[发明专利]同步闪光的LED产品

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED产品，尤其是在单片机的控制下能同步闪光的LED产品。

背景技术

目前的LED有许多种颜色，例如有正白、暖白、红色、绿色、蓝色、黄色等，把不同颜色的LED放在一起按不同的比例进行混光还可以得到更多的颜色，如果让LED产品轮流展示不同的颜色就可以让人看到多彩的效果。LED灯的亮灭响应时间很短，上电后LED灯能在极短时间里迅速亮起，断电后LED灯能在极短时间内迅速熄灭，所以能很方便地通过脉宽调制（即PWM）技术调节LED的亮度，以及控制LED反复亮灭，以及控制不同颜色的LED进行混光。目前市场上有许多LED产品的发光是随时间发生变化的（包括LED的亮度变化和颜色变化），我们把包括LED亮度变化和颜色变化在内的LED灯的所有发光变化方式总称为“LED的闪光”。

为了得到各种所需的闪光效果，可以编写各种程序烧录（或者固化）在单片机里，让单片机按照程序的指令发出控制信号控制LED灯组有规则地闪光。为了给单片机提供更精确的工作时钟脉冲，一般要给每个单片机接一个石英晶振稳频，因为与阻容振荡器相比，晶振能提供更精准的时钟频率，例如目前石英晶振的精度一般是万分之五，尽管如此，采用晶振稳频的单片机每经过200秒的时间还是可能出现大约0.1秒的计时误差，也就是说产品在上电大约五分钟后人眼就可能明显看到不同单片机所控制的LED闪光不一致，这种现象叫做LED闪光不同步。

为了实现LED产品的同步闪光，现有技术中有的产品是把各个LED灯具之间用导线相连接并通过导线传送同步信号，这种产品成本较高，安装施工麻烦，其中一个灯具坏了可能影响其它灯具不能正常工作。现有技术中也有用无线模块传送同步信号的方法，这种产品成本更高，又因无线信号传送距离有限，所以灯具之间的距离受到很大限制，因此在很多场合得不到应用。

若要求LED产品之间既不用无线模块传送同步信号，也不用导线传送同步信号，实现同步闪光的一个正确思路就是设法在市电供电线中提取工频同步信号，让单片机统一按照电网中的工频信号控制LED灯组同步闪光。工频是指工业上用的交流电力系统的标称频率值，即市电的频率，单位赫兹，通常一个国家的电网频率是固定的，例如中国的工频为50Hz。虽然现实中的工频值可能会因电网负载改变以及其它因素而发生轻微的变动，但是这并不会影响在同一个电网中的各LED灯的同步闪光，只会让所有LED灯闪光速度同时变快一些或者同时变慢一些，但各LED灯相互之间的闪光步调却能够保持一致。

由于市电是电压有效值为220V的工频正弦交流电，所以要先把市电经过降压和整形成为低压的并且能够被单片机准确识别的方波信号，才能利用工频信号实现单片机的同步工作。

众所周知，边沿变化缓慢的正弦波可以通过电压比较器整形转换为方波。可是LED产品大多数是采用市电供电，而电压比较器电路却是工作于低压弱电环境，所以一定要先用变压器把市电进行降压，得到电压幅度合适的低压正弦交流电之后，才能接入到电压比较器电路中进行整形，又因为目前LED产品大多数是采用体积小巧的恒流电源或开关电源供电，而很少用到体积笨重的市电变压器，所以如果给每个LED灯具里再增加一个市电变压器，整个灯具的体积和重量都会增大很多，产品生产制造和施工安装的成本也会明显加大，这是LED产品的用户和生产厂商都不希望出现的情况；另外，电压比较器电路中一般要使用至少一个中规模集成电路，各元器件引脚之间的连线比较复杂，例如用555集成电路搭建的施密特触发器，为了避免线路交叉，在实际生产中不得不采用昂贵的双面电路板技术进行制造，这也使得产品成本进一步增大。因此，用电压比较器把正弦波整形成方波的电路的方法，不能很好地满足LED产品在实际应用中的要求。

发明内容

综上所述，现有技术中用晶振稳频的LED产品存在闪光不同步的问题，采用导线传送同步信号的LED产品成本高且施工安装麻烦，采用无线模块传送同步信号的LED产品成本高且灯具之间的距离受到很大限制，采用电压比较器电路的LED产品成本高且体积笨重。