一种大功率LED禽类养殖灯控制器制造技术

本申请涉及一种大功率LED禽类养殖灯控制器主要包括：过零检测模块、控制模块、IGBT驱动模块以及整流模块，其中；所述过零检测模块，与所述控制模块相连接，用于检测220v交流电的电压零点；过零检测模块将检测到的零点信息反馈给所述控制模块，控制模块根据接收到的反馈信号，确定出控制器触发起始位置，然后向IGBT驱动模块发送驱动信号驱动IGBT电路;整流模块将220V交流电整流成直流电，直流电的正极接负载LED灯，负极接IGBT的源极E端，经过IGBT的漏极C输出与负载LED灯的另一端连接构成回路。实现了一种更加智能、环保、节能的大功率LED禽类养殖灯的控制器，且具有调光效果好，使用寿命长，结构简单，安全可靠等突出优点。

High power LED poultry breeding lamp controller

The invention relates to a high-power LED poultry lamp controller mainly includes: zero crossing detection module, control module, IGBT driver module and a rectifier module, including; the zero crossing detection module and the control module is connected to a 220V alternating current zero voltage detection; zero crossing detection module will detect the zero point information feedback to the control module, the control module according to the feedback signal received by the controller, a trigger starting position determination, and then to the IGBT driver module to send signals to drive IGBT circuit; rectifier module 220V AC rectifier DC DC load, the positive electrode with LED lights, IGBT source E after IGBT, the drain of C output and load LED lamp connected to the other end of the circuit. The utility model realizes a more intelligent, environmental protection and energy saving controller for a high power LED poultry breeding lamp, and has the advantages of good light adjusting effect, long service life, simple structure, safety and reliability, etc..

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及LED技术应用领域，尤其涉及一种大功率LED禽类养殖灯控制器。
技术介绍
随着LED技术的发展与成熟，LED应用在越来越多的领域！在养殖业，特别是禽类养殖产业中，LED灯的作用越来越明显；目前，国内LED灯调光技术主要采用的是可控硅调光，但是在实际应用中可控硅调光存在许多的问题：由于可控硅是一种半控开关，只有开启电流的功能，而不能完全关断电流，即使调至最低依然有弱电流通过，而LED微电流发光的特性使得可控硅调光大量存在关断后LED仍然有微弱发光的现象存在。不同的LED灯的电气参数特性不一样，正是因为这样才给控制器的设计带来了更多更高的要求，控制器过零检测信号不准确，会引起可控硅的正半周和负半周的导通角不一样，导致提前触发或者滞后触发，引起LED灯忽亮忽暗，尤其在低亮度的时候特别明显。现有技术，针对LED灯调光普遍采用可控硅调光，然而不同的LED灯需要的控制器参数是不一样的，但是现在市场上仍然没有针对禽类养殖业的LED灯以及相对应的控制器，现在存在的LED禽类养殖灯灯控制器稳定性差，为了消除低亮度闪烁，一般会剔除0-10%的亮度，通过去掉低亮度的输出来避免低亮度出现的闪烁（但是这样并不能从根本上解决问题，而且牺牲了低亮度输出）；然而低亮度的这段输出在禽类养殖，特别是肉鸡养殖产业有特别重要的意义：当鸡成熟准备出笼的时候，工人需要将灯光调到很暗，这时候人眼刚好可以看到抓鸡，而鸡还看不见，所以人去抓它的时候它不会乱跑。
技术实现思路
本申请的主要目的在于提供一种大功率LED禽类养殖灯控制器。为达到上述目的，禽类养殖灯控制器，包括：过零检测模块，用于检测220V交流电电压的零点；控制模块，用于根据过零检测模块检测的零点信号，确定出控制器触发起始位置，然后驱动IGBT电路，从而达到调节光照强度的目的；IGBT驱动模块，用于根据控制器发出的驱动信号驱动IGBT；整流模块，用于将IGBT输出的交流电转换成直流电，给负载供电；时钟模块，用于对时间年月日时分秒进行计时，通过控制模块的单片机编程可以设定和读取时钟芯片内部的时间，从而模拟太阳光的昼夜变化，适合禽类的生长规律；按键模块，用于调节与控制器连接的LED灯的亮度，其中包括亮度增加和亮度减小键；显示模块，用于实时显示当前的亮度等级；电源模块，用于给各个模块提供工作电压，其中IGBT驱动模块为15V电压，其他各个模块均为5V电压。与现有技术相比，根据本申请的技术方案，首先我们针对禽类养殖产业专门设计了一种无驱动的高压交直流LED灯，这种灯的特点是稳定性好，结构简单，价格低廉，既可以接交流电源，也可以接直流电源。在此LED灯的基础上，我们设计了与之配套的控制器，此控制器将IGBT作为开关器件，既可以控制开，也可以控制关，没有最低负荷要求，故不存在可控硅调光器不能完全关断的现象；同时采用比较器检测零点电压位置，传统的光耦过零检测相比，检测的精度更高，误差更小，最大程度的保证了正负半周导通角的对称，从而避免了调光过程中闪烁的现象。本申请将220V交流电经过整流模块整流成直流，直流输出与无驱动的高压交直流LED灯连接，设计成功了一套更适合养殖产业，更适合容性负载LED调光的调光器。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1一种大功率LED禽类养殖灯控制器的结构框图；图2IGBT驱动模块与整流模块电路原理图；图3高压交直流LED灯的电路原理图。具体实施方式本申请的主要思想就在于，为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。参考图1，设备的器件选择：电源：采用型号为SHB-5W的电源，该电源的特点是可以将220V的交流电同时转化为5V和12V直流电，给各个模块提供正常的工作电压。过零检测模块（1-1）：采用变压器EI6X13和比较器LM393，EI6X13用来将220V高压电转化成低压电，经过变压器后电压降低但波形保持不变，起到很好的隔离作用；LM393将经过变压器后的电压波形进行比较，当检测到电压零点时告之单片机控制模块，控制模块随之作出相应的处理命令。控制模块（1-2）：由单片机STC15W408AS（SOP20封装，以减小体积）和光耦TLP521-1组成，单片机将控制信号通过TLP521-1发给MC33153A。时钟模块：时钟芯片采用的是DS1302（SOP8封装），通过对时钟芯片的编程控制，控制器可以实现模拟太阳光昼夜变化的规律。按键模块：由2个独立的按键KUP和KDN组成，按一下KUP，LED亮度增加一个等级；按一下KDN，LED亮度减小一个等级，持续按按键，LED亮度也会持续发生变化。显示模块：由2位8段共阳数码管组成，数码管由74LS595驱动；将每次显示的数据写入EEPROM中，这样每次掉电重启后控制器仍能保持掉电之前的状态，并通过数码管显示当前的亮度。IGBT驱动模块(1-3)：驱动芯片采用的是MC33153A,IGBT采用的型号是FGA25N120,MC33153A根据接收到的控制模块的控制信号作出响应，输出信号与IGBT的栅极连接，从而实现对IGBT的控制。整流模块（1-4）：整流桥型采用的是KBPC5010,将220V交流电整流成直流电给负载LED灯供电。具体实施过程：过零检测（1-1）实时检测交流电的零点，并将检测的信息传递给控制模块（1-2），控制模块根据过零检测模块反馈回来的信息对IGBT进行实时控制，IGBT驱动模块（1-3）根据控制模块的信号作出动作响应，整流模块（1-4）将220V交流电整流成直流电给负载LED灯供电。参考图2，控制模块的控制信号与IGBT驱动芯片MC33153A的输入端连接，通过输入端的高低电平实现对IGBT关断与导通的控制。如图所示，二极管D1,D2选择IN4007,二极管D3选择IN5408，电阻R1为5.1K，R2为510，电容C1为104，整流桥UR型号为KBPC5010；其中C1,D1连接构成保护电路，当IGBT的集电极电压过高时，电容C1的电量无法经过二极管D1释放出来，此时MC33153A比较输出低电平，IGBT截止，从而起到保护IGBT的作用；R1起限流作用，R2和D3可改善IGBT的开关特性，使IGBT关断迅速完成；D2最大反向耐压1000V,在电路中的作用是防止IGBT被击穿；整流桥UR将220V交流电转换成直流。具体实施过程：控制模块端的控制信号与MC33153A的输入端连接，当MC33153A输入为低电平时，输出高电平，且其输出端通过电阻R1与IGBT的栅极连接,当栅极为高电平时IGBT导通，IGBT的集电极和整流桥的正极接负载LED；相反的，当MC33153A输入为高电平时，输出为低电平，IGBT截止，控制器不工作。参考图3，如图所示为高压交直流LED灯的电路原理图，电阻R1-R16是封装为1206的贴片电阻，单个电阻的阻值为68欧姆，功率为0.25W；整流桥UR1为MB6S，贴片封装；LED型号为2835，绿色，单只功率为0.2W。工作过程如下，交流或直流电经过一个整流桥UR1，输出直流，正极串联16只阻值相同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率LED养殖灯控制器，主要包括：过零检测模块、控制模块、IGBT驱动模块、整流模块、按键模块、显示模块，其中；所述过零检测模块，与所述控制模块相连接，用于检测220V交流电电压的零点；所述控制模块，与所述过零检测模块和IGBT驱动模块相连接，用于根据过零检测模块检测的零点信号，确定出控制器触发起始位置，然后驱动IGBT电路，从而达到调节光照强度的目的；所述IGBT驱动模块，与所述控制模块相连接，用于根据控制器发出的驱动信号驱动IGBT；所述整流模块，将IGBT驱动模块的输出整流成直流电给负载供电；所述按键模块，用于调节与控制器连接的LED灯的亮度，其中包括亮度增加和亮度减小键；所述显示模块，用于实时显示当前的亮度等级。

【技术特征摘要】
1.一种大功率LED养殖灯控制器，主要包括：过零检测模块、控制模块、IGBT驱动模块、整流模块、按键模块、显示模块，其中；所述过零检测模块，与所述控制模块相连接，用于检测220V交流电电压的零点；所述控制模块，与所述过零检测模块和IGBT驱动模块相连接，用于根据过零检测模块检测的零点信号，确定出控制器触发起始位置，然后驱动IGBT电路，从而达到调节光照强度的目的；所述IGBT驱动模块，与所述控制模块相连接，用于根据控制器发出的驱动信号驱动IGBT；所述整流模块，将IGBT驱动模块的输出整流成直流电给负载供电；所述按键模块，用于调节与控制器连接的LED灯的亮度，其中包括亮度增加和亮度减小键；所述显示模块，用于实时显示当前的亮度等级。2.如权利要求1所述的一种大功率LED养殖灯控制器，其特征是，通过对时钟芯片的编程控制，控制器可以实现模拟太阳光昼夜...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏民，陈记华，牛相勇，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23