一种LED灯专用高压微波感应模块的制作方法

本实用新型涉及无线通信技术领域，尤其是一种led灯专用高压微波感应模块。

背景技术：

众所周知，微波感应器(又称微波传感器、微波探测器或微波感应开关等等)是一种依照多普勒效应原理设计并利用微波特性来检测移动物体的距离、运动速度、角度等物理量信息的物体感应或探测器件，其一般由微波发射器(又称微波振荡器)、微波天线(分为发射天线和接收天线)、信号处理器等主要器件构成，并以非接触的方式来探测物体的位置是否发生移动，继而利用相应的信号变化作为探测依据，即：微波发射器所产生的微波信号通过发射天线对外发送，微波在遇到被测物体时将被吸收或者反射，当接收天线接收到被测物体反射回来的微波信号后，其功率即会发生变化，信号处理器对相应信号进行转换处理后，即可实现对被测物体的微波探测功能。因其所具有的不受温度、湿度、光线、气流等因素影响的特性而在自动感应控制领域(如照明自动控制系统、交通测速雷达及辅助巡航系统、入侵安全防护系统等等)被广泛应用。

目前，微波感应器在应用于led灯具控制领域内时，普遍存在如下问题：由于大多数的led灯板的工作电压为18-70vdc，而微波感应器的工作电压则为6-15vdc；因此，在利用微波感应器对现有的led灯具进行功能改进以形成led微波感应灯具或者设计制作led微波感应灯具时，往往需要为在灯具内为微波感应器配置独立的电源供电模块，从而不但会增加灯具电源的制作成本，也会间接增加灯具的设计及组装难度。鉴于此，有必要对现有的微波感应器提出改进方案。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种led灯专用高压微波感应模块。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种led灯专用高压微波感应模块，它包括pcb基板、微波振荡模组、天线感应模组和微波信号处理器，所述微波信号处理器为一内部集成有低压线性稳压器的信号混合处理芯片，所述微波振荡模组、天线感应模组和微波信号处理器集成于同一pcb基板上，所述微波振荡模组和天线感应模组的电源输入端同时与低压线性稳压器的稳压输出端相连，所述天线感应模组的信号接收端与信号混合处理芯片的信号触发端相连；

所述pcb基板上还集成有一电源输出端与低压线性稳压器的电源输入端相连以向低压线性稳压器输出6-15vdc的恒定电压的前端稳压模块。

优选地，所述前端稳压模块包括第一三极管、第一场效应管和第一二极管，所述第一场效应管的栅极串接第一电阻后作为电源正极输入端、源极连接第一二极管的负极并通过第二电阻连接于第一电阻与第一场效应管的栅极之间、漏极连接第一三极管的基极，所述第一二极管的正极作为电源负极输入端和电源负极输出端，所述第一三极管的基极通过第一电容连接电源负极输出端、集电极连接电源负极输出端、发射极作为电源正极输出端并同时通过第二电容连接电源负极输出端。

优选地，所述第一二极管为反向隧道二极管。

由于采用了上述方案，本实用新型在微波感应器的电源输入端增设一前端稳压模块并使其与感应器的其他主要功能器件同时集成在同一块pcb板上，不但可以利用前端稳压模块的降压稳压功能使整个微波感应模块能够在led灯具的驱动电压范围内工作，从而适配大多数的led驱动电源并与led灯具共用一个供电线路，而且因无需为微波感应模块配置独立的额外供电线路，可为节约led微波感应灯的驱动电源的制作成本以及组装工艺创造条件。

附图说明

图1是本实用新型实施例的控制原理框图；

图2是本实用新型实施例的前端稳压模块的电路结构设计图；

图3是本实用新型实施例的其他模组的电路结构参考图；

图4是本实用新型实施例的微波信号处理器的内部功能原理框图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示，本实施例提供的一种led灯专用高压微波感应模块，它包括：

pcb基板(图中未示出)，其作为整个感应模块的电子元器件的焊接载体来使用；

微波振荡模组20，其焊接集成于pcb基板上并主要用于产生高频信号；

天线感应模组30，其焊接集成于pcb基板上并用于将高频信号以诸如2.4-3.2ghz的微波信号对外发射并同时接收由移动物体反射回来的发射信号；

微波信号处理器40，其焊接集成于pcb基板上并用于对天线感应模组30所接收的信号进行转换处理以诸如led灯板等led灯具发光组件输送执行控制信号，为避免为感应模块配制独立的电源稳压器以及相应线路以简化感应模块的设计电路，本实施例的微波信号处理器40优选为一内部集成有低压线性稳压器41的信号混合处理芯片(图4示出了其内部原理结构)；

以及

前端稳压模块10，其焊接集成于pcb基板上并用于将led灯具本身的驱动电源所输出的诸如18-70vdc电压作降压及稳压处理后以6-15vdc的恒定电压向低压线性稳压器41进行输出；

其中；前端稳压模块10的电源输出端与低压线性稳压器41的电源输入端相连，微波振荡模组20和天线感应模组30的电源输入端同时与低压线性稳压器41的稳压输出端相连，而天线感应模组30的信号接收端则与信号混合处理芯片的信号触发端相连。

由此，在现有的微波感应器的基础上并充分利用其pcb板这一载体，在微波感应器的电源输入端(即：低压线性稳压器41的输入端)增设一前端稳压模块10并使其与感应器的其他主要功能器件同时集成在同一块pcb板上，不但可以利用前端稳压模块10的降压稳压功能使整个微波感应模块能够在led灯具的驱动电压(如18-70vdc)范围内工作，从而适配大多数的led驱动电源并与led灯具共用一个供电线路，而且因无需为微波感应模块配置独立的额外供电线路，可为节约led微波感应灯的驱动电源的制作成本以及组装工艺创造条件。

为最大限度地简化整个感应模块的电路结构，如图2所示，本实施例的前端稳压模块10包括第一三极管q1、第一场效应管m1和第一二极管d1，第一场效应管m1的栅极串接第一电阻r1后作为电源正极输入端in+、源极连接第一二极管d1的负极并通过第二电阻r2连接于第一电阻r1与第一场效应管m1的栅极之间、漏极连接第一三极管q1的基极，第一二极管d1的正极作为电源负极输入端in-和电源负极输出端out-，第一三极管q1的基极通过第一电容c1连接电源负极输出端out-、集电极连接电源负极输出端out-、发射极作为电源正极输出端out+并同时通过第二电容c2连接电源负极输出端out-。由此，利用第一三极管q1、第一场效应管m1和第一二极管d1之间的配合即可形成具有降压+恒压功能的简化电路结构，并保证led灯具本身的驱动电压经过整个前端稳压模块10的处理后能够以诸如5vdc的低压恒压向后续的电路或模块进行供电。

作为优选方案，为保证整个前端稳压模块10的安全性，本实施例的第一二极管d1优选为反向隧道二极管。

另外，为最大限度地优化整个感应模块的性能，本实施例的微波振荡模组20、天线感应模组30和微波信号处理器40可参考如下方案进行选择设置，具体为：

如图3所示，天线感应模组30包括一与微波振荡模组20相连的微波信号发射天线31以及一连接于微波振荡模组20与信号混合处理芯片的信号触发端之间的反射信号接收天线32；其中，微波信号发射天线31由一沿pcb基板的轮廓边沿设置于pcb基板的表面上的开环式铜箔微带线构成；而反射信号接收天线32则由一设置于pcb基板的表面上的蛇形铜箔微带线构成，并且反射信号接收天线32位于微波信号发射天线31的轮廓范围之内。由此，微波振荡模组20所产生的高频信号可通过微波信号发射天线31对外发射，当信号遇到移动物体后则会被移动物体进行反射以被发射信号接收天线32所接收，此时反射波与发射波会存在相位变化，信号混合处理芯片即可根据此信号的变化来输出最终的执行信号。同时，采用开环式铜箔微带线来构成发射天线可保证对微波信号的发射强度和效果，而所述及的“开环”可以理解为是非闭合的结构，如pcb基板为矩形板体结构时，发射天线是沿着pcb基板的其中连续的三边分布的，余下的一边则空出。为保证对反射波信号的接收效果或者接收强度，在pcb基板的背面且与反射信号接收天线32相对应的区域不作覆铜屏蔽处理。以此，保证反射信号能够有效穿过pcb基板后被反射信号接收天线32所接收；在具体实施时，可通过适当加宽反射信号接收天线32的线宽、波形幅度以及在蛇形铜箔微带线上密布过孔等方式来提高感应信号的强度和灵敏度。

如图3所示，微波振荡模组20包括高频三极管q以及若干个同时夹持于微波信号发射天线31的双层铜箔微带线之间的感应电容cg，若干个感应电容cg并联于低压线性稳压器41的稳压输出端与接地端之间，高频三极管q的集电极和基极分别与低压线性稳压器41的稳压输出端相连、发射极通过反射信号接收天线32连接信号混合处理芯片的信号触发端。由此，可利用两侧铜箔之间的感应电容cg、三极管的内阻等构成类似于rc振荡电路的结构，由振荡电路产生的高频信号，经过高频三极管q的放大后，可最终通过围绕pcb基板的开环发射天线对外发送。为提高高频三极管q的抗干扰能力，进而为增强整个感应器的抗干扰能力创造条件，在pcb基板的背面且与高频三极管q相对应的区域设置有覆铜屏蔽带(图中未示出)，高频三极管q的集电极通过一设置于pcb基板的表面上的第一电容退耦合铜箔天线11与低压线性稳压器41的稳压输出端相连、基极连接有一设置于pcb基板的表面上的第二电容退耦合铜箔天线12，第二电容退耦合铜箔天线12通过设置于pcb基板上的连接过孔13与覆铜屏蔽带相连。以此，利用覆铜屏蔽带可挡住由高频三极管q的背侧进来的反射波，防止其因受到反射信号的干扰而对整个感应器的性能造成负面影响。当然，为最大限度地增强感应器对反射信号的接收强度，使pcb基板背侧的反射波只能透过pcb基板被接收天线所接收，在连接过孔13内满镀有锡或化学镍金。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。