本發(fā)明屬于LED光源領(lǐng)域，特別涉及一種LED照明控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

直流LED為封裝產(chǎn)業(yè)的研究主流，研究方向以改善芯片與SLUG之間的熱阻為方向，如覆晶與基板封裝等，芯片部分則是提升內(nèi)外部量子效率或光萃取，一般以LED材料的角度作為研究方向，直流LED具有以下缺點：目前的直流LED僅能承受低壓直流，高壓或交流都可能使得發(fā)光二極管損壞，故使用上都必須配合直流轉(zhuǎn)換電路才能用于市電系統(tǒng)，直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)一般消耗10％左右的電能；低壓直流的LED芯片易因為逆向電壓升高造成損壞。

交流LED或采用矩陣方式將直流LED晶粒排列于金屬板基或陶瓷板基上固晶打線，或采用將一個晶圓分割為多個微晶粒串并聯(lián)以提高工作電壓和內(nèi)阻，直接接于高壓交流。但該交流LED芯片本身具有成本過高、晶粒間絕緣困難、過于集中的封裝方式導(dǎo)致散熱困難等缺點；在使用過程中還具有頻閃、外接限流電阻消耗能量、外接電抗需要使用較高工作頻率的LED等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種LED照明控制系統(tǒng)，其特征在于：采用交流LED與直流LED電路輸入端串聯(lián)的交直流混合電路，或帶有限流電阻R的交直流混合電路，或限流和控流混合的LED電路。

交直流混合電路其特征在于：直流LED電路串聯(lián)接入交流LED供電回路中，通過控制直流LED電路輸出電流和功率，控制流入直流LED電路的電流，從而控制了與直流LED串聯(lián)的交流LED的電流；或交流LED通過無源濾波器與直流LED供電回路串聯(lián)，通過控制直流LED電路輸出電流和功率，控制流入直流LED電路的電流，從而控制了與直流LED串聯(lián)的交流LED的電流；

交直流混合電路的交流LED電路，其交流LED是交流LED芯片，或純LED的交流LED電路；所述高壓交流LED芯片是單個芯片能工作在較高的交流電壓的LED芯片，所述純LED的交流LED電路即直流LED組成的交流電路，是由直流LED組成，具有雙邊伏安特性能工作在交流電壓的正半周和負(fù)半周的電路；

工作于較高頻率的交直流混合電路是直流LED與整流二極管、穩(wěn)壓二極管、無源濾波電路組成的交流LED電路或帶變壓器的交流LED電路。所述直流LED與整流二極管、穩(wěn)壓二極管、無源濾波電路組成的交流LED電路是直流LED跨接在整流電路輸出端、反向并聯(lián)穩(wěn)壓二極管跨接在整流電路輸出端或反向并聯(lián)穩(wěn)壓二極管跨接在無源濾波電路輸出端，無源濾波電路輸入端跨接在整流電路輸出端，整流電路輸入端作為輸入端的交流LED；所述整流電路包括半橋倍壓整流電路和全橋整流電路，半橋倍壓整流電路是直流負(fù)荷跨接在整流橋臂和兩串聯(lián)的電容的中間節(jié)點，全橋整流電路是直流負(fù)荷跨接在兩整流橋臂的中間節(jié)點；

工作于較高頻率的交直流混合電路，其特征是：交流LED與直流LED的整流電路輸入端串聯(lián)后接入變壓器副，變壓器原邊接入交流電源；交流LED與變壓整流結(jié)構(gòu)原變串聯(lián)，變壓整流結(jié)構(gòu)直流側(cè)接直流LED驅(qū)動電路；所述變壓整流結(jié)構(gòu)是二極管與變壓器副邊組成的帶中心抽頭的半橋整流電路、不帶中心抽頭的倍壓半橋整流電路、或不帶中心抽頭的全橋整流電路，變壓器原邊作為輸入端與交流LED串聯(lián)；所述帶中心抽頭的半橋整流電路其特征是兩個二極管作為整流橋臂串接在變壓器副邊，直流LED驅(qū)動電路跨接在變壓器副邊的中心抽頭和二極管整流橋臂中間節(jié)點上；所述不帶中心抽頭的倍壓半橋整流電路其特征是兩個二極管串聯(lián)為一個橋臂，兩個電容串聯(lián)為另一個橋臂，兩橋臂并聯(lián)，橋臂兩端作為輸出端，變壓器副邊跨接在兩橋臂的中間節(jié)點；所述不帶中心抽頭的全橋整流電路其特征是，全橋整流電路的輸入端與變壓器副邊連接，直流LED驅(qū)動電路跨接在全橋整流電路兩橋臂中間節(jié)點上；

本發(fā)明的目的是提供一種LED照明控制系統(tǒng)，其特征在于：通過控制直流LED驅(qū)動電路的輸出電流或輸出功率，調(diào)節(jié)直流LED驅(qū)動電路的輸入電流或輸入電壓，達到調(diào)節(jié)整個照明電路的目的，包括控流策略和功率控制策略；設(shè)直流LED驅(qū)動輸入側(cè)稱為直流側(cè)，直流LED驅(qū)動輸出側(cè)稱為低壓側(cè)，直流側(cè)電壓為u1，串聯(lián)的LED兩端電壓為U2，低壓側(cè)串聯(lián)的LED兩端電壓為U3，由于LED內(nèi)阻較小，粗糙的控制時U2、U3可取LED閥值電壓附近的定值，若采用變壓整流結(jié)構(gòu)，原副匝比為n，若采用倍壓整流K為0.5，否則K為1，設(shè)目標(biāo)電流是流過無驅(qū)動的LED的電流絕對值均值i1r，控流策略其特征是包括如下步驟：

步驟1：由給定的i1r得出i2ref，i2ref＝K×n×i1r×u1÷U3；

步驟2：對i2ref限幅，取i2ref與低壓側(cè)LED輸出電流最大值兩者中較小者作為指令電流，低壓側(cè)輸出電流跟蹤該指令電流；

步驟3：跳到步驟1；

設(shè)整個電路數(shù)出功率為Pall，功率控制策略其特征是包括如下步驟：

步驟1：由給定的Pall得出i2ref，設(shè)u1’＝K×n×u1，U2’＝|U2|(或abs(U2))，i2ref＝Pall×u1’÷(u1’+U2’)÷U3；

步驟2：對i2ref限幅，取i2ref與低壓側(cè)LED輸出電流最大值兩者中較小者作為指令電流，低壓側(cè)輸出電流跟蹤該指令電流；

步驟3：跳到步驟1；

本發(fā)明的有益效果是：與直流LED相比，LED照明控制系統(tǒng)中有一部分LED由于無需驅(qū)動電路，具有更高的效率，且經(jīng)過串聯(lián)的LED分壓后，驅(qū)動電路的耐壓和功率均較低，則成本更低，適用于較高電壓供電的照明系統(tǒng)，比如市電壓供電；與交流LED相比，交直流混合電路的電流可控，且無需限流電阻，也無需采用內(nèi)阻較大和啟動電壓較高的交流LED芯片，因此具有更高的效率，更低的成本。

附圖說明

圖1是交直流混合電路原理示意圖。

圖2是帶有限流電阻R的交直流混合電路原理示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對該結(jié)構(gòu)的工作過程做詳細(xì)說明：

圖1是交直流混合電路原理示意圖，其中交流LED與直流LED驅(qū)動電路(驅(qū)動電路含整流電路)的整流電路的交流輸入端串聯(lián)，設(shè)直流LED驅(qū)動輸入側(cè)稱為直流側(cè)，直流LED驅(qū)動輸出側(cè)稱為低壓側(cè)，直流側(cè)電壓為u1，直流側(cè)串聯(lián)的LED兩端電壓為U2，低壓側(cè)串聯(lián)的LED兩端電壓為U3，由于LED內(nèi)阻較小，粗糙的控制時U2、U3可取LED閥值電壓附近的定值，設(shè)目標(biāo)電流是i1r，控流策略是：

步驟1：由給定的i1r得出i2ref，i2ref＝i1r×u1÷U3；

步驟2：對i2ref限幅，取i2ref與低壓側(cè)LED輸出電流最大值兩者中較小者作為指令電流，低壓側(cè)輸出電流跟蹤該指令電流。

步驟3：跳到步驟1。

該策略使得直流側(cè)電流絕對平均值跟蹤目標(biāo)電流i1r，從而與之串聯(lián)的LED工作電流維持恒定目的。設(shè)目標(biāo)輸出功率為Pall，對輸出功率的功率控制策略是：

步驟1：由給定的Pall得出i2ref，i2ref＝Pall×u1÷(u1+U2)÷U3；

步驟2：對i2ref限幅，取i2ref與低壓側(cè)LED輸出電流最大值兩者中較小者作為指令電流，低壓側(cè)輸出電流跟蹤該指令電流。

步驟3：跳到步驟1。

該策略使得整個電路輸出功率跟蹤并穩(wěn)定在目標(biāo)輸出功率Pall。

圖2是帶有限流電阻R的交直流混合電路原理示意圖，其中交流LED通過C、L、Cp、Lp組成的無源濾波電路與直流LED供電回路串聯(lián)，限流電阻R與開關(guān)S并聯(lián)后串聯(lián)接入交流LED的供電回路，接入位置是直流LED整流電路與交流LED之間，開關(guān)S是兩個晶閘管反向串聯(lián)；C、L組成帶通濾波器，其諧振點位于電源頻率附件，Cp、Lp作為低通濾波器，濾除電源高頻率成分，典型地直流LED驅(qū)動已包含圖2中所示C、L濾波電路，圖2中將其單獨顯示；限流電阻R與開關(guān)S控制策略分為閉合和關(guān)斷，閉合的控制策略是：

步驟1：開關(guān)S初始狀態(tài)為開路，當(dāng)系統(tǒng)接入電源時，限流電阻R限制電源向直流LED驅(qū)動充電的電流；直流LED驅(qū)動電路啟動，初始狀態(tài)為不工作或恒定功率輸出。

步驟2：當(dāng)直流LED驅(qū)動設(shè)定的充電時間結(jié)束，或者流入直流LED驅(qū)動的電流均值逐漸減小并跌落在閉合閥值內(nèi)的時候，開關(guān)S置閉合，直流LED驅(qū)動電路置為正常工作。

關(guān)斷的控制策略是：

關(guān)斷條件1：若流過開關(guān)S的電流超過I段保護閥值，則開關(guān)S置斷開，直流LED驅(qū)動電路置為不工作或恒定功率輸出。

關(guān)斷條件2：流過開關(guān)S的電流均值超過II段保護閥值并持續(xù)設(shè)定的時間，開關(guān)S置斷開，直流LED驅(qū)動電路置為不工作或恒定功率輸出。

應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。