[发明专利]程控混色LED投光灯

说明书

技术领域

本发明涉及LED照明技术领域，特别是一种程控混色LED投光灯。

背景技术

LED投光灯具有体积小、功率小、寿命长、颜色饱和且无紫外光的特点。随着LED技术的发展，LED获得了广泛地应用，特别是用于：1)向观看者直接发出光的设备，如：LCD屏幕的背部照明、指示灯、LED大屏幕等；2)用LED的光源射到另一个物体或物体表面而被观看者看到的设备，如：投光灯，或说泛光灯、射灯。然而，由于存在单位亮度成本高的问题，LED投光灯目前还没有被很好地推广应用，市场上所见到的产品，多是利用简单的电子电路通过大电流来增加其发光强度，以期解决亮度成本高的问题。如此，虽然通过加大LED工作电流的办法，能短暂提高亮度，但却大大缩短了LED应有的寿命，增加了产品的使用成本，也限制了市场销售。另外，我们发现LED的亮度受其工作温度影响较大，温度越高，亮度越低。

发明内容

本发明的任务是要设计一种可在计算机芯片控制下程控、恒电流高亮度驱动LED混色投光的LED投光灯。

本发明的技术方案如下：

一种程控混色LED投光灯，包括控制器和红、绿、蓝三个LED灯组中至少二个LED灯组，在控制器上设有单片计算机、对外通讯接口和相应数量的LED灯组驱动电路，在单片计算机内和/或外设有程序和数据存储器，其特征在于所述单片计算机上对应于LED灯组设有用来控制所述LED灯组驱动电路的输出控制接口，驱动电路为PWM脉宽控制恒流输出开关电源，其输出端分别与所述LED灯组对应相连，程序和数据存储器中设有可使控制接口在设定程序控制下向驱动电路输出频率和占控比可调的脉宽调制信号从而使LED灯组的发光亮度、色彩、频率按程序变化的控制模块。

更为具体的措施如下所述：

所述LED灯组有三个，分别由一个以上红、绿、蓝色LED构成；所述脉宽调制信号根据程序事先设定的输出色彩和亮度要求的在0至255级占空比内变化，使各LED灯组在程序控制下输出特定的色彩和亮度。

在所述LED灯组内设有温度传感器，与之相连，在控制器上还设有温度监控电路。

所述PWM脉宽控制恒流输出开关电源是一种基于脉宽调制集成电路、场效应管及外围电路构成的PWM脉宽控制恒流开关电源。

本发明程控混色LED投光灯通过内置单片计算机的输出控制接口在程序控制下，结合温度监控，对红、绿、蓝三色LED灯组进行在0至255级PWM脉宽恒流混色、变频控制，使各LED灯组在工作在最佳、高亮状态，具有体积小、亮度高、节能、寿命长、颜色饱和、色彩绚丽的优点。

附图说明

图1是本发明的电路原理方框图；

图2是图1中温度监控电路的原理图。

图3是图1中PWM脉宽控制恒流输出开关电源的电路原理图。

具体实施方式

一种程控混色LED投光灯，包括系统电源1，控制器2和红、绿、蓝三个LED灯组LEDR、LEDG、LEDB。

在控制器2上设有单片计算机21、对外通讯接口26、27和相应数量的LED灯组驱动电路23、24、25，在单片计算机内和/或外设有程序和数据存储器22。单片计算机上对应于LED灯组设有用来控制LED灯组驱动电路的输出控制接口R、G、B。在控制器上还设有用于参数设置的LCD显示器4及键盘5。

LED灯组的驱动电路为PWM脉宽控制恒流输出开关电源6，其是一种基于脉宽调制集成电路、场效应管及外围电路构成的PWM脉宽控制恒流开关电源，其输出端分别与各自的LED灯组对应相连，程序和数据存储器中设有可使控制接口在设定程序控制下向驱动电路输出频率和占控比可调的脉宽调制信号从而使LED灯组的发光亮度、色彩、频率按程序变化的控制模块。脉宽调制信号由程序设定，可在0至255级内变化，使各LED灯组在设定程序控制下混色。

对外通讯接口26、27为DMX512接口，单片计算机通过该接口与外接上位数控装置或下位数控装置(如：上位LED投光灯、下位LED投光灯，或上位计算机)主/从连接。

在LED灯组内设有温度传感器3，与之相连，在控制器上还设有温度监控电路28。温度监控电路28是一种基于LM358运算放大器和分压基准电路的比较器。单片计算机根据LED灯组的温度对其进行功率调控，可有效控制LED灯组的最佳工作状态。

脉宽调制集成电路可选择UC3842或UC3843，场效应管可选择IRF244N，如图3所示，PWM脉宽控制恒流输出开关电源的基本原理是：1、单片计算机将颜色灰度信号转成PWM脉宽调制信号后，经输出控制接口R、G、B输出给PWM脉宽控制恒流输出开关电源的输入端口IN，控制脉宽调制集成电路UC3842(或UC3843)的工作状态；2、经UC3842转换后，由其6脚输出PWM驱动信号驱动大功率场效应管IRF244N；3、红、绿、蓝三色LED灯组LEDR、LEDG、LEDB分别与各自的在LED+和LED-输出端相连；4、电阻R20是电流采样电阻，采样信号经三极管T1放大后，从UC3842的2脚输入；5、电阻R18是电压采样电阻，采样信号从UC3842的3脚输入；6、UC3842通过电流反馈和电压反馈信号达到恒流控制的目的。更详细的工作原理请参考MOTOROLA等公司相关的技术手册。