一种户外LED大型显示屏用信号电平调节型光控系统的制作方法

本发明涉及节能领域，具体是指一种户外LED大型显示屏用信号电平调节型光控系统。

背景技术：

LED数字化平板柔光灯，是一种利用小功率LED形成面光，并结合高透光率柔光板形成的新一代绿色环保光源。LED数字化平板柔光灯具有光照柔和、均匀，无红外线、紫外线，表面亮度低于三基色荧光灯，无眩光，不刺眼等特性。LED数字化平板柔光灯因其所具有的上述特性而被广泛用于户外大型显示屏的照明，以前这种户外LED大型显示屏使用时多采用人工对LED灯的开启与关闭，即通过人工来控制LED灯白天关闭和晚上开启，随着科技的不断发展，户外LED大型显示屏所采用的人工开启与关闭的控制方式则被一种LED光控系统所替代；这种LED光控系统是通过系统中的亮度传感器对户外LED大型显示屏的环境亮度的检测的结果来控制LED灯的开启与关闭。

然而，现有的户外LED大型显示屏所使用的光控系统对信号处理不准确，导致光控系统对户外LED大型显示屏的LED灯开启与关闭的控制准确性差，即不能准确的控制户外LED大型显示屏的LED灯在白天自动关闭，晚上自动开启，致使电力资源大量的浪费；并且现有的户外LED大型显示屏所使用的光控系统还存在输出的驱动电压和电流的稳定性差的问题，导致LED大型显示屏出现闪烁，严重的影响了LED大型显示屏的使用寿命。

因此，提供一种既能对信号进行准确处理，又能输出稳定的驱动电压和电流的户外LED大型显示屏用光控系统便是当务之急。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有的户外LED大型显示屏所使用的光控系统对信号处理不准确，并且输出的驱动电压和电流的稳定性差的缺陷，提供一种户外LED大型显示屏用信号电平调节型光控系统。

本发明的目的通过下述技术方案现实：一种户外LED大型显示屏用信号电平调节型光控系统，主要由控制芯片U1，亮度传感器RL，三极管VT1，负极与控制芯片U1的TRHIG管脚相连接、正极经电阻R1后与控制芯片U1的REST管脚相连接的极性电容C2，与极性电容C2的正极相连接的信号电平调节电路，N极与三极管VT1的发射极相连接、P极经电感L1和亮度传感器RL后与信号电平调节电路相连接的二极管D1，正极与三极管VT1的基极相连接、负极与控制芯片U1的REST管脚相连接的极性电容C1，分别与信号电平调节电路和控制芯片U1的THRE管脚以及CONT管脚和OUT管脚相连接的倍压调整电路，与控制芯片U1的OUT管脚相连接的自激振荡电路，以及分别与控制芯片U1的VCC管脚和自激振荡电路以及倍压调整电路相连接的延时开关电路组成；所述控制芯片U1的VCC管脚分别与REST管脚和三极管VT1的集电极相连接、其DNG管脚接地。

所述信号电平调节电路由场效应管MOS2，三极管VT7，放大器P，正极经电阻R25后与场效应管MOS2的源极相连接、负极经电感L4后与三极管VT7的集电极相连接的极性电容C14，P极与场效应管MOS2的源极相连接、N极经电阻R26后与场效应管MOS2的栅极相连接的二极管D11，正极经电阻R27后与场效应管MOS2的栅极相连接、负极与场效应管MOS2的漏极相连接后接地的极性电容C15，一端与场效应管MOS2的栅极相连接、另一端接地的电阻R28，正极与场效应管MOS2的栅极相连接、负极与放大器P的正极相连接的极性电容C16，P极经可调电阻R30后与三极管VT7的基极相连接、N极经电阻R31后与放大器P的负极相连接的二极管D12，P极经电阻R29后与三极管VT7的发射极相连接、N极经电阻R34后与放大器P的输出端相连接的二极管D13，正极与二极管D13的P极相连接、负极经电阻R33后与放大器P的输出端相连接的极性电容C17，以及正极与放大器P的输出端相连接、负极经电阻R32后与放大器P的负极相连接后接地的极性电容C18组成；所述场效应管MOS2的源极还顺次经亮度传感器RL和电感L1后与二极管D1的P极相连接；所述场效应管MOS2的源极还与倍压调整电路相连接；所述二极管D12与极性电容C16的正极相连接；所述放大器P的输出端还与极性电容C2的正极相连接。

所述倍压调整电路由三极管VT2，三极管VT3，N极与控制芯片U1的THRE管脚相连接、P极经电阻R2后与三极管VT2的基极相连接的二极管D2，正极经电阻R3后与二极管D2的P极相连接、负极经电感L2后与三极管VT3的基极相连接的极性电容C3，P极与三极管VT2的发射极相连接、N极顺次经可调电阻R4和电阻R5后与极性电容C3的正极相连接的二极管D3，正极经电阻R6后与极性电容C3的正极相连接、负极与三极管VT3的集电极相连接的极性电容C4，N极与三极管VT3的集电极相连接、P极与极性电容C3的正极相连接的二极管D4，一端与极性电容C3的负极相连接、另一端与二极管D4的P极相连接的电阻R7，以及正极经电阻R8后与控制芯片U1的OUT管脚相连接、负极与三极管VT3的集电极相连接后接地的极性电容C5组成；所述三极管VT2的集电极与场效应管MOS2的源极相连接；所述三极管VT3的发射极与控制芯片U1的CONT管脚相连接、其集电极还与自激振荡电路相连接。

所述自激振荡电路由振荡芯片U2，三极管VT4，三极管VT5，P极经电阻R13后与振荡芯片U2的Vdd管脚相连接、N极输出经电阻R14和电阻R15后与三极管VT5的发射极相连接的二极管D7，负极与振荡芯片U2的CP0管脚相连接、正极经电阻R12后与振荡芯片U2的CP1管脚相连接的极性电容C7，串接在极性电容C7的正极与振荡芯片U2的CP2管脚之间的开关S，P极经电阻R9后与振荡芯片U2的Vdd管脚相连接、N极与振荡芯片U2的VSS管脚相连接的二极管D5，正极经电阻R10后与振荡芯片U2的Vdd管脚相连接、负极与三极管VT4的基极相连接的极性电容C6，负极与三极管VT5的基极相连接、正极与振荡芯片U2的Q14管脚相连接的极性电容C8，以及P极与振荡芯片U2的CP1管脚相连接、N极经电阻R11后与三极管VT4的发射极相连接的二极管D6组成；所述振荡芯片U2的Vdd管脚还与控制芯片U1的OUT管脚相连接；所述振荡芯片U2的R管脚与Vdd管脚相连接、其CP2管脚还与极性电容C7的正极相连接；所述振荡芯片U2的VSS管脚还分别与三极管VT3的集电极和延时开关电路相连接；所述三极管VT4的集电极接地；所述二极管D5的N极还与极性电容C6的正极相连接；所述二极管D6的N极还与振荡芯片U2的Q14管脚相连接；所述三极管VT5的集电极与延时开关电路相连接。

所述延时开关电路由场效应管MOS1，三极管VT6，双向晶闸管V，一端与三极管VT5的集电极相连接、另一端与双向晶闸管V的调节端相连接的电阻R16，P极经电阻R17后与双向晶闸管V的第一阳极相连接、N极与振荡芯片U2的VSS管脚相连接的二极管D8，负极与双向晶闸管V的第二阳极相连接、正极经电阻R18后与二极管D8的N极相连接的极性电容C10，正极与二极管D8的N极相连接、负极与三极管VT6的集电极相连接的极性电容C9，负极与三极管VT6的发射极相连接、正极经电阻R21后与场效应管MOS1的漏极相连接的极性电容C11，N极经电阻R19后与三极管VT6的集电极相连接、P极经电阻R22后与场效应管MOS1的栅极相连接的二极管D9，正极与二极管D9的P极相连接、负极经电阻R20后与三极管VT6的集电极相连接的极性电容C12，正极经电阻R23后与场效应管MOS1的源极相连接、负极与场效应管MOS1的栅极相连接的极性电容C13，一端与场效应管MOS1的源极相连接、另一端与控制芯片U1的VCC管脚相连接的电感L3，以及N极与极性电容C13的正极相连接、P极经电阻R24后与场效应管MOS1的栅极相连接的稳压二极管D10组成；所述三极管VT6的基极与极性电容C10的正极相连接；所述二极管D9的N极还与极性电容C9的负极相连接后接地；所述双向晶闸管V的第二阳极与稳压二极管D10的P极共同组成延时开关电路的输出端。

为了本发明的实际使用效果，所述控制芯片U1则优先采用了IC555集成芯片来实现；同时，所述振荡芯片U2则优先采用了CD4060集成芯片来实现。

本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

(1)本发明能对亮度传感器RL输出的信号中的干扰信号进行抑制或消除，使输入的信号的电平保持稳定，有效的提高了本发明对信号处理的准确性；并且本发明还能有效的降低泄露电流和损耗电流，并能对电流的异常波动进行抑制，使输出电流脉动保持稳定，从而提高了本发明输出的电压和电流的稳定性。

(2)本发明能对亮度传感器RL所传输的电信号中的矩形波信号的占空比进行调整，使电信号的整体电平保持平稳，确保控制芯片U1能接收到准确的信号，从而提高了本发明对信号处理的准确性。

(3)本发明的控制芯片U1则优先采用了IC555集成芯片来实现，该芯片与外部电子元件相结合，能有效的负载外界电磁波信号的干扰，使控制芯片U1能准确地对亮度传感器RL所传输的信号进行分析处理，从而提高了本发明对户外LED大型显示屏的LED灯开启与关闭进行控制，有效的节约电力资源。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的信号电平调节电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例

如图1所示，本发明主要由控制芯片U1，亮度传感器RL，三极管VT1，电阻R1，电感L1，极性电容C1，极性电容C2，二极管D1，信号电平调节电路，倍压调整电路，自激振荡电路，以及延时开关电路组成。

连接时，极性电容C2的负极与控制芯片U1的TRHIG管脚相连接，正极经电阻R1后与控制芯片U1的REST管脚相连接。信号电平调节电路与极性电容C2的正极相连接。二极管D1的N极与三极管VT1的发射极相连接，P极经电感L1和亮度传感器RL后与信号电平调节电路相连接。极性电容C1的正极与三极管VT1的基极相连接，负极与控制芯片U1的REST管脚相连接。

其中，倍压调整电路分别与信号电平调节电路和控制芯片U1的THRE管脚以及CONT管脚和OUT管脚相连接。自激振荡电路与控制芯片U1的OUT管脚相连接。延时开关电路分别与控制芯片U1的VCC管脚和自激振荡电路以及倍压调整电路相连接。

所述控制芯片U1的VCC管脚分别与REST管脚和三极管VT1的集电极相连接，其DNG管脚接地。为了本发明的实际使用效果，所述控制芯片U1则优先采用了IC555集成芯片来实现。本发明的外部电源为12V直流电压。

实施时，三极管VT1、极性电容C1、极性电容C2、电阻R1，电感L1和二极管D1形成了阻抗器，该阻抗器能有效的将亮度传感器RL所传输的信号中的干扰信号进行抑制或消除，使输入信号的电平保持稳定，确保了控制芯片U1接收到的信号的准确性，其控制芯片U1便能对接收的亮度信息进行准确的分析和处理，从而确保了本发明能对户外LED大型显示屏的LED灯开启与关闭进行控制。

进一步地，所述倍压调整电路由三极管VT2，三极管VT3，电阻R2，电阻R3，可调电阻R4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R8，极性电容C3，极性电容C4，极性电容C5，二极管D2，二极管D3，二极管D4，以及电感L2组成。

连接时，二极管D2的N极与控制芯片U1的THRE管脚相连接，P极经电阻R2后与三极管VT2的基极相连接。极性电容C3的正极经电阻R3后与二极管D2的P极相连接，负极经电感L2后与三极管VT3的基极相连接。二极管D3的P极与三极管VT2的发射极相连接，N极顺次经可调电阻R4和电阻R5后与极性电容C3的正极相连接。

同时，极性电容C4的正极经电阻R6后与极性电容C3的正极相连接，负极与三极管VT3的集电极相连接。二极管D4的N极与三极管VT3的集电极相连接，P极与极性电容C3的正极相连接。电阻R7的一端与极性电容C3的负极相连接，另一端与二极管D4的P极相连接。极性电容C5的正极经电阻R8后与控制芯片U1的OUT管脚相连接，负极与三极管VT3的集电极相连接后接地。

所述三极管VT2的集电极与场效应管MOS2的源极相连接；所述三极管VT3的发射极与控制芯片U1的CONT管脚相连接，其集电极还与自激振荡电路相连接。

更进一步地，所述自激振荡电路由振荡芯片U2，三极管VT4，三极管VT5，开关S，电阻R9，电阻R10，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，极性电容C6，极性电容C7，极性电容C8，电感L3，二极管5，二极管D6，以及二极管D7组成。

连接时，二极管D7的P极经电阻R13后与振荡芯片U2的Vdd管脚相连接，N极输出经电阻R14和电阻R15后与三极管VT5的发射极相连接。极性电容C7的负极与振荡芯片U2的CP0管脚相连接，正极经电阻R12后与振荡芯片U2的CP1管脚相连接。开关S串接在极性电容C7的正极与振荡芯片U2的CP2管脚之间。

其中，二极管D5的P极经电阻R9后与振荡芯片U2的Vdd管脚相连接，N极与振荡芯片U2的VSS管脚相连接。极性电容C6的正极经电阻R10后与振荡芯片U2的Vdd管脚相连接，负极与三极管VT4的基极相连接。极性电容C8的负极与三极管VT5的基极相连接，正极与振荡芯片U2的Q14管脚相连接。二极管D6的P极与振荡芯片U2的CP1管脚相连接，N极经电阻R11后与三极管VT4的发射极相连接。

所述振荡芯片U2的Vdd管脚还与控制芯片U1的OUT管脚相连接；所述振荡芯片U2的R管脚与Vdd管脚相连接，其CP2管脚还与极性电容C7的正极相连接；所述振荡芯片U2的VSS管脚还分别与三极管VT3的集电极和延时开关电路相连接；所述三极管VT4的集电极接地；所述二极管D5的N极还与极性电容C6的正极相连接；所述二极管D6的N极还与振荡芯片U2的Q14管脚相连接；所述三极管VT5的集电极与延时开关电路相连接。

再进一步地，所述延时开关电路由场效应管MOS1，三极管VT6，双向晶闸管V，电阻R16，电阻R17，电阻R18，电阻R19，电阻R20，电阻R21，电阻R22，电阻R23，电阻R24，极性电容C9，极性电容C10，极性电容C11，极性电容C12，二极管D8，二极管D9，以及稳压二极管D10组成。

连接时，电阻R16的一端与三极管VT5的集电极相连接，另一端与双向晶闸管V的调节端相连接。二极管D8的P极经电阻R17后与双向晶闸管V的第一阳极相连接，N极与振荡芯片U2的VSS管脚相连接。极性电容C10的负极与双向晶闸管V的第二阳极相连接，正极经电阻R18后与二极管D8的N极相连接。

其中，极性电容C9的正极与二极管D8的N极相连接，负极与三极管VT6的集电极相连接。极性电容C11的负极与三极管VT6的发射极相连接，正极经电阻R21后与场效应管MOS1的漏极相连接。二极管D9的N极经电阻R19后与三极管VT6的集电极相连接，P极经电阻R22后与场效应管MOS1的栅极相连接。极性电容C12的正极与二极管D9的P极相连接，负极经电阻R20后与三极管VT6的集电极相连接。

同时，极性电容C13的正极经电阻R23后与场效应管MOS1的源极相连接，负极与场效应管MOS1的栅极相连接。电感L3的一端与场效应管MOS1的源极相连接，另一端与控制芯片U1的VCC管脚相连接。稳压二极管D10的N极与极性电容C13的正极相连接，P极经电阻R24后与场效应管MOS1的栅极相连接。

所述三极管VT6的基极与极性电容C10的正极相连接；所述二极管D9的N极还与极性电容C9的负极相连接后接地；所述双向晶闸管V的第二阳极与稳压二极管D10的P极共同组成延时开关电路的输出端并与户外LED大型显示屏的LED灯的灯座相连接。

如图2所述，所述信号电平调节电路由场效应管MOS2，三极管VT7，放大器P，电阻R25，电阻R26，电阻R27，电阻R28，电阻R29，可调电阻R30，电阻R31，电阻R32，电阻R33，电阻R34，极性电容C14，极性电容C15，极性电容C16，极性电容C17，极性电容C18，电感L4，二极管D11，二极管D12，以及二极管D13组成。

连接时，极性电容C14的正极经电阻R25后与场效应管MOS2的源极相连接，负极经电感L4后与三极管VT7的集电极相连接。二极管D11的P极与场效应管MOS2的源极相连接，N极经电阻R26后与场效应管MOS2的栅极相连接。极性电容C15的正极经电阻R27后与场效应管MOS2的栅极相连接，负极与场效应管MOS2的漏极相连接后接地。电阻R28的一端与场效应管MOS2的栅极相连接，另一端接地。

其中，极性电容C16的正极与场效应管MOS2的栅极相连接，负极与放大器P的正极相连接。二极管D12的P极经可调电阻R30后与三极管VT7的基极相连接，N极经电阻R31后与放大器P的负极相连接。二极管D13的P极经电阻R29后与三极管VT7的发射极相连接，N极经电阻R34后与放大器P的输出端相连接。

同时，极性电容C17的正极与二极管D13的P极相连接，负极经电阻R33后与放大器P的输出端相连接。极性电容C18的正极与放大器P的输出端相连接，负极经电阻R32后与放大器P的负极相连接后接地。

所述场效应管MOS2的源极还顺次经亮度传感器RL和电感L1后与二极管D1的P极相连接；所述场效应管MOS2的源极还与倍压调整电路相连接；所述二极管D12与极性电容C16的正极相连接；所述放大器P的输出端还与极性电容C2的正极相连接。

运行时，本发明采用了IC555集成芯片来作为控制芯片U1，且对双向晶闸管V的导通或截止进行控制，用亮度传感器RL内设置有光敏电阻作为具有滞后比较的光传感器。当白天的光源照射到亮度传感器RL上时，亮度传感器RL则将采集的亮度信号传输给控制芯片U1，同时亮度传感器RL内的通过光敏电阻的电压减小到电源电压的三分之一，即4V直流电压，此时，控制芯片U1则对接收的亮度信号进行分析处理后，同时触发其OUT管脚输出低电平，而由振荡芯片U2与其外部电子元件组成的自激振荡电路中的开关S此时在低电压下处于断开状态，自激振荡电路不工作只作为导线用，控制芯片U1的OUT管脚输出的低电压通过自激振荡电路，而加载在本发明的延时开关电路上的低电压不能使该电路中的三极管VT6、场效应管MOS1和双向晶闸管V导通，即三极管VT6、场效应管MOS1和双向晶闸管V此时为截断状态，LED大型显示屏不被点亮。

反之，当晚上无光源照射到亮度传感器RL上时，亮度传感器RL则将采集的亮度信号传输给控制芯片U1，同时亮度传感器RL内的通过光敏电阻的电压增加到电源电压的三分之二以上，即8V直流电压左右，此时，控制芯片U1则对接收的亮度信号进行分析处理后，同时触发其OUT管脚输出高电平，而由振荡芯片U2与其外部电子元件组成的自激振荡电路中的开关S此时在高电压下处于被导通，自激振荡电路对电流的异常波动进行抑制，使输出电流脉动保持稳定，并对延时开关电路提供稳定的驱动电压和电流，此时该电路中的三极管VT6、场效应管MOS1和双向晶闸管V得到稳定的驱动电压和电流而导通，基LED大型显示屏的LED灯得电被点亮。

同时，本发明的信号电平调节电路能通过场效应管MOS2和电感L4以及可调电阻R30形成的调节器对亮度传感器RL所传输的电信号中的矩形波信号的占空比进行调整，使电信号的整体电平保持平稳，并且将调整后的电信号经放大器P对电信号的脉动进行调节后传输给控制芯片U1，确保了控制芯片U1接收到的电信号的准确性，从而提高了本发明对信号处理的准确性。

本发明的控制芯片U1则优先采用了IC555集成芯片来实现，该芯片与外部电子元件相结合，能有效的负载外界电磁波信号的干扰，使控制芯片U1能准确地对亮度传感器RL所传输的信号进行分析处理；同时，为了本发明的实际使用效果，所述振荡芯片U2则优先采用了CD4060集成芯片来实现。从而提高了本发明对户外LED大型显示屏的LED灯开启与关闭进行控制，有效的节约电力资源。

如上所述，便可很好的实现本发明。