一种基于高频PWM的LED调光电源的高精度自适应调节方法技术

本发明专利技术提供一种基于高频PWM的LED调光电源的高精度自适应调节方法，基于调节电路实现对LED装置的发光亮度进行高精度自适应调节，包括S1：获取占空比与亮度等级的对应关系设置基准占空比；S2：调取对应亮度等级的基准占空比并输出对应亮度等级的高频PWM信号驱动LED装置；S3：将检测占空比与基准占空比进行脉宽时间对比；S4：当脉宽时间的差值超过允许误差范围时，输出的高频PWM信号占空比的增量等于差值，并重复步骤S3；S5：当脉宽时间的差值在允许误差范围之内时，输出的高频PWM信号的占空比保持不变，并重复步骤S3。本发明专利技术通过将输出的高频PWM信号增量设为基准占空比与实时检测的反馈占空比的差值，达到无频闪、无噪声、实时进行自适应调光的效果。进行自适应调光的效果。进行自适应调光的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高频PWM的LED调光电源的高精度自适应调节方法


[0001]本专利技术涉及LED调光电源
，具体涉及一种基于高频PWM的LED调光电源的高精度自适应调节方法。

技术介绍

[0002]现有技术中应用较为广泛的LED调光电源的调光方式为两大类，分别是调电压模式和脉宽(PWM)模式，调电压模式的调光顺滑，且没有频闪和噪声，但是在使用色温的灯具时，无法单独调节某一路颜色的亮度，这就需要采用可以单独调节某一路颜色的亮度的脉宽(PWM)模式，但低频的脉宽(PWM)会产生频闪，使人头疼，眼疲劳和身心疲倦。将脉宽(PWM)增大调光的频率至3.125KHZ以上可达到高频豁免，但是在调光的同时也会产生噪声。必须进一步将脉宽(PWM)增大调光的频率至20K，才能消除脉宽(PWM)带来的噪声。但20K频率的脉宽(PWM)在调光占空比较低时，在经过逻辑电路或者驱动电路之后，调光占空比会逐步衰减，使驱动灯具的波形失真，从而导致灯具灭掉。
[0003]此外，LED调光电源在出厂亮度调试中需要人工按照每一个亮度档位依次调试亮度，调一个档位测一次亮度，并判断是否到达预定的亮度，因此需要经过多次的调节、测试才能完成一个LED装置的调光调试，这导致人工成本较高、效率低下，不利于大规模生产加工，而且手工调试往往不能达到预期的精度，无法满足高精度调光设备的需要。
[0004]除此之外，由于批次不同的器件会存在性能差异，导致每一批电源在调光至最低亮度时，部分因为差异性导致灯具灭掉，也会因为器件性能问题导致LED装置发光亮度不稳定，时亮时暗。
[0005]因此急需一种基于高频PWM的LED调光电源的高精度自适应调节方法，实现无频闪、无噪声以及无需人工调试的自适应调光。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供的一种基于高频PWM的LED调光电源的高精度自适应调节方法，主要用于解决现有PWM调光的频闪、噪音、发光亮度不稳定以及出厂调试效率低下等问题，从而达到无频闪、无噪声、确保发光亮度稳定性以及无需人工调试的自适应调光的效果。
[0007]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0008]一种基于高频PWM的LED调光电源的高精度自适应调节方法，LED调光电源的调节电路包括电源主电路、控制开关、输出调光控制信号的调光信号处理电路、驱动电路、检测电路以及设有PWM控制模块、PWM信号发生模块和偏差校正模块的单片机电路，该方法基于所述LED调光电源的调节电路实现对LED装置的发光亮度进行高精度自适应调节，包括：
[0009]S1：获取所述高频PWM的占空比与所述LED装置发光亮度的对应关系，并在所述单片机电路中分别设置对应亮度等级的基准占空比。
[0010]S2：根据调光控制信号调取对应亮度等级的基准占空比，并在进行比较判断后设置所述PWM控制模块输出的占空比，根据输出的占空比由PWM信号发生模块生成对应亮度等
级的高频PWM信号驱动所述LED装置。
[0011]S3：所述检测电路反馈所述LED装置的上电状态信号，所述偏差校正模块将所述上电状态信号的占空比与基准占空比进行脉宽时间对比。
[0012]S4：当所述脉宽时间的差值超过允许误差范围时，输出的所述高频PWM信号占空比的增量等于所述差值，并重复步骤S3。
[0013]S5：当所述脉宽时间的差值在所述允许误差范围之内时，输出的所述高频PWM信号的占空比保持不变，并重复步骤S3。
[0014]进一步的方案是，在步骤S1中，通过测试得到发光亮度等级与占空比的关系以获得光通量与占空比的关系曲线，并根据所述LED装置的发光亮度等级在所述关系曲线上分别取得多个对应的取样点，得到所述LED装置的发光亮度等级对应的基准占空比、允许误差范围以及亮度等级允许范围，并将数据输入至所述单片机电路中。
[0015]进一步的方案是，所述单片机电路采用单片机STM32G030F6P6，晶振频率为64MHz，其输出的所述高频PWM的频率为20KHz。
[0016]进一步的方案是，所述亮度等级中最低亮度等级对应的占空比为0.2％，即所述高频PWM的占空比为100ns，所述允许误差范围为100ns
±
20ns，所述亮度等级允许范围为50ns～250ns。
[0017]进一步的方案是，在步骤S2中设置PWM控制模块输出的占空比为所述单片机设置的PWM比较寄存器值与PWM周期寄存器值之比，根据所述调光控制信号改变所述PWM比较寄存器值以改变PWM控制模块输出对应亮度等级的占空比。
[0018]进一步的方案是，所述步骤S2中具体包括以下步骤：
[0019]S21：调光系统发出调光指令，通过所述调光信号处理电路处理后输出所述调光控制信号至所述单片机电路；
[0020]S22：所述驱动电路接入所述高频PWM信号，并将所述高频PWM信号放大后驱动所述控制开关，所述控制导通使所述LED装置调光电源输入端与所述电源主电路接通上电。
[0021]进一步的方案是，当所述上电状态信号的占空比小于80ns时，则表示输入至所述LED装置调光电源输入端的所述高频PWM信号出现衰减，所述高频PWM信号通过增加等于衰减值的占空比以稳定所述LED装置的发光亮度。
[0022]进一步的方案是，当所述上电状态信号的占空比大于120ns时，则表示输入至所述LED装置调光电源输入端的所述高频PWM信号由于器件性能原因出现增大，所述高频PWM信号通过减小等于增大值的占空比以稳定所述LED装置的发光亮度。
[0023]进一步的方案是，当所述脉宽时间的差值超过允许误差范围，且此时所述高频PWM的占空比超过亮度等级允许范围时，所述单片机电路停止调节所述高频PWM的占空比，并且通过所述调光信号处理电路向调光系统发出故障报警信号。
[0024]由此可见，本专利技术具有以下有益效果：
[0025]1、本专利技术通过实时检测LED装置调光电源输入端的信号占空比，并与单片机设置的基准占空比对比，将其差值设为输出的高频PWM占空比的增量，构成闭环反馈控制，实现了LED装置发光亮度的自适应调节，无需人工干预，减少人工成本、提高生产效率的同时，大大提高了调试精确度；
[0026]2、本专利技术通过控制单片机电路输出20KHz的高频PWM信号达到高频豁免，避免了因
采用PWM信号调光使LED灯具频闪引起的视觉疲劳，以及调光时产生的噪音；
[0027]3、本专利技术将LED装置调光电源输入端的信号占空比作为反馈量，对单片机电路输出的高频PWM的占空比进行调节，一方面避免了考虑调光器件的性能问题、电磁干扰导致的PWM信号波动导致波形失真的问题，另一方面避免了考虑在低亮度时信号在电路传递过程中出现衰减导致光衰或熄灭问题。
[0028]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。
附图说明
[0029]图1是本专利技术基于高频PWM的LED调光电源的高精度自适应调节方法流程图。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于高频PWM的LED调光电源的高精度自适应调节方法，其特征在于，LED调光电源的调节电路包括电源主电路、控制开关、输出调光控制信号的调光信号处理电路、驱动电路、检测电路以及设有PWM控制模块、PWM信号发生模块和偏差校正模块的单片机电路，该方法基于所述LED调光电源的调节电路实现对LED装置的发光亮度进行高精度自适应调节，包括：S1：获取所述高频PWM的占空比与所述LED装置发光亮度的对应关系，并在所述单片机电路中分别设置对应亮度等级的基准占空比；S2：根据调光控制信号调取对应亮度等级的基准占空比，并在进行比较判断后设置所述PWM控制模块输出的占空比，根据输出的占空比由PWM信号发生模块生成对应亮度等级的高频PWM信号驱动所述LED装置；S3：所述检测电路反馈所述LED装置的上电状态信号，所述偏差校正模块将所述上电状态信号的占空比与基准占空比进行脉宽时间对比；S4：当所述脉宽时间的差值超过允许误差范围时，输出的所述高频PWM信号占空比的增量等于所述差值，并重复步骤S3；S5：当所述脉宽时间的差值在所述允许误差范围之内时，输出的所述高频PWM信号的占空比保持不变，并重复步骤S3。2.根据权利要求1所述的基于高频PWM的LED调光电源的高精度自适应调节方法，其特征在于：在步骤S1中，通过测试得到发光亮度等级与占空比的关系以获得光通量与占空比的关系曲线，并根据所述LED装置的发光亮度等级在所述关系曲线上分别取得多个对应的取样点，得到所述LED装置的发光亮度等级对应的基准占空比、允许误差范围以及亮度等级允许范围，并将数据输入至所述单片机电路中。3.根据权利要求2所述的基于高频PWM的LED调光电源的高精度自适应调节方法，其特征在于：所述单片机电路采用单片机STM32G030F6P6，晶振频率为64MHz，其输出的所述高频PWM的频率为20KHz。4.根据权利要求3所述的基于高频PWM的LED调光电源的高精度自适应调节方法，其特征在于：所述亮度等级中最低亮度等级对应的占空比为0.2％...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈耿圳，赵显云，雷建平，
申请(专利权)人：珠海市圣昌电子有限公司，
类型：发明
国别省市：