一种智能调光LED面板灯及智能调光方法

技术领域

本发明涉及一种智能调光LED面板灯及智能调光方法。

背景技术

目前办公室、会议室等环境大范围照明使用的LED面板灯，驱动电源大都采用普通电源。室内照度虽满足场所需求，但在节能环保方面有待提高。现有的LED面板灯多数为不可调光，控制开关人为开启后，LED面板灯以100%的亮度进行照明，若在早晨或下午时期，户外有部分日光照射至室内，则LED面板灯以100%的亮度进行照明造成能源浪费；现有的少部分LED面板灯具备调光功能，但其调光功能需要人为遥控或手动调节LED面板灯亮度，如专利申请号为CN201720165228.5的专利文献中公开的一种无极调光LED面板灯、以及专利申请号为CN201220310621.6的专利文献中公开的遥控调光调色LED面板灯用恒流驱动电源，因此LED面板灯调光功能不够智能。

综上所述，需要提供一种利于高效节能，功耗需求低，能够高节能环保效率，减少不必要的能源浪费的LED面板灯。

发明内容

针对现有的LED面板灯的有不足之，本发明提供一种智能调光LED面板灯及智能调光方法。

本发明采用的技术方案为：

一种智能调光LED面板灯，包括背壳、电源、基板、LED光源和灯罩，所述灯罩与背壳扣合连接，灯罩与背壳的内部形成安装电源、基板和LED光源的空间，电源通过穿过背壳的电源线接入市电，基板靠近灯罩一侧安装若干LED光源；所述基板另一侧安装有红外感应电路、市电调光检测电路、市电调光电路、时钟芯片电路、单片机电路和恒流驱动模块，红外感应电路、市电调光检测电路、时钟芯片电路均与电源和单片机电路连接，市电调光检测电路、单片机电路与市电调光电路连接，LED光源通过恒流驱动模块与市电调光电路连接。

进一步，所述电源包括主电源和辅助电源，主电源和辅助电源均通过电源线接入市电；主电源与市电调光检测电路和市电调光检测电路连接；辅助电源与市电调光检测电路、红外感应电路、单片机电路以及时钟芯片电路进行连接。

进一步，所述辅助电源包括隔离稳压电源、电容和辅助电源升压转换电路；

隔离稳压电源的引脚1与市电火线连接，

隔离稳压电源的引脚2与市电零线连接，

隔离稳压电源的引脚3和引脚4分别与电容连接后接地，

辅助电源升压转换电路与红外感应电路、单片机电路以及时钟芯片电路进行连接。

进一步，所述红外感应电路包括红外检测芯片、若干电容和电阻；

红外检测芯片的引脚1与两个电阻的一端连接，

红外检测芯片的引脚2通过电阻与辅助电源连接，

红外检测芯片的引脚3与辅助电源连接，

红外检测芯片的引脚4连接辅助电源，并通过电容滤波，

红外检测芯片的引脚5连接单片机电路，

红外检测芯片的引脚6与两个电阻的一端连接。

进一步，所述市电调光检测电路包括整流桥、输出光电耦合隔离器、电阻、电容和MOS管；

整流桥的引脚1和引脚3分别通过电阻与市电火线和市电零线连接，整流桥的引脚2和引脚4分别通过与电容的正极脚位和负极脚位连接，

电容的正极脚位通过电阻与输出光电耦合隔离器的A极连接，其负极脚位与输出光电耦合隔离器的K极连接，

输出光电耦合隔离器的C极连接到MOS管的栅极和电阻连接，

输出光电耦合隔离器的E极与MOS管的源极连接并连接辅助电源，

MOS管的漏极通过电阻与单片机电路连接。

进一步，所述时钟芯片电路包括时钟芯片、电阻、电容、电池和晶振；

时钟芯片的引脚1通过电容连接辅助电源，

时钟芯片的引脚2、引脚3分别与晶振极的两端连接，

时钟芯片的引脚4连接辅助电源，

时钟芯片的引脚5、引脚6、引脚7分别通过电阻与单片机电路连接，且与时钟芯片的引脚5、引脚6、引脚7连接的三个电阻均与辅助电源连接，

时钟芯片的引脚8与电池正极连接，电池负极与辅助电源连接。

进一步，所述市电调光电路包括输出光电耦合隔离器、电阻、电容和若干二极管；

输出光电耦合隔离器的A极和K极与电容连接后接地，

输出光电耦合隔离器的A极与单片机电路连接，

输出光电耦合隔离器的C极和E极与二极管连接后接地，

主电源通过二极管和电阻接入输出光电耦合隔离器的C极和E极之间。

进一步，所述单片机电路包括单片机、电阻、电容和晶振；

单片机的引脚1与辅助电源连接，

单片机的引脚2通过电容与辅助电源连接，

单片机的引脚3和引脚7通过电容与辅助电源连接，

单片机的引脚4、引脚5和引脚6与时钟芯片电路连接，

单片机的引脚8与红外感应电路连接，

单片机的引脚11与市电调光检测电路连接，

单片机的引脚12通过电容与晶振的引脚3连接，

单片机的引脚13通过电容与晶振的引脚1连接，

与单片机引脚12和引脚13连接的电容分别与辅助电源连接，

单片机的引脚15与市电调光电路连接，

单片机的引脚18、引脚19、引脚20是程序烧录口脚位。

一种智能调光方法，该智能调光方法基于上述的智能调光LED面板灯，其特征在于：包括以下步骤：主电源和辅助电源通过电源线接入市电，第一次上电后，单片机正常执行命令；单片机电路中的单片机通过时钟芯片电路获取时间信息；单片机电路中的单片机通过市电调光检测电路采集到开关次数信息；单片机电路中的单片机通过红外感应电路检测感应是否有人员在LED面板灯照明使用范围内；单片机根据时间信息、开关次数信息、是否有人员在LED面板灯照明使用范围内向市电调光电路发送相应脉冲宽度调制信号，市电调光电路根据相应脉冲宽度调制信号控制恒流驱动模块驱动LED光源按照相应亮度进行亮灯。

进一步，所述单片机的判断条件优先级别为：开关次数信息大于时间信息，时间信息大于人员检测信息。

本发明的有益效果是：

将该智能调光LED面板灯通过自动调光或者手动调光进行智能照明，安装符合照度要求，同时又能有效降低整体灯具节能的LED面板灯能耗。该智能调光LED面板灯结构简单，制作方便，能够满足办公室、会议室等环境大范围照明需求，提高节能环保效率，减少不必要的能源浪费，实现节能减排的目的。

附图说明

图1为本发明的整体电路图；

图2为本发明主电源的电路图；

图3为本发明辅助电源的电路图；

图4为本发明的时钟芯片电路图；

图5为本发明的红外感应电路图；

图6为本发明的市电调光检测电路图；

图7为本发明的市电调光电路图；

图8为本发明的单片机电路图；

图9为本发明的总原理框图；

图1—5中，1—主电源，2—辅助电源，3—时钟芯片电路，4—红外感应电路，5—市电调光检测电路，6—市电调光电路，7—单片机电路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例的附图、对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例一种智能调光LED面板灯，该智能调光LED面板灯根据时段以及人员检测进行智能调光，从而达到高效节能、低功耗、环保的目的。具体的，如图1所示，该智能调光LED面板灯包括背壳、电源、基板、LED光源和灯罩，灯罩与背壳扣合连接，灯罩与背壳的内部形成安装电源、基板和LED光源的空间，电源通过穿过背壳的电源线接入市电，基板靠近灯罩一侧安装若干LED光源；基板另一侧安装有红外感应电路4、市电调光检测电路5、市电调光电路6、时钟芯片电路3、单片机电路7、恒流驱动模块。其中，电源包括主电源1和辅助电源2，主电源1和辅助电源2均通过电源线接入市电；主电源1与市电调光检测电路5连接；辅助电源2与红外感应电路4、单片机电路7以及时钟芯片电路3进行连接。红外感应电路4、市电调光检测电路5、时钟芯片电路3均与单片机电路7连接，市电调光检测电路5、单片机电路7与市电调光电路6连接，LED光源通过恒流驱动模块与市电调光电路6连接。

如图2所示，主电源1为传统电源，主电源1采用NVVV品牌LRS-100型号的电源作为本实施例中的主电源1，主电源1的作用在于通过市电对市电调光检测电路5和市电调光电路6供电，再由市电调光电路6通过恒流驱动模块对LED光源进行调光，恒流驱动模块采用HL品牌HLqd型号的恒流驱动模块。

如图3所示，辅助电源2包括ACDC02隔离稳压电源和1000uF/35V的电容；ACDC02隔离稳压电源的引脚1接火线，ACDC02隔离稳压电源的引脚2接零线，ACDC02隔离稳压电源的引脚3和引脚4分别与电容连接后接地；辅助电源2还包括辅助电源升压转换电路，辅助电源升压转换电路为现有电源模块的电源升压转换电路，可直接从电源模块中拆除直接用于本实施例的辅助电源2，辅助电源2通过辅助电源升压转换电路将市电转换为12V和3.3V两路供电电路，用以配合红外感应电路4、市电调光检测电路5、时钟芯片电路3和单片机电路7。

如图4所示，时钟芯片电路3包括DS1302时钟芯片、电阻、电容、电池BT和32768K晶振；时钟芯片U7的引脚1与电容C17连接并接至辅助电源3.3V供电电路的正极，时钟芯片U7的引脚2、引脚3分别接在32768K晶振极Y2的两端，时钟芯片U7的引脚4接至辅助电源12V供电电路负极，时钟芯片U7的引脚5与电阻R39的一端连接并接至单片机电路7中单片机U3的引脚6，时钟芯片U7的引脚6与电阻R37的一端连接并接至单片机电路7中单片机U3的引脚5，时钟芯片U7的引脚7与电阻R38的一端连接并接至单片机电路7中单片机U3的引脚4，时钟芯片U7的引脚8连接电池BT的正极，电池BT的负极接至辅助电源12V供电电路的负极，电阻R37、R38、R39的另外一端均接至辅助电源3.3V供电电路的正极。

时钟芯片电路3的作用在于：单片机电路7中的单片机U3通过时钟芯片电路3获取时间信息，并判断时间信息，输出对应的调光信号传输到市电调光电路6中，市电调光电路6通过恒流驱动模块对LED光源进行调光，实现自动时控调光。

如图5所示，所述红外感应电路4包括红外检测芯片U6和若干电容和电阻，红外检测芯片U6可采用普通市购的6引脚红外检测芯片，其厂家和型号在此不作具体限定。红外检测芯片U6的引脚1接电阻R33和电阻R34的一端，红外检测芯片U6的引脚2通过电阻R35与辅助电源3.3V供电电路连接，红外检测芯片U6的引脚3连接辅助电源12V供电电路负极，红外检测芯片U6的引脚4连接辅助电源3.3V供电电路正极，并通过电容C13进行滤波，红外检测芯片U6的引脚5连接单片机电路7中单片机U3的引脚8，红外检测芯片U6的引脚6通过接电阻R32和电阻R36的一端。

红外感应电路4的作用在于：通过红外检测芯片U6检测感应是否有人员在LED面板灯照明使用范围内，若感应到人员则输出高电平信号给单片机电路7中的单片机U3，单片机U3根据高电平信号输出100%亮度的调光信号至市电调光电路6中，进行灯具调光。

如图6所示，市电调光检测电路5包括ABS10U整流桥DB2、EL817输出光电耦合隔离器U5、电阻、电容和MOS管AO3400；市电通过电阻R23、电阻R24进行限流，然后连接到整流桥DB2的引脚1、引脚3，整流桥DB2的引脚2连接至电容E9的正极脚位，整流桥DB2的引脚4连接到电容E9的负极脚位，电容E9的正极脚位通过电阻R25连接至输出光电耦合隔离器U5的A极，电容E9的负极脚位连接至输出光电耦合隔离器U5的K极，输出光电耦合隔离器U5的C极连接到MOS管M1的栅极和电阻R26的一端，输出光电耦合隔离器U5的E极与MOS管M1的源极连接并接至辅助电源12V供电电路负极，MOS管M1的漏极与电阻R30的一端连接并接至单片机电路7中片机U3的引脚11上。

市电调光检测电路5的作用在于：人员通过控制市电的开断闭合来进行LED面板灯调光，在设定的时间内，开关一次后，单片机电路7中的单片机通过市电调光检测电路5采集到开关次数，通过判断开关次数，来执行对应的调光等级，输出对应的调光信号给市电调光电路6，进行LED面板灯调光。

如图7所示，市电调光电路6包括EL817输出光电耦合隔离器U4、电阻、电容和若干二极管；输出光电耦合隔离器U4的A极接至单片机电路7中单片机U3的引脚15，输出光电耦合隔离器U4的A极和K极与电容C7连接后接地，输出光电耦合隔离器U4的C极和E极与二极管ZD1连接后接地；主电源1通过二极管D6和电阻R19接入输出光电耦合隔离器U4的C极和E极之间。

市电调光电路6的作用在于：通过对单片机电路7中单片机U3给出的脉冲宽度调制信号进行放大处理，将处理后的信号通过光耦隔离，将通过恒流驱动模块对LED光源进行调光，实现精准调光，到达智能调光的目的。

如图8所示，单片机电路7包括M031FB0AE单片机U3、电阻、电容和XTAL晶振Y1；单片机U3的引脚1与辅助电源12V供电电路负极连接，单片机U3的引脚2接电容C35一端，电容C35的一端接至辅助电源12V供电电路负极连接，单片机U3的引脚3、引脚7接电容C34一端并接至辅助电源3.3V供电电路正极，单片机U3的引脚4、引脚5、引脚6接至时钟芯片U7，单片机U3的引脚8接至红外检测芯片U6，单片机U3的引脚11接MOS管，单片机U3的引脚12接电容C11的一端并连接至晶振Y1的引脚3，单片机U3的引脚13接电容C12的一端并连接至晶振Y1的引脚1，电容C11、C12的另外一端接至辅助电源12V供电电路负极，晶振Y1的引脚2、引脚4不接，单片机U3的引脚15接市电调光电路6的光电耦合隔离器U4，单片机U3的引脚18、引脚19、引脚20是程序烧录口脚位，引脚18接在电阻R22和电容C9的一端，电阻R22的另一端接至辅助电源3.3V供电电路正极，电容C9的一端接至辅助电源12V供电电路负极，单片机U3的引脚9、引脚10、引脚14、引脚16、引脚17脚位不接。

单片机电路7的作用在于：单片机U3根据时钟芯片U7获取时间信息、红外检测芯片U6的高电平信号、市电调光采集电路采集到开关次数给出相应的脉冲宽度调制信号，如100%亮度的调光信号、50%亮度的调光信号至市电调光电路6。

该智能调光LED面板灯的整体工作原理如图9所示：

首先主电源1和辅助电源通过电源线接入市电，第一次上电后，单片机U3正常执行命令，LED面板灯100%全亮；单片机U3通过时钟芯片U7获取时间信息；

若时间信息是在PM6:00—PM11:00之间，则单片机U3根据时间信息向市电调光电路6发送100%亮度的脉冲宽度调制信号，市电调光电路6根据100%亮度的脉冲宽度调制信号控制恒流驱动模块驱动LED光源按照100%的亮度进行亮灯；

在PM6:00—PM11:00时间段内，若有人员手动开断闭合市电，则市电调光检测电路5将采集到开关次数信息传输至单片机U3，单片机U3根据采集到开关次数信息向市电调光电路6发送相应亮度的脉冲宽度调制信号，市电调光电路6根据相应亮度的脉冲宽度调制信号控制恒流驱动模块驱动LED光源按照使用者主观意愿进行调光。

若时间信息是在PM11:00—AM9:00之间，单片机U3仍会根据时间信息向市电调光电路6发送100%亮度的脉冲宽度调制信号，驱动LED光源按照100%的亮度进行亮灯，且单片机U3根据采集到开关次数信息向市电调光电路6发送相应亮度的脉冲宽度调制信号，按照使用者主观意愿进行调光。除此之外，该时间段内红外感应电路4工作，红外检测芯片U6检测感应是否有人员在LED面板灯照明使用范围内，若未感应到人员则输出低电平信号给单片机电路7中的单片机U3，单片机U3根据低电平信号输出低亮度或熄灭的调光信号至市电调光电路6中，使LED光源调至低亮度或者不亮。若感应到人员则输出高电平信号给单片机电路7中的单片机U3，单片机U3根据高电平信号输出100%亮度的调光信号至市电调光电路6中，使LED光源按照100%的亮度进行亮灯。红外感应电路4每5分钟进行一次检测感应。

若时间信息是在AM9:00—PM6:00之间，则单片机U3根据时间信息向市电调光电路6发送50%亮度的脉冲宽度调制信号，市电调光电路6根据50%亮度的脉冲宽度调制信号控制恒流驱动模块驱动LED光源按照50%的亮度进行亮灯；在AM9:00—PM6:00时间段内，若有人员手动开断闭合市电，则市电调光检测电路5将采集到开关次数信息传输至单片机U3，单片机U3根据采集到开关次数信息向市电调光电路6发送相应亮度的脉冲宽度调制信号，市电调光电路6根据相应亮度的脉冲宽度调制信号控制恒流驱动模块驱动LED光源按照使用者主观意愿进行调光。

综上所述，本实施例所提供的智能调光LED面板灯，其通过红外感应电路4、市电调光检测电路5、市电调光电路6、时钟芯片电路3、单片机电路7之间的配合，可根据不同的时间段、不同的控制方式，进行智能调光，从而实现智能、低功耗、节能、环保等有益效果。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。