专利名称：实现多种照明功能的人体感应led灯的控制电路及方法
技术领域：
本发明涉及LED照明和控制领域，尤其涉及的是一种实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制电路及方法。
背景技术：
LED灯是一种新型的灯具，因其具有亮度高、寿命长、耗电量低等特点而正在被大力推广应用，功能也不断扩展，如通过人体感应开关来控制LED灯的发光。现在市面上销售的LED人体感应照明产品主要有暖光(2700K-3000K色温)，暖白光(4000K-5500K色温)，冷白光(5500K-6500K色温)三种色温的LED灯，然而现有的人体感应开关与灯具里面的灯泡本体相分离，存在结构复杂、安装困难、使用不灵活、感应灵敏度低、安装工时费用高等缺点。且只能当有感应信号来时控制LED产品发光，若没有感应信号来时无法使LED感应产品发光，这样在实际应用中会给用户带来不便，使用范围也比较窄.不便普及消费者市场。而一些特殊场合不仅将人体感应LED等作为普通LED灯使用，现有的LED灯无法实现。
因此，现有技术还有待于改进和发展。发明内容
针对现有技术的上述缺陷，本发明提出了一种能够实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制电路及方法，以使人体感应LED灯同时实现普通LED照明功能、白天晚上的发光控制功能、以及微亮控制功能，提升人体感应LED灯的功能。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:
一种实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制电路，包括LED发光电路，所述LED发光电路包括一光耦合电路，与所述光耦合电路相连的微处理器，与所述微处理器相连的LED灯组，与所述LED灯组连接并用于驱动LED灯组的开关电路，其中，所述控制电路还包括一感应电路，所述感应电路包括与所述 微处理器相连并用于感应红外信号的红外感应电路，以及与所述微处理器相连并用于感应环境光线强度的光敏传感器。
所述实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制电路，其中，所述红外感应电路还包括一红外传感器，以及对所述红外传感器感应到的红外信号进行放大处理的红外信号放大器。
所述实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制电路，其中，所述光耦合电路的输出端与所述微处理器的信号输入端相连，所述微处理器的脉宽调制信号输出端连接所述开关电路的控制端，用于控制所述开关电路的通断。
所述实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制电路，其中，所述LED灯组分别包括串联或并联的LED灯。
所述实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制电路，其中，所述电源驱动电路包括其中一交流转直流电路和与所述交流转直流电路的输出端相连的稳压电路，且所述稳压电路为低压差线性稳压集成电路。
一种实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制方法，其中，包括步骤:
A、感应电路检测外部感应信号，并当所述感应电路感应不到外部的感应信号时，微处理器控制LED灯组按正常模式发光。
B、当所述感应电路检测到外部的感应信号时将所述感应信号发送给微处理器，所述微处理器根据所述感应信号的强度变化，调整向LED灯组输出的脉冲调制信号的强度，以驱动所述LED灯组根据所述感应信号的强度变化发出不同强度的光。
所述实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制方法，其中，所述步骤A中的感应信号包括光敏传感器感应到的环境光线强度信号，以及红外传感器感应到的红外信号。
所述实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制方法，其中，所述步骤B中微处理器向LED灯组输出相应强度的脉冲调制信号的强度随所述感应信号的强度增大而增大，减小而减小。
所述实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制方法，其中，所述LED灯组的发光强度在一预定范围内变化。
本发明所提供的实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制电路及方法，通过设置感应电路感应外界感应信号，并通过微处理器控制LED灯的发光模式，本发明能够使人体感应LED灯同时实现普通LED照明功能、白天晚上的发光控制功能以及微亮控制功能等多种照明功能，大大提升了人体感应LED灯的应用空间，满足用户的多样化照明需求。且实现了 LED灯组发光的自动控制，达到节能环保的目的。
图1是本发明提供的实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制电路的原理框图。
图2是本发明提供的实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制电路的优选实施例的原理框图。
图3是本发明提供的实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制电路的又一优选实施例的原理框图。
图4是本发明提供的采用图1-3所示的人体感应LED灯的控制电路控制LED发光的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，图1是本发明提供的实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制电路的原理框图，包括一实现多种照明功能LED发光电路和感应电路70，以及一驱动所述LED发光电路的LED驱动电源10及电源驱动电路30。所述LED发光电路包括一光耦合电路20，与所述光耦合电路20相连的微处理器40，与所述微处理器40相连的LED灯组50、与所述LED灯组50连接并用于驱动LED灯组50的开关电路60、以及一为所述微处理器40、LED灯组50提供驱动电源的电源驱动电路30。又如图2所示，所述感应电路70包括分别与所述微处理器40相连的光敏传感器71和红外感应电路72，其中，光敏传感器71用于感应环境光线强度，红外感应电路72用于感应外界物体发出的红外信号。具体地，所述红外感应电路72还包括一红外传感器722和一对所述红外传感器722感应的红外信号进行放大处理的红外信号放大器721。通过红外感应电路和光敏传感器实现LED灯组根据外界感应信号来变化发光强度，同时通过微处理器控制LED灯组的放光模式，以实现普通LED灯的照明功能，以及白天晚上的照明控制，同时实现晚上微亮控制功能。
具体地，如图3所示，光耦合电路20的输入端连接LED驱动电源10，输出端与微处理器40的第一信号输入端41相连,该光稱合电路20通过LED驱动电源10产生光电I禹合信号，在本实施例中，该光电耦合信号是方波信号。因此，微处理器40的第一信号输入端41接收的信号为方波信号。所述微处理器的第二信号输入端43连接光敏传感器71，第三信号输入端42连接红外感应电路，具体与红外感应电路中的红外信号放大器721相连接。所述光敏传感器71通过感应环境光线强度向所述第二信号输入端43输出一方波信号，而红外感应电路在感应到外界物体发出的红外信号后向第三信号输入端42输出方波信号。所述微处理器40的脉宽调制信号输出端连接所述开关电路60的控制端，所述微处理器对三个信号输入端接收到的方波信号进行处理，并通过脉宽调制信号输出端输出控制信号，控制开关电路60的通断。而开关电路60与LED灯组50相连，用于驱动LED灯组50的发光。电源驱动电路30分别与微处理器40、LED灯组50相连，为它们提供驱动电流。
为了更加清晰的描述上述实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制电路，本发明以具体的实施例进行详细的说明。
请参见图3，电源驱动电路30包括一交流转直流(AD转DC)电路31和稳压(LDO)电路32，其中，交流转直流电路31的输入端连接所述LED驱动电源10的两相上，而交流转直流电路31的输出端连接稳压电路32的输入端，稳压电路32的输出端连接微处理器40的电压输入端，为微处理器40提供工作电压Vcc，该稳压电路32为低压差线性稳压集成电路。交流转直流电路31将LED驱动电源10提供的交流电转换为直流电，并产生恒压恒流信号。电压和电流的大小可以通过交流转直流电路31进行调节。交流转直流电路31的输出端还与LED灯组50相连，为LED灯组50提供工作电源。
而光耦合电路20的两个输入管脚分别连接在LED驱动电源10的两相上，光耦合电路20的其中一输出管脚连接微处理器40的信号输入端,也即是微处理器MCU的ADl端口，该ADl端口是微处理 器40的一模数转换端口，由于光I禹合电路20输出的信号为交流信号。因此，为了便于后续通过微处理器40对开关电路进行通断控制，光耦合电路20的该输出端需接微处理器40的该ADl端口，以将模拟信号转换为数字信号。光耦合电路20的另一输出端连接电源驱动电路30的输出端负极。
光I禹合电路20向微处理器ADl端口输出的方波信号的产生过程如下:光I禹合电路20的输入管脚接在交流电的火线和零线两端，当交流电正半周流过光耦合电路20中发光二极管的正极时，该发光二极管开始发光，使里面的三极管导通，ADl端口的信号从原来的高电位变为低电位，当交流电为负半周流过时，发光二极管截止工作，发光二极管不发光使三极管不导通，进而使ADl端口的信号从原来的低电位变为高电位，这样不断有交流电流过光耦合电路的输入管脚，使输出端管脚输出方波信号。
优选地，本发明人体感应LED灯可实现普通照明LED灯的控制，白天晚上控制功能，微亮功能的控制电路能够使一个产品既可以当人体感应LED灯使用，也可以当普通LED灯泡用。在本发明中，LED灯组可以选用冷白光、暖光和白光，本实施例选用一组LED灯即选取LED11-LED1N为冷光，LED灯组中LEDll正极分别与电源驱动电路输出端的正极相连，电源驱动电路的输出端正极也即是交流转直流电路输出端的正极。
在本实施例中，开关电路60为场效应管，场效应管的D极与所述LED灯组50的负极相连，所述场效应管的S极与所述电源驱动电路输出端的负极相连，所述场效应管的G极与所述微处理器40的脉宽调制信号输出端相连。所述微处理器40的脉宽调制信号输出端向场效应管提供脉宽调制信号，以控制场效应管的通断。微处理器40的脉宽调制信号输出端不间断产生脉宽调制信号，驱动场效应管，驱动LED灯组发光。
基于上述实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制电路，本发明还提供了实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制方法，具体的实现过程请参见图4，包括以下步骤:
步骤S100、感应电路检测外部感应信号，并当所述感应电路感应不到外部的感应信号时，微处理器控制LED灯组按正常模式发光；
步骤S200、当所述感应电路检测到外部的感应信号时将所述感应信号发送给微处理器，所述微处理器根据所述感应信号的强度变化，调整向LED灯组输出的脉冲调制信号的强度，以驱动所述LED灯组根据 所述感应信号的强度变化发出不同强度的光；
步骤S300、当所述感应电路检测到当前时间为晚上时，所述微处理器控制LED灯组处于微亮发光状态。
下面对上述步骤进行详细的说明和描述。
其中，在步骤SlOO中，感应信号包括光敏传感器感应到的环境光线强度信号，以及红外传感器感应到的红外信号。在具体实施时，首先，电源驱动电路接通外接交流电，开始工作，向所述微处理器、LED灯组输出恒压恒流信号；所述光耦合电路向所述微处理器的控制信号输入端输出方波信号，并经所述微处理器向所述开关电路输出脉宽调制信号，驱动所述开关电路导通，并控制所述LED灯组发光。
其中，当在第一预定时间(通常为1-2秒钟)内连续两次切换交流开关，光耦输出端产生连续两个方波信号，送到微处理器的ADl 口输入端，微处理器内部判断连续有两个方波信号输入，则微处理器输出脉宽调制信号去驱动Ql的G极.使Ql导通,使LED灯组发光。此时，人体感应LED灯的白天晚上控制的控制功能和人体感应控制的控制功能失效，LED发光装置处于长亮状态，其作为普通LED照明产品用，也即是按照正常模式发光。此时，感应电路默认为一直检测到有外部的感应信号。
而如果在此情况下，在第二预定时间(通常为1-2秒钟)内再切换一次交流开关，该LED感应照明控制电路和白天晚上控制电路启动，进入感应模式，在该模式下可以通过感应环境光线强度和外界物体的红外信号来控制LED灯组发光。当在LED灯组发光时感应电路已经工作，此时感应电路会将检测到的感应信号发送给微处理器，以便微处理器根据感应信号的强度变化，调整其向LED灯组输出相应强度的脉冲调制信号的强度，以驱动所述LED灯组根据所述感应信号的强度变化而发出不同强度的光，优选地，微处理器向LED灯组输出相应强度的脉冲调制信号的强度随所述感应信号的强度增大而增大，减小而减小。
具体地，通过感应外界物体的红外信号控制LED灯组发光的过程为:当有人或流动车辆经过感应区内，红外传感器会发出微弱的高电平50mVdC-100mVdC之间，此信号再送到红外信号放大器输入端进行信号放大后输出一个高电平，再送到微处理器感应信号输入端，这时微处理器感应信号输入端接收到高电平时，从微处理器内部输出脉宽调制信号去驱动Ql的G极.使Ql导通，控制LED灯组发光。而当无人或无流动车辆经过感应区内，红外传感器不会发出微弱的高电平，后级信号放大器输入端没有信号，放大器无高电平输出，微处理器感应信号输入端，无感应信号，这时微处理器内部无输出脉宽调制信号去驱动Ql的G极.使Ql无法导通，则LED灯组无法发光。
进一步地，实现白天或晚上的发光控制功能以及微亮控制功能是通过探测环境光线强度控制LED灯组发光的过程为:当环境光线强度高于微处理器内部一预定值时，该预定值优选为20流明，光敏传感器开始工作，这时光敏传感器的内阻比较低，输出的电压送到微处理器信号输入端，微处理器内部有一个参考电压计算，当信号输入端输入的电压低于0.SVdc时，微处理器判断这时环境光线强度高于20流明，当前时间为白天，这时微处理器内部无输出脉宽调制信号去驱动Ql的G极，使Ql无法导通，使LED灯组无法发光。而当环境光线强度低于20流明时,光敏传感器开始工作,这时光敏传感器的内阻比较高,输出的电压送到微处理器的信号输入端，当信号输入端输入的电压高于IVdc时，微处理器判断这时环境光线强度低于20流明，当前时间为晚上，这时微处理器内部输出脉宽调制信号只输出10%的脉宽调制信号去驱动Ql的G极，使Ql导通输出LED实际功率的一预定比例，控制LED灯组处于微亮发光状态。等待有人或流动热量物体进入探测范围内，根据感应信号的从弱到强的变换，LED灯组的发光强度也在一预定范围内从小到大进行变化。本实施例中，预定比例优选为10%，预定范围为10%至100%。这样解决了传统LED人体感应灯不能完成在晚上无人或无流动热量物体处于全黑的状况，而且解决了在一个人体感应LED灯上面完成白天晚上控制功能和晚上微亮控制功能。只亮10%的微亮状态带来的好处是，使在夜间安防摄像头更清晰的拍到环境的画面.避免在全黑状态安防摄像头无法拍清楚周围环境的图片。
这样，通过不断地控制交流开关断开交流电，环境光线照度处于晚上或白天时不仅实现了一个人体感应LED灯作为普通照明灯具的照明功能，而且还实现了在同一个人体感应LED灯发光装置上同时实现白天晚上控制功能和微亮控制功能，通过感应环境光线强度和外界物体的红外信号来控制LED灯组发光，实现了 LED灯组发光的自动控制，达到节能环保的目的。且增强的LED的 照明功能，LED照明更加智能化，利于LED照明产品的应用和推广。
本发明的LED照明控制电路可以广泛应用于球泡灯.筒灯，吸顶灯，日光灯管，面板灯，天花灯，PAR灯，玉米灯，油灯，工矿灯等等，外型随着灯具的要求可以随意变动，且根据LED照明要求的功率大小可以调整驱动电源以适应各种灯具要求的功率。应用范围广泛。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制电路，包括LED发光电路，所述LED发光电路包括一光耦合电路，与所述光耦合电路相连的微处理器，与所述微处理器相连的LED灯组，与所述LED灯组连接并用于驱动LED灯组的开关电路，其特征在于，所述控制电路还包括一感应电路，所述感应电路包括与所述微处理器相连并用于感应红外信号的红外感应电路，以及与所述微处理器相连并用于感应环境光线强度的光敏传感器。
2.根据权利要求1所述实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制电路，其特征在于，所述红外感应电路还包括一红外传感器，以及对所述红外传感器感应到的红外信号进行放大处理的红外信号放大器。
3.根据权利要求1所述实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制电路，其特征在于，所述光耦合电路的输出端与所述微处理器的信号输入端相连，所述微处理器的脉宽调制信号输出端连接所述开关电路的控制端，用于控制所述开关电路的通断。
4.根据权利要求1所述实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制电路，其特征在于，所述LED灯组分别包括串联或并联的LED灯。
5.根据权利要求1所述的实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制电路，其特征在于，所述电源驱动电路包括一交流转直流电路和与所述交流转直流电路的输出端相连的稳压电路，且所述稳压电路为低压差线性稳压集成电路。
6.一种实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制方法，其特征在于，包括步骤: A、感应电路检测外部感应信号，并当所述感应电路感应不到外部的感应信号时，微处理器控制LED灯组按正常模式发光； B、当所述感应电路检测到外部的感应信号时将所述感应信号发送给微处理器，所述微处理器根据所述感应信号的强度变化，调整向LED灯组输出的脉冲调制信号的强度，以驱动所述LED灯组根据所述感应信号的强度变化发出不同强度的光。
C、当所述感应电路检测到当前时间为晚上时，所述微处理器控制LED灯组处于微亮发光状态。
7.根据权利要求6所述实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制方法，其特征在于，所述步骤A中的感应信号包括光敏传感器感应到的环境光线强度信号，以及红外传感器感应到的红外信号。
8.根据权利要求6所述实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制方法，其特征在于，所述步骤B中微处理器向LED灯组输出相应强度的脉冲调制信号的强度随所述感应信号的强度增大而增大，减小 而减小。
9.根据权利要求8所述实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制方法，其特征在于，所述LED灯组的发光强度在一预定范围内变化。
全文摘要
本发明公开了一种实现多种照明功能的人体感应LED灯的控制电路及方法，包括LED发光电路，所述LED发光电路包括一光耦合电路，与所述光耦合电路相连的微处理器，与所述微处理器相连的LED灯组，与所述LED灯组连接并用于驱动LED灯组的开关电路，所述控制电路还包括一感应电路，所述感应电路包括与所述微处理器相连并用于感应红外信号的红外感应电路，以及与所述微处理器相连并用于感应环境光线强度的光敏传感器。本发明能够使人体感应LED灯同时实现普通LED照明功能、白天晚上的发光控制功能以及微亮控制功能等多种照明功能，大大提升了人体感应LED灯的应用空间，满足用户的多样化照明需求。
文档编号H05B37/02GK103220862SQ20131013852
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月18日 优先权日2013年4月18日
发明者涂小兵 申请人:涂小兵