[實用新型]一種基于DALI協議可調節色溫的LED照明控制器

有效

• 申請號: 201621194369.1
• 申請日: 2016-11-04
• 公開（公告）號: CN206461799U
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 楊家軍;陳亮;劉澤旭;丁玲慧;李雅蘭;王子延;郎怡政;何敏游;汪旭輝;魏來;尹琳
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于電子技術領域。

背景技術

LED具有光效高、體積小、光譜窄、壽命長等特點，利用這些特性可以創造出優質且智能的照明環境。有研究指出，照明環境的光源色溫對人體生理機能調節起著一定的作用，而人最適應的色溫在一天之中也是隨之變化的，所以人們需要一個能夠根據實際需求對光源的色溫進行調整的照明控制系統。DALI協議是一種專門用于照明控制的協議標準；它具有的調光、場景選擇和燈具地址分配等功能非常適合用于各種場景下的色溫控制。在歐美已經有很多DALI系統應用于 LED照明的案例，但是在國內有關DALI的研究則不多。

發明內容

本實用新型的目的在于，結合DALI技術規范，設計了一個色溫可調節的LED照明控制器，并且具有實時反饋功能，以保證輸出光的色溫穩定。

為實現以上技術目的，本實用新型采用的方案是：

本實用新型所涉及到的一種基于DALI協議可調節色溫的LED照明控制器的主要結構包括R/G/B+W的LED陣列(1)、信號處理及驅動模塊(2)和反饋模塊(3)。信號處理及驅動模塊(2)包括一個微處理器MPU(2.6)、DALI接口電路(2.5)和4路降壓型LED驅動芯片 (2.1-2.4)；反饋模塊(3)包括一塊單片機MCU(3.1)、色彩頻率轉換芯片(3.2)和4通道DAC(3.3)。

信號處理及驅動模塊(2)負責通過DALI接口電路(2.5)與DALI 主控制器進行通信，并根據DALI命令分別驅動紅、綠、藍、白光四路LED，以匹配出滿足目標色溫的光譜。反饋模塊(3)通過色彩頻率轉換芯片(3.2)采集LED光源的輸出，經單片機MCU(3.1)處理后，通過I2C總線將數據傳遞給信號處理及驅動模塊(2)的微處理器MPU(2.6)。微處理器MPU(2.6)經過反饋運算后再通過I2C調整 4通道DAC(3.3)的輸出，從而改變LED驅動芯片(2.1-2.4)的模擬輸入端電壓值，以保證在出現光衰時，對應通道的LED輸出功率能夠得到補償，從而穩定輸出光的色溫值。

本實用新型的有益效果是該控制器與DALI協議完全兼容，可以直接掛載在DALI總線上使用。使用時不同路的LED被映射成四個獨立的DALI地址，因此可以自由地對任何路進行單獨調控，以獲得需要的色溫輸出。同時，防止了LED的光衰不一致性造成的輸出色溫偏移，使用反饋模塊實時監控光源的輸出情況，在色溫出現較大偏差時，自動調節每一路LED的輸出功率，使色溫基本保持不變。

附圖說明

附圖為本實用新型的控制器總體結構圖

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細說明。

一種基于DALI協議可調節色溫的LED照明控制器，其特征在于：可同時分別控制紅綠藍與白光LED的輸出功率，從而匹配出滿足目標色溫的光輸出，并且可通過反饋模塊(3)實時監控和反饋調節，保證輸出光的色溫在光源長時間使用時也能保持不變。

說明書附圖是該控制器的總體結構框圖，其主要原理是信號處理及驅動模塊(2)與DALI主控制器進行通信，根據DALI命令分別驅動R/G/B+W的LED陣列(1)，匹配出滿足目標色溫的光譜；反饋模塊 (3)中色彩頻率轉換芯片(3.2)采集LED輸出光源的信息，并將采集的信息傳遞回信號處理及驅動模塊(2)，微處理器MPU(2.6)經過反饋運算后調整4通道DAC(3.3)的輸出，以保證在出現光衰時，對應通道的LED輸出功率能夠得到補償。

微處理器(MPU)是整個系統設計的核心，選擇了LPC1114作為控制器的處理器，該處理器擁有豐富的片上資源，能夠同時輸出多路獨立的PWM信號以分別控制不同路的LED驅動電路。而且，LPC1114 還擁有完整的DALI支持庫，不需要再額外編寫底層的驅動程序。

DALI總線上的有效高低電平的典型值分別為16V和0V；根據 IEC60929標準，DALI總線上的最大電流限制為250mA，因此需要設計專門的信號收發電路。全橋整流芯片防止了因極性接反所可能帶來的風險。其中齊納二極管的防止了線上低電平時的信號誤讀，恒流芯片限制了DALI總線電流。