一种LED灯调光装置的制作方法

一种led灯调光装置
技术领域
1.本实用新型属于led灯照明技术领域，特别涉及一种led灯调光装置。


背景技术：

2.led灯照明技术在目前的养殖领域有着重要应用，考虑到灯具的使用环境以及电气安全等因素，led灯普遍采用直流48v低电压供电，其供电方案如图1所示，该方案是通过0-10v信号调节，改变直流供电电源(ac/dc)的输出电压来实现亮度调节。
3.然而，由于48v直流电压低，电流大，供电线路较长，线路后端电压下降较大，带来的问题就是前端led灯亮度高，后端亮度低，前后亮度不一致。
4.曾有方案通过加粗直流供电电缆来降低前后压降，减小前后亮度差异；也曾有方案通过从整条线路的中间供电方式来降低整条线路led灯亮度的差异，如图2所示。
5.然而，以上两种方案仅仅是在一定程度上减小整条线路上led灯亮度差异，不会从根本上解决整条线路上led灯亮度不一致的问题，而且都会大幅增加照明方案的材料成本。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提出一种led灯调光装置，在整条线路有压降各led灯输入电压不一致的情况下，保证led灯电流一致，确保整条线路上led灯亮度一致。
7.本实用新型为了实现上述目的，采用如下技术方案：
8.一种led灯调光装置，包括直流供电电源、主供电线路、连接在主供电线路上的各个led灯及其子供电线路；此外，led灯调光装置还包括恒流载波调光控制电路以及led恒流驱动电路；恒流载波调光控制电路设置在直流供电电源的输出端侧；led恒流驱动电路有多个，且在每个子供电线路上对应设置一个led恒流驱动电路。
9.本实用新型具有如下优点：
10.如上所述，本实用新型提出了一种led灯调光装置，与传统led供电装置相比，本实用新型在直流供电电源侧增加了恒流载波调光控制电路，同时为每个led灯单独配置一个led恒流驱动电路，恒流载波调光控制电路以及各个led恒流驱动电路之间通过电力载波方式进行通信，省去了通信线的同时，确保了亮度调整的精准性。本实用新型在led恒流驱动电路中内置恒流芯片，在整条线路有压降，各led灯具输入电压不一致的情况下，仍能够很好地保证各个led灯的电流一致，保证了整条线路上led灯亮度一致。
附图说明
11.图1为现有技术中第一种led供电装置的结构示意图；
12.图2为现有技术中第二种led供电装置的结构示意图；
13.图3为本实用新型实施例中led灯调光装置的整体结构框图；
14.图4为本实用新型实施例中led灯调光装置的电路图；
15.图5为图4中输入信号转换电路的电路图；
16.图6为图4中主控电路的电路图；
17.图7为图4中mos驱动电路的电路图；
18.图8为图4中电源转换电路的电路图；
19.图9为本实用新型实施例中led恒流驱动电路的电路图。
20.其中，1-直流供电电源，2-主供电线路，3-led灯，4-子供电线路，5-恒流载波调光控制电路，6-led恒流驱动电路；
21.51-电源转换电路，52-输入信号转换电路，53-主控电路，54-mos驱动电路。
具体实施方式
22.下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：
23.如图3所示，本实施例述及了一种led灯调光装置，该装置是在原直流供电的基础上，在直流供电电源1输出之后和每个led灯处分别增加一级电路。
24.具体的，本实施例中led灯调光装置，包括直流供电电源1、主供电线路2、连接在主供电线路2上的各个led灯3及其子供电线路4。
25.led灯调光装置还包括恒流载波调光控制电路5以及led恒流驱动电路6。
26.恒流载波调光控制电路5设置在直流供电电源1输出端侧。
27.led恒流驱动电路6有多个，且在每个子供电线路上对应设置一个led恒流驱动电路。
28.如图4所示，本实施例中恒流载波调光控制电路5包括电源转换电路51、输入信号转换电路52、主控电路53以及mos驱动电路54四个部分。
29.下面结合图5至图9对恒流载波调光控制电路5的各个组成部分进行详细说明。
30.输入信号转换电路52，用于接收0-10v电压模拟信号输入，并将输入的0-10v电压模拟信号转换为主控电路53能够识别的0-5v电压模拟信号。
31.如图5所示，输入信号转换电路52包括分压电路以及采样保持电路。
32.分压电路包括第一二极管d1、第一电容c1、第二电容c2、第一电阻r1以及第二电阻r2；采样保持电路包括运算放大器u1、第三电容c3以及第四电容c4。
33.第一二极管d1的正极端、负极端分别连接0-10v电压模拟信号的一个输入端子。
34.第一二极管d1的负极端、第一电容c1、第一电阻r1的一端相连。
35.第一二极管d1的正极端以及第一电容c1的另一端接地。
36.第一电阻r1的另一端与第二电阻r2的一端、第二电容c2的一端以及运算放大器u1的同向输入端相连；第二电阻r2的另一端以及第二电容c2的另一端接地。
37.输入的0-10v电压经过第一电容c1滤波，再经过第一电阻r1以及第二电阻r2分压，经过电阻分压后的信号，再经过第二电容c2滤波即可输出0-5v信号。
38.运算放大器u1的反向输入端与运算放大器u1的输出端相连。
39.运算放大器u1的电源正端接5v直流电压端子，运算放大器u1的电源负端接地；5v直流电压端子与第三电容c3的一端相连，第三电容c3的另一端接地。
40.运算放大器u1的输出端与第四电容c4的一端相连，c4的另一端接地；该运算放大器u1的输出端作为输入信号转换电路51的输出端，用于输出0-5v电压模拟信号。
41.主控电路53，用于识别转换后的0-5v电压模拟信号并实现对mos驱动电路的控制。
42.如图6所示，主控电路53包括第一单片机u2、第五电容c5以及第六电容c6。
43.输入信号转换电路51的输出端与第一单片机u2的信号输入端相连。输入信号转换电路51用于向第一单片机u2输出0-5v电压模拟信号adc_in。
44.第一单片机u2的电源端连接5v直流电压端子以及第五电容c5、第六电容c6的一端；第五电容c5、第六电容c6的另一端以及第一单片机u2的接地端相连并接地。
45.第五电容c5、第六电容c6两个电容为芯片供电、滤波和储能。
46.第一单片机u2的pwm信号输出端连接至mos驱动电路上实现对mos驱动电路控制。
47.此外，主控电路53还包括由第三电阻r3和第一led指示灯led1组成的工作状态指示灯电路，可根据第一led指示灯led1的指示灯状态，判断当前工作状态。
48.第三电阻r3的一端连接5v直流电压端子，第三电阻r3的另一端连接led1的正极端，第一led指示灯led1的负极端连接至第一单片机u2的输入端上。
49.mos驱动电路54，用于将主控电路53输出的开关信号转换为mos的开关信号。
50.如图7所示，mos驱动电路54包括mos驱动芯片以及半桥电路。其中，mos驱动芯片u3用于将第一单片机输出的5v的mos开关信号转换为12v的mos开关信号。
51.半桥电路接入到主供电线路2上，且用于根据mos驱动芯片u3输出的mos驱动信号，控制第一mos管q1、第二mos管q2的开关，实现对直流供电电源1的开关控制。
52.第一单片机u2的pwm信号输出端与mos驱动芯片u3的控制信号端相连；mos驱动芯片u3的电源端vcc连接有第七电容c7，第七电容c7的另一端接地。
53.半桥电路包括第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4、第四电阻r4、第五电阻r5、第八电容c8、第九电容c9、第一mos管q1以及第二mos管q2。
54.其中，第九电容c9为极性电容。
55.mos驱动芯片u3的高端悬浮电源端vb连接至第九电容c9的正极端。mos驱动芯片u3的第一信号控制端ho与第二二极管d2的负极端以及第四电阻r4的一端相连。
56.d2的正极端、r4的另一端、c8的一端以及第一mos管q1的栅极端相连。
57.mos驱动芯片u3的第二信号控制端lo与d3的负极端以及r5的一端相连；d3的正极端以及r5的另一端、第二mos管q2的栅极端相连；q2的源极端接地。
58.半桥电路的电源输入端与第一mos管q1的漏极端、第四二极管d4的负极端相连。
59.mos驱动芯片u3的高端悬浮地端vs、c8的另一端、q1的源极端、q2的漏极端、第九电容c9的负极端、第四二极管d4的正极端以及半桥电路的电源输出端相连。
60.由第一mos管q1和第二mos管q2等组成的半桥电路，根据mos驱动芯片u3输出的mos驱动信号，控制q1和q2两个mos的开关，即可控制48v的开关。
61.电源转换电路51，用于将直流供电电源1输出的48v直流电压转换为12v和5v直流电压，并为输入信号转换电路、mos驱动电路以及主控电路供电。
62.如图8所示，该电源转换电路包括：由电容e1、第十电容c10、第十一电容c11、第十二电容c12、第六电阻r6、第七电阻r7、第二十一电阻r21、第八电阻r8、第五二极管d5、开关型降压芯片u4组成的第48v直流电压转12v电路；
63.由电容e2、电容e3、第十二电容c12、第十三电容c13、第十四电容c14以及线性降压芯片ic1组成的48v直流电压转5v电路；
64.以及由第九电阻r9和第二led指示灯led2组成的指示灯电路。
65.该指示灯电路用于指示5v电源电路是否正常工作。
66.如图9所示，led恒流驱动电路6包括如下几个部件：
67.第二单片机供电电路，用于将接收的48v方波电源中的方波信号去除并将去除方波信号的48v电源转换为5v直流电源，同时为第二单片机u6供电。
68.方波信号转换电路，将接收的48v方波电源转换为第二单片机u6识别的5v方波信号。
69.第二单片机u6，根据识别的方波信号转换为不同占空比的pwm控制信号并输出。
70.以及恒流电源转换电路，与对应子供电线路上的led灯相连，且用于根据单片机输出的pwm控制信号转换为不同电流的恒流电源，并实现对应led灯不同亮度的调节。
71.第二单片机供电电路包括第六二极管d6、第七二极管d7、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十五电容c15、第十六电容c16、第十七电容c17、第十八电容c18以及电源转换芯片u5。
72.第六二极管d6、第七二极管d7均为稳压二极管；第十五电容c15为极性电容。
73.输入电源的正极端dc+与第六二极管d6的正极端相连，第六二极管d6的负极端与第十五电容c15的正极端、第十电阻r10的一端相连。
74.第十电阻r10、第十一电阻r11以及第十二电阻r12依次相连。
75.第十二电阻r12的另一端与第七二极管d7的负极端、第十六电容c16的一端以及电源转换芯片u5的输入端相连，电源转换芯片u5的输出端与第十七电容c17、第十八电容c18的一端和第二单片机u6的电源端相连。
76.输入电源的负极端dc-与第十五电容c15的负极端、第七二极管d7的正极端、第十六电容c16的另一端、电源转换芯片u5的地端、第十七电容c17、第十八电容c18的另一端相连，且均接地。
77.此处，输入电源即图4的输出，具体是指48v电源信号中包含变化的方波信号。
78.方波信号转换电路包括第十六电阻r16、第十七电阻r17以及第八二极管d8。
79.其中，第八二极管d8为稳压二极管。
80.输入电源的正极端与第十六电阻r16的一端相连，第十六电阻r16的另一端与第十七电阻r17的一端、第八二极管d8的负极端以及第二单片机u6的信号输入端相连。
81.第八二极管d8的正极端以及第十七电阻r17的另一端接地。
82.恒流电源转换电路包括第十三电阻r13、第十四电阻r14、第十五电阻r15、第十八电阻r18、第十九电阻r19、第二十电阻r20、恒流芯片u7、第十九电容c19、第九二极管d9以及电感l1；其中，第九二极管d9为稳压二极管。
83.第二单片机u6的pwm信号输出端与第十四电阻r14、第十五电阻r15的一端相连，第十四电阻r14的另一端以及第十三电阻r13的一端、恒流芯片u7的pwm信号输入端相连。第十三电阻r13的另一端、第十五电阻r15的另一端接地。
84.输入电源的正极端dc+与第十八电阻r18的一端相连，第十八电阻r18的另一端与第十九电容c19的一端以及恒流芯片u7的电源端相连，第十九电容c19的另一端接地。
85.恒流芯片u7的cs端与第十九电阻r19、第二十电阻r20的一端相连。
86.第十九电阻r19、第二十电阻r20的另一端接地。
87.恒流芯片u7的输出端与电感l1的一端以及第九二极管d9的正极端相连，第九二极
管d9的负极端与led灯的输入端相连，电感l1的另一端与led灯3的输出端相连。
88.led恒流驱动电路6的工作过程如下：
89.输入电源经d6，再经c15滤波后，会滤除输入电源中的方波信号，变为纯净的48v电源，此48v电源经过r10、r11、r12三个电阻分压后，再经过d7、c16滤波后变为12v的电源，再经过电源转换芯片u5，再经过c17、c18滤波后变为5v电源。
90.此处得到的5v电源，用于给第二单片机u6供电。
91.输入电源在d6之前，有一路经过第十六电阻r16、第十七电阻r17两个电阻分压后，将电源中的48v方波信号转为第二单片机u6可识别的5v方波信号。
92.第二单片机u6通过识别的方波信号转换为不同占空比的pwm信号，此信号经恒流芯片u7转为不同电流的恒流电源，此恒流电源接led灯3，即可实现不同亮度的调光。
93.由于本实施例中每个led灯3所在的子供电线路4上均连接有led恒流驱动电路6，因此，在线路有电压下降的情况下，依然保证每个灯泡led灯的电流一致。
94.当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。

技术特征：
1.一种led灯调光装置，包括直流供电电源、主供电线路、连接在所述主供电线路上的各个led灯及其子供电线路，其特征在于，所述led灯调光装置还包括恒流载波调光控制电路以及led恒流驱动电路；恒流载波调光控制电路设置在直流供电电源的输出端侧；led恒流驱动电路有多个，且在每个子供电线路上对应设置一个led恒流驱动电路。2.根据权利要求1所述的led灯调光装置，其特征在于，所述恒流载波调光控制电路包括：电源转换电路，用于将直流供电电源输出的48v直流电压转换为12v和5v直流电压，并为输入信号转换电路、mos驱动电路以及主控电路供电；输入信号转换电路，用于接收0-10v电压模拟信号输入，并将输入的0-10v电压模拟信号转换为主控电路能够识别的0-5v电压模拟信号；主控电路，用于识别转换后的0-5v电压模拟信号并实现对mos驱动电路的控制；以及mos驱动电路，用于将主控电路输出的开关信号转换为mos的开关信号。3.根据权利要求2所述的led灯调光装置，其特征在于，所述输入信号转换电路包括分压电路以及采样保持电路；分压电路包括第一二极管、第一电容、第二电容、第一电阻以及第二电阻；采样保持电路包括运算放大器、第三电容以及第四电容；第一二极管的正极端以及负极端分别连接0-10v电压模拟信号的一个输入端子；第一二极管的正极端接地；第一二极管的负极端以及第一电容、第一电阻的一端相连；第一电容的另一端接地；第一电阻的另一端与第二电阻的一端、第二电容的一端以及运算放大器的同向输入端相连；第二电阻的另一端以及第二电容的另一端接地；运算放大器的反向输入端与运算放大器的输出端相连；运算放大器的电源正端接5v直流电压端子，运算放大器的电源负端接地；5v直流电压端子与第三电容的一端相连，第三电容的另一端接地；运算放大器的输出端与第四电容的一端相连，第四电容的另一端接地；该运算放大器的输出端作为输入信号转换电路的输出端，用于输出0-5v电压模拟信号。4.根据权利要求2所述的led灯调光装置，其特征在于，所述主控电路包括第一单片机、第五电容以及第六电容；输入信号转换电路的输出端与第一单片机的信号输入端相连，并向第一单片机输出0-5v电压模拟信号；第一单片机的电源端连接5v直流电压端子以及第五电容、第六电容的一端；第五电容、第六电容的另一端以及第一单片机的接地端相连并接地；第一单片机的pwm信号输出端连接至mos驱动电路上实现对mos驱动电路控制。5.根据权利要求4所述的led灯调光装置，其特征在于，所述mos驱动电路包括mos驱动芯片以及半桥电路；其中，mos驱动芯片用于将第一单片机输出的5v的mos开关信号转换为12v的mos开关信号；所述半桥电路包括第一mos管以及第二mos管；半桥电路接入到主供电线路上，且用于根据mos驱动芯片输出的mos驱动信号，控制第一mos管、第二mos管的开关，实现对直流供电电源的开关控制。6.根据权利要求5所述的led灯调光装置，其特征在于，
所述第一单片机的pwm信号输出端与mos驱动芯片的控制信号端相连；mos驱动芯片的电源端连接有第七电容，第七电容的另一端接地；半桥电路包括第二二极管、第三二极管、第四二极管、第四电阻、第五电阻、第八电容、第九电容、第一mos管以及第二mos管，第九电容为极性电容；mos驱动芯片的高端悬浮电源端连接至第九电容的正极端；mos驱动芯片的第一信号控制端与第二二极管的负极端以及第四电阻的一端相连；第二二极管的正极端、第四电阻的另一端、第八电容的一端以及第一mos管的栅极端相连；mos驱动芯片的第二信号控制端与第三二极管的负极端以及第五电阻的一端相连；第三二极管的正极端以及第五电阻的另一端、第二mos管的栅极端相连；第二mos管的源极端接地；半桥电路的输入端与第一mos管的漏极端、第四二极管的负极端相连；mos驱动芯片的高端悬浮地端、第八电容的另一端、第一mos管的源极端、第二mos管的漏极端、第九电容的负极端、第四二极管的正极端以及半桥电路的输出端相连。7.根据权利要求1所述的led灯调光装置，其特征在于，所述led恒流驱动电路包括：第二单片机供电电路，用于将接收到的48v方波电源中的方波信号去除并将去除方波信号的48v电源转换为5v直流电源，同时为第二单片机供电；方波信号转换电路，用于将接收的48v方波电源转换为第二单片机识别的5v方波信号；第二单片机，用于根据识别的方波信号转换为不同占空比的pwm控制信号并输出；以及恒流电源转换电路，与对应子供电线路上的led灯相连，且用于根据单片机输出的pwm控制信号转换为不同电流的恒流电源，并实现对应led灯不同亮度的调节。8.根据权利要求7所述的led灯调光装置，其特征在于，所述第二单片机供电电路包括第六二极管、第七二极管、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十五电容、第十六电容、第十七电容、第十八电容以及电源转换芯片；其中，第六二极管、第七二极管均为稳压二极管；第十五电容为极性电容；输入电源的正极端与第六二极管的正极端相连，第六二极管的负极端与第十五电容的正极端、第十电阻的一端相连，第十电阻、第十一电阻以及第十二电阻依次相连；第十二电阻的另一端与第七二极管的负极端、第十六电容的一端以及电源转换芯片的输入端相连；电源转换芯片的输出端与第十七电容、第十八电容的一端和第二单片机的电源端相连；输入电源的负极端与第十五电容的负极端、第七二极管的正极端、第十六电容的另一端、电源转换芯片的地端、第十七电容、第十八电容的另一端相连，且均接地。9.根据权利要求8所述的led灯调光装置，其特征在于，所述方波信号转换电路包括第十六电阻、第十七电阻以及第八二极管；其中，第八二极管为稳压二极管；输入电源的正极端与第十六电阻的一端相连，第十六电阻的另一端与第十七电阻的一端、第八二极管的负极端以及第二单片机的信号输入端相连；第八二极管的正极端以及第十七电阻的另一端接地。10.根据权利要求8所述的led灯调光装置，其特征在于，
所述恒流电源转换电路包括第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、恒流芯片、第十九电容、第九二极管以及电感；第二单片机的pwm信号输出端与第十四电阻、第十五电阻的一端相连，第十四电阻的另一端以及第十三电阻的一端、恒流芯片的pwm信号输入端相连；第十三电阻的另一端、第十五电阻的另一端接地；输入电源的正极端与第十八电阻的一端相连，第十八电阻的另一端与第十九电容的一端以及恒流芯片的电源端相连，第十九电容的另一端接地；恒流芯片的cs端与第十九电阻、第二十电阻的一端相连；第十九电阻、第二十电阻的另一端接地；第九二极管为稳压二极管；恒流芯片的输出端与电感的一端以及第九二极管的正极端相连，第九二极管的负极端与led灯的一端相连，电感的另一端与led灯的另一端相连。

技术总结
本实用新型属于LED灯照明技术领域，具体公开了一种LED灯调光装置。该装置包括直流供电电源、主供电线路、连接在主供电线路上的各个LED灯及其子供电线路；LED灯调光装置还包括恒流载波调光控制电路以及LED恒流驱动电路；恒流载波调光控制电路设置在直流供电电源输出端与主供电线路之间；LED恒流驱动电路有多个，且在每个子供电线路上对应设置一个LED恒流驱动电路。本实用新型通过电力载波的方式实现恒流载波调光控制电路与各个LED恒流驱动电路之间的通信，省去了通信线的同时，确保了亮度调整的精准性。本实用新型在整条线路有压降，各LED灯具输入电压不一致的情况下，能够很好地保证各个LED灯的电流一致，保证了整条线路上LED灯亮度一致。路上LED灯亮度一致。路上LED灯亮度一致。


技术研发人员：许海永 王新贵 张钦明
受保护的技术使用者：鲁格照明科技有限公司
技术研发日：2023.02.21
技术公布日：2023/7/19