[发明专利]基于以太网通讯的多路LED灯电流控制系统

摘要

基于以太网通讯的多路LED灯电流控制系统，涉及LED灯电流控制系统。设有PC控制界面、LED灯核心控制模块、LED灯恒流电流控制模块；核心控制模块设单片机、通讯和数模转换模块；恒流电流控制模块设N路LED灯电流恒流控制器。核心控制模块和恒流电流控制模块通过接口连接。核心控制模块通过通讯模块接收到具体的命令从而执行相应的命令。PC控制界面对LED灯控制，核心控制板接收到用户设置的LED灯的电流值算出具体控制电压，单片机模块与数模转换模块通讯并给出控制电压输出到LED恒流电流控制模块；电流恒流控制器根据LED灯核心控制模块给出的控制电压和控制信号的高低电平控制外部的LED灯的电流值和亮灭情况。

主权项

1.基于以太网通讯的多路LED灯电流控制系统，其特征在于设有PC控制界面、LED灯核心控制模块、LED灯恒流电流控制模块；所述LED灯核心控制模块包括单片机模块、通讯模块、数模转换模块；LED灯恒流电流控制模块设有N路LED灯电流恒流控制器，N为1～24；LED灯核心控制模块和LED恒流电流控制模块通过接口实现控制信号的连接；用户在PC控制界面设定控制系统的工作模式，LED灯核心控制模块通过通讯模块接收到具体的命令从而执行相应的命令；PC控制界面通过通讯模块中的以太网通讯对多路LED灯进行长距离控制，通讯模块中的串口通讯实现与其他智能LED灯控制系统的集成；LED灯核心控制板接收到用户设置的LED灯的电流值，计算出具体的控制电压，单片机模块与数模转换模块进行I2C通讯并给出控制电压输出到LED恒流电流控制模块来控制LED灯的电流；LED灯核心控制模块接收到用户设置的LED灯的亮灭情况，直接给出高低电平到LED恒流电流控制模块来控制LED灯的工作状态，LED灯电流恒流控制器根据LED灯核心控制模块给出的控制电压和控制信号的高低电平控制外部的LED灯的电流值和亮灭情况；所述单片机模块包括上电复位电路、晶振电路、SW下载调试电路和EEPROM存储电路；芯片自带以太网模块，外接PHY芯片进行以太网通讯，实现10M/100Mbit/s的数据传输速率；所述通讯模块与单片机模块自带的以太网模块组成以太网通讯，实现长距离控制LED灯；串口通讯采用德州仪器有限公司生产的单通道RS-232线路驱动器/接收器；所述数模转换模块采用12位精度、基于I2C通讯、8通道DAC输出的数模转换器，每一通道的输出电压V与单片机模块给定的数字量D之间的关系为： V = D 4096 x 5 - - - ( 1 ) ]]>当系统设定某一通道的电流值Ia时，实际上相当于设定输入LED灯电流恒流控制器的电压值，也就是改变输入到数模转换器的数字量D即可；所述LED灯电流恒流控制器，作为用于驱动高电流LED灯的恒定电流源的核心部件，具有内部闭环控制的功能来稳定LED灯的电流值，采用Boost升压拓扑结构来驱动LED灯；单片机模块通过改变输入到单片机模块的电平用于控制LED灯，单通道RS-232线路驱动器/接收器的驱动器驱动LED灯的电流Ia与给定的电压值V具有以下关系： I a = V - 100 m V 4 R L E D - - - ( 2 ) ]]>式中：RLED为电流采样电阻，阻值为0.039Ω；由式(1)、(2)得出： I a = 5 D - 409.6 16384 R L E D - - - ( 3 ) ]]>从控制算法的角度出发，当给定系统一个通道的输出电流值时，实际上相当于控制给定该LED灯电流恒流控制器的电压，因此单片机模块需要给定数模转换模块数字量D与给定电流值Ia之间的关系为： D = 16384 * I a * R L E D + 409.6 5 - - - ( 4 ) ]]>将每一通道的电流控制关系进行3分段控制，并且针对每一分段函数加入比例项p和平移项s，控制关系如下： D = p x 16384 xI a xR L E D + 409.6 5 + s - - - ( 5 ) ]]>式中：p和s的取值根据具体的负载参数进行调节。