CN108449847A - 一种led灯工作电流调控装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种LED灯工作电流调控装置，其包括：输入模块、输出模块、分压检测单元、反馈模块以及单片机；输入模块包括：输入单元和控制单元，输入单元输入LED灯的工作电流，输入单元与控制单元电连接，控制单元经变压器与反馈模块电连接，反馈模块包括：反馈单元，输出模块与LED灯的LED灯板电连接，反馈单元经MOS管Q2与单片机电连接，单片机与输出模块电连接，分压检测电路检测输出模块的输出电压，单片机反馈控制输出模块的输出电压的控制信号。本发明的LED灯工作电流调控装置通过检测用于驱动LED灯的LED灯板的电压，实现自动调节LED灯的驱动电流，避免LED灯的温度过高，进而实现延长LED灯使用寿命的目的。

Description

一种LED灯工作电流调控装置
技术领域
本发明涉及LED灯控制技术领域，尤其涉及一种LED灯工作电流调控装置。
背景技术
随着电力电子技术的迅速发展，LED照明替代白炽灯已成为当代的趋势。进入二十一世纪之后，节能减排，提高能源使用效率成为社会发展的必然需求，因此LED驱动及其LED照明被大量使用。然而，LED驱动所使用的LED灯板温度较高，其会影响LED灯的使用寿命。因此，如何增加LED灯的使用寿命成为迫切需要解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在提供一种LED灯工作电流调控装置，以克服现有技术中存在的不足。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种LED灯工作电流调控装置，其包括：输入模块、输出模块、分压检测单元、反馈模块以及单片机；
所述输入模块包括：输入单元和控制单元，所述输入单元输入LED灯的工作电流，所述输入单元与所述控制单元电连接，所述控制单元经变压器与所述反馈模块电连接，所述反馈模块包括：反馈单元，所述输出模块与LED灯的LED灯板电连接，所述反馈单元经MOS管Q2与所述单片机电连接，所述单片机与所述输出模块电连接，所述分压检测电路检测所述输出模块的输出电压，所述单片机反馈控制所述输出模块的输出电压的控制信号。
作为本发明的LED灯工作电流调控装置的改进，所述输入单元包括：火线输入端、零线输入端以及整流桥，所述火线输入端和零线输入端经所述整流桥与所述控制单元电连接。
作为本发明的LED灯工作电流调控装置的改进，所述控制单元包括：控制芯片U8、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C16，电阻R19、电阻R13、MOS管Q1、二极管D8、电阻R8、电容C5、三极管Q3、二极管D1、电阻R23、稳压二极管ZD2；
来自所述输入单元的工作电流依次经所述电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C16为所述控制芯片U8供电，所述控制芯片U8输出的PWM驱动信号经所述，电阻R19、电阻R13驱动所述MOS管Q1，自所述变压器输出的供电电流依次经所述二极管D8、电阻R8、电容C5、三极管Q3、二极管D1、电阻R23、稳压二极管ZD2为所述U8供电。
作为本发明的LED灯工作电流调控装置的改进，所述控制芯片U8的型号为ICE2QS02G。
作为本发明的LED灯工作电流调控装置的改进，所述反馈单元包括反馈环路，所述反馈环路包括：光电耦合器U5、电阻R34、电阻R35、电阻R61、二极管D5、二极管D6、电阻R65、电容C49、电容C17、双运放U1、电阻R67、电容C24、电容C28、电阻R66、电阻R36、电阻R37、电阻R43、电阻R52；
所述双功放U1的5脚B+与电容C28电连接，5脚B+还与阻R36、电阻R37、电阻R43、电阻R52电连接，6脚B-与电阻R67电连接，7脚BO与所述电阻R66和电容C24电连接，所述7脚BO还与电阻R65、电容C49、二极管D6、二极管D5电连接，所述R34和R35连接至所述二极管D6、二极管D5之间，所述U5连接至所述电阻R35两端，8脚VCC分别与所述电容C17和电阻R61电连接。
作为本发明的LED灯工作电流调控装置的改进，所述光电耦合器U5、R34、R35、D6、R65、双功放U1还与电阻R24、电阻R58、电容C31、电阻R54组成反馈电路；所述电阻R24、电阻R58与所述光电耦合器U5的一引脚电连接，所述电容C31、电阻R54与所述光电耦合器U5的另一引脚电连接。
作为本发明的LED灯工作电流调控装置的改进，所述单片机的型号为PIC16F1509T。
作为本发明的LED灯工作电流调控装置的改进，所述分压检测单元包括依次连接的：电阻R53、电阻R56、电阻R60，所述单片机的11脚RB6电连接至所述电阻R53和电阻R60之间。
作为本发明的LED灯工作电流调控装置的改进，所述LED灯工作电流调控装置还包括：三端稳压IC U2和三端稳压IC U3，所述三端稳压IC U2输出的电压为所述双运放U1供电，所述三端稳压IC U3为所述单片机供电。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的LED灯工作电流调控装置通过检测用于驱动LED灯的LED灯板的电压，实现自动调节LED灯的驱动电流，避免LED灯的温度过高，进而实现延长LED灯使用寿命的目的。
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中记载的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为LED灯的工作电压与温度的关系曲线图；
图2为本发明的LED灯工作电流调控装置的一具体实施方式的模块示意图；
图3为发明的LED灯工作电流调控装置的一具体实施方式的电路图。
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。
如图1所示，其为T1和T2(T1＞T2)两个不同温度同一个LED灯上的电压，在LED灯上的电流为I时，T2温度时的LED灯上的电压为VD2，相同的电流为I时，T1温度时的LED灯上的电压为VD1，LED灯在相同的电流I下，LED灯的温度差为(T1-T2)℃，此时LED灯的电压差为(VD1-VD2)伏，根据LED发光二极管的伏安特性曲线上可以看出，当温度升高时，LED灯的正向压降将减小，每增加1℃，LED灯的正向压降VD将减小。由此，通过控制输出电压，可调控LED灯的工作电流，进而实现温度的调节。
如图2、3所示，所述LED灯工作电流调控装置包括：输入模块、输出模块4、分压检测单元5、反馈模块以及单片机U4。
所述输入模块用于实现工作电流的输入，其包括：输入单元1和控制单元2，所述输入单元1输入LED灯的工作电流，所述输入单元1与所述控制单元2电连接，所述控制单元2经变压器与所述反馈模块电连接。
其中，所述输入单元1包括：火线输入端、零线输入端以及整流桥，所述火线输入端和零线输入端经所述整流桥与所述控制单元2电连接。
所述控制单元2包括：控制芯片U8、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C16，电阻R19、电阻R13、MOS管Q1、二极管D8、电阻R8、电容C5、三极管Q3、二极管D1、电阻R23、稳压二极管ZD2。优选地，所述控制芯片U8的型号为ICE2QS02G。
所述控制单元2工作时，来自所述输入单元1的工作电流依次经所述电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C16为所述控制芯片U8供电，所述控制芯片U8输出的PWM驱动信号经所述，电阻R19、电阻R13驱动所述MOS管Q1，自所述变压器输出的供电电流依次经所述二极管D8、电阻R8、电容C5、三极管Q3、二极管D1、电阻R23、稳压二极管ZD2为所述U8供电。
所述反馈模块包括：反馈单元3，所述输出模块4与LED灯的LED灯板电连接，所述反馈单元3经MOS管Q2与所述单片机U4电连接，所述单片机U4与所述输出模块4电连接，所述分压检测电路检测所述输出模块4的输出电压，所述单片机U4反馈控制所述输出模块4的输出电压的控制信号。
所述反馈单元3包括反馈环路，所述反馈环路包括：光电耦合器U5、电阻R34、电阻R35、电阻R61、二极管D5、二极管D6、电阻R65、电容C49、电容C17、双运放U1、电阻R67、电容C24、电容C28、电阻R66、电阻R36、电阻R37、电阻R43、电阻R52。
其中，V-点检测的电压信号经电阻R67到双运放U1的6脚B-与5脚B+的电压进行比较放大(误差信号)，经双运放U17脚BO输出，经光电耦合器U5控制到主控制IC，进而调节MOS管Q2的导通占空比。
具体地，所述反馈环路中，所述双功放U1的5脚B+与电容C28电连接，5脚B+还与阻R36、电阻R37、电阻R43、电阻R52电连接，6脚B-与电阻R67电连接，7脚BO与所述电阻R66和电容C24电连接，所述7脚BO还与电阻R65、电容C49、二极管D6、二极管D5电连接，所述R34和R35连接至所述二极管D6、二极管D5之间，所述U5连接至所述电阻R35两端，8脚VCC分别与所述电容C17和电阻R61电连接。
此外，为了对控制芯片U8进行回授补偿，所述光电耦合器U5、R34、R35、D6、R65、双功放U1还与电阻R24、电阻R58、电容C31、电阻R54组成反馈电路。其中，所述电阻R24、电阻R58与所述光电耦合器U5的一引脚电连接，所述电容C31、电阻R54与所述光电耦合器U5的另一引脚电连接。所述反馈电路工作时，双运放U1及电阻R66和电容C24光电耦合器U5反馈到制芯片U8，调节输出之驱动信号。
所述单片机U4为大容量的电池H1充电，当输入交流电断电后，由电池H1给单片机U4供电，上电后VCC有电压，经电阻R36、电阻R37、电阻R43、电阻R52分压，此时单片机U4内部检测到B点电压，单片机U4内部开始计时，输出PWM信号驱动MOD管Q2,调节B点的电压，B点的电压降低，C点的电压也随之降低，此时输出的电流也随着减小，以实现调控LED工作电流的目的。优选地，所述单片机的型号为PIC16F1509T。
此外，所述LED灯工作电流调控装置还包括：三端稳压IC U2和三端稳压IC U3，所述三端稳压IC U2输出的电压为所述双运放U1供电，所述三端稳压IC U3为所述单片机供电。
所述分压检测单元5包括依次连接的：电阻R53、电阻R56、电阻R60，所述单片机的11脚RB6电连接至所述电阻R53和电阻R60之间。
本发明的LED灯工作电流调控装置工作时：
当LED灯板温度较高，Vout+电压按照LED灯珠的温度特性(温度与VF电压的关系)降低，此时所述分压检测单元检测到A点电压，此时A点电压降低，当A点电压降低到某一值时(例如60℃)，单片机U4输出PWM驱动信号驱动MOS管Q2导通，从而降低B点电压。
当B点电压降低时，C点电压也随着降低，此电压输入到双运放U1的5脚B+，此时双运放U1的6脚B-的电压需随着降低，故输出电流降低，减小灯板的功率，以达到降低LED灯的温度，达到提高LED灯寿命的目的。
综上所述，本发明的LED灯工作电流调控装置通过检测用于驱动LED灯的LED灯板的电压，实现自动调节LED灯的驱动电流，避免LED灯的温度过高，进而实现延长LED灯使用寿命的目的。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种LED灯工作电流调控装置，其特征在于，所述LED灯工作电流调控装置包括：输入模块、输出模块、分压检测单元、反馈模块以及单片机；
所述输入模块包括：输入单元和控制单元，所述输入单元输入LED灯的工作电流，所述输入单元与所述控制单元电连接，所述控制单元经变压器与所述反馈模块电连接，所述反馈模块包括：反馈单元，所述输出模块与LED灯的LED灯板电连接，所述反馈单元经MOS管Q2与所述单片机电连接，所述单片机与所述输出模块电连接，所述分压检测电路检测所述输出模块的输出电压，所述单片机反馈控制所述输出模块的输出电压的控制信号。
2.根据权利要求1所述的LED灯工作电流调控装置，其特征在于，所述输入单元包括：火线输入端、零线输入端以及整流桥，所述火线输入端和零线输入端经所述整流桥与所述控制单元电连接。
3.根据权利要求1所述的LED灯工作电流调控装置，其特征在于，所述控制单元包括：控制芯片U8、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C16，电阻R19、电阻R13、MOS管Q1、二极管D8、电阻R8、电容C5、三极管Q3、二极管D1、电阻R23、稳压二极管ZD2；
来自所述输入单元的工作电流依次经所述电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C16为所述控制芯片U8供电，所述控制芯片U8输出的PWM驱动信号经所述，电阻R19、电阻R13驱动所述MOS管Q1，自所述变压器输出的供电电流依次经所述二极管D8、电阻R8、电容C5、三极管Q3、二极管D1、电阻R23、稳压二极管ZD2为所述U8供电。
4.根据权利要求3所述的LED灯工作电流调控装置，其特征在于，所述控制芯片U8的型号为ICE2QS02G。
5.根据权利要求1所述的LED灯工作电流调控装置，其特征在于，所述反馈单元包括反馈环路，所述反馈环路包括：光电耦合器U5、电阻R34、电阻R35、电阻R61、二极管D5、二极管D6、电阻R65、电容C49、电容C17、双运放U1、电阻R67、电容C24、电容C28、电阻R66、电阻R36、电阻R37、电阻R43、电阻R52；
所述双功放U1的5脚B+与电容C28电连接，5脚B+还与阻R36、电阻R37、电阻R43、电阻R52电连接，6脚B-与电阻R67电连接，7脚BO与所述电阻R66和电容C24电连接，所述7脚BO还与电阻R65、电容C49、二极管D6、二极管D5电连接，所述R34和R35连接至所述二极管D6、二极管D5之间，所述U5连接至所述电阻R35两端，8脚VCC分别与所述电容C17和电阻R61电连接。
6.根据权利要求5所述的LED灯工作电流调控装置，其特征在于，所述光电耦合器U5、R34、R35、D6、R65、双功放U1还与电阻R24、电阻R58、电容C31、电阻R54组成反馈电路；所述电阻R24、电阻R58与所述光电耦合器U5的一引脚电连接，所述电容C31、电阻R54与所述光电耦合器U5的另一引脚电连接。
7.根据权利要求1所述的LED灯工作电流调控装置，其特征在于，所述单片机的型号为PIC16F1509T。
8.根据权利要求1所述的LED灯工作电流调控装置，其特征在于，所述分压检测单元包括依次连接的：电阻R53、电阻R56、电阻R60，所述单片机的11脚RB6电连接至所述电阻R53和电阻R60之间。
9.根据权利要求1所述的LED灯工作电流调控装置，其特征在于，所述LED灯工作电流调控装置还包括：三端稳压IC U2和三端稳压IC U3，所述三端稳压IC U2输出的电压为所述双运放U1供电，所述三端稳压IC U3为所述单片机供电。
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