一種led燈具的製作方法
2023-12-01 06:29:16
專利名稱：一種led燈具的製作方法
技術領域：
本發明涉及燈具領域，特別是涉及一種LED燈具。
背景技術：
半導體照明是21世紀最具發展前景的綠色照明光源之一。其具有節能、環保和壽命長等優點，順應了時代發展的潮流，引起全球性的高度重視。隨著LED(半導體發光二極體)晶片及封裝工藝水平的不斷提高以及大功率LED封裝和應用技術的成熟，LED的發光效率得到了很大的提高。目前LED光源在節能、環保和長壽命等各方面均佔絕對優勢。隨著生活質量的提高，人們對照明環境的要求不斷提高，LED光源能夠為人們提供舒適的照明環境。照明環境對人體生物節律有直接的影響。研究表明，照明光源對人體生理與心理具有明顯的影響作用，適當的調節照明環境，可以改善人對照明環境感覺的舒適度、避免因照明環境的不適宜引起的人體生理或心理的不適。照明光源的色溫對生物節律及人的情緒有直接影響，高色溫的光源會提高大腦活躍性，讓人注意力集中，但是不利於大腦疲勞的恢復。高色溫光源照射下給人們有一種陰冷的氣氛；低色溫光源照射下給人們有一種悶熱感覺。傳統的LED光源能夠通過調整不同顏色LED光源的配光比例調整照明光源的色溫。但是，LED燈具在使用過程中，LED光源的溫度的升高會造成LED光源的色溫發生漂移，使照明光源的色溫偏離預先設定的色溫值，從而使人感覺不適或加速眼睛疲勞。
發明內容
基於此，有必要提供一種有效防止色溫漂移的LED燈具。一種LED燈具，包括主控模塊、驅動模塊、LED光源模塊和溫度傳感器模塊，所述溫度傳感器模塊檢測所述LED光源模塊的實時溫度並傳送至主控模塊，所述主控模塊將所述實時溫度與設定色溫值對應的溫度進行比較，得出並根據溫度變化情況發出調整輸入所述LED光源模塊電流的控制信號；所述驅動模塊接收處理所述控制信號調整輸入所述LED光源模塊的電流，以調整所述LED光源模塊的色溫值至設定色溫值。在優選的實施例中，所述主控模塊包括控制晶片和存儲單元，所述存儲單元用於存儲LED光源模塊溫度與色溫值的對應關係；所述控制晶片由所述存儲單元中得出所述設定色溫值對應的溫度並與所述實時溫度進行比較，得出溫度變化情況。在優選的實施例中，所述驅動模塊包括調光碟機動單元和恆流驅動單元，所述調光碟機動單元和所述恆流驅動單元與所述主控模塊相連；所述LED光源模塊包括紅色LED光源、藍色LED光源和白色LED光源，所述調光碟機動單元與紅色LED光源和藍色LED光源相連，用於為所述紅色LED光源和藍色LED光源提供可調的電流；所述恆流驅動單元與所述白色LED光源相連，用於為所述白色LED光源提供恆定的電流。在優選的實施例中，所述控制晶片採用MSP430晶片；所述存儲單元採用EEPROM ；所述調光碟機動單元採用能夠為所述紅色LED光源和藍色LED光源提供穩定電流的電流反饋調節電路。在優選的實施例中，所述存儲單元還用於存儲LED燈具在不同色溫下對應的紅色LED光源和藍色LED光源的配光比例；所述控制晶片根據設定色溫值，由所述存儲單元中得出所述設定色溫值對應的配光比例，發出控制LED光源模塊的指令，使LED光源模塊的色溫值為設定色溫值。在優選的實施例中，還包括紅外遙控模塊，所述紅外遙控模塊用於用戶遙控選擇色溫值並發出紅外信號；所述控制晶片接收處理所述紅外信號得出設定色溫值，並根據所述設定色溫值由所述存儲單元中得出配光比例。在優選的實施例中，所述主控模塊包括高溫保護單元，所述高溫保護單元中預設所述LED光源模塊允許的最高溫度，用於在所述溫度傳感器模塊檢測的溫度大於所述最高溫度時發出關閉所述LED光源模塊的信號。在優選的實施例中，所述溫度傳感器模塊包括熱電偶和熱電偶放大器晶片，所述熱電偶探測所述LED光源模塊的溫度，經所述熱電偶放大器晶片處理後傳輸至所述主控模塊。在優選的實施例中，還包括數碼管顯示模塊，所述數碼管顯示模塊與所述主控模塊相連，用於顯示LED光源模塊實際工作時的色溫值。在優選的實施例中，所述主控模塊採用PID控制，以設定色溫值對應的溫度為輸入量，以所述溫度傳感器模塊檢測的實時溫度為反饋量進行PID控制。上述LED燈具中，溫度傳感器模塊檢測LED光源模塊的實時溫度並傳送至主控模塊，主控模塊將實時溫度與設定色溫值對應的溫度進行比較，得出並根據溫度變化情況發出調整輸入LED光源模塊電流的控制`信號，由驅動模塊驅動LED光源模塊，將LED光源模塊的色溫值調至設定色溫值，有效的解決了由於LED燈具工作過程中因溫度上升造成的色溫漂移。
圖1為本發明較佳實施例的LED燈具的模塊圖；圖2為圖1中主控模塊的詳細模塊圖；圖3為圖1中LED燈具的詳細模塊圖。
具體實施方式為了解決傳統的LED燈具色溫漂移，以及設定的色溫較單一的問題，提出了一種防止色溫漂移以及具有多種色溫可選擇的LED燈具。 如圖1、圖2和圖3所示，本發明較佳實施例的LED燈具，包括主控模塊110、驅動模塊120、LED光源模塊130和溫度傳感器模塊140。溫度傳感器模塊140檢測LED光源模塊130的實時溫度並傳送至主控模塊110，主控模塊110將實時溫度與設定色溫值對應的溫度進行比較，得出並根據溫度變化情況發出調整輸入LED光源模塊130電流的控制信號。驅動模塊120接收處理的主控模塊110發出的控制信號調整輸入LED光源模塊130的電流，以調整LED光源模塊130的色溫值至設定色溫值。溫度傳感器模塊140的溫度檢測端安裝在LED燈具的基板上，通過檢測該基板的溫度來反映LED燈具的實時溫度。上述LED燈具中，溫度傳感器模塊140檢測LED光源模塊130的實時溫度並傳送至主控模塊110，主控模塊110將實時溫度與設定色溫值對應的溫度進行比較，得出並根據溫度變化情況發出調整輸入LED光源模塊130電流的控制信號，由驅動模塊120驅動LED光源模塊130，使LED光源模塊130的色溫值調至設定色溫值，有效的解決了由於LED燈具工作過程中因溫度上升造成的色溫漂移。在本實施例中，主控模塊110包括控制晶片112和存儲單元114。存儲單元114用於存儲LED光源模塊130溫度與色溫值的對應關係。控制晶片112由溫存儲單元114中得出與設定色溫值對應的溫度並與實時溫度進行比較，得出溫度的變化情況。對於LED而言，其發光最強時會對應一個峰值波長。LED發光的峰值波長會使光顏色或色溫發生變化。隨著溫度的升高，LED發光的峰值波長會發生變化。考慮到色溫的變化是由峰值波長的變化引起的，而溫度變化會導致峰值波長的變化，所以通過實驗建立一個對於某款特定LED燈具適用的溫度與色溫值的對應關係，並將該溫度與色溫值的對應關係存入主控模塊110的存儲單元114中。通過溫度傳感器模塊140實時採集基板上的實時溫度，反饋到主控模塊110中，通過溫度與色溫值的對應關係得到設定色溫值對應的溫度，然後將實時溫度與用戶想要設定的設定色溫值對應的溫度進行比較後，調整輸入LED光源模塊130的電流，以調整LED光源模塊130的色溫值至設定色溫值，最終使LED燈具工作時的色溫值穩定，不會因長時間工作後溫度上升而發生色溫漂移。在本實施例中，驅動模塊120包括調光碟機動單元122和恆流驅動單元124。調光碟機動單元122和恆流驅動單元124與主控模塊110相連。LED光源模塊130包括紅色LED光源132、藍色LED光源134和白色LED光源136。調光碟機動單元132與紅色LED光源132和藍色LED光源134相連，用於為紅色LED光源132和藍色LED光源134提供可調的電流。恆流驅動單元124與白色LED光源136相連，用於為白色LED光源136提供恆定的電流。主控模塊110發出調整輸入紅色LED光源132和藍色LED光源134的電流的控制信號，通過調光碟機動單元122調整輸入紅色LED光源132和藍色LED光源134的電流，進而調整LED燈具的色溫值。主控模塊110發出關閉或點亮白色LED光源的控制信號，通過恆流驅動單元124驅動白色LED光源136。在本實施例中，控制晶片112採用MSP430晶片(混合信號處理器)。MSP430晶片是德州儀器的MSP430系列的MSP430F169晶片，該晶片具有超低功耗，工作穩定，受幹擾小，I/O資源豐富，操作方便，且可以直接通過輸出引腳的數模轉換功能輸出模擬信號等優點。使用該晶片可以大大降低外圍晶片的複雜程度，實現主控板的高度集成化。存儲單兀米用 EEPROM (Electrical Iy Erasable Programmable Read Only Memory),電可擦可編程只讀存儲器，是一種掉電後數據不丟失的存儲晶片。所以基於EEPROM的如上特點，比較適用於嵌入式系統，即掉電後數據不遺失，並且其中所存儲的數據一般不用改變，即程序運行時只要通過控制從相應的位置讀出事先存儲好的數據即可。EEPROM具體採用的是AT24C256 (CATALYST公司，現已被安森美公司收購)。AT24C02是一個256K位的串行CMOSE2PR0M,內部含有32768個8位字節。該器件通過IIC總線接口與主控模塊相連並進行操作，有一個專門的防寫功能。調光碟機動單元122採用能夠為紅色LED光源132和藍色LED光源134提供穩定電流的電 流反饋調節電路。以使在特定輸入信號下的電流保持穩定。調光碟機動單元122基於運算放大器和電晶體，通過電流反饋實現恆定電流的輸出，以使輸入紅色LED光源132和藍色LED光源134的電流保持穩定。恆流驅動單元124為LED驅動晶片 BP2808。在本實施例中，存儲單元114還用於存儲LED燈具在不同色溫下對應的紅色LED光源132和藍色LED光源134的配光比例。控制晶片112根據設定色溫值，由存儲單元114中得出設定色溫值對應的配光比例，發出控制LED光源模塊130的指令，使LED光源模塊130的色溫值為設定色溫值。以白色LED光源136提供的穩定白色光源為基礎，通過調整紅色LED光源132和藍色LED光源134的配光比例來調整整個LED燈具的色溫值。在本實施例中，LED燈具還包括紅外遙控模塊150。紅外遙控模塊150用於用戶遙控選擇色溫值並發出紅外信號。主控模塊110接收處理該紅外信號得出設定色溫值，並根據該設定色溫值由存儲單元中得出配光比例。在控制晶片112中編寫紅外接收解碼的代碼，通過對輸入的紅外信號解碼後，識別用戶輸入的設定色溫值。用戶通過紅外遙控模塊150 可以方便且準確的實現 21600K、3000K、3500K、4000K、4500K、5000K、51600K 和 6500Κ 八種色溫的選擇。在本實施例中，主控模塊110包括高溫保護單元。高溫保護單元中預設LED光源模塊130允許的最高溫度，用於在溫度傳感器模塊140檢測的溫度大於最高溫度時發出關閉LED光源模塊130的信號。高溫保護單元的設置，可以在LED燈具的發光溫度過高時及時的關閉燈具，待溫度下降後用戶可以重新點亮LED燈具，避免了因色溫偏移造成的視力疲勞或者基板溫度過高造成的用戶身體灼傷，保護了用戶的身體健康。在本實施例中，溫度傳感器模塊140包括熱電偶和熱電偶放大器晶片。熱電偶探測LED光源模塊130的溫度，經熱電偶放大器晶片處理後傳輸至主控模塊110。
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在本實施例中，LED燈具還包括數碼管顯示模塊160。數碼管顯示模塊160與主控模塊110相連，用於顯示LED光源模塊130實際工作時的色溫值。在本實施例中，主控模塊110採用PID控制(比例積分微分控制)，以設定色溫值對應的溫度為輸入量，以所述溫度傳感器模塊檢測的實時溫度為反饋量進行PID控制。以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種LED燈具，其特徵在於，包括主控模塊、驅動模塊、LED光源模塊和溫度傳感器模塊，所述溫度傳感器模塊檢測所述LED光源模塊的實時溫度並傳送至主控模塊，所述主控模塊將所述實時溫度與設定色溫值對應的溫度進行比較，得出並根據溫度變化情況發出調整輸入所述LED光源模塊電流的控制信號；所述驅動模塊接收處理所述控制信號調整輸入所述LED光源模塊的電流，以調整所述LED光源模塊的色溫值至設定色溫值。
2.根據權利要求1所述的LED燈具，其特徵在於，所述主控模塊包括控制晶片和存儲單元，所述存儲單元用於存儲LED光源模塊溫度與色溫值的對應關係；所述控制晶片由所述存儲單元中得出所述設定色溫值對應的溫度並與所述實時溫度進行比較，得出溫度變化情況。
3.根據權利要求2所述的LED燈具，其特徵在於，所述驅動模塊包括調光碟機動單元和恆流驅動單元，所述調光碟機動單元和所述恆流驅動單元與所述主控模塊相連；所述LED光源模塊包括紅色LED光源、藍色LED光源和白色LED光源，所述調光碟機動單元與紅色LED光源和藍色LED光源相連，用於為所述紅色LED光源和藍色LED光源提供可調的電流；所述恆流驅動單元與所述白色LED光源相連，用於為所述白色LED光源提供恆定的電流。
4.根據權利要求3所述的LED燈具，其特徵在於，所述控制晶片採用MSP430晶片；所述存儲單元採用EEPROM ;所述調光碟機動單元採用能夠為所述紅色LED光源和藍色LED光源提供穩定電流的電流反饋調節電路。
5.根據權利要求3所述的LED燈具，其特徵在於，所述存儲單元還用於存儲LED燈具在不同色溫下對應的紅色LED光源和藍色LED光源的配光比例；所述控 制晶片根據設定色溫值，由所述存儲單元中得出所述設定色溫值對應的配光比例，發出控制LED光源模塊的指令，使LED光源模塊的色溫值為設定色溫值。
6.根據權利要求5所述的LED燈具，其特徵在於，還包括紅外遙控模塊，所述紅外遙控模塊用於用戶遙控選擇色溫值並發出紅外信號；所述控制晶片接收處理所述紅外信號得出設定色溫值，並根據所述設定色溫值由所述存儲單元中得出配光比例。
7.根據權利要求1所述的LED燈具，其特徵在於，所述主控模塊包括高溫保護單元，所述高溫保護單元中預設所述LED光源模塊允許的最高溫度，用於在所述溫度傳感器模塊檢測的溫度大於所述最高溫度時發出關閉所述LED光源模塊的信號。
8.根據權利要求1所述的LED燈具，其特徵在於，所述溫度傳感器模塊包括熱電偶和熱電偶放大器晶片，所述熱電偶探測所述LED光源模塊的溫度，經所述熱電偶放大器晶片處理後傳輸至所述主控模塊。
9.根據權利要求1所述的LED燈具，其特徵在於，還包括數碼管顯示模塊，所述數碼管顯示模塊與所述主控模塊相連，用於顯示LED光源模塊實際工作時的色溫值。
10.根據權利要求1至9中任意一項所述的LED燈具，其特徵在於，所述主控模塊採用PID控制，以設定色溫值對應的溫度為輸入量，以所述溫度傳感器模塊檢測的實時溫度為反饋量進行PID控制。
全文摘要
一種LED燈具，包括主控模塊、驅動模塊、LED光源模塊和溫度傳感器模塊。溫度傳感器模塊檢測LED光源模塊的實時溫度並傳送至主控模塊，主控模塊將實時溫度與設定色溫值對應的溫度進行比較，得出並根據溫度變化情況發出調整輸入LED光源模塊電流的控制信號。驅動模塊接受處理的模擬信號調整輸入LED光源模塊的電流，以調整LED光源模塊的色溫值至設定色溫值。上述LED燈具，有效的解決了由於LED燈具工作過程中因溫度上升造成的色溫漂移。
文檔編號H05B37/02GK103249206SQ20121002896
公開日2013年8月14日 申請日期2012年2月9日 優先權日2012年2月9日
發明者張建華, 劉臻, 殷錄橋 申請人:上海技磐光電科技有限公司