一种LED路灯控制电路的制作方法

本实用新型涉及控制电路技术领域，具体涉及一种LED路灯控制电路。

背景技术：

自1949年新中国成立以来，我国的路灯经历了人工控制、时控方式、光控方式三个阶段，在如今已完全实现了路灯的智能控制。过去的人工控制费时费力，消耗大量的人力财力却漏洞百出，街角甚至高速路上经常能看到损怀的路灯。而如今，在LED智能控制技术的支持下，智能路灯已经遍布中国大大小小的城镇，但是与此同时，人们却发现智能路灯存在极大的缺陷：严重浪费电能电资源。主要体现在以下两个方面：

(1)晚上的时段很长，不同时段比如傍晚、深夜，人们所需要的明亮程度是不同的。但是大多数路灯在整个晚上都保持着100％的亮度，造成了极大的浪费资源。我们应该根据具体时间、地点和人流量情况去设置灯的亮度，充分利用化整为零的思想，把晚上按照时间段、人流量分成几个阶段，分别去设置每个阶段不同地点灯的亮度。

(2)现在我国所采取的路灯多为高压钠灯,高压钠灯电源效率低、功耗也很大,通常标准250W的高压钠灯，整体的功率消耗在307W左右，电源效率在66.8％左右——大功率就同时意味着成本高,由于功率大，采用的铺设铜的直径较粗，使成本加大；而且，高压钠灯需要专用的升压电源供电才能将其点亮，亮度的变化需要延时，不能瞬态改变，亮度可控性能较差。对此，有人提出并尝试用“隔二亮一”的方式，在夜晚的道路照明中通过降低功率消耗节能。但是这种方式会使路面存在阴影区，隔了两个路灯之间的空隙间安全无法保障，也可能会使路灯忽明忽暗。这样首先不能满足城市道路照明设计标准的要求，最大的问题是影响夜晚通行的行人和车辆，造成巨大的危险性。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供了一种LED路灯控制电路。包括控制电源、单片机、放大电路及升压电路、检测电路、电源转换器、无线通信模块；检测电路包括电阻分压电路和电流采样电路。

连接关系为：控制电源连接单片机，为单片机供电；单片机与放大电路、升压电路、外界的LED模组顺次连接，检测电路输入端连接LED模组，输出端连接到单片机；电源转换器输入端连接市电，输出端与升压电路连接；无线通信模块与单片机通信连接。

进一步的，所述放大电路为三极管放大电路。

进一步的，电源转换器采用HLG-60W-24单组开关。

进一步的，单片机采用STC15系列单片机。

进一步的，所述无线通信模块采用ZigBee通信模块或蓝牙模块或者wifi模块。

进一步的，所述控制电源采用桥式整流稳压电路。

进一步的，升压电路采用MC34063A_BOOST升压电路。

进一步的，LED模组采用带有散热片的多晶片组合LED模组。

本实用新型的有益效果为:

本实用新型成功实现无线近距离通信，由模块采集的电参数都可以通过无线通信模块按指定的协议发送出去,由路灯集中控制器接收。无线通信模块接收来自路灯集中控制器发送来的指令，采用本电路实现了LED路灯模组开、关、调光三个设计要求。检测电路同时具有反馈功能，单片机根据反馈信息能够对LED模组进行更急精确的调节。当检测值超过正常工作范围时，单片机会生成报警指令，通过无线通信模块发送出去,由路灯集中控制器接收并根据情况处理。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整体结构图。

图2为本发明的一个电路示例。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全面的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

如图1所示，本实用新型包括控制电源、单片机、放大电路及升压电路、电源转换器、LED模组、检测电路、无线通信模块。

上述各个部分的连接关系为：控制电源连接单片机，为单片机供电；单片机与放大电路、升压电路、LED模组顺次连接，检测电路输入端连接LED模组，输出端连接到单片机；电源转换器输入端连接市电，输出端与升压电路连接；无线通信模块与单片机通信连接。

控制电源用于为单片机提供电能。该电源由220V转5V的桥式整理稳压电路提供，其输出电流为0-1.5A。

单片机用于操作人员根据需要烧录入相应指令，这些指令应该用于接受无线传输模块及检测电路的输入信号、对信号进行处理、输出信号。如图1中，ZigBee终端(后述的无线通信模块的一种)将指令信号传输到单片机内，单片机根据指令调整向放大电路输出的PWM波的占空比。单片机还接收检测电路采集的数据，并将数据处理后通过ZigBee终端传输出去。本实施例采用STC15系列的单片机。与普通的80C51单片机比起来，STC15W4K48S4不需要外部晶振与外部复位，减少了硬件电路的麻烦。运用ADC采样，采集电压通过检测电路采集电流并在与协调器通信作用下实现PWM调光。因该系列单片机本身具有的ADC模块，符合PWM脉宽调制技术的需求，不必再外接A/D转换电路，功耗低且成本低。

无线通信模块用于传输外界发来的指令，并传输检测数据。无线通信模块可以采用现有世面上的技术，如ZigBee通信模块、蓝牙模块、wifi模块，其与单片机之间根据技术人员根据实际情况进行连接，且单片机均具有通信端口。因此，连接方式无需赘述，也不属于本实用新型的创新部分。本实施例优选使用ZigBee通信模块。ZigBee的无线传感网络由终端节点、路由节点、协调器节点组成。建立ZigBee网络需要协调器、节点,每一个网络都只能有一个协调器。所有终端传感器节点,都具有无线通信、传感器模块、数据处理等功能，负责发起与转发数据，通过网络自组织和多跳路由,将数据发送给协调器节点。本实用新型不采用路由节点。

放大电路与升压电路构成对LED模组的驱动电路。

放大电路用于放大单片机输出的、经过调制的PWM波，在升压电路输出电压作用下，生产所需电压幅值PWM波。可以采用现有的放大电路。本实施例采用三极管放大电路(如图2所示)，将5V频率为100HZ的PWM波转成10V的PWM波。

电源转换器根据PWM波的占空比将交流电转化为电流可变直流电源。电路可采用现有成熟电路模块，且一般均设置有控制端、电源输入端、电源输出端，控制端与驱动电路输出端连接，电源输入端连接电压转换器的输出端，电源输出端连接LED模组。本实施例利用HLG-60W-24单组开关输出驱动电源：可接160V～240V市电输入电压，在不同占空比10V-PWM波的控制下，电压输出可达22-27V，电流输出1.5-2.5A之间变化。

升压电路用于将控制电源电路的电压转化为适合LED模组的驱动电源的控制端电压。升压本实施例采用MC34063A_BOOST升压电路模块。该模块是基于芯片MC34063A的一个小型升压模块，可以将低电压升到一定范围内所需的高电压，通过电位器调节输出电压。优点是模块尺寸小，便于携带，而且输出电压可调。输入电压范围：3.6V～30V；输出电压范围：3.8V～36V；负载调整率：<5％。

检测电路用于采集电路工作时的电压和电流，并将采集到的数据传输给单片机进行处理。单片机根据采样信号调节对放大电路的输出信号，以更好的适应LED模组对电压的要求。如图2所示，检测电路包括电流采样电路、电阻分压电路。电阻分压电路设置于LED模组正向输入段和负向输入端之间，由若干电阻串联而成，靠近LED负向输入端的两个相邻电阻的联接点接地。单片机与这两个相邻电阻串联所成电路的两端分别连接，分别采集电压、采集电流。当然，这只是个示例，普通技术人员根据实际情况改变或者自行决定检测电路的连接方式，只要能达到采集电流、电压的目的即可。

设置于LED模组正向输入段和负向输入端的电阻分压电路和连接到LED负向输入端的电流采样电路。与单片机连接，使得使单片机能采集到电压之外的电参数数据(电流、功率等)。图2为本发明的一个实施例，可以看到，在LED模组的正向输入端与负向输入端连接有一个若干电阻串联的电阻分压电路(图中的R1-R5、R6),

LED模组采用带有散热片的多晶片组合LED模组作为路灯，散热片将产品电源及LED灯芯片的热量导出，使LED灯的光衰及寿命可以更有保障。LED模组由LED小灯排布而成，亮度大便于检测。工作温度10℃～50℃。且该灯输出电压5V～24V，输出电流只有0.1A左右，则输出功率小，符合当今世界节能减排的需求。

如图2所示为本实用新型的一个实施例。可以看到，包括STC15W4K48S4及其外围电路、三极管放大电路(Q1)、MC34063A_BOOST升压电路模块、电阻分压电路、电压与电流检测电路、电源转换电路HLG-60W-24、LED模组。

以上所述的，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述的权利要求的保护范围为准。