一種節(jié)能led補(bǔ)光燈的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種節(jié)能LED補(bǔ)光燈，屬于光源控制【技術(shù)領(lǐng)域】。包括控制裝置，控制裝置包括交流市電過(guò)零檢測(cè)電路、工頻方波信號(hào)輸出電路和PWM調(diào)光電路；接線端子J1的端口1和端口2分別與交流市電過(guò)零檢測(cè)電路的壓敏電阻RV1的兩端相連，壓敏電阻RV1的兩端分別連接電阻R1和電阻R2后與二極管D1正負(fù)極并聯(lián)，二極管D1正負(fù)極與光電耦合器U1的輸入端口相連，光電耦合器U1的輸出端口與主控制器連接。接線端子J1的端口1和端口2分別連接工頻方波信號(hào)輸出電路的電阻R4和電阻R5后與二極管D2正負(fù)極并聯(lián)，二極管D2正負(fù)極與光電耦合器U2的輸入端口相連，光電耦合器U2的輸出端口與接線端子J2連接，本實(shí)用新型可以解決與設(shè)備的同步問(wèn)題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)閃光燈的節(jié)能。
【專利說(shuō)明】一種節(jié)能LED補(bǔ)光燈
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明及一種燈，尤其是一種節(jié)能LED補(bǔ)光燈，屬于光源控制【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在低照度環(huán)境下，攝像機(jī)感光元件成像噪聲很大。在視頻監(jiān)控領(lǐng)域，為了在低照環(huán)境下獲得較好的圖像質(zhì)量，一般會(huì)采用輔助光源來(lái)照亮拍攝區(qū)域。
[0003]由于LED燈具有耗電量低、使用壽命長(zhǎng)、亮度高、堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)己廣泛應(yīng)用。但現(xiàn)有LED補(bǔ)光燈存在著功耗大，發(fā)熱量高，易導(dǎo)致LED光衰嚴(yán)重，壽命大大降低等問(wèn)題，在一定程度上限制了大功率LED照明燈具應(yīng)用。
[0004]另一種攝像機(jī)輔助補(bǔ)燈具，即閃光燈，則是在攝像機(jī)需要抓圖像時(shí)才補(bǔ)光，像閃電一樣閃爍，雖然很是節(jié)能，但其產(chǎn)生光污染較為嚴(yán)重，易照成交通事故等。
[0005]頻閃補(bǔ)光具有亮度調(diào)節(jié)方便，光污染少的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但是因?yàn)轭l閃補(bǔ)光燈實(shí)際是明暗交替工作的，其閃爍需要與攝像機(jī)曝光同步才能保證拍攝到的每幅圖像都是明亮的。在電子警察、治安卡口、智能監(jiān)控等領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)，需要保證拍攝到的每幅圖像都應(yīng)該是明亮的，因此，采用頻閃補(bǔ)光時(shí)需要解決頻閃補(bǔ)光與相機(jī)曝光同步問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種亮度高、抗干擾效果好、光源利用率高及與外設(shè)同步兼容性強(qiáng)的節(jié)能LED補(bǔ)光燈。
[0007]為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明涉及一種節(jié)能LED補(bǔ)光燈，包括燈殼以及設(shè)置在燈殼內(nèi)部的LED燈和控制裝置，LED燈與控制裝置通過(guò)導(dǎo)線連接，控制裝置包括主控制器、與主控制器連接的交流市電過(guò)零檢測(cè)電路、工頻方波信號(hào)輸出電路和PWI調(diào)光電路。
[0008]交流市電過(guò)零檢測(cè)電路與工頻方波信號(hào)輸出電路并聯(lián)連接在接線端子Jl。
[0009]交流市電過(guò)零檢測(cè)電路包括電阻R1、電阻R2、二極管D1、壓敏電阻RVl和光電耦合器U1，接線端子Jl的端口 I和端口 2分別與壓敏電阻RVl的兩端相連，壓敏電阻RVl的兩端分別連接電阻Rl和電阻R2后與二極管Dl正負(fù)極并聯(lián)，二極管Dl的正負(fù)極和光電耦合器Ul的輸入端口相連，光電耦合器Ul的輸出端口與主控制器輸入端連接。
[0010]工頻方波信號(hào)輸出電路包括接線端子J2、電阻R4、電阻R5、二極管D2、光耦器U2和接線端子J2，接線端子Jl的端口 I和端口 2分別連接電阻R4和電阻R5后與二極管D2的正負(fù)極并聯(lián)，二極管D2的正負(fù)極和光電稱合器U2的輸入端口相連，光電稱合器U2的輸出端口與接線端子J2連接。
[0011]PffM調(diào)光電路傳輸?shù)腜WM信號(hào)為基波與調(diào)制波合成，基波的頻率為交流市電頻率的1-2倍，調(diào)制波為占空比為0-255的高頻信號(hào)。
[0012]本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是:還包括與主控制器連接的溫度檢測(cè)電路，溫度檢測(cè)電路焊接在鋁基板上，并前置于燈殼玻璃罩內(nèi)。溫度傳感器為熱敏電阻，溫度檢測(cè)電路包括電阻R20、精密電阻R21和熱敏電阻R22，精密電阻R21和熱敏電阻R22組成分壓電路，分壓電路連接電阻R20后與燈殼后面的主控制器相連。
[0013]進(jìn)一步的，還包括與主控制器連接的売度檢測(cè)電路，売度檢測(cè)電路焊接在招基板上，并前置于燈殼玻璃罩內(nèi)，亮度傳感器為光敏二極管，亮度檢測(cè)電路包括亮度傳感器D5、精密電阻R24和電阻R23，亮度傳感器D5和精密電阻R24組成分壓電路，分壓電路連接電阻R23后與燈殼后面的主控制器相連。
[0014]進(jìn)一步的，還包括恒流驅(qū)動(dòng)電路，恒流驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)PWI調(diào)光電路與主控制器連接。
[0015]進(jìn)一步的，LED燈采用大功率LED燈，大功率LED燈均并聯(lián)TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管和串聯(lián)PTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲。
[0016]進(jìn)一步的，還包括與主控制器連接的RS485通訊接口。
[0017]進(jìn)一步的，控制裝置電源為24V-24V開(kāi)關(guān)電源，開(kāi)光電源的第一直流電源經(jīng)DC-DC變換器變換、濾波后轉(zhuǎn)化為5V直流電源。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明利用交流市電的恒定頻率使光源發(fā)出的頻閃光線與攝像機(jī)的快門保持同步，保證拍攝到的每幅圖像都是明亮的；本發(fā)明利用工頻交流電路作為曝光同步以及頻閃同步的共同參考源，使外部設(shè)備與該LED補(bǔ)光燈實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接；本發(fā)明利用LED燈快速開(kāi)關(guān)的特性和控制器對(duì)PWM調(diào)光信號(hào)的調(diào)節(jié)來(lái)控制LED燈的點(diǎn)亮?xí)r刻與亮度，同時(shí)，利用大功率LED的快速開(kāi)關(guān)特性和人眼視覺(jué)暫留現(xiàn)象，以連續(xù)閃光實(shí)現(xiàn)人眼感覺(jué)上的常亮效果，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能、減少發(fā)熱量；該補(bǔ)光燈構(gòu)思巧妙，設(shè)計(jì)精簡(jiǎn)合理，通過(guò)控制LED補(bǔ)光燈頻閃頻率和亮度，很好的解決了大功率LED燈一直存在著的功耗大、發(fā)熱量高、光衰嚴(yán)重、壽命短等弊病。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本發(fā)明的測(cè)控系統(tǒng)原理框圖。
[0021]圖3是本發(fā)明的交流市電的過(guò)零檢測(cè)電路。
[0022]圖4是本發(fā)明的工頻方波信號(hào)輸出電路。
[0023]圖5是本發(fā)明的恒流驅(qū)動(dòng)及保護(hù)模塊電路。
[0024]圖6是本發(fā)明溫度檢測(cè)電路。
[0025]圖7是本發(fā)明亮度檢測(cè)電路。
[0026]圖8是本發(fā)明的遠(yuǎn)程控制模塊電路。
[0027]圖9是本發(fā)明DC-DC電源電路。
【具體實(shí)施方式】
[0028]實(shí)施例1
[0029]本實(shí)施例提供的的一種節(jié)能LED補(bǔ)光燈，如圖1所示，包括燈殼1，以及設(shè)在燈殼I端部的LED鋁基板2，燈殼I的后部設(shè)置有開(kāi)關(guān)電源7和交流信號(hào)頻閃同步控制器3 ；LED鋁基板2的正面焊接有若干組大功率LED燈珠及恒流驅(qū)動(dòng)模塊4、光敏二極管5和熱敏電阻6，每組LED燈珠4上均并聯(lián)TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管和串聯(lián)PTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲。
[0030]本發(fā)明的測(cè)控系統(tǒng)原理框圖如圖2所示，電源輸出端分為第一流電源和第二直流電源，第一直流電源連接至頻閃同步控制器，第二直流電源通過(guò)恒流驅(qū)動(dòng)模塊連接至LED燈珠的電源輸入端，頻閃控制器的信號(hào)輸出端通過(guò)恒流驅(qū)動(dòng)模塊與LED燈珠相連，頻閃控制器包括工頻方波信號(hào)輸出電路、交流市電過(guò)零檢測(cè)電路、微處理器、光強(qiáng)檢測(cè)電路、溫度檢測(cè)電路、RS485通訊接口和PWM信號(hào)調(diào)光電路；頻閃/爆閃同步檢測(cè)電路的輸入端、輸出端分別連接外設(shè)的同步信號(hào)輸入端和微處理器，交流市電過(guò)零檢測(cè)電路的輸入、輸出端分別連接交流電源和微處理器，RS485通訊接口與微處理器相連，亮度檢測(cè)電路和溫度檢測(cè)電路的輸出端分別連接微處理器的輸入端，亮度檢測(cè)電路和溫度檢測(cè)電路的輸入端分別連接光敏二極管和熱敏電阻；微處理器的控制輸出端通過(guò)PWM信號(hào)調(diào)光電路連接恒流驅(qū)動(dòng)模塊。
[0031]交流市電過(guò)零檢測(cè)電路如圖3所示交流市電過(guò)零檢測(cè)電路包括電阻R1、電阻R2、二極管D1、壓敏電阻RVl和光電耦合器U1，接線端子Jl的端口 I和端口 2分別與壓敏電阻RVl的兩端相連，壓敏電阻RVl的兩端分別連接電阻Rl和電阻R2后與二極管Dl正負(fù)極并聯(lián)，二極管Dl的正負(fù)極和光電稱合器Ul的輸入端口相連，光電稱合器Ul的輸出端口與主控制器輸入％連接。
[0032]工頻方波信號(hào)輸出電路如圖4所示，工頻方波信號(hào)輸出電路包括接線端子J2、電阻R4、電阻R5、二極管D2、光耦器U2和接線端子J2，接線端子Jl的端口 I和端口 2分別連接電阻R4和電阻R5后與二極管D2的正負(fù)極并聯(lián)，二極管D2的正負(fù)極和光電耦合器U2的輸入端口相連，光電耦合器U2的輸出端口與接線端子J2連接。
[0033]本發(fā)明相對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)，沒(méi)有使用場(chǎng)同步信號(hào)來(lái)控制頻閃同步，而是利用工頻方波作為曝光同步以及頻閃同步的共同參考源，在該同步方式下，實(shí)現(xiàn)外部設(shè)備與本節(jié)能LED補(bǔ)光燈之間無(wú)線連接。
[0034]同時(shí)，該工頻方波信號(hào)輸出電路為帶有外部觸發(fā)信號(hào)輸入的設(shè)備提供了一種同步方式，工頻方波信號(hào)輸出電路為交流市電經(jīng)R4和R5限流，并經(jīng)光耦器U2光電隔離后產(chǎn)生的工頻方波，供給其他需要工頻同步信號(hào)的設(shè)備，如監(jiān)控?cái)z像機(jī)的成像輸入觸發(fā)信號(hào)。
[0035]LED燈恒流驅(qū)動(dòng)模塊的電路如圖5所示，可控恒流驅(qū)動(dòng)芯片U2引腳EN的輸入來(lái)自頻閃控制的PWM信號(hào)輸出，EN為高電平時(shí)，U2的OUT腳輸出為低，LED燈珠串被點(diǎn)亮，其驅(qū)動(dòng)電流值由R6確定。U2的EN通過(guò)R5連接到參考地，保證無(wú)PWM信號(hào)時(shí)自動(dòng)關(guān)斷輸出。TVSnl為并聯(lián)在一組LED的TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管，可以實(shí)現(xiàn)LED過(guò)壓保護(hù)。PTCnl為串聯(lián)在一組LED的PTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲進(jìn)行限流保護(hù)，防止LED燈上電被擊穿。本發(fā)明包含多組上述恒流驅(qū)動(dòng)模塊。
[0036]溫度檢測(cè)電路如圖6所示，本發(fā)明采用熱敏電阻R22作為溫度傳感器，該元件焊接在燈殼前部玻璃罩內(nèi)的鋁基板上。精密電阻R21和溫度傳感器R22和組成分壓電路，其電壓通過(guò)電阻R20用導(dǎo)線連接至燈殼后面的主控制器。主控制器經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換，檢測(cè)出燈殼當(dāng)前溫度值。主控單元根據(jù)所測(cè)燈體溫度的不同，采用預(yù)熱的方法實(shí)現(xiàn)低溫開(kāi)機(jī)保護(hù)和降低功率的方式實(shí)現(xiàn)高溫保護(hù)。
[0037]亮度檢測(cè)電路如圖7所示，本發(fā)明采用光敏二極管D5為亮度傳感器，亮度傳感器D5和精密電阻R24組成分壓電路，其電壓通過(guò)電阻R23用導(dǎo)線連接至燈殼后面的主控制器。主控制器經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換，檢測(cè)出當(dāng)前亮度值。光敏二極管可以前置于燈殼，無(wú)需像現(xiàn)有補(bǔ)光燈一樣，在燈體后部打孔放置光敏元件，同時(shí)本發(fā)明利用光敏二極管快速響應(yīng)的特性，可以區(qū)別陽(yáng)光和自身所發(fā)出的光線，實(shí)現(xiàn)天亮關(guān)燈，易于維護(hù)。
[0038]本發(fā)明的遠(yuǎn)程控制電路如圖8所示，頻閃控制器的RS485模塊用于與較遠(yuǎn)距離的設(shè)備進(jìn)行通訊，設(shè)置、讀取燈具的閃光時(shí)間和亮度等參數(shù)，并可以采取該方式控制節(jié)能補(bǔ)光燈同步閃光。
[0039]DC-DC電源電路如圖9所示頻閃控制電源為24V-24V開(kāi)關(guān)電源，節(jié)能LED補(bǔ)光燈的控制電源為24V-24V開(kāi)關(guān)電源，開(kāi)光電源的第一直流電源經(jīng)DC-DC變換器變換、濾波后轉(zhuǎn)化為5V直流電源。
[0040]本發(fā)明中交流市電過(guò)零檢測(cè)電路用于檢測(cè)交流市電的過(guò)零相位。工頻交流市電經(jīng)限流和光電隔離后連接到控制器的中斷輸入腳，以保證檢測(cè)的實(shí)時(shí)性?？刂破鳈z測(cè)到工頻交流過(guò)零相位后，控制器控制PWM調(diào)光電路即刻輸出PWM信號(hào)，實(shí)現(xiàn)與工頻交流信號(hào)同步，保證設(shè)備在錄像和監(jiān)控時(shí)燈光最亮，并自動(dòng)兩倍頻同步信號(hào)進(jìn)行閃光，有效的解決燈光閃爍問(wèn)題。
[0041]PffM調(diào)光電路輸出的PWM信號(hào)為基波與調(diào)制波合成，基波是高清像機(jī)輸出的頻閃信號(hào)的自動(dòng)倍頻，倍頻后頻率范圍在60-100HZ之間為交流市電頻率的1-2倍，使得燈具閃光和監(jiān)控?cái)z像機(jī)成像完全同步，保證監(jiān)控或錄像達(dá)到最佳效果。調(diào)制波為占空比為0-255的高頻信號(hào)，可以根據(jù)需要設(shè)置不同的參數(shù)，控制LED燈頻閃的亮度，本發(fā)明的LED節(jié)能燈單次閃光時(shí)間在2-4毫秒之間，當(dāng)該節(jié)能LED補(bǔ)光燈以50HZ的交流電作為閃光同步參考源時(shí)，經(jīng)倍頻后的閃光頻率為100HZ，其能耗為常亮燈1/5至2/5 ;當(dāng)該產(chǎn)品以60HZ的交流電作為閃光同步參考源時(shí)，經(jīng)倍頻后的閃光頻率為120HZ，其能耗為常亮燈6/25至12/25，有效的解決現(xiàn)有LED補(bǔ)光燈功耗大、發(fā)熱量高、光衰嚴(yán)重、壽命短的問(wèn)題。
[0042]除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種節(jié)能LED補(bǔ)光燈，包括燈殼以及設(shè)置在所述燈殼內(nèi)部的LED燈和控制裝置，所述LED燈與所述控制裝置通過(guò)導(dǎo)線連接，其特征在于:所述控制裝置包括主控制器、與所述主控制器連接的交流市電過(guò)零檢測(cè)電路、工頻方波信號(hào)輸出電路和PWI調(diào)光電路； 所述交流市電過(guò)零檢測(cè)電路與所述工頻方波信號(hào)輸出電路分別連接接線端子Jl ; 所述交流市電過(guò)零檢測(cè)電路包括電阻RU電阻R2、二極管D1、壓敏電阻RVl和光電耦合器U1，所述接線端子Jl的端口 I和端口 2分別與壓敏電阻RVl的兩端相連，所述壓敏電阻RVl的兩端分別連接電阻Rl和電阻R2后與二極管Dl正負(fù)極并聯(lián)，所述二極管Dl的正負(fù)極和光電稱合器Ul的輸入端口相連，所述光電稱合器Ul的輸出端口與所述主控制器輸入端連接； 所述工頻方波信號(hào)輸出電路包括接線端子J2、電阻R4、電阻R5、二極管D2、光耦器U2和接線端子J2，所述接線端子Jl的端口 I和端口 2分別連接電阻R4和電阻R5后與二極管D2的正負(fù)極并聯(lián)，所述二極管D2的正負(fù)極和光電耦合器U2的輸入端口相連，所述光電耦合器U2的輸出端口與所述接線端子J2連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能LED補(bǔ)光燈，其特征在于:還包括與所述主控制器連接的溫度檢測(cè)電路，所述溫度檢測(cè)電路焊接在鋁基板上，并前置于所述燈殼玻璃罩內(nèi)，所述溫度傳感器為熱敏電阻，所述溫度檢測(cè)電路包括電阻R20、精密電阻R21和熱敏電阻R22，所述精密電阻R21和熱敏電阻R22組成分壓電路，所述分壓電路連接所述電阻R20后與所述燈殼后面的所述主控制器相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能LED補(bǔ)光燈，其特征在于:還包括與所述主控制器連接的亮度檢測(cè)電路，所述亮度檢測(cè)電路焊接在鋁基板上，并前置于所述燈殼玻璃罩內(nèi)，所述亮度傳感器為光敏二極管，所述亮度檢測(cè)電路包括亮度傳感器D5、精密電阻R24和電阻R23，所述亮度傳感器D5和所述精密電阻R24組成分壓電路，所述分壓電路連接所述電阻R23后與所述燈殼后面的所述主控制器相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能LED補(bǔ)光燈，其特征在于:還包括恒流驅(qū)動(dòng)電路，所述恒流驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)所述PWM調(diào)光電路與所述主控制器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能LED補(bǔ)光燈，其特征在于:所述PWM信號(hào)為基波與調(diào)制波合成，所述基波的頻率為交流市電頻率的1-2倍，所述調(diào)制波為占空比為0-255的高頻信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能LED補(bǔ)光燈，其特征在于:所述LED燈采用大功率LED燈，所述大功率LED燈均并聯(lián)TVS瞬態(tài)電壓抑制二極管和串聯(lián)PTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能LED補(bǔ)光燈，其特征在于:還包括與所述主控制器連接的RS485通訊接口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能LED補(bǔ)光燈，其特征在于:所述控制裝置電源為24V-24V開(kāi)關(guān)電源，開(kāi)光電源的第一直流電源經(jīng)DC-DC變換器變換、濾波后轉(zhuǎn)化為5V直流電源。
【文檔編號(hào)】G03B15/05GK203608406SQ201320534753
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】劉大偉, 湯玉東, 滕福林, 胡衛(wèi)國(guó), 陳鑫元, 朱佳, 王柏瑜 申請(qǐng)人:南京工程學(xué)院