專利名稱：具有輸出保護(hù)功能的串聯(lián)led驅(qū)動(dòng)智能控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管(LED)驅(qū)動(dòng)器，特別涉及一種集成LED 驅(qū)動(dòng)智能控制系統(tǒng)，它可以在DC模式下使多個(gè)串聯(lián)的LED具有可自適應(yīng)電流 或者在P麗模式下具有增加LED的使用壽命。
背景技術(shù)：
LED是一種節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、低壓電源、耗能少、適用性 強(qiáng)、穩(wěn)定性高、響應(yīng)時(shí)間短的新型光源。但是，與LED燈所配套的驅(qū)動(dòng)器卻跟 不上LED光源發(fā)展的需要，驅(qū)動(dòng)電路性能不佳，故障率高成了約束LED推廣應(yīng) 用的瓶頸?，F(xiàn)有LED驅(qū)動(dòng)電源，如電容降壓電路和開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路，沒(méi)有深入注意LED 的輸出光流明數(shù)和波長(zhǎng)同PN結(jié)的溫度以及電流密切相關(guān)這一問(wèn)題，將引起LED 的提前老化，不能有效滿足LED照明驅(qū)動(dòng)的要求。而且，現(xiàn)有的LED燈串包括多個(gè)串聯(lián)在一條線路上的LED燈珠，電路上任 一個(gè)LED燈珠的損壞，，LED燈串所有的LED燈珠都會(huì)熄滅，造成對(duì)LED燈串的檢測(cè)維修很不方便和影響照明的連續(xù)性。因此，需要改進(jìn)現(xiàn)有LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及LED燈串的連接方式，以提高LED燈串的使用壽命、連續(xù)照明時(shí)間、維修便捷、以便于推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種性能穩(wěn)定、軟件智 能控制、使用壽命長(zhǎng)、維修檢測(cè)便捷、便于推廣使用的一種具有輸出保護(hù)功能 的串聯(lián)LED驅(qū)動(dòng)智能控制系統(tǒng)。技術(shù)方案本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種具有輸出保護(hù)功能的串聯(lián)LED驅(qū)動(dòng)智能控制系統(tǒng)，其特征在 于該控制系統(tǒng)由脈寬發(fā)生控制器、驅(qū)動(dòng)電路、開(kāi)關(guān)電路、反饋電路、采樣電 路、LED發(fā)光二極管陣列及LED燈珠保護(hù)電路組成；LED發(fā)光二極管陣列包含多個(gè)LED發(fā)光二極管燈珠成規(guī)則排列，每個(gè)LED發(fā)光二極管燈珠都連接有LED 燈珠保護(hù)電路；LED發(fā)光二極管陣列與開(kāi)關(guān)電路連接，開(kāi)關(guān)電路與采樣電路連 接，采樣電路通過(guò)反饋電路與脈寬發(fā)生控制器連接，脈寬發(fā)生控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng) 電路與開(kāi)關(guān)電路連接。所述的LED燈珠保護(hù)電路是與每個(gè)LED發(fā)光二極管燈珠相并聯(lián)的電路；該 電路為電阻與可控硅相串聯(lián)，再與兩個(gè)串聯(lián)的限流電阻相并聯(lián)，可控硅的控制 端連接在兩個(gè)限流電阻之間構(gòu)成。開(kāi)關(guān)電路為一個(gè)電阻連接到一個(gè)三極管的基極，三極管的集電極通過(guò)電阻 與MOS開(kāi)關(guān)管的基極相連，三極管的發(fā)射極與地相連，MOS開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極通 過(guò)電阻與地相連，MOS開(kāi)關(guān)管的集電極與LED發(fā)光二極管陣列相連，驅(qū)動(dòng)電壓 通過(guò)電阻連接到三極管與電阻之間，電阻的另一端連接驅(qū)動(dòng)電路。脈寬發(fā)生控制器中的芯片采用STC12C2052AD。優(yōu)點(diǎn)及效果本實(shí)用新型由于保護(hù)電路的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈開(kāi)路或 閉路具有自適應(yīng)功能，當(dāng)由于外部原因或LED燈珠損壞，導(dǎo)致LED燈珠斷路， 也能保證整個(gè)LED陣列照明連續(xù)，比傳統(tǒng)LED燈珠電路大大降低風(fēng)險(xiǎn)成本；此 外，所述的可控硅處于常開(kāi)狀態(tài)，通過(guò)可控硅保護(hù)電路導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)整個(gè)電路的恒 壓輸出補(bǔ)償，因此，它可以廣泛應(yīng)用于路燈、廣告和多種照明場(chǎng)合，具有壽命 長(zhǎng)、少維護(hù)的特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的電路原理示意圖；圖2為本發(fā)明LED燈珠保護(hù)電路連接圖；圖3為本發(fā)明開(kāi)關(guān)電路連接圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參照?qǐng)D1，本發(fā)明涉及了一種具有輸出保護(hù)功能的串聯(lián)LED驅(qū)動(dòng)智能 控制系統(tǒng)，包括有脈寬發(fā)生控制器、驅(qū)動(dòng)電路、開(kāi)關(guān)電路、采樣電路、反饋電路、LED發(fā)光二極管陣列及其各自的保護(hù)電路。其中脈寬發(fā)生控制器中的芯片是本智能控制系統(tǒng)的核心，脈寬發(fā)生控制器 芯片內(nèi)部程序是智能控制的關(guān)鍵，本智能控制系統(tǒng)的智能控制器芯片是選用 STC12C2052AD，其特點(diǎn)高速可靠、低功耗、強(qiáng)抗靜電、強(qiáng)抗干擾等等。其中脈寬發(fā)生控制器由單片機(jī)程序控制芯片以及外圍電路組成，當(dāng)脈寬發(fā) 生控制器上電，單片機(jī)程序控制芯片執(zhí)行內(nèi)部ROM程序，輸出脈寬信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路經(jīng)過(guò)信號(hào)放大處理，之后驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)電路，開(kāi)關(guān)電路根據(jù)輸入的 信號(hào)進(jìn)行閉合與斷開(kāi)動(dòng)作，其頻率可達(dá)幾十KHZ，開(kāi)關(guān)電路與采樣電路相連接， 采樣電路對(duì)開(kāi)關(guān)電路閉合時(shí)的電流進(jìn)行跟蹤采樣處理，然后通過(guò)反饋電路的濾 波、限流處理，再傳送到脈寬發(fā)生控制器的采樣反饋輸入比較端，脈寬發(fā)生控 制器對(duì)其反饋電路輸入的信號(hào)進(jìn)行程序判斷，脈寬發(fā)生控制器由內(nèi)部智能程序 計(jì)算、判斷、處理，然后輸出校正信號(hào)到驅(qū)動(dòng)電路，本驅(qū)動(dòng)智能控制系統(tǒng)是一 個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。另外本系統(tǒng)還可以根據(jù)不同的使用環(huán)境，以及不同的使用用 途擴(kuò)展到客戶所需要的特殊要求，比如燈光的時(shí)序控制，自動(dòng)開(kāi)關(guān)，以及光感 等等，甚至更多的功能。脈寬發(fā)生控制器芯片包括軟件設(shè)計(jì)，其中智能控制程序設(shè)計(jì)由單片機(jī)匯編 語(yǔ)言編寫(xiě)，匯編語(yǔ)言具有執(zhí)行速度快、開(kāi)機(jī)自動(dòng)執(zhí)行、死機(jī)復(fù)位等特點(diǎn)。現(xiàn)在參照?qǐng)D2，為智能控制系統(tǒng)的LED燈珠保護(hù)電路，其LED燈珠保護(hù) 電路是由R3、可控硅Q1串聯(lián)，可控硅Q1的控制端連接在R1、 R2限流電阻之 間，其工作原理為該電路工作時(shí)，由于LED燈珠導(dǎo)通時(shí)電阻很小，限流限壓電 阻被短路，觸發(fā)信號(hào)未能啟動(dòng)，可控硅控制電路處于常開(kāi)狀態(tài)，整個(gè)LED陣列 正常工作。當(dāng)由于外部原因或LED燈珠損壞，導(dǎo)致LED燈珠斷路，觸發(fā)電路產(chǎn) 生一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，觸發(fā)信號(hào)輸送到可控硅，觸發(fā)可控硅，改變可控硅為常閉狀 態(tài)，電流通過(guò)限壓限流電阻輸出滿足其余LED額定工作要求。經(jīng)過(guò)發(fā)明人反復(fù) 對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明，傳統(tǒng)沒(méi)有采用LED燈珠保護(hù)電流的照明裝置，未能實(shí)現(xiàn)連續(xù)工 作、未能保護(hù)這個(gè)LED陣列安全工作，減少LED燈珠的使用壽命，而采用本實(shí)用新型的LED燈珠保護(hù)電路，能夠保證整個(gè)LED陣列照明連續(xù)，減少LED燈珠 連續(xù)損壞，比傳統(tǒng)LED燈珠電路大大降低風(fēng)險(xiǎn)成本。現(xiàn)在參照?qǐng)D3，為智能控制系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)電路，其開(kāi)關(guān)電路由R9與三極管 的基極相連，三極管的發(fā)射極與地相連，+12￥驅(qū)動(dòng)電壓通過(guò)限流電阻1 6分別 與三極管的集電極、R7相連，R7與MOS開(kāi)關(guān)管基極相連，MOS開(kāi)關(guān)管的發(fā)射 極與限流電阻R8相連，R8連地，MOS開(kāi)關(guān)管的集電極與LED相連。其工作原 理為脈寬輸入信號(hào)為高電平時(shí)，三極管的基極為高電平，滿足基極與發(fā)射極壓 降差，使三極管的集電極與發(fā)射極導(dǎo)通，+5￥驅(qū)動(dòng)電壓被強(qiáng)制拉成低電平，進(jìn) 而MOS開(kāi)關(guān)管的基極為低電平，不滿足開(kāi)關(guān)管的基極與發(fā)射極壓降差，開(kāi)關(guān)管 的集電極與發(fā)射極截止；當(dāng)脈寬輸入為低電平時(shí)，三極管的基極為低電平，不 滿足基極與發(fā)射極壓降差，使三極管的集電極與發(fā)射極截止，+5￥驅(qū)動(dòng)電壓被 強(qiáng)制拉成高電平，進(jìn)而MOS開(kāi)關(guān)管的基極為高電平，不滿足開(kāi)關(guān)管的基極與發(fā) 射極壓降差，開(kāi)關(guān)管的集電極與發(fā)射極導(dǎo)通。 、本發(fā)明專利是一種具有輸出保護(hù)功能的串聯(lián)LED驅(qū)動(dòng)智能控制系統(tǒng)，它主 要由脈寬發(fā)生控制器智能輸出適應(yīng)性脈寬占空比的大小，利用占空比的不同驅(qū) 動(dòng)LED工作時(shí)間的長(zhǎng)短，由于LED壽命與LED工作時(shí)間成正比，所以利用人眼 對(duì)LED毫秒級(jí)閃亮的不可分辨性，減少LED工作時(shí)間來(lái)提高LED壽命。本發(fā)明 專利改變目前利用震蕩電路產(chǎn)生固定的脈寬信號(hào)的應(yīng)用，采用閉環(huán)式脈寬發(fā)生 控制器(即單片機(jī)控制方式)智能輸出可變脈寬信號(hào)，解決了目前LED驅(qū)動(dòng)電 源不能適應(yīng)LED工作條件的問(wèn)題，另外本專利發(fā)明還對(duì)LED燈珠在連續(xù)照明時(shí) 間以及檢測(cè)維修方面設(shè)計(jì)出具有延長(zhǎng)整體照明時(shí)間和檢測(cè)便捷的保護(hù)電路，經(jīng) 發(fā)明人的對(duì)比反復(fù)實(shí)驗(yàn)證明，傳統(tǒng)沒(méi)有采用具有輸出保護(hù)功能的串聯(lián)LED驅(qū)動(dòng) 智能控制系統(tǒng)的LED燈，在使用壽命、檢測(cè)維修、連續(xù)照明等方面表現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)差 于本發(fā)明具有輸出保護(hù)功能的串聯(lián)LED驅(qū)動(dòng)智能控制系統(tǒng)的LED燈。當(dāng)本發(fā)明用于路燈時(shí)，本發(fā)明工作過(guò)程如下在通電后，單片機(jī)發(fā)出軟啟 動(dòng)指令，P麗輸出端輸出逐漸遞增的脈沖，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到LED發(fā)光所需的預(yù)定電流，發(fā)光二極管LED陣列發(fā)光，由于軟啟動(dòng)的存在，使LED避免了瞬間 大電流的沖擊，延長(zhǎng)了LED的使用壽命。此時(shí)采樣電路開(kāi)始采樣，并通過(guò)反饋 電路反饋回控制系統(tǒng)的反饋輸入端，經(jīng)過(guò)內(nèi)部預(yù)先設(shè)置程序運(yùn)算判斷LED目前 的工作狀態(tài)，及時(shí)修正輸出的P麗控制信號(hào)，以保證LED工作在最良好的狀態(tài)， 例如由于溫度上升導(dǎo)致電流驟增，此時(shí)，反饋信號(hào)反饋回單片機(jī)經(jīng)過(guò)內(nèi)部已 設(shè)定的程序進(jìn)行處理，調(diào)整輸出的P麵信號(hào)，經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制開(kāi)關(guān)電路的開(kāi) 關(guān)時(shí)間，以保證LED工作在一個(gè)穩(wěn)定的工作狀態(tài)，不至于被瞬間的大電流損壞。 再如某城市供電緊張，想在節(jié)電的基礎(chǔ)之上更加節(jié)電，我們就可以通過(guò)本電 路的控制系統(tǒng)，對(duì)LED路燈進(jìn)行不同時(shí)間段的不同亮度控制，比如從晚上六點(diǎn) 至十一點(diǎn)路燈全功率工作，亮度最高，十一點(diǎn)之后降功率運(yùn)行比如降至半功率 運(yùn)行也可達(dá)到基本照明目的，這樣既實(shí)現(xiàn)了節(jié)能，又保證了城市的不間斷照明。 另外本發(fā)明還可以根據(jù)用戶的不同需求，編制不同的程序以滿足客戶對(duì)不同用 途照明場(chǎng)合的需求。也就是說(shuō)本發(fā)明可以最大限度的擴(kuò)展其功能，以實(shí)現(xiàn)真正 的智能控制。
權(quán)利要求
1. 一種具有輸出保護(hù)功能的串聯(lián)LED驅(qū)動(dòng)智能控制系統(tǒng)，其特征在于該控制系統(tǒng)由脈寬發(fā)生控制器、驅(qū)動(dòng)電路、開(kāi)關(guān)電路、反饋電路、采樣電路、LED發(fā)光二極管陣列及LED燈珠保護(hù)電路組成；LED發(fā)光二極管陣列包含多個(gè)LED發(fā)光二極管燈珠成規(guī)則排列，每個(gè)LED發(fā)光二極管燈珠都連接有LED燈珠保護(hù)電路；LED發(fā)光二極管陣列與開(kāi)關(guān)電路連接，開(kāi)關(guān)電路與采樣電路連接，采樣電路通過(guò)反饋電路與脈寬發(fā)生控制器連接，脈寬發(fā)生控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路與開(kāi)關(guān)電路連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有輸出保護(hù)功能的串聯(lián)LED驅(qū)動(dòng)智能控 制系統(tǒng)，其特征在于所述的LED燈珠保護(hù)電路是與每個(gè)LED發(fā)光二極管燈 珠相并聯(lián)的電路；該電路為電阻(R3)與可控硅(Ql)相串聯(lián)，再與兩個(gè)串聯(lián) 的限流電阻(Rl、 R2)相并聯(lián)，可控硅(Ql)的控制端連接在兩個(gè)限流電阻(Rl、 R2)之間構(gòu)成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有輸出保護(hù)功能的串聯(lián)LED驅(qū)動(dòng)智能控 制系統(tǒng)，其特征在于開(kāi)關(guān)電路為一個(gè)電阻(R9)連接到一個(gè)三極管的基極， 三極管的集電極通過(guò)電阻(R7)與M0S開(kāi)關(guān)管的基極相連，三極管的發(fā)射極 與地相連，M0S開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極通過(guò)電阻(R8)與地相連，MOS開(kāi)關(guān)管的集電 極與LED發(fā)光二極管陣列相連，驅(qū)動(dòng)電壓通過(guò)電阻(R6)連接到三極管與電 阻(R7)之間，電阻(R9)的另一端連接驅(qū)動(dòng)電路。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有輸出保護(hù)功能的串聯(lián)LED驅(qū)動(dòng)智能控 制系統(tǒng)，其特征在于脈寬發(fā)生控制器中的芯片采用STC12C2052AD。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有輸出保護(hù)功能的串聯(lián)LED驅(qū)動(dòng)智能控制系統(tǒng)，其特征是該控制系統(tǒng)由脈寬發(fā)生控制器、驅(qū)動(dòng)電路、開(kāi)關(guān)電路、反饋電路、采樣電路、LED發(fā)光二極管陣列及LED燈珠保護(hù)電路組成；LED發(fā)光二極管陣列包含多個(gè)LED發(fā)光二極管燈珠成規(guī)則排列，每個(gè)LED發(fā)光二極管燈珠都連接有LED燈珠保護(hù)電路；LED發(fā)光二極管陣列與開(kāi)關(guān)電路連接，開(kāi)關(guān)電路與采樣電路連接，采樣電路通過(guò)反饋電路與脈寬發(fā)生控制器連接，脈寬發(fā)生控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路與開(kāi)關(guān)電路連接。本發(fā)明的目的是提供了一種性能穩(wěn)定、軟件智能控制、使用壽命長(zhǎng)、維修檢測(cè)便捷、便于推廣使用的一種具有輸出保護(hù)功能的串聯(lián)LED驅(qū)動(dòng)智能控制系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK101260997SQ20081001117
公開(kāi)日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日
發(fā)明者喬燕來(lái), 巖 李, 勇 樊, 洪艷飛, 閆九龍 申請(qǐng)人:遼寧九通電力電子有限公司