专利名称：Led照明灯亮度控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种LED照明灯亮度控制装置。
背景技术：
目前在公路隧道照明、城市道路照明中，几乎都采用高压钠灯， 近两年已有少量公路隧道和城市道路采用了 LED灯，但这些灯具都存 在一个共同的不足，就是它们的亮度不能任意变化，不能根据实际需 求提供照明功率。
在公路隧道照明领域，规范要求洞内亮度是洞外亮度的3.5%，而 洞外亮度受天气、季节和时辰的影响相当大。以一个洞外亮度为 3000cd/m2的隧道为例，其夏至时洞外中午的最大亮度为3000cd/m2， 秋分时洞外的最大亮度约为1860cd/m2，冬至时洞外的最大亮度仅为 842cd/m2，此外，早、晚和阴天的洞外亮度可低至100cd/m2以下。目 前我国隧道照明白天大多按照四级调光方式，即晴天、多云、阴天和 重阴天四个亮度等级。这四个亮度等级大多不分季节以及上午、中午 和下午，而隧道照明设计必须是以夏至晴天中午的洞外最大亮度为基 数进行计算的，因此能耗的浪费相当巨大。
图1为高压钠灯的照明功率线，图2为LED灯的照明功率线，图 3为实际LED灯的功率需求曲线，其中，图1、 2、 3中每条线下部的 面积为该种灯具当日加强照明的总能耗，最上面的一条即A1、 A2、 A3 均是高压钠灯的晴天照明功率线，所标的能耗百分比均是指与钠灯晴 天能耗进行的比较。在图1中，Bl、 Cl、 Dl、 El、 Fl分别是钠灯在多 云、阴天、重阴天、夏至白天、年平均白天的照明功率曲线；在图2 中，B2、 C2、 D2、 E2分别为LED灯在晴天、多云、阴天、重阴天的照 明功率曲线；在图3中，B3、 C3、 D3、 E3分别为LED灯的晴天、夏至 白天、年平均白天、冬至白天的照明功率需求曲线。在一年的四个节 气中，春分与秋分时节的晴天照明功率曲线与年平均晴天照明功率曲线非常接近，因此图中仅用年平均白天照明功率曲线表示之。
从图3中可以看出，灯具的亮度若能跟随洞外亮度实时地变化，其年 平均白天照明能耗就比钠灯光源的隧道灯和恒定亮度的LED隧道灯要 低得多，约为钠灯的16.5%， LED灯的339L因此，用它替代隧道中高 压钠灯的加强照明，可实现83.5%的节能目标，比亮度不可控的LED 隧道灯节能67%。
在城市道路照明领域，规范要求深夜宜选择下列措施降低路面亮
度(照度)1、采用双光源灯具，深夜时关闭一只光源，这种措施需 增加大量地电缆投资，因此只在主干路使用，大量城市次干路和支路 仍旧为单光源灯具；2、采用能在深夜自动降低光源功率的装置，这种 措施对于气体放电灯而言，只能在很小的范围内实现，LED灯目前己 经可以实现亮度减半，其实现方法有如下几种a)采用双路LED驱动 电源为灯具供电，上半夜两只电源均工作，LED全部点亮，下半夜自 动关闭一路，LED只亮一半，这仍旧需要两路动力电缆，投资较大；b) 采用电力载波将亮度控制信号通过电源线路送至LED隧道灯上，再由 解调器将信号取出后去控制LED路灯亮度，这种控制方式成本相对较 高，线路复杂，且传输距离较短；c)在LED灯具电源中增设定时单元， 这些单元要消耗一定的电能，因此节能效果受到一定影响；3、关闭不 超过半数的灯具，但不得关闭沿道路纵向相邻的两盏灯具，这种措施 容易在道路上产生斑马效应，危及行车安全。
在一些大型室内场所照明，其照明强度需要根据室外亮度进行调 整，而目前室内照明主要采用分组点亮的方式，光源的亮度不能任意 变化，因此无法达到满意的照明效果。
实用新型内容
为了克服现有照明装置中光源亮度不能任意调整的不足，本实用 新型的目的是提供一种LED照明灯亮度控制装置。
为实现上述目的，本实用新型提供的一种LED照明灯亮度控制装 置，包括亮度监测装置，LED亮度智能无级控制装置，电压控制电流 源和LED灯，亮度监测装置的信号输出端与LED亮度智能无级控制装置的信号输入端相连接，LED亮度智能无级控制装置的控制信号输出 端与电压控制电流源的控制输入端相连接，电压控制电流源的输出端 与LED灯相连接，电压控制电流源的电源输入端接市电，亮度监测装 置和LED亮度智能无级控制装置上还设有通讯接口。
本实用新型采用了输出电流受直流电压控制的高效率的电压控制 电流源，配以亮度监测装置和LED亮度智能无级控制装置，可根据被 照场所的实际照明需求进行亮度跟踪调节，避免了亮度分级控制所产 生的超标准照明现象和关闭一些灯所造成的亮度不均现象，同时提高 了电源效率，使得节能效果更加显著。
图1、 2、 3分别为背景技术图4、 5分别是本实用新型的方框原理图6是LED灯的电气线路原理图。
具体实施方式
一种LED照明灯亮度控制装置，包括亮度监测装置IO， LED亮度 智能无级控制装置20，电压控制电流源30和LED灯40，亮度监测装 置10的信号输出端与LED亮度智能无级控制装置20的信号输入端相 连接，LED亮度智能无级控制装置20的控制信号输出端与电压控制电 流源30的控制输入端相连接，电压控制电流源30的输出端与LED灯 40相连接，电压控制电流源30的电源输入端接市电，亮度监测装置 10和LED亮度智能无级控制装置20上还设有通讯接口，便于和外界 通信，如图4所示。
所述的电压控制电流源30为输出电流可随直流控制电压实时变 化的电流源，所述的LED亮度智能无级控制装置20为输出直流控制电 压的控制装置。在本实用新型中，LED亮度智能无级控制装置20既可 以是带有模拟信号输出的可编程PLC控制器，也可以是写有固定程序 的可进行相关参数设定的装置。LED亮度智能无级控制装置20输出的 直流模拟控制信号电压在0 5V之间变化，也可采用高于5V的电压区 间。以下结合图4、 5、 6对本实用新型作进一步的说明
在图4中，亮度监测装置10将检测到的露天或隧道洞外光线的亮度 信号转换为4 20mA标准电信号传送至LED亮度智能无级控制装置20， 由LED亮度智能无级控制装置20将该标准电信号换算、转换为直流模拟 信号输出至电压控制电流源30，该直流模拟控制信号电压在0 5V之间 缓慢变化。由于电压控制电流源30的控制端电压的变化会使其输出电 流随之变化，而输出电流的变化，又会引起LED灯40输出的光通量的变 化，从而达到控制LED灯40亮度的目的。此外，电压控制电流源30的控 制端的输入阻抗为高阻，从而大大提高了受控LED灯40的数量，并且确 保控制信号的远距离传输。
结合图4，在应用于城市道路照明时，本装置上半夜会以满足照 明标准要求的功率工作，此功率为最大功率的70% 85%，到午夜时， 本实用新型会自动将功率减至35% 42. 5呢。这一比例可通过LED亮度智 能无级控制装置20进行设定。 一般每1 2年设定一次，每次可根据路 面亮度(照度)的衰减情况相应地增加输出功率，直至达到100%功率 时为止。本实用新型广泛用于道路及公路隧道LED照明的亮度控制，也 可用于大型室内场所照明的亮度控制。
在照明设计中，标准要求道路照明的维护系数为0.7，即 设计亮度(照度)值=标准要求亮度(照度)值/0.7
这相当于设计亮度(照度)值为标准要求亮度(照度)值的1.43 倍。这主要是考虑到灯具使用一段时间后光源的光效会下降，使得路 面亮度相应下降。因此，道路、隧道等灯具在新投入使用时，其亮度 (照度)会高出标准值40%以上。采用本实用新型后，可使上述场所的 亮度(照度)始终与标准值接近，从而起到良好地节能效果。与此同 时，由于灯具的功率低于额定功率，使得灯具的工作温度随之降低， 因此LED光源的寿命还可大幅度地延长。
结合图5，亮度监测装置IO、 LED亮度智能无级控制装置20通过通 讯接口以及光端机50与中央控制室60通信，亮度监测装置IO、 LED亮度 智能无级控制装置20分别通过RS-484接口 、 RS-485接口与第一光端机51的一端相连，第一光端机51与第二光端机52之间由光缆连接，第二 光端机52的另一端通过RS-485接口与中央控制室60相连。光端机50是 亮度监测装置IO、 LED亮度智能无级控制装置20分别与中央控制室60 通讯的中间环节，用于将光信号和电信号互相转换。
图5和图4的不同之处在于亮度监测装置10和LED亮度智能无级控 制装置20通过通讯接口和光端机50与中央控制室60通信。其工作流程 如下LED亮度智能无级控制装置20接收到监测装置10发出的亮度信号 后，LED亮度智能无级控制装置20再通过光端机50接收中央控制室40 发出的相关指令对该亮度信号进行换算，换算后的数据被转换为直流 模拟信号输出至电压控制电流源30。或者，亮度监测装置10也可直接 将检测到的亮度信号通过通讯接口、光端机50上传至中央控制室60， 中央控制室60再根据车流量、事故状态等具体情况将所需亮度信息下 传至LED亮度智能无级控制装置20并由其转换为直流模拟电压信号去 控制电压控制电流源30。通过通讯接口和中央控制室60通讯，适用于 公路隧道LED灯照明的亮度控制，可使洞内LED灯40的亮度实时地跟随 洞外亮度缓慢变化，早晨灯具从低功率开始工作，随着太阳的升高， 洞外亮度渐渐增加，本装置将使洞内的亮度随之渐渐增加，到中午达 到顶点后又开始渐渐减小，直至关闭灯具供电电源。
结合图6，电压控制电流源30的电源输入端接市电，输出端接LED 灯40， LED灯40的内部为一组串联的LED灯Di Dn， LED灯40上与电压控 制电流源30的连接部分为防水接头。
综上所述，本实用新型的核心在于通过亮度监测装置10检测外部 光线亮度，并输出亮度信号至LED亮度智能无级控制装置20， LED亮度 智能无级控制装置20对亮度信号处理后，输出作为电压控制电流源30 的控制端的电压信号，通过该电压信号控制电压控制电流源30的输出 电流，调节LED灯40的光通量，从而达到控制LED灯亮度的目的。
权利要求1、一种LED照明灯亮度控制装置，包括亮度监测装置(10)，LED亮度智能无级控制装置(20)，电压控制电流源(30)和LED灯(40)，其特征在于亮度监测装置(10)的信号输出端与LED亮度智能无级控制装置(20)的信号输入端相连接，LED亮度智能无级控制装置(20)的控制信号输出端与电压控制电流源(30)的控制输入端相连接，电压控制电流源(30)的输出端与LED灯(40)相连接，电压控制电流源(30)的电源输入端接市电，亮度监测装置(10)和LED亮度智能无级控制装置(20)上还设有通讯接口。
2、 根据权利要求1所述的LED照明灯亮度控制装置，其特征在 于所述的电压控制电流源(30)为输出电流可随直流控制电压实时 变化的电流源。
3、 根据权利要求1所述的LED照明灯亮度控制装置，其特征在 于所述的LED亮度智能无级控制装置(20)为输出直流控制电压的 控制装置。
专利摘要本实用新型涉及一种LED照明灯亮度控制装置，包括亮度监测装置，亮度监测装置的信号输出端与LED亮度智能无级控制装置的信号输入端相连接，LED亮度智能无级控制装置的控制信号输出端与电压控制电流源的控制输入端相连接，电压控制电流源的输出端与LED灯相连接，电压控制电流源的电源输入端接市电，亮度监测装置和LED亮度智能无级控制装置上还设有通讯接口。本实用新型通过亮度监测装置检测外部光线的亮度，并输出亮度信号至LED亮度智能无级控制装置，经LED亮度智能无级控制装置对所接收到的亮度信号换算处理后输出控制信号至LED灯，以达到调节LED灯的亮度的目的，实现对LED灯40亮度的自动控制。
文档编号H05B37/02GK201252659SQ20082003202
公开日2009年6月3日 申请日期2008年3月8日 优先权日2008年3月8日
发明者吕晓峰 申请人:合肥源辉光电子有限公司