一种数字控制式led照明恒流器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种数字控制式LED照明恒流器，包括蓄电池、PWM电流控制模块、电流采样模块、电压采样模块A、电压采样模块B、单片机控制模块、LED灯板，其中：蓄电池通过PWM电流控制模块和电流采样模块对LED灯板进行供电；单片机控制模块分别接收蓄电池两端电压、LED灯板两端电压和LED灯板电流的采样信号，并进行快速分析、计算，进而向PWM电流控制模块发出控制信号，以此调节放电电流的大小和控制电流的通断，可自动实现蓄电池欠压保护、蓄电池极性反接保护、负载过流保护、负载短路保护、负载启动浪涌电流保护和分段式功率设定等功能。
【专利说明】—种数字控制式1^0照明恒流器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种照明控制设备，特别是一种数字控制式120照明恒流器。
【背景技术】
[0002]随着光电技术的快速进步，[￡0照明设备在技术上也越来越成熟，其应用范围也越来越大。由于120光谱中没有红外线与紫外线，也就没有热量和辐射产生，因此120灯具为冷光源，其耗电量为普通灯具的1/4一 1/10，而且其寿命也比普通灯具长10倍以上，同时还具有耐震动、响应速度快等特点，现在120灯具已基本取代传统白炽灯而成为最主要的照明设备。由于120灯具耗能低，在偏远地方或应急情况下，可以使用蓄电池等移动电源对其进行长时间供电。但在简单的蓄电池一 120照明系统中，由于蓄电池长期使用之后电压降低、电流也不稳定，继续过度使用则会造成蓄电池容量和使用寿命减少；同时在使用蓄电池为120灯具供电时，容易因极性接反、负载短路、电流过大和启动浪涌电流等因素对[￡0灯具造成损坏。
实用新型内容
[0003]为解决上述蓄电池一 120照明系统中存在的技术问题，本实用新型提供了一种数字控制式120照明恒流器，用于控制蓄电池向120灯具的供电过程。
[0004]本实用新型采用的技术方案为:包括蓄电池、？丽电流控制模块、电流采样模块、电压采样模块八、电压采样模块8、单片机控制模块、120灯板，其中:
[0005]所述蓄电池通过？丽电流控制模块和电流采样模块对[￡0灯板进行供电；
[0006]所述电流采样模块连接在？丽电流控制模块和120灯板之间，其输出端还连接到单片机控制模块，对输入[￡0灯板的电流值进行采样，并将采样信号传输到单片机控制模块进行分析；
[0007]所述电压采样模块八一端连接蓄电池、另一端连接单片机控制模块，可对蓄电池两端电压进行实时监测、采样并输入单片机控制模块进行分析；
[0008]所述电压采样模块8 —端连接[￡0灯板、另一端连接单片机控制模块，可对1^0灯板两端电压进行实时监测、分析并输入单片机控制模块进行分析；
[0009]所述？丽电流控制模块包括电阻874沟道增强型103管04、电感11、电解电容02和驱动模块似、光电耦合器价，其中103管04的3极连接蓄电池正极、0极连接电感11、6极连接驱动模块口2的输出端？丽2，驱动模块口2的输出端？丽1通过光电耦合器口7连接到一个~沟道增强型103管02的极，该103管02的3极接地、0极连接蓄电池的正极，电感11连接在电解电容的正极和103管04的0极之间，电解电容的正极还经过电流采样模块接[￡0灯板的正极、02的负极接地，1？7并联在103管04的3极和6极之间。所述驱动模块的输入端接收单片机输出信号，转化为？丽脉冲信号，并传送到皿)3管04的极，从而控制103管04的3极和0极之间的电流，电解电容的正极经过电流采样模块连接120灯板正极。
[0010]单片机控制模块分别接收电压采样模块八、电压采样模块8和电流采样模块的采样信号，并进行分析、计算，进而向电流控制模块发出控制信号，以此调节放电电流的大小和控制电流的通断。
[0011〕 进一步地，所述驱动模块为亿4469芯片。
[0012]进一步地，所述电压采样模块4包括电阻…、电阻财和由电阻[1、电容⑶、运算放大器口X组成的电压跟随器，其中电阻…一端连接蓄电池输出端、另一端和财串联后接地，运算放大器[1(:的同相输入端通过电阻接到电阻…和电阻财之间、反相输入端连到其输出端和单片机的信号输入端，电容⑶一端连接运算放大器1110的同相输入端、另一端接地。
[0013]所述电压采样模块8包括电阻町8、电阻819和由电阻町2、电容07、运算放大器110组成的电压跟随器，其中电阻818 —端连接[￡0灯板正极、另一端和819串联后接地，运算放大器110的同相输入端通过电阻812接到电阻818和电阻819之间、反相输入端连到其输出端和单片机的信号输入端，电容口一端连接运算放大器1110的同相输入端、另一端接地。
[0014]进一步地，所述电流采样模块包括由电阻册、电阻以、电阻四、电阻[3、电阻尺34和运算放大器仍8构成的电流浮空差分采样电路，其中电阻册连接在？丽电流控制模块和120灯板的正极之间，所述运算放大器仍8的同相输入端通过电阻813连接[￡0灯板的正极、同时通过电阻834接地，其反相输入端通过电阻以连接到册和？丽电流控制模块之间、同时通过电阻四接到其输出端和单片机的输入端，所述电流采样模块可对电阻册两端电流进行实时监测、采样，并转化为电压信号传输到单片机输入端。
[0015]进一步地，所述单片机控制模块为八191^17332单片机。
[0016]本实用新型的有益效果为:
[0017]基于电压采样模块对蓄电池和[￡0灯板的两端电压分别采样、电流采样模块对120灯板的电流进行采样，单片机控制模块对采样信息进行分析计算并通过？丽电流控制模块对放电电流进行控制和调节，本实用新型可防止蓄电池欠压情况下过度放电而影响蓄电池性能、可防止蓄电池极性反接的时候损坏蓄电池和[￡0灯板、可防止电流过大或短路时对[￡0灯板和蓄电池的损坏、可防止启动浪涌电流对[￡0灯板的电流冲击、可设定分段式功率控制以适应不同功率的[￡0灯板。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的结构示意图。
[0019]图2为本实用新型的主电路结构图。
[0020]图3为本实用新型的电压采样模块4的部分电路结构图。
[0021]图4为本实用新型的电压采样模块8的部分电路结构图。
[0022]图5为本实用新型的电流采样模块的部分电路结构图。
[0023]图6为本实用新型的？丽电流控制模块的部分电路结构图。
【具体实施方式】
[0024]结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0025]如图1所示，本实用新型包括蓄电池、?丽电流控制模块、电流采样模块、电压采样模块八、电压采样模块8、单片机控制模块、[￡0灯板，其中:蓄电池通过？丽电流控制模块和电流采样模块对[￡0灯板进行供电；？丽电流控制模块一端连接蓄电池、另一端连接电流采样模块，且还连接到单片机控制模块的信号输出端，根据控制信号调节、控制蓄电池的供电电流值；电流采样模块连接在？丽电流控制模块和[￡0灯板之间，其输出端还连接到单片机控制模块，对输入[￡0灯板的电流值进行采样，并将采样信号传输到单片机控制模块进行分析；电压采样模块纟一端连接蓄电池、另一端连接单片机控制模块，可对蓄电池两端电压进行实时监测、采样并输入单片机控制模块进行分析；电压采样模块8 —端连接120灯板、另一端连接单片机控制模块，可对[￡0灯板两端电压进行实时监测、分析并输入单片机控制模块进行分析；单片机控制模块分别接收蓄电池两端电压、[￡0灯板两端电压和1^0灯板电流的采样信号，进行分析、计算，进而向电流控制模块发出控制信号，以此调节放电电流的大小和控制电流的通断，所述单片控制模块优选为八191^17332单片机。
[0026]如图2、图3所示，所述电压采样模块4包括电阻83、电阻财和由电阻811、电容⑶、运算放大器口 1(:组成的电压跟随器，其中电阻…一端连接蓄电池正极、另一端和财串联后接地，运算放大器[1(:的同相输入端通过电阻接到电阻…和电阻财之间、反相输入端连到其输出端和单片机的仙1输入端，电容⑶一端连接运算放大器口 1(:的同相输入端、另一端接地。
[0027]如图2、图4所示，所述电压采样模块8包括电阻818、电阻819和由电阻812、电容07、运算放大器仍0组成的电压跟随器，其中电阻[8 —端连接[￡0灯板正极、另一端和尺19串联后接地，运算放大器仍0的同相输入端通过电阻812接到电阻818和电阻[9之间、反相输入端连到其输出端和单片机的仙2输入端，电容07 —端连接运算放大器口 10的同相输入端、另一端接地。
[0028]如图2、图6所示，所述？丽电流控制模块包括电阻874沟道增强型103管04、电感11、电解电容02和驱动模块[2、光电耦合器[7，其中103管04的3极连接蓄电池正极、0极连接电感11、6极连接驱动模块口2的输出端？丽2，驱动模块口2的输出端？丽1通过光电耦合器连接到一个~沟道增强型103管02的极，该103管02的3极接地、0极连接蓄电池的正极，电感[1连接在电解电容02的正极和103管04的0极之间，1？7并联在103管04的3极和6极之间。所述驱动模块的输入端接收单片机输出信号，转化为？丽脉冲信号，并传送到103管04的极，从而控制103管04的3极和0极之间的电流。
[0029]如图2、图4所示，所述电流采样模块包括由电阻此、电阻以、电阻四、电阻町3、电阻尺34和运算放大器[18构成的电流浮空差分采样电路，其中电阻册一端连接电解电容02的正极、另一端连接[￡0灯板的正极，所述运算放大器仍8的同相输入端通过电阻813连接120灯板的正极、同时通过电阻834接地，其反相输入端通过电阻82连接电解电容02的正极、同时通过电阻四接到其输出端和单片机的输入端，所述电流采样模块可对电阻册两端电流进行实时监测、采样，并转化为电压信号传输到单片机八03输入端。
[0030]本实用新型通过对蓄电池两端电压进行实时采样、分析，当蓄电池电压不足时自动断开电流，防止蓄电池过度放电而影响其性能和使用寿命；通过对蓄电池和[￡0灯板两端电压进行实时采样、分析，当蓄电池极性反接时，自动断开电流，保护蓄电池和[￡0灯板；通过对[￡0灯板电流进行实时采样、分析，当电流过大或短路时，自动断开电流，避免蓄电池和[￡0灯板被烧坏；通过？丽电流控制供电电流，当接通电源时，采取逐次逼近的方式启动120灯板，避免[￡0灯板收到启动浪涌电流的冲击；通过单片机控制模块，针对不同功率参数的[￡0灯板，可设定不同的导通电流，并通过？丽电流模块进行控制，通过电流采样模块进行实时监测，达到分段式控制功率的效果。
【权利要求】
1.一种数字控制式LED照明恒流器，其特征在于:包括蓄电池、PWM电流控制模块、电流采样模块、电压采样模块A、电压采样模块B、单片机控制模块、LED灯板，其中: 所述蓄电池通过PWM电流控制模块和电流采样模块对LED灯板进行供电； 所述电流采样模块连接在PWM电流控制模块和LED灯板之间，其输出端还连接到单片机控制模块； 所述电压采样模块A —端接蓄电池的输出端、另一端接单片机控制模块的输入端； 所述电压采样模块B —端接LED灯板的输入端、另一端接单片机控制模块的输入端； 所述PWM电流控制模块包括电阻R7、N沟道增强型MOS管Q4、电感L1、电解电容C2和驱动模块U2、光电耦合器U7，其中:M0S管Q4的S极连接蓄电池正极、D极连接电感L1、G极连接驱动模块U2的输出端PWM2，驱动模块U2的输出端PWMl通过光电耦合器U7连接到一个N沟道增强型MOS管Q2的G极，该MOS管Q2的S极接地、D极连接蓄电池的正极，R7并联在MOS管Q4的S极和G极之间，电感LI连接在电解电容C2的正极和MOS管Q4的D极之间，电解电容C2的正极经过电流采样模块连接LED灯板、负极接地； 所述单片机控制模块分别接收电压采样模块A、电压采样模块B和电流采样模块的采样信号，向PWM电流控制模块发出控制信号。
2.如权利要求1所述的一种数字控制式LED照明恒流器，其特征在于:所述电压采样模块A包括电阻R3、电阻R4和由电阻R11、电容C6、运算放大器UlC组成的电压跟随器，其中:电阻R3 —端连接蓄电池输出端、另一端和R4串联后接地，运算放大器UlC的同相输入端通过电阻Rll接到电阻R3和电阻R4之间、反相输入端连到其输出端和单片机的信号输入端，电容C6 —端连接运算放大器UlC的同相输入端、另一端接地； 所述电压采样模块B包括电阻R18、电阻R19和由电阻R12、电容C7、运算放大器UlD组成的电压跟随器，其中:电阻R18 —端连接LED灯板正极、另一端和R19串联后接地，运算放大器UlD的同相输入端通过电阻R12接到电阻R18和电阻R19之间、反相输入端连到其输出端和单片机的信号输入端，电容C7 —端连接运算放大器UlD的同相输入端、另一端接地。
3.如权利要求1所述的一种数字控制式LED照明恒流器，其特征在于:所述驱动模块U2为TC4469芯片。
4.如权利要求1所述的一种数字控制式LED照明恒流器，其特征在于:所述电流采样模块包括由电阻R6、电阻R2、电阻R9、电阻R13、电阻R34和运算放大器UlB构成的电流浮空差分采样电路，其中:电阻R6串接在电解电容Cl正极和LED灯板正极之间，所述运算放大器UlB的同相输入端通过电阻R13连接LED灯板的正极、同时通过电阻R34接地，其反相输入端通过电阻R2连接到R6和PWM电流控制模块之间、同时通过电阻R9接到其输出端和单片机的输入端。
5.如权利要求1所述的一种数字控制式LED照明恒流器，其特征在于:所述单片机控制模块为AT91SAM7S32单片机。
【文档编号】H05B37/02GK204157129SQ201420628255
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】陈秀高, 胡青华, 杜云 申请人:重庆永翕光电科技有限公司