電流函數(shù)關(guān)系式計(jì)算環(huán)境亮度檢測(cè)模塊輸出的實(shí)際環(huán)境亮度所對(duì)應(yīng)的輸出電流，該輸出電流即為最佳輸出電流。本發(fā)明通過(guò)環(huán)境亮度檢測(cè)模塊對(duì)環(huán)境亮度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，然后根據(jù)實(shí)際環(huán)境亮度控制PWM斬波驅(qū)動(dòng)電路輸出相應(yīng)的電流，當(dāng)環(huán)境亮度較高時(shí)，輸出電流較小，LED燈發(fā)出的亮度較??；當(dāng)環(huán)境亮度低時(shí)，輸出電流較大，LED燈提供更高的照明亮度。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明能夠根據(jù)實(shí)際環(huán)境亮度自適應(yīng)地調(diào)整LED燈的照明亮度，從而在保證合適的照明條件下，進(jìn)一步降低能源消耗。


圖1為本發(fā)明的節(jié)能型LED路燈的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2為本發(fā)明的節(jié)能控制方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明
本發(fā)明的節(jié)能型LED路燈的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括LED燈、PWM斬波驅(qū)動(dòng)電路、微處理器以及環(huán)境亮度檢測(cè)模塊。PWM斬波驅(qū)動(dòng)電路為L(zhǎng)ED燈提供其所需的驅(qū)動(dòng)電流，其控制端與微處理器的I/O端口連接；微處理器可通過(guò)輸出不同的PMW信號(hào)調(diào)整PWM斬波驅(qū)動(dòng)電路的占空比，從而調(diào)節(jié)輸出電流。環(huán)境亮度檢測(cè)模塊包括亮度傳感器及亮度信號(hào)調(diào)理電路；亮度傳感器可采用光敏電阻、光敏二極管等常用的感光元件，亮度傳感器采集到的亮度信號(hào)通過(guò)亮度信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行調(diào)理，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳輸至微處理器。為了防止LED發(fā)出的光線影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，環(huán)境亮度檢測(cè)模塊應(yīng)安裝于LED燈的照射范圍以外(例如LED 燈的背面)。微處理器中預(yù)先儲(chǔ)存有根據(jù)環(huán)境亮度確定最佳輸出電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系，該對(duì)應(yīng)關(guān)系可事先通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到，例如可在不同的環(huán)境亮度條件下，調(diào)節(jié)LED燈的輸出電流，使LED 燈的照明亮度最適于人眼視覺(jué)感受，該輸出電流即為該環(huán)境亮度所對(duì)應(yīng)的最佳輸出電流。 最終可得到一條環(huán)境亮度-輸出電流關(guān)系曲線，可用一函數(shù)關(guān)系式來(lái)描述該關(guān)系曲線；也可將環(huán)境亮度分為不同的范圍區(qū)間，每一區(qū)間對(duì)應(yīng)一較佳的輸出電流值，從而生成環(huán)境亮度-輸出電流對(duì)應(yīng)關(guān)系表。將環(huán)境亮度-輸出電流關(guān)系曲線或函數(shù)關(guān)系式存入微處理的存儲(chǔ)單元中，微處理器即可根據(jù)實(shí)際環(huán)境亮度確定其所對(duì)應(yīng)的最佳輸出電流，并根據(jù)該最佳輸出電流對(duì)PWM斬波驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行控制。PWM斬波驅(qū)動(dòng)電路的功能是進(jìn)行直流變換，通常由功率開關(guān)管構(gòu)成，通過(guò)PWM信號(hào)控制功率開關(guān)管的導(dǎo)通/關(guān)斷時(shí)間比(即占空比)即可實(shí)現(xiàn)直流變換。其電路結(jié)構(gòu)及控制方法為現(xiàn)有成熟技術(shù)，此處不再贅述。對(duì)上述節(jié)能型LED路燈進(jìn)行控制，如圖2所示，具體包括以下步驟 步驟1、微處理器接收環(huán)境亮度檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)的實(shí)際環(huán)境亮度；
為了降低微處理器的運(yùn)算量、節(jié)省能耗，可采用按照定時(shí)采樣的方式，即每隔一段固定的時(shí)間接收一次檢測(cè)數(shù)據(jù)；
步驟2、微處理器根據(jù)實(shí)際環(huán)境亮度，確定最佳輸出電流；
微處理器從實(shí)際環(huán)境亮度-輸出電流對(duì)應(yīng)關(guān)系表中尋找，或者根據(jù)實(shí)際環(huán)境亮度-輸出電流函數(shù)關(guān)系式計(jì)算環(huán)境亮度檢測(cè)模塊輸出的實(shí)際環(huán)境亮度所對(duì)應(yīng)的輸出電流，該輸出電流即為最佳輸出電流；
步驟3、微處理器按照得到的最佳輸出電流，輸出相應(yīng)的PWM信號(hào)，控制PWM斬波驅(qū)動(dòng)電路的占空比。
權(quán)利要求
1.一種節(jié)能型LED路燈，包括LED燈及為其提供驅(qū)動(dòng)的PWM斬波驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，該節(jié)能型LED路燈還包括微處理器和環(huán)境亮度檢測(cè)模塊；微處理器分別與環(huán)境亮度檢測(cè)模塊的輸出端、PWM斬波驅(qū)動(dòng)電路的控制端信號(hào)連接；環(huán)境亮度檢測(cè)模塊安裝于所述LED 燈的照射范圍之外。
2.如權(quán)利要求1所述節(jié)能型LED路燈的節(jié)能控制方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1、微處理器接收環(huán)境亮度檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)的實(shí)際環(huán)境亮度；步驟2、微處理器根據(jù)實(shí)際環(huán)境亮度，確定最佳輸出電流；步驟3、微處理器按照得到的最佳輸出電流，輸出相應(yīng)的PWM信號(hào)，控制PWM斬波驅(qū)動(dòng)電路的占空比。
3.如權(quán)利要求2所述節(jié)能型LED路燈的節(jié)能控制方法，其特征在于，所述微處理器根據(jù)實(shí)際環(huán)境亮度，確定最佳輸出電流，具體按照以下方法處理器中設(shè)置有實(shí)際環(huán)境亮度-輸出電流對(duì)應(yīng)關(guān)系表，該實(shí)際環(huán)境亮度-輸出電流對(duì)應(yīng)關(guān)系表預(yù)先通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到；微處理器從實(shí)際環(huán)境亮度-輸出電流對(duì)應(yīng)關(guān)系表中尋找出環(huán)境亮度檢測(cè)模塊輸出的實(shí)際環(huán)境亮度所對(duì)應(yīng)的輸出電流，該輸出電流即為最佳輸出電流。
4.如權(quán)利要求2所述節(jié)能型LED路燈的節(jié)能控制方法，其特征在于，所述微處理器根據(jù)實(shí)際環(huán)境亮度，確定最佳輸出電流，具體按照以下方法處理器中設(shè)置有實(shí)際環(huán)境亮度-輸出電流函數(shù)關(guān)系式，該實(shí)際環(huán)境亮度-輸出電流函數(shù)關(guān)系式預(yù)先通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到；微處理器根據(jù)實(shí)際環(huán)境亮度-輸出電流函數(shù)關(guān)系式計(jì)算環(huán)境亮度檢測(cè)模塊輸出的實(shí)際環(huán)境亮度所對(duì)應(yīng)的輸出電流，該輸出電流即為最佳輸出電流。
5.如權(quán)利要求2所述節(jié)能型LED路燈的節(jié)能控制方法，其特征在于，微處理器按照預(yù)定的時(shí)間間隔接收環(huán)境亮度檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)的實(shí)際環(huán)境亮度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種節(jié)能型LED路燈，屬于照明技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的節(jié)能型LED路燈包括LED燈及為其提供驅(qū)動(dòng)的PWM斬波驅(qū)動(dòng)電路，該節(jié)能型LED路燈還包括微處理器和環(huán)境亮度檢測(cè)模塊；微處理器分別與環(huán)境亮度檢測(cè)模塊的輸出端、PWM斬波驅(qū)動(dòng)電路的控制端信號(hào)連接；環(huán)境亮度檢測(cè)模塊安裝于所述LED燈的照射范圍之外。本發(fā)明還公開了一種上述節(jié)能型LED路燈的節(jié)能控制方法。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明能夠根據(jù)實(shí)際環(huán)境亮度自適應(yīng)地調(diào)整LED燈的照明亮度，從而在保證合適的照明條件下，進(jìn)一步降低能源消耗。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102355775SQ20111024794
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月26日
發(fā)明者成業(yè)春, 陳偉民, 高明 申請(qǐng)人:江蘇同輝照明科技有限公司