CN203466999U - 电阻、电压和pwm三合一led智能调光电路 - Google Patents

电阻、电压和pwm三合一led智能调光电路 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种电阻、电压和PWM三合一LED智能调光电路，所述的LED智能调光电路包括单片机微处理器单元供电电路，将外部调光电阻调光信号转换成电压信号的微安级恒流电路，三阶低通滤波组成的D/A数字模拟转换电路，和单片机（MCU）接口电路。本实用新型相对于现有技术来说，本实用新型兼容现有技术中主要采用的三种调光模式，最后统一到二根信号输入线，这样可以满足不同的调光要求，可以按调光信号和输出电流关系图指导使用者需要控制输出的电流。使产品的灵活性更高，由于采用了单片机（MCU），可很方便地修改调光信号和驱动器输出电流关系。

Description

电阻、电压和PWM三合一LED智能调光电路
技术领域
本实用新型属于LED照明光路调节电路领域，尤其是涉及一种电阻、电压和PWM三合一LED智能调光电路。
背景技术
LED照明相对于传统照明有着无法比拟的有点，越来越收到消费者的青睐，主要体现在：由于光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，属于典型的绿色照明光源，环保效益非常好。LED照明控制很方便，只要调整电流，就可以随意调光，不同光色的组合变化多端，利用时序控制电路，更能达到丰富多彩的动态变化效果。但是现有的LED调光模式往往都是采用的电阻，或电压或PWM单一方式进行调光，控制效果不是十分理想。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电阻、电压和PWM三合一LED智能调光电路；通过电阻调光的微安级恒流源， 三阶低通滤波器组成的D/A数字模拟转换电路，把外部的电阻、电压和PWM三种调光信号统一处理成模拟的电压信号给单片机（MCU），经过数据处理后，由MCU（单片机）内置的PWM模块控制LED驱动器输出电流的大小。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
电阻、电压和PWM三合一LED智能调光电路，所述的LED智能调光电路包括单片机微处理器单元供电电路，将外部调光电阻调光信号转换成电压信号的微安级恒流电路，三阶低通滤波组成的D/A数字模拟转换电路，和单片机（MCU）接口电路；所述单片机微处理器单元内置有PWM模块，外部电阻经过微安级恒流源使电阻调光信号转换成模拟的电压信号，再经过三阶低通滤波器组成的D/A数字模拟转换电路，经A/D模拟数字转换器处理后， 按照调光信号和驱动器输出电流关系，单片机内置的PWM模块按要求输出PWM信号， 控制输出电流大小。
所述的MCU接口电路图为晶振Y1和电容C20、C21组成的单片机振荡电路。
所述的三阶低通滤波组成的D/A数字模拟转换电路包括电阻R26、电容C9、电阻R27、电容C11运算放大器，电阻R28、电阻R18分压和电容C10；外部调光的电压信号、或外部调光的电阻经微安级恒流源处理的信号、或外部调光的方波PWM信号统一经电阻R26、电容C9、电阻R27、电容C11运算放大器IC2B部的7脚输出模拟的电压信号， 再经电阻R28、电阻R18分压和电容C10滤波后送单片机模拟数字转换口进行处理。
本实用新型相对于现有技术来说，本实用新型兼容现有技术中主要采用的三种调光模式，最后统一到二根信号输入线，这样可以满足不同的调光要求，可以按调光信号和输出电流关系图指导使用者需要控制输出的电流。使产品的灵活性更高，由于采用了单片机（MCU），可很方便地修改调光信号和驱动器输出电流关系。
附图说明
图1为本实用新型的原理图。
图2为本实用新型单片机（MCU）供电产生+5V电源图。
图3为本实用新型单片机（MCU）在线编程端子电路图。
图4为本实用新型的微安级恒流电路图。
图5为本实用新型的三阶低通滤波组成的D/A数字模拟转换电路图。
图6为本实用新型的MCU接口电路图。
图7为本实用新型的外部电阻调光与驱动器输出电流关系图。
图8为本实用新型的外部电压调光与驱动器输出电流关系图。
图9为本实用新型的外部PWM调光与驱动器输出电流关系图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
图1所示为本实用新型的原理图，本实用新型构建了由外部电阻、电压和PWM组成的三合一调光电路，包括: 单片机（MCU）微处理器单元、供外部电阻调光使用的微安级恒流源、外部电压和PWM调光使用的三阶低通滤波器组成的D/A数字模拟转换器。无论使用电阻调光、还是电压或PWM调光信号，最后变成统一的模拟电压信号后送MCU（单片机）, 经过MCU（单片机）内置的A/D模拟数字转换器, 按程序进行数字处理, 并通过MCU（单片机）内置的PWM模块控制LED驱动器输出的电流。
本实用新型结合了LED各种调光信号，包括外部调光的电阻或电压或PWM信号，如果是外部的电阻做调光信号， 首先经过微安级恒流源使电阻调光信号转换成模拟的电压信号，电阻阻值范围10K欧姆到100K欧姆, 转换成1-10V的电压信号，如果是模拟的1-10V的电压信号或PWM信号，再经过三阶低通滤波器组成的D/A数字模拟转换电路， 送单片机（MCU）内置了10 BIT的A/D模拟数字转换器，进行处理， 按照调光信号和驱动器输出电流关系，单片机（MCU）内置的PWM模块按要求输出PWM信号， 控制输出电流大小。
图2所示本实用新型单片机（MCU）供电产生+5V电源图。 由待机电源提供的+12V经过电阻R30和R31限流后, 电阻R29作为三极管Q1的基极偏置电阻,和IC3 AZ431, 电容C14, 电阻R20和电阻R21构成线性稳压电路， 输出+5V电源， 再经电解电容C19和贴片电容C15滤波和电感L1给单片机（MCU）供电。
图3所示本实用新型单片机（MCU）在线编程端子电路图，端子J11为单片机（MCU）在线编程端子， 利用此接口可以在线修改单片机（MCU）的程序， 实现LED路灯驱动器外部电阻、电压和PWM调光信号与驱动器输出电流关系曲线图的修改，以及恒流的电流等参数的设置。
图4所示本实用新型的微安级恒流源电路， 包括运算放大器IC2的A部，和电阻R8、R9、C8、C5、R16、R17、R11、R10，恒定输出电流100uA, 外部调光电阻为10K欧姆时， 电压为10KX100uA =1V, 外部调光电阻为100K欧姆时， 电压100K X100uA=10V, 这样外部调光电阻调光信号就转换成1-10V的电压信号。
图5所示本实用新型的三阶低通滤波器组成的D/A数字模拟转换电路图，工作原理为：外部调光的电压(V)信号、或外部调光的电阻(R)经微安级恒流源处理的信号、或外部调光的方波(PWM)信号统一经电阻R26、电容C9、电阻R27、电容C11运算放大器IC2B部的7脚输出模拟的电压信号， 再经电阻R28、电阻R18分压和电容C10滤波后送单片机（MCU）模拟数字转换口AN0进行处理。
图6所示本实用新型的的MCU接口电路图，由晶振Y1和电容C20、C21组成的单片机（MCU）振荡电路，单片机（MCU）18脚控制灯具的开或关，单片机（MCU）6脚是故障输出指示ERR, 单片机（MCU）17脚负责处理外部调光信号， 无论是电阻、电压还是PWM信号经过微安级恒流源和三阶低通滤波器组成的D/A数字模拟转换器， 转换成统一的模拟电压信号。
图7所示本实用新型的的外部电阻调光与驱动器输出电流关系图，外部调光电阻小于等于10K欧姆时，输出电流为10%，当外部调光电阻大于等于90 K欧姆时输出100%。 当外部调光电阻1-90K欧姆之间， 输出电流为10-100%成线性比例。
图8所示本实用新型的的外部电压调光与驱动器输出电流关系图，外部调光电压小于等于1V时，输出电流为10%，当外部调光电压大于等于9V时输出100%, 当外部调光电压1-9V之间，输出电流为10-100%成线性比例。
图9所示本实用新型的的外部PWM调光与驱动器输出电流关系图，外部调光PWM小于等于10%时，输出电流为10%，当外部调光电压大于等于90%时输出100%, 当外部调光PWM在10-90%之间时，输出电流为10-100%成线性比例。

Claims (3)

1.电阻、电压和PWM三合一LED智能调光电路，其特征是：所述的LED智能调光电路包括单片机微处理器单元供电电路，将外部调光电阻调光信号转换成电压信号的微安级恒流电路，三阶低通滤波组成的D/A数字模拟转换电路，和MCU接口电路；所述单片机微处理器单元内置有PWM模块，外部电阻经过微安级恒流源使电阻调光信号转换成模拟的电压信号，再经过三阶低通滤波器组成的D/A数字模拟转换电路，经A/D模拟数字转换器处理后，按照调光信号和驱动器输出电流关系，单片机内置的PWM模块按要求输出PWM信号，控制输出电流大小。 
2.如权利要求1所述的电阻、电压和PWM三合一LED智能调光电路，其特征是：所述的MCU接口电路为晶振Y1和电容C20、C21组成的单片机振荡电路。 
3.如权利要求1所述的电阻、电压和PWM三合一LED智能调光电路，其特征是：所述的三阶低通滤波组成的D/A数字模拟转换电路包括电阻R26、电容C9、电阻R27、电容C11运算放大器，电阻R28、电阻R18分压和电容C10；外部调光的电压信号、或外部调光的电阻经微安级恒流源处理的信号、或外部调光的方波PWM信号统一经电阻R26、电容C9、电阻R27、电容C11运算放大器IC2B部的7脚输出模拟的电压信号，再经电阻R28、电阻R18分压和电容C10滤波后送单片机模拟数字转换口进行处理。 
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