CN105813268A - Led负载光源自动识别的光源系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种LED负载光源自动识别的光源系统，包括LED灯具以及与所述LED灯具连接的光源驱动器；其中，所述LED灯具包括一个LED灯具单元或者多个相互并联的LED灯具单元，所述LED灯具单元，包括：由至少一个LED负载光源构成的LED电路；与所述LED电路并联或串联，用于获取LED灯具单元检测电流的负载匹配电路；所述光源驱动器为用于依据所述检测电流输出所述LED灯具单元工作电流的光源驱动器。当增加或者减少并联的LED灯具单元时，检测电流发生变化，光源驱动器输出相对应的LED灯具单元的工作电流，实现了针对不同的LED灯具，光源驱动器均能够提供与LED灯具对应的电流来驱动其发光，无需更换光源驱动器。

Description

LED负载光源自动识别的光源系统

技术领域

本发明涉及照明技术领域，更具体地说，涉及一种LED负载光源自动识别的光源系统。

背景技术

光源系统由LED负载光源组成的LED灯具以及用于驱动LED负载光源发光的光源驱动器构成，每个LED负载光源的亮度是与其流过的电流成正比。其中，光源驱动器是指驱动LED负载光源发光的电源调整电子器件，多个LED负载光源的排列方式、数量种类以及额定工作电流各不相同，因此，不同的LED负载光源匹配不同的光源驱动器，二者一一对应。驱动器提供于LED负载光源的额定电流相当的恒定电流，然而，不同规格的LED负载光源额定电流不同，需要驱动器提供不同的额定电流，LED负载光源的规格、种类、数量以及组合方式各不相同，为了提供相应的额定电流所需要的恒流光源驱动器的种类以及数量也越多，这将大大增加生产管理的成本，且没有使用上的自由度，给使用带来极大的不便。

因此，由于LED灯具中包括的LED负载的规格、种类、数量以及组合方式各不相同，如何自动识别LED灯具，以便于光源驱动器提供合适的电流来驱动LED负载光源发光，是本领域技术人员急需要解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种LED负载光源自动识别的光源系统，能够自动识别LED负载光源，以便于光源驱动器提供合适的电流来驱动LED负载光源发光，当LED负载个数、规格以及种类不同时，无需更换光源驱动器。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种LED负载光源自动识别的光源系统，包括LED灯具以及与所述LED灯具连接的光源驱动器；

其中，所述LED灯具包括一个LED灯具单元或者多个相互并联的LED灯具单元，所述LED灯具单元，包括：

由至少一个LED负载光源构成的LED电路；

与所述LED电路并联或串联，用于获取LED灯具单元检测电流的负载匹配电路；

所述光源驱动器为用于依据所述检测电流输出所述LED灯具单元工作电流的光源驱动器。

优选地，在上述光源系统中，所述负载匹配电路为与所述LED电路两端并联的固定电阻，所述固定电阻的阻值大于所述LED电路的阻值。

优选地，在上述光源系统中，所述负载匹配电路为与所述LED电路两端并联的可变电阻，所述可变电阻的阻值大于所述LED电路的阻值。

优选地，在上述光源系统中，所述可变电阻为光敏电阻。

优选地，在上述光源系统中，所述负载匹配电路为与所述LED电路串联的电路，包括：运算放大器、比较器、第一开关管、第二开关管、负载电容、第一电阻、第二电阻；

其中，所述第一电阻的一端与所述光源驱动器的负向输出端相连，另一端与所述运算放大器的反相输入端相连；

所述第二电阻的一端和所述负载电容相连，另一端与所述光源驱动器的正向输出端相连或者与所述LED负载光源的阳极相连；

所述运算放大器的同相输入端与参考电压相连，输出端与所述第一开关管的基极相连；

所述比较器的同相输入端连接于所述负载电容与所述第二电阻之间，反相输入端与参考电压相连，输出端与所述第二开关管的基极相连；

所述第一开关管的集电极与所述LED负载光源的阴极相连，发射极与所述第一电阻的另一端相连；

所述第二开关管的集电极与所述LED负载光源的阴极相连，发射极与所述光源驱动器的负向输出端相连。

优选地，在上述光源系统中，所述第一开关管与所述第二开关管为三极管或者场效晶体管。

优选地，在上述光源系统中，所述光源驱动器包括：

用于获取LED灯具检测电流的负载检测电路，所述LED灯具检测电流为所述LED灯具单元检测电流之和；

用于对所述LED灯具检测电流进行处理得到所述LED灯具单元工作电流的控制电路，与所述负载检测电路相连；

用于输出所述LED灯具单元工作电流的功率变换电路，与所述LED灯具单元相连。

优选地，在上述光源系统中，所述负载检测电路包括：

一端与所述功率变换电路以及所述LED负载光源的阳极相连的第一检测电阻；

一端与所述第一检测电阻的另一端相连，另一端接地的第二检测电阻；

一端与所述LED负载光源的阴极相连，另一端接地的第三检测电阻。

优选地，在上述光源系统中，所述负载检测电路还包括：

同相输入端接参考电源，反相输入端连接在所述第一检测电阻与所述第二检测电阻之间的第一比较器；

同相输入端接参考电源，反相输入端连接在所述第三检测电阻与所述LED负载光源的阴极之间的第二比较器；

阴极与所述控制电路相连，阳极与所述第一比较器的输出端相连的第一二极管；

阴极与所述控制电路相连，阳极与所述第二比较器的输出端相连的第二二极管。

优选地，在上述光源系统中，所述LED电路为N个所述LED负载光源串联组成的LED电路，N大于或等于1。

从上述技术方案可以看出，本发明提供了一种LED负载光源自动识别的光源系统，包括LED灯具以及与所述LED灯具连接的光源驱动器；其中，所述LED灯具包括一个LED灯具单元或者多个相互并联的LED灯具单元，所述LED灯具单元，包括：由至少一个LED负载光源构成的LED电路；与所述LED电路并联或串联，用于获取LED灯具单元检测电流的负载匹配电路，所述LED灯具单元检测电流为加载在所述LED负载光源的电压小于其导通电压时通过所述LED灯具单元的电流；所述光源驱动器为用于依据所述检测电流输出所述LED灯具单元工作电流的光源驱动器。

在应用本发明提供的LED负载光源自动识别的光源系统时，光源驱动器在对LED灯具所加的电压从零开始逐渐增大，当所加在LED电路的电压不足以点亮每一个LED负载光源时，流过负载匹配电路的电流作为检测电流被光源驱动器检测，光源驱动器根据通过LED负载光源的检测电流输出LED灯具单元工作电流，使得LED灯具单元中的LED负载光源在额定电流下正常工作。当增加或者减少并联的LED灯具单元时，检测电流发生变化，光源驱动器输出相对应的LED灯具单元的工作电流，实现了针对不同的LED灯具，光源驱动器均能够提供与LED灯具对应的电流来驱动其发光，无需更换光源驱动器。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种光源系统示意图；

图2为本发明实施例提供的LED负载光源的伏安特性曲线图；

图3为本发明实施例提供的一种光源系统电路图；

图4为本发明实施例提供的另一种光源系统电路图；

图5为本发明实施例提供的另一种光源系统电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种光源系统示意图。

在一种具体实施方式中，本发明提供了一种LED负载光源自动识别的光源系统，包括LED灯具以及与所述LED灯具连接的光源驱动器；其中，一个LED灯具单元或者多个相互并联的LED灯具单元100，所述LED灯具单元100，包括：由至少一个LED负载光源构成的LED电路101；与所述LED电路101并联或串联，用于获取LED灯具单元100检测电流的负载匹配电路102，所述LED灯具单元检测电流为加载在所述LED负载光源的电压小于其导通电压时通过所述LED灯具单元100的电流；所述光源驱动器为用于依据所述检测电流输出所述LED灯具单元工作电流的光源驱动器。

需要指出的是，LED电路101中可以包括一个LED负载光源，也可以包括多个LED负载光源，当LED电路101由多个LED负载光源组成时，多个LED负载光源串联或者并联，均在保护范围之内。在LED灯具单元100中，每个LED电路101均并联或者串联一个负载匹配电路102，负载匹配电路102用于获取LED灯具单元检测电流，所述LED灯具单元检测电流为加载在所述LED负载光源的电压小于其导通电压时通过所述LED灯具单元的电流，即获得通过所述LED电路101的检测电流。至少一个LED灯具单元100组成了LED灯具，多个LED灯具单元100相互并联，光源驱动器与LED灯具单元100相连，能够获取通过所述LED负载光源的检测电流，即每个灯具单元的检测电流，对多个灯具单元的检测电流进行分析，输出每个LED灯具单元100的工作电流，使得LED负载点亮。

光源驱动器在对LED灯具所加的电压从零开始逐渐增大，当所加在LED电路的电压不足以点亮每一个LED负载光源时，流过负载匹配电路的电流作为检测电流被光源驱动器检测，光源驱动器根据通过LED负载光源的检测电流输出LED灯具单元工作电流，使得LED灯具单元中的LED负载光源在额定电流下正常工作。当增加或者减少并联的LED灯具单元时，检测电流发生变化，光源驱动器输出相对应的LED灯具单元的工作电流，实现了针对不同的LED灯具，光源驱动器均能够提供与LED灯具对应的电流来驱动其发光，无需更换光源驱动器。

本发明的核心思想是在LED电路101并联或者串联负载匹配电路102，通过负载匹配电路102对通过灯具单元100的电流进行检测，得到检测电流，光源驱动器根据检测电流提供LED灯具单元100的工作电流，实现当LED负载个数、规格以及种类不同时，无需更换光源驱动器的目的。

进一步的，请参阅图3、图4、图5，所述光源驱动器包括：

用于获取LED灯具检测电流的负载检测电路103，所述LED灯具检测电流为所述LED灯具单元检测电流之和；

用于对所述LED灯具检测电流进行处理得到所述LED灯具单元工作电流的控制电路104，与所述负载检测电路103相连；

用于输出所述LED灯具单元工作电流的功率变换电路105，与所述LED灯具单元相连。

其中，所述负载检测电路103包括：一端与所述功率变换电路105以及所述LED负载光源的阳极相连的第一检测电阻11；一端与所述第一检测电阻11的另一端相连，另一端接地的第二检测电阻12；一端与所述LED负载光源的阴极相连，另一端接地的第三检测电阻13。

所述负载检测电路103还包括：同相输入端接参考电源，反相输入端连接在所述第一检测电阻11与所述第二检测电阻12之间的第一比较器15；同相输入端接参考电源，反相输入端连接在所述第三检测电阻13与所述LED负载光源的阴极之间的第二比较器14；阴极与所述控制电路104相连，阳极与所述第一比较器15的输出端相连的第一二极管17；阴极与所述控制电路104相连，阳极与所述第二比较器14的输出端相连的第二二极管16。其中，参考电源由外部电源提供。

进一步的，所述LED电路101为N个所述LED负载光源串联组成的LED电路101，N大于或等于1。当然，LED电路101中的LED负载光源个数不做限定，LED负载光源可以为多个串联，也可以为多个并联，还可以为串并联混合相连，均在保护范围之内。

下面是本发明提供的LED负载光源自动识别的光源系统的工作原理。

请参考图2，图2为本发明实施例提供的LED负载光源的伏安特性曲线图。若本发明提供的LED负载光源为二极管，利用了LED负载光源的导通特性，在LED电路101并联了负载匹配电路102，负载匹配电路102的阻值和LED电路101所需的电流成对应关系，在LED负载光源未导通的时候，例如，流过LED负载光源的电流小于阀值1A，光源驱动器对LED灯具施加的电压不满足LED负载光源的导通条件，但LED灯具施加的电压加在了LED灯具单元100的LED电路101中，最终，流经LED灯具单元100的电流和流经第三检测电阻13，负载检测电路103对流经第三检测电阻13的电流即检测电流进行检测，通过控制电路104以及功率变换电路105获得此时光源驱动器对LED灯具的输出电流大小，即所述LED灯具单元100的工作电流，使得LED负载光源点亮。

当LED灯具中的LED灯具单元100增加或者减少时，负载检测电路103对流经第三检测电阻13的电流即检测电流进行检测，根据检测电流的大小以及与检测电流对应的所加电压的大小，得到LED灯具的阻抗值，计算得到LED灯具单元100的数量，LED驱动器提供满足LED灯具单元100要求的电压或者电流。

下面为根据本发明的核心思想提供的三个具体实施例：

实施例一

请参阅图3，图3为本发明实施例提供的一种光源系统电路图，在上述实施方式的基础上，可选的，负载匹配电路102为固定电阻，所述固定电阻与所述LED电路101两端并联，所述固定电阻的阻值大于所述LED电路的阻值，固定电阻的阻值优选为远大于LED电路的阻值，为了避免在正常工作时，大量电流从固定电阻分流，造成LED电路的电流降低，降低LED负载光源的发光效率。

在本实施例中，LED灯具由4个LED灯具单元100组成，LED灯具单元100中包括串联的4个LED负载光源以及与LED负载光源支路并联的固定电阻，电路其他部分请参考上述实施方式，在此不再赘述。

当光源驱动器启动之后，加载在LED灯具的正向电压逐渐增大，当正向电压低于阀值1(一般为1.5V)的时候，LED负载光源不导通，当正向电压大于阀值1，小于阀值2(一般为2.6V)的时候，LED负载光源开始微微导通，当正向电压大于阀值2的时候，LED负载光源开始完全导通。每个LED负载光源的额定电压为3V，LED电路101满载工作时的电压为12V，电流为60mA。当光源驱动器刚启动的时候，输出5V电压，该电压平分到每个LED负载光源上的电压为1.25V，该电压小于LED负载光源的导通电压，LED负载光源完全截至。在LED负载光源并联固定电阻，固定电阻为5K欧姆时，5V电压加在固定电阻，产生1mA的检测电流，检测电流流经光源驱动器中的第三检测电阻13，负载检测电路103获取检测电流的大小，负载检测电路103发送电流控制信号至控制电路104，控制电路104控制功率变换电路105生成12V/60mA的电流。当其中一个LED灯具单元100出现故障或者撤掉，流过电源驱动器的电流减小，为保证每一个并联支路的LED灯具单元100能够工作在合理的电流范围内，光源驱动器会相应将输出电流调整为180mA。

实施例二

请参阅图4，图4为本发明实施例提供的另一种光源系统电路图，在上述实施方式的基础上，负载匹配电路102为可变电阻，所述可变电阻与所述LED电路101两端并联，所述可变电阻的阻值大于所述LED电路的阻值。其工作原理在此不再赘述。

可选的，可变电阻为光敏电阻，然也可以为其它可变电阻，例如滑动变阻器。使用者可以根据自己的亮度需求，通过调节该电阻的阻值，电源驱动器可以相应调节输出电流的大小，来达到使用者的需求，可以实现调节LED灯具亮度的目的。

实施例三

请参阅图5，图5为本发明实施例提供的另一种光源系统电路图。在上述实施方式的基础上，所述负载匹配电路102与所述LED电路101串联；所述负载匹配电路102包括：运算放大器23、比较器24、第一开关管25、第二开关管26、负载电容、第一电阻21、第二电阻22；其中，所述第一电阻21的一端与所述光源驱动器的负向输出端相连，另一端与所述运算放大器23的反相输入端相连；所述第二电阻22的一端和所述负载电容相连，另一端与所述光源驱动器的正向输出端相连或者与所述LED负载光源的阳极相连；所述运算放大器23的同相输入端与参考电压相连，输出端与所述第一开关管25的基极相连；所述比较器24的同相输入端连接于所述负载电容与所述第二电阻22之间，反相输入端与参考电压相连，输出端与所述第二开关管26的基极相连；所述第一开关管25的集电极与所述LED负载光源的阴极相连，发射极与所述第一电阻21的另一端相连；所述第二开关管26的集电极与所述LED负载光源的阴极相连，发射极与所述光源驱动器的负向输出端相连。

进一步的，所述第一开关管25与所述第二开关管26为三极管或者场效晶体管。

光源驱动器对LED灯具施加大于LED电路101的导通电压，负载匹配电路102中的第一开关管25进入放大区，第二开关管26因为阻容充电延时而工作在截止区，之后第二开关管26工作在饱和区，第一开关管25将流经LED电路101的电流限制在一个非常小的电流下，比如限制在1mA，最终的LED灯具电流流经光源驱动器中的第三检测电阻13，负载检测电路103对第三检测电阻13进行检测，可以获得输出所述LED灯具单元100的工作电流，此时光源驱动器的输出电压开始降低，等第二开关管26工作在饱和区之后，光源驱动器为LED灯具提供合适的电流或电压。

因为LED灯具单元100中的负载匹配电路102和LED电路101是串联关系，所以当LED电路101出现故障后，在检测阶段时，负载匹配电路102中没有电流流过的，导致光源驱动器的输出电流减小。LED驱动电源在检测阶段时，负载检测电路103通过回路中的电流大小可以检测出实际健康的LED灯具单元100的个数，LED驱动电源会相应的输出合适的电流或电压。

本发明提供的LED负载光源自动识别的光源系统，在使用前无需知道LED灯具单元所需的电流大小，通过在光源驱动器开启的一瞬间经负载检测电路的检测得到检测电流，进而获取LED灯具的阻抗值，获得LED灯具所需的工作电流值，光源驱动器精确的输出LED灯具所需的电流或电压值，实现了同一光源驱动器匹配不同LED灯具的目的，减少生产和维护成本。当LED灯具内部LED灯具单元出现故障时，负载匹配电路可以让光源驱动器的输出电流做出相应的调整，使LED灯具内的LED负载光源工作在合适的电流或者电压内，同时，整个调整过程都是在LED负载光源未点亮或只有微弱光线的情况进行的，不会对用户照成视觉上的影响。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种LED负载光源自动识别的光源系统，其特征在于，包括LED灯具以及与所述LED灯具连接的光源驱动器；

其中，所述LED灯具包括一个LED灯具单元或者多个相互并联的LED灯具单元，所述LED灯具单元，包括：

由至少一个LED负载光源构成的LED电路；

与所述LED电路并联或串联，用于获取LED灯具单元检测电流的负载匹配电路；

所述光源驱动器为用于依据所述检测电流输出所述LED灯具单元工作电流的光源驱动器。

2.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述负载匹配电路为与所述LED电路两端并联的固定电阻，所述固定电阻的阻值大于所述LED电路的阻值。

3.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述负载匹配电路为与所述LED电路两端并联的可变电阻，所述可变电阻的阻值大于所述LED电路的阻值。

4.如权利要求3所述的光源系统，其特征在于，所述可变电阻为光敏电阻。

5.权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述负载匹配电路为与所述LED电路串联的电路，包括：运算放大器、比较器、第一开关管、第二开关管、负载电容、第一电阻、第二电阻；

其中，所述第一电阻的一端与所述光源驱动器的负向输出端相连，另一端与所述运算放大器的反相输入端相连；

所述第二电阻的一端和所述负载电容相连，另一端与所述光源驱动器的正向输出端相连或者与所述LED负载光源的阳极相连；

所述运算放大器的同相输入端与参考电压相连，输出端与所述第一开关管的基极相连；

所述比较器的同相输入端连接于所述负载电容与所述第二电阻之间，反相输入端与参考电压相连，输出端与所述第二开关管的基极相连；

所述第一开关管的集电极与所述LED负载光源的阴极相连，发射极与所述第一电阻的另一端相连；

所述第二开关管的集电极与所述LED负载光源的阴极相连，发射极与所述光源驱动器的负向输出端相连。

6.如权利要求5所述的光源系统，其特征在于，所述第一开关管与所述第二开关管为三极管或者场效晶体管。

7.如权利要求1至6任一项所述的光源系统，其特征在于，所述光源驱动器包括：

用于获取LED灯具检测电流的负载检测电路，所述LED灯具检测电流为所述LED灯具单元检测电流之和；

用于对所述LED灯具检测电流进行处理得到所述LED灯具单元工作电流的控制电路，与所述负载检测电路相连；

用于输出所述LED灯具单元工作电流的功率变换电路，与所述LED灯具单元相连。

8.如权利要求7所述的光源系统，其特征在于，所述负载检测电路包括：

一端与所述功率变换电路以及所述LED负载光源的阳极相连的第一检测电阻；

一端与所述第一检测电阻的另一端相连，另一端接地的第二检测电阻；

一端与所述LED负载光源的阴极相连，另一端接地的第三检测电阻。

9.如权利要求8所述的光源系统，其特征在于，所述负载检测电路还包括：

同相输入端接参考电源，反相输入端连接在所述第一检测电阻与所述第二检测电阻之间的第一比较器；

同相输入端接参考电源，反相输入端连接在所述第三检测电阻与所述LED负载光源的阴极之间的第二比较器；

阴极与所述控制电路相连，阳极与所述第一比较器的输出端相连的第一二极管；

阴极与所述控制电路相连，阳极与所述第二比较器的输出端相连的第二二极管。

10.如权利要求9所述的光源系统，其特征在于，所述LED电路为N个所述LED负载光源串联组成的LED电路，N大于或等于1。