智能調(diào)光調(diào)色控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種智能調(diào)光調(diào)色控制系統(tǒng)，其包括：可變色溫LED面板燈；遙控器;LED恒流驅(qū)動(dòng)電源；遙控器采用Si4010射頻發(fā)射器，接收遙控器信號(hào)的接收控制端以Si4310作為控制芯片，其接有XL7005穩(wěn)壓電路，Si4310的遙控電源前級(jí)選擇SN03ACP芯片；LED面板燈中LED芯片由暖白LED芯片、冷白LED芯片構(gòu)成；驅(qū)動(dòng)LED的驅(qū)動(dòng)電源模塊包括兩路分別由PWM信號(hào)控制的LM3414恒流電路，其中一路連接驅(qū)動(dòng)暖白LED芯片，另一路連接驅(qū)動(dòng)冷白LED芯片，LM3414恒流電路接于Si4310控制芯片。本產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，在相對(duì)低廉的成本下實(shí)現(xiàn)了光線亮度和色溫的調(diào)節(jié)；相對(duì)于傳統(tǒng)的恒壓PWM調(diào)占空比的燈具實(shí)現(xiàn)了低發(fā)熱量，低光衰，高發(fā)光效率，高可靠性，燈具的高PF功率因素對(duì)電網(wǎng)的影響最小，可大面積批量使用而不影響電網(wǎng)。
【專利說(shuō)明】智能調(diào)光調(diào)色控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種智能調(diào)光調(diào)色控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)日光燈(熒光燈)以較低的價(jià)格，方便安裝，較高的發(fā)光效率等優(yōu)點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于辦公，工廠廠房、醫(yī)院、酒店等場(chǎng)所。日光燈光效可達(dá)60-70LM/W，安裝在格柵燈等燈具內(nèi)，格柵燈燈具的總體發(fā)光效率可達(dá)80%，總體光效可達(dá)50-55LM/W。但是在辦公場(chǎng)所、工廠等長(zhǎng)時(shí)間亮燈場(chǎng)所日光燈的壽命普遍低于I年，在日光燈工作后期，光衰嚴(yán)重，亮度明顯降低，出現(xiàn)閃爍等現(xiàn)象。需經(jīng)常安排人手更換日光燈，日光燈內(nèi)部有汞蒸氣，對(duì)環(huán)境的污染較為嚴(yán)重。
[0003]LED燈具，特別是近年來(lái)快速發(fā)展的LED面板燈，以美觀的外形，較大的發(fā)光角度，柔和的發(fā)光效果收到廣大用戶的喜愛(ài)，已廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、酒店、辦公室等場(chǎng)所。目前LED面板燈光效可達(dá)80-90LM/W，相對(duì)于普格柵燈省電40%以上，LED格柵燈壽命在30000小時(shí)以上，普通辦公場(chǎng)所每天工作10小時(shí)情況下可無(wú)故障使用5年以上，無(wú)需人工維護(hù)，省去了大量的人工成本。
[0004]傳統(tǒng)采用恒壓PWM占空比調(diào)節(jié)的燈具，由于LED燈珠本身存在電壓差異，單顆白光燈珠電壓在2.9-3.4V不等，LED燈珠電流并非與電壓成正比，電壓的波動(dòng)對(duì)于燈珠電流的影響非常大。采用恒壓PWM占空比調(diào)節(jié)亮度的燈具需要在LED燈珠與輸入端串聯(lián)較大電阻，這樣串聯(lián)電阻上會(huì)有較大的功耗，例如普通12V供電的燈具通常采用3燈珠串聯(lián)，LED燈珠上的壓降在9-10V，約有1/3串聯(lián)的燈珠上消耗，嚴(yán)重影響了 LED燈具總體的發(fā)光效率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種智能調(diào)光調(diào)色控制系統(tǒng)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]智能調(diào)光調(diào)色控制系統(tǒng)，其包括:
[0008]可變色溫LED面板燈(I)，其具有外框(Ia)以及安裝于外框的LED燈條(lb)、擴(kuò)散板(Ic)、導(dǎo)光板(Id)、反射膜(le)、背蓋板(If)；
[0009]控制燈具開關(guān)、亮度、色溫的遙控器(2);
[0010]可通過(guò)遙控器控制的LED恒流驅(qū)動(dòng)電源；
[0011]所述遙控器采用Si4010射頻發(fā)射器，接收遙控器信號(hào)的接收控制端以Si4310作為控制芯片，其接有XL7005穩(wěn)壓電路，Si4310的遙控電源前級(jí)選擇SN03ACP芯片；
[0012]所述LED面板燈中LED芯片由暖白LED芯片、冷白LED芯片構(gòu)成，并且在鋁基板上間隔設(shè)置；
[0013]驅(qū)動(dòng)LED的驅(qū)動(dòng)電源模塊包括兩路分別由PWM信號(hào)控制的LM3414恒流電路，其中一路連接驅(qū)動(dòng)暖白LED芯片，另一路連接驅(qū)動(dòng)冷白LED芯片，所述LM3414恒流電路接于Si4310控制芯片。[0014]作為對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于，還包括:接于控制模塊且用于接收手機(jī)用戶短信指令的GSM模塊。
[0015]作為對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述LED面板燈選擇4014燈珠，燈珠功率
0.21
[0016]作為對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述遙控器具有全開按鍵(2a)、全關(guān)按鍵(2b)、亮度調(diào)高按鍵(2c)、亮度調(diào)低按鍵(2d)、冷色調(diào)節(jié)按鍵(2e)、暖色調(diào)節(jié)按鍵(2f)、分組開按鍵(2g)、分組關(guān)按鍵(2h)。
[0017]智能LED調(diào)光調(diào)色溫系統(tǒng)，通過(guò)無(wú)線射頻遙控器，控制LED面板燈等LED燈具。不僅可以控制一個(gè)或者多個(gè)LED燈具的亮度，還可以控制LED面板燈的色溫。本系統(tǒng)主要通過(guò)對(duì)并聯(lián)雙路暖白(2800K色溫)和冷白(6800K色溫)兩路燈珠電流大小的調(diào)節(jié)來(lái)控制LED面板燈整體亮度、整體色溫。在多燈具場(chǎng)合，如酒店大堂，通過(guò)遙控器可以同時(shí)控制幾盞甚至幾十盞上百盞面板燈的亮度和色溫。對(duì)于營(yíng)造各種氛圍起到很好的效果，也可以在不同的場(chǎng)合控制燈具的亮度，起到節(jié)能的效果。
[0018]本系統(tǒng)與傳統(tǒng)采用單片機(jī)控制LED橫流電源的輸出電流，在保證LED燈具較高的發(fā)光效率的基礎(chǔ)上(單瓦80-90LM/W)，整體結(jié)構(gòu)緊湊，輸出穩(wěn)定可靠。
[0019]本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0020](I)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，在相對(duì)低廉的成本下實(shí)現(xiàn)了光線亮度和色溫的調(diào)節(jié)。
[0021](2)相對(duì)于傳統(tǒng)的恒壓PWM調(diào)占空比的燈具實(shí)現(xiàn)了低發(fā)熱量，低光衰，高發(fā)光效率，高可靠性，燈具的高PF功率因素對(duì)電網(wǎng)的影響最小，可大面積批量使用而不影響電網(wǎng)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為智能調(diào)光調(diào)色控制系統(tǒng)中恒壓原理圖。
[0023]圖2a為智能調(diào)光調(diào)色控制系統(tǒng)中調(diào)光控制原理部分的XL7005穩(wěn)壓電路圖。
[0024]圖2b為智能調(diào)光調(diào)色控制系統(tǒng)中調(diào)光控制原理部分的LM3414恒流電路圖。
[0025]圖3為L(zhǎng)ED面板燈結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖4為鋁基板的布線圖。
[0027]圖5為遙控器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖6為智能調(diào)光調(diào)色控制系統(tǒng)的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0030]如圖6所示，智能調(diào)光調(diào)色控制系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱“該系統(tǒng)”)，其包括遙控裝置(本案采用Si4010射頻發(fā)射器)、接于遙控裝置的控制模塊(選擇單片機(jī)控制，本案采用Si4310控制芯片)、接于控制模塊的驅(qū)動(dòng)電源模塊以及接于驅(qū)動(dòng)電源模塊的暖白LED模塊、冷白LED模塊。
[0031]參見(jiàn)圖3，該系統(tǒng)的暖白LED模塊、冷白LED模塊包含于可變色溫LED面板燈1，該LED面板燈具有外框Ia以及安裝于外框的LED燈條lb、擴(kuò)散板lc、導(dǎo)光板Id、反射膜le、背蓋板if。
[0032]參見(jiàn)圖5，該圖示出了控制燈具開關(guān)、亮度、色溫的遙控器2。
[0033]該系統(tǒng)還包括可通過(guò)遙控器控制的LED恒流驅(qū)動(dòng)電源。
[0034]所述遙控器采用Si4010射頻發(fā)射器，接收遙控器信號(hào)的接收控制端(其位于控制模塊)以Si4310作為控制芯片，其接有XL7005穩(wěn)壓電路(電路原理圖參見(jiàn)圖2a)，Si4310的遙控電源前級(jí)選擇SN03ACP芯片。所述Si4010射頻發(fā)射器作為單芯片遙控控制芯片，僅需要一個(gè)外部旁路電容、一塊PCB電路板、電池以及外部按鍵模塊即可組成一個(gè)完整的無(wú)線遙控器?；趯＠姆蔷w架構(gòu)，Si4010在商用溫度范圍內(nèi)載波頻率精度達(dá)到±150ppm，在工業(yè)溫度范圍內(nèi)載波頻率精度達(dá)到±250ppm，無(wú)需外部晶體即可達(dá)到兩倍于傳統(tǒng)的基于發(fā)射器的地表聲波的精度。Si4010的高集成特性，大大減少了發(fā)射器節(jié)點(diǎn)所需的元器件(Β0Μ)，與分立器件方案相比，可以減少至少20個(gè)離散元器件，從而減少了設(shè)計(jì)時(shí)間，降低了設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。Si4010內(nèi)置一 8051兼容的MCU核，4kB的RAM，8kB非易失性存儲(chǔ)器，供一次性編程(OTP)用，128bit的EEPROM和12kB的ROM。Si4010低功耗的特性，大大延長(zhǎng)了遙控器電池的壽命。它非常適用于鈕扣式電池供電應(yīng)用，其供電電壓為1.8-3.6V，電流損耗非常低(小于IOnA的待機(jī)電流，小于20mA的峰值電流)，觸摸喚醒功耗也非常低。許多遙控器每天使用時(shí)間很短，在用戶按下按鍵之前都是長(zhǎng)時(shí)間處于待機(jī)模式的。而待機(jī)模式下檢測(cè)按鍵是通過(guò)觸摸喚醒GPIO (通用輸入/輸出)端口，可實(shí)現(xiàn)無(wú)電流損耗。每個(gè)遙控器在刷寫程序時(shí)可設(shè)置獨(dú)立的ID，每個(gè)遙控器發(fā)射遙控信號(hào)中帶獨(dú)立的ID，防止串碼。遙控距離可達(dá)20M以上。
[0035]參見(jiàn)圖1，控制模塊的接收控制端采用Silicon的Si4310芯片方案，單芯片接收控制單芯片方案。Si4310采用單芯片接受控制，大大減少了元器件，體積小，集成度高，可靠性高。遙控電源前級(jí)采用臺(tái)灣昂寶SN03ACP芯片方案產(chǎn)生42V恒壓電源，SN03內(nèi)部含有如模擬乘法器、零電流檢測(cè)器(ZCD)、帶有前沿消隱(LEB)的電流檢測(cè)比較器、用來(lái)驅(qū)動(dòng)功率MOS管的圖騰柱輸出等，也采用臨界導(dǎo)通模式功率因數(shù)校正原理；有很強(qiáng)的保護(hù)功能，如短路保護(hù)及過(guò)壓保護(hù)，欠電壓封鎖，逐周電流限制，柵極驅(qū)動(dòng)輸出在內(nèi)部有箝位，可以保護(hù)外接的MOS管等；VCC的電源電壓范圍很寬，在9.5-28V的范圍內(nèi)都可工作；無(wú)音頻干擾；用于驅(qū)動(dòng)LED時(shí)，待機(jī)功耗低于0.5W，且PF>0.95。
[0036]參見(jiàn)圖2a，Si4310供電電源采用一片XL7005穩(wěn)壓成3.3V。XL7005最大輸入電壓可達(dá)65V，內(nèi)置高壓功率管、過(guò)溫保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)、輸入過(guò)壓保護(hù)等安全保護(hù)電路、系統(tǒng)最大輸出電流達(dá)到0.5A以上、轉(zhuǎn)換效率高、外圍元器件簡(jiǎn)潔、體積小、系統(tǒng)性價(jià)比聞。
[0037]參見(jiàn)圖2b，Si4310接收控制信號(hào)后輸出PWM信號(hào)控制LM3414輸出恒流電，點(diǎn)亮LED燈珠。通過(guò)兩路LM3414電路對(duì)暖白2800K色溫?zé)糁楹屠浒?800K色溫?zé)糁殡娏髡{(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)面板燈總體亮度的調(diào)節(jié)和色溫的調(diào)節(jié)，當(dāng)暖白燈珠達(dá)到最大電流900MA時(shí)，面板燈總功率40W，色溫2800K，當(dāng)冷白燈珠達(dá)到最大電流900MA時(shí)，面板燈總功率40W，色溫6800K。當(dāng)兩路燈珠的輸出電流通過(guò)MCU輸出PWM波調(diào)節(jié)輸出電流比例時(shí)，面板燈色溫發(fā)生改變，當(dāng)暖白冷白電流比達(dá)到3:1時(shí)，面板燈色溫在4000K左右，當(dāng)暖白冷白電流比達(dá)到1:3時(shí)，面板燈色溫在5500K左右。
[0038]所述LED面板燈中LED芯片由暖白LED芯片、冷白LED芯片構(gòu)成，并且在鋁基板上間隔設(shè)置。
[0039]具體而言，面板燈外框?yàn)殇X型材結(jié)構(gòu)，表面陽(yáng)極氧化，通過(guò)角鐵拼接或者氬弧焊焊接工藝組合成300*600mm、600*600mm、300*1200mm和600*1200mm等尺寸的外框。LED導(dǎo)光板固定在你外框四周，通過(guò)導(dǎo)光板、擴(kuò)散板和反射膜將光線導(dǎo)入并使得光線均勻分布在面板燈上。反射膜主要起到反射光線的作用，導(dǎo)光板為亞克力材質(zhì)，通過(guò)絲網(wǎng)印刷將反光油墨印刷到亞克力板上，油墨的分布為非均勻分布，需根據(jù)光源(燈珠)的排列方式專門設(shè)計(jì)油墨點(diǎn)的分布，使得光線能均勻分布在面板燈上。擴(kuò)散板起到霧化光線的效果，使得光線更加均勻通透。
[0040]常規(guī)LED面板燈采用3014/0.1W或者2835/0.2W燈珠設(shè)計(jì)已經(jīng)可以達(dá)到較好的效果。但是由于調(diào)光調(diào)色溫面板燈需要暖白和冷白兩種燈珠，使得相同功率情況下燈珠數(shù)量翻倍，在600*600面板燈上3014燈珠無(wú)法實(shí)現(xiàn)30W以上常規(guī)功率的排布。LED面板燈結(jié)構(gòu)比較緊湊，總體高度控制在Ilmm以下，鋁基板寬度通常只能在6mm左右，2835雖然單顆功率達(dá)到0.2W，但是燈珠本身寬度達(dá)到2.8_，調(diào)光調(diào)色溫需要在單面板上走較多的線路，采用2835燈珠由于燈珠寬度比較大而無(wú)法實(shí)現(xiàn)。通過(guò)對(duì)比采用4014燈珠，燈珠寬度0.2W，寬度
1.4mm,比較適合調(diào)光調(diào)色溫面板燈。雖然可以通過(guò)柔性FPC雙面板來(lái)制作面板燈，布線也更加的容易，但是FPC板導(dǎo)熱性差，不利于散熱而使得面板燈光衰加大。
[0041]鋁基板的布線方式參見(jiàn)圖4，通過(guò)暖白和冷白燈珠間隔布局，在單面鋁基板上，是的鋁基板結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，導(dǎo)熱效果好。但是這也對(duì)鋁基板的生產(chǎn)工藝要求相對(duì)較高，采用導(dǎo)熱系數(shù)在2以上，銅箔厚度2盎司的鋁基板可保障面板燈有較好的可靠性。通過(guò)各項(xiàng)測(cè)試實(shí)際批量生產(chǎn)，該結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方案可靠性高，燈具光線均勻度好，光效可達(dá)78LM/W以上。在會(huì)議廳、客廳燈場(chǎng)所起到很好調(diào)節(jié)氛圍和主照明的效果。
[0042]驅(qū)動(dòng)LED的驅(qū)動(dòng)電源模塊包括兩路分別由PWM信號(hào)控制的LM3414恒流電路，其中一路連接驅(qū)動(dòng)暖白LED芯片，另一路連接驅(qū)動(dòng)冷白LED芯片，所述LM3414恒流電路接于Si4310控制芯片。
[0043]該系統(tǒng)后期可根據(jù)需要進(jìn)行功能擴(kuò)展，諸如該系統(tǒng)還包括:接于控制模塊且用于接收手機(jī)用戶短信指令的GSM模塊。通過(guò)安卓或者蘋果手機(jī)平臺(tái)安裝直觀的軟件通過(guò)短信方式來(lái)控制整個(gè)照明系統(tǒng)的色溫和亮度。
[0044]參見(jiàn)圖5，所述遙控器具有全開按鍵2a、全關(guān)按鍵2b、亮度調(diào)高按鍵2c、亮度調(diào)低按鍵2d、冷色調(diào)節(jié)按鍵2e、暖色調(diào)節(jié)按鍵2f、分組開按鍵2g、分組關(guān)按鍵2h。
[0045]本文略去了公知技術(shù)的描述。
[0046]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅限于上述實(shí)施方式，凡是屬于本實(shí)用新型原理的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型的原理的前提下進(jìn)行的若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.智能調(diào)光調(diào)色控制系統(tǒng)，其包括: 可變色溫LED面板燈(I)，其具有外框(Ia)以及安裝于外框的LED燈條(lb)、擴(kuò)散板(lc)、導(dǎo)光板(Id)、反射膜(le)、背蓋板(If)； 控制燈具開關(guān)、亮度、色溫的遙控器(2)； 可通過(guò)遙控器控制的LED恒流驅(qū)動(dòng)電源； 其特征在于，所述遙控器采用Si4010射頻發(fā)射器，接收遙控器信號(hào)的接收控制端以Si4310作為控制芯片，其接有XL7005穩(wěn)壓電路，Si4310的遙控電源前級(jí)選擇SN03ACP芯片; 所述LED面板燈中LED芯片由暖白LED芯片、冷白LED芯片構(gòu)成，并且在鋁基板上間隔設(shè)置； 驅(qū)動(dòng)LED的驅(qū)動(dòng)電源模塊包括兩路分別由PWM信號(hào)控制的LM3414恒流電路，其中一路連接驅(qū)動(dòng)暖白LED芯片，另一路連接驅(qū)動(dòng)冷白LED芯片，所述LM3414恒流電路接于Si4310控制芯片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能調(diào)光調(diào)色控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括:接于控制模塊且用于接收手機(jī)用戶短信指令的GSM模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能調(diào)光調(diào)色控制系統(tǒng)，其特征在于，所述LED面板燈選擇4014燈珠，燈珠功率0.21
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能調(diào)光調(diào)色控制系統(tǒng)，其特征在于，所述遙控器具有全開按鍵(2a)、全關(guān)按鍵(2b)、亮度調(diào)高按鍵(2c)、亮度調(diào)低按鍵(2d)、冷色調(diào)節(jié)按鍵(2e)、暖色調(diào)節(jié)按鍵(2f)、分組開按鍵(2g)、分組關(guān)按鍵(2h )。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK203814010SQ201420168477
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】葛群虎 申請(qǐng)人:杭州塞勒尼光電科技有限公司