CN104320891A - 集成控制电路控制的直驱led照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种集成控制电路控制的直驱LED照明系统，包括了恒压单元以及直驱LED照明装置，所述恒压单元的输入侧连接交流市电，所述直驱LED照明装置连接于所述恒压单元的输出侧，且所述恒压单元的输出侧通过直流高压输出端VH与参考地端GND连接所述直驱LED照明装置；所述直驱LED照明装置包括一个基板以及设于所述基板上的若干LED电路单元模块，若干所述LED电路单元模块并联于所述高压输出端VH与参考地端GND之间；所述LED电路单元模块包括受控LED颗粒电路单元以及与之串联的常亮LED颗粒电路单元，所述受控LED颗粒电路单元中LED颗粒的导通与短路由控制系统控制。

Description

集成控制电路控制的直驱LED照明系统

技术领域

本发明涉及LED照明领域，尤其涉及一种高压直驱LED照明系统。

背景技术

发光二极管简称为LED。由含镓(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光，氮化镓二极管发蓝光。因化学性质又分有机发光二极管OLED和无机发光二极管LED。

LED作为一种先进发光器件广泛应用于道路照明，但已有的LED路灯照明系统驱动都是采用单相交流市电供电，例如单相交流市电，该单相交流市电驱动的LED道路照明技术有两个明显的缺点，其一是道路大功率照明系统的驱动电流大，所需要的电线电缆成本高；其二是LED灯具的驱动电源效率比较低，一般仅为90％左右。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何降低道路LED照明路灯的成本，提高驱动电源效率。

为了解决这一技术问题，本发明提供了一种集成控制电路控制的直驱LED照明系统，包括了恒压单元以及直驱LED照明装置，所述恒压单元的输入侧连接交流市电，所述直驱LED照明装置连接于所述恒压单元的输出侧，且所述恒压单元的输出侧通过直流高压输出端VH与参考地端GND连接所述直驱LED照明装置。

所述直驱LED照明装置包括一个基板以及设于所述基板上的若干LED电路单元模块，若干所述LED电路单元模块并联于所述高压输出端VH与参考地端GND之间。

所述LED电路单元模块包括受控LED颗粒电路单元以及与之串联的常亮LED颗粒电路单元，所述受控LED颗粒电路单元中LED颗粒的导通与短路由控制系统控制。

所述受控LED颗粒电路单元包括一个LED颗粒串子电路或至少两个互相并联的LED颗粒串子电路。

所述常亮LED颗粒电路单元包括一个LED颗粒串子电路或至少两个互相并联的LED颗粒串子电路。

所述LED颗粒串子电路包括同向串联的若干LED颗粒。

所述控制系统包括若干含有开关功能的第一类直驱LED集成控制电路。

每个所述LED电路单元模块配置至少两个所述第一类直驱LED集成控制电路，每个所述第一类直驱LED集成控制电路与对应的所述LED电路单元模块中至少一个所述受控LED颗粒电路单元连接。

所述第一类直驱LED集成控制电路至少被配置成实现以下功能：

响应输入的信息，控制对应的受控LED颗粒电路单元中LED颗粒的导通与短路。

所述控制系统包括含有开关功能的第二类直驱LED集成控制电路，一个所述LED电路单元模块中的所有所述受控LED颗粒电路单元均连接于所述第二类直驱LED集成控制电路上。

所述第二类直驱LED集成控制电路至少被配置实现以下功能：

响应输入的信息，控制受控LED颗粒电路单元中LED颗粒的导通与短路。

所述第一类直驱LED集成控制电路或第二类直驱LED集成控制电路还被配置实现以下功能：

依据所述LED电路单元模块中负载的瞬时电流对所述受控LED颗粒电路单元中LED颗粒的导通与短路进行控制。

所述第一类直驱LED集成控制电路具有PWM以及0-10V的调光功能。

所述第一类直驱LED集成控制电路或第二类直驱LED集成控制电路内与外分别配置有防浪涌结构。

所述恒压单元的数量为一个，若所述直驱LED照明装置的数量为至少两个，则至少两个所述直驱LED照明装置并联于所述直流高压输出端VH与参考地端GND之间。

所述恒压单元的数量与所述直驱LED照明装置的数量相匹配，每个所述恒压单元的输出侧分别连接一个所述直驱LED照明装置。

本发明中恒压单元对交流市电进行处理，得到含有一定纹波成分的直流高压VH，该直流高压作为直驱LED照明装置的电源，从而使得本发明具备以下积极的效果：

1)具有LED驱动电源效率高、功率因数高、谐波失真小、可靠性高、抗光频闪特性好、成本低等特点。

2)直流高压驱动直驱LED照明装置，流过道路照明系统的电线电缆的电流特别小，使得线缆成本大大降低。

3)减少驱动电源品质问题。由交流直接驱动集成电路和少量外围器件即可实现LED照明驱动。

4)延长LED灯的寿命，同时降低LED灯的成本，有利于推广直驱LED照明装置的应用，为节能做出贡献。

5)经恒压单元处理后的输出电压较平整，能依据需要输出不同的电压，而且，恒压模块能够防止频闪的出现。

进一步地，本发明利用控制系统对受控LED颗粒电路单元进行导通与短路的控制，以利用负载的变化迎合交流电曲线的变化，使得电流更稳定，具备以下有益的效果：

1)驱动效率高；

2)可带调光功能；

3)带过温，过压，过流保护。

附图说明

图1是本发明实施例1和实施例2中集成控制电路控制的直驱LED照明系统的供电示意图；

图2是本发明实施例3和实施例4中集成控制电路控制的直驱LED照明系统的供电示意图；

图3是本发明实施例2和实施例4中均采用的第一类直驱LED集成控制电路的布置示意图；

图4是本发明实施例2和实施例4中均采用的第二类直驱LED集成控制电路的布置示意图；

图5是本发明实施例1至4均采用的LED电路单元模块的示意图。

具体实施方式

以下将结合图1至图5通过四个实施例对本发明提供的集成控制电路控制的直驱LED照明系统进行详细的描述，其为本发明四个可选的实施例，可以认为，本领域的技术人员在不改变本发明精神和内容的范围内，能够对其进行修改和润色。

请参考图5，并结合图1至图4，本发明的诸多实施例提供的集成控制电路控制的直驱LED照明系统，包括了恒压单元以及直驱LED照明装置，所述恒压单元的输入侧连接交流市电，所述直驱LED照明装置连接于所述恒压单元的输出侧，且所述恒压单元的输出侧通过直流高压输出端VH与参考地端GND连接所述直驱LED照明装置。

本发明中恒压单元对交流市电进行处理，得到含有一定纹波成分的直流高压VH，该直流高压作为直驱LED照明装置的电源，从而使得本发明具备以下积极的效果：

1)具有LED驱动电源效率高、功率因数高、谐波失真小、可靠性高、抗光频闪特性好、成本低等特点。

2)直流高压驱动直驱LED照明装置，流过道路照明系统的电线电缆的电流特别小，使得线缆成本大大降低。

3)减少驱动电源品质问题。由交流直接驱动集成电路和少量外围器件即可实现LED照明驱动。

4)延长LED灯的寿命，同时降低LED灯的成本，有利于推广直驱LED照明装置的应用，为节能做出贡献。

5)经恒压单元处理后的输出电压较平整，能依据需要输出不同的电压，而且，恒压模块能够防止频闪的出现。

所述直驱LED照明装置包括一个基板以及设于所述基板上的若干LED电路单元模块，若干所述LED电路单元模块并联于所述高压输出端VH与参考地端GND之间；采用单个基板的整版式LED照明装置，有利于保证照明装置的整体性、完整性。

所述LED电路单元模块包括受控LED颗粒电路单元，所述受控LED颗粒电路单元中LED颗粒的导通与短路由控制系统控制。当闭合对应的开关时，可使得对应的受控LED颗粒电路单元短路，打开，则可以实现对应的受控LED颗粒电路单元电路的导通。

具体来说，依据所述LED电路单元模块中负载的瞬时电流对所述受控LED颗粒电路单元中LED颗粒的导通与短路进行控制。使其值始终保持在一预设的特定范围内。

本发明利用控制系统对受控LED颗粒电路单元进行导通与短路的控制，以利用负载的变化迎合交流电曲线的变化，使得电流更稳定，通过LED数量的变化可以起到恒定电流的效果。本发明还具备以下有益的效果：

1)驱动效率高；

2)可带调光功能；

3)带过温，过压，过流保护。

在以下几个实施例中，所述受控LED颗粒电路单元包括一个LED颗粒串子电路或至少两个互相并联的LED颗粒串子电路。所述LED电路单元模块还包括常亮LED颗粒电路单元，所述常亮LED颗粒电路单元包括一个LED颗粒串子电路或至少两个互相并联的LED颗粒串子电路。所述LED颗粒串子电路包括同向串联的若干LED颗粒。常亮LED颗粒电路单元的引入，有助于进一步消除频闪，达到更稳定的照明光。若受控LED颗粒电路单元不小于两个，则其也是串联在一起的。

需要指出的是，在本发明中，不可仅从电路来定义常亮LED颗粒电路单元和受控LED颗粒电路单元，而是应从效果的角度来说，在其他可选的实施例中，若是配置了第一类直驱LED集成控制电路的LED颗粒电路单元自始至终保持常亮的效果，也可将其视为常亮LED颗粒电路单元，不能因为其配置了集成电路就简单地认为其不在本发明的保护范围内。

此外，图5只是示意性地展示整版式的排布及其供电，不应简单地将本发明视为经一个恒压单元为一个直驱LED照明装置供电的情况，具体的供电方式在下文的描述中有所展开。

实施例1

请参考图1、图3和图5，本实施例在以上基本方案描述的基础上另做了具体的改进。

在本实施例1中，请参考图1，本实施例中，所述恒压单元的数量为一个，若所述直驱LED照明装置的数量为至少两个，则至少两个所述直驱LED照明装置并联于所述直流高压输出端VH与参考地端GND之间。

其可以视作集中供电的供电方式，交流市电经过一个恒压单元处理后为所有并联其上的直驱LED照明装置供电，可以减少传输线，节省成本；处理后的电压较高，传输线较细，也可以节省成本；处理后传输的是直流电，交流成分引起的线损耗较少，进一步地可以节省大量成本。

在本实施例中，请参考图3，所述控制系统包含若干含有开关功能的第一类直驱LED集成控制电路；每个所述LED电路单元模块配置至少两个所述第一类直驱LED集成控制电路，每个所述第一类直驱LED集成控制电路与对应的所述LED电路单元模块中至少一个所述受控LED颗粒电路单元连接；当然，不同的第一类直驱LED集成控制电路所连接的受控LED颗粒电路单元并无重合；进一步的优选方案为：每个所述第一类直驱LED集成控制电路与一个受控LED颗粒电路单元并联。

所述第一类直驱LED集成控制电路至少被配置成实现以下功能：

响应输入的信息，控制对应的受控LED颗粒电路单元中LED颗粒的导通与短路。

所述第一类直驱LED集成控制电路还被配置实现以下功能：

依据所述LED电路单元模块中负载的瞬时电流对所述受控LED颗粒电路单元中LED颗粒的导通与短路进行控制。以利用负载的变化迎合交流电曲线的变化，使得电流更稳定。所述第一类直驱LED集成控制电路具有PWM以及0-10V的调光功能。所述第一类直驱LED集成控制电路内与外分别配置有防浪涌结构；所述第二类直驱LED集成控制电路内与外分别配置有防浪涌结构，亦可称之为浪涌保护器电涌保护器、避雷器等。

此外，与传统的集成电路相比，本实施例在配置时优选配置了能够耐高压的第一类直驱LED集成控制电路，所以，现有技术中那些应用于低压电路的集成电路并不能使用到其中。

本实施例在本发明基本方案的基础上进一步利用多个第一类直驱LED集成控制电路分布式地对各受控LED颗粒电路单元进行控制，这种集成电路配置可以做更高的功率，集成电路热分布均匀，稳定性也高。

实施例2

请参考图1、图4和图5，本实施例在以上基本方案描述的基础上另做了具体的改进。

在供电方式上，本实施例与实施例1是类似的，请参考图1，所述恒压单元的数量为一个，若所述直驱LED照明装置的数量为至少两个，则至少两个所述直驱LED照明装置并联于所述直流高压输出端VH与参考地端GND之间。

其同样可以视作集中供电的供电方式，交流电经过一个恒压单元处理后为所有并联其上的直驱LED照明装置供电，可以减少传输线，节省成本；处理后的电压较高，传输线较细，也可以节省成本；处理后传输的是直流电，交流成分引起的线损耗较少，进一步地可以节省大量成本。

本实施例的控制方式与实施例1不同，本实施例中，请参考图4，所述控制模块包含具有开关功能的第二类直驱LED集成控制电路，一个所述LED电路单元模块中的所有所述受控LED颗粒电路单元均连接于所述第二类直驱LED集成控制电路上。

所述第二类直驱LED集成控制电路至少被配置实现以下功能：

响应输入的信息，控制受控LED颗粒电路单元中LED颗粒的导通与短路。

所述第二类直驱LED集成控制电路还被配置实现以下功能：

依据所述LED电路单元模块中负载的瞬时电流对所述受控LED颗粒电路单元中LED颗粒的导通与短路进行控制。以利用负载的变化迎合交流电曲线的变化，使得电流更稳定。所述第一类直驱LED集成控制电路具有PWM以及0-10V的调光功能。所述第一类直驱LED集成控制电路内与外分别配置有防浪涌结构；所述第二类直驱LED集成控制电路内与外分别配置有防浪涌结构，亦可称之为浪涌保护器电涌保护器、避雷器等。

针对一个模块利用单个第二类直驱LED集成控制电路进行控制，具备以下有益的效果：

1)驱动效率高；

2)可带调光功能；

3)带过温，过压，过流保护。

此外，与传统的集成电路相比，本实施例在配置时优选配置了能够耐高压的第二类直驱LED集成控制电路，所以，现有技术中那些应用于低压的集成电路并不能使用到其中。

实施例3

请参考图2、图3和图5，本实施例在以上基本方案描述的基础上另做了具体的改进。

本实施例的供电方式与实施例1和实施例2都不同，请参考图2，在本实施例中，所述恒压单元的数量与所述直驱LED照明装置的数量相匹配，每个所述恒压单元的输出侧分别连接一个所述直驱LED照明装置。

本实施例利用单个恒压单元为单个直驱LED照明装置进行供电，供电稳定性高；每盏照明装置配备一个恒压单元，也使得单元的承受容量小；本发明使得接线简单化，节省了施工成本；将现有的装置更换成本发明带电源的直驱LED照明装置，电缆线设置也方便。

在本实施例中，与实施例1一样，请参考图3，所述控制系统包含若干含有开关功能的第一类直驱LED集成控制电路，每个所述LED电路单元模块配置至少两个所述第一类直驱LED集成控制电路，每个所述第一类直驱LED集成控制电路与对应的所述LED电路单元模块中至少一个所述受控LED颗粒电路单元连接；当然，不同的第一类直驱LED集成控制电路所连接的受控LED颗粒电路单元并无重合，进一步优选的方案可以为：每个所述第一类直驱LED集成控制电路与一个受控LED颗粒电路单元并联。

所述第一类直驱LED集成控制电路至少被配置成实现以下功能：

响应输入的信息，控制对应的受控LED颗粒电路单元中LED颗粒的导通与短路。

所述第一类直驱LED集成控制电路还被配置实现以下功能：

依据所述LED电路单元模块中负载的瞬时电流对所述受控LED颗粒电路单元中LED颗粒的导通与短路进行控制。以利用负载的变化迎合交流电曲线的变化，使得电流更稳定。所述第一类直驱LED集成控制电路具有PWM以及0-10V的调光功能。所述第一类直驱LED集成控制电路内与外分别配置有防浪涌结构；所述第二类直驱LED集成控制电路内与外分别配置有防浪涌结构，亦可称之为浪涌保护器电涌保护器、避雷器等。

此外，与传统的集成电路相比，本实施例在配置时优选配置了能够耐高压的第一类直驱LED集成控制电路，所以，现有技术中那些应用于低压的集成电路并不能使用到其中。

本实施例在本发明基本方案的基础上进一步利用多个第一类直驱LED集成控制电路分布式地对各受控LED颗粒电路单元进行控制，这种集成控制电路配置可以做更高的功率，集成控制电路热分布均匀，稳定性也高。

实施例4

请参考图2、图4和图5，本实施例在以上基本方案描述的基础上另做了具体的改进。

本实施例的供电方式与实施例3相类似，请参考图2，在本实施例中，所述恒压单元的数量与所述直驱LED照明装置的数量相匹配，每个所述恒压单元的输出侧分别连接一个所述直驱LED照明装置。

与实施例3一样，本实施例利用单个恒压单元为单个直驱LED照明装置进行供电，供电稳定性高；每盏照明装置配备一个恒压单元，也使得单元的承受容量小；本发明使得接线简单化，节省了施工成本；将现有的装置更换成本发明带电源的直驱LED照明装置，电缆线设置也方便。

有关控制方面，本实施例采用了与实施例2相类似的方式，本实施例中，请参考图4，所述控制模块包含具有开关功能的第二类直驱LED集成控制电路，一个所述LED电路单元模块中的所有所述受控LED颗粒电路单元均连接于所述第二类直驱LED集成控制电路上。

所述第二类直驱LED集成控制电路至少被配置实现以下功能：

响应输入的信息，控制受控LED颗粒电路单元中LED颗粒的导通与短路。

所述第二类直驱LED集成控制电路还被配置实现以下功能：

依据所述LED电路单元模块中负载的瞬时电流对所述受控LED颗粒电路单元中LED颗粒的导通与短路进行控制。以利用负载的变化迎合交流电曲线的变化，使得电流更稳定。所述第二类直驱LED集成控制电路具有PWM以及0-10V的调光功能。所述第一类直驱LED集成控制电路内与外分别配置有防浪涌结构；所述第二类直驱LED集成控制电路内与外分别配置有防浪涌结构，亦可称之为浪涌保护器电涌保护器、避雷器等。

针对一个模块利用单个第二类直驱LED集成控制电路进行控制，具备以下有益的效果：

1)驱动效率高；

2)可带调光功能；

3)带过温，过压，过流保护。

此外，与传统的集成电路相比，本实施例在配置时优选配置了能够耐高压的第二类直驱LED集成控制电路，所以，现有技术中那些应用于低压的集成电路并不能使用到其中。

以上所有实施例中，可以含防雷设计、也可以不含防雷设计。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、LED驱动电源效率高、功率因数高、谐波失真小、可靠性高、抗光频闪特性好、成本低。

2、照明装置为直流高压驱动LED照明装置，流过照明系统的电线电缆的电流特别小，使得线缆成本大大降低。

3、由交流直接驱动集成电路和少量外围器件即可实现LED照明驱动，杜绝驱动电源品质问题，降低LED整灯的成本，延长LED整灯的寿命。有利于推广LED照明装置的应用，为节能做出贡献。

Claims (10)

1.一种集成控制电路控制的直驱LED照明系统，其特征在于：包括了恒压单元以及直驱LED照明装置，所述恒压单元的输入侧连接交流市电，所述直驱LED照明装置连接于所述恒压单元的输出侧，且所述恒压单元的输出侧通过直流高压输出端VH与参考地端GND连接所述直驱LED照明装置；

所述直驱LED照明装置包括一个基板以及设于所述基板上的若干LED电路单元模块，若干所述LED电路单元模块并联于所述高压输出端VH与参考地端GND之间；

所述LED电路单元模块包括受控LED颗粒电路单元以及与之串联的常亮LED颗粒电路单元，所述受控LED颗粒电路单元中LED颗粒的导通与短路由控制系统控制。

2.如权利要求1所述的集成控制电路控制的直驱LED照明系统，其特征在于：所述受控LED颗粒电路单元包括一个LED颗粒串子电路或至少两个互相并联的LED颗粒串子电路。

3.如权利要求1所述的集成控制电路控制的直驱LED照明系统，其特征在于：所述常亮LED颗粒电路单元包括一个LED颗粒串子电路或至少两个互相并联的LED颗粒串子电路。

4.如权利要求2或3所述的集成控制电路控制的直驱LED照明系统，其特征在于：所述LED颗粒串子电路包括同向串联的若干LED颗粒。

5.如权利要求1所述的集成控制电路控制的直驱LED照明系统，其特征在于：所述控制系统包括若干含有开关功能的第一类直驱LED集成控制电路，

每个所述LED电路单元模块配置至少两个所述第一类直驱LED集成控制电路，每个所述第一类直驱LED集成控制电路与对应的所述LED电路单元模块中至少一个所述受控LED颗粒电路单元连接；

所述第一类直驱LED集成控制电路至少被配置成实现以下功能：

响应输入的信息，控制对应的受控LED颗粒电路单元中LED颗粒的导通与短路。

6.如权利要求1所述的集成控制电路控制的直驱LED照明系统，其特征在于：所述控制系统包括含有开关功能的第二类直驱LED集成控制电路，一个所述LED电路单元模块中的所有所述受控LED颗粒电路单元均连接于所述第二类直驱LED集成控制电路上；

所述第二类直驱LED集成控制电路至少被配置实现以下功能：

响应输入的信息，控制受控LED颗粒电路单元中LED颗粒的导通与短路。

7.如权利要求5或6所述的集成控制电路控制的直驱LED照明系统，其特征在于：所述第一类直驱LED集成控制电路或第二类直驱LED集成控制电路还被配置实现以下功能：

依据所述LED电路单元模块中负载的瞬时电流对所述受控LED颗粒电路单元中LED颗粒的导通与短路进行控制。

8.如权利要求5或6所述的集成控制电路控制的直驱LED照明系统，其特征在于：所述第一类直驱LED集成控制电路或第二类直驱LED集成控制电路具有PWM以及0-10V的调光功能。

9.如权利要求1所述的集成控制电路控制的直驱LED照明系统，其特征在于：所述恒压单元的数量为一个，若所述直驱LED照明装置的数量为至少两个，则至少两个所述直驱LED照明装置并联于所述直流高压输出端VH与参考地端GND之间。

10.如权利要求1所述的集成控制电路控制的直驱LED照明系统，其特征在于：所述恒压单元的数量与所述直驱LED照明装置的数量相匹配，每个所述恒压单元的输出侧分别连接一个所述直驱LED照明装置。