[發明專利]自適應LED調光器

無效

• 申請號: 201110300351.0
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN102355782A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 范世全;耿莉;高源;王勝磊;陳雷鋮;李鳳霞
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域：

本發明屬于照明領域，涉及一種主動式自適應LED調光裝置，尤其是一種采用PWM的調光方式實現的自適應LED調光器。

背景技術：

現有的線性調光方法有模擬調光和數字PWM調光兩種方式。模擬調光方式主要利用LED器件的亮度與LED驅動電流成定固定比例關系，其優點是：當驅動電流線性變化時，相對減少了驅動電流過沖對LED的影響，控制電路抗干擾性較強。其缺點是線性度及調光比不高，并且色溫不一致。數字PWM調光方式通過脈沖寬度的調節，改變LED器件工作的時間，也同時改變了輸出功率，從而達到節能的目的。其優點是：LED器件只存在關斷或額定電流工作兩種狀態，具有高線性度和高調光比，色溫一致。其缺點是高精度ADC與高位數字PWM控制器設計困難，且LED存在頻閃。

現有的調光方式有被動式調光和主動式調光。被動式調光主要采用人工控制的方式調節LED器件的發光強度，調光系統處于開環狀態，系統穩定，設計簡單，該方法很難實時跟蹤環境照度變化進行相應調整，宜造成能源浪費。主動式調光采用全自動模式，可依據采樣點照度，自動調節LED器件的發光強度，因而更加節約能源。但是，由于系統處于閉環或局部閉環狀態，穩定性設計受到挑戰。目前已有用于照明的主動式調光設備系統，但是體積龐大，成本高。

自適應調光的系統在北歐例如挪威等國家已經作為一項重點發展的項目在研究，例如Norwegian?Public?Roads?Administration提出了在Drammen實現自適應LED路燈系統的議案，并加以重點研究和發展。國內自適應調光LED的相關研究工作幾近空白，上海大學及中科院半導體所等研究機構對此的研究還停留在理論層面。

發明內容：

本發明針對人眼對照度的不同需求，設計了一款自適應LED調光系統，它可以根據當前環境中自然照明以及其他照明設備的照度來自適應調節LED照明的光強，從而使環境整體照度達到人眼最舒適。該系統設置有不同光強檔位，以滿足不同場合下人對光線強度的需求。而對應每一個檔位，通過感光元件檢測環境光強，控制LED線性調光器來實現LED照明的自動化調節，使環境亮度達到人眼最適宜的程度。本發明既實現了照度調節智能化，又節省了電能，滿足節能、低碳、環保的要求。本發明體積小，具有很好的便攜性能。

本發明包括電源模塊、感光模塊、升壓電路、模式選擇模塊、控制模塊、LED陣列和多路LED(多路LED的范圍可以是1至24路的任意值)驅動電路；所述電源模塊分別與感光模塊、模式選擇模塊、升壓電路和控制模塊單向連接；所述升壓電路與多路LED驅動電路雙向連接；所述LED陣列一端連接升壓電路，另一端連接多路LED驅動電路；所述模式選擇模塊與控制模塊單向連接。

所述電源模塊提供感光模塊、升壓電路、模式選擇模塊、控制模塊、LED陣列和多路LED驅動電路所需電能。

所述模式選擇模塊利用多路開關可選擇的核心系統控制方式有：1)自適應無級調光，用戶可以通過無級調光旋鈕全范圍調節所需要的光照度，系統采用反饋控制實現自適應調節LED光強，使檢測處的光照度穩定在設定值。2)不同場合選擇檔位調光，此時系統工作在局部閉環狀態。本發明設計了譬如書房、客廳、臥室和樓梯等多種應用場合，光強由多路開關設置，而反饋回路提供微量調整，在小范圍內調節LED光強。

所述控制模塊將經過模式選擇控制的電壓信號經過內部數模轉換器轉換成數字信息，并通過內部DPWM電路輸出PWM信號，PWM信號的占空比與感光電壓成比例關系。

所述多路LED電流驅動電路實現多通道的LED驅動，其LED的電流大小由I_REF信號設置。

本發明的優勢主要有：照度調節智能化，更大程度發揮了LED照明的節能優勢；充分利用自然光源，可實現恒定照度輸出；自適應LED調光系統體積小，便攜性優。

附圖說明：

圖1為本發明的自適應LED調光器結構示意圖；

其中：1為電源模塊；2為升壓電路；3為感光模塊；4為模式選擇模塊；5為控制模塊；6為LED陣列；7為多路LED驅動電路；8為光信號；9為PWM信號。

具體實施方式：

下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述：