专利名称：一种实现零光衰的自动补偿led灯及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种自动补偿的技术方法.，特别是一种实现零光衰的自动补偿LED灯及其控制方法。
背景技术：
LED照明具有发光效率高、耗电量少、寿命长、光色纯、稳定性高、安全性强、环保等诸多传统光源无法比拟的优越性，是一种绿色环保的照明技术。在节能减排的背景下，LED照明的来临已经无庸置疑。目前我国LED产业已形成了完整的产业链，产品广泛应用于景观照明、背光源、隧道照明和通用照明等领域。 现有的LED路灯中，都是以恒流的驱动电源为主。在这种情况下，当LED灯因时间过长而老化时，会明显的产生光衰，当光衰超过30%即可定义为LED照明失效。
发明内容
本发明的目的是在于解决现有LED照明电路中因照明时间过长，使LED产生光衰，而提供的一种结构简单、且能低成本高效地实现零光衰的自动补偿LED灯及其控制方法。本发明为了实现上述目的而采用的技术方案为一种实现零光衰的自动补偿LED灯及其控制方法，包括LED驱动电路及LED灯，其特性在于还包括有
光电转换电路，用于拾取光强度信号，并将光强度信号转换为电信号；
MCU控制电路，用于自动记录并存储LED灯具初期使用时的光照亮度，并对目前设定时间内的由光电转换电路得来的光照亮度取平均值，与新灯具的光照亮度做比对，并根据比对获得结果，发出调节控制指令；所述的LED灯具初期是指在出厂后使用100小时之内，超过出厂后使用100小时之外的部分为后期；
LED驱动电路，用于执行MCU控制电路发出控制指令，对LED驱动电路的恒流源进行调节控制，使LED灯具后期的光照亮度保持一相对恒定值。进一步，所述的MCU控制电路设有掉电存储电路，用于存储掉电时MCU控制电路参数。进一步，所述的光电转换电路与MCU控制电路之间设有信号放大电路,用于对光电转换电路拾取的光强度电信号放大。进一步，所述的MCU控制电路的电压输入端设有稳压电路模块。进一步，所述的MCU控制电路的电压输入端的稳压电路模块的电压为5V。进一步，所述的光电转换电路的输出端与信号放大电路的输入端之间设有滤波电路，用于对电信号进行初步滤波。
toon] 进一步，所述的滤波电路为第一 n型滤波电路。进一步，所述的第一 n型滤波电路的输出端与信号放大电路的输入端之间设有分压电路，用于选取中点电压值。进一步，所述的信号放大电路的输出端与MCU控制电路的输入端之间设有第二n型滤波电路，用于对放大后的电信号进行再一次滤波。进一步，实现权利要求I 9任一项所述实现零光衰的自动补偿LED灯及其控制方法，其特征在于所述方法包括有如下步骤
a、首先，MCU控制电路通过光电转换电路采集LED初期阶段的光照强度，并作为比对样本进行存储；b、在后期阶段使用过程中，MCU控制电路通过光电转换电路采集LED后期阶段的光照强度与样本进行比对 ；
c、MCU控制电路根据比对结果输出PWM信号给LED驱动电路，增大LED驱动电路的恒流源，使LED灯光照亮度保持与样本相一致。采用上述技术方案的有益效果是本发明通过在MCU控制电路中预先对LED照明器件的光强度定性以及定量的分析参数，如初始亮度、控制参数，将整个电路LED工作一段时间后的信号进行对比，调整整个电路的电压、电流等强度，对其衰减进行补充，以实现电路的零光衰。
图I为本发明的流程 图2为本发明的电路总 图3为本发明的电源部分电路原理图。
具体实施例方式以下结合附图和本发明优选的具体实施例对本发明的内容作进一步地说明。所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。参考图I中所示，用于景观照明、背光源、隧道照明和通用照明等实现零光衰的自动补偿LED灯及其控制方法，包括光电转换、信号放大、MCU处理、掉电存储、PWM信号控制、LED电源和LED灯具等主要流程，本发明实现所述的零光衰的自动补偿LED灯及其控制方法包括有如下步骤首先MCU控制电路通过光电转换电路采集LED初期阶段的光照强度，并作为比对样本进行存储，然后在后期阶段使用过程中，MCU控制电路通过光电转换电路采集LED后期阶段的光照强度与样本进行比对，最后在MCU控制电路根据比对结果输出PWM信号给LED驱动电路，增大LED驱动电路的恒流源，使LED灯光照亮度保持与样本相一致。所述的光电转换电路的输出端与信号放大电路的输入端连接；所述的信号放大电路的输出端与MCU控制电路输入端连接；MCU控制电路分别同时与掉电存储电路和LED驱动电路连接。参考图2中所示，所述的光电转换电路包括高灵敏光敏电阻RI1、电阻20、电阻R21、电容C15和放大器U4A。所述的光敏电阻安装在灯具腔的内部。利用灯具的一些反光板将光线反射到光电转换电路上，使光电转换电路能很好的感应到灯光的微小变化，从而将其通过光电转换电路转换为电信号，该光电转换电路具体连接关系为电阻R20的一端与一个5V的稳压电路模块相接，该电阻R20的另外一端同时与光敏电阻RI1、电阻R21、电容C15以及信号放大器U4A的正极连接，而光敏电阻RI1、电阻R21和电容C15的另外一端以及放大器U4A中的一个接口都同时与地相接，与此同时放大器U4A的负极外接于信号放大器U4A的输出端,使之构成反向放大。参考图2中所示，所述的第一TI型滤波电路的电路包括电阻R18、电阻R19、电容C13以及电容C14。所述的信号放大器U4的型号为LM358，所述的电阻R19的输入端与光电转换电路中的信号放大器U4A的输出端相接,该电阻R19的另外一端同时与电阻R18和电容C14的一端连接，电阻R18的另外一端同时电容C13和分压电路的输入端相接，电容C13和电容C14的另外一端都直接与地连接。参考图2中所示，所述的分压电路包括电阻R16和电阻R17。所述的电阻R16—端与5V的稳压电路模块相接，另外一端与电阻R17、第一TI型滤波电路的输出端相连接以及信号放大电路的输入端相连接，且电阻R17的另外一端与地相接。参考图2中所示，所述的信号放大电路包括信号放大器U4B、电阻R15和电阻R23，所述的信号放大器U4B的型号为LM358,所述的信号放大器U4B的正极与分压电路的输出端相连接，信号放大器U4B的负极同时与电阻R15和电阻R23相连接，电阻R23的另外一端与地连接，电阻R15的另外一端与信号放大器U4B的输出端相连接以构成反向放大。 参考图2中所示，所述的第二TI型滤波电路的电路包括电阻Rl3、电阻R14、电容C9以及电容C10，所述的电阻R14的输入端与信号放大电路的输出端相连接，电阻R14的另外一端与电阻R13和电容ClO相连接，电容ClO的另外一端直接与地连接，电阻R13的另外一端同时与电容C9和MCU控制电路的输入端相连接，电容C9的另外一端亦是与地相接。参考图2中所示，所述的MCU控制电路包括MCU主控制器U2、电容C7、电容C8以及电阻R12，所述的MCU主控制器U2的型号为MS1018D，该MCU主控制器U2的信号输入端ADCO端口亦即第14脚与第二TI型滤波电路的输出端相连接，该MCU主控制器U2的内部工作电压是通过VDD端口的第11脚与5V的外接稳压电路模块相连接，同时在5V的外接稳压电路模块与MCU主控制器U2的第11脚之间设有电容C7和电容C8，且该5V的外接稳压电路模块同时与电容C7和电容C8的一端相接，电容C8的另外一端与直接与地相连接，电容C7的另外一端同时与MCU主控制器U2的RST/P1. 5端口亦即第3脚和电阻R12的一端相接，而电阻R12的另外一端与地相连。所述的MCU主控制器U2的掉电存储信号输出端的PI. 1/RXD的第9脚和PL 1/TXD的第10脚分别同时与掉电存储电路的信号输入端SCL端口的第6脚和SDA端口的第5脚相接；该MCU主控制器U2的VSS端口的第4脚于地相接；该MCU主控制器U2的信号输出端通过PWMl端口的第I脚输出。所述的掉电存储电路包括掉电存储器U1、电阻R2、电阻R3、电容C6、电容CU、电容C12，所述的掉电存储器Ul的型号为24C02,该掉电存储器Ul的VCC端口第8脚处外接于5V的稳压电路，且该第8脚同时还与电阻R2和电阻R3连接，而电阻R2的另外一端与掉电存储器Ul的信号输入端的SCL端口的第6脚相接，电阻R3的另外一端与掉电存储器Ul的信号输入端的SDA端口的第5脚相接；于此同时掉电存储器Ul的信号输入端的SCL端口的第6脚还与电容Cll相接,而掉电存储器Ul的信号输入端的SDA端口的第5脚相接同时还与电容C12相接，电容Cll和电容C12的另外一端同时与地相接；该掉电存储器Ul的WP端口的第7脚、AO端口的第I脚、Al端口的第2脚、A2端口的第3脚以及GND端口的第4脚同时与地相接；同时掉电存储器Ul的AO端口的第I脚还与电容C6相连接,此电容C6的另外一端与掉电存储器Ul的电压输入端的5V稳压电源相接。参考图2、图3中所示，所述的稳压电路模块包括稳压模块U5、极性电阻C16、极性电阻C17、电阻R18以及电阻R19，所述的稳压模块U5的型号为78L05，该稳压模块U5的输入端VIN同时与极性电容C16的正极、电容C18以及外接的12V电源相接。而极性电容C16的负极以及电容C18的另外一端与该稳压模块U5的接地端相接，该稳压模块U5的输出端VOUT分别与极性电容C17的正极、电容C19以及外接的5V电源相接，极性电容C17的负极以及电容C19的另外一端同时与地相接。参考图2、图3中所示，所述的LED驱动电路包括电阻R24、电阻R22、电阻R25、电平转换器Q2以及LED驱动电路的常规电路；所述的电平转换器Q2的输入端与电阻R24和电阻R22相接，电阻R24的输入端与MCU主控制器U2的信号输出端PWMl端口的第I脚相接；电阻R22的另外一端与电平转换器Q2的另一端口相接的同时并与地连接；电平转换器Q2的输出端口与电阻R25以 及LED驱动电路常规电路的输入端相接，电阻R25的另外一端与外接12V的电源相连接。通过以上相关电路的信号接入LED驱动电路的常规电路之后使得本发明可以实现所述的功能和效果。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种实现零光衰的自动补偿LED灯及其控制方法，包括LED驱动电路及LED灯，其特性在于还包括有 光电转换电路，用于拾取光强度信号，并将光强度信号转换为电信号； MCU控制电路，用于自动记录并存储LED灯具初期使用时的光照亮度，并对目前设定时间内的由光电转换电路得来的光照亮度取平均值，与新灯具的光照亮度做比对，并根据比对获得结果，发出调节控制指令； LED驱动电路，用于执行MCU控制电路发出控制指令，对LED驱动电路的恒流源进行调节控制，使LED灯具后期的光照亮度保持一相对恒定值。
2.根据权利要求I所述的实现LED灯零光衰的自动补偿方法，其特征在于所述的MCU控制电路设有掉电存储电路，用于存储掉电时MCU控制电路参数。
3.根据权利要求I或2所述的实现LED灯零光衰的自动补偿方法，其特征在于所述的光电转换电路与MCU控制电路之间设有信号放大电路,用于对光电转换电路拾取的光强度电信号放大。
4.根据权利要求3所述的实现LED灯零光衰的自动补偿方法，其特征在于所述的MCU控制电路的电压输入端设有稳压电路模块。
5.根据权利要求4所述的实现LED灯零光衰的自动补偿方法，其特征在于所述的MCU控制电路的电压输入端的稳压电路模块的电压为5V。
6.根据权利要求3所述的实现LED灯零光衰的自动补偿方法，其特征在于所述的光电转换电路的输出端与信号放大电路的输入端之间设有滤波电路，用于对电信号进行初步滤波。
7.根据权利要求6所述的实现LED灯零光衰的自动补偿方法，其特征在于所述的滤波电路为第一 n型滤波电路。
8.根据权利要求7所述的实现LED灯零光衰的自动补偿方法，其特征在于所述的第一 n型滤波电路的输出端与信号放大电路的输入端之间设有分压电路，用于选取中点电压值。
9.根据权利要求8所述的实现LED灯零光衰的自动补偿方法，其特征在于所述的信号放大电路的输出端与Mcu控制电路的输入端之间设有第二 n型滤波电路，用于对放大后的电信号进行再一次滤波。
10.实现权利要求I 9任一项所述实现零光衰的自动补偿LED灯及其控制方法，其特征在于所述方法包括有如下步骤 a、首先，MCU控制电路通过光电转换电路采集LED初期阶段的光照强度，并作为比对样本进行存储；b、在后期阶段使用过程中，MCU控制电路通过光电转换电路采集LED后期阶段的光照强度与样本进行比对； c、MCU控制电路根据比对结果输出PWM信号给LED驱动电路，增大LED驱动电路的恒流源，使LED灯光照亮度保持与样本相一致。
全文摘要
本发明是一种实现LED灯零光衰的自动补偿方法。目的是为了控制LED灯因使用时间过久老化时，所产生的光衰。它包括LED驱动电路及LED灯，其特性在于还包括有光电转换电路，用于拾取光强度信号，并将光强度信号转换为电信号；MCU控制电路，用于自动记录并存储LED灯具初期使用时的光照亮度，并对目前设定时间内的由光电转换电路得来的光照亮度取平均值，与新灯具的光照亮度做比对，并根据比对获得结果，发出调节控制指令；LED驱动电路，用于执行MCU控制电路发出控制指令，对LED驱动电路的恒流源进行调节控制，使LED灯具后期的光照亮度保持一相对恒定值。
文档编号H05B37/02GK102752938SQ20121024513
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月16日 优先权日2012年7月16日
发明者徐兵, 苏周, 顾永德 申请人:深圳茂硕电源科技股份有限公司