一种具有调色调光功能的LED护眼灯的制作方法

本实用新型涉及书写和阅读LED护眼灯领域，尤其是一种具有调色调光功能的LED护眼灯。

背景技术：

用以学生书写和阅读的护眼灯已在市场上发展20多年了，其工作原理是通过提高灯光的工作频率、降低灯光的闪烁感、使灯光更加稳定，从而使人眼视觉更加舒适，不易疲劳。长期以来，护眼灯的光源技术以荧光灯为主，由于受驱动技术、光源技术、制造工艺等因素的影响，护眼灯市场上存在着“护眼灯不护眼”的现象——某地区在一次市场抽查活动中，共抽查市售护眼灯产品50批次。其中，合格4批次，不合格46批次，合格率仅为8％。由此可见，市场上护眼灯的技术质量是存在问题的。另一方面，护眼灯在技术上的发展一直较为缓慢，功能也相对单一，缺少数字控制、很少同时具有调光和调色功能，少数产品有调光调色双重功能，但调色调光过程中有亮度和色温跳变现象及闪频现象，影响了视觉体验，视觉不舒适，达不到护眼的效果，长时间使用这样的护眼灯，会使人眼视觉产生疲痨现象，从而降低了阅读和书写效率，甚至使阅读或书写的学习活动不能按计划进行下去，从而影响了学习计划和学习成绩。在整个社会重视学习、学生学习时间长等形势和环境下，没有这些先进的配套功能，只是一款普普通通护眼灯的话，是早已满足不了新时代和新需求的。

随着LED照明技术的发展，以LED为光源的护眼灯开始走进市场，并以其直流供电、无频闪的优点迅速形成护眼灯的主流品类。

随着人们对教育的越来越重视，教育投资是每一个中国家庭最重要的投资之一。在护眼灯产品整体质量令人堪忧、教育市场需求旺盛的现状条件下，市场需一种高质量、高性价比、具有时代科技感的新型护眼灯产品出现。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种具有调色调光功能的LED护眼灯，调节灯光亮度，提升了使用效果。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:

一种具有调色调光功能的LED护眼灯，其特征在于，包括控制系统和护眼灯主体，其中：

控制系统包括LED驱动电源、高色温LED模块、低色温LED模块、开关模块、电流传感模块和MCU主控系统，其中高色温LED模块和低色温LED模块同极性并联，并联后的阳极与LED驱动电源的out+相连接，并联后的阴极分别与开关模块的输入端相连接，并通过电流传感模块与LED驱动电源的out-端相连接，从而构成LED护眼灯的驱动回路，MCU主控系统输出三路PWM数字脉宽信号，其中PWM1与LED驱动电源相连接，PWM2和PWM3与开关模块相连接；

MCU主控系统的PWM1给LED驱动电源提供数字调光信号，使高色温LED模块和低色温LED模块同时按比例改变亮度，MCU主控系统通过电流传感模块的实时反馈，对PWM1数字信号进行精确微调，使LED护眼灯的工作电流变化与PWM1的占空比一致，从而实现LED护眼灯的高精度数字调光，使LED护眼灯的调光更加柔和、平滑，提高视觉舒适度，保护视力健康，MCU主控系统的PWM2和PWM3经MCU主控系统内部的软件反相运算后给开关模块提供一组相位相反、脉宽总和为1的数字驱动信号，使高色温LED模块和低色温LED模块在一个单位时间内的导通时间不同；

护眼灯主体包括灯头、导线、支架和灯座，高色温LED模块和低色温LED模块均固定于灯头，并通过用导线实现阳极并联，然后通过导线经过支架到达LED驱动电源，其后，LED驱动电源通过导线与MCU主控系统相连接，通过导线与电流传感模块相连接，LED驱动电源、MCU主控系统、电流传感模块均固定于灯座，开关模块也固定于灯座，通过导线与高色温LED模块的阴极相连接，通过导线与低色温LED模块的阴极相连接，通过导线和导线同时与MCU主控系统相连接，调色按钮通过导线与MCU主控系统相连接，调光按钮通过导线与MCU主控系统相连接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型较好地从LED光源、数字调色、数字调光等方面系统性的解决了护眼灯的护眼问题。低色温有利于人的心情放松，高色温可促进人的注意力集中。为保证学习效率，不同的学科学习需要不同光环境影响下的心理状态，因此，本实用新型提供的调色和调光功能，有利于营造不同的学习光环境和心理状态，使不同的学科学习都可以获得最佳的心理状态，从而保证了阅读和书写的效率，对促进学生学习、提高人们的阅读和书写效率具有显著的功效，从而克服了普通护眼灯普遍存在的“护眼灯不护眼”现象和功能单一的缺陷，也创造了极大的应用价值。总之，具有双通道数字调色调光控制系统，使LED护眼灯变成了一盏有护眼、提高阅读或书写效率等多项先进功能的、智能的专业护眼照明产品，这对降低我国近2亿中小学生普遍存在的、居高不下的近视现象具有重要的、积极的、现实的意义和价值。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型示意图。

图2为本实用新型的控制系统框架图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图2所示，本实用新型提供了一种具有调色调光功能的LED护眼灯包括控制系统和护眼灯主体，控制系统包括LED驱动电源、高色温LED模块、低色温LED模块、开关模块、电流传感模块、调色按钮、调光按钮和MCU主控系统。其中高色温LED模块和低色温LED模块同极性并联，并联后的阳极与LED驱动电源的out+相连接，并联后的阴极分别与开关模块的输入端相连接，并通过电流传感模块与LED驱动电源的out-端相连接，从而构成LED护眼灯的驱动和调色、调光回路。调色按钮和调光按钮均与MCU主控系统相连接，用以触发调色和调光功能。MCU主控系统输出三路PWM数字脉宽信号，其中PWM1与LED驱动电源相连接，PWM2和PWM3与开关模块相连接。

MCU主控系统的PWM1给LED驱动电源提供数字调光信号，使高色温LED模块和低色温LED模块同时按比例改变亮度，MCU主控系统通过电流传感模块的实时反馈，对PWM1数字信号进行精确微调，使LED护眼灯的工作电流变化与PWM1的占空比一致，从而实现LED护眼灯的高精度数字调光，使LED护眼灯的调光更加柔和、平滑，提高视觉舒适度，保护视力健康；MCU主控系统的PWM2和PWM3经MCU主控系统内部的软件反相运算后给开关模块提供一组相位相反、脉宽总和为1的数字驱动信号，使高色温LED模块和低色温LED模块在一个单位时间内的导通时间不同，由于人眼的视觉暂留效应，就会产生混色效果，改变高、低色温LED模块的导通时间比例，即可以获得不同的色温输出效果。同时，这种具有软件反相运算和驱动的调色控制系统，显著简化了控制电路，又避免了高色温LED模块和低色温LED模块可能同时导通使LED驱动电源过载和损坏。

当按下调色按钮的+或-时，MCU主控系统的PWM2和PWM3被触发并运算，输出高色温或低色温，色温调节过程中，LED护眼灯的功率基本不变，实现恒功率调色温；当按下调光按钮的+或-时，MCU主控系统的PWM1被触发并运算，输出高亮度或低亮度，亮度调节过程中，LED护眼灯的色温基本不变，实现同色温条件下的亮度平滑变化。

如图1所示，高色温LED模块2和低色温LED模块3均固定于灯头1，并通过用导线15实现阳极并联，然后通过导线4经过支架23到达LED驱动电源7，其后，LED驱动电源通过导线8与MCU主控系统9相连接，通过导线10与电流传感模块12相连接。LED驱动电源7、MCU主控系统9、电流传感模块12均固定于灯座13。开关模块16也固定于灯座13，通过导线5与高色温LED模块2的阴极相连接，通过导线6与低色温LED模块3的阴极相连接，通过导线17和导线18同时与MCU主控系统9相连接。调色按钮19通过导线22与MCU主控系统9相连接，调光按钮20通过导线21与MCU主控系统9相连接。

当按下调色按钮19的+或-时，MCU主控系统9的PWM2和PWM3被触发并运算，输出高色温或低色温，色温调节过程中，LED护眼灯的功率基本不变，实现恒功率调色温；当按下调光按钮20的+或-时，MCU主控系统9的PWM1被触发并运算，输出高亮度或低亮度，亮度调节过程中，LED护眼灯的色温基本不变，实现同色温条件下的亮度平滑变化。

以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。