一种灯具功率自校正方法与流程

文档序号:11595422阅读:305来源:国知局

本发明涉及led技术领域,尤其涉及一种灯具功率自校正方法。



背景技术:

近几年led技术的飞速发展,有些光源可以做到150lm/w以上,但是光衰方面依然存在,而且不同的厂家或不同款式的光衰率也不一样。有些灯具在应用上没有更好解决光衰问题,反而使光衰越来越严重。随着使用时间延长光衰量增大,灯具亮度越来越暗缩短了寿命,严重的影响到人们的使用。参考美国能源之星lm-80标准,6000h光通量维持率≥94.1%,50000h光通量维持率≥70%。那么维持灯具的亮度就变得至关重要。

现有的通常做法如下:1.可调恒流源;2.时控可调恒流源;3.增加ntc热敏电阻传感器;4.增加风扇或高散热材料;5.降低光源使用功率;以上方法虽然可以降低led的光衰率,延长寿命。但没有解决光衰引起亮度下降,同样没实现亮度维持不度。

选用可调恒流源和时控可调恒流源调节电流,根据led的光衰量进行手动或自动调节弥补亮度使达到一致性,但精度不够,操作复杂,成本高,效率低。通过灯具内部增加ntc热敏电阻传感器、风扇或高散热材料和降低光源使用功率都是为了控制和降低led的工作温度减小光衰率,但成本高并最终没有实现亮度维持不变和延长寿命。对防水灯具内部为密封结构空气不对流,因此增加风扇是非常不可取的。



技术实现要素:

为了解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种能自动调整功率,维持灯具亮度不变的一种灯具功率自校正方法。

本发明所采取的技术方案是:

一种灯具功率自校正方法,包括以下步骤:

a、初始化系统,并设置参数;

b、计算环境亮度有效平均值sem,并输出pwm[n]值控制点亮led;

c、分别对led亮度、电压和电流进行采样和收集,并计算其有效值,得到采样led亮度有效值、采样电压有效值和电流采样有效值,进而计算得到功率值;

d、根据led亮度比较,从而进行功率校正。

作为所述的一种灯具功率自校正方法的进一步改进,所述步骤a包括:

延时等待系统工作稳定;

初始化设置预设亮度值slmp、预设输入电压值vinp和电流与pwm值对应数据表;

读取pwm[n]值。

作为所述的一种灯具功率自校正方法的进一步改进,所述步骤b包括:

根据采样数据,调用滤除采样坏点算法,得出坏点和干扰点位置bdd[n]和数量bddnumber;

调用计算n点x次有效平均值算法,对gd(gd=n-bddnumber)个有效环境光传感器进行数据采样并计算环境亮度有效平均值sem;

输出pwm[n]值控制点亮led。

作为所述的一种灯具功率自校正方法的进一步改进,所述步骤c包括:

调用计算n点x次有效平均值算法,对gd个有效环境光传感器进行数据采样计算有效平均值并输出总亮度有效平均值selm,并进而计算led实际亮度slm=selm-sem,即得到采样led亮度有效值;

循环采样n个点x次电压数据vds[x],调用计算单点有效平均值算法计算每个点x次的有效平均电压vds[iv],并判断是否满足vds[iv]=0或vds[iv]>vinp,若是,则判断led是短路或开路,并记录位置bds[iv]、数量bdsn和有效电压值总和svds,进而计算累加有效电压值总和svds=svds+vds[iv],即得到采样电压有效值;

循环采样n个点x次电流数据ids[x],调用计算单点有效平均值算法计算出每个点x次的有效平均电流数据ids[ii],即得到电流采样有效值;

循环去除坏点,再累加计算功率sps=sps+vds[ip]*ids[ip],得到功率值。

作为所述的一种灯具功率自校正方法的进一步改进,所述步骤d包括:

根据灯具的功率sps和led实际亮度slm,计算每瓦光通量lmw=sps/slm;

计算预设亮度slmp与灯具实际亮度slm的亮度差:dlmtemp=|slm-slmp|;

根据亮度差dlmtemp和每瓦光通量lmw,计算校正功率值spcp=dlmtemp/lmw;

根据校正功率值spcp、有效电压值总和svds、有效电压点数量(n-bdsn)和原来电流值,计算得到最新校正每个回路电流值ids[ii]=spcp/svds/(n-bdsn)+ids[ii];

根据到最新校正每个回路电流值ids[ii],查询电流与pwm值对应数据表输出pwm[n]调节led电流进行自动校正功率,并并返回执行步骤c进行重新采样检测校正,直到当slm=slmp,则记录自动校正功率值增加数据点重新生成功率曲线图并存储功率值、曲线图和pwm[n]值。

作为所述的一种灯具功率自校正方法的进一步改进,所述滤除采样坏点算法,其具体包括:

输出pwm[n]值,并点亮led预设亮度svp作为采样数据参考值;

采样n点x次的数据ds[x][n]≥0,其中x>2,n>2,输入筛选条件的筛选比例pvb%,然后输出pwm[n]=0关闭led;

初始化变量清除坏点和干扰点的位置数据bdd[n]=0和数量bddnumber=0;

循环对n点x次的数据进行求和stemp=stemp+ds[j][i],并判断每个点x次的平均值stemp/x与预设亮度的筛选比例svp*pvb%进行比较,若stemp/x<svp*pvb%,则说明是坏点和干扰点,记录该点的位置bdd[n]=1和数量bddnumber=bddnumber+1;反之,则记录该点的位置bdd[n]=0;直到所有点循环完毕;其中,i和j均为整数,且0≤i<n,0≤j<x;

输出坏点和干扰点的位置bdd[n]和数量bddnumber。

作为所述的一种灯具功率自校正方法的进一步改进,所述单点有效平均值算法,其具体包括:

输入采样x次的数据ds[x]、筛选条件hlv上限值和llv上限值;

初始化变量输出平均值vsample和临时求和值stemp,计录临时点值dstemp[x];

循环对采样x次数据超过下限幅值llv和上限幅值hlv的值进行滤除,取有效值并记录有效值数量k;

循环对k个有效值进行求和与比较找出最大值dsmax和最小值dsmin,去除最大最小值求平均值vsample=(stemp-dsmax-dsmin)/(k-2)并输出。

作为所述的一种灯具功率自校正方法的进一步改进,所述n点x次有效平均值算法,其具体包括:

采样n点x次数据ds[x][n],其中x>2,n>2,输入预设亮度svp和预设亮度值百分比pvm%;

初始化变量输出平均值sve,n个有效点数组sdsm[n],坏点标记数组dd[n],坏点标记个数ndd,无效次标记数组dt[n],记录最大值sdsmmax和最小值sdsmmin;

根据预设的采样筛选条件,去除掉坏点和无效次的采样数据;

记录k次数据并进行求和stemp=stemp+ds[i][j],将不满足|svp-stemp/k|<svp*pvm%的数据进行滤除,并计算m个有效值点k次数据的平均值sdsm[m]=stemp/k;

循环对m个点有效平均值进行求和并比较找出最大值和最小值,去除最大值和最小值后计算平均值sve=(stemp-sdsmmax-sdsmmin)/(m-2)并输出。

本发明的有益效果是:

本发明一种灯具功率自校正方法通过实时对灯具亮度、电压和电流检测,并自动调节电流校正功率从而实现亮度维持不变,延长使用寿命。而且本发明检测除排异常实时采样数据,采用算法计算有效平均值确保采样数据的有效性,通过环境光和总亮度的计算比较确保数据的准确性,并结合led工作电压和电流进行自动校正功率曲线使用亮度维持不变、精度高、使用灵活方便不需要人为操作,能有效延长灯具的使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明:

图1是本发明一种灯具功率自校正方法的步骤流程图;

图2是本发明一种灯具功率自校正方法步骤a的步骤流程图;

图3是本发明一种灯具功率自校正方法步骤b的步骤流程图;

图4是本发明一种灯具功率自校正方法步骤d的步骤流程图。

具体实施方式

一种灯具功率自校正方法,包括以下步骤:

a、初始化系统,并设置参数;

b、计算环境亮度有效平均值sem,并输出pwm[n]值控制点亮led;

c、分别对led亮度、电压和电流进行采样和收集,并计算其有效值,得到采样led亮度有效值、采样电压有效值和电流采样有效值,进而计算得到功率值;

d、根据led亮度比较,从而进行功率校正。

参考图2,进一步作为优选的实施方式,所述步骤a包括:

延时等待系统工作稳定;

初始化设置预设亮度值slmp、预设输入电压值vinp和电流与pwm值对应数据表;

读取pwm[n]值。

参考图3,进一步作为优选的实施方式,所述步骤b包括:

根据采样数据,调用滤除采样坏点算法,得出坏点和干扰点位置bdd[n]和数量bddnumber;

调用计算n点x次有效平均值算法,对gd(gd=n-bddnumber)个有效环境光传感器进行数据采样并计算环境亮度有效平均值sem;

输出pwm[n]值控制点亮led。

进一步作为优选的实施方式,所述步骤c包括:

调用计算n点x次有效平均值算法,对gd个有效环境光传感器进行数据采样计算有效平均值并输出总亮度有效平均值selm,并进而计算led实际亮度slm=selm-sem,即得到采样led亮度有效值;

循环采样n个点x次电压数据vds[x],调用计算单点有效平均值算法计算每个点x次的有效平均电压vds[iv],并判断是否满足vds[iv]=0或vds[iv]>vinp,若是,则判断led是短路或开路,并记录位置bds[iv]、数量bdsn和有效电压值总和svds,进而计算累加有效电压值总和svds=svds+vds[iv],即得到采样电压有效值;

循环采样n个点x次电流数据ids[x],调用计算单点有效平均值算法计算出每个点x次的有效平均电流数据ids[ii],即得到电流采样有效值;

循环去除坏点,再累加计算功率sps=sps+vds[ip]*ids[ip],得到功率值。

参考图4,进一步作为优选的实施方式,所述步骤d包括:

根据灯具的功率sps和led实际亮度slm,计算每瓦光通量lmw=sps/slm;

计算预设亮度slmp与灯具实际亮度slm的亮度差:dlmtemp=|slm-slmp|;

根据亮度差dlmtemp和每瓦光通量lmw,计算校正功率值spcp=dlmtemp/lmw;

根据校正功率值spcp、有效电压值总和svds、有效电压点数量(n-bdsn)和原来电流值,计算得到最新校正每个回路电流值ids[ii]=spcp/svds/(n-bdsn)+ids[ii];

根据到最新校正每个回路电流值ids[ii],查询电流与pwm值对应数据表输出pwm[n]调节led电流进行自动校正功率,并并返回执行步骤c进行重新采样检测校正,直到当slm=slmp,则记录自动校正功率值增加数据点重新生成功率曲线图并存储功率值、曲线图和pwm[n]值。

进一步作为优选的实施方式,所述滤除采样坏点算法,其具体包括:

输出pwm[n]值,并点亮led预设亮度svp作为采样数据参考值;

采样n点x次的数据ds[x][n]≥0,其中x>2,n>2,输入筛选条件的筛选比例pvb%,然后输出pwm[n]=0关闭led;

初始化变量清除坏点和干扰点的位置数据bdd[n]=0和数量bddnumber=0;

循环对n点x次的数据进行求和stemp=stemp+ds[j][i],并判断每个点x次的平均值stemp/x与预设亮度的筛选比例svp*pvb%进行比较,若stemp/x<svp*pvb%,则说明是坏点和干扰点,记录该点的位置bdd[n]=1和数量bddnumber=bddnumber+1;反之,则记录该点的位置bdd[n]=0;直到所有点循环完毕;其中,i和j均为整数,且0≤i<n,0≤j<x;

输出坏点和干扰点的位置bdd[n]和数量bddnumber。

进一步作为优选的实施方式,所述单点有效平均值算法,其具体包括:

输入采样x次的数据ds[x]、筛选条件hlv上限值和llv上限值;

初始化变量输出平均值vsample和临时求和值stemp,计录临时点值dstemp[x];

循环对采样x次数据超过下限幅值llv和上限幅值hlv的值进行滤除,取有效值并记录有效值数量k;

循环对k个有效值进行求和与比较找出最大值dsmax和最小值dsmin,去除最大最小值求平均值vsample=(stemp-dsmax-dsmin)/(k-2)并输出。

进一步作为优选的实施方式,所述n点x次有效平均值算法,其具体包括:

采样n点x次数据ds[x][n],其中x>2,n>2,输入预设亮度svp和预设亮度值百分比pvm%;

初始化变量输出平均值sve,n个有效点数组sdsm[n],坏点标记数组dd[n],坏点标记个数ndd,无效次标记数组dt[n],记录最大值sdsmmax和最小值sdsmmin;

根据预设的采样筛选条件,去除掉坏点和无效次的采样数据;

记录k次数据并进行求和stemp=stemp+ds[i][j],将不满足|svp-stemp/k|<svp*pvm%的数据进行滤除,并计算m个有效值点k次数据的平均值sdsm[m]=stemp/k;

循环对m个点有效平均值进行求和并比较找出最大值和最小值,去除最大值和最小值后计算平均值sve=(stemp-sdsmmax-sdsmmin)/(m-2)并输出。

本发明的具体实施例如下:

s01、开始,延时等待系统工作稳定;

s02、初始化系统,寄存器、i2c、adc、变量、预设亮度值slmp,预设输入电压值vinp,电流与pwm值对应数据表等参数的初始化定义和赋值;

s03、读取eeprom保存的上次关机前pwm[n]和功率值,如出错重新读取并输出pwm[n]点亮n路led,并开启定时器中断开始累加计算led灯具工作时间,当出错不一致重新读取,从而确保数据的准确性;

s04、根据采样数据,调用滤除采样坏点算法,得出坏点和干扰点位置bdd[n]和数量bddnumber;

s05、调用计算n点x次有效平均值算法,对gd(gd=n-bddnumber)个有效环境光传感器进行数据采样并计算环境亮度有效平均值sem;

s06、输出pwm[n]值控制点亮led;

s07、分别对led亮度、电压和电流进行采样和收集,并计算其有效值,得到采样led亮度有效值、采样电压有效值和电流采样有效值,进而计算得到功率值;

调用计算n点x次有效平均值算法,对gd个有效环境光传感器进行数据采样计算有效平均值并输出总亮度有效平均值selm,并进而计算led实际亮度slm=selm-sem,即得到采样led亮度有效值;

循环采样n个点x次电压数据vds[x],调用计算单点有效平均值算法计算每个点x次的有效平均电压vds[iv],并判断是否满足vds[iv]=0或vds[iv]>vinp,若是,则判断led是短路或开路,并记录位置bds[iv]、数量bdsn和有效电压值总和svds,进而计算累加有效电压值总和svds=svds+vds[iv],即得到采样电压有效值;

循环采样n个点x次电流数据ids[x],调用计算单点有效平均值算法计算出每个点x次的有效平均电流数据ids[ii],即得到电流采样有效值;

循环去除坏点,再累加计算功率sps=sps+vds[ip]*ids[ip],得到功率值;

s08、根据灯具的功率sps和led实际亮度slm,计算每瓦光通量lmw=sps/slm;

s09、计算预设亮度slmp与灯具实际亮度slm的亮度差:dlmtemp=|slm-slmp|;

s10、根据亮度差dlmtemp和每瓦光通量lmw,计算校正功率值spcp=dlmtemp/lmw;

s11、根据校正功率值spcp、有效电压值总和svds、有效电压点数量(n-bdsn)和原来电流值,计算得到最新校正每个回路电流值ids[ii]=spcp/svds/(n-bdsn)+ids[ii];

s12、根据到最新校正每个回路电流值ids[ii],查询电流与pwm值对应数据表输出pwm[n]调节led电流进行自动校正功率,并并返回执行步骤c进行重新采样检测校正,直到当slm=slmp,则记录自动校正功率值增加数据点重新生成功率曲线图并存储功率值、曲线图和pwm[n]值。

从上述内容可知,本发明一种灯具功率自校正方法通过实时对灯具亮度、电压和电流检测,并自动调节电流校正功率从而实现亮度维持不变,延长使用寿命。而且本发明检测除排异常实时采样数据,采用算法计算有效平均值确保采样数据的有效性,通过环境光和总亮度的计算比较确保数据的准确性,并结合led工作电压和电流进行自动校正功率曲线使用亮度维持不变、精度高、使用灵活方便不需要人为操作,能有效延长灯具的使用寿命。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

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