专利名称：大功率智能led照明灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种大功率智能LED照明灯。
背景技术：
在现有的市场上的LED照明灯，若直接使用电池驱动，需要3至4节普通电池，则必须采用降压限流而使得效率不高，另外其体积也太大；若使用1至2节普通电池，就必须使用专用的LED驱动器，但是目前专用的LED驱动器价格不低。
发明内容本实用新型的目的是要提供一种成本低且能使LED发光亮度稳定的大功率智能 LED照明灯。本实用新型实现上述目的的技术方案是，一种大功率智能LED照明灯，其创新点在于包括PWM开关电路、恒流输出电路、单片机控制电路、电流电压取样电路、LED负载电路和具有电源输入端的滤波电路，所述具有电源输入端的滤波电路与PWM开关电路电连接，所述PWM开关电路与恒流输出电路电连接，所述恒流输出电路与LED负载电路电连接， 所述恒流输出电路与电流电压取样电路电连接，所述电流电压取样电路与单片机控制电路电连接，所述单片机控制电路与PWM开关电路电连接，所述电流电压取样电路采集恒流输出电路输出的电流电压值并将采集到的电流电压值送至单片机控制电路，所述单片机控制电路控制PWM开关电路，所述单片机控制电路包括单片机，所述具有电源输入端的滤波电路与PWM开关电路电连接。所述PWM开关电路包括晶体三极管Tl、T2，电阻器R2、R3、R4，二极管Dl、D2、D3、 D4以及电感Li，所述晶体三极管Tl的发射极与电阻器R2的一端电连接，所述电阻器R2的另一端与晶体三极管Tl的基极电连接且与电阻器R3的一端电连接，电阻器R3的另一端与单片机的Pl. 7引脚电连接，所述晶体三极管Tl的集电极与电感Ll的一端电连接，电感Ll 的另一端与二极管D4的正极电连接，所述电感Ll的一端还与二极管D2的负极电连接，二极管D2的正极接地，所述电感Ll的另一端与晶体三极管T2的集电极电连接，所述晶体三极管T2的基极与二极管Dl的负极电连接，所述二极管Dl的正极与单片机的Pl. 6引脚电连接，所述二极管Dl的负极与二极管D3的正极电连接，所述二极管D3的负极与晶体三极管T2的集电极电连接，所述电阻器R4的一端与二极管Dl的负极电连接，所述电阻器R4的另一端与晶体三极管T2的发射极电连接并接地。所述恒流输出电路包括晶体三极管T3、T4，电阻器R5、R6、R7、R8、R9、R10,电容器 C5、C6，所述晶体三极管T3的基极与电阻器R7、R9的一端以及电容C6的一端电连接，所述晶体三极管T3的发射极与电阻器R6的一端电连接，所述电阻器R6的另一端与晶体三极管 T4的发射极电连接，所述晶体三极管T4的基极与电阻器R9的另一端以及电阻器RlO的一端电连接，所述晶体三极管T4的集电极与电阻器RlO的一端电连接，所述电阻器RlO的另一端与电阻器R8的另一端电连接，电阻器R8的一端与电容器C6的另一端电连接且与晶体三极管T3的集电极电连接，所述电阻器R5的一端与晶体三极管T3的集电极电连接，电阻器R5的另一端与电容C5的一端电连接，所述电容器C5的另一端与电阻器R8的另一端电连接。所述电流电压取样电路包括电压取样部分和电流取样部分，所述电压取样部分包括运算放大器0PA1、稳压二极管D5和电阻器R11、R12、R13、R14，所述运算放大器OPAl的负输入端与电阻器Rl 1的一端电连接且与稳压二极管D5的正极电连接，所述运算放大器OPAl 的正输入端与电阻器R12和R13的一端电连接，所述电阻器R13的另一端与电阻器R14的另一端电连接，所述电阻器R14的一端接地，所述电阻器R13的另一端与单片机的P1.0引脚电连接，所述运算放大器OPAl的输出端与单片机的P3. 3引脚电连接，所述电流取样值通过电阻器R5的另一端连接到单片机的Pl. 1引脚。本实用新型采用单片机控制大功率的LED照明灯，可用于普通照明、交通信号显示等，采用9-36V直流电压供电，最大输出电流1A，输出功率10W。具有输出电压稳定，电流纹波低，显示亮度稳定的特点，采用的单片机价格低廉且具有智能化，因此本实用新型成本低且具能使得LED发光亮度稳定。
图1为本实用新型的结构框图；图2为本实用新型的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述。如图1、2所示，一种大功率智能LED照明灯，包括PWM开关电路1、恒流输出电路 2、单片机控制电路3、电流电压取样电路4、LED负载电路5和具有电源输入端的滤波电路 6，所述具有电源输入端的滤波电路6与PWM开关电路1电连接，所述PWM开关电路1与恒流输出电路2电连接，所述恒流输出电路2与LED负载电路5电连接，所述恒流输出电路2 与电流电压取样电路4电连接，所述电流电压取样电路4与单片机控制电路3电连接，所述单片机控制电路3与PWM开关电路1电连接，所述电流电压取样电路4采集恒流输出电路2 输出的电流电压值并将采集到的电流电压值送至单片机控制电路3，所述单片机控制电路 3控制PWM开关电路1，所述单片机控制电路3包括单片机Ul，所述具有电源输入端的滤波电路6与PWM开关电路1电连接。所述PWM开关电路1包括晶体三极管T1、T2，电阻器R2、R3、R4，二极管D1、D2、D3、 D4以及电感Li，所述晶体三极管Tl的发射极与电阻器R2的一端电连接，所述电阻器R2的另一端与晶体三极管Tl的基极电连接且与电阻器R3的一端电连接，电阻器R3的另一端与单片机Ul的Pl. 7引脚电连接，所述晶体三极管Tl的集电极与电感Ll的一端电连接，电感 Ll的另一端与二极管D4的正极电连接，所述电感Ll的一端还与二极管D2的负极电连接， 二极管D2的正极接地，所述电感Ll的另一端与晶体三极管T2的集电极电连接，所述晶体三极管T2的基极与二极管Dl的负极电连接，所述二极管Dl的正极与单片机Ul的Pl. 6引脚电连接，所述二极管Dl的负极与二极管D3的正极电连接，所述二极管D3的负极与晶体三极管T2的集电极电连接，所述电阻器R4的一端与二极管Dl的负极电连接，所述电阻器R4的另一端与晶体三极管T2的发射极电连接并接地。所述恒流输出电路2包括晶体三极管T3、T4，电阻器R5、R6、R7、R8、R9、RlO以及电容器C5、C6，所述晶体三极管T3的基极与电阻器R7、R9的一端以及电容C6的一端电连接，所述晶体三极管T3的发射极与电阻器R6的一端电连接，所述电阻器R6的另一端与晶体三极管T4的发射极电连接，所述晶体三极管T4的基极与电阻器R9的另一端以及电阻器 RlO的一端电连接，所述晶体三极管T4的集电极与电阻器RlO的一端电连接，所述电阻器 RlO的另一端与电阻器R8的另一端电连接，电阻器R8的一端与电容器C6的另一端电连接且与晶体三极管T3的集电极电连接，所述电阻器R5的一端与晶体三极管T3的集电极电连接，电阻器R5的另一端与电容C5的一端电连接，所述电容器C5的另一端与电阻器R8的另一端电连接。所述电流电压取样电路4包括电压取样部分和电流取样部分，所述电压取样部分包括运算放大器0PA1、稳压二极管D5和电阻器Rll、R12、R13、R14，所述运算放大器OPAl 的负输入端与电阻器Rll的一端电连接且与稳压二极管D5的正极电连接，所述运算放大器OPAl的正输入端与电阻器R12和R13的一端电连接，所述电阻器R13的另一端与电阻器 R14的另一端电连接，所述电阻器R14的一端接地，所述电阻器R13的另一端与单片机Ul的 Pl. 0引脚电连接，所述运算放大器OPAl的输出端与单片机Ul的P3. 3引脚电连接，所述电流取样值通过电阻器R5的另一端连接到单片机Ul的Pl. 1引脚。输出电压的取样值由运算放大器OPAl输出连接到单片机Ul的Pl. 3引脚。本实用新型的大功率智能LED照明灯由直流电源供电，其工作原理如下直流电源经由具有电源输入端的滤波电路6，再通过PWM开关电路1加到恒流输出电路2，产生一个低纹波电流驱动LED负载电路5中的LED发光二极管负载，电流电压取样电路4对输出电流电压值取样并回送到单片机控制电路3，单片机Ul根据取样值改变PWM 开关电路1的脉冲占空比，实现PWM调制，稳定输出电压，降低输出电流纹波，从而使LED发光亮度稳定。图 2 中虚线框6是输入电路，端口 BATTl和GND分别连接直流电源的正极和负极，电解电容器Cl是输入滤波电容。虚线框7是小信号电源电路，电解电容器C8，C10，电容器C9，C11组成电源滤波电路，三端稳压器U2将输入直流电源降低并输出5V直流稳定电压，提供单片机和运算放大器电源。虚线框3是单片机最小系统电路，电解电容器C4，电阻器Rl组成单片机复位电路； 晶体TX和电容器Cl，C2组成振荡电路，提供单片机工作频率；单片机Ul是本设计的控制核心，通过程序中预设波形参数，与在PI. 1、P3. 4引脚上读取的外部取样电路的电流电压进行比较，产生PWM调制脉冲在Pl. 6、Pl. 7引脚上输出，实现对外部PWM开关的控制，使输出电压稳定在设计值。虚线框1是PWM开关电路，晶体三极管Tl，电阻器R2，R3及晶体三极管T2，二极管 Dl, D3，电阻器R4分别组成2个开关电路，Tl，T2的基极分别由单片机Pl. 6、Pl. 7引脚控制，当单片机Pl. 6,Pl. 7输出脉冲信号时，Tl，T2就会随之工作在导通和截止状态。当Tl， T2导通时，电感Ll储存能量，当Tl，T2截止时，电感Ll通过二极管D2，D4，电阻器R6向负载电路输出电能。改变PWM信号的脉冲占空比，输出电能也将发生变化，使LED负载的发光亮度得到控制。 虚线框5是LED负载电路，根据使用需要，可连接3_8个大功率LED发光二极管。
权利要求1.一种大功率智能LED照明灯，其特征在于包括PWM开关电路(1)、恒流输出电路 (2)、单片机控制电路(3)、电流电压取样电路(4)、LED负载电路(5)和具有电源输入端的滤波电路(6 )，所述具有电源输入端的滤波电路(6 )与PWM开关电路(1)电连接，所述PWM开关电路(1)与恒流输出电路(2 )电连接，所述恒流输出电路(2 )与LED负载电路(5 )电连接，所述恒流输出电路(2 )与电流电压取样电路(4 )电连接，所述电流电压取样电路(4 )与单片机控制电路(3)电连接，所述单片机控制电路(3)与PWM开关电路(1)电连接，所述电流电压取样电路(4 )采集恒流输出电路(2 )输出的电流电压值并将采集到的电流电压值送至单片机控制电路(3 )，所述单片机控制电路(3 )控制PWM开关电路(1)，所述单片机控制电路(3 ) 包括单片机(U1)。
2.根据权利要求1所述的大功率智能LED照明灯，其特征在于所述PWM开关电路(1) 包括晶体三极管Tl、T2，电阻器R2、R3、R4，二极管Dl、D2、D3、D4以及电感Li，所述晶体三极管Tl的发射极与电阻器R2的一端电连接，所述电阻器R2的另一端与晶体三3极管Tl 的基极电连接且与电阻器R3的一端电连接，电阻器R3的另一端与单片机(Ul)的Pl. 7引脚电连接，所述晶体三极管Tl的集电极与电感Ll的一端电连接，电感Ll的另一端与二极管D4的正极电连接，所述电感Ll的一端还与二极管D2的负极电连接，二极管D2的正极接地，所述电感Ll的另一端与晶体三极管T2的集电极电连接，所述晶体三极管T2的基极与二极管Dl的负极电连接，所述二极管Dl的正极与单片机(Ul)的P1.6引脚电连接，所述二极管Dl的负极与二极管D3的正极电连接，所述二极管D3的负极与晶体三极管T2的集电极电连接，所述电阻器R4的一端与二极管Dl的负极电连接，所述电阻器R4的另一端与晶体三极管T2的发射极电连接并接地。
3.根据权利要求1所述的大功率智能LED照明灯，其特征在于所述恒流输出电路(2) 包括晶体三极管T3、T4，电阻器R5、R6、R7、R8、R9、RlO以及电容器C5、C6，所述晶体三极管 T3的基极与电阻器R7、R9的一端以及电容C6的一端电连接，所述晶体三极管T3的发射极与电阻器R6的一端电连接，所述电阻器R6的另一端与晶体三极管T4的发射极电连接，所述晶体三极管T4的基极与电阻器R9的另一端以及电阻器RlO的一端电连接，所述晶体三极管T4的集电极与电阻器RlO的一端电连接，所述电阻器RlO的另一端与电阻器R8的另一端电连接，电阻器R8的一端与电容器C6的另一端电连接且与晶体三极管T3的集电极电连接，所述电阻器R5的一端与晶体三极管T3的集电极电连接，电阻器R5的另一端与电容 C5的一端电连接，所述电容器C5的另一端与电阻器R8的另一端电连接。
4.根据权利要求1所述的大功率智能LED照明灯，其特征在于所述电流电压取样电路(4)包括电压取样部分和电流取样部分，所述电压取样部分包括运算放大器OPAljIS 二极管D5和电阻器附1、1 12、1 13、1 14，所述运算放大器0 41的负输入端与电阻器Rll的一端电连接且与稳压二极管D5的正极电连接，所述运算放大器OPAl的正输入端与电阻器 R12和R13的一端电连接，所述电阻器R13的另一端与电阻器R14的另一端电连接，所述电阻器R14的一端接地，所述电阻器R13的另一端与单片机(Ul)的P1.0引脚电连接，所述运算放大器OPAl的输出端与单片机(Ul)的P3. 3引脚电连接，所述电流取样值通过电阻器R5 的另一端连接到单片机(Ul)的Pl. 1引脚。
专利摘要本实用新型公开了一种大功率智能LED照明灯，包括PWM开关电路、恒流输出电路、单片机控制电路、电流电压取样电路、LED负载电路和具有电源输入端的滤波电路，具有电源输入端的滤波电路与PWM开关电路电连接，PWM开关电路与恒流输出电路电连接，恒流输出电路与LED负载电路电连接，恒流输出电路与电流电压取样电路电连接，电流电压取样电路与单片机控制电路电连接，单片机控制电路与PWM开关电路电连接，电流电压取样电路采集恒流输出电路输出的电流电压值并将采集到的电流电压值送至单片机控制电路，单片机控制电路控制PWM开关电路，单片机控制电路包括单片机。本实用新型成本低且能使LED发光亮度稳定。
文档编号F21Y101/02GK201964201SQ201120030070
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月28日 优先权日2011年1月28日
发明者何一鸣 申请人:常州工学院