[发明专利]一种基于多路照明LED调光控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED照明系统，尤其涉及一种基于多路照明LED调光控制系统，属于单片机技术领域。

背景技术

照明技术在过去的一百多年里，经历了三个重要的发展阶段：白炽灯、荧光灯和HID灯。LED由于环保、寿命长、光电效率高等众多优点，近年来在各行业应用得以快速发展。白光LED的发光特性有这样的特点：白光LED发光强度由驱动电流决定。当LED两端电压发生波动时，流过发光二极管中的电流变化较大，而发光二极管的发光强度等比驱动电流，因此驱动电流的好坏直接影响LED的发光质量。很多地方的照明LED都是多路LED来共同工作的，并且为了能够实现节能和配合调光消除阴影的目的，需要对多路LED进行调光。目前，多路照明LED正在被广泛的应用，但每个LED都是配有一个单独的驱动源，为了能够控制多路LED的配合工作，所以进行了实验研究。

发明内容

本发明要解决的上述技术问题提供了一种基于多路照明LED调光控制系统，实现计算机控制多路LED的亮度调节，配合调光消除阴影。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：一种基于多路照明LED调光控制系统，包括计算机、MCU模块、调光电路和多路照明LED，所述计算机的输出端连接MCU的输入端，MCU的输出端通过调光电路连接多路照明LED的输入端；计算机通过串口通信发送调光信号，MCU接收到信号之后，经过内部运算，产生控制信号并发送给调光电路，调光电路再把驱动信号发送到多路照明LED。

本发明的有益效果是：本发明的系统对多路LED进行调光实现计算机控制多路LED的亮度调节，实现节能和配合调光消除阴影，可以应用到很多处多路LED控制的场合，如手术灯、家用照明灯、大型室外灯光设计。

附图说明

图1为系统结构框图；

图2为调节工作电流方式的多路控制流程；

图3为脉宽调制方式的多路控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图对发明的技术方案实现方法进行说明：图1中，一种基于多路照明LED调光控制系统，包括计算机、MCU模块、调光电路和多路照明LED，所述计算机的输出端连接MCU的输入端，MCU的输出端通过调光电路连接多路照明LED的输入端；计算机通过串口通信发送调光信号，MCU接收到信号之后，经过内部运算，产生控制信号并发送给调光电路，调光电路再把驱动信号发送到多路照明LED。其中多路调光电路的设计是本篇的关键，多路调光采用的是C语言编程，先是在Proteus中仿真，然后搭建实际电路。

多路控制方法：多路的控制是采用十六选一模拟开关CD4067来实现的，CD4067的引脚如图2所示。当需要调节某一支路的时候，只要选通此支路进行调节就行了，此时，其它支路不受影响。试验中采用两个CD4067，一个作为控制各个支路的传输路径，另一个作为反馈信号的传输路径。两个开关同时选通一个支路，并且只能选通那一路。调光电路设计由于LED的亮度与正向电流成正比，因此采用调节电流来改变亮度。通过调节电流来调节LED亮度的方式有两种：(1)调节工作电流方式。(2)脉宽调制(PWM)方式。

图2中，单片机给十六选一的芯片CD4067送去PWM信号，CD4067响应单片机所发出的信号，选通后面对应的支路，把PWM信号经过RC积分电路产生一个电压作为场效应管2SK1058的栅极电压，由于场效应管2S K 1058的电流是由栅极电压控制的，所以LED的电流是由单片机产生的PWM信号控制的。为了实现稳定输出，电路中增加了一个反馈电路，这个反馈电路的给定值就是单片机控制数模转换器产生的给定电压值。

在图3中，脉冲宽度调制(PWM)方式：通过人眼不易察觉的频率快速开关LED，给人一种LED总是亮的假象。开关时间比率决定了流过LED的平均电流，从而决定了其亮度。脉宽调制方式和调节工作电流方式的主要区别是，没有采用RC积分电路，采用IFR830代替2SK1028，通过快速控制IFR830的通断，使得LED电流是一个幅值恒定，频率很快的脉冲电流，这样LED的平均电流决定了LED的亮度。

本系统采用计算机操作界面控制调光电路、单片机输出PWM的方法，并且结合芯片CD4067，实现了对多路LED电流值大小的控制，其中采用了两种调光方法。根据这个结论，可以应用到很多处多路LED控制的场合，如手术灯、家用照明灯、大型室外灯光设计等。

当然，单片机结合CD4067能够控制多路的LED电流，但是也存在着一些缺点和需要改进的地方，由于多路照明LED工作起来功率比较大，可以在本发明的电路基础上增加部分元器件，达到减少损耗的目的；由于没有基准电压脉冲幅度，单片机直接产生的PWM波就不是很恒定，限制了PWM波的使用范围。