CN104640307A - Led控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种LED控制装置可以包括：驱动电路单元，将输入电力转换成输出电压并将输出电压提供至LED模块；检测电路单元，位于驱动电路单元和LED模块之间并检测LED模块的输出电压和输出电流；以及控制电路单元，将外部信号转换成参考信号并将参考信号与输出电压和输出电流之一进行比较以控制LED模块的输出。外部信号可以是传感器模块提供的第一信号、通信模块提供的第二信号以及输出控制模块提供的第三信号之一。

Description

LED控制装置
相关申请的引用
本申请要求于2013年11月11日向韩国知识产权局提交的第10-2013-0136558号韩国专利申请的权益，通过引用将该韩国专利的公开结合于本文中。
技术领域
本公开涉及发光二极管(LED)控制装置。
背景技术
最近，随着半导体技术的发展，发光二极管(LED)、使用半导体制造的光源的输出已增加。因此，对将诸如现有的白炽灯、荧光灯等等的亮度灯替换为将LED用作光源的灯的技术的研究已积极地进行。在一些技术领域中，LED已用作新光源来替换现有的灯。
目前，为了节约在传统亮度方案中另外消耗的能量以及为了环保效益已经逐渐增大了对LED的使用。此外，根据相关技术，由于诸如容易控制等的优点，除了传统光源的简单打开/关闭功能可以对LED进行各种控制。另外，在需要LED亮度的位置，在需要LED亮度的时间提供LED亮度，使得相比于根据相关技术的传统的亮度方案节能效果可明显增加并且用户便利性可明显增大。
然而，在根据相关技术的传统的亮度方案中，光源是各种各样的，并且对于相应传统亮度方案光源的控制方法明显彼此不同。此外，因为存在各种亮度控制方案，为了全面管理各种亮度控制方案需要独立装置，这使得所需部件的数量增加并且成本增大。
以下相关技术文献(专利文献1)涉及使用LED的感应灯的调光装置，公开了通过将亮度传感器和人体传感器与LED相结合以防止不必要的电力消耗的技术。然而，与本公开不同，专利文献1并未公开能够通过将传感器模块、通信模块和LED输出控制模块集成在单个装置中来使用单个电源控制LED的装置。
[相关专利文献]
(专利文献1)韩国专利申请公开第10-2011-0027337号。
发明内容
本公开的一方面可提供一种发光二极管(LED)控制装置，允许通过将传感器模块、通信模块和LED输出控制模块集成在单个装置中来更方便有效地控制LED模块。
根据本公开的一方面，LED控制装置可以包括：驱动电路单元，将输入电力转换为输出电压，并将输出电压提供至LED模块；检测电路单元，位于驱动电路单元和LED模块之间，并检测LED模块的输出电压和输出电流；以及控制电路单元，将外部信号转换为参考信号，并将参考信号与输出电压和输出电流中至少一个相比较以控制LED模块的输出，其中，外部信号是传感器模块提供的第一信号、通信模块提供的第二信号以及输出控制模块提供的第三信号之一。
LED控制装置可以进一步包括对输入电力进行整流并将所整流的电力提供至驱动电路单元的整流单元。
驱动电路单元可以包括：功率系数补偿电路单元，控制输入电力的功率系数；包括开关元件的转换器单元，对功率系数补偿电路提供的输入电力的电压电平进行转换，并提供其电压电平被转换成适于LED模块的输入电力；以及控制模块，控制转换器单元的开关元件的开关操作。
控制电路单元可以包括：信号输入单元，接收外部信号；信号转换单元，将信号输入单元提供的外部信号转换成参考信号；比较电路单元，将参考信号与输出电压和输出电流中至少一个进行比较；以及光量控制单元，依据比较电路单元的比较结果控制LED模块的输出。
控制电路单元可以进一步包括阻抗转换单元，调整信号输入单元与信号转换单元之间的阻抗。
传感器模块可以包括：亮度传感器，感测外部亮度；操作传感器，感测外部操作；以及传感器控制单元，使用亮度传感器和操作传感器中至少一个提供的感测数据生成第一信号并将第一信号提供给控制电路单元。
通信模块可以包括：Wi-Fi模块，使用Wi-Fi通信将数据传输至外部并从外部接收数据；蓝牙模块，使用蓝牙通信将数据传输至外部并从外部接收数据；以及Zigbee模块，使用Zigbee通信将数据传输至外部并从外部接收数据；以及通信控制单元，使用Wi-Fi模块、蓝牙模块、和Zigbee模块中至少一个提供的数据生成第二信号并将第二信号提供给控制电路单元。
输出控制模块可生成用于控制开关元件的开关操作的第三信号，并将第三信号提供至控制电路单元，第三信号是脉冲宽度调制(PWM)信号。
在参考信号的电压电平为预设电压或更低的情况中，控制电路单元可使驱动电路单元进入待机模式。
根据本公开另一方面，LED控制装置可以包括：驱动电路单元，包括变压器，根据输入电力生成输出电压，并将输出电压提供至LED模块；检测电路单元，位于变压器的副侧上并检测LED模块的输出电压和输出电流；参考信号生成单元，接收外部信号并生成参考信号；比较电路单元，将参考信号与输出电压和输出电流中至少一个进行比较；以及光量控制单元，依据比较电路单元的比较结果控制LED模块的输出。
LED控制装置可以进一步包括整流单元，位于变压器的主侧上，对输入电力进行整流，并将所整流的电力提供给驱动电路单元。
驱动电路单元可以包括：功率系数补偿电路单元，位于变压器的主侧上并控制输入电力的功率系数；控制模块，控制包括在变压器主侧中的开关元件的开关操作；以及转换器单元，对功率系数补偿电路单元提供的输入电力的电压电平进行转换，并提供其电压电平被转换为适于LED模块的输入电力。
LED控制装置可以进一步包括外部信号生成单元，使用传感器模块、通信模块和输出控制模块中至少一个生成外部信号，其中传感器模块包括多个传感器以及使用多个传感器提供的感测数据生成第一信号的感测控制单元，通信模块包括多个通信装置以及使用多个通信装置提供的通信数据生成第二信号的通信控制单元，输出控制模块依据检测电路单元提供的输出电流生成第三信号，用于控制包括在变压器主侧的开关元件的开关操作的，并且外部信号是第一至第三信号之一。
第三信号可以是PWM信号。
多个传感器可包括亮度传感器、热传感器以及操作传感器中至少之一，其中亮度传感器感测外部亮度并将亮度数据提供至感测控制单元，热传感器感测外部热量并将热量数据提供至感测控制单元，并且操作传感器感测外部操作并将操作数据提供至感测控制单元。
多个通信装置可以包括Wi-Fi模块、蓝牙模块以及Zigbee模块中至少一个，其中Wi-Fi模块使用Wi-Fi通信将从外部接收的数据提供至通信控制单元，蓝牙模块使用蓝牙通信将从外部接收的数据提供至通信控制单元，以及Zigbee模块使用Zigbee通信将从外部接收到的数据提供至通信控制单元。
参考信号生成单元可调整外部信号生成单元与光量控制单元之间的阻抗。
光量控制单元在参考信号的电压电平为预设电压或更低的情况下可使驱动电路单元进入待机模式，作为比较电路单元的比较结果。
附图说明
从以下结合附图的详细说明中，将更清楚地理解本公开的以上及其他的方面、特征和其他优点，其中：
图1是示出根据本公开示例性实施方式的发光二极管(LED)控制装置的框图；
图2是示出图1中所示的驱动电路单元的实例的框图；
图3是示出图1中所示的控制电路单元的实例的框图；
图4是示出图1中所示的传感器模块的实例的框图；
图5是示出图1中所示的通信模块的实例的框图；
图6是更详细地示出图1的LED控制装置的框图；
图7是示出根据本公开另一示例性实施方式的LED控制装置的框图；
图8是示出图7中所示的外部信号生成单元的实例的框图；以及
图9是更详细地示出图7的LED控制装置的框图。
具体实施方式
现在将参考附图详细描述本公开的示例性实施方式。然而，本公开可以多个不同的形式来例证并且不应被解释为局限于本文中所阐述的具体实施方式。相反，提供这些实施方式以使本公开详尽和完整，并且向本领域中的技术人员充分传达本公开的范围。贯穿附图，相同的参考标号将被用于指代通篇相同的或者类似的元件。
图1是示出根据本公开示例性实施方式的发光二极管(LED)控制装置的框图。
参考图1，根据本公开示例性实施方式的LED控制装置可包括驱动电路单元100、检测电路单元200以及控制电路单元300。此外，根据本公开示例性实施方式的LED控制装置可进一步包括传感器模块510、通信模块520以及输出控制模块530。
驱动电路单元100可接收输入电力、将输入电力转换为输出电压，并将输出电压提供至LED模块400。这里，输入电力可以是交流(AC)电力。
检测电路单元200可位于驱动电路单元100和LED模块400之间。此外，检测电路单元200可检测由驱动电路单元100提供至LED模块400的输出电压以及LED模块400的输出电流。
控制电路单元300可将提供的外部信号转换为参考信号。此外，控制电路单元300可将转换的参考信号与输出电压和输出电流中的至少一个进行比较，以控制LED模块400的输出。
这里，控制电路单元300可从生成第一信号的传感器模块510、生成第二信号的通信模块520以及生成第三信号的输出控制模块530之一接收外部信号。即，外部信号可以是第一至第三信号中任一个。这将在下面参考图6详细地描述。
同时，根据本公开示例性实施方式的LED控制装置可进一步包括对输入电力进行整流并将所整流的电力提供至驱动电路单元100的整流单元600。
图2是示出图1中所示的驱动电路单元100的实例的框图。
参考图2，驱动电路单元100可包括功率系数补偿电路单元100、转换器单元120以及控制模块130。
功率系数补偿电路单元110可控制输入电力的功率系数并从整流单元600接收所整流的电力。
转换器单元120可转换功率系数补偿电路提供的输入电力的电压电平并提供其电压电平被转换为适于LED模块400的输入电力。此外，转换器单元120可包括开关元件并从下面要描述的控制模块130接收控制信号以执行开关操作，从而控制LED模块400的输出。
图3是示出图1中所示的控制电路单元300的实例的框图。
参考图3，控制电路单元300可包括信号输入单元310、信号转换单元320、比较电路单元330以及光量控制单元340。
此外，控制电路单元300可进一步包括位于信号输入单元310与信号转换单元320之间的阻抗转换单元315。
信号输入单元310可接收外部信号并将外部信号提供至阻抗转换单元315。即，信号输入单元310可从传感器模块510、通信模块520以及输出控制模块530之一接收外部信号。
然后，阻抗转换单元315可调整信号输入单元310与信号转换单元320之间的阻抗。信号转换单元320可将外部信号转换为参考信号。然后，信号转换单元320可将参考信号提供至比较电路单元330。
比较电路单元330可包括至少两个比较器，每个比较器可接收检测电路单元220提供的输出电压以及输出电流作为输入。此外，至少两个比较器可接收信号转换单元320提供的参考信号作为另一输入。
然后，比较电路单元330可将接收的参考信号与输出电压和输出电流中的至少一个进行比较并且将比较结果提供至光量控制单元340。
光量控制单元340可以依据比较电路单元330的比较结果控制LED模块400的输出。即，光量控制单元340可依据比较结果生成控制信号，并将生成的控制信号提供至驱动电路单元100的控制模块130，并且控制模块130可依据控制信号控制LED模块400的输出。
图4是示出图1中所示的传感器模块510的实例的框图。
参考图4，传感器模块510可包括感测外部亮度的亮度传感器511、感测外部操作的操作传感器512以及传感器控制单元513。此外，尽管未示出，传感器模块510也可包括感测外部热量的热传感器。
亮度传感器511和操作传感器512可将感测数据提供至传感器控制单元513，并且感测控制单元513可使用由亮度传感器511和操作传感器512中的至少一个提供的感测数据生成第一信号。然后，信号控制单元513可将第一信号提供至控制电路单元300。
图5是示出图1中所示的通信模块520的实例的框图。
参考图5，通信模块520可包括Wi-Fi模块521、蓝牙模块522、Zigbee模块523以及通信控制单元524。
Wi-Fi模块521可使用Wi-Fi通信将数据传输至外部并从外部接收数据。蓝牙模块522可使用蓝牙通信将数据传输至外部并从外部接收数据，以及Zigbee模块523可使用Zigbee通信将数据传输至外部并从外部接收数据。
这里，Wi-Fi模块521、蓝牙模块522以及Zigbee模块523可将外部提供的数据提供至通信控制单元524，并且通信控制单元524可使用所述数据生成第二信号。然后，通信控制单元524可将第二信号提供至控制电路单元300。
同时，输出控制模块530可接收由检测电路单元200提供的输出电流，并依据接收的输出电流生成用于控制驱动电路单元100的开关元件的开关操作的第三信号。这里，第三信号可以是脉冲宽度调制(PWM)信号。
图6是更详细地示出图1的LED控制装置的框图。
接下来，将参考图6详细地描述根据本公开示例性实施方式的LED控制装置的操作。
首先，整流单元600可对输入电力和AC电力进行整流，并将所整流的电力提供至驱动电路单元100。然后，驱动电路单元100可将整流输入电力转换为输出电压，并将输出电压提供至LED模块400。
这里，检测电路单元200可包括检测输出电压的电压检测单元210以及检测LED模块400的输出电流的电流检测单元220，并且可将分别由电压检测单元210和电流检测单元220检测的输出电压和输出电流提供至控制电路单元330中的比较电路单元330。
同时，信号输入单元310可从传感器模块510、通信模块520以及输出控制模块530之一接收用于控制LED模块400的输出的外部信号。
这里，传感器模块510的传感器控制单元513可接收由亮度传感器511感测的关于外部亮度的感测数据或者由操作传感器512感测的关于外部操作是否存在的感测数据，并生成第一信号。此外，通信模块520可通过与外部的通信接收数据。在这种情况下，可依据通信方法使用Wi-Fi模块521、蓝牙模块522以及Zigbee模块523中的每个。然后，通信控制单元524可使用通过与外部的通信所接收的数据生成第二信号。同时，输出控制模块530可使用由检测电路单元200提供的LED模块400的输出电流生成第三信号和PWM信号。
即，信号输入单元310可接收第一至第三信号之一并将所接收的信号提供至阻抗转换单元315。然后，阻抗转换单元315可调整信号输入单元310与信号转换单元320之间的阻抗。
信号转换单元320可使用外部信号生成参考信号。换言之，信号转换单元320可将外部信号转换成参考信号，以允许光量控制单元340将参考信号用作用于控制LED模块400的输出的参考电力。
可将参考信号输入到比较电路单元330。例如，比较电路单元330可包括至少两个比较器，并且可将生成的参考信号输入到所述至少两个比较器中的每个。此外，也可提供由检测电路单元200检测的输出电压和输出电流，作为对所述至少两个比较器的另一输入。
然后，可将比较电路单元330的比较结果提供至光量控制单元340、并且光量控制单元340可控制提供至LED模块400的输出电压和输出电流。在这种情况中，光量控制单元340可控制输出的量或者控制输出期间的通电时间。
同时，在参考信号的电压电平为预设电压或更低的情况中，控制电路单元300可将驱动电路单元100改成待机模式，作为比较电路单元330的比较结果。即，控制电路单元300确定参考信号的电压电平是否是预设电压或更低，以将驱动电路单元100改成待机模式，借此可明显减少驱动电路单元100的功耗。
同时，光量控制单元340可基于参考信号限制LED模块400的输出的最小电流和最大电流。因此，LED模块400可维持恒定光量以依据色散来控制LED模块400的光量上的变化。
此外，控制电路单元300可通过参考信号确定LED模块400的输出的状态。即，在LED模块400的输出处于非正常状态中的情况下，控制电路单元300可确定LED模块400的输出处于非正常状态。例如，在确定LED模块400的输出处于非正常状态中的情况下，控制电路单元300将驱动电路单元100改成待机模式，借此可以防止对LED控制装置的损害。
图7是示出根据本公开另一示例性实施方式的LED控制装置的框图。
图8是示出图7中所示的外部信号生成单元800的实例的框图。
图9是更详细地示出图7的LED控制装置的框图。
参考图7至图9，根据本公开另一示例性实施方式的LED控制装置可包括驱动电路单元100、检测电路单元200、参考信号生成单元700、比较电路单元330、光量控制单元340以及外部信号生成单元800。
驱动电路单元100可包括至少一个变压器140，并根据输入电力生成生成输出电压，并将输出电压提供至LED模块400。
同时，检测电路单元200可位于变压器140的副侧上，并可检测LED模块400的输出电压和输出电流。
参考信号生成单元700可调整外部信号生成单元与光量控制单元之间的阻抗。此外，参考信号生成单元700然后可将生成的参考信号提供至比较电路单元330。
比较电路单元330可将参考信号与输出电压和输出电流之一进行比较并且将比较结果提供至光量控制单元340。
光量控制单元340可以依据比较电路单元330的比较结果控制LED模块400的输出。此外，在参考信号的电压电平为预设电压或更低的情况中，光量控制单元340可将驱动电路单元100改成待机模式，作为比较电路单元330的比较结果。
同时，根据本公开另一示例性实施方式的LED控制装置可进一步包括位于变压器140的主侧上的整流单元600，该整流单元对输入电力进行整流，并将所整流的电力提供至驱动电路单元100。
此外，驱动电路单元100可进一步包括功率系数补偿电路单元110，位于变压器140的主侧处并控制输入电力的功率系数；转换器单元120，包括开关元件并对功率系数补偿电路单元110提供的输入电力的电压电平进行转换，并提供其电压电平被转换为适于LED模块400的输入电力；以及控制模块130，控制开关元件的开关操作。
参考图9，根据本公开另一示例性实施方式的LED控制装置的组件中的外部信号生成单元800可包括传感器模块810、通信模块820以及输出控制模块830。
同时，因为根据本公开另一示例性实施方式的LED控制装置的相应部件及其操作与根据上述本公开示例性实施方式的LED控制装置的相应部件及其操作相同，将省略对其的描述。
如上所述，根据本公开示例性实施方式的LED控制装置可通过将各种控制模块集成于单个装置中来积极地用各种控制方法处理并具有高便利性。
尽管在上文已示出并描述了示例性实施方式，然而对于本领域技术人员将显而易见的是，在不背离由所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下可做出修改和变型。

Claims (18)

1.一种发光二极管LED控制装置，包括：
驱动电路单元，将输入电力转换成输出电压，并将所述输出电压提供至LED模块；
检测电路单元，位于所述驱动电路单元与所述LED模块之间，并检测所述LED模块的所述输出电压和输出电流；以及
控制电路单元，将外部信号转换成参考信号，并将所述参考信号与所述输出电压和所述输出电流中的至少一个进行比较以控制所述LED模块的输出，
其中，所述外部信号是传感器模块提供的第一信号、通信模块提供的第二信号以及输出控制模块提供的第三信号之一。
2.根据权利要求1所述的LED控制装置，进一步包括对所述输入电力进行整流并将所整流的电力提供至所述驱动电路单元的整流单元。
3.根据权利要求1所述的LED控制装置，其中所述驱动电路单元包括：
功率系数补偿电路单元，控制所述输入电力的功率系数；
包括开关元件的转换器单元，对所述功率系数补偿电路提供的所述输入电力的电压电平进行转换，并提供其电压电平被转换成适于所述LED模块的所述输入电力；以及
控制模块，控制所述转换器单元的所述开关元件的开关操作。
4.根据权利要求1所述的LED控制装置，其中所述控制电路单元包括：
信号输入单元，接收所述外部信号；
信号转换单元，将所述信号输入单元提供的所述外部信号转换成所述参考信号；
比较电路单元，将所述参考信号与所述输出电压和所述输出电流中的至少一个进行比较；以及
光量控制单元，依据所述比较电路单元的比较结果控制所述LED模块的所述输出。
5.根据权利要求4所述的LED控制装置，其中，所述控制电路单元进一步包括阻抗转换单元，所述阻抗转换单元调整所述信号输入单元与所述信号转换单元之间的阻抗。
6.根据权利要求1所述的LED控制装置，其中，所述传感器模块包括：
亮度传感器，感测外部亮度；
操作传感器，感测外部操作；以及
传感器控制单元，使用由所述亮度传感器和所述操作传感器中的至少一个提供的感测数据生成所述第一信号，并将所述第一信号提供给所述控制电路单元。
7.根据权利要求1所述的LED控制装置，其中，所述通信模块包括：
Wi-Fi模块，使用Wi-Fi通信将数据传输至外部并从所述外部接收数据；
蓝牙模块，使用蓝牙通信将数据传输至外部并从所述外部接收数据；
以及Zigbee模块，使用Zigbee通信将数据传输至外部并从所述外部接收数据；以及
通信控制单元，使用由所述Wi-Fi模块、所述蓝牙模块、以及所述Zigbee模块中的至少一个提供的所述数据生成所述第二信号，并将所述第二信号提供至所述控制电路单元。
8.根据权利要求3所述的LED控制装置，其中，所述输出控制模块生成用于控制所述开关元件的开关操作的所述第三信号，并将所述第三信号提供至所述控制电路单元，所述第三信号为脉冲宽度调制PWM信号。
9.根据权利要求1所述的LED控制装置，其中，在所述参考信号的电压电平为预设电压或更低的情况下，所述控制电路单元将所述驱动电路单元改成待机模式。
10.一种LED控制装置，包括：
包括变压器的驱动电路单元，根据输入电力生成输出电压，并将所述输出电压提供至LED模块；
检测电路单元，位于所述变压器的副侧上并检测所述LED模块的所述输出电压和输出电流；
参考信号生成单元，接收外部信号并生成参考信号；
比较电路单元，将所述参考信号与所述输出电压和所述输出电流中的至少一个进行比较；以及
光量控制单元，依据所述比较电路单元的比较结果控制所述LED模块的输出。
11.根据权利要求10所述的LED控制装置，进一步包括整流单元，所述整流单元位于所述变压器的主侧上，对所述输入电力进行整流，并将所整流的电力提供至所述驱动电路单元。
12.根据权利要求10所述的LED控制装置，其中，所述驱动电路单元包括：
功率系数补偿电路单元，位于所述变压器的主侧上，并控制所述输入电力的功率系数；
控制模块，控制包括在所述变压器的所述主侧中的开关元件的开关操作；以及
转换器单元，对所述功率系数补偿电路单元提供的所述输入电力的电压电平进行转换，并提供其电压电平被转换成适于所述LED模块的所述输入电力。
13.根据权利要求10所述的LED控制装置，进一步包括外部信号生成单元，所述外部信号生成单元使用传感器模块、通信模块以及输出控制模块中的至少一个生成所述外部信号，其中
所述传感器模块包括多个传感器以及使用由所述多个传感器提供的感测数据生成第一信号的感测控制单元，
所述通信模块包括多个通信装置以及使用由所述多个通信装置提供的通信数据生成第二信号的通信控制单元，
所述输出控制模块依据由所述检测电路单元提供的所述输出电流，生成用于控制开关元件的开关操作的第三信号，所述开关元件包括在所述变压器的主侧，以及
所述外部信号是所述第一至第三信号之一。
14.根据权利要求13所述的LED控制装置，其中，所述第三信号是PWM信号。
15.根据权利要求13所述的LED控制装置，其中，所述多个传感器包括亮度传感器、热传感器以及操作传感器中的至少一个，其中，所述亮度传感器感测外部亮度并将亮度数据提供至所述感测控制单元，所述热传感器感测外部热量并将热量数据提供至所述感测控制单元，以及所述操作传感器感测外部操作并将操作数据提供至所述感测控制单元。
16.根据权利要求13所述的LED控制装置，其中所述多个通信装置包括Wi-Fi模块、蓝牙模块以及Zigbee模块中的至少一个，其中，所述Wi-Fi模块使用Wi-Fi通信将从所述外部接收的数据提供至所述通信控制单元，所述蓝牙模块使用蓝牙通信将从所述外部接收的数据提供至所述通信控制单元，以及Zigbee模块使用Zigbee通信将从所述外部接收到的数据提供至所述通信控制单元。
17.根据权利要求13所述的LED控制装置，其中，所述参考信号生成单元调整所述外部信号生成单元与所述光量控制单元之间的阻抗。
18.根据权利要求13所述的LED控制装置，其中，在所述参考信号的电压电平为预设电压或更低的情况下，所述光量控制单元将所述驱动电路单元改成待机模式，作为所述比较电路单元的所述比较结果。
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