一种具有恒光通量补偿功能的防频闪灯具及方法与流程

本发明涉及灯具输出光通量控制领域，尤其涉及一种具有恒光通量补偿功能的防频闪灯具和一种防频闪灯具的光通量补偿控制方法。

背景技术：

众所周知，电源装置在为用电器提供电源时，由于其电流会因市电电压变化影响会发生电流变化，进而灯具会受电磁干扰发生频闪或变温现象，因此需要通过补偿单元对电流进行控制，当前，现在各种led灯具几乎要面对各种调光调色的问题，一直以来，调光都是极具挑战的工作。在许多灯具应用中，调光都十分重要，因为调光技术可使客户根据实际需要设置所需的亮度，而且还能大幅节省电费。但是现在led灯具调光面临频闪、调光电源笨拙、调光范围能力有限等问题。

因此急需设计一款生产方便、调光效果好、超低频闪或无频闪、无电磁干扰问题的灯具。

技术实现要素：

本发明设计开发了一种具有恒光通量补偿功能的防频闪灯具，在电源模块内调整控制单元，能够实现横流控制，调光效果好。

本发明设计开发了一种防频闪灯具的光通量补偿控制方法，能够控制温控装置调节电源模块的电流，使得电源模块的电流能够稳定控制，恒定的电流输出保证灯具不发生频闪。

本发明提供的技术方案为：

一种具有恒光通量补偿功能的防频闪灯具，包括：

电流检测单元，其配置用于检测电源模块的电流；

电流设定单元，其与所述电流检测单元通过线路连接，能够设置电源模块的目标电流；

控制信号单元，其分别与所述电流检测单元和所述电流设定单元通过线路连接，能够获得并比较所述电流检测单元和所述电流设定单元的电流值，并存储电流控制流程；

调整控制单元，其连接所述电源模块内的补偿单元，能够控制所述补偿单元的电流控制幅度，以补偿灯具的光通量，防止频闪。

优选的是，还包括滤波电路，其为并接在控制信号单元输出端的电容或输出回路中的电感。

优选的是，所述电源模块的补偿单元为可变电阻电路或电流补偿电路。

一种防频闪灯具的光通量补偿控制方法，包括：

步骤一、按照单位时间间隔检测电源模块电流，并建立关于电源模块t时刻电流的时变函数；

步骤二、建立三层神经网络预测模型，将所述步骤一中时变函数的系数作为预测模型的输入参数，输出为t+1时刻的电源模块预测电流；

步骤三、将所述预测电流与电流阈值作比较得到电流偏差；

步骤四、将所述电流偏差通过pid控制器调节，以控制电源模块的补偿单元，调节t+1时刻的实际电流值，使其与给定的电流值的偏差不超过±0.1a。

优选的是，所述步骤一中电源模块t时刻电流的时变函数模型为：

f(xt)＝axt⁴+bxt³+cxt²+dxt+e；

其中，f(xt)为源模块t时刻电流的时变函数模型，其中拟合系数a,b,c,d,e的值根据实时采集的数据进行多项式拟合得到。

优选的是，所述步骤二中的三层神经网络预测模型输出为t+1时刻的电源模块预测电流：

其中，为t+1时刻的电源模块预测电流，m为隐含层节点数，vi为隐含层节点到输出节点的连接权值，t为连续采集t时刻加电源模块电流，θi为隐含层神经元阈值，θ为输出层神经元阈值，其为高斯函数，其为相应的连接权函数。

优选的是，所述步骤一中的单位时间间隔为δt为1～3s。

优选的是，所述隐含层节点到输出节点的连接权值vi的初始值为0.01，隐含层神经元阈值θi的初始值为0.005，输出层神经元阈值θ的初始值为0.02。

优选的是，所述神经网络预测模型采用梯度下降算法，学习速率为0.06～0.12，样本数y为60～120。

优选的是，所述步骤四中：向pid控制器输入t+1时刻的电源模块预测电流和t时刻检测电流的偏差e、偏差变化率ec，输出pid的比例系数kp、比例积分系数ki和微分系数kd，比例系数、比例积分系数和微分系数输入pid控制器进行电源模块内电流控制；

其中，当所述偏差|e|＞0.1℃时，pid控制器补偿单元调整通电电流；所述pid控制器的比例系数kp为1.324，比例积分系数ki为0，微分系数kd为0.782。

有益效果

本发明设计开发了一种具有恒光通量补偿功能的防频闪灯具，在电源模块内调整控制单元，能够实现横流控制，调光效果好。

本发明设计开发了一种防频闪灯具的光通量补偿控制方法，能够控制温控装置调节电源模块的电流，使得电源模块的电流能够稳定控制，恒定的电流输出保证灯具不发生频闪。

附图说明

图1为本发明所述的具有恒光通量补偿功能的防频闪灯具的电路结构示意图。

图2为本发明所述的电路流补偿单元的电路示意图。

图3为本发明所述的光补偿控制方法的过程框图。

图4本发明所述的恒温电流值、过程神经网络预测模型预测电流值、调节后实际电流值曲线对比图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明提供了一种具有恒光通量补偿功能的防频闪灯具，包括：电流检测单元、电流设定单元、控制信号单元和调整控制单元。

其中，电流检测单元配置用于检测电源模块的电流；电流设定单元，其与所述电流检测单元通过线路连接，能够设置电源模块的目标电流；控制信号单元，其分别与电流检测单元和所述电流设定单元通过线路连接，能够获得并比较电流检测单元和所述电流设定单元的电流值，并存储电流控制流程；调整控制单元，其连接电源模块的补偿单元，能够控制补偿单元的电流控制幅度。

如图2所示，电路流补偿单元，包括：设置两个并联的电阻r1和r2,并且电阻r1和开关q1串联，电阻r2与开关q2串联，形成两个并联的电阻电路，开关q1和开关q2连接控制器，能够实现开关q1和开关q2的单独开关或同时开关，电阻r3通过mos集成电路与电阻r1和电阻r2并联，通过控制mos使电阻r3接入或与r1和r2断开，通过控制开关q1、开关q2和mos开关实现电阻的大小变化，以实现电流补偿控制，作为一种优选，电阻电阻r1和r2之间串接一个限流电阻r4，且r和r2的并联电路的回路具有胸腺瘤电阻r5。

在另一实施例中，还包括滤波电路，其为并接在控制信号单元输出端的电容或输出回路中的电感。所述电源模块的补偿单元为可变电阻电路或电流补偿电路。

如图3-4所示，实施例：一种防频闪灯具的光通量补偿控制方法，包括：

步骤一、按照单位时间间隔检测电源模块电流，并建立关于电源模块t时刻电流的时变函数；

每隔单位时间间隔δt利用电流检测单元检测电源模块的电流，并进行电流数据拟合，电源模块t时刻电流的时变函数模型为：

f(xt)＝axt⁴+bxt³+cxt²+dxt+e；

其中，f(xt)为源模块t时刻电流的时变函数模型，其中拟合系数a,b,c,d,e的值根据实时采集的数据进行多项式拟合得到，单位时间间隔为δt为1～3s。

步骤二、建立三层神经网络预测模型，将所述步骤一中时变函数的系数作为预测模型的输入参数，输出为t+1时刻的电源模块预测电流；

所述步骤二中的三层神经网络预测模型输出为t+1时刻的电源模块预测电流：

其中，为t+1时刻的电源模块预测电流，m为隐含层节点数，隐含节点数m为5vi为隐含层节点到输出节点的连接权值，t为连续采集t时刻加电源模块电流，θi为隐含层神经元阈值，θ为输出层神经元阈值，其为高斯函数，其为相应的连接权函数。

在另一实施例中，隐含节点数m为5，隐含层节点到输出节点的连接权值vi的初始值为0.01，隐含层神经元阈值θi的初始值为0.005，输出层神经元阈值θ的初始值为0.02，学习速率为0.06～0.12，样本数y为60～120。

步骤三、预测电流与电流阈值作比较得到电流偏差；

步骤四、将所述电流偏差通过pid控制器调节，以控制电源模块的散热机构，调节t+1时刻的实际电流值，使其与给定的电流值的偏差不超过±1℃。

其中，pid控制器调节过程为：向pid控制器输入t+1时刻的电源模块预测电流和检测电流的偏差e、偏差变化率ec，输出pid的比例系数kp、比例积分系数ki和微分系数kd，比例系数、比例积分系数和微分系数输入pid控制器进行电源模块内电流控制。

其中，其中，当所述偏差|e|＞0.1℃时，pid控制器补偿单元调整通电电流；所述pid控制器的比例系数kp为1.324，比例积分系数ki为0，微分系数kd为0.782。

本发明设计开发了一种具有恒光通量补偿功能的防频闪灯具，在电源模块内调整控制单元，能够实现横流控制，调光效果好。

本发明设计开发了一种防频闪灯具的光通量补偿控制方法，能够控制温控装置调节电源模块的电流，使得电源模块的电流能够稳定控制，恒定的电流输出保证灯具不发生频闪。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。