本發(fā)明涉及基于峰值電流可調(diào)的選擇調(diào)光裝置及其方法，屬于電子通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體技術(shù)不斷發(fā)展，照明燈具發(fā)生了重大變革，LED燈具應(yīng)用越來越廣泛[1]。隨著人們對照明環(huán)境要求越來越高，為了提供一個(gè)合適的照明環(huán)境，調(diào)光技術(shù)應(yīng)用而生[2]。張晶晶等人分析了大功率LED在線性及PWM調(diào)光下的電光轉(zhuǎn)換效率及熱效應(yīng)，得到在保證電功率輸入相同時(shí)，線性調(diào)光方式的電光轉(zhuǎn)換效率要高于PWM調(diào)光方式[3]；付賢松等人設(shè)計(jì)了一種新型隔離式PWM調(diào)光LED驅(qū)動器，測試得到此驅(qū)動器的功率因數(shù)高于0.9，效率高于85％，調(diào)光范圍達(dá)到2～100％，調(diào)光性能良好[4]；蔣曉波等人設(shè)計(jì)了一種基于ZigBee控制的高動態(tài)范圍LED模擬調(diào)光裝置，此裝置使用了ZigBee作為核心芯片，在實(shí)現(xiàn)了調(diào)光的同時(shí)，又實(shí)現(xiàn)了狀態(tài)監(jiān)測及無線控制[5]；曲小慧等人設(shè)計(jì)了一種高光效可獨(dú)立調(diào)光的LED均流電路，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此均流電路可以有效的實(shí)現(xiàn)LED支路均流，提高LED發(fā)光效率，且可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立調(diào)光[6]。調(diào)光技術(shù)結(jié)合《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，考慮光照舒適度，通過改變輸出電流、輸出功率、占空比等因素來調(diào)整燈具的照明參數(shù)[7-9]。調(diào)光技術(shù)原理主要包括可控硅調(diào)光技術(shù)原理、分段調(diào)光原理、模擬調(diào)光原理、PWM調(diào)光原理等[10-12]，但是以上技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中均存在著相應(yīng)的問題[13]。比如模擬調(diào)光存在著輸出靈活性差的問題，調(diào)光動態(tài)范圍小等[14-15]。傳統(tǒng)PWM調(diào)光技術(shù)會引入電磁干擾頻率，且隨著溫度的升高，會產(chǎn)生色偏[16]。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述的不足，本發(fā)明融合了PWM調(diào)光對色溫影響小及模擬調(diào)光光效高的優(yōu)點(diǎn)，提出峰值電流可調(diào)的選擇調(diào)光裝置及其方法。通過此方法既能保持燈具色溫穩(wěn)定，又可使光效處于較高的水平。通過查閱歐司朗公司一款燈具的光通量與電流的變化趨勢，構(gòu)造出有關(guān)光通量與電流的數(shù)學(xué)模型，并通過推算得出補(bǔ)償電流值，使電流調(diào)整具有參考依據(jù)。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

基于峰值電流可調(diào)的選擇調(diào)光方法，包括如下步驟，

第一步：判斷當(dāng)前是PWM調(diào)光或是模擬調(diào)光，

第二步：如果當(dāng)前是PWM調(diào)光，則當(dāng)η＜η₀選擇模擬調(diào)光；如果當(dāng)前是模擬調(diào)光，則當(dāng)U＜U₀選擇模擬調(diào)光。

基于峰值電流可調(diào)的選擇調(diào)光裝置，包括單片機(jī)MSP430及M8，單片機(jī)MSP430的56引腳、57引腳與M8的RXD、TXD引腳連接，M8的17引腳、18引腳與LED連接，單片機(jī)MSP430的47引腳、48引腳、52引腳與溫度傳感器TC77的8I/O引腳、8CK引腳、CS引腳連接，M8的69引腳、70引腳與電能統(tǒng)計(jì)的XT2N引腳、XT2OUT引腳連接，單片機(jī)MSP430的80引腳與STC的PVCC_CON引腳連接，STC的PVCC_OUT引腳連接紅外傳感器，STC的GPIO1引腳連接熱敏電阻，STC的RF_VREG_EN引腳連接光敏電阻。

本發(fā)明可在如下場合應(yīng)用及產(chǎn)生有益效果：

本文融合了PWM調(diào)光對色溫影響小及模擬調(diào)光光效高的優(yōu)點(diǎn)，提出一種結(jié)合兩種調(diào)光方式的選擇調(diào)光方法。通過此方法既能保持燈具色溫穩(wěn)定，又可使光效處于較高的水平。通過查閱歐司朗公司一款燈具的光通量與電流的變化趨勢，構(gòu)造出有關(guān)光通量與電流的數(shù)學(xué)模型，并通過推算得出補(bǔ)償電流值，使電流調(diào)整具有參考依據(jù)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的控制流程圖。

圖2是本發(fā)明的控制電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。如圖1所示：

基于峰值電流可調(diào)的選擇調(diào)光方法，包括如下步驟，

第一步：判斷當(dāng)前是PWM調(diào)光或是模擬調(diào)光，

第二步：如果當(dāng)前是PWM調(diào)光，則當(dāng)η＜η₀選擇模擬調(diào)光；如果當(dāng)前是模擬調(diào)光，則當(dāng)U＜U₀選擇模擬調(diào)光。

如圖2所示，本發(fā)明的電路，基于峰值電流可調(diào)的選擇調(diào)光裝置，包括單片機(jī)MSP430及M8，單片機(jī)MSP430的56引腳、57引腳與M8的RXD、TXD引腳連接，M8的17引腳、18引腳與LED連接，單片機(jī)MSP430的47引腳、48引腳、52引腳與溫度傳感器TC77的8I/O引腳、8CK引腳、CS引腳連接，M8的69引腳、70引腳與電能統(tǒng)計(jì)的XT2N引腳、XT2OUT引腳連接，單片機(jī) MSP430的80引腳與STC的PVCC_CON引腳連接，STC的PVCC_OUT引腳連接紅外傳感器，STC的GPIO1引腳連接熱敏電阻，STC的RF_VREG_EN引腳連接光敏電阻。

單片機(jī)MSP430為主控芯片，型號為MSP430F5437，其為16位單片機(jī)MSP430F5437最小系統(tǒng)圖，該芯片預(yù)留出了與射頻芯片CC2520的控制端口，與單片機(jī)STC12LE2052AD通信的模擬IIC接口，與單片機(jī)Atmega8通信的UART接口，溫度傳感器接口，以及315MHz無線通信接口。STC代表單片機(jī)。

輔助處理單元

為了更方便的實(shí)現(xiàn)對Zigbee模塊的控制，本系統(tǒng)使用315MHz的無線通信模塊來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制?；?15MHz的無線通信模塊發(fā)射電路圖和接收電路圖，315MHz的無線通信模塊發(fā)射電路的型號是2s3cc57，基于315MHz的無線通信模塊接收電路的型號是315MCON。

電能統(tǒng)計(jì)單元

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了電能統(tǒng)計(jì)功能，電量計(jì)量專用芯片CS5460A，測量每個(gè)節(jié)點(diǎn)所耗費(fèi)的電量，再通過Zigbee節(jié)點(diǎn)上傳至協(xié)調(diào)器，由協(xié)調(diào)器發(fā)給上位機(jī)統(tǒng)一進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理以計(jì)算出整個(gè)系統(tǒng)耗費(fèi)的電量。

CS5460A采用SPI協(xié)議進(jìn)行通信，該系統(tǒng)中通過輔助處理器Atmega8來進(jìn)行控制。由于CS5460A與交流供電系統(tǒng)共地，因此，本系統(tǒng)中采用光耦進(jìn)行隔離。

調(diào)光功能

為了實(shí)現(xiàn)在不同情況下采用不同的照度的智能調(diào)光，本系統(tǒng)采用Atmega8的PWM來對LED燈進(jìn)行調(diào)控。Zigbee射頻芯片CC2520接口電路主控芯片為16位單片機(jī)MSP430F5437，該芯片預(yù)留出了與射頻芯片CC2520的控制端口，與單片機(jī)STC12LE2052AD通信的模擬IIC接口。

電源電路

本系統(tǒng)采用市電供電，通過開關(guān)電源模塊M101將其降為12V直流電壓，經(jīng)過穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓以及其它降壓電路降壓后對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行供電。電源電路型號為M101，U101及U102。

傳感器選型

紅外傳感器選用深圳市懾力安防科技有限公司的SKY-DL T1<0132>室外空間三鑒探測器，該傳感器采用三組紅外傳感器來探測，經(jīng)過模糊邏輯數(shù)碼(專利)分析，排除種種普通探測器無法克服的干擾，只對真實(shí)人體移動作出報(bào)警， 杜絕誤報(bào)漏報(bào)。同時(shí)采用全范圍精密溫度補(bǔ)償，無論環(huán)境溫度如何變化，探測靈敏度始終一致，沒有溫度死區(qū)(一般探測器在32℃～40℃時(shí)，靈敏度大幅度下降，或在其它溫區(qū)易誤報(bào))。

傳感器基本參數(shù)如下：

產(chǎn)品尺寸：138mm×75mm×46mm

上電自檢：預(yù)熱30秒

感應(yīng)靈敏度：4級可選(3-6M 5-9M 6-12M 9-18M)

工作溫度：-40℃～60℃

探測角度：110°

電源電壓：9～24VDC穩(wěn)壓電源

工作電流：靜態(tài)45mA(普通繼電器輸出)或10mA(電子繼電器輸出)報(bào)警15mA(12VDC工作電壓)

本發(fā)明涉及到的參考文獻(xiàn)

[1]陳海明.國外白光LED技術(shù)與產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].半導(dǎo)體技術(shù).2010,35(7):621-625.

[2]Li Y C,Chen C L.A novel single-stage-high-power-factor AC-to-DC LED driving circuit with leakage inductance energy recycling[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics,2012,10(6):793-802.

[3]張晶晶，張濤.大功率LED在線性及PWM調(diào)光下的光電轉(zhuǎn)換效率及熱分析[J].光電子·激光.2013,24(1)：50-55.

[4]付賢松，王婷.新型隔離式PWM調(diào)光LED驅(qū)動器設(shè)計(jì)[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào).2015,30(1)：75-79.

[5]蔣曉波，韓凱，沈海平，等.基于ZigBee控制的高動態(tài)范圍LED模擬調(diào)光裝置設(shè)計(jì)[J].照明工程學(xué)報(bào).2010,(6)：48-51.

[6]曲小慧，唐亞鵬，等.一種高效可獨(dú)立調(diào)光的LED均流電路[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào).2014,(34)：1-8.

[7]KIM S Y,LEE J H.High contrast flexible organic light emitting diodes under ambient light without sacrificing luminous efficiency.Organic Electronics.2012,13(5):826-832.

[8]劉祖隆，郭震寧，胡志清，等.調(diào)光方式對LED色溫和光通量的影響[J].華僑大學(xué)學(xué)報(bào).2013，34(1)：14-17.

[9]王健，黃先，劉麗，等.溫度和電流對白光LED發(fā)光效率的影響[J].發(fā)光學(xué)報(bào).2008，29(2)：358-362.

[10]饒豐，葛志誠.基于LED光電參數(shù)之間關(guān)系的光效計(jì)算[J].江西科學(xué).2011,29(4)：424-429.

[11]ALONSO,J.VINA M,DAVID G,et al.Analysis and design of the integrated double buck–boost converter as a high-power-factor driver for power LED lamps[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics,2012,59(4):1689–1697.

[12]裴倩，王正仕.大功率LED驅(qū)動電源對光效的影響研究[J].電力電子技術(shù).2010,44(3):1000-1006.

[13]畢長棟，張方輝.大功率白光LED發(fā)光效率及電流特性的研究[J].陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào).2011,29(2)56-59.

[14]Kang J S,YON J A.Luminous efficiency enhancement in blue phosphorescent organic light-emitting diodes with an electron confinement layers[J].Optical Materials.2015,(47)：78-82.

[15]田傳軍，張希艷.溫度對大功率LED照明系統(tǒng)光電參數(shù)的影響[J].發(fā)光學(xué)報(bào).2010,31(1)：96-100.

[16]宋鵬程，文尚勝，關(guān)偉鵬等.基于峰值電流可調(diào)的PWM調(diào)光方法減小LED漂移[J].光電子·激光.2015,26(10):1895-1901.