一种自调光LED驱动设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种自调光LED驱动设备，该驱动设备由滤波器、恒压电路、恒流电路、光传感器以及控制器组成。其中滤波器为EMI滤波器，恒压电路为L6562单级PFC恒压电路，恒流电路为HV9910降压恒流电路，光传感器为BH1710数字光强传感器，控制器为AT89C2051微处理器。光传感器BH1710采集到环境光强信息后通过I2C通信协议发送给控制器AT89C2051为主要器件的控制中心，控制中心接收到数据进行处理，然后依据数据改变恒流电路HV9910的PWMD脚的PWM输入信号的占空比，进而达到自动调光的目的。该设备电路简单、成本低廉、可操作性强，测量照度数据后根据算法调节LED发光亮度，对降低电力能源消耗有着很好的辅助作用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及LED驱动电路领域，特别涉及一种自调光LED驱动设备。
技术介绍
随着近年来石油、煤炭、天然气等不可再生资源的日渐枯竭和人类对能源需求的日益增加，节能减排引起了人们的高度重视。LED作为一种新型照明光源技术已经备受关注，各国也开始出台相关政策限制白炽灯，日光灯的生产销售，转而扶持LED。LED光源具有很高的效能，消耗能量较同光效的白炽灯减少80％，又不含汞和玻璃，被公认为绿色节能先锋。此外，LED的发光亮度主要受正向电流影响，利用这一特性，实现对LED的调光，不仅可以调整灯光视觉效果，还能进一步降低能耗20％至50％。在学校教室、体育场馆、路灯等照明场所，由于昼光影响，过亮的照明会造成电能浪费，而有时过暗的照明又会引起视觉疲劳，影响人们正常的学习和工作，甚至引发安全事故。由此可见，准确的照度测量，适当的照明亮度在生产生活中也非常重要。为了更好地发挥LED照明节能的优点，在LED驱动器中加入调光功能是大势所趋。通常，LED驱动器的调光方式有3种：可控硅调光、模拟调光、PWM调光。每种调光方式都有其优点及局限性。PWM调光是使开关电路以相对于人眼识别能力来说足够高的频率工作，通过设置周期和占空比来改变输出电流平均值，其输出电流只有两种状态：最大额定工作电流和零电流。模拟调光是通过改变输出电流的幅值来实现调光功能，可控硅调光是通过调节电源的输出功率来实现调光功能。PWM调光可以保证LED的色温恒定，驱动器的效率较高，并且能够进行精确控制。模拟调光相对PWM调光电路简单、容易实现，但会使LED色温发生变化，同时效率低、输出电流精度不易调节、调光范围有限。可控硅调光是利用现有的可控硅调光器，通过改变可控硅的导通角，调节输出功率来实现调光，其优点是不用改变原有日光灯调光设备。但是缺点更严重：其会严重降低驱动器效率及功率因数，同时也会使LED产生闪烁。因此，如何调节LED发光亮度，提供给人们一个舒适的视觉环境的同时，有效的降低了电力能源消耗，已成为急需解决的技术问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述缺陷，本技术的目的是提供一种自调光LED驱动设备，该设备电路简单、成本低廉、可操作性强，测量照度数据后根据算法调节LED发光亮度，对降低电力能源消耗有着很好的辅助作用。为达上述目的，本技术采取如下方案：一种自调光LED驱动设备，该驱动设备由滤波器、恒压电路、恒流电路、光传感器以及控制器组成，其特征在于：滤波器为EMI滤波器，与恒压电路连接，用于抑制交流电网中高频干扰，该EMI滤波器的电路中包括共模电容Cy1、Cy2、Cy3、Cy4，共模电感L1，差模电容Cx1、Cx2，压敏电阻Rv以及负温度系数的热敏电阻NTC；恒压电路为L6562单级PFC恒压电路，分别与滤波器和恒流电路连接，该单级PFC恒压电路中包括开关管、稳压芯片TL431和光电耦合器PC817；控制器为AT89C2051微处理器，分别与恒流电路和光传感器连接，控制器接收来自光传感器的数据并向恒流电路输出控制信号；光传感器为BH1710新型数字光强传感器，与控制器相连，该光传感器使用稳压芯片AMS1117来提供3.3V工作电压，光传感器BH1710的引脚ADDR接至GND，引脚DVI经1μF电容接GND，引脚SCL与SDA分别经过1kΩ的限流电阻接控制器AT89C2051的P3.2与P3.3脚；恒流电路为HV9910降压恒流电路，分别与恒流电路和LED阵列连接，HV9910的PWMD引脚与控制器AT89C2051的调光I/O端口P1.0引脚相连。优选的，共模电感L1是由两个匝数相同、绕向相反的绕组构成，共模电容和差模电容为安规电容。本技术具有以下优点和积极效果：1)兼容性好，整体电路无需用到专用的调光IC，结构简单，成本较低。2)实现自动调光节能的LED驱动设备，它更适合用在教学楼、路灯、广告灯、公园、走廊等场所。可以设置随环境亮度的逐渐变暗，利用光敏探头信号反
馈，使LED照明发光亮度逐渐加强。它不但可以节约大量能源，还因为工作时减少了功率而延长LED照明设备的使用寿命。附图说明图1为系统组成原理图；图2为滤波器电路原理图；图3为恒压电路原理图；图4为恒流电路原理图；图5为光传感器电路原理图；图6为控制器电路原理图。具体实施方式下面结合附图对本技术的实施方式做进一步的说明。该驱动设备的原理图如图1所示。该驱动设备由滤波器、恒压电路、恒流电路、光传感器以及控制器组成。其中滤波器为EMI滤波器，恒压电路为L6562单级PFC恒压电路，恒流电路为HV9910降压恒流电路，光传感器为BH1710新型数字光强传感器，控制器为AT89C2051微处理器。光传感器BH1710采集到环境光强信息后通过I2C通信协议发送给控制器AT89C2051为主要器件的控制中心，控制中心接收到数据进行处理，然后依据数据改变恒流电路HV9910的PWMD脚的PWM输入信号的占空比，进而达到自动调光的目的。滤波器电路原理图如图2所示。EMI滤波器主要用来抑制交流电网中高频干扰对驱动设备的影响，同时也抑制驱动设备由于高频开关而对交流电网产生的影响，干扰主要为共模干扰和差模干扰。共模电容Cy1、Cy2、Cy3、Cy4和共模电感L1用来滤除共模噪声，L1是由两个匝数相同、绕向相反的绕组构成。Cx1、Cx2是差模电容，用来滤除差模干扰。共模电容要选择Y2安规电容，差模电容选择X1安规电容，Rv是压敏电阻，NTC是负温度系数的热敏电阻。恒压电路原理图如图3所示。意法半导体公司生产的峰值电流型控制芯片L6562被广泛应用于有源功率因数(APFC)校正电路中，其工作在临界(TM)模式，通过控制电感峰值电流，使得输入电流跟随输入电压变化，以达到功率因数校正的目的。而单级PFC恒压电路是将有源功率因数校正电路中的升压电感
替换为变压器，并进行其他改进，形成的反激拓扑电路。在图3所示的电路中，当开关管Q2打开时，经过EMI滤波器之后的交流输入电压经过整流桥整流、输入滤波电容C1之后，加在变压器T1的原边电感上，电感电流线性上升，此时变压器副边整流二极管VD5和VD6反向截止，输出端由输出电容Co和Co1供电。当原边电流检测电阻R12上的电压达到L6562 CS引脚的基准电压时，开关管Q2关断，此时副边整流二极管VD5、VD6导通，副边绕组经过整流二极管为负载供电，同时为输出电容充电。反激拓扑结构是在开关管关闭时，传递能量。当L6562的ZCD零电流检测引脚检测到辅助绕组中无电流时，说明原边电感已完成磁复位，L6562重新驱动开关管Q2导通，如此反复。单级PFC恒压电路的主输出电压是由稳压芯片TL431和光电耦合器PC817组成的输出反馈网络中的分压电阻R15和R17设置的，当输出电压大于设计好的额定输出电压时，电阻R17上的电压大于TL431引脚的基准电压2.5V，此时输出端反馈信号通过PC817反馈到L6562的INV引脚，由于INV引脚的基准电压为2.5V，如果反馈信号的电压大于2.5V，那么就会有电流经过R6、C7、R7组成的补偿网络流入L6562的COMP引脚，当该电流大于40μA时，就会进入过压保护状态，L6562停止工作，直到该电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自调光LED驱动设备，该驱动设备由滤波器、恒压电路、恒流电路、光传感器以及控制器组成，其特征在于：滤波器为EMI滤波器，与恒压电路连接，用于抑制交流电网中高频干扰，该EMI滤波器的电路中包括共模电容Cy1、Cy2、Cy3、Cy4，共模电感L1，差模电容Cx1、Cx2，压敏电阻RV以及负温度系数的热敏电阻NTC；恒压电路为L6562单级PFC恒压电路，分别与滤波器和恒流电路连接，该单级PFC恒压电路中包括开关管、稳压芯片TL431和光电耦合器PC817；控制器为AT89C2051微处理器，分别与恒流电路和光传感器连接，控制器接收来自光传感器的数据并向恒流电路输出控制信号；光传感器为BH1710数字光强传感器，与控制器相连，该光传感器使用稳压芯片AMS1117来提供3.3V工作电压，光传感器BH1710的引脚ADDR接至GND，引脚DVI经1μF电容接GND，引脚SCL和SDA分别经过1kΩ的限流电阻接控制器AT89C2051的P3.2和P3.3脚；恒流电路为HV9910降压恒流电路，分别与恒流电路和LED阵列连接，HV9910的PWMD引脚与控制器AT89C2051的调光I/O端口P1.0引脚相连。...

【技术特征摘要】
1.一种自调光LED驱动设备，该驱动设备由滤波器、恒压电路、恒流电路、光传感器以及控制器组成，其特征在于：滤波器为EMI滤波器，与恒压电路连接，用于抑制交流电网中高频干扰，该EMI滤波器的电路中包括共模电容Cy1、Cy2、Cy3、Cy4，共模电感L1，差模电容Cx1、Cx2，压敏电阻RV以及负温度系数的热敏电阻NTC；恒压电路为L6562单级PFC恒压电路，分别与滤波器和恒流电路连接，该单级PFC恒压电路中包括开关管、稳压芯片TL431和光电耦合器PC817；控制器为AT89C2051微处理器，分别与恒流电路和光传感器连接，控制器接收来自光传感器的数据并向恒流电路输出控制信...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋露露，杨诗凤，
申请(专利权)人：武汉职业技术学院，
类型：新型
国别省市：湖北;42