[发明专利]一种模拟日光照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及照明技术，特别涉及一种LED（发光二极管）照明装置。

背景技术

自然日光的色温和照度会随着时间的变化而变化。早上色温低，照度低；中午色温高，照度高；傍晚色温低，照度低。千百年来，人类的感官系统已经适应了自然日光的变化规律，因而自然日光使人们感到舒适和惬意。大量的研究和试验证明，在低色温高照度的情况下，人体会有闷热的感觉；在高色温低照度的情况下，人体会有压抑的感觉。图1示出了人的感觉与照度和色温的关系，当照度坐标和色温坐标处于曲线LL’和KK’之间的范围内时，人体感觉比较舒适，否则人体会有闷热或压抑的感觉。

LED照明装置是近年发展较快的一种高效率照明装置，LED作为一种新型固态光源，具有节能、环保、寿命长等优点。现有技术的LED照明装置，通常采用PWM（脉冲宽度调制）技术进行恒流驱动，能够实现驱动电流的精确控制和连续调节，而且随着新型半导体发光材料的应用，人们开发了各种不同色温的LED光源模组，为LED照明装置实现色温调节和照度控制奠定了基础。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种模拟日光照明装置，根据不同的时间，调整照明装置的照度和色温，使其照明效果与自然日光的变化规律趋于吻合，促进照明装置的人性化，提高人们感官的舒适度。

本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，一种模拟日光照明装置，包括电源模块、驱动模块、LED光源模组和控制模块，所述驱动模块输入端与电源模块的输出端连接，驱动模块输出端与LED光源模组连接，为LED光源模组提供驱电流，所述驱动模块控制端与控制模块连接，根据控制模块输出的驱动信号控制其输出的驱动电流；其特征在于，所述控制模块具有模拟日光的控制装置，所述控制装置包括时钟模块、传感器模块和微处理器，所述实时时钟模块与微处理器连接，为微处理器提供时钟信号，所述传感器模块与微处理器连接，将环境参数输入微处理器，所述微处理器读取时钟信号和传感器信号进行分析处理，根据处理结果改变驱动信号参数，对照明装置照度和色温进行控制，使不同照度对应的色温处于设定的色温范围，或不同色温对应的照度处于设定的照度范围。

本发明的照明装置，以LED作为光源，以微处理器作为控制核心，采集环境参数和实时时间信号，通过调整控制模块输出的PWM脉冲传输，对LED光源的驱动电流进行控制，使照明装置的照度和色温处于设定范围内，到达模拟自然日光照明效果的目的，提高人体舒适度。

进一步的，所述驱动信号为脉冲宽度调制信号。

脉冲宽度调制（PWM）信号是一种技术成熟的控制技术，通常用于控制模拟量的大小，目前大多数微处理器（MCU）都具有相应的PWM信号输出端口。这种控制方式电路结构简单，控制精度高。

具体的，所述驱动信号参数包括脉冲占空比。

脉冲宽度调制技术最基本的控制方式就是改变脉冲占空比，脉冲占空比是PWM信号的主要参数，通过改变脉冲占空比可以非常容易的实现本发明的照明装置照度和色温的控制和调节。

具体的，所述色温范围和照度范围满足人体舒适度要求。

本方案将色温范围和照度范围控制在图1所示的曲线LL’和KK’之间的范围内，满足人体舒适度要求。

进一步的，所述LED光源模组由冷光模组和暖光模组构成，冷光模组和暖光模组与驱动模块输出端连接。

本方案采用不同色温的冷光源模组和暖光源模组，分别控制其驱动电流实现组合光的色温和照度调节，以最少的LED光源模组实现色温范围和照度范围的控制。

所述电源模块为AC-DC转换器，其输入端与交流电网连接。

本方案采用交流电为照明装置供电，是应用普遍的一种照明装置。

进一步的，所述驱动模块包括恒流驱动单元和功率开关器件，所述恒流驱动单元的输入端与电源模块连接，输出端与LED光源模组连接，所述功率开关器件与所述LED光源模组连接，其控制端与所述微处理器连接。

采用恒流驱动模式驱动LED光源模组，符合LED的特性要求，驱动可靠、安全。

具体的，所述功率开关器件为场效应晶体管，或者双极性晶体管。

采用场效应晶体管或双极性晶体管等半导体器件，有助于提高功率开关器件的可靠性，降低控制电路的复杂度和成本。

本发明的有益效果是，控制模块能够根据实时时间和环境参数，将照明装置的照度和色温控制在人体感觉舒适的范围，模拟自然日光的照明效果，提高照明装置的人性化和舒适度。

附图说明